第四章 电火花线切割加工编程ppt课件.ppt
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1、12/23/2022,数控电火花线切割编程与加工,4.1 数控线切割机床编程基础4.2 3B格式编程4.3 4B格式编程4.4 ISO格式编程4.5 ISO编程实例,12/23/2022,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系4.1.2 数控线切割机床的程序格式,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系,1) 机床坐标系 机床坐标系是线切割机床上固有的坐标系,是机床坐标工作台的进给运动坐标系,其坐标轴及其方向按有关标准的规定,采用右手直角笛卡儿坐标系,参考电极丝的运动方向来决定(如图4-2所示):面向机
2、床正面,坐标工作台平面为坐标系平面,横向为x坐标轴方向,且电极丝向右运行为x的正方向,向左运行为x的负方向:纵向为y坐标轴方向,且电极丝向外运行为y的正向,向内运行为y的负向。 为了能够加工锥度零件,数控线切割机床的导丝装置中另设有两坐标轴:与x轴平行的为U轴,与y轴平行的为V轴,其正负方向的确定与x、y轴相同。,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系,1) 机床坐标系,标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则。基本坐标轴x、Y、z的关系及其正方向用右手直角定则判定。拇指为x轴,食指为Y轴,中指为z轴,围绕x、Y、z各轴的回转运动及其正
3、方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则判定,拇指为x、Y、z的正向,四指弯曲的方向为对应的A、B、C的正向。,图4-1 数控机床标准坐标系,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系,1) 机床坐标系,图4-1 数控机床标准坐标系,1)伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90。则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标。,2) 大拇指的指向为X坐标的正方向,食指的指向为Y坐标的正方向,中指的指向为Z坐标的正方向。,3) 围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定则,大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意
4、轴的正向,则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向 。,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系,1) 机床坐标系,图4-2 数控线切割机床标准坐标系,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系,2) 机床坐标系的原点 机床坐标系的原点是在机床上设置的一个固定的坐标点,在机床装配、调试时就已确定下来,是坐标工作台进行进给运动的基准参考点,一般取在坐标工作台平面上x、y两坐标轴正方向的极限位置上。,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基
5、础,4.1.1 数控线切割机床的坐标系,3) 编程坐标系 编制数控线切割机床的加工程序时,一般采用相对(增量)坐标系,编程原点随程序段的不同而变化。切割直线段时是以该直线的起点作为编程坐标系的原点,切割圆弧段时以该圆弧的圆心作为编程坐标系的原点,以此计算直线段或圆弧段上其余各点的坐标。通常,数控线切割机床的数控系统都允许设置多个编程坐标系。,12/23/2022 1:20 AM,4.1 数控线切割机床编程基础,4.1.2 数控线切割机床的程序格式,目前生产的线切割加工机床都有计算机自动编程功能,即可以将线切割加工的轨迹图形自动生成机床能够识别的程序。 线切割程序与其它数控机床的程序相比,有如下
6、特点: (1) 线切割程序普遍较短,很容易读懂。 (2) 国内线切割程序常用格式有3B(个别扩充为4B或5B)格式和ISO格式。其中慢走丝机床普遍采用ISO格式,快走丝机床大部分采用3B格式,其发展趋势是采用ISO格式(如北京阿奇公司生产的快走丝线切割机床)。,12/23/2022,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式4.2.2 直线的编程4.2.3 圆弧的编程4.2.4 编程举例,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,表4-1 3B格式程序段的格式,1) 坐标值X,Y (1) 以直线的起点为原点,建立正常的直角坐标系,x,y表示直
7、线终点的坐标绝对值,单位为m。 (2) 在直线3B代码中,x,y值主要是确定该直线的斜率,所以可将直线终点坐标的绝对值除以它们的最大公约数作为x,y的值,以简化数值。 (3) 若直线与X或Y轴重合,为区别一般直线,x,y均可写作0也可以不写。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,表4-1 3B格式程序段的格式,2) 分隔符B 在3B格式中,因为x、y、J均为数值,为避免混淆,需要用分隔符将它们隔开。当x、y为零省略不写时,分隔符必须写。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,3) 计数方向G
8、计数方向就是计数时,选择作为投影轴的坐标轴方向。加工斜线时,必须用进给距离较长的一坐标轴作为控制进给长度的计数方向,以免漏步。以斜线的起点作为编程原点,若斜线在某坐标轴上的投影长度最长,就按该坐标轴方向计数。如图4-3所示,可将坐标系以45线为界划分成不同区域,当斜线的终点落在阴影区域内时,取 y轴方向为计数方向,记为Gy;落在阴影区域以外时,取x轴方向为计数方向,记为Gx。若斜线正好为45时,计数方向可任意选取Gy或Gx。,图4-3 加工斜线的计数方向,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,3) 计数方向G 加工圆弧时,应以与终点附近的圆弧趋
9、于平行的坐标轴作为计数方向。如图4-4所示,若圆弧终点落在阴影区域内,计数方向应取Gx;而圆弧终点落在非阴影区域时,计数方向应取Gy。当圆弧终点正好落在45线上时,可任意选取Gy或Gx。,图4-4 加工圆弧的计数方向,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,表4-1 3B格式程序段的格式,4) 计数长度J 计数长度是在计数方向的基础上确定的,是从起点加工到终点时,切割轨迹在规定的计数方向上投影的总长度,单位为m。如图4-5所示,切割斜线OA时,计数方向为Gx,计数长度为OB,在数值上等于A点的x坐标值;切割半径为500mm的圆弧MN时,计数方向为
10、Gx,计数长度为三段90圆弧在该方向上投影的总和,即5003=1500。 。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,4) 计数长度J,图4-5 计数长度的确定,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,表4-1 3B格式程序段的格式,5) 加工指令Z 加工指令是用来确定切割轨迹的形状、起点或终点,所在象限和加工方向等信息的。数控系统根据这些指令,正确选用偏差计算公式、进行偏差计算、控制工作台进给方向,从而实现机床的自动化加工。加工指令共有12种,可分为斜线和圆弧两类。,12/23/2022 1:20
11、 AM,4.2 3B格式编程,4.2.1 3B代码的格式,5) 加工指令Z,如图5-6所示,被加工的线段是在I、II、III、IV象限的斜线时,加工指令分别用L1、L2、L3、L4表示;被加工的线段是与某坐标轴平行的直线时,根据进给方向,加工指令亦分别用L1、L2、L3、L4表示,为区别于斜线,在编程时取x=y=0。加工圆弧时,被加工的圆弧有可能跨越几个象限,此时的加工指令应由圆弧起点所在的象限及圆弧走向来确定。若起点在I、II、III、IV象限,并按顺时针方向切割时,加工指令分别用SR1、SR2、SR3、SR4表示;按逆时针方向切割时,则分别用NR1、NR2、NR3、NR4表示。,图5-6
12、加工指令,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.2 直线的编程,1)以直线的起点和为坐标的原点; 以直线的终点值作为x、y,均取绝对值,单位为m,因x、y的比值表示直线的斜度,故可用公约数将x、y缩小整数倍; 2)计数长度J 按计数方向Gx或Gy取该直线在x轴或y轴上的投影值,即取x值或y值,以m为单位,决定计数长度时,应和选计数方向一并考虑;,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.2 直线的编程,3)计数方向的选取原则 应取此程序最后一步的轴向为计数方向;不能预知时,一般选取与终点处的走向较平行的轴向作为计数方向;对直线而言,取x、
13、y中较大的绝对值和轴向作为计数长度J和计数方向; |Ye|Xe|时,取Gy; |Xe|Ye|时,取Gx; |Xe|=|Ye|时,一般情况下,取Gx或Gy均可。 4)加工指令G 按直线走向和终点所在象限不同而分为L1、L2、L3、L4,其中与+x轴重合的直线作为L1,与+y轴重合的直线作为L2,与 -x轴重合的直线作为L3,与-y轴重合的直线作为L4;与x、y轴重合的直线,编程时x、y均可作0,且在B后可不写。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.3 圆弧的编程,1)以圆弧的圆心作为坐标原点; 把圆弧的起点坐标值作为x、y,均取绝对值,单位为m; 2)计数长度J,
14、 按计数方向Gx或Gy取x轴或y轴上的投影值,以m为单位;如果圆弧较长,跨越两个以上象限,则分别取计数方向x轴(或y轴)上的投影值的绝对值相累加,作为该方向总的计数长度,也应和选计数方向一并考虑;,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.3 圆弧的编程,2)计数长度J,,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.3 圆弧的编程,3)计数方向 同样也取与该圆弧终点时走向较平行的轴向作为计数方向;对圆弧而言,取终点坐标中绝对值较小的轴向作为计数方向(与直线相反);最好也取最后一步的轴向为计数方向; |Xe|Ye|时,取Gy; |Ye|Xe|时,
15、取Gx; |Xe|=|Ye|时,一般情况下,取Gx或Gy均可。 4)加工指令 对圆弧而言,按其第一步所进入的象限可分为R1、R2、R3、R4;按切割走向又可分为顺圆S和逆圆N,共有8种指令,即SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,1)加工如图所示斜线段,试编写程序。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,1)加工如图所示斜线段,试编写程序。, 建立坐标系:坐标系原点位于线段OA的起点O点处。终点坐标Xe=4000,Ye=6000。由于|Xe|
16、Ye|,所以记数方向G为G。记数长度J=J=6000。加工指令Z为L1。 则OA的程序为:B4000 B6000 B6000 G L1。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,2)加工如图所示圆弧线段,试编写程序。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,2)加工如图所示圆弧线段,试编写程序。,建立坐标系 坐标系原点位于圆弧线段AB的原点O点处。起点坐标Xa=2250,Ya=500,终点坐标Xb=500, Yb=2250,则Xe=2250,Ye=500;由于|Xb|Yb|,所以记数方向G=Gx。记数长度J=J
17、x=2250-500=1750。由于圆弧起点A处于第一象限,且按加工方向看,圆弧AB为逆圆,所以加工指令Z为NR1。 则AB的程序为:B2250 B500 B1750 G NR1。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,3)加工如图所示圆弧线段,试编写程序。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,3)加工如图所示圆弧线段,试编写程序。,建立坐标系 坐标系原点位于圆弧线段AB的原点O点处。起点坐标Xa=0,Ya=-5400,终点坐标Xb=-2500, Yb=5200,则Xe=0,Ye=5400;由于|Xb|Y
18、b|,所以记数方向G=Gx。记数长度J=Jx= Jx1+ Jx2= 5400+(5400-2500)=8100。、由于圆弧起点A处于Y轴负半轴上,且按加工方向看,圆弧AB为顺圆,所以加工指令Z为SR3。 则AB的程序为:B0 B5400 B8100 Gx SR3。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,4)加工如图所示工件,试编写程序。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,4)加工如图所示工件,试编写程序。,程序为:B0B2000B2000GYL2; (引入、引出线OA)B0B10000B10000GYL
19、2; (AB)B0B10000B20000GXNR4; (弧BC)B0B10000B10000GYL2; (CD)B30000B8040B30000GXL3; (DE)B0B23920B23920GYL4; (EF)B30000B8040B30000GXL4; (FA)B0B2000B2000GYL4; (OA)MJ; (结束符),12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,5)加工如图所示工件,试编写程序。,B B B04000 Gx L1B10000 B90000 B090000 Gy L1B30000 B40000 B060000 Gx NR1B10
20、000 B90000 B090000 Gy L4,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,6)随堂作业:用3B代码编制加工图a所示的线切割加工程序。已知线切割加工用的电极丝直径为0.18 mm,单边放电间隙为0.01 mm,图中A点为穿丝孔,加工方向沿ABCDEFGHA进行。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,6)随堂作业:,解:(1)分析。现用线切割加工凸模状的零件图,实际加工中由于钼丝半径和放电间隙的影响,钼丝中心运行的轨迹形状如图 b中虚线所示,即加工轨迹与零件图相差一个补偿量,补偿量的大小为在加工
21、中需要注意的是EF圆弧的编程,圆弧EF(图a所示)与圆弧EF(图b所示)有较多不同点,它们的特点比较如下表所示。,圆弧EF和EF特点比较表,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,6)随堂作业:,(2)计算并编制圆弧EF的3B代码。在图 b中,最难编制的是圆弧EF,其具体计算过程如下: 根据对称原理可得F的坐标为(-19.900,0.1)。 根据上述计算可知圆弧EF的终点坐标的Y的绝对值小,所以计数方向为Y。 圆弧EF在第一、二、三、四象限分别向Y轴投影得到长度的绝对值分别为0.1mm、19.9mm、19.9mm、0.1 mm,故J=40000。,以圆
22、弧EF的圆心为坐标原点,建立直角坐标系,则E点的坐标为:,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,6)随堂作业:,圆弧EF首先在第一象限顺时针切割,故加工指令为SR1。 由上可知,圆弧EF的3B代码为,(3)经过上述分析计算,可得轨迹形状的3B程序,如下表所示。,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,6)随堂作业:,12/23/2022 1:20 AM,4.2 3B格式编程,4.2.4 编程举例,7)作业:用3代码编程:,12/23/2022,4.3 4B代码编程,4.3.1 4B指令编程格式4.3.2 4B
23、编程实例,12/23/2022 1:20 AM,4.3 4B代码编程,4.3.1 4B指令编程格式,1) 4B指令就是带“”符号的3B指令 为了区别于一般的3B指令,故称之为4B指令,4B指令格式见表4-2。表中的“”符号用以反映间隙补偿信息和锥度补偿信息,其它与3B指令完全一致。,表4-2 4B格式程序段的格式,12/23/2022 1:20 AM,4.3 4B代码编程,4.3.1 4B指令编程格式,2)间隙补偿切割时,“”符号的使用 “+”号表示正补偿,当相似图形的线段大于基准轮廓尺寸时为正补偿;“”号表示负补偿,当相似图形的线段小于基准轮廓尺寸时为负补偿。具体而言,对于直线,在B之前加“
24、”符号的目的仅是为了使指令的格式能够一致,无需严格的规定,对于圆弧,规定以凸模为准,正偏时(圆半径增大)加“+”号,负偏时(圆半径减小)加“”号。在进行间隙补偿切割时,线和线之间必须是光滑的连接,若不是光滑的连接,则必须加过渡圆弧使之光滑。,表4-2 4B格式程序段的格式,12/23/2022 1:20 AM,4.3 4B代码编程,4.3.1 4B指令编程格式,3) 锥度切割时,“”符号的使用 锥度切割时,必须使钼丝相对于垂直方向倾斜一个角度。钼丝的倾斜方向由程序的第一条4B指令决定,即由第一条引入程序中的“”符号决定。若第一条指令之前加“+”号,则按照如下规则倾斜钼丝(若加“”号则向相反方向
25、倾斜钼丝)。,若引入程序段是直线,则按照直线的法线方向倾斜钼丝,如图4-7所示,图中和L直线相垂直的直线为L直线的法线,箭头所指方向即为钼丝的倾斜方向。,图4-7 钼丝的倾斜方向,12/23/2022 1:20 AM,4.3 4B代码编程,4.3.1 3B指令编程格式,3) 锥度切割时,“”符号的使用 锥度切割时,必须使钼丝相对于垂直方向倾斜一个角度。钼丝的倾斜方向由程序的第一条4B指令决定,即由第一条引入程序中的“”符号决定。若第一条指令之前加“+”号,则按照如下规则倾斜钼丝(若加“”号则向相反方向倾斜钼丝)。,若引入程序段是圆弧,则钼丝的倾斜方向和切割开始点的圆半径方向一致。锥度切割一般采
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