数控编程与操作基础ppt课件.ppt

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1、第2章 数控加工程序,1,天津工程师范学院机械系,第2章 数控加工程序,2,第2章 数控加工程序,第1节 程序编制的基本概念,一 数控编程概述 编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数(主运动和进给运动速度、切削深度)以及辅助操作(换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等)加工信息,用规定的文字、数字、符号组成的代码,按一定格式编写成加工程序。 数控机床程序编制过程主要包括:分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。,3,第2章 数控加工程序,第1节 程序编制的基本概念,二、编程方法分类 程序编制可分成手工编程和自动编程两类。1、手工编程: 整个程序

2、的编制过程是由人工完成的。要求编程人员不仅要熟悉数控代码及编程规则,而且还必须具备机械加工工艺知识和数值计算能力。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件,数控编程计算较简单,程序段不多,手工编程即可实现。2、自动编程: 指在编程过程中,除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外,其余工作均由计算机辅助完成。根据输入方式的不同,可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程(APT)和语音数控自动编程、视觉系统编程等。1)图形数控自动编程:目前,图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。,4,第2章 数控加工程序,图形数控自动编程软件,CAXA 制造工程师-北航海尔软件有限公司,5,第2章

3、 数控加工程序,Mastercam-美国 CNC Software 公司,图形数控自动编程软件,6,第2章 数控加工程序,PRO/E-美国 PTC 公司,图形数控自动编程软件,7,第2章 数控加工程序,其它:Solidworks软件Catia软件广州红地公司推出的金银花系统UG软件,8,第2章 数控加工程序,2)语言自动编程(APT语言)为了解决数控加工中的程序编制问题,50年代,MIT设计了一种专门用于机械零 件数控加工程序编制的语言,称为APT(Automatically Programmed Tool)。是编程人员根据零件图纸要求用一种直观易懂的编程语言(包括几何、工艺等语句定义)手工编

4、写一个简短的零件源程序,然后输给计算机,计算机经过翻译处理和刀具运动轨迹处理,再经过后置处理,自动生成数控系统可以识别的加工程序。由此可见,APT语言不能直接控制机床。 APT语言不能直接控制机床。APT几经发展,形成了诸如APTII、APTIII(立体切削用)、APT(算法改进,增加多坐标曲面加工编程功能)、APTAC(Advancedcontouring)(增加切削数据库管理系统)和APT/SS(Sculptured Surface)(增加雕塑曲面加工编程功能)等先进版本。采用APT语言编制数控程序具有程序简炼,走刀控制灵活等优点,使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级,上升到面向几

5、何元素.。APT仍有许多不便之处:采用语言定义零件几何形状,难以描述复杂的几何形状,缺乏几何直观性;缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段;难以和CAD数据库和CAPP系统有效连接;不容易作到高度的自动化,集成化。针对APT语言的缺点,1978年,法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC加工一体化的系统,称为CATIA。随后很快出现了象EUCLID,UGII,INTERGRAPH,Pro/Engineering,MasterCAM及NPU/GNCP等系统,这些系统都有效的解决了几何造型、零件几何形状的显示,交互设计、修改及刀具轨迹生成,走刀过程的仿真显示、验证等问

6、题,推动了CAD和CAM向一体化方向发展。,9,第2章 数控加工程序,APT语言格式举例:点的定义:P=POINT/10,20,15;直线的定义:LLINE/16,8,0,16,32,0。机床主轴转数及旋转方向的定义:SPINDL/n,CLW 轮廓加工的外容差和内容差的定义:OUTTOL/ INTOL/ 刀具起始点为P:From/P;刀具从P点以最短距离运动向L运动,直至与L相切:GO/TO,L,10,第2章 数控加工程序,制定工艺过程,前置处理,后置处理,翻译程序,数值计算,零件图样,编写零件源程序,这里用“语言”编写的源程序和手工编程的加工程序有本质差别:手工编程的加工程序可直接控制数控机

7、床进行零件加工;自动编程的源程序要经编译处理后才可被数控机床接受.,加工程序单或纸带,APT自动编程的基本步骤,11,第2章 数控加工程序,3)语音编程:语音数控自动编程是采用语音识别器,将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。4)视觉系统编程:采用计算机视觉系统来自动阅读、理解图样,由程编员在编辑过程中实时给定起刀点、下刀点和退刀点,然后自动计算出刀位点的有关坐标值,并经后置处理,最后输出数控加工的程序单。视觉系统编程首先由图样扫描器(常用的CCD传感器扫描器和扫描鼓两种)扫描图样,取得一幅图像,对该图像进行预处理是为了校正图像的几何畸变和灰度畸变,并将它转化为易处理的二值图像,同时作断

8、口校正、几何交点部分检测、细线化处理,以消除输入部分分辨率的影响;然后分离并识别图样上的文字、符号、线划等元素,并记忆它们之间的关系,对线划还需进行矢量化处理,并用直线或曲线拟合,得到端点和分支点;将这些信息综合处理,确定图样中每条线的意义及其尺寸大小,最后作编辑处理及刀位点坐标计算。再连接适当的后置处理,就能输出数控加工程序单。视觉系统在编程时不需要零件源程序和编程员,只要事先输入工艺参数即可,操作简单,能直接与CAD的数据相连接,实现高度自动化。,12,第2章 数控加工程序,二、程序代码国际标准化组织ISO(international standard organization)美国电子工

9、业协会EIA(electronic industries association)国际上通用的数控代码有ISO、EIA两种。,13,第2章 数控加工程序,三、程序结构A、加工程序由若干个程序段组成。B、程序段由一个或若干个指令字组成,字是数控程序的最小单位。C、每个指令字由地址符和数字组成(字地址结构),代表机床的一个位置或一个动作。地址符由字母组成,每个字母、数字、符号(正负号)称为字符。D、程序的起始符:%E、程序结束符:M02或M30。F、每一行程序以分号结尾。G、注释符:括号“()”内或分号“;”后的内容为注释文字。注:一个零件程序是按程序段的输入顺序执行的,而不是按程序段号的大小顺序

10、执行的,但书写或输入程序时,建议按升序。,14,第2章 数控加工程序,一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的,而每个程序段是由若干个指令字组成的。如图2.1 所示。 程 序 O1000 N01 G00 U50 W60; N10 G01 U100 W500 F150 S300 M03; N 程序段 N200 M30 ; 指令字 图2.1 程序的结构,15,第2章 数控加工程序,1、程序的文件名(程序名)格式:O _ _ _ _ 说明:1) O:文件名首字母,后面必须有四位数字或字母,如 日本 FANUC 系统如O001,O002;华中数控HNC-21/22T系统扩展了标

11、识程序文件的方法,可以使用任意 DOS文件名(即 8+3 文件名:1 至 8 个字母或数字加小数点,再加 0至 3个字母或数字组成,如 “MYPART.001”、 “ O1234”等)标识零件程序。2) O1、O01、O001、O0001等价;3) 范围O1O7999 用户区 O8000O8999 用户区(加密、加锁) O9000O9999 扩展区(厂方修改)(FANUC0i),16,第2章 数控加工程序,2、顺序号 (标识作用)格式:N _ _ _ _ 说明:1)范围:N1N99992)N1、N01、N001、N0001等价3、准备功能(简称G功能)由地址符G和两位数字组成,G01,G02等

12、等,G功能的代号已标准化;G1、G01等价。,17,第2章 数控加工程序,4、尺寸字(坐标字): 由坐标地址符和数字组成,各组数字必须有作为地址代码的字母开头。X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R;A、B、C、D、E;I、J、K。其中, X50. X50.0 在相对坐标编程时, 都表示沿X轴移动50mm X50000,18,第2章 数控加工程序,5、进给功能字:F由进给地址符和数字组成,单位一般为mm/min或mm/rF指令表示刀具中心运动时的进给速度。由F和其后的若干数字组成。数字的单位取决于每个系统所采用的进给速度的指定方法。具体内容见所用机床的编程说明书。 注意事项如下: 1)当编写程序时

13、,第一次遇到直线(G01)或圆弧(G02/G03)插补指令时,必须编写进给率F,如果没有编写F功能,CNC采用F0。当工作在快速定位(G00)方式时,机床将以通过机床轴参数设定的快速进给率移动,与编写的F指令无关。 2)F指令为模态指令,实际进给率可以通过CNC操作面板上的进给倍率旋钮,在0120%之间调整。,19,第2章 数控加工程序,6、主轴转速功能字:S由主轴地址符和数字组成,单位为r/minS指令表示机床主轴的转速。由S和其后的若干数字组成,其表示方法有以下三种: 转速 S表示主轴转速,单位为r/min。如S1000表示主轴转速 为1000r/min。 线速 在恒线速状态下,S表示切削

14、点的线速度,单位为 m/min如S60表示切削点的线速度恒定为60 m/min。 代码 用代码表示主轴速度时,S后面的数字不直接表示转速 或线速的数值,而只是主轴速度的代号。如某机床用S00S99表示100种转速,S40表示主轴转速为1200r/min, S41表示主轴转速为1230r/min,S00表示主轴转速为0r/min,S99表示最高转速。,20,第2章 数控加工程序,7、刀具功能字:T 由刀具地址符和数字组成,数字表示刀具库中刀具号。刀具和刀具参数的选择是数控编程的重要内容,其编程格式因数控系统不同而异,主要格式有以下两种: 采用T指令编程 由T和数字组成。有T和T两种格式,数字的位

15、数由所用数控系统决定,T后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。 例如:T04表示选择4号刀;T0404表示选择4号刀,4号偏置值;T0400表示选择第4号刀,刀具偏置取消。 采用T、D指令编程 利用T功能选择刀具,利用D功能选择相关的刀偏。 在定义这两个参数时,其编程的顺序为T、D。T和D可以编写在一起,也可以单独编写,例如:T4 D04表示选择4号刀,采用刀具偏置表第4号的偏置尺寸;D12表示仍用4号刀,采用刀具偏置表第12号的偏置尺寸;T2表示选择2号刀,采用与该刀具相关的刀具偏置尺寸。,21,第2章 数控加工程序,8、辅助功能字:M由辅助操作地址符和两位数字组成。M功能的代码已标准化。M

16、指令是控制数控机床“开、关”功能的指令,主要用于完成加工操作时的辅助动作。 M 功能有非模态M功能和模态M功能二种形式。 非模态M功能(当段有效代码):只在书写了该代 码的程序段中有效; 模态M功能(续效代码):一组可相互注销的 M功 能,这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直 有效。如:M02或M30 、M03、M04、M05 等。,22,第2章 数控加工程序,M 代码及功能表,23,第2章 数控加工程序,模态 M功能组中包含一个缺省功能,系统上电时 将被初始化为该功能。 M 功能还可分为前作用 M 功能和后作用 M 功能二类。 前作用 M 功能:在程序段编制的轴运动之前执行; 后作用 M 功能:在程序段编制的轴运动之后执行。M00、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向,是 CNC内定的辅助功能,不由机床制造商设计决定,也就是说,与PLC程序无关;其余 M 代码用于机床各种辅助功能的开关动作,其功能不由CNC内定,而是由 PLC程序指定,所以有可能因机床制造商不同而有差异( 使用时须参考机床使用说明书)。,24,第2章 数控加工程序,P19举例,图 2.1 例题1图

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