數控編程基本知識

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數控編程基本知識簡介
    數控加工程序編製就是將加工零件的工藝過程、工藝參數、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)按運動順序依照編程格……
數控編程基本知識正文

    數控加工程序編製就是將加工零件的工藝過程、工藝參數、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.
1機床坐標系和運動方向的確定
    機床的直線運動X、Y、Z三個坐標系採用右手笛卡兒直角坐標系,如圖11-6所示。坐標軸定義順序是先確定Z軸,再確定X軸,最後確定Y軸。對工件作旋轉運動的機床(如車床)以刀具遠離工件方向為X軸的正方向;對刀具作旋轉運動的機床(如立式銑床),刀具為Z軸時,面對刀具主軸向立柱看,右方向為X軸的正方向。 
    三個旋轉軸坐標系分別平行於X、Y、Z坐標軸,按右手螺紋前進方向取為正向。

2數控車床的基本指令
1.程序格式 
    加工程序通常由程序開始、程序內容和程序結束等三部分組成。 
    程序開頭為程序號,用於加工程序的開始標識,程序號通常由字元“%”及其後的四位數字錶示。 
    程序結束可用輔助功能M02(程序結束)、M30(程序結束,返回起點)等來表示。 
    程序的主要內容由若干個程序段(BLOCK)組成,程序段是由一個或若干個信息字組成,每個信息字又是由地址符和數據符字母組成。信息字是指令的最小單位。
2.程序段格式 
    目前常用的是字地址程序段格式,應用標準是JB3832-85。 
    下面是一個典型的字地址程序段格式: 
    N001 G01 X60.0 Z-20.0 F150 S200 T0101 M03 LF 
    其中, N001?表示第一個程序段 
    G01?表示直線插補 
    X60.0 Z-20.0?分別表示X,Z坐標方向的移動量 
    F,S,T?分別表示進給速度、主軸轉速、刀具號 
    M03?表示主軸按順時針方向旋轉 
    LF?表示程序段結束
3.數控系統中的基本功能代碼 
    (1)程序段序號:N10、N20… 
    (2)準備功能:G00-G99 是使數控裝置作某種操作的功能。 
    G代碼分為模態代碼和非模態代碼兩種。所謂模態代碼是指某一G代碼(G01)一經指定就一直有效,直到後邊程序段中使用同組G代碼(G03)才能取代它。而非模態代碼只在指定的本程序段中有效,下一段程序需要時必須重寫
(如G04)。 
    1)快速點定位指令G00 
    G00指令是模態代碼,它命令刀具分別以點定位控制方式從刀具所在點快速運動到下一個目標位置。它只是快速定位,而無運動軌跡要求。 
    其指令書寫格式是:G00 X_Z_;刀具實際的運動路線不是直線,而是折線,所以使用G00指令時要注意刀具是否和工件急夾具發生干涉,忽略這一點,就容易發生碰撞,而在快速狀態下的碰撞更加危險。 
    2)直線插補指令G01 
    直線插補指令是直線運動指令,也是模態代碼。它命令刀具在兩坐標或三坐標間以插補聯動方式按指定的F進給速度(單位為mm/min)作任意斜率的直線運動。 
    其指令書寫格式是:G01 X_Z_F_;F指令也是模態指令,它可以用G00指令取消。如果早G01程序段之前的程序段沒有F指令,則機床不動。因此,G01程序中必須還有F指令。 
    3)圓弧插補指令G02/G03(採用笛卡爾坐標判斷) 
    圓弧插補指令命令刀具在指定平面內按給定的F進給速度作圓弧運動,切削出圓弧輪廓。在車床上加工圓弧時,不僅要用G02/G03指出圓弧的順逆時針方向,用XZ指定圓弧的終點坐標,而且還要指定圓弧的半徑。
其指令書寫格式是:G02/G03 X_Z_R_; 
    (3)輔助功能:用來指定機床的輔助動作(如機床的啟停、轉向、切削液的開關、主軸轉向、刀具夾緊鬆開等〕 
    M00-程序暫停 
    M01-程序計劃暫停 
    M02-程序結束 
    M03-主軸正轉(CW) 
    M04-主軸反轉(CCW) 
    M05-主軸停轉 
    M06-加工中心換刀 
    M07、M08-冷卻液開 
    M09-冷卻液關 
    M10-工件夾緊 
    M11-工件鬆開 
    M30-程序結束,返回起點 
    M03和M04指令之間必須用M05指令使主軸停轉後進行。 
    (4)進給功能F 
    如果採用直接指定法,在F後面直接寫上要求的進給速度,如F1000,表示進給量是1000mm/min);車螺紋、攻絲和套扣時,由於進給速度與主軸轉速有關,F後面數字是指定的導程。 
    (5)主軸功能S 
    S指定主軸轉速,如S800,表示主軸轉速為800r/min。 
    (6)刀具功能T 
    指令數控系統進行換刀,用地址T和其後的4位數字來指定刀具號和刀具補償號(刀具偏置號)。前2位是刀具序號:0~99,后2位是刀具補償號:0~32。每一刀具加工結束后,必須取消刀具補償。 
    刀具序號可以和刀盤上的刀位號相對應; 
    刀具補償包括形狀補償和磨損補償; 
    刀具序號和刀具補償號不必相同,為方便起見也可一致。 
    在數控裝置中,程序的記錄是靠程序號來辨別的,即調用程序或者編輯程序都要通過程序號來調出。
1.程序編號的結構:O ; 
    “O”後面數字用4位數(1~9999)表示,不允許為“0”。
2.程序段順序號:在程序段前加上順序號,如:N ; 
    “O”後面數字用4位數(1~9999)表示,不允許為“0” 。 
    工件坐標系的設定 
    工件安裝在卡盤上,機床坐標系與工件坐標系一般是不重合的,為便於編程,應建立一個工件坐標系,使刀具在此坐標系中進行加工。 
    G50 X Z 
    該指令規定刀具起刀點或換刀點至工件原點的距離,坐標X,Z為刀尖在工件坐標系中的起始點位置。 
    對於有刀具補償功能的數控機床,其對刀誤差可以通過刀具偏移來補償,所以調整機床時的要求並不嚴格。 
    數控車床的基本對刀方法 
    常用的對刀方法有三種:試切對刀法、機械檢測對刀儀對刀、光學檢測對刀儀對刀。 
    採用G50 U W 可以使坐標系產生平移,用新的坐標值代替舊的坐標值,使機床坐標系與工件坐標系相互取代。應當注意,在機床坐標系中,坐標值是刀架中心點相對於機床原點的距離;而在工件坐標系中,坐標值是刀尖相對工件原點的距離。
數控銑削編程方法與應用
1.數控銑床的坐標系
(1)機床坐標系 
    機床坐標系是機床上固有的坐標系,並設有固定的零點(機械零點),它由廠家在生產機床時確定。
XK5032立式數控銑床符合ISO規定,即以機床主軸軸線方向為Z軸,刀具遠離工件方向為Z軸正方向;X軸規定為水平平行於工件工件裝夾表面,人在工作台前面對主軸,右方向為X軸正方向;Y軸垂直於X,Z軸坐標軸,其方向根據笛卡兒坐標系右手定則確定。
(2)工件坐標系 
    工件坐標系是用來確定工件幾何形體上各要素的位置而設置的坐標系,工件坐標系的原點即為工件零點。工件零點的位置是任意的,由編程人員編製程序時根據零件特點選定。
(3)工件坐標系的設定 
    工件坐標系的設定是進行變成計算的第一步,應當根據不同的加工要求和編程的方便性恰當選擇。 
    1)用G92設定工件坐標系 
    其輸入格式:G92 X Y Z 
    該指令可以出現在程序的第一段,也可出現在程序段中間,以重新設定工件坐標系。數控系統執行該指令前,一般先把刀具置於一個合適的位置,執行該段程序后,機床並不產生運動,只是把坐標設定值送入內存。 
    2)G54~G59設定工件坐標系 
    XK5032立式數控銑床還可以通過CRT/MDI在參數設置方式下,設定6個不同的工件坐標系。這6個坐標系分別被記憶成G54、G55、G56、G57、G58、G59,在加工時通過G54~G59指令選擇相應的坐標系。 
    G90指令與G54~G59指令的使用區別是:G92指令通過程序來設定工件加工程序,其坐標原點與當前刀具所在位置有關;而G54~G59指令通過CRT/MDI在參數設置方式下設定工件坐標系,其坐標原點與當前刀具所在位置無關。G92指令只是設定坐標系,不產生任何移動;G54~G59指令可以與G00指令等組合在相應的工件坐標系中進行位移。
2.主要功能指令
(1)常用輔助功能指令 
    用來指定機床的輔助動作和狀態(如機床的啟停、轉向、切削液的開關、主軸轉向、刀具夾緊鬆開等〕 
    M00-程序暫停,機床的轉動、進給、切削液停止。重新啟動機床後繼續執行下面的程序; 
    M01-程序選擇停止指令,只有按下面板上“選擇停止”鍵,該指令才有效。執行該指令,與M00相似。按“啟動”鍵,繼續執行下面的程序; 
    M02-程序結束,機床處於複位狀態; 
    M03-主軸正轉(CW); 
    M04-主軸反轉(CCW); 
    M05-主軸停轉。M03和M04指令之間必須用M05指令使主軸停轉後進行; 
    M08-冷卻液開; 
    M09-冷卻液關; 
    M98-放在主程序中,用來調用子程序。格式為:M98 P ,其後8位數字,前4位是調用次數,后4位是子程序號。調用1次時,前4位可省略。 
    M99-放在子程序最後,用來返回主程序的相應程序段。當M99后不跟任何代碼時,返回調用程序的后一段程序段。否則返回到M98 P 所指定的P后的程序段。 
    當M99單獨在主程序中使用時,不跟任何代碼,返回主程序的開頭,否則返回到主程序P指定的程序段。
(2)絕對尺寸指令和增量尺寸指令 
    1)絕對尺寸方式(G90) 
    在該方式下,程序段中的尺寸為絕對坐標值。 
    2)增量尺寸方式(G91) 
    在該方式下,程序段中的尺寸為增量坐標值,即相對於前一工作點的增量值。 
    實際編程中,G90和G91並無特殊規定,可根據給定零件的已知條件選擇。
(3)基本進給指令(G指令) 
    1)快速進刀指令(G00) 
    G00 X Y Z ;最快進給速度為系統默認,由系統參數調整; 
    2)直線插補指令(G01) 
    G01 X Y Z F ;注意到G90和G91時,起刀的原點不同,F單位是mm/min; 
    3)圓弧插補指令(G02、G03) 
    在XY平面(G17)內, 
    G02 X Y R F 順圓插補 
    G03 X Y R F 逆圓插補 
    或者: 
    G02 X Y I J F 順圓插補 
    G03 X Y I J F 逆圓插補 
    採用G90時,X Y Z 是圓弧終點相對於工件零點的坐標,採用G91時,X Y Z 是圓弧終點相對於圓弧起點的坐標。
I J K 是圓弧的圓心坐標值,均為圓心點相對於圓弧起點的增量值。 
    R 為圓弧半徑。圓心角小於等於180度R為正值、圓心角大於180度R為負值。當圓弧為整圓時,不能用R,只能用I,J,K。 
    4)進給暫停指令(G04) 
    G04指令可使進給暫停,刀具在某一點停留一段時間后再執行下一段程序。輸入格式: 
    G04 X 或G04 P ; 
    X 或P 均為指定進給暫停時間。兩者區別是:X後面可帶小數點,單位是s;P後面數字不能帶小數點,單位為ms。如,G04 X3.5,或者G04 P3500,都表示刀具暫停了3.5秒。
(4)補償指令 
    1)刀具半徑補償指令(G41、G42、G40) 
    G41為左刀補指令,表示沿著刀具進給方向看,刀具中心在零件輪廓的左側; 
    G42為右刀補指令,表示沿著刀具進給方向看,刀具中心在零件輪廓的左側; 
    輸入格式: 
    G41(G42)G01 X Y D ; 
    式中,D 為刀具號,存有預先由MDI方式輸入的刀具半徑補償值。 
    G40為取消刀具半徑補償指令; 
    輸入格式:G40 G01 X Y ; 
    刀補指令使用注意: 
    G40與G41或G42要成對使用; 
    從無刀補狀態進入刀補狀態轉換時必須採用G00或G01直線移動指令,不能用G02、G03; 
    刀補撤消時也要用G00或G01直線移動指令。 
    2)刀具長度補償指令(G43、G44、G49) 
    G43為正補償,表示刀具在Z方向實際坐標值比程序給定值增加一個偏移量; 
    G42為負補償,表示刀具在Z方向實際坐標值比程序給定值減少一個偏移量; 
    輸入格式:G43(G44)G01 Z H ; 
    式中,H 為刀具號,存有預先由MDI方式輸入的刀具長度補償值。 
    G49為取消刀具長度補償指令; 
    輸入格式:G49 G01 Z ;
(5)固定循環指令(G98、G99、G80) 
    固定循環指令是用一個特定的G指令代替某個典型加工中幾個固定、連續的動作,使加工程序簡化。固定循環主要用於孔加工,通常包括以下六個基本動作。 
    動作一 ??X,Y軸快速定位(初始點); 
    動作二 ??快速移動到R點; 
    動作三 ??切削進給進行孔加;工 
    動作四 ??執行孔底動作(包括暫停、刀具移位等); 
    動作五 ??返回到R點; 
    動作六 ??快速返回到初始點。 
    固定循環的輸入格式: 
    G98(G99)G X Y Z R Q P L 
    式中,G98?返回初始點; 
    G99?返回R點; 
    G ?孔加工固定循環方式;

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