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    数控编程入门篇

    浏览量:
    时间:2020-09-29 11:30
    类别:行业动态
    本文地址:http://www.njlingwenedu.com/News/Industry/220.html

    数控编程基础知识 :

    数控车床的程序编制必须严格遵守相关的标准,数控编程是一项很严格的工作,首先必须掌握一些基础知识,才能学好编程的方法并编出正确的程序。数控加工程序编制就是将加工零件的工艺过程(走刀路线)、工艺参数、刀具位移的方向及其它辅助动作(如换刀、冷却、工件的装卸等)按运动顺序依照编程格式用G指令代码编写程序单的过程。

    数控加工的坐标系与指令系统:

    数控加工程序的编写方法有两种,手工编程和自动编程,手工编程是由用户根据加工要求,使用该机床的指令代码手工书写数控程序(系统不同有区别)。自动编程是由用户运行编程软件,输入零件图纸和切削参数(如进给量、背吃刀量、切削速度,工件材料、毛坯尺寸等),由编程软件自动生成数控程序。

    两种编程方法各有不同,手工编程是自动编程的基础。

    一、坐标系原则

    1.永远假定工件静止,刀具相对于工件移动。

     

    2.坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。如图1-1所示大拇指的方向为X轴的正方向,食指指向为Y轴的正方向,中指指向为Z轴的正方向。在确定了X、Y、Z坐标的基础上,根据右手螺旋法则,可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。

     

    图1-1 右手笛卡尔直角坐标系

     

    图1-1

    图1-2为车床的坐标系

    图1-2

     二、机床坐标系

    1.机床原点

     

       机床原点(又称机械原点)即机床坐标系的原点,是机床上的一个固定点,其位置是由机床设计和制造单位确定的,通常不允许用户改变。数控车床的机床原点一般为主轴回转中心与卡盘后端面的交点

     

    2.机床参考点

     

       机床参考点也是机床上的一个固定点,它是用机械挡块或电气装置来限制刀架移动的极限位置。作用主要是用来给机床坐标系一个定位。因为如果每次开机后无论刀架停留在哪个位置,系统都把当前位置设定成(0,0),这就会造成基准的不统一。

     

       数控车床在开机后首先要进行回参考点(也称回零点)操作?;苍谕ǖ缰?,返回参考点之前,不论刀架处于什么位置,此时CRT上显示的Z与X的坐标值均为0。只有完成了返回参考点操作后,刀架运动到机床参考点,此时CRT上显示出刀架基准点在机床坐标系中的坐标值,即建立了机床坐标系。(绝对编码器机床不需要回零,只有机床被锁住,移动了坐标系才需要回零,找回坐标系)

     

    (三)工件坐标系

     

       数控车床加工时,工件可以通过卡盘夹持于机床坐标系下的任意位置。这样一来在机床坐标系下编程就很不方便。所以编程人员在编写零件加工程序时通常要选择一个工件坐标系,也称编程坐标系,程序中的坐标值均以工件坐标系为依据。

     

        工件坐标系的原点可由编程人员根据具体情况确定,一般设在图样的设计基准或工艺基准处。根据数控车床的特点,工件坐标系原点通常设在工件左、右端面的中心或卡盘前端面的中心。(为了方便编程,有时编程人员会设置在一个特殊的平面上)

     

     三、坐标指令 

    在加工过程中,工件和刀具的位置变化关系由坐标指令来指定,坐标指令的值的大小是与工件原点带符号的距离值。坐标指令包括:X、Y、Z、U、V、W、I、J、K、R等。其中,通常来说X、Y、Z是绝对坐标方式;U、V、W相对坐标方式,但在三坐标以上系统中,有相应的G指令来表示是绝对坐标方式还是相对坐标方式,不使用U、V、W来表示相对坐标方式;I、J、K或R是表示圆弧的参数的两种方法,I、J、K表示圆心与圆弧起点的相对坐标值,R表示圆弧的半径。

    四、G指令:

    也称准备功能(prepare function)指令,简称G功能指令或G代码,C指令确定的功能,可分为坐标系设定类型、插补功能类型、刀具补偿功能类型、固定循环类型等。

    G指令由字母G和其后两位数字组成,从G00到G99共100种;其中G00至G09可简写为G0至G9

    一下是一些常用的G指令:

    1、G00与G01 

    G00运动轨迹有直线和折线两种,该指令只是用于点定位,不能用于切削加工。

    G01按指定进给速度以直线运动方式运动到指令指定的目标点,一般用于切削加工 。

    2、G02与G03 

    G02:顺时针圆弧插补

    G03:逆时针圆弧插补 

    3、G04(延时或暂停指令)

     一般用于正反转切换、加工盲孔、阶梯孔、车削切槽

    4、G40、G41、G42

    G41:半径左补偿

    G42:半径右补偿

    G40:取消刀具半径补偿 

    5、G32、G92、G76

    G32:螺纹切削

    G92:螺纹切削固定循环

    G76:螺纹切削复合循环

    6、G70、G71、72、G73,

    G71:轴向粗车复合循环指令

    G72:端面车削,径向粗车循环

    G73:仿形粗车循环

    G70:精加工复合循环

    五、M指令:

    1、主轴正反转停止指令 M03、M04、M05

    M03:主轴正传 M04:主轴反转 M05:主轴停止

    2、切削液开关 M08、M09

    M08:液状切削液开 M09:切削液关

    3、运动停止 M00、M01、M02、M30

    M00:程序暂停 M01:选择性暂停 M02:机床复位

    M30:程序结束,指针返回到开头

    4、M98:调用子程 序 

    5、M99:返回主程序 

    六、F指令 

    F代码用于指定插补进给速度。

    F代码编程有两种,每分钟进给量编程(G98)和每转进给量编程(G99)

    G98状态时,F后面数字代表每分钟进给多少毫米

    G99状态时,F后面数字代表主轴每转进给多少毫米

    S指令 

    S指令用于指定主轴的旋转速度,由字母S加数字表示

    例如:

    1.指定主轴的转速是400r/min,则相应的指令为S400。

    2.在数控车系统中,根据加工工艺要求,零件端面要求恒线速度加工,因此,数控车系统中,对S指令有特殊规定:

    端面恒线速度切削:如G96 S1000其中1000是端面的线速度,为1000m/min,直径和转数成正比。

    端面恒线速度删除:如N2 G97 S1000。

    T指令

    T指令用于指定所选用的刀具,它由字母T和后接4位数字组成,四位数字的前2位表示刀具选择号,后2位表示刀具偏置号(刀补号)。如:T0101表示1号刀,1号刀补。

    程序名 :

    程序名是数控程序必不可少的第一行,由一个地址符加上后接四位数字组成,以法那克为例O1234。

    数控加工程序编制的步骤

    一、工艺方案分析 

    1. 确定加工对象是否适合于数控加工(形状较复杂、精度一致性要求高)。 

    2. 毛坯的选择(对同一批量的毛坯和质量应有一定的要求)。 

    3. 工序的划分(尽可能采用一次装夹、集中工序的加工方法)。 

    4 .选用适合的数控机床。 

    二、工序详细设计 

    1. 工件的定位与夹紧。 

    2. 工序划分(先粗后精、先面后孔、先主后次、尽量减少换刀)。 

    3. 刀具选择(应符合标准刀具系列、较高的刚性和耐用度、易换易调)。 

    4. 切削参数(尽可能取高一点). 

    5. 走刀分配(走刀路线要短、次数要少、尽量避免法向切入、零件轮廓的最终加工应尽 

    可能一次连续完成)。 

    6. 工艺文件编制(工序卡、工具卡、走刀路线示意图)。 

    7. 工序卡包括:工步与走刀的序号、加工部位与尺寸、刀号及补偿号刀具型式与规格、 

    主轴转速、进给量及工时等。 

    三、运动轨迹的坐标值计算 

    1. 基点:两个几何元素(线、弧及样条曲线)的交点。 

    2. 节点:对非圆曲线用圆弧段来逼近,节点数的多少取决于逼近误差、逼近方法及曲线 

    本身的性质。 

    3. 辅助计算:刀具的引入与退出路线的坐标值计算,坐标系的计算(绝对值、增量值)。 

    四、编写数控加工程序 

    1. 用数控机床规定的指令代码(G、S、M)与程序格式,编写加工程序。 

    2. 编制机床调整卡,供操作者调整机床用。 

    3. 输入程序。 

    4. 校验与试切。 

    数控加工生产流程 

    使用数控机床进行零件加工,一般包括如下过程

    一、审图并确定加工要求;

    二、决定使用何种刀具;

    三、确定工件的装夹方法和夹具;

    四、编写加工程序;

    五、打开机床电源;

    六、输入程序到机床的NC中;

    七、装刀、装工件;

    八、测量刀具长度和直径偏置量;

    九、对齐工件和设置工件原点;

    十、检查程序(试空车,修正程序错误);

    十一、通过试切来检查切削状态(如有必要, 修正错误、修正刀具偏置);

    十二、机床自动运行切削工件;

    十三、产品完成。

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