数控技术PPT课件.ppt

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1、数控技术主要内容2.1 概述概述2.2 数控加工程序编制的相关标准数控加工程序编制的相关标准2.3 数控加工程序的结构和指令数控加工程序的结构和指令2.4 数控加工工艺分析数控加工工艺分析2.5 铣削加工编程铣削加工编程2.6 车削加工编程车削加工编程2.7 其他加工编程简介其他加工编程简介2.8 自动编程的概念与典型自动编程的概念与典型CAM软件介绍软件介绍主要内容主要内容第二章第二章 数控加工程序编制数控加工程序编制主要内容2.1 概述概述2.1.1 数控编程的定义数控编程的定义程序程序编制编制加工加工控制控制机床机床加工加工零件零件图纸图纸程序程序代码代码加工加工指令指令成品成品零件零件

2、本章内容本章内容2.1.2 数控编程步骤数控编程步骤 计算运动轨迹计算运动轨迹图纸工艺分析图纸工艺分析程序编制程序编制制备控制介质制备控制介质校验和试切校验和试切零件图纸零件图纸错误错误修修改改数控系统数控系统编程方法：编程方法：自动编程自动编程手工编程手工编程 2.1.3 编程方法编程方法其它编程方法：其它编程方法：蓝图编程蓝图编程对话式编程对话式编程示教编程示教编程B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMK

3、L IHFG DCABE S C1 4 彩 色显 示 器空运行Z 轴锁定MST 锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA主轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YXO2002N01 G91 G00 G41 D01 X-50 Y25 S400 M03 M08 ；N02 M98P01L10 ；N03 G40 M02 ；#01工艺分析工艺分析手工编程的过程

4、手工编程的过程自动编程的过程自动编程的过程主要内容据统计：据统计：用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工用手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比，平均约为时间之比，平均约为 30：1；数控机床不能开动的原因中，有数控机床不能开动的原因中，有20-30%是由于加工程是由于加工程序不能及时编制出造成的。序不能及时编制出造成的。编程自动化是当今的趋势编程自动化是当今的趋势手工编程手工编程VS自动编程自动编程主要内容2.2.1 轴的概念及定义轴的概念及定义1.目的目的为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标

5、准。坐标轴和方向命名制订了统一的标准。2. 分类分类 基本坐标轴基本坐标轴：规定直线进给坐标轴用规定直线进给坐标轴用X、Y、Z表示；表示； 回转坐标轴回转坐标轴：围绕：围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分轴旋转的圆周进给坐标轴分别用别用A、B、C表示；表示； 附加坐标轴附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U、V、W表示。表示。2.2 数控加工程序编制的相关标准数控加工程序编制的相关标准主要内容3. 右手规则右手规则 X、Y、Z相互之间满足右手规则相互之间满足右手规则 AX；BY；CZ满足右手螺旋规则满足右手螺旋规则主要内容4. Z座标轴的确定

6、座标轴的确定Z座标轴：平行主轴轴线的进给轴座标轴：平行主轴轴线的进给轴没有主轴或有多个主轴没有主轴或有多个主轴：垂直于工件装夹面的方向为垂直于工件装夹面的方向为Z座标座标主轴能摆动主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准座标系中的某一座标在摆动的范围内只与标准座标系中的某一座标平行时，则这个坐标便是平行时，则这个坐标便是Z坐标；坐标；若在摆动的范围内与多个座标平行，则取垂直若在摆动的范围内与多个座标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为于工件装夹面的方向为Z座标。座标。立式5轴数控铣床的座标系主要内容Z座标正方向规定：刀具远离工件的方向座标正方向规定：刀具远离工件的方向主要内容主要内容5. X 座标轴的

7、确定座标轴的确定 在刀具旋转的机床上在刀具旋转的机床上铣床、钻床、镗床等；铣床、钻床、镗床等； Z轴水平（卧式）：轴水平（卧式）： 则从刀具则从刀具(主轴主轴)向向工件看时，工件看时，X座标的座标的正方向指向右边正方向指向右边。主要内容Z轴垂直（立式）：轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；的正方向指向右边；立式立式5 5轴数控铣床的坐标系轴数控铣床的坐标系主要内容双立柱机床双立柱机床(龙门机床龙门机床)， 从刀具向左立柱看时，从刀具向左立柱看时， X轴的正方向指向右边。轴的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：轴垂直（立式）：主要内容 在

8、工件旋转的机床上（车床、磨床等）。在工件旋转的机床上（车床、磨床等）。X轴的运轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。轴的正方向。主要内容6. Y坐标的确定坐标的确定 利用已确定的利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定螺旋法则，确定Y坐标的正方向。坐标的正方向。右手定则右手定则：大姆指指向：大姆指指向+X，中指指向，中指指向+Z，则，则+Y方向为食指指向。方向为食指指向。右手螺旋法则右手螺旋法则：在：在X Z平面，从平面，从Z至至

9、X，姆指所指，姆指所指的方向为的方向为+y。 主要内容7. 回转坐标回转坐标 A、B、C 主要内容8. 辅助坐标辅助坐标 U、V、W 主要内容立式数控铣床立式数控铣床课堂练习：机床轴的命名课堂练习：机床轴的命名卧式数控铣床卧式数控铣床主要内容龙门数控铣床龙门数控铣床课堂练习：机床轴的命名课堂练习：机床轴的命名主要内容2.2.2 机床座标系与工件座标系机床座标系与工件座标系 坐标系的三要素坐标系的三要素轴轴-X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原点原点-机床或工件坐标系的原点。机床或工件坐标系的原点。单位单位-编程单位、脉冲当量。编程单位、脉冲当量。主要内容工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具

10、在机床上安装后，工工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。件原点与机床原点间的距离。主要内容2.2.3 绝对坐标编程和相对坐标编程绝对坐标编程和相对坐标编程 定义定义 绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）系（机床或工件） 零点计量的编程方式。零点计量的编程方式。 相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。点计量的编程方式（增量坐标编程）。主要内容表达方式：表达方式：G90/G91； X、Y、Z绝对，绝对，U、V、W相对相对 选用原则：

11、主要根据具体机床的坐标系，考虑编选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便程的方便(如图纸尺寸标注方式等如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的及加工精度的要求，选用坐标的类型。要求，选用坐标的类型。 注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝 对坐标编程；对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无区别的区别的 。主要内容2.2.4 分辨率（分辨率（Resolution） 分辨率分辨率(对控制系统对控制系统)，可以控制的最小位移量。，可以控制的最小位移量。 数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程

12、单位，数控机床的最小位移量（最小设定单位，最小编程单位，最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控机床最小指令增量，脉冲当量（步进电机）是指数控机床的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。的最小移动单位，它是数控机床的一个重要技术指标。一般为一般为0.00010.01mm，视具体机床而定。），视具体机床而定。） 脉冲当量脉冲当量对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）对应于每一个指令脉冲（最小位移指令）机床位移部件的运动量。机床位移部件的运动量。主要内容2.3 数控加工代码及程序格式数控加工代码及程序格式主要内容主要内容 代码定义代码定义 代码分类代码分类 程序结构与格式程序结构与格式 主

13、程序与子程序主程序与子程序 宏程序与固定循环宏程序与固定循环主要内容主要内容一一 、定义、定义 什么是数控加工代码什么是数控加工代码?主要内容 常用地址码及其含义常用地址码及其含义机能机能地址码地址码说明说明程序段号程序段号N程序段顺序编号地址程序段顺序编号地址坐标字坐标字X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R；A，B，C，D，E；R；I，J，K；直线坐标轴直线坐标轴旋转坐标轴旋转坐标轴圆弧半径圆弧半径圆心相对起点坐标圆心相对起点坐标准备功能准备功能G准备功能准备功能辅助功能辅助功能M辅助功能辅助功能补偿值补偿值H 或或 D补偿值地址补偿值地址切削用量切削用量SF主轴转速主轴转速进给量或进给速度进

14、给量或进给速度刀具号刀具号T刀库中的刀具编号刀库中的刀具编号主要内容主要内容 二、二、 代码与指令分类代码与指令分类主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容 三、三、 数控加工程序的结构数控加工程序的结构主要内容主要内容p 程序名程序名 程序名是一个程序必需的标识符。程序名是一个程序必需的标识符。 组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有：组成：由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有： “%”、“O”、“P”等，视具体数控系统而定。等，视具体数控系统而定。 示例：国产华中示例：国产华中I型系统型系统 “%”，日本，日本FANUC 系统系统 “O”。 后面所带

15、的数字一般为后面所带的数字一般为48位。如：位。如：%2000主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容主要内容四、主程序和子程序四、主程序和子程序O1000；M98P0020;M30;O0020；M98P0010M99;O0010；M99;子程序子程序主程序主程序子程序子程序180050160R2550190701016010=1600主要内容五五 、宏程序与固定循环、宏程序与固定循环宏指令与宏程序宏指令与宏程序 可以进行变量运算、流程控制的指令可以进行变量运算、流程控制的指令固定循环：固定循环： 把具有某种固定动作次序的一组指令，像子程序一样存把具有某种固定动作次序的一组指令，像子程序一样存

16、储在存储器中，并将该组指令用一个指令代表，完成特定储在存储器中，并将该组指令用一个指令代表，完成特定的可参数化的特征的加工。的可参数化的特征的加工。 #1 = #1 + 1 WHILE IF ENDW ENDIF2.4 常用数控编程指令常用数控编程指令2.4.1 坐标编程方式指令坐标编程方式指令2.4.2 模态与非模态概念模态与非模态概念2.4.3 轨迹运动指令轨迹运动指令2.4.4 坐标系指定指令坐标系指定指令2.4.5 常用常用M,S,T指令指令2.4.1 坐标编程方式指令（坐标编程方式指令（ G90、 G91）G90 / G91 G90 绝对坐标编程选择绝对坐标编程选择 G91 相对坐标

17、编程选择相对坐标编程选择例例1： G90 G01 X100 Y100 Z100例例2： G91 G01 X100 Y100 Z100 N X ZN01 X15 Z20N02 X45 Z40N03 X25 Z60123ZXO204060152545G90 编程 N X ZN01 X15 Z20N02 X30 Z20N03 X-20 Z20G91 编程2.4.2 模态与非模态概念模态与非模态概念模态指令与非模态的含义模态指令与非模态的含义 G90 G00 X100 Y100 Z100 G90 G00 X200 Y100 Z100 G90 G00 X200 Y200 Z100 G90 G00 X10

18、0 Y200 Z100 G90 G00 X100 Y100 Z100G90 G00 X100 Y100 Z100X200Z200X100Y100G00 快速定位指令快速定位指令 指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从指令刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点。当前位置快速移动到程序段指令的定位目标点。 例例1：G90 G00 X100 Y10 Z150 例例2：G91 G00 X10 Y-100 Z-1302.4.3 运动轨迹指令（运动轨迹指令（ G00 G01 G02 G03 ） G01 直线进给指令直线进给指令 指令刀具以联动的方式，按指令刀具以

19、联动的方式，按F规定的合成进给速规定的合成进给速度，从当前位置按线性路线度，从当前位置按线性路线(联动直线轴的合成联动直线轴的合成轨迹为直线轨迹为直线)移动到程序段指令的终点移动到程序段指令的终点. 格式：格式： G01 X _Y_ Z_F_ 例例1： G90 G01 X100 Y100 Z100 F200例例2： G91 G01 X-100 Y130 Z110 F200 G01 与与 G00 的区别的区别 G00 各轴独自以最大速度运动各轴独自以最大速度运动 G01 各轴联动以指令速度为合成速度运动各轴联动以指令速度为合成速度运动 O X Y B A 20 90 15 45 G01 G90

20、G01 X90 Y45 F800 从 A 移动到 B 实际路径 O X Y B A 20 90 15 45 G00 G90 G00 X90 Y45 从 A 移动到 B 实际路径 50 课堂练习：试用课堂练习：试用G01完成下图轨迹完成下图轨迹O点为起刀点，点为起刀点，A点为第一点点为第一点 O X Y C A 20 20 40 B D 60 O X Y G03 G02 G17 圆心 终点 (X, Y) 起点 J I O X Y O X Y G02 G17 G90 G02 X60 Y10 I40 J0 F300 (60,10) (20,10) G91 G02 X0 Y0 I40 J0 F300

21、Y O X a R30 终点 起点 (i) 圆弧 a G91 G02 X30 Y30 R30 F300 G91 G02 X30 Y30 I30 J0 F300 G90 G02 X0 Y30 R30 F300 G90 G02 X0 Y30 I30 J0 F300 圆弧编程的 4 种方法组合 y O x b R30 终点 起点 大于 90 度的圆弧: G91 G02 X30 Y30 R30 F300 G91 G02 X30 Y30 I30 J0 F300 G90 G02 X0 Y30 R30 F300 G90 G02 X0 Y30 I30 J0 F300 圆弧编程的 4 种方法组合 y O x b

22、 R30 起点(0,30) 终点(-30,0) G92 临时工件坐标系设定指令临时工件坐标系设定指令 用于设定工件坐标系原点到刀具起点用于设定工件坐标系原点到刀具起点(当前当前点点)的有向距离。的有向距离。 示例示例 G92 X100 Y100 Z100 含义：含义：起刀点起刀点(当前点当前点)在工件坐标系下的坐在工件坐标系下的坐标值为标值为: (100, 100, 100)2.4.4 坐标编程方式指令（坐标编程方式指令（ G92 G54G59 G17G19 G52 G53 ）主要内容工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92示例示例G92X160.0Y-20.0；（X 200，Y 20）工件

23、刀具起始点刀具起始点工件坐标系机床坐标系机床坐标系200160120804012010080604020OOXYYX主要内容用用G54-G59指令设定工件坐标系指令设定工件坐标系 操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间操作者在实际加工前，测量工件原点与机床原点之间的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做的偏置值，并在数控系统中预先设定。这个值叫做“工工件零点偏置件零点偏置”。 机床原点 121工件坐标系1工件坐标系2 基本机床坐标系 工件零点偏置1工件零点偏置2(平面)(平面)（平面）坐标平面选择指令坐标平面选择指令G17、G18、G19 其它坐标系指令：其它坐标系指令：G52 局

24、部坐标系设定局部坐标系设定G53 直接机床坐标系编程直接机床坐标系编程参考所用数控系统的编程说明书参考所用数控系统的编程说明书 辅助功能由地址字辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作种辅助功能的开关动作 模态模态 非模态非模态 前作用前作用 后作用后作用2.4.5 常用常用M,S,T指令指令辅助功能辅助功能M代码代码子程序的格式子程序的格式 %* M99 调用子程序的格式调用子程序的格式M98 P* L*P：被调用的子程序号：被调用的子程序号L：重复调用次数：重复调用

25、次数 M06 M07代码代码 S500 表示主轴转速为表示主轴转速为500转转/分分代码代码 F500 表示主轴转速为表示主轴转速为500mm/分（分钟进给）分（分钟进给） T*主要内容主要内容2.5 数控编程的工艺处理数控编程的工艺处理主要内容主要内容 数控加工工艺的特点与内容数控加工工艺的特点与内容 工艺分析工艺分析 工艺路线工艺路线 工序设计工序设计主要内容特点特点:（1）工序内容具体）工序内容具体 （2）工序内容复杂）工序内容复杂 （3）工序内容严密）工序内容严密（4）工序集中）工序集中（5）加工精度不仅取决于加工过程，）加工精度不仅取决于加工过程，还取决于程编阶段还取决于程编阶段（存在逼近误差、圆（存在逼近误差、圆整化误差、插补误差）整化误差、插补误差）一一 数控加工的工艺特点与内容数控加工的工艺特点与内容主要内容数控加工工序卡片数控加工工序卡片主要内容数控加工走刀路线图数控加工走刀路线图主要内容 数控刀具卡片数控刀具卡片