数控加工程序的基本知识.ppt

第2章 数控编程基础和工艺基础,本章要点,2.1 数控加工程序的基本 知识2.2 数控机床的坐标轴和 坐标系2.3 数控编程中的数值计算2.4 数控加工的工艺基础,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.1 数控加工程序的组成,2.1 数控加工程序的基本知识,数控加工程序,数控加工程序就是按规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集，是机床数控系统的应用软件。,数控编程,数控编程从零件图样分析到制成控制介质的全部过程。,编程示例,第2章 数控编程基础和工艺基础,O2001；(程序号)N10 G50 X200 Z150 T0100；(建立工件坐标系，选择T01号刀)N20 G96 S150 M03；(恒线速设定，主轴正转)N25 G50 S2000；(设定主轴最高转速)N30 G00 X20 Z6 T0101；(建立刀具补偿)N40 G01 Z-30 F0.25；(20圆柱加工),第2章 数控编程基础和工艺基础,N50 X50；(50轴肩加工)N60 X60 Z-70；(50圆锥加工)N70 X90；(60轴肩加工)N80 G00 X200 Z150 T00 M05；(刀具回位)N90 M02；(程序结束),第2章 数控编程基础和工艺基础,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.1 数控加工程序的组成,2.1 数控加工程序的基本知识,程序名,程序段,程序组成,程序段序号,指令字,程序结束指令,程序段结束符,由地址符和数字符组成,常用地址符及其含义,机能 地址符 说明程序号码 O或P或%程序编号地址（包括子程序号码）顺序号码 N 程序段顺序编号 地址准备功能 G 指令动作方式 X，Y，Z；U，V，W；直线坐标轴 P，Q，R；坐标字 A，B，C，D，E；旋转坐标轴 R；I，J，K；圆弧半径；圆弧中心坐标进给功能 F 进给量或进给速度主轴功能 S 主轴转速刀具功能 T 刀具编号和刀具补偿号辅助功能 M 开关功能,多由PLC实现暂停 P或X 暂停时间重复次数 L 子程序或循环程序等的循环次数 切削用量 S或V 主轴转速或切削速度补偿号码 H或D 补偿值地址,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.2 程序段的格式,2.1 数控加工程序的基本知识,程序段的格式,程序段的格式是指在同一程序段中，按照数控系统的要求和规定，各个指令字的有序排列方法。,目前广泛采用地址符可变程序段格式。注意：这种格式的程序段的长短、字数和字长(位数)都是可变的，字的排列顺序没有严格要求，不需要的字以及与上一程序段相同的续效指令(模态指令)可以不写。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.2 程序段的格式,2.1 数控加工程序的基本知识,N030 G90G01 X20.0Z-40.0 F50 M03 S500 T0101；,程序段序号,准备功能,尺寸字,进给功能,辅助功能,主轴转速功能,刀具功能,程序段结束符,这种格式的特点是：程序段中的每个指令字均以字母（地址符）开始，其后再跟数字或无符号的数字。指令字在程序段中的顺序没有严格的规定，即可以任意顺序的书写。不需要的指令字或者与上段相同的模态指令可以省略不写。优点：这种格式具有程序简单、可读性强，易于检查等。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.2 程序段的格式,2.1 数控加工程序的基本知识,N030 G90G01 X20.0Z-40.0 F50 M03 S500 T0101；,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.2 程序段的格式,2.1 数控加工程序的基本知识,数控加工程序是按照程序段输入数控装置的顺序执行，而不是按程序段序号的顺序执行。,注意,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,程序名字符“O”,程序名：地址符“O”+后续几位整数（程序号）注意：必须放在程序的开头。不同的数控系统程序名 地址符不同，一般常用O、P、%等。程序号单占一行。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,程序名字符“O”,0001,程序号,程序号地址符,注意：编程时一定要按说明书所规定的符号去编写指令，否则系统不会执行。数字编号不允许带小数点和负号。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,程序段序号N,用于识别不同的程序段程序段序号：地址符N+后续几位整数注意：数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,程序段序号N,一般使用方法：1、一般不用N0。2、不是程序段的必用字，对于整个程序，可以每个段都用，也可部分用，也可不用。建议以N10开始,以间隔10递增，以便在调试程序时插入新的程序段。,规则：从大到小或从小到大排列 程序段号不一定连续 程序段号为正整数，最小为1,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,准备功能G,使数控装置作某种操作的功能（如：指定坐标系、定位方式、插补方式、加工螺纹、攻螺纹和各种固定循环以及刀具补偿等）准备功能：地址符G+后续两位或三位整数,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,说明：常用的G代码的定义大多是固定。对不同的机床系统有着不同的定义。编程使用前必须熟悉了解所用机床的使用说明书或编程手册。,准备功能G,第2章 数控编程基础和工艺基础,准备功能G,说明：上表以华中数控系统为例。,常用G功能指令列表,第2章 数控编程基础和工艺基础,第2章 数控编程基础和工艺基础,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,尺寸字,尺寸字给定机床各坐标轴位移的方向和数据。尺寸字：各坐标轴地址符+“+”、“-”+绝对值数字尺寸字地址符：直线进给运动为XYZUVWPQR;回转运动ABCDE;插补参数IJK;R、D、H用来指定刀具的半径、半径补偿和长度补偿。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,尺寸字,注意：1、表示后跟的数字值有正负之分，正号可省略，负号不能省略。2、数值单位：由程序指令或系统参数设定。有使用小数点和不使用小数点两种，有的两种都一样，要视具体情况而定。通常：使用小数点时，单位为 mm 如：X320.0表示320 mm（要求大家带小数点）而不使用小数点时，单位为 m如：X320表示0.32 mm,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,进给功能F,进给功能指定机床在加工时，刀具相对于工件的进给速度。进给功能：地址符F+后续一组数字注意：数字可以是整数也可以是小数加工螺纹时表示螺纹导程多轴联动的插补过程中，指定的是合成进给速度。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,主轴转速功能S,主轴转速功能指定机床主轴的转动速度。主轴转速功能：地址符S+后续一组数字（主轴实际转速）,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,刀具功能T,刀具功能指定机床加工工件时刀具的选择。主轴转速功能：地址符T+后续一组数字,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,刀具功能T,刀具功能,数控车床Txxxx前两位数字表示：刀具号后两位数字表示：刀具补偿寄存器的编号（刀补号）具有选刀、换刀和调用刀具补偿的功能,加工中心Txx只有选择刀具的功能，换刀用M06实现,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,辅助功能M,辅助功能是规定机床做一些与机床运动有关的辅助动作的功能。辅助功能：地址符M+后续数字说明：不同的数控系统中大部分的M指令相同。,FANUC15系统的编程指令M功能代码,第2章 数控编程基础和工艺基础,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,程序段结束符；,每一个程序段结束后，都加上程序段结束符“；”说明：不同的数控系统中程序段结束符不同。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,模态指令和非模态指令,模态指令,模态指令表示该指令在一个程序段中被指定后，就在后面的程序段一直有效，此时可以省略不写，直到同组的另外一个模态指令或其他指令把它取消后才失效。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.3 程序指令简介,2.1 数控加工程序的基本知识,模态指令和非模态指令,非模态指令,非模态指令表示该指令只在被指定的程序段中有效，当程序段结束后就自动失效（M00）。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.4 主程序和子程序,2.1 数控加工程序的基本知识,主程序是零件加工程序的主体部分,它是一个完整的零件加工程序,不同的零件或不同的加工要求,都有惟一的主程序。,主程序,为了简化编程,有时可以将一个程序或多个程序中的重复的动作,编写为单独的程序,并通过程序调用的形式来执行这些程序,这样的程序称为子程序。,子程序,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.4 主程序和子程序,2.1 数控加工程序的基本知识,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.4 主程序和子程序,2.1 数控加工程序的基本知识,子程序,就程序结构和组成而言,子程序和主程序并无本质区别,但在使用上,子程序具有以下特点:子程序可以被任何主程序或其他子程序所调用,并且可以多次循环执行。被主程序调用的子程序,还可以调用其他子程序,这一功能称为子程序的嵌套。子程序执行结束,能自动返回到调用的程序中。子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用,它只能通过调用来实现加工中的局部动作。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.4 主程序和子程序,2.1 数控加工程序的基本知识,子程序的调用,在大多数数控系统中,子程序的程序号和主程序号的格式相同,即:也用O后缀数字组成。但其结束标记必须使用M99(或M17),才能实现程序的自动返回功能。对于采用M99作为结束标记的子程序,其调用可以通过辅助机能中的M98代码指令进行。但在调用指令中子程序的程序号由地址P规定,常用的子程序调用指令有以下三种格 式:格式一:M98 P口口口口;作用:调用子程序。口口口口一次格式二:M98 P口口口口Lx x x X;作用:连续调用子程序。口口口口多次,地址L后缀的x x x x代表调用次数。格式三:M98 P x x x x口口口口;作用:调用子程序。口口口口多次,地址P后缀的数字中,前四位x x x x代表调用次 数,后四位口口口口代表子程序号。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,零件图样分析,根据零件图样，分析零件的形状、尺寸、精度要求、毛坯形式、材料与热处理技术要求，以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工,并选择合适的数控机床。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,加工工艺分析,根据图样对工件的形状、尺寸、技术要求进行分析，选择加工方案，选定机床、刀具与夹具；确定零件加工顺序、走刀路线及切削用量等工艺参数等。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,数值计算,根据零件图纸上尺寸及工艺线路的要求，在选定的坐标系内计算出零件轮廓和刀具中心运动的轨迹坐标。,编程示例,第2章 数控编程基础和工艺基础,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,数值计算,对于形状简单的零件，要计算出各几何元素的起点、终点、圆心点、交点和切点的坐标值。对于形状比较复杂的零件（非圆曲线、曲面）需要用直线段或圆弧段逼近，根据要求的精度计算出节点的坐标值。这种情况一般要用计算机来完成。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,编写程序单,根据制定的加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿、辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统规定指令代码及程序格式，编写零件加工程序单。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,制作控制介质,将程序单上的内容，经转换记录在控制介质上，作为数控系统的输入信息，若程序较简单，也可直接通过键盘输入。（应根据所用机床能识别的控制介质类型制备相应的控制介质。）,手动输入和计算机通信可省略此步。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.5 数控编程的步骤,2.1 数控加工程序的基本知识,程序校验与首件试切,所制备的控制介质，必须经过进一步的校验和试切削，证明是正确无误，才能用于正式加工。如有错误，应分析错误产生的原因，进行相应的修改。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,手工编程,编程工作均由人工完成的过程称为手工编程。适用于：几何形状不太复杂、编程计算较简单、程序量不大的零件。,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,手工编程,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,手工编程,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,自动编程,编程人员只要根据零件图纸的要求，按照某个自动编程系统的规定，将零件的加工信息用较简便的方式送入计算机，由计算机自动进行程序的编制，编程系统能自动打印出程序单和制备控制介质。自动编程适用于：形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如轮廓加工时，非圆曲线的计算）,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,自动编程,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,自动编程,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,APT 软件编程,原理：应用专用数控语言编制零件源程序，经编译生成刀具运动轨迹，和中性刀位文件(CLData File)，经后置处理生成相应机床数控加工程序。,特点：比手工编程效率高，解决复杂曲面编程问题。但专用词汇及语句格式繁多，仍存在编程效率与机床加工速度间的矛盾。,输入编译,数值处理,刀位文件CLDATA,后置处理,机床加工,穿孔纸带磁盘RS232C,零件图样,数控语言,零件源程序,程序员,计算机,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,2.1 数控加工程序的基本知识,APT 软件编程,CAD造型,加工工艺分析加工面选择工艺参数确定,刀轨文件生成,刀位验证编辑修改,后置处理,加工仿真,机床加工,加工参数库,刀具库材料库,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,CAD/CAM软件编程,CAD/CAM自动编程过程,典型软件:UG/Master CAMPro-ECimatronCAXA,几种数控编程方法的比较,第2章 数控编程基础和工艺基础,2.1.6 数控编程的方法,Thank You!,The End,