数控铣床的编程与操作.pptx

1、第3章 数控铣床编程的基础,第3章 数控铣床编程的基础,3.1 数控编程的内容与方法 3.2 数控程序的结构、功能字和格式 3.3 数控铣床坐标系 3.4 数控铣床的对刀 本 章 小 结,第3章 数控铣床编程的基础,数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程，如图3-1所示。,3.1 数控编程的内容与方法 3.1.1 程序编制的概念,图3-1 数控加工程序编制过程,第3章 数控铣床编程的基础,一般来说，数控编程的工作主要包括以下几个方面。 1.分析零件图样 2.制定工艺方案 3.数值计算 1）基点坐标的计算 各几何要素之间的连接点 称为基点。如图3-2所示。,3.1.2 数控编程的

2、内容,图3-2 零件图样,第3章 数控铣床编程的基础,2）节点坐标的计算 在满足允许编程误差的条件下，用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线的交点称为节点，如图3-3所示。,图3-3 零件轮廓的节点,4.编写零件加工程序单 5.制作控制介质 6.程序检验,第3章 数控铣床编程的基础,数控加工程序的编制方法主要有手工编程和自动编程两种。 1.手工编程 手工编程如图3-4所示。,3.1.3 数控编程的方法,图3-4 手工编程,第3章 数控铣床编程的基础,2.自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。 自动编程是利用计算

3、机专用软件来编制数控加工程序，它充分发挥了计算机快速运算和存储的功能。,第3章 数控铣床编程的基础,3.2 数控程序的结构、功能字和格式 3.2.1 加工程序的结构,每一个完整的数控加工程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。 1.程序号 程序号即程序的名称，为程序的开始部分。为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序号。 2.程序内容 程序内容是整个程序的核心。 3.程序结束 程序结束是以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号。,第3章 数控铣床编程的基础,3.2.2 程序段中功能字的意义,1.顺序号字 2.准备功能字 准备功能字G又称为G功能、G指令、G代码，G指令是使数

4、控铣床做好某种操作准备的指令，由字母G和其后两位数字表示。 G指令分为模态指令(又称为保持型指令或续效指令)和非模态指令。非模态指令只在本程序段中才有效，模态指令一经在一个程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同组其他指令所代替，即在后续程序段中可以不写该指令，但功能仍然起作用。 3.尺寸字,第3章 数控铣床编程的基础,4.进给功能字 进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，表示刀具运动时的进给速度，由F和其后的若干数字组成。 5.主轴转速功能字 主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，主要用来指定主轴转速，由S和其后的若干数字组成，如S1000表示主轴转速为1 000 r/

5、min。 6.刀具功能字 刀具和刀具参数的选择是数控编程的重要内容，用于指定加工时所用刀具的编号。不同的数控系统有不同的指定方法和含义，主要格式有采用T指令编程和采用T、D指令编程。 7.辅助功能字 辅助功能字的地址符是M，又称为M功能或M指令，用于指定主轴的启停、冷却液的通断等辅助动作，由字母和其后的两位数字组成。,第3章 数控铣床编程的基础,3.2.3 程序段格式,字地址程序段格式的编排顺序如下： NGXYZFSTM； 上述程序段中包括的各种指令并非在加工程序的每个程序段中都必须有，而是根据各程序段的具体功能来编入相应的指令。如： N020 G01 X100. Y100. Z50. F10

6、0.,第3章 数控铣床编程的基础,3.3 数控铣床坐标系,在数控铣床中，刀具的运动是在坐标系中进行的。为了便于编程时描述铣床的运动，进行正确的数值计算，需要明确数控铣床的坐标轴和运动方向。 3.3.1 机床坐标系 1.机床坐标系的确定 以数控铣床为例，在 数控加工中机床的纵向 运动、横向运动以及垂 向运动应该用机床坐标 系来描述，如图3-5所示。,图3-5 立式数控铣床,第3章 数控铣床编程的基础,3.3 数控铣床坐标系 3.3.1 机床坐标系,机床坐标系是一个右手笛卡儿直角坐标系，如图3-6所示。三个坐标轴X、Y和Z互相垂直。大拇指的指向为X轴的正方向，食指的指向为Y轴的正方向，中指的指向为

7、Z轴的正方向。 围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴分别用A、B、C表示，它们的正方向根据右手螺旋定则确定。,图3-6 右手笛卡儿直角坐标系,第3章 数控铣床编程的基础,2.运动方向的确定原则 1）刀具相对静止的工件而运动的原则 刀具相对于静止的工件而运动的原则是：在铣床上始终认为工件静止，而刀具是运动的。 2）运动正方向确定的原则 数控铣床的某一部件运动的正方向，是增大工件与刀具距离的方向。,第3章 数控铣床编程的基础,3.各坐标轴及其正方向的确定方法 1）先确定Z轴 2）再确定X轴 3）最后确定Y轴 4）回转坐标轴A、B、C轴 数控铣床上有回转进给运动，且回转轴A、B、C表示绕X、 Y、Z轴的旋转

8、轴。其转动的正方向按照右手螺旋定则确定。,第3章 数控铣床编程的基础,4.附加坐标轴 为了编程和加工的方便，有时还要设置附加坐标轴。 （1）指定平行于X、Y、Z的坐标轴，如图3-8（a）所示。 （2）指定不平行于X、Y、Z的坐标轴，如图3-8 (b)所示。,图3-8 坐标系和附加坐标轴,第3章 数控铣床编程的基础,3.3.2 机床原点与机床参考点,1.数控铣床的机床原点 机床原点又称为机械原点，是机床坐标系的原点。该点是铣床上一个固定的点，其位置是由铣床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点，也是制造和调整铣床的基础。对于数控铣床的机床原点，各生产厂

9、不一致，多定在进给行程范围的正极限点处，但有的设置在铣床工作台中心，使用前可查阅铣床用户手册。,第3章 数控铣床编程的基础,2.机床参考点 为了正确地建立机床坐标系，通常在每一个坐标轴的移动范围内设置一个参考点，它是铣床上的一个固定不变的极限点，其固定位置由各轴向的机械挡块或行程开关来确定。一般铣床开机后，通常要进行手动或自动回参考点，以建立机床坐标系。 通常，在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的。,第3章 数控铣床编程的基础,3.3.3 工件坐标系和工件原点,1.工件坐标系 工件坐标系又称为编程坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。 2.编程原点 编程坐标系的原点又

10、称为编程原点或工件原点，其位置是由编程人员根据零件图样及加工工艺要求人为设定的。工件原点一般供编程使用。确定工件原点时，不必考虑工件在铣床上的实际装夹位置。,第3章 数控铣床编程的基础,工件原点在工件上的位置虽可任意选择，但一般应遵循以下原则： （1）工件原点应选在工件图样的设计基准或工艺基准上，以利于编程。 （2）工件原点应尽量选在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上。 （3）工件原点最好选在工件的对称中心上，便于尺寸计算。 （4）要便于测量和检验。,第3章 数控铣床编程的基础,3.3.4 绝对坐标与相对坐标,零件图上尺寸标注方式一般可分为两大类：绝对尺寸和相对（或增量）尺寸。 G90是绝对坐

11、标指令，刀具或铣床的位置坐标都是以固定的坐标原点（工件坐标系原点）为基准计算的，按这种方式进行编程即为绝对坐标编程。G91是相对（或增量）坐标指令，刀具或铣床的位置坐标值都是相对于前一位置计算的，若按这种方式进行编程，则称为相对坐标编程或增量坐标编程。增量坐标与运动方向有关。,第3章 数控铣床编程的基础,例3-1 如图3-11所示，已知刀具中心轨迹为“ABC”，分别使用绝对坐标指令G90与增量坐标指令G91编写程序。 解 采用G90编程： N005 G90 G01 X35.Y50.F200.； N010 X90.Y50.； 采用G91编程： N005 G91 G01 X25.Y40.F200.

12、； N010 X55.Y0；,图3-11 绝对坐标与增量坐标,第3章 数控铣床编程的基础,3.4 数控铣床的对刀 3.4.1 对刀点与换刀点的确定,对刀点是工件在机床上找正、装夹后，用于确定工件坐标系在铣床坐标系中位置的基准点。 对刀点是通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对刀点可以设在工件上的某点，也可以设在与工件的定位基准有一定关系的夹具某一位置上。其选择原则如下： （1）编程时便于数值计算。 （2）在铣床上容易找正，便于确定工件原点的位置。,第3章 数控铣床编程的基础,（3）在加工过程中便于检查。 （4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。 当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的

13、设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的工件，一般取孔的中心作为对刀点。对刀点往往与工件原点重合。若两者不重合，在设置机床零点偏移时，应当考虑到两者的差值。 能进行多刀加工的数控机床（如加工中心）在加工过程中往往要自动换刀，编程时还要考虑设置换刀点。换刀点常设置在被加工零件的外部，以防止在换刀时碰伤零件或夹具。,第3章 数控铣床编程的基础,3.4.2 对刀操作,对刀操作就是确定刀具上的对刀点在工件坐标系中的坐标值的过程。对于铣床来说，不同的刀具，其对刀点是不同的。对于圆柱形铣刀，一般是指刀刃底平面的中心；对于球头铣刀，一般指球头的球心。对刀的过程就是建立机床坐标系与工件坐标系关系的过程。 数控铣床的装备不同，所采用的对刀方法也不同。如果数控铣床自带对刀仪或配有机外对刀仪，那么对刀问题会比较简单，对刀精度也较高；否则，只能采用手动对刀。,第3章 数控铣床编程的基础,对于数控铣床来说，通常工件坐标系的确定是通过对刀的过程来实现的，即使用对刀点来确定工件原点。如图3-12所示为对刀操作原理图。,图3-12 对刀操作原理图,第3章