数控机床编程与操作9HNC22M数控铣床编程与操作课件.ppt
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1、2023/3/10,1,坐标系统,概 述坐标系,2023/3/10,2,概 述坐标系,坐标轴 在机械装备中,具有位移(线位移或角位移)控制和速度控制功能的运动轴称为坐标轴(又称坐标或轴)。它有直线坐标轴和回转坐标轴之分。,2023/3/10,3,基本直线轴:ISO和EIA标准中规定直线进给运动用由右手直角笛卡尔坐标系X、Y、Z为基本坐标系回(旋)转轴:分别用A、B、C表示,用右手螺旋定则其他附加轴:分别用U、V、W(第二组),和P、Q、R(第三组)表示,一般表示为分别平行于X、Y、Z,概 述坐标系,2023/3/10,4,机床参考点机床零点机床坐标系,概 述坐标系,2023/3/10,5,机床
2、坐标系、机床零点和机床参考点,概 述坐标系,2023/3/10,6,坐标轴的确定顺序和方法Z轴方位:对只有一个主轴,且主轴无摆动运动的,则平行主轴轴线的坐标轴为Z 坐标 对没有主轴或有多个主轴的数控机床,则规定垂直于工件装夹面的方向的坐标轴为Z 坐标;对主轴能摆动,且在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行的数控机床,则该轴便是Z 坐标;,概 述坐标系,2023/3/10,7,坐标轴的确定顺序和方法Z方向的判断:刀具远离工件的方向为正方向,概 述坐标系,2023/3/10,8,坐标轴的确定顺序和方法X轴方位和方向Y轴方位和方向,概 述坐标系,2023/3/10,9,对刀点工件坐标系程序原点
3、起刀点 换刀点,概 述坐标系,2023/3/10,10,数控程序:数控机床自动加工零件的工作指令数控编程的过程:分析零件图纸工艺处理数学处理编写零件程序程序校验 试切加工,概 述编程,2023/3/10,11,编程 将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据(运动轨迹与方向、位移量)、工艺参数(主运动和进给运动速度、切削深度)以及辅助操作(换刀、主轴控制、冷却液开关、刀具夹紧、松开)等加工信息,用规定的文字、数字、符号组成的代码和程序格式,编制成加工程序单,再将程序单中的内容记录在磁盘(或纸带)等控制介质上。,概 述编程,2023/3/10,12,手工编程自动编程,概 述编程,2023/3/
4、10,13,数控加工程序的结构数控加工零件程序是若干组程序段组成;程序段又由若干代码字(或指令字)组成;可表示为一个完整的加工工步或动作!每个代码字则由文字(地址符)和数字(有些还带有符号)组成。,概 述编程,2023/3/10,14,程序结构,概 述编程,2023/3/10,15,主程序和子程序 当一个零件的加工程序中,有一定量的连续的程序段有完全重复出现,如:一块较大的材料上加工出多个相同形状和尺寸的部位的程序,则可将这些重复的程序串单独抽出来,按一定的格式做成子程序。子程序外的部分就成为主程序,在执行过程中,主程序可以随时调用子程序,并在调用过程中,子程序仍可以调用别的子程序,实现所谓的
5、“多层嵌套”。,概 述编程,2023/3/10,16,M指令一览(或辅助功能),基本指令,2023/3/10,17,M 功能分为二类 前作用M 功能在程序段编制的轴运动之前执行,M03、M04。后作用M 功能在程序段编制的轴运动之后执行,M05。,基本指令,2023/3/10,18,S指令T指令,基本指令,2023/3/10,19,有关坐标和坐标系的指令 绝对值编程G90与相对值编程G91 格式:G90 G_ X_ Y_ Z_ G91 G_ X_ Y_ Z_ G90为绝对值编程,每个轴上的编程值是相对于程序原点的;(机床的默认状态)G91为相对值编程,每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的,该
6、值等于沿轴移动的距离。,基本指令,2023/3/10,20,工件坐标系设定G92 格式:G92 X_ Y_ Z_其中,X、Y、Z、A、B、C、U、V、W为坐标原点(程序原点)到刀具起点(对刀点)的有向距离。X、Y、Z 确定原则:1、方便数学计算和简化编程;2、容易找正对刀;3、便于加工检查;4、引起的加工误差小;5、不要与机床、工件发生碰撞;6、方便拆卸工件;7、空行程不要太长;,基本指令,2023/3/10,21,执行此段程序,只是建立在工件坐标系中刀具起点相对于程序原点的位置,刀具并不产生运动。执行此程序段之前必须保证刀位点与程序起点(起刀点)符合。G92指令需要后续坐标值指定刀具当前点在
7、工件坐标系中的位置,因此必须单独一个程序段指定。G92指令段一般放在一个零件程序的首段。,基本指令,2023/3/10,22,工件坐标系选择G54-G59 格式:,基本指令,2023/3/10,23,直接机床坐标系编程G53 格式:G53 G00(G01)X _ Y _ Z_ 含有G53指令的程序段,刀具到达的目标点的坐标值是机床坐标系中(相对于机床原点)的坐标值。G53指令仅在其被规定的程序段中有效。注意:G53,G54G59都是要求机床回过参考点后才使用的指令。,基本指令,2023/3/10,24,坐标平面选择G17,G18,G19 格式:G17 G18 G19该指令选择一个平面,在此平面
8、中进行圆弧插补和刀具半径补偿。G17选择XY平面,G18选择ZX平面,G19选择YZ平面。移动指令与平面选择无关。例如在规定了G17 Z_时,Z轴照样会移动。G17、G18、G19为模态功能,可相互注销,G17为缺省值。,基本指令,2023/3/10,25,有关单位的设定 尺寸单位选择G20,G21,G22格式:这3个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的程序段指令。G20是默认的。G20,G21,G22不能在程序的中途切换,基本指令,2023/3/10,26,进给速度单位的设定G94、G95 格式:G94 F_ G95 F_ G94为每分钟进给,F的单位依G20/G21/G22的设定而
9、分别为mm/min,in/min或脉冲当量/min。此外,G94 F_ 可以指定旋转轴的速度,旋转轴的速度单位为度/min或脉冲当量/min。G95为每转进给,在F之后,直接指定刀具在主轴转一转的进给量,单位依G20/G21/G22的设定而分别为mm/r,in/r或脉冲当量/r。这个功能必须在主轴装有编码器时才能使用。G94、G95为模态功能,可相互注销,G94为缺省值,基本指令,2023/3/10,27,进给控制指令 快速定位指令G00格式:G00 X_Y_Z_快速定位至终点,在G90时为终点在工件坐标系中的坐标;在G91时为终点相对于起点的位移量。G00指令中的快进速度由机床参数对各轴分别
10、设定。快移速度可由面板上的进给修调旋钮修正。G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。不要用于加工G00为模态功能,可由G01、G02、G03功能注销。此路径不一定是条直线在“图像显示”时,此程序所显示路径为红色,基本指令,2023/3/10,28,c,单方向定位指令G60 格式:G60 X_Y_Z_ 其中,X、Y、Z为定位终点。G60指令仅在其被规定的程序段中有效。如右图:从A或B点用G60的方式走到C点则需要经过中间点的过渡;这是负方向定位的一种形式。在精确定位中用到,可消除反向间隙;,基本指令,2023/3/10,29,线性进给指令G01 格式:G01 X _Y_Z_ F _X、Y、
11、Z为定位终点 G01指令刀具从当前位置以联动的方式,按程序段中F指令规定的合成进给速度,按线性路线(联动直线轴的合成轨迹为直线)移动到程序段所指定的终点。G01和F都是模态代码,如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度,可以不再书写这些代码。G01可由G00、G02、G03功能注销。,基本指令,2023/3/10,30,圆弧进给及螺旋线进给指令G02,G03 圆弧进给 格式:其中,a、bX,Y,Z、I,J,K,R为圆弧半径,当圆弧圆心角小于180时,R为正值,否则R为负值,整圆编程时不可以使用R,只能用、;,基本指令,2023/3/10,31,螺旋线进给 格式:是与,平面相垂直的轴的终点坐标
12、。G02,G03分别为顺螺旋插补和逆螺旋插补,螺旋线插补的进给速度F为合成运动速度。该指令是对另一个不在圆弧平面上的坐标轴施加运动指令,对于任何角度(360的圆弧)可附加任一数值的单轴指令。,基本指令,2023/3/10,32,例.图27所示的螺旋线程序G91时:G91 G17 G03 X-30.0 Y30.0 R30.0 Z10 F100G90时:G90 G17 G03 X0 Y30.0 R30.0 Z10 F100,基本指令,2023/3/10,33,虚轴指令G07及正弦线插补格式:G07 a其中,aX,Y,Z,A,B,C,U,V,W。在G07a0指令之后,a轴就被作为虚轴虚轴只参加计算,
13、不运动G07仅在其被规定的程度段中有效。虚轴仅对自动操作有效,正弦曲线插补:是在螺旋线插补前,用G07将参加圆弧插补的某一轴指定为虚轴,则螺旋线插补变为正弦线插补。,基本指令,2023/3/10,34,例.图28所示,关于Y Z平面上的单周期正弦曲线插补,X轴为虚轴。X2+Y2=R2(R:圆弧半径)Y=R*SIN(2*Z/L)(L:单周期Z轴移动量)程序如下:N01 G92 X0 Y0 Z0N02 G07 X0 G90 G03 X0 Y.0 I0 J5.0 Z20.0 F100 M03 S500N04 G07 X1N05 M30,基本指令,2023/3/10,35,参考点相关指令 自动返回到参
14、考点G28自动从参考点返回G29格式:G28 X _Y_ Z_格式:G29 X _Y_Z_N10 G91 G28 X100.0 Y20.0(由A到B并返回参考点)N20 G29 X50.0 Y-40.0(从参考点经由B到C)中间点一定要选择在安全位置,基本指令,2023/3/10,36,刀具补偿功能指令刀具半径补偿G40,G41,G42 格式:其中刀补号地址D后跟的数值是刀具号,它用来调用内存中刀具半径补偿的数值。,基本指令,_D_,G40 G00(G01)_,2023/3/10,37,基本指令,刀补方向的判别G40是取消刀具半径补偿功能。G41是在相对于刀具前进方向左侧进行补偿,称为左刀补。
15、G42是在相对于刀具前进方向右侧进行补偿,称为右刀补。G40、G41、G42都是模态代码,可相互注销。在进行刀具半径补偿前,必须用G17、G18或G19指定补偿平面。,2023/3/10,38,刀具长度补偿G43,G44,G49 格式:其中,a X,Y,Z,为长度补偿轴的终点坐标,H为长度补偿偏置号。该指令不改变程序就可实现对a轴运动指令的终点位置进行正向或负向补偿。无论是绝对指令还是增量指令,由H代码指定的已存入偏置存储器中的偏置值在G43时加,在G44时则是从a轴运动指令的终点坐标值中减去。计算后的坐标值成为终点。G43、G44、G49都是模态代码,可相互注销。,基本指令,2023/3/1
16、0,39,镜像功能G24,G25 格式:G24 X_Y_Z_A_B_C_U_V_W_ M98 P_ G25 X_Y_Z_A_B_C_U_V_W_G24建立镜像,由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置,G25指令用于取消镜像G24、G25为模态指令,可相互注销,G25为缺省值。,基本指令,2023/3/10,40,例.图34所示的镜像功能程序。%1主程序N01 G92 X0 Y0 Z10N02 G91 G17 M03N03 M98 P100 加工N04 G24 X0 Y轴镜像,镜像位置为X=0N05 M98 P100加工N06 G25 X0 取消Y轴镜像N07 G24 X0 Y0 X轴、Y轴镜像,镜
17、像位置为(0,0)N08 M98 P100加工N09 G25 X0 Y0取消X、Y轴镜像N10 G24 Y0X轴镜像镜像位置为Y=0N11 M98 P100加工N12 G25 Y0取消X轴镜像N13 M05N14 M30子程序(的加工程序)(略),基本指令,2023/3/10,41,缩放功能G50,G51 格式:G51 X_Y_Z_P_ M98 P_ G50其中,G51中的X、Y、Z给出缩放中心的坐标值,P后跟缩放倍数。G51既可指定平面缩放,也可指定空间缩放。用G51指定缩放开,G50指定缩放关。在G51后,运动指令的坐标值以(X,Y,Z)为缩放中心,按P规定的缩放比例进行计算。使用G51指
18、令可用一个程序加工出形状相同,尺寸不同的工件。G51、G50为模态指令,可相互注销,G50为缺省值。,基本指令,2023/3/10,42,旋转变换G68,G69 格式:G68 _P_ M98 P_ G69 其中,(、)是由G17,G18或G19定义的旋转中心,P为旋转角度,单位是(),0P360.000 G68为坐标旋转功能,G69为取消坐标旋转功能。在有刀具补偿的情况下,先进行坐标旋转,然后才进行刀具半径补偿、刀具长度补偿。在有缩放功能的情况下,先缩放后旋转。,基本指令,2023/3/10,43,例.如图36所示的旋转变换功能程序。%1 主程序N10 G90 G17 M03N20 M98 P
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