数控编程基础知识专业培训.ppt

1、第四章数控编程的基本知识、第一节数控编程的内容和方法第二节数控编程的基本知识第三节数控编程中的过程分析第四节数控编程中的数值计算，第一节数控编程的内容和方法，采用数控机床加工零件时，零件图形将加工顺序等以数字信息的形式，将程序代码输入机床控制系统，对其进行运算处理，转换成驱动伺服机构的指令信号，控制机床各部件的协调动作，自动加工部件。 从零件图纸到获得数控机床所需的控制介质为止的所有过程都称为数控编程。 程序编制可以分为手动编程和自动编程两种. 手动编程：整个编程过程是手动进行的。 程序员要求高(不仅要有数控代码和编程规则，还必须有机械加工技术知识和数值计算能力)自动编程：程序员根据零件图纸的

2、要求，按照某自动编程系统的规定，用比较简单的方法复制零件的加工信息计算机自动地进行程序的制作，编程系统可以自动地打印程序单来制作控制介质。 第一节NC编程的内容和方法、手工编程适用于几何形状不太复杂的零件。 自动编程是形状复杂的部件，虽然不复杂但是编程工作量大的部件(有几千个孔的部件等)虽然不复杂但是计算工作量大的部件(轮廓加工的情况下，非圆曲线的计算等)，根据第一节的数控编程的内容和方法，海外统计，手动编程在NC机床不动的原因中，2030%的情况下，由于加工程序不能及时编制而导致编程自动化是现在的趋势，第一节NC编程的内容和方法、图纸过程分析的这个步骤与普通机床加工零件时的过程分析相同， 在

3、对绘图进行工艺分析的基础上，确定机床、选定刀具和夹具的零件加工的工艺线、步骤顺序、切削使用量等工艺参数等。 二、手工编程的内容和步骤、第一节NC编程的内容和方法、运动轨迹的计算是根据零件图纸上的尺寸和工艺线的要求，在选定的坐标系内计算零件轮廓和刀具运动轨迹的坐标值，以NC机床的规定编程单位(脉冲当量)计算相应的数值第一节NC编程的内容和方法、程序和初步验证根据制定的加工路径、切削使用量、工具编号、工具补偿、辅助动作和工具运动轨迹，按照NC系统的规定指令代码和程序格式，制作零件加工程序，进行验证和验证。 计算运动轨迹，分析图纸过程，编写程序，创建控制媒体，并尝试校验和。 制作、零件图纸、错误、修

4、正、第一节数值控制程序的内容和方法、将程序表的内容变换后记录到控制介质上，作为数值控制系统的输入信息，如果程序简单，也可以直接用键盘输入。 第一节NC编程的内容和方法、运动轨迹的计算、绘图过程分析、程序制作、控制介质的制作、校验和的测试剪切、零件图纸、错误、修正、程序校验和的测试剪切所制作的控制介质，还有校验和的测试剪切如果有错误的话，必须分析错误的原因，并相应地进行修正。 第一节数控编程的内容和方法，运动轨迹的计算，绘图过程分析，程序制作，控制介质的制作，校验和的测试切割，零件图纸，错误，修正，常用校验和的测试切割方法：对平面轮廓零件用机床代替工具，代替笔，坐标纸如果是空间曲面部零件，请将蜡

5、块、塑料、木材或廉价的材料作为工件进行试验，来检查程序的正确性。第一节数控编程的内容和方法是具有图形显示功能的机床，使用静态显示(机床不动)或动态显示(模拟工件加工过程)的方法很方便。 在上述方法中，只能检查运动轨迹的正确性，无法判别工件的加工误差。 最初的试切(在许可的条件下)方法不仅可以检测程序和控制介质是否有错误，还可以知道是否要求加工精度。 如果发现错误，分析错误的性质，修改程序书，或调整刀具补偿尺寸，直到满足图纸规定的精度要求。 第一节NC编程的内容和方法，第二节NC编程的基本知识，第一，程序结构和格式结构完整的程序由程序编号、程序内容和程序结束三部分组成。 程序编号开始。 由地址代

6、码和4位数字组成。 地址代码可以是p、o或%。 因系统而异。 程序内容的主要部分由几个程序段组成，每个程序段由几个单词组成，每个单词由地址代码和几个数字组成。 字是最小指令单位。 程序的结束一般用辅助功能代码M02或M30等表示，构成程序段的程序段的结构主要由程序段编号和各种功能指令构成： n_g_x(u)_z(w)_f_m_s_t_； 其中N_是段编号，加工程序一般格式例：第二节NC程序的基本知识，格式程序段的格式是一个程序段中的字、字符和数据的书写规则，现在常用的是字地址可变程序段字地址可变段形式的特征：字序不严格，可以省略不需要的字和与前一程序相同的持续有效字。 数据的位数也可以很少。

7、程序短，直观，错误少，被广泛使用。 二、程序编制中的坐标系，总则：数控机床上的坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。 x、y、z直线进给坐标系由右手定律定义，围绕x、y、z轴旋转的圆周进给坐标系a、b、c由右手螺旋定律确定。 (2)坐标轴的确定方法，1、z轴，一般将传递切削动力的主轴轴线方向设为z轴正方向：在以刀具远离工件的方向为正方向的机床上有几个主轴的情况下，在选择一个垂直的工件卡盘面的主轴为z轴的机床上没有主轴的情况下，将与卡盘工件的台面垂直的直线设为2、设为x轴的刀具旋转主轴垂直(纵型):朝向主轴右为正主轴水平(横型):朝向主轴左为正，工件旋转，在水平面内与工件的旋转轴线垂直的方向为x轴正方

8、向：刀具离开工件的方向，在没有主轴的机床中切削方向由x轴正方向，3，y轴由右手直角坐标系决定，车床坐标系， 立铣床坐标系，卧铣床坐标系，x，z，z，x， y 4、a、b、c轴旋转进给运动坐标由右手的螺旋规律决定，5、附加坐标、主坐标或第一坐标系： x、y、z第二组附加坐标： u、v、w第三组附加坐标： p、q、r、(3)NC机床的两种坐标系、1、机床坐标系(机械坐标系设定NC车床坐标系的原点、2、工件坐标系(编程坐标系)工件坐标系的原点的原则：尽可能地用工件的设计基准和工艺基准，工件坐标系的坐标轴方向和机床坐标系的坐标轴方向一致，NC车床工件坐标系的原点、NC车床工件坐标系的原点、运动方向的确

9、定原则是， 为了便于NC编程，在外部发行基准JB3051-82中规定：假设刀具运动相对于永久静止的工件坐标系运动。 简单地说，因为工具会动，所以工件不会动。 绝对坐标编程和相对坐标编程，NC编程通常根据构成图形的线段和圆弧的端点的坐标来进行。 当运动轨迹的终点坐标相对于线段的起点测量时，称为相对坐标编程。所有坐标点的坐标值从某一定的坐标原点测量后，被称为绝对坐标编程，从图例，AB开始，绝对坐标编程中为： X12.0Y15.0，相对坐标编程中为： U-18.0V-20.0，进给功能指(f功能) 1，1， G99将进给量f的单位设为mm/r。 如图所示。 2、G98 :每分送形式： g98 _ _

10、 _ (f _ _ )； G98将进给量f的单位设为mm/min。 如图所示。 *对于数控车床，接通电源时，机床的进给方式为默认的G99。 刀具功能命令(t功能)此命令指定刀具编号和刀具补偿编号。 格式： t_前两位指定刀具编号，最后两位指定刀具补偿编号。 *刀具编号尽可能与刀具塔的刀具编号相对应*刀具补偿包括几何补偿和磨损补偿*为了方便使用，请尽可能使刀具编号与刀具补偿编号匹配*取消刀具补偿。 t指令形式为T_或T_00。辅助功能指令(m功能)、前页、下页、g功能(格式： g之后最多可支持2位)注： (1)表内的00组不是模态指令，仅在本程序段内有效。 其他组是模态指令，在一次指定后，直到被

11、该组的其他代码替换为止都有效。 (2)标记*的g代码是数控系统开始通电后的默认状态。 s功能、s功能指令的主轴转速s后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。 在具有定线速度功能的机床中，s功能指令在最高转速限制编程形式G50SS之后的数字还具有表示最高转速： r/min例： G50S3000在最高转速限制3000r/min定线速度控制编程形式G96SS之后的数字表示一定线速度： m/min的作用。 例如，G96S150表示切削线速度控制在150m/min。 定线速度取消编程形式G97SS后的数字表示定线速度控制取消后的主轴转速，未指定s时，保持G96的最终值。 例如： G97S3000表示取

12、消定线速度控制后的主轴转速3000r/min。 第三节数控编程中的工艺分析，加工工艺的主要内容工序区分原则零件卡盘加工路径的确定选择工具和切削使用量工艺文件的制作，数控加工的工艺处理内容除了编程以外，还包括数控加工在编程前进行的一系列工艺和编程后的处理作业一般包括(1)分析被加工零件模式，在明确加工内容和技术要求的基础上，确定零件的加工方案，制定数控加工路径，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的联系等。 (2)设计数控加工工序。 例如，工序的区分、零件的定位和夹具、工具的选择、切削量的决定等。 (3)调整数控加工工序的程序。 例如，对刀点、更换点的选择、加工路径的确定、刀具的修正。

13、(4)处理数控机床的部分过程指令。 数控加工零件的选定，一般是数控机床适合加工的零件： (1)多品种、小批量生产的零件和新产品试制中的零件，短期需要的零件。 (2)轮廓形状复杂，加工精度高的零件要求。 (3)用普通机床加工困难或无法加工(需要昂贵的工艺装备)的零件。 (4)价值高，加工中不能废弃的重要零件。 数控加工方法的选择、总原则：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。 数控车适合加工形状比较复杂的轴类零件和复杂的曲线旋转形成的模具内型腔，立式数控铣床适合加工平面凸轮、模板、形状复杂的平面和立体零件、模具内、外形型腔等。 卧式数码研磨机适合加工外壳、泵体、外壳类零件。 多坐标联动的加工

14、中心也可以用于各种复杂曲线、曲面、叶轮、模具等的加工。 如果按照加工工序的区分、1、前面后孔的原则来区分工序，当零件有面加工和孔加工时，可以加工面，后加工孔，提高孔的加工精度。2 .若以粗加工、精加工的方法进行区分，则优选在粗加工和精加工之间隔一段时间进行精加工，以使粗加工后的零件变形能够恢复。 3、把使用的工具分成不同的工序，用一次卡盘，尽可能地把可以用同一工具加工的部分全部完成后，再代替别的工具加工其他部分。 在用粗、精加工方式根据零件的加工精度、刚性、变形等要素来区分工序时，可以根据粗、精分离的原则来区分工序。 这种情况下，可以用不同的机床和不同的工具依次同步加工。 通常，一次安装不允许

15、先粗糙地加工零件的一部分表面，然后再加工零件的另一个表面。 否则，在大量切削新表面的过程中，切削力太大，加工后的表面可能会变形。 在粗加工期间，为了能充分恢复粗加工后的零件的变形，最好隔一段时间进行加工，提高零件的加工精度。 可以用工具集中工序的方法加工零件，区分加工工序，按使用的工具划分工序，减少换料次数，压缩空间时间，减少不必要的定位误差。 也就是说，一个卡盘可以尽量用同一个刀具加工所有可加工的部分，然后再用另一个刀具加工其他部分。 在专用数控机床和加工中心经常采用。 实现加工工序的划分、工件安装和夹具的选择、1、定位卡盘的基本原则1 )、设计、工艺和编程计算的标准统一。 2 )，尽量减少

16、卡盘的次数，尽量一次定位卡盘后，对所有的被加工面进行加工。 3 )为了充分发挥数控机床的性能，不采用占有机的人工调整式加工方案。 4 )、为了防止零件因夹紧产生的变形对加工产生很大的影响，力点必须靠近主要的支撑点和切削部位。 工件安装和夹具的选择，2、夹具的选择的基本原则1 )，零件的加工批量少的情况下，要尽量组合夹具、调整式夹具、其他通用夹具，缩短生产准备时间，节省生产费用。 2 )、零件的装卸，为了缩短机床的停止时间，必须迅速、方便、可靠。 3 )、夹具上的各部件不要妨碍机床部件各表面的加工。 也就是说，夹具必须开放，其定位夹紧机构的构成部件不能影响加工中的路径，对刀点和交换点，刀点：用于

17、在刀具上表现刀具位置的参照点。 一般来说，立铣刀、立铣刀的刃部位是刀具轴线与工具底面的交点，球头铣刀的刃部位是球心的镗刀杆，车的刃部位是刀尖或刀尖的圆弧中心，钻头是钻头前端或钻头底面的中心，电火花线切割的刀具点是线电极的轴心和零件面的对刀点、对刀操作是指，测量位于程序的起点的工具的刀具点(即，也称为工具点)的机床的原点和相对于工件的原点的坐标位置。 请正确选择“对刀仪点”的位置。 其大致的选择原则有： 1、数学处理和简单的程序编制容易2、用机床查找容易，加工中检查容易3、引起的加工误差小。 交换点、交换点是加工中需要交换时工具的相对位置点。 交换点大多设置在工件的外部，以能够顺利地交换、不与工

18、件和其他零件发生碰撞为基准。 在铣床上，多以机床基准点为交换点的加工中心中，以换刃机器人的固定位置点为换刃点的车床中，以刀架离开工件的行程界限点为交换点。 加工路径的确定、加工路径是指刀具的刀具部位相对于工件运动的轨迹和方向。 其主要决定原则如下： 1、加工方式、路线要保证被加工零件的精度和表面粗糙度。 2、尽量减少进入、退出时间和其他辅助时间，尽量缩短加工路径。 3、进给、退刀位置选定在不太重要的位置，尽量沿切线方向进给刀具，使其退刀，在法线进给、退刀和进给途中停止，避免产生刃痕。4 .尽量使数值计算简单，减少编程工作量。 加工过程的确定，结合以下具体实例说明数控车床的加工过程一般遵循以下原则：按粗后精，即粗车半精车精车的顺序进行，逐渐提高加工精度，先从后到远，即远离对刀点进行加工，缩短工具的移动距离、孔类加工(钻孔、钻孔)原则：在满足精度要求的前提下，尽量减少空行程：加工路线的确定：，1，2，b，a，n，(黄色线长，2，b，a