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標(biāo)題: 數(shù)控編程初學(xué)者必備 [打印本頁]
作者: 小河HH 時間: 2016-9-30 23:23
標(biāo)題: 數(shù)控編程初學(xué)者必備
數(shù)控加工程序編制就是將加工零件的工藝過程,、工藝參數(shù),、工件尺寸,、刀具位移的方向及其它輔助動作（如換刀,、冷卻、工件的裝卸等）按運(yùn)動順序依照編程格式用指令代碼編寫程序單的過程,。所編寫的程序單即加工程序單。
數(shù)控加工的坐標(biāo)系與指令系統(tǒng)：
數(shù)控加工程序的編寫方法有兩種,，手工編程和自動編程,，手工編程是由用戶根據(jù)加工要求，使用該機(jī)床的指令代碼手工書寫數(shù)控程序,。自動編程是由用戶運(yùn)行編程軟件,，輸入零件圖紙和加工參數(shù)(如進(jìn)給量、背吃刀量,、切削速度,，工件材料、毛坯尺寸等),，由編程軟件自動生成數(shù)控程序,。兩種編程方法各有所長。
一,、坐標(biāo)系
為了確定機(jī)床的運(yùn)動方向和運(yùn)動距離,，必須在機(jī)床上建立坐標(biāo)系，以描述刀具和工件的相對位置及其變化關(guān)系,。
數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸的指定方法已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,，我國在JB3051—1982中規(guī)定了各種數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸和運(yùn)動方向，它按照右手法則規(guī)定了直角坐標(biāo)系中X,、Y,、Z三個直線坐標(biāo)軸和A、B,、C三個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸的關(guān)系,。如圖13-4所示。
圖13-5(a)為車床的坐標(biāo)系,，裝夾車刀的溜板可沿兩個方向運(yùn)動,，溜板的縱向運(yùn)動平行于主軸，定為Z軸,，而溜板垂直于Z軸方向的水平運(yùn)動,，定為X軸，由于車刀刀尖安裝于工件中心平面上,，不需要作豎直方向的運(yùn)動,，所以不需要規(guī)定Y軸。
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file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
圖13-5(b)為三軸聯(lián)動立式銑床的坐標(biāo)系,，圖中安裝刀具的主軸方向定為Z軸,，主軸可以上下移動,，機(jī)床工作臺縱向移動方向定為X軸。與X,、Z軸垂直的方向定為Y軸,。
二、坐標(biāo)原點
機(jī)床原點：由機(jī)床生產(chǎn)廠家在設(shè)計機(jī)床時確定,，由于數(shù)控機(jī)床的各坐標(biāo)軸的正方向是定義好的,，所以原點一旦確定，坐標(biāo)系就確定了,，機(jī)床原點也稱機(jī)械原點或零點,，是機(jī)床坐標(biāo)系的原點。機(jī)床原點不能由用戶設(shè)定,，一般位于機(jī)床行程的極限位置,。機(jī)床原點的具體位置須參考具體型號的機(jī)床隨機(jī)附帶的手冊，如數(shù)控車的機(jī)床原點一般位于主軸裝夾卡盤的端面中心點上,。
1,、機(jī)床參考點：機(jī)床參考點是相對于機(jī)床原點的一個特定點，它由機(jī)床廠家在硬件上設(shè)定,，廠家測量出位置后輸入至NC中,，用戶不能隨意改動，機(jī)床參考點的坐標(biāo)值小于機(jī)床的行程極限,。為了讓NC系統(tǒng)識別機(jī)床坐標(biāo)系,，就必須執(zhí)行回參考點的操作，通常稱為回零操作,�,；蛘呓蟹祬⒉僮鳎⒎撬械腘C機(jī)床都設(shè)有機(jī)床參考點,。
2,、工件原點：也叫編程原點，它是編程人員在編程前任意設(shè)定的,，為了編程方便,，選擇工件原點時，應(yīng)盡可能將工件原點選擇在工藝定位基準(zhǔn)上,，這樣對保證加工精度有利,，如數(shù)控車一般將工件原點選擇在工件右端面的中心點。工件原點一旦確立,，工件坐標(biāo)系就確定了,。編寫程序時，用戶使用的是工件坐標(biāo)系，所以在啟動機(jī)床加工零件之前,，必須對機(jī)床進(jìn)行設(shè)定工件原點的操作,，以便讓NC確定工件原點的位置，這個操作通常稱為對刀,。對刀是加工零件前一個非常重要且不可缺少的步驟,，否則不但不可能加工出合格的零件還會導(dǎo)致事故的發(fā)生，在高檔數(shù)控系統(tǒng)中,，工件原點甚至在一個程序中還可以進(jìn)行變換,，由相應(yīng)的選擇工件原點指令完成。工件原點與機(jī)床原點之間的距離叫原點偏置,。
三、坐標(biāo)指令
在加工過程中,，工件和刀具的位置變化關(guān)系由坐標(biāo)指令來指定,，坐標(biāo)指令的值的大小是與工件原點帶符號的距離值。坐標(biāo)指令包括：X,、Y,、Z、U,、V,、W、I,、J,、K、R等,。其中,，通常來說X、Y,、Z是絕對坐標(biāo)方式,；U、V,、W相對坐標(biāo)方式,，但在三坐標(biāo)以上系統(tǒng)中，有相應(yīng)的G指令來表示是絕對坐標(biāo)方式還是相對坐標(biāo)方式,，不使用U,、V、W來表示相對坐標(biāo)方式,；I,、J、K或R是表示圓弧的參數(shù)的兩種方法，I,、J,、K表示圓心與圓弧起點的相對坐標(biāo)值，R表示圓弧的半徑,。
Ｇ指令：
也稱準(zhǔn)備功能(prepare
function)指令,，簡稱G功能指令或G代碼，C指令確定的功能,，可分為坐標(biāo)系設(shè)定類型,、插補(bǔ)功能類型、刀具補(bǔ)償功能類型,、固定循環(huán)類型等,。
G指令由字母G和其后兩位數(shù)字組成，從GOO到G99共100種,；其中GOO至G09可簡寫為G0至G9
一下是一些常用的G指令：
1,、G00與G01
G00運(yùn)動軌跡有直線和折線兩種，該指令只是用于點定位,，不能用于切削加工 G01按指定進(jìn)給速度以直線運(yùn)動方式運(yùn)動到指令指定的目標(biāo)點,，一般用于切削加工
2、G02與G03 G02:順時針圓弧插補(bǔ)G03:逆時針圓弧插補(bǔ)
3,、G04(延時或暫停指令）
一般用于正反轉(zhuǎn)切換,、加工盲孔、階梯孔,、車削切槽
4,、G40、G41,、G42 半徑補(bǔ)償 G40：取消刀具半徑補(bǔ)償
5,、G32、G92,、G76,，G32：螺紋切削 G92：螺紋切削固定循環(huán)
G76：螺紋切削復(fù)合循環(huán)
6、車削加工：G70,、G71,、72、G73,，G71：軸向粗車復(fù)合循環(huán)指令G70：精加工復(fù)合循環(huán) G72：端面車削,，徑向粗車循環(huán)
G73：仿形粗車循環(huán) 7、主軸設(shè)定指令G50：主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定 G96：恒線速度控制 G97：主軸轉(zhuǎn)速控制（取消恒線速度控制指令）
M指令：
1,、主軸正反轉(zhuǎn)停止指令 M03,、M04,、M05
M03：主軸正傳
M04：主軸反轉(zhuǎn) M05：主軸停止
2、切削液開關(guān) M08,、M09
M08：液狀切削液開 M09：切削液關(guān)
3,、運(yùn)動停止
M00、M01,、M02,、M30
M00：程序暫停 M01：計劃停止 M02：機(jī)床復(fù)位M30:程序結(jié)束，指針返回到開頭
4,、M98：調(diào)用子程 序
5,、M99：返回主程序
F指令
F代碼用于指定插補(bǔ)進(jìn)給速度。
F代碼編程有兩種,，每分鐘進(jìn)給量編程和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量編程,。在每分鐘進(jìn)給量編程中，F(xiàn)后的數(shù)值表示的是主軸每分鐘內(nèi)刀具的進(jìn)給量,，比如：F50,，表示每分鐘進(jìn)給量為50mm．值得注意的是，F(xiàn)代碼是模態(tài)指令,，但一個程序中至少應(yīng)該在第一個插補(bǔ)指令后有一個F指令，例：
G1X30 F60
Ｓ指令
Ｓ指令用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)速度,，一個程序段內(nèi)只能含有一個Ｓ代碼,，由字母Ｓ加數(shù)字表示，例如：
1.指定主軸的轉(zhuǎn)速是400r／min,，則相應(yīng)的指令為S400,。
2.在數(shù)控車系統(tǒng)中，根據(jù)加工工藝要求,，零件端面要求恒線速度加工,，因此，數(shù)控車系統(tǒng)中,，對Ｓ指令有特殊規(guī)定：端面恒線速度切削：如Ｎ1
Ｇ96 Ｓ1000 *其中1000是端面的線速度,，為1000m／min。速度單位因機(jī)床而異,，參見機(jī)床說明書3.端面恒線速度刪除：如Ｎ2 Ｇ97
Ｓ1000,。
Ｔ指令
T指令用于指定所選用的刀具，它由字母T和后接數(shù)字組成,，在同一程序中,，若同時指令坐標(biāo)移動指令和刀具T指令，執(zhí)行順序一般為先執(zhí)行T指令,，但具體由機(jī)床廠家確定,，參見機(jī)床說明書,。
需要指出的是：有的數(shù)控系統(tǒng)如發(fā)那科(FANUC
O—TD)系統(tǒng)，刀具指令采用字母T加四位數(shù)字表示,，四位數(shù)字的高2位表示刀具選擇號,，低兩位表示刀具偏置號。具體表示方法見機(jī)床說明書,。如：T0102表示一號刀,，二號刀補(bǔ)。
程序名：
程序名是數(shù)控程序必不可少的第一行,，由一個地址符加上后接四位數(shù)字組成,，第一個字符或字母是具體的數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的，后接的四位數(shù)字是用戶任意取的,�,？梢孕∮谒奈唬荒艽笥谒奈�,，根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)要求,，打頭的字符或字母一般為％、或字母Ｏ,。
例：％123,，％7788，(CJK6236A2數(shù)控車床)是合法的程序名,。
01111,，08888，(MV—5數(shù)控銑床)是合法的程序名.
子程序也有程序名,，其程序名是主程序調(diào)用的入口,。子程序的命名規(guī)則與主程序一樣，視不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的規(guī)則,。
數(shù)控加工程序編制的步驟
一,、工藝方案分析
1.確定加工對象是否適合于數(shù)控加工（形狀較復(fù)雜、精度一致性要求高）,。
2.毛坯的選擇（對同一批量的毛坯和質(zhì)量應(yīng)有一定的要求）,。
3.工序的劃分（盡可能采用一次裝夾、集中工序的加工方法）,。
4.選用適合的數(shù)控機(jī)床,。
二、工序詳細(xì)設(shè)計
1.工件的定位與夾緊,。
2.工序劃分（先粗后精,、先面后孔、先主后次,、盡量減少換刀）,。
3.刀具選擇（應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)刀具系列,、較高的剛性和耐用度、易換易調(diào)）,。
4.切削參數(shù)（盡可能取高一點）.
5.走刀分配（走刀路線要短,、次數(shù)要少、盡量避免法向切入,、零件輪廓的最終加工應(yīng)盡
可能一次連續(xù)完成）,。
6.工藝文件編制（工序卡、工具卡,、走刀路線示意圖）,。
7.工序卡包括：工步與走刀的序號、加工部位與尺寸,、刀號及補(bǔ)償號刀具型式與規(guī)格,、
主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量及工時等,。
三,、運(yùn)動軌跡的坐標(biāo)值計算
1.基點：兩個幾何元素（線、弧及樣條曲線）的交點,。
2.節(jié)點：對非圓曲線用圓弧段來逼近,，節(jié)點數(shù)的多少取決于逼近誤差、逼近方法及曲線
本身的性質(zhì),。
3.輔助計算：刀具的引入與退出路線的坐標(biāo)值計算,，坐標(biāo)系的計算（絕對值、增量值）,。
四、編寫數(shù)控加工程序
1.用數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼（G,、S,、M）與程序格式，編寫加工程序,。
2.編制機(jī)床調(diào)整卡,，供操作者調(diào)整機(jī)床用。
3.輸入程序,。
4.校驗與試切,。
數(shù)控加工生產(chǎn)流程
使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工，一般包括如下過程
一,、審圖并確定加工要求,；
二、決定使用何種刀具,；
三,、確定工件的裝夾方法和夾具,；
四、編寫加工程序,；
五,、打開機(jī)床電源；
六,、輸入程序到機(jī)床的NC中,；
七、裝刀,、裝工件,；
八、測量刀具長度和直徑偏置量,；
九,、對齊工件和設(shè)置工件原點；
十,、檢查程序(試空車,，修正程序錯誤)；
十一,、通過試切來檢查切削狀態(tài)(如有必要,
修正錯誤,、修正刀具偏置)；
十二,、機(jī)床自動運(yùn)行切削工件,；
十三、產(chǎn)品完成,。
數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系采用的是右手笛卡爾直角坐標(biāo)系,，其基本坐標(biāo)軸為X、Y,、Z直角坐標(biāo),，如下圖所示，規(guī)定了X,、Y,、Z三個直角坐標(biāo)軸的方向，這個坐標(biāo)系的各個坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要導(dǎo)軌相平行,。根據(jù)右手螺旋法則,，我們可以確定出A、B,、C三個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的方向,。
z軸坐標(biāo)的確定：
(1)與主軸軸線平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)。
(2)若無主軸則Z坐標(biāo)垂直于工件裝夾面,。
(3)若有幾個主軸,，可選一個垂直于裝夾面的軸作為主軸并確定為Z坐標(biāo),。
Z軸的正方向-----增加刀具和工件之間距離的方向。
X軸坐標(biāo)的確定：
(1)沒有回轉(zhuǎn)刀具或工件的機(jī)床上,，X軸平行于主要切削方向且以該方向為正方向,。
(2)在回轉(zhuǎn)工件的機(jī)床上，X方向是徑向的且平行于橫向滑座,，正方向為刀具離開工件回轉(zhuǎn)中心的方向,。
3)在回轉(zhuǎn)刀具的機(jī)床上：若Z坐標(biāo)水平，由刀具主軸向工件看,，X坐標(biāo)正方向指向右方,；若Z坐標(biāo)垂直，由刀具主軸向立柱看,，X坐標(biāo)正向指向右方,。
Y軸坐標(biāo)方向由右手笛卡爾坐標(biāo)確定。
機(jī)床坐標(biāo)系原點
機(jī)床原點為機(jī)床上的一個固定點,，也稱機(jī)床零點或機(jī)床零位,。是機(jī)床制造廠家設(shè)置在機(jī)床上的一個物理位置，其作用是使機(jī)床與系統(tǒng)同步,，建立測量機(jī)床運(yùn)動坐標(biāo)的起始點,。并用M表示。該點是確定機(jī)床參考點的基準(zhǔn),。
機(jī)床參考點
用R表示,，它是機(jī)床制造廠在機(jī)床上用行程開關(guān)設(shè)置的一個物理位置，與機(jī)床原點的相對位置是固定的,，機(jī)床出廠前由機(jī)床廠精密測量確定的,。
機(jī)床坐標(biāo)系原點或機(jī)床零點是通過機(jī)床參考點間接確定的，機(jī)床參考點是機(jī)床上的一個固定點,，其與機(jī)床零點間有一確定的相對位置,，一般設(shè)置在刀具運(yùn)動的X、Z正向最大極限位置,。在機(jī)床每次通電之后，工作之前,，必須進(jìn)行回機(jī)床零點操作,，使刀具運(yùn)動到機(jī)床參考點，其位置由機(jī)械檔塊確定,。這樣,，通過機(jī)床回零操作，確定了機(jī)床零點,，從而準(zhǔn)確地建立機(jī)床坐標(biāo)系,，即相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個以機(jī)床零點為坐標(biāo)原點的機(jī)床坐標(biāo)系,。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，一般情況下,，機(jī)床坐標(biāo)系在機(jī)床出廠前已經(jīng)調(diào)整好,，不允許用戶隨意變動。
浮動原點
當(dāng)機(jī)床參考點不能或不便滿足編程要求時,，可根據(jù)工件位置而自行設(shè)定的一個相對固定的而又不需永久存儲其位置的原點,。具有浮動原點指令功能的機(jī)床，允許將其測量系統(tǒng)的基準(zhǔn)點或程序原點設(shè)在相對于機(jī)床參考點的任何位置上,。
刀架相關(guān)點
從機(jī)械意義上說,，所謂尋找機(jī)床參考點，就使刀架相關(guān)點與機(jī)床參考點重合,，從而使數(shù)控系統(tǒng)得知刀架相關(guān)點在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置,。所謂刀具的長度補(bǔ)償即刀尖相對于該點的長度尺寸即刀長。實際上數(shù)控機(jī)床往往使用刀庫中的某把刀作為基準(zhǔn)刀具,，其他刀具的長度補(bǔ)償均是刀尖相對該刀具刀尖的長度尺寸,，對刀則由基準(zhǔn)刀具完成。
工件坐標(biāo)系
工件坐標(biāo)系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系,，工件原點的位置是人為設(shè)定的,，它是由編程人員在編制程序時根據(jù)工件的特點選定的，所以也稱編程原點,。
數(shù)控車床加工零件的工件原點一般選擇在工件右端面,、左端面或卡爪的前端面與Z軸的交點上。是以工件右端面與Z軸的交點作為工件原點的工件坐標(biāo)系,。
同一工件,，由于工件原點變了，程序段中的坐標(biāo)尺寸也隨之改變,。因此,，數(shù)控編程時，應(yīng)該首先確定編程原點,，確定工件坐標(biāo)系,。編程原點的確定是在工件裝夾完畢后，通過對刀確定,。
對刀
在數(shù)控加工中,，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀具的刀位點在工件坐標(biāo)系中的位置,。即常說的對刀問題,。數(shù)控機(jī)床上，目前，常用的對刀方法為手動試切對刀,。
在數(shù)控加工中,，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀具的刀位點在工件坐標(biāo)系中的位置,。即常說的對刀問題,。數(shù)控機(jī)床上，目前,，常用的對刀方法為手動試切對刀,。
數(shù)控車床對刀方法基本相同，首先將工件在三爪卡盤上裝夾好之后,，用手動方法操作機(jī)床,，具體步驟如下：
1）回參考點操作 采用ZERO或HOME（回參考點）方式進(jìn)行回參考點的操作，建立機(jī)床坐標(biāo)系,。此時數(shù)控系統(tǒng)顯示器上將顯示刀架中心（對刀參考點）在機(jī)床坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置的坐標(biāo)值,。
2）試切對刀 先用已選好的刀具將工件外圓表面車一刀，保持X向尺寸不變,，Z向退刀,，然后，停止主軸,，測量工件外圓直徑D,根據(jù)不同的數(shù)控系統(tǒng)輸入刀具的X向刀具長度補(bǔ)償,。如圖1-22所示。再將工件端面車一刀,，z向尺寸不變,，X向退刀 ，根據(jù)不同的數(shù)控系統(tǒng)輸入刀具的z向刀具長度補(bǔ)償,。
3）建立工件坐標(biāo)系 程序運(yùn)行時刀具添加相應(yīng)對刀時的補(bǔ)償值,刀具即處于編程的坐標(biāo)系,工件坐標(biāo)系即建立,。
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