《數(shù)控編程技術(shù)》課件教案
數(shù)控編程技術(shù)課件教案,數(shù)控編程技術(shù),數(shù)控,編程,技術(shù),課件,教案
第4章 數(shù)控銑床及加工中心編程,4.1 數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ) 4.2 FANUC系統(tǒng)加工中心編程原理 4.3 加工中心程序編制實例 4.4 宏程序編制,4.1 數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ),4.1.1 數(shù)控銑床及加工中心概述 數(shù)控銑床是一種用途廣泛的機(jī)床,有立式、臥式及龍門銑3種。加工中心(Machining Center)是一種集成化的數(shù)控加工機(jī)床,是在數(shù)控銑床的發(fā)展基礎(chǔ)上衍化而成的,它集銑削、鉆削、鉸削、鏜削及螺紋切削等工藝于一體,通常稱鏜銑類加工中心,習(xí)慣稱加工中心。,1加工中心的工藝特點 (1)加工精度高 (2)表面質(zhì)量好 (3)加工生產(chǎn)率高 (4)工藝適應(yīng)性強(qiáng) (5)勞動強(qiáng)度低、勞動條件好 (6)良好的經(jīng)濟(jì)效益 (7)有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化,2加工中心的分類 (1)按照機(jī)床形態(tài)及主軸布局形式分類 立式加工中心 臥式加工中心 龍門式加工中心 復(fù)合加工中心,(2)按加工中心的換刀形式分類 帶刀庫、機(jī)械手的加工中心 無機(jī)械手的加工中心 一般在小型加工中心上采用轉(zhuǎn)塔刀庫形式,主要以孔加工為主。,3加工中心主要結(jié)構(gòu)部件及其功能 加工中心類型繁多,結(jié)構(gòu)各異,但總體來看主要由基礎(chǔ)部件、主軸部件、數(shù)控系統(tǒng)、自動換刀裝置和輔助裝置等幾部分組成。,4.1.2 數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系統(tǒng) 1加工中心運(yùn)動部件運(yùn)動方向的規(guī)定 (1)z軸坐標(biāo)運(yùn)動 規(guī)定與主軸線平行的坐標(biāo)軸為z坐標(biāo)(z軸),并取刀具遠(yuǎn)離工件的方向為正方向。 當(dāng)機(jī)床有幾根主軸時,則選取一個垂直于工件裝夾表面的主軸為z軸(如龍門銑床)。,(2)x軸坐標(biāo)運(yùn)動 x軸規(guī)定為水平平行于工件裝夾表面。 (3)y軸坐標(biāo)運(yùn)動 y坐標(biāo)軸垂直于x、z坐標(biāo)軸。當(dāng)x軸、z軸確定之后,按笛卡兒直角坐標(biāo)系右手定則法判斷,y軸方向就惟一地被確定了。,(4)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動A、B和C 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動用A、B和C表示,規(guī)定其分別為繞x、y和z軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動。A、B和C的正方向,相應(yīng)地表示在x、y和z坐標(biāo)軸的正方向上,按右手螺旋前進(jìn)方向。,2加工中心機(jī)械原點及工作坐標(biāo)系 (1)加工中心機(jī)械原點 機(jī)床坐標(biāo)系的原點也稱機(jī)械原點、參考點或零點。 而機(jī)床坐標(biāo)系的原點是三維面的交點,無法直接感覺和測量,只有通過各坐標(biāo)軸的零點,做相應(yīng)的平行切面,這些切面的交點,即為機(jī)床坐標(biāo)系的原點(機(jī)械原點),這個原點是機(jī)床一經(jīng)設(shè)計和制造出來,就已經(jīng)確定下來的。,(2)加工中心工作坐標(biāo)系 編程時一般選擇工件上的某一點作為程序原點,并以這個原點作為坐標(biāo)系的原點,建立一個新的坐標(biāo)系,這個新的坐標(biāo)系就是工作坐標(biāo)系(編程坐標(biāo)系)。 (3)絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo),4.2 FANUC系統(tǒng)加工中心編程原理,4.2.1 程序結(jié)構(gòu) 1程序號 程序號作為程序的標(biāo)記需要預(yù)先設(shè)定,一個程序號必須在字母“O”后面緊接最多8個阿拉伯?dāng)?shù)字。,2程序段號 程序段號是每個程序功能段的參考代碼,一個程序段號必須在字母“N”后緊接最多5個阿拉伯?dāng)?shù)字。,3程序段 一個程序段能完成某一個功能,程序段中含有執(zhí)行一個工序所需的全部數(shù)據(jù),程序段由若干個字及段結(jié)束符“LF”組成。 /N10 G03 X10.0 Y30.0 CR=25.0 F100 ;(注釋)LF,其中: “/” 表示程序段在執(zhí)行過程中可以被跳過; “N10” 表示程序段號,主程序段中可以有字符; “ ” 表示中間間隔(可以省略); “G03” 表示程序段具體指令; “(注釋)” 表示對程序段進(jìn)行必要的說明; “LF” 表示程序段結(jié)束。,4坐標(biāo)字 用于在軸方向移動和設(shè)置坐標(biāo)系的命令稱為坐標(biāo)字,坐標(biāo)字包括軸的地址符及代表移動量的數(shù)值,其基本構(gòu)成見表4-1。,4.2.2 準(zhǔn)備功能指令G代碼 1尺寸數(shù)據(jù)輸入方式G90/G91 2英制/公制選擇G20/G21 G20設(shè)定為英制尺寸、G21設(shè)定為公制尺寸,這兩個指令均為模態(tài)指令。,3快速點定位G00 指令格式: G00 X(U) Z(W) ; 4直線插補(bǔ)G01 指令格式: G01X(U) Z(W) F ;,5平面選擇G17G19 在計算刀具長度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償時必須首先確定一個平面,即確定一個兩坐標(biāo)軸的坐標(biāo)平面,在此平面中可以進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償,G17到G19各自的含義見表4-3。,6圓弧插補(bǔ)G02/G03 圓弧插補(bǔ)指令G02/G03是圓弧運(yùn)動指令。它是用來指令刀具在給定平面內(nèi)以F進(jìn)給的速度,作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動的指令。G02/G03是一種模態(tài)指令。 (1)指令格式 G02 I J F ; (G17) X Y G03 R F ;,在指令格式中,I、J為圓弧中心地址,R為圓弧半徑,其他內(nèi)容及字符的含義見表4-4。,(2)順、逆時針圓弧插補(bǔ)的判斷 在使用G02或G03指令之前需要判別刀具在加工零件時,是沿什么路徑在作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動的,是按順時針還是逆時針方向路線在前進(jìn)的。其判別方法簡述為:視線沿著垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸的負(fù)方向觀察,刀具插補(bǔ)方向為順時針即為G02,相反則為G03。,7暫停功能G04 (1)按時間計的暫停指令: (G94)G04 指令格式: G94 G04 X_ 或G94 G04 P_; 在每分進(jìn)給方式(G94)中,指定指令G04按設(shè)定的時間延遲了下一個程序段的執(zhí)行,對于地址P,不能用小數(shù)點,否則將忽略小數(shù)點后的部分。編程規(guī)范如下:,G04 X500; 暫停時間=0.5sec G04 X5000; 暫停時間=5.0 sec G04 X5.0; 暫停時間=5.0 sec G04 P5000; 暫停時間=5.0 sec G04 P12.345; 暫停時間=0.012 sec,(2)按圈數(shù)計的暫停指令(G95)G04 在每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式(G95)下,推遲到主軸已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了設(shè)定的圈數(shù)以后,才開始下一個程序的執(zhí)行,對于地址P,不能用小數(shù)點,否則將忽略小數(shù)點之后的部分。編程規(guī)范如下:,G04 X500; 暫停時間=0.5r G04 X5000; 暫停時間=5.0 r G04 X5.0; 暫停時間=5.0 r G04 P5000; 暫停時間=5.0 r G04 P12.345; 暫停時間=0.012 r,8刀具補(bǔ)償功能 (1)刀具長度補(bǔ)償/取消:G43、G44/G49 G43刀具長度正補(bǔ)償; G44刀具長度負(fù)補(bǔ)償; G49取消刀具長度補(bǔ)償。,(2)刀尖半徑補(bǔ)償/取消 刀具補(bǔ)償?shù)刂稤中的半徑補(bǔ)償值必須與G41/G42一起執(zhí)行方能生效。,9可設(shè)定的零點偏置G54G59 G54; 第一可設(shè)定零點偏置 G55; 第二可設(shè)定零點偏置 G56; 第三可設(shè)定零點偏置 G57; 第四可設(shè)定零點偏置 G58; 第五可設(shè)定零點偏置 G59; 第六可設(shè)定零點偏置,10自動返回參考點G28 指令格式: G91 G28 XYZ,4.2.3 主軸及輔助功能指令 1主軸功能指令 指令格式:S_M03(M04) 2輔助功能指令 (1)關(guān)于停止的輔助功能指令(M00、M01、M02、M30) M00:程序停止。在程序執(zhí)行過程中,系統(tǒng)讀取到M00指令時,無條件停止程序執(zhí)行,待重啟動后繼續(xù)執(zhí)行;,M01:選擇停止。在程序執(zhí)行過程中,系統(tǒng)讀取到M01指令時,有條件停止程序執(zhí)行,待重啟動后繼續(xù)執(zhí)行; M02:程序結(jié)束。程序執(zhí)行完畢,光標(biāo)定于程序結(jié)尾處; M30:程序結(jié)束。程序執(zhí)行完畢,光標(biāo)返回至程序開始處。,(2)主軸旋轉(zhuǎn)M代碼 (M03、M04、M05) M03主軸正轉(zhuǎn); M04主軸反轉(zhuǎn); M05主軸停止旋轉(zhuǎn)。,(3)冷卻控制M代碼 (M07、M08、M09) M07冷卻汽霧開; M08冷卻液開; M09關(guān)閉冷卻液、汽。,(4)子程序功能M代碼。 M98子程序調(diào)用M代碼。 指令格式:M98 PL; 在這條指令中,子程序程序號由P定義,并且執(zhí)行L次。如L省略,執(zhí)行次數(shù)為1次,子程序最多可重復(fù)4次。 M99子程序結(jié)束。,4.2.4 進(jìn)給功能指令 1快速進(jìn)給率 每個軸的快速進(jìn)給率能夠分別設(shè)定,可設(shè)定的快速進(jìn)給率的范圍是從1mm/min到240000 mm/min??焖龠M(jìn)給率應(yīng)用于G00,G27,G28,G29,G30和G60等指令。 2切削進(jìn)給率F 切削進(jìn)給率必須用地址F和一個八位數(shù)字(F8直接指定)來指定。,3非同步/同步進(jìn)給G94/G95 進(jìn)給運(yùn)動速度指令字的單位由切削進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換功能指令(G94/G95)定義,如: G94定義分進(jìn)給,即每分鐘進(jìn)給量(mm/min)。 G95定義轉(zhuǎn)進(jìn)給,即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)。,4.2.5 刀具功能指令 指令格式:T03 M06 T00; 調(diào)用刀位號為03的刀具 刀具功能也叫T代碼功能。此功能用來選擇刀具號,對此NC系統(tǒng),T功能允許用地址T后跟三位數(shù)的指令選擇最多1000個刀號(0到999)??墒?,對本機(jī)床能夠選擇的刀號的最大數(shù)量僅為24。,4.2.6 固定循環(huán)切削功能指令 1點鉆循環(huán)G81 指令格式:G81 Xx Yy Rr Zz;執(zhí)行過程如圖4-18所示。 Xx Yy點鉆孔的坐標(biāo); Rr 點鉆參考平面高度; Zz 孔的最后鉆深。,2間歇鉆循環(huán)G83 G83 Xx Yy Rr Zz Qtz Ffo Ddo Kko Iio Jjo(Bb0) Xx Yy點鉆孔的坐標(biāo); Rr 點鉆參考平面高度; Zz孔的最后鉆深; tz每次進(jìn)刀的切削深度;,io進(jìn)給倍率的距離; do快速進(jìn)給停止的余量; jo(b0)進(jìn)給倍率(%); ko從R點到切削進(jìn)給起點的距離; fo進(jìn)給率。,3高速間歇鉆G73 G73 Xx Yy Rr Zz Qtz Ptc Ffo Ddo Kko Iio Jjo(Bb0) tz每次進(jìn)刀的切削深度; jo(bo) 進(jìn)給倍率(%); tc停頓時間或主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù); fo進(jìn)給率; do返回距離;,f1加倍率后的進(jìn)給率; ko從R點到切削進(jìn)給起點的距離; f2返回速度(固定的); io進(jìn)給倍率的距離。,4鏜孔循環(huán)G76 G76 Xx Yy Rr Zz Ptc Qq0 Ff1 Ddo Jjo(Bb0) tc停頓時間或主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù); jo(b0)如果設(shè)0或不設(shè),則在結(jié)束加工之后,M03輸出,如果設(shè)除了0以外的值,則在結(jié)束加工之后,M04輸出; f1進(jìn)給率; q0在xy平面上的讓刀量; do離R點的距離。,5鉸孔循環(huán)G85 G85 Xx Yy Rr Zz Ptz Ffo Ef1 Ddo 執(zhí)行過程如圖4-24所示。 tz停頓時間或主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù); do離R點的距離; fo進(jìn)給率0; f1進(jìn)給率1。,6攻絲循環(huán)G84 G84 Xx Yy Rr Zz Ptc Ffo Jjo(Bb0) Ddo Hho Kko Tc停留時間; d0離R點的距離; f0進(jìn)給率;,h0同步/非同步攻絲的選擇標(biāo)志和在同步攻絲循環(huán)期間的返回速度倍率(%): h0=0表示非同步攻絲循環(huán) h0表示同步攻絲循環(huán) jo(b0)1M04輸出之前在孔底的停頓 2M04輸出之后在孔底的停頓 3M03輸出之前在R點的停頓 k0離R點的距離。,4.2.7 子程序 在程序編寫過程中,常把一些在程序執(zhí)行時經(jīng)常重復(fù)使用的程序段寫成獨立的一個程序,在適當(dāng)時候利用一些指令直接調(diào)用,這樣的獨立程序即為子程序。,4.3 加工中心程序編制實例,編程實例:利用LGMAZAK VTC-16A型加工中心加工如圖4-27所示工件。工件毛坯材料為6530mm的45鋼,端面及外圓輪廓均要求銑削。,1刀具選擇 (1)端面加工選用65mm硬質(zhì)合金機(jī)夾式端面銑刀; (2)外圓及輪廓銑削粗加工選用16mm兩刃立銑刀; (3)外圓及輪廓銑削精加工選用8mm四刃立銑刀;,(4)10孔粗加工選用5mm中心鉆及9.8mm麻花鉆; (5)10孔精加工選用10mm高速鋼機(jī)用鉸刀;,2工藝路線安排 1)調(diào)用65mm硬質(zhì)合金機(jī)夾式端面銑刀粗、精加工工件端面; 2)調(diào)用16mm兩刃立銑刀粗加工外圓及輪廓; 3)調(diào)用5mm中心鉆鉆削10孔的中心孔;,4)調(diào)用9.8mm麻花鉆鉆削10孔的鉸孔基孔; 5)調(diào)用8mm四刃立銑刀精銑外圓及輪廓; 6)調(diào)用10mm高速鋼機(jī)用鉸刀鉸削10+0.015 0孔至尺寸。,4.4 宏程序編制,1宏程序概述 在程序中使用變量,通過對變量進(jìn)行賦值及處理的方法達(dá)到程序功能,這種有變量的程序叫宏程序。,(1)宏程序的使用格式 宏程序格式與子程序一樣,結(jié)尾用M99返回主程序。 O0100;主程序 T01M06T00; G90 G54 G00 G65 P8500(引數(shù)和引數(shù)值);,M30; O8500;宏程序 變量 運(yùn)算指令 控制指令 M99,(2)選擇程序號 程序在存儲器中的位置決定了該程序的一些權(quán)限,根據(jù)程序的重要程度和使用頻率用戶可選擇合適的程序號,具體見表4-8。,(3)宏程序調(diào)用方法 非模態(tài)調(diào)用(單純調(diào)用):指一次性調(diào)用宏程序主體,即宏程序只在一個程序段內(nèi)有效,叫非模態(tài)調(diào)用。其格式為: G65 P_ _ _ _(宏程序號)L_(重復(fù)次數(shù)) _ 一個引數(shù)是一個字母,對應(yīng)于宏程序中變量的地址,引數(shù)后邊的數(shù)值賦給宏程序中對應(yīng)的變量,同一語句中可以有多個引數(shù) 。,2變量 (1)變量的表示 一個變量由#符號和變量號組成,如:# i (i =1,2,3),也可用表達(dá)式來表示變量 。 (2)變量的使用 (3)變量的賦值 直接賦值 引數(shù)賦值,(4)變量的種類 變量有局部變量、公用變量(全局變量)和系統(tǒng)變量3種。 局部變量#1#33:局部變量是一個在宏程序中局部使用的變量。 公用變量(全局變量):#100#149、#500#509公用變量貫穿整個程序過程,包括多重調(diào)用。 系統(tǒng)變量:宏程序能夠?qū)C(jī)床內(nèi)部變量進(jìn)行讀取和賦值,從而可完成復(fù)雜任務(wù)。,(5)未定義變量的性質(zhì) 未定義變量又叫空變量,有其特殊性質(zhì),它與變量值為零的變量是有區(qū)別的。變量#0總是空變量 。 3運(yùn)算指令 宏程序具有賦值、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等功能 。,4控制指令 控制指令起到控制程序流向的作用。 (1)分支語句(GOTO) 其格式為: IF GOTO n,(2)循環(huán)指令 WHILE DO m (m=1,2,3); END m;,
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