《數(shù)控加工基礎(chǔ)》PPT課件

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1、 第 二 章 數(shù) 控 加 工 編 程 一 、 概 述（ 一 ） 數(shù) 控 編 程 的 定 義 把 零 件 的 工 藝 過 程 、 工 藝 參 數(shù) 、 刀 具 位 移 量 與 方 向 即 以 其 他 輔 助 功 能 （ 換 刀、 冷 卻 、 夾 緊 等 ） ， 按 運 動 順 序 和 所 用 數(shù) 控 機 床 規(guī) 定 的 指 令 代 碼 及 程 序 格 式 編 成加 工 程 序 單 ， 制 作 控 制 介 質(zhì) ， 校 對 程 序 及 首 件 試 切 的 全 過 程 叫 程 序 編 制 。（ 二 ） 數(shù) 控 編 程 的 方 法 手 工 編 程 ： 上 述 整 個 過 程 都 是 由 人 工 完 成 的

2、 ， 這 種 編 程 方 法 叫 手 工 編 程 。 自 動 編 程 ： 根 據(jù) 零 件 圖 紙 的 要 求 ， 按 照 某 個 自 動 編 程 系 統(tǒng) 的 規(guī) 定 ， 編 寫 一 個 零 件 源 程 序 ， 由 計 算 機 編 出 NC加 工 程 序 和 制 備 控 制 介 質(zhì) 的 過 程 叫自 動 編 程 。 APT和 CAD/CAM 2.1 數(shù) 控 編 程 基 礎(chǔ) 閱 讀 零 件 圖 紙 ：充 分 了 解 圖 紙 的 技 術(shù) 要 求 ， 如 尺 寸 精 度 、 形 位 公 差 、 表 面 粗 糙 度 、 工件 的 材 料 、 硬 度 、 加 工 性 能 以 及 工 件 數(shù) 量 等 ； 工

3、 藝 分 析 ：根 據(jù) 零 件 圖 紙 的 要 求 進 行 工 藝 分 析 ， 其 中 包 括 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 、材 料 和 設(shè) 計 精 度 合 理 性 分 析 、 大 致 工 藝 步 驟 等 ； 數(shù) 學(xué) 處 理 和 制 定 工 藝 ：根 據(jù) 工 藝 分 析 制 定 出 加 工 所 需 要 的 一 切 工 藝 信 息 如 ： 加 工 工 藝 路線 、 工 藝 要 求 、 刀 具 的 運 動 軌 跡 、 位 移 量 、 切 削 用 量 （ 主 軸 轉(zhuǎn) 速 、 進給 量 、 吃 刀 深 度 ） 以 及 輔 助 功 能 （ 換 刀 、 主 軸 正 轉(zhuǎn) 或 反 轉(zhuǎn) 、 切 削

4、液 開或 關(guān) ） 等 ， 并 填 寫 加 工 工 序 卡 和 工 藝 過 程 卡 ； 數(shù) 控 編 程 ： 根 據(jù) 零 件 圖 和 制 定 的 工 藝 內(nèi) 容 ， 再 按 照 所 用 數(shù) 控 系 統(tǒng) 規(guī) 定 的 指 令 代 碼及 程 序 格 式 進 行 數(shù) 控 編 程 ； 程 序 傳 輸 ：將 編 寫 好 的 程 序 通 過 傳 輸 接 口 ， 輸 入 到 數(shù) 控 機 床 的 數(shù) 控 裝 置 中 。 調(diào) 整好 機 床 并 調(diào) 用 該 程 序 后 ， 就 可 以 加 工 出 符 合 圖 紙 要 求 的 零 件 。 手 工 編 程 的 內(nèi) 容 和 步 驟 二 、 數(shù) 控 編 程 的 基 礎(chǔ) 知 識（

5、 一 ） 數(shù) 控 機 床 及 編 程 的 坐 標(biāo) 系 進 給 運 動 坐 標(biāo) 系 ISO和 中 國 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ： 數(shù) 控 機 床 的 每 個 進 給 軸 (直 線 進 給 、 圓 進 給 ) 定 義 為坐 標(biāo) 系 中 的 一 個 坐 標(biāo) 軸 。 數(shù) 控 機 床 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 標(biāo) 準(zhǔn) ： 右 手 笛 卡 兒 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) ； 基 本 坐 標(biāo) 系 ： 直 線 進 給 運 動 的 坐 標(biāo) 系 （ X.Y.Z） 。 坐 標(biāo) 軸 相 互 關(guān) 系 ： 由 右 手 定 則 決 定 。 回 轉(zhuǎn) 座 標(biāo) ： 繞 X.Y.Z 軸 轉(zhuǎn) 動 的 圓 進 給 坐 標(biāo) 軸 分 別 用 A.B.C表 示 ， 坐

6、標(biāo) 軸 相 互 關(guān) 系 由 右 手 螺 旋 法 則 而 定 。 立 式 5軸 數(shù) 控 銑 床 的 坐 標(biāo) 系 Z坐 標(biāo) （ 首 先 確 定 的 坐 標(biāo) ） 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ： Z坐 標(biāo) 主 軸 軸 線 的 進 給 軸 。 若 沒 有 主 軸 (牛 頭 刨 床 )或 者 有 多 個 主 軸 ， 則 選擇 垂 直 于 工 件 裝 夾 面 的 方 向 為 Z坐 標(biāo) 。 若 主 軸 能 擺 動 ：在 擺 動 的 范 圍 內(nèi) 只 與 標(biāo) 準(zhǔn) 坐 標(biāo) 系 中 的 某一 坐 標(biāo) 平 行 時 ， 則 這 個 坐 標(biāo) 便 是 Z坐 標(biāo) ；若 在 擺 動 的 范 圍 內(nèi) 與 多 個 坐 標(biāo) 平 行 ， 則取 垂

7、直 于 工 件 裝 夾 面 的 方 向 為 Z坐 標(biāo) 。 Z坐 標(biāo) 正 方 向 的 規(guī) 定 ： 刀 具 遠 離 工 件 的 方 向 。 立 式 5軸 數(shù) 控 銑 床 的 坐 標(biāo) 系 Z坐 標(biāo) 正 方 向 的 規(guī) 定 ： 刀 具 遠 離 工 件 的 方 向 。 X坐 標(biāo) （ 其 次 確 定 的坐 標(biāo) ）標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ： 在 刀 具 旋 轉(zhuǎn) 的 機 床 上 （ 銑 床 、 鉆 床 、 鏜 床等 ） 。n Z軸 水 平 （ 臥 式 ） ，則 從 刀 具 (主 軸 )向 工件 看 時 ， X坐 標(biāo) 的 正方 向 指 向 右 邊 。 +X X坐 標(biāo) （ 其 次 確 定 的坐 標(biāo) ）標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ：

8、在 刀 具 旋 轉(zhuǎn) 的 機 床上 （ 銑 床 、 鉆 床 、鏜 床 等 ） 。n Z軸 垂 直 （ 立式 ） ：單 立 柱 機 床 ， 從 主 軸向 立 柱 看 時 ， X的 正方 向 指 向 右 邊 ； +X X坐 標(biāo) （ 其 次 確 定 的坐 標(biāo) ）標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ： 在 刀 具 旋 轉(zhuǎn) 的 機 床 上（ 銑 床 、 鉆 床 、 鏜 床等 ） 。n Z軸 垂 直 （ 立 式 ） ：雙 立 柱 機 床 (龍 門 機床 )， 從 主 軸 向 左 立柱 看 時 ，X軸 的 正 方 向 指 向 右邊 。 +X X坐 標(biāo) （ 其 次 確 定 的 坐 標(biāo) ）標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ： 在 工 件 旋 轉(zhuǎn) 的

9、機 床 上 （ 車 床 、 磨 床 等 ） ， X軸 的 運 動 方 向 是 工 件 的 徑 向 并 平 行 于 橫 向 拖板 ， 且 刀 具 離 開 工 件 旋 轉(zhuǎn) 中 心 的 方 向 是 X軸的 正 方 向 。 Y坐 標(biāo) （ 最 后 確 定 的 坐 標(biāo) ） 利 用 已 確 定 的 X.Z坐 標(biāo) 的 正 方 向 ， 用 右 手 定 則或 右 手 螺 旋 法 則 ， 確 定 Y坐 標(biāo) 的 正 方 向 。 右 手 定 則 ： 大 姆 指 指 向 +X， 中 指 指 向 +Z， 則+Y方 向 為 食 指 指 向 。 右 手 螺 旋 法 則 ： 在 X Z平 面 ， 從 Z至 X， 姆 指所 指 的

10、 方 向 為 +y。 2 坐 標(biāo) 系 編 程 總 是 基 于 某 一 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 的 ， 為 了 編 程方 便 ， 一 律 假 定 工 件 不 動 ， 刀 具 運 動 ， 即 編程 坐 標(biāo) 系 。 因 此 ， 弄 清 楚 數(shù) 控 機 床 坐 標(biāo) 系 和工 件 坐 標(biāo) 系 的 概 念 及 相 互 關(guān) 系 是 至 關(guān) 重 要 的 。 機 床 原 點 與 機 床 坐 標(biāo) 系 機 床 原 點 機 床 坐 標(biāo) 系 的 零 點 。 這 個 原 點 是 在 機 床 調(diào)試 完 成 后 便 確 定 了 ， 是 機 床 上 固 有 的 點 。 機 床 原 點 的 建 立 ： 用 回 零 方 式 建 立 。 機

11、 床 原 點 建 立 過 程 實 質(zhì) 上 是 機 床 坐 標(biāo) 系 建立 過 程 機 床 坐 標(biāo) 系 以 機 床 原 點 為 坐 標(biāo) 系 原 點 的 坐 標(biāo) 系 ， 是 機床 固 有 的 坐 標(biāo) 系 ， 它 具 有 唯 一 性 。 機 床 坐 標(biāo) 系 是 數(shù) 控 機 床 中 所 建 立 的 工 件 坐標(biāo) 系 的 參 考 坐 標(biāo) 系 。注 意 ： 機 床 坐 標(biāo) 系 一 般 不 作 為 編 程 坐 標(biāo) 系 ， 僅作 為 工 件 坐 標(biāo) 系 的 參 考 坐 標(biāo) 系 。 工 件 原 點 與 工 件 坐 標(biāo) 系 工 件 原 點 ： 為 編 程 方 便 在 零 件 、 工 裝 夾 具 上 選定 的 某 一

12、 點 或 與 之 相 關(guān) 的 點 。 該 點 也 可 以 與 對刀 點 重 合 。 工 件 坐 標(biāo) 系 ： 以 工 件 原 點 為 零 點 且 平 行 于 機 床坐 標(biāo) 軸 建 立 的 一 個 坐 標(biāo) 系 ， 編 程 時 ， 所 有 的 尺寸 都 基 于 此 坐 標(biāo) 系 計 算 。 工 件 原 點 偏 置 ： 工 件 隨 夾 具 在 機 床 上 安 裝 后 ，工 件 原 點 與 機 床 原 點 間 的 距 離 。 現(xiàn) 代 數(shù) 控 機 床 均 可 設(shè) 置 多 個 工 件 座 標(biāo) 系 ， 在 加工 時 通 過 G指 令 進 行 換 。 工 件 坐 標(biāo) 系原 點 機 床 坐 標(biāo) 系原 點 3 絕 對

13、 坐 標(biāo) 編 程 和 相 對 坐 標(biāo) 編 程 定 義 絕 對 坐 標(biāo) 編 程 ： 工 件 所 有 點 的 坐 標(biāo) 值 基 于 某 一 坐 標(biāo) 系 （ 機 床 或 工 件 ） 零 點 計 量 的 編 程 方 式 。 相 對 坐 標(biāo) 編 程 ： 運 動 軌 跡 的 終 點 坐 標(biāo) 值 是 相 對 于 起 點 計 量 的 編 程 方 式 （ 增 量 坐 標(biāo) 編 程 ） 。 表 達 方 式 ： G90/G91； 注 意 ： 在 機 床 坐 標(biāo) 系 和 工 件 坐 標(biāo) 系 中 均 可 用 絕 對 坐 標(biāo) 編 程 ； 而 在 使 用 相 對 坐 標(biāo) 編 程 時 ， 上 述 兩 個 坐 標(biāo) 系 是 無 意

14、義 的 。 最 小 設(shè) 定 單 位 數(shù) 控 系 統(tǒng) 能 實 現(xiàn) 的 最 小位 移 量 ， 又 稱 （ 分 辨率 ） 、 最 小 指 令 增 量 或脈 沖 當(dāng) 量 ， 一 般 定 為0.0001 0.01mm （ 二 ） 程 序 結(jié) 構(gòu) 與 格 式 ” 。 可 變 順 序 格 式 （ 地 址 符 可 變 程 序 段 格 式 ） 程 序 段 中 每 個 字 都 以 地 址 符 開 始 ， 其 后 再 跟 有 符 號 和數(shù) 字 ， 代 碼 字 的 排 列 順 序 沒 有 嚴(yán) 格 的 要 求 ， 不 需 要 的代 碼 以 及 與 上 段 相 同 的 續(xù) 效 代 碼 可 以 不 寫 。 固 定 順 序

15、格 式 （ 分 隔 符 固 定 順 序 程 序 段 格 式 ） 用 分 隔 符 “ HT”代 替 地 址 符 ， 而 且 預(yù) 先 規(guī) 定 了 所 有 可 能出 現(xiàn) 的 代 碼 字 的 固 定 排 列 順 序 。 根 據(jù) 分 隔 符 出 現(xiàn) 的 順序 ， 就 可 以 判 斷 其 功 能 ， 不 需 要 的 字 或 與 上 一 程 序 段相 同 的 功 能 字 可 以 不 寫 ， 但 其 分 隔 符 必 須 保 留 （ 否 則錯 位 ） 。 例 ： 01 HT91 HT00 HT50 HT60 HTHTHTHT LF （ 3） 主 程 序 與 子 程 序 若 有 一 定 量 的 連 續(xù) 的 程 序

16、 段 在 幾 處 完 全 重 復(fù) 出 現(xiàn) ， 如 在 一 塊 較 大的 材 料 上 加 工 多 個 相 同 形 狀 和 尺 寸 的 部 件 的 程 序 ， 可 將 重 復(fù) 的 程序 編 成 子 程 序 （ 可 “ 多 層 嵌 套 ” ） 層 數(shù) 有 限 制 。 子 程 序 的 格 式 除有 子 程 序 名 外 ， 還 要 有 M99作 為 子 程 序 結(jié) 束 并 返 回 主 程 序 的 指 令 。 M00程 序 停 止 指 令 ： 主 軸 、 進 給 、 冷 卻 液 自 動 停 止 ， 用 于 尺 寸 自 （ 手 ） 動 測 量 ， 工 件 調(diào) 頭 手 動 變 速 。 M01計 劃 （ 任 選

17、 ） 停 止 指 令 ， 工 件 關(guān) 鍵 尺 寸 的 停 機 抽 樣 檢 查 。 M02程 序 結(jié) 束 指 令 ， 主 軸 、 進 給 、 冷 卻 全 部 停 止 ， 并 使 機 床 復(fù) 位 。 M30程 序 結(jié) 束 指 令 ， 兼 有 光 標(biāo) 返 回 的 功 能 。 M06換 刀 指 令 。 M07、 08切 削 液 開 啟 指 令 。 M09切 削 液 關(guān) 閉 指 令 。 M03、 04、 05主 軸 正 轉(zhuǎn) 、 反 轉(zhuǎn) 、 停 止 指 令 第 二 章 NC加 工 程 序 的 編 制 一 、 與 坐 標(biāo) 系 有 關(guān) 的 指 令 G90/G91、 G92、 G53 G59、 G17 G19

18、模 態(tài) 代 碼 （ 續(xù) 效 代 碼 ） ： 一 經(jīng) 在 一 個 程 序 段 中 指 定 ， 便保 持 有 效 到 以 后 的 程 序 段 中 出 現(xiàn) 同 組 成 的 另 一 代 碼 時 才失 效 。 例 ： G01 “不 指 定 ” “ 永 不 指 定 ” 不 指 定 ： 用 作 將 來 修 訂 標(biāo) 準(zhǔn) 時 指 定 新 的 功 能 。 永 不 指 定 ：即 使 將 來 修 訂 標(biāo) 準(zhǔn) ， 也 不 指 定 新 的 功 能 。 這 兩 類 代 碼 ，數(shù) 控 機 床 的 設(shè) 計 者 可 自 行 定 義 表 中 所 列 功 能 以 外 的 新 功能 。 同 組 代 碼 在 一 個 程 序 段 中 只

19、允 許 出 現(xiàn) 一 個 2.2 常 用 G指 令 編 程 方 法 G90/G91指 令 ：G90指 令 表 示 程 序 中 的 編 程 尺 寸 是 在 某 個 坐標(biāo) 系 下 按 其 絕 對 坐 標(biāo) 給 定 的 。G91指 令 表 示 程 序 中 編 程 尺 寸 是 相 對 于 本 段的 起 點 ， 即 編 程 尺 寸 是 本 程 序 段 各 軸 的 移 動增 量 ， 故 G91又 稱 增 量 坐 標(biāo) 指 令 。 G92指 令 坐 標(biāo) 系 設(shè) 定 的 預(yù) 置 寄 存 指 令 ，它 只 有 在 采 用 絕 對 坐 標(biāo) 編 程時 才 有 意 義 。 編 程 格 式 ： G92 X -a_ Y_-b

20、Z_-c_ a、 b、 c為 當(dāng) 前 刀 位 點 在 所設(shè) 定 工 件 坐 標(biāo) 系 中 的 坐 標(biāo) 值 X Y Z 對刀點 (刀 位 點） 工件坐標(biāo)系零 點30.0 30.0 25.0 G53,G54G59： 坐 標(biāo) 系 選 擇 指 令 G53選 擇 機 床 坐 標(biāo) 系 ； G54G59選 擇 工 件 坐 標(biāo) 系 1工 件 坐 標(biāo) 系 6。 在 使 用 該 指 令 后 ， 其 后 的 編 程 尺 寸 都 是 相 對 于相 應(yīng) 坐 標(biāo) 系 的 。 這 類 指 令 是 續(xù) 效 指 令 ， 缺 省 值 是 G53 。 G17,G18,G19指 令 坐 標(biāo) 平 面 指 定 指 令 。 G17， G18

21、， G19分 別 表 示 規(guī)定 的 操 作 在 XY,ZX,YZ坐 標(biāo) 平 面 內(nèi) 。 程 序 段 中 的 尺 寸 指 令 必 須 按 平 面 指 令 的 規(guī) 定 書 寫 。若 數(shù) 控 系 統(tǒng) 只 有 一 個 平 面 的 加 工 能 力 ， 可 不 必 書 寫 。 這 類 指 令 為 續(xù) 效 指 令 ， 缺 省 值 為 G17。 Z/X平 面 Y/Z平 面 X/Y平 面Y XZ 二 、 與 控 制 方 式 有 關(guān) 的 指 令 G00指 令 快 速 定 位 指 令 編 程 格 式 ： G00 X_ Y_ Z_ * 功 能 ： 指 令 刀 具 從 當(dāng) 前 點 ， 以 數(shù) 控 系 統(tǒng) 預(yù) 先 調(diào) 定

22、的 快 進 速 度 ， 快 速 移 動 到 程 序 段 所 指 令 的 下 一 個定 位 點 。注 意 ： G00的 運 動 軌 跡 不 一 定 是 直 線 ， 若 不 注 意 則 容 易 干 涉 。 G01指 令 直 線 插 補 指 令 編 程 格 式 ： G01 X_a_ Y_b_ Z_c_ F_f_ 功 能 ： 指 令 多 坐 標(biāo) （ 2、 3坐 標(biāo) ） 以 聯(lián) 動 的 方 式 ， 按程 序 段 中 規(guī) 定 的 合 成 進 給 速 度 f， 使 刀 具 相 對 于 工 件按 直 線 方 式 ， 由 當(dāng) 前 位 置 移 動 到 程 序 段 中 規(guī) 定 的 位置 （ a、 b、 c） 。 當(dāng)

23、 前 位 置 是 直 線 的 起 點 ， 為 已 知點 ， 而 程 序 段 中 指 定 的 坐 標(biāo) 值 即 為 終 點 坐 標(biāo) 。 G02,G03指 令 圓 弧 插 補 指 令 G02： 順 時 針 圓 弧 插 補 。 G03： 逆 時 針 圓 弧 插 補 。 順 、 逆 方 向 判 別 規(guī) 則 ： 沿 垂 直 于 圓 弧 所 在 平 面 的 坐 標(biāo) 軸 的 負(fù) 方 向 觀 察 ， 來 判 別 圓 弧 的 順 、 逆 時 針 方 向 。 G03 G02 G03 G02G02G03 G19 G18 G17 X Y Z 編 程 格 式 ： XY平 面 ： G17 X_a_ Y_b_ ( ) F_f

24、_ * XZ平 面 ： G18 X_a_ Z_c_ ( ) F_f_ * YZ平 面 ： G19 Y_b_ Z_c_ ( ) F_f_ * _ _R JI_ _R JI _ _R JI R表 示 法 ： 用 半 徑 R帶 有 符 號 的 數(shù) 值 來 表 示 ： AB180 ： R 0 R100； BA 180 ： R 0 R-100 三 、 與 刀 具 補 償 有 關(guān) 的 指 令 G40 G41 G42指 令 刀 具 半 補 償 指 令 編 程 格 式 ： _ _)(17 4142 414200010203D YXG GG H xxDGGGGGG或 其 中 ： G 41 ： 左 刀 補 ， 即

25、 沿 加 工 方 向 看 刀 具 在 左 邊 G 42 ： 右 刀 補 ， 即 沿 加 工 方 向 看 刀 具 在 右 邊 G 40： 取 消 刀 補 D： 偏 置 值 寄 存 器 選 用 指 令 。 xx： 刀 具 補 償 偏 置 值 寄 存 器 號 G40、 G44、 G43指 令 刀 具 長 度 補 償 指 令 該 指 令 可 以 根 據(jù) 儲 存 在 偏 置 寄 存 器 H01H99中 的 設(shè)定 值 （ 與 終 點 坐 標(biāo) 值 進 行 加 法 （ G43） 或 減 法（ G44） 運 算 后 ） 使 刀 具 的 實 際 移 動 距 離 增 加 或 減少 一 個 偏 置 值 。 編 程 格 式 ： G43 （ G44） Hxx Z_ 鉆 削 循 環(huán) 指 令 （ G81） 本 指 令 屬 于 一 般 孔 鉆 削 加 工固 定 循 環(huán) 指 令 。 格 式 ： G98/G99 G81 X Y Z R F ； 注 意 ： 如 果 Z的 移 動 位 置 為 0，該 指 令 不 執(zhí) 行 。四 、 固 定 循 環(huán) 指 令 五 、 暫 停 指 令 G04 X_