《數控編程技術》教案.ppt

第三章數控加工的程序編程,本章內容： 3.1 零件程序編制的內容與方法 3.2 數控機床的坐標系統 3.3 零件加工程序的指令代碼與程序結構 3.4 數控加工編程實例,3.1 零件程序編制的內容與方法,程序編制：程序員根據加工零件的圖樣和加工工藝，將零件加工的工藝過程、工藝參數、加工路線以及加工中需要的輔助動作，如換刀、冷卻、夾緊、主軸正反轉等，按照加工順序和數控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序單。再將程序單中的全部內容輸入到機床數控裝置中，從而指揮數控機床加工。,程序編制的一般步驟：,零 件 圖 紙,分析圖樣確定加工工藝過程,數值計算,編寫程序清單,輸入數控系統,程序校驗試切,修改,數控機床加工,3.2 數控機床的坐標系,數控機床的坐標系 機床坐標系 編程坐標系 數控機床的有關點 機床零點 機床參考點 工件零點 起刀點 刀位點 對刀點和換刀點,3.2.1 數控機床的坐標系 1、機床坐標系 為了確定機床的運動方向和移動距離，需要在機床上建立一個坐標系，這就是機床坐標系。機床坐標系是為了確定工件在機床上的位置、機床運動部件的特殊位置（如換刀點、參考點）以及運動范圍（如行程范圍）等而建立的幾何坐標系，是機床上固有的坐標系。 （1）、坐標系的確定原則 ISO標準的有關規(guī)定： 1）數控機床上的坐標系是采用右手笛卡爾直角坐標系,如下圖所示，規(guī)定X、Y、Z直線進給坐標系按右手定則判定；而圍繞X、Y、Z軸旋轉的圓周進給坐標軸分別用A、B、C表示，正方向用右手螺旋法則判定。,2）采用假設工件固定不動，刀具相對工件移動的原則。不論數控機床的具體結構是工件靜止、刀具運動；還是刀具靜止、工件運動，都假定工件不動，刀具相對于靜止的工件運動。 3）正方向的確定原則。以增大刀具與工件之間距離的方向為坐標軸運動的正方向?？紤]到刀具與工件是一對相對運動，與+X、+Y、+Z軸相反的方向規(guī)定為+X、+Y、+Z，是工件（相對于刀具）正方向運動的坐標系。,（2）、各坐標軸的確定 機床坐標系X、Y、Z軸的判定順序一般為：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。 1） 先確定Z軸。以傳遞切削動力的主軸定為Z軸， Z軸正方向是使刀具遠離工件的方向。 對于刀具旋轉的機床，如銑床、鉆床、鏜床等，平行于旋轉刀具軸線的坐標為Z坐標；而對于工件旋轉的機床，如車床、外圓磨床等，則平行于工件軸線的坐標為Z坐標。 注意： 若有多根主軸，則選垂直于工件裝夾表面的主軸為主要主軸，Z軸則平行于該主軸軸線。若沒有主軸，則規(guī)定垂直于工件裝夾表面的坐標軸為Z軸（如刨床）。,2) 再確定X軸。X軸為水平方向且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。在工件旋轉的機床(如車床、外圓磨床)上，X軸的方向是在工件的徑向上，與橫向導軌平行。取刀具遠離工件旋轉中心的方向為X軸的正方向。對于刀具旋轉的機床，規(guī)定：若Z軸為水平(如臥式銑床、鏜床)，則沿刀具主軸后端向工件方向看，右手平伸出方向為X軸正向；若Z軸為垂直(如立式銑、鏜床，鉆床)，則從刀具主軸向床身立柱方向看，右手平伸出方向為X軸正向。 3) 最后確定Y軸。Y軸垂直于X、Z軸，在確定了X、Z軸的正方向后，即可按右手定則定出Y軸正方向。 4）附加坐標系。如果在基本的直角坐標軸X、Y、Z之外，還有其他軸線平行于X、Y、Z，則附加的直角坐標系指定為U、V、W和P、Q、R。,臥式車床的坐標系,+Z,+X,臥式車床的坐標系,立式升降臺銑床的坐標系,+Z,+X,+Y,臥式升降臺銑床的坐標系,+Z,+X,+Y,臥式銑床的坐標系,2、工件坐標系（亦稱編程坐標系） 編程坐標系:是在對圖紙上零件編程時建立的，程序數據便是基于該坐標系的坐標值。 工件坐標系: 編程坐標系在機床上的具體體現,坐標原點就稱之為工件原點。,機床坐標系與工件坐標系關系,3、絕對坐標系與增量（相對）坐標系 （1）絕對坐標系 在坐標系中，所有的坐標點均以固定的坐標原點為起點確定坐標值，這種坐標系稱為絕對坐標系。在這個坐標系中移動的尺寸稱為絕對坐標，也叫絕對尺寸，所用的編程指令稱為絕對坐標指令。 （2）增量（相對）坐標系 運動軌跡的終點坐標是相對于起點計量的坐標系稱為增量坐標系，也叫相對坐標系。在這個坐標系中移動的尺寸稱為增量坐標，也叫增量尺寸，所用的編程指令稱為增量坐標指令。,(XA=10，YA=20),(XB=30，YB=50),(UA=0，VA=0),(UB=20，VB=30),a)絕對坐標系,b)增量坐標系,3.2.2 數控機床上的有關點 1、機床零點 機床坐標系的原點，它是機床上的一個固定的點，稱為機床零點或機械零點（M），由制造廠家確定。機床坐標系是通過回參考點操作來確立的，參考點是確立機床坐標系的參照點。 數控車床的機床原點多定在主軸前端面的中心，數控銑床的機床原點多定在進給行程范圍的正極限點處，但也有的設置在機床工作臺中心，使用前可查閱機床用戶手冊。,2、機床參考點 與機床坐標系相關的另一個點稱作機床參考點（R），它指機床各運動部件在各自的正方向自動退至極限的一個固定點， 該位置是在每個軸上用擋塊和限位開關預先精確地調整好的，它相對于機床原點的坐標是一個已知數，一個固定值。每次開機啟動后，或當機床因意外斷電、緊急制動等原因停機而重新啟動時，都應該先讓各軸返回參考點，進行一次位置校準，以消除上次運動所帶來的位置誤差。,3、工件零點 即工件坐標系的原點，也叫編程原點。編程時，一般選擇工件圖樣上的設計基準作為編程原點。工件原點選取原則： (1)工件原點應選在工件圖樣的尺寸基準上。 (2)對于有對稱幾何形狀的零件，工件原點最好選在對稱中心點上。 (3) 盡量選在尺寸精度、光潔度比較高的工件表面上，這樣可以提高工件的加工精度和同一批零件的一致性。 (4) 能使工件方便地裝夾、測量和檢驗。 （5）對于一般零件，選在工件外輪廓的某一角上。,車床的工件原點一般設在主軸中心線上，多定在工件的左端面或右端面。銑床的工件原點，一般設在工件外輪廓的某一個角上或工件對稱中心處，進刀深度方向上的零點，大多取在工件表面。對于形狀較復雜的工件，有時為編程方便可根據需要通過相應的程序指令隨時改變新的工件坐標原點；對于在一個工作臺上裝夾加工多個工件的情況，在機床功能允許的條件下，可分別設定編程原點獨立地編程，再通過工件原點預置的方法在機床上分別設定各自的工件坐標系。,機床原點的設置（車床）,機床原點的設置（銑床）,機床參考點（車床）,編程原點（車削加工）,編程原點（銑削加工）,機床原點、工件原點、參考點,4、起刀點 指刀具起始運動的刀位點，亦即程序開始執(zhí)行時的刀位點。 5、刀位點 即刀具上表示刀具特征的基準點，如立銑刀、端面銑刀刀頭底面的中心；球頭銑刀是指它的球心；車刀與鏜刀的理論刀尖；鉆頭的鉆尖。,6、對刀點和換刀點 對刀點：就是在數控機床上加工零件時，刀具相對于工件運動的起點。由于程序也是從這一點開始執(zhí)行，所以對刀點也叫做“程序起點”或“起刀點”。 換刀點：指刀架轉位換刀時的位置。該點可以是某一固定點，也可以是任意設定的一點。換刀點應設在工件或夾具的外部，以刀架轉位時不碰工件及其他部件為準。,