數(shù)控銑床編程與操作模塊二-平面圖形加工課件

1、模塊二平面圖形加工為硬鋁,12課時(shí)。圖2-1-2三維效果圖課題一直線圖形加工本課題完成零件如圖2-1-1所示,其三維效果如圖2-1-2所示。材料【知識(shí)學(xué)習(xí)】一、程序指令1.七大類數(shù)控機(jī)床程序字(功能字)數(shù)控機(jī)床每個(gè)程序字表示一種功能,由程序字組成一個(gè)個(gè)程序段,完成數(shù)控機(jī)床某一預(yù)定動(dòng)作。根據(jù)程序字的功能類別可分為七大類,分別為順序號(hào)字、尺寸字、進(jìn)給功能字、刀具功能字、主軸轉(zhuǎn)速功能字、輔助功能字和準(zhǔn)備功能字。(1)順序號(hào)字(或程序段號(hào))地址:N1N9999,一般放在程序段段首。功能:表示該程序段的號(hào)碼,一般間隔510,在以后插入程序時(shí)不會(huì)改變程序段號(hào)的順序。地址:XYZ(此外還有A、B、C,I、J

2、、K等)。功能:表示機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)到達(dá)的坐標(biāo)位置或轉(zhuǎn)角。例如,G00 X20 Y30 Z100;表示刀具運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)為(20,30,100)。尺寸單位有米制、英制之分;米制一般用毫米(mm)表示,英制用英寸(in)表示。(3)進(jìn)給功能字(2)尺寸字地址:F功能:表示刀具切削加工時(shí)進(jìn)給速度的大小,數(shù)控車床進(jìn)給速度的單位一般為毫米/轉(zhuǎn)(mm/r);數(shù)控銑床進(jìn)給速度的單位一般為毫米/分鐘(mm/min)。例如,N10 G1 X20 Y10 F70表示刀具進(jìn)給速度為70mm/min。(4)主軸轉(zhuǎn)速功能字地址:S。功能:表示主軸的轉(zhuǎn)速,單位:轉(zhuǎn)/分鐘(r/min)。例如,S1500表示主軸轉(zhuǎn)速為150

3、0r/min。(5)刀具功能字地址:T。功能:表示指定加工時(shí)所選用的刀具號(hào)。例如,T6表示選6號(hào)刀。(6)輔助功能字地址:M從M00M99(或M999),前置的“0”可省略不寫,如M02與M2、M03與M3可以互用。功能:表示數(shù)控機(jī)床輔助裝置的接通和斷開,一般由PLC(可編程序控制器)控制,FANUC(法那克)0i系統(tǒng)和SINUMERIK(西門子)802S/C系統(tǒng)常用輔助指令含義見表2-1-1。(7)準(zhǔn)備功能字(G代碼或G功能字)表2-1-1法那克系統(tǒng)和西門子系統(tǒng)常用輔助指令及含義功能:是建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令。如圖2-1-3所示,刀具空間快速運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)(40,30,5),數(shù)控程

4、序?yàn)椤癎00 X40 Y30 Z5”。圖2-1-3快速點(diǎn)定位2.快速點(diǎn)定位G00(或G0)指令其中,X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo);F為刀具進(jìn)給速度大小,單位一般為毫米/分鐘(mm/min)。3.直線插補(bǔ)G01(或G1)指令例如圖2-1-5所示,刀具起點(diǎn)在P1點(diǎn),直線加工至P2點(diǎn),再直線加工至P3點(diǎn),數(shù)控程序?yàn)?N20 G1 X80 Y90 F70;由P1直線插補(bǔ)至P2,進(jìn)給速度為70mm/min。二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇N30 X120 Y70;由P2直線插補(bǔ)至P3,(G1、F70為續(xù)效指令可不寫)。表2-1-3直線圖形加工工、量、刃具清單刀具從P1點(diǎn)下刀直線加工至P2點(diǎn)直線加工至P3

5、點(diǎn)直線加工至P4點(diǎn)抬刀(加工字母“Z”)。2.加工工藝方案刀具空間移動(dòng)至P5點(diǎn)上方下刀直線加工至P6點(diǎn)直線加工至P7點(diǎn)抬刀刀具空間移動(dòng)至P8點(diǎn)上方下刀直線加工至P6點(diǎn)抬刀(加工字母“Y”)。刀具空間移至P9點(diǎn)上方下刀直線加工至P12抬刀刀具空間移動(dòng)至P11點(diǎn)上方下刀直線加工至P10點(diǎn)抬刀結(jié)束(加工字母“X”)。圖2-1-6加工工藝路線表2-1-4基點(diǎn)坐標(biāo)(單位:mm)3)程序編制 加工前必需做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,編程時(shí)這些準(zhǔn)備工作的數(shù)控指令應(yīng)編寫在程序前面第一、二段程序內(nèi),然后才開始編寫加工程。此圖形簡(jiǎn)單,P1P12等基點(diǎn)(圖2-1-1)的坐標(biāo)很容易算出,見表2-1-4。4)參考程序 程序名:法那

6、克系統(tǒng)程序名“O0021”;西門子系統(tǒng)程序名“XX0021.MPF”。本例法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)程序基本相同。參考程序見表2-1-5。表2-1-5參考程序示例表2-1-5參考程序示例【資料鏈接】1) 數(shù)控機(jī)床程序字除常用的七大類功能字外還有一些表示其它功能的字,一般由一字母及數(shù)字組成,法那克系統(tǒng)常見的其它字有:D表示刀具半徑補(bǔ)償號(hào);H表示刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào);R表示圓弧半徑;P表示子程序指定和重復(fù)次數(shù)等。西門子系統(tǒng)程序字還可包含多個(gè)字母,采用多個(gè)字母時(shí),數(shù)值與字母間用“=”隔開,如CR=10;常用的程序字見表2-1-6。表2-1-6常用的程序字2)除準(zhǔn)備功能指令分模態(tài)有效和程序段有效兩種類型外,其它

7、功能指令也分為模態(tài)有效和程序段有效兩類。一、加工準(zhǔn)備二、對(duì)刀X、Y、Z軸均采用試切法對(duì)刀,并把操作得到的零偏值輸入到G54等偏置寄存器中。三、空運(yùn)行【技能訓(xùn)練】法那克系統(tǒng)空運(yùn)行是指刀具按參數(shù)指定的速度運(yùn)行,而與程序中指定的進(jìn)給速度無關(guān),用來在機(jī)床不裝工件時(shí)檢查刀具的運(yùn)動(dòng)(一般為避免撞刀常把基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z值提高50100mm后運(yùn)行程序)。西門子系統(tǒng)空運(yùn)行是刀具不作移動(dòng)僅數(shù)控程序運(yùn)行一遍,與法那克系統(tǒng)機(jī)床鎖住、輔助功能鎖住功能相同,僅檢查數(shù)控程序是否正確。1.法那克系統(tǒng)（1）空運(yùn)行操作(2)機(jī)床鎖住操作按下機(jī)床操作面板上的機(jī)床鎖住開關(guān),啟動(dòng)程序后,刀具不再移動(dòng),但是顯示器上每一軸運(yùn)動(dòng)的位移在變化,

8、就像刀具在運(yùn)動(dòng)一樣。(3)輔助功能鎖住操作 按下機(jī)床操作面板上輔助功能鎖住,M、S、T代碼被禁止輸出并且不能執(zhí)行,只運(yùn)行一遍程序。按選擇自動(dòng)加工模式,按功能切換鍵,按軟鍵,按軟鍵,出現(xiàn)如圖2-1-7所示畫面,移動(dòng)光標(biāo)至DRY空運(yùn)行,并用(回車鍵)選中,再移動(dòng)光標(biāo)至PRT程序測(cè)試有效,用(回車鍵)選中,按軟鍵。圖2-1-72.西門子系統(tǒng)空運(yùn)行操作打開程序,按數(shù)控啟動(dòng)鍵即可空運(yùn)行測(cè)試程序?？者\(yùn)行結(jié)束后,重復(fù)第一步,把移動(dòng)光標(biāo)至DRY空運(yùn)行,并用(回車鍵)取消;再移動(dòng)光標(biāo)至PRT程序測(cè)試有效,用(回車鍵)取消,按軟鍵結(jié)束空運(yùn)行。四、零件單段運(yùn)行加工零件單段工作模式是按下數(shù)控啟動(dòng)按鈕后,刀具在執(zhí)行完程

9、序中的一段程序后停止。通過單段加工模式可以逐段地執(zhí)行程序,便于仔細(xì)檢查數(shù)控程序。表2-1-7數(shù)控銑床課題評(píng)分表五、零件加工及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表2-1-7)【思考與練習(xí)】1.如何編寫完整加工一個(gè)零件的數(shù)控程序?2.常用數(shù)控程序功能字有哪幾大類?各有何功能?3.G00、G01指令格式如何?使用時(shí)二者有何區(qū)別?4.編寫加工圖2-1-8所示圖形的程序(圖形深1mm)。圖2-1-84題圖課題二圓弧圖形加工【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知識(shí)目標(biāo)了解G17、G18、G19平面選擇指令含義。掌握G02、G03圓弧插補(bǔ)指令及應(yīng)用。會(huì)計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)。2.技能目標(biāo)掌握?qǐng)A弧加工方法。掌握零件自動(dòng)加工方法。完成圖2-2-1所示零件,其立體圖

10、如圖2-2-2所示,材料為硬鋁,10課時(shí)。圖2-2-2三維效果圖一、編程指令1.平面選擇指令(G17、G18、G19)表2-2-1坐標(biāo)平面指令代碼 順時(shí)針、逆時(shí)針方向判別:從不在圓弧平面的坐標(biāo)軸正方向往負(fù)2.圓弧插補(bǔ)指令【知識(shí)學(xué)習(xí)】方向看,順時(shí)針用G02,逆時(shí)針用G03,如圖2-2-4所示。(3)指令格式 1) 格式一:終點(diǎn)坐標(biāo)+圓弧半徑(見表2-2-2)。表2-2-2法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)圓弧插補(bǔ)指令其中,X、Y為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo);R、CR為圓弧半徑;F為圓弧插補(bǔ)進(jìn)給速度。圖2-2-5 如圖2-2-5所示,加工圓弧起點(diǎn)在A點(diǎn),終點(diǎn)為B點(diǎn)。法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令格式相同,格式為:G17 G02

11、(G03)XYIJF 2) 格式二:終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)。 (4)指令使用說明如圖2-2-6所示,圓弧起點(diǎn)A(30、85),終點(diǎn)B(100、44),圓心O(49、37)。加工程序:G17 G02 X100 Y44 I19 J-48 F60如圖2-2-7所示,加工整圓,刀具起點(diǎn)在A點(diǎn),逆時(shí)針加工。解:用格式一(終點(diǎn)坐標(biāo)+圓弧半徑)把整圓分兩段加工,先加工半圓再加工另半圓。用格式二(終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo))直接用一段程序即可加工出整圓。表2-2-3參考示例程序二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇表2-2-4圓弧圖形加工工、量、刃具清單2.加工工藝方案(1)加工工藝路線 不分粗、精加工,一次垂直下刀至深度

12、尺寸,加工出圖形。(2)合理切削用量選擇 加工材料為硬鋁,硬度較低,切削力較小,切削速度可選大些;刀具直徑較小,進(jìn)給速度選擇小一些;字深1mm,一次下刀至深度。表2-2-5基點(diǎn)坐標(biāo)(單位:mm)3.參考程序編制表2-2-6參考程序示例表2-2-6參考程序示例表2-2-6參考程序示例【資料鏈接】在G18或G19平面中進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí),若采用圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)指令格式其格式不同于G17平面中圓弧插補(bǔ)?！炯寄苡?xùn)練】一、加工準(zhǔn)備二、對(duì)刀X、Y、Z軸均采用試切法對(duì)刀,并把操作得到的零偏值輸入到G54等偏置寄存器中。三、空運(yùn)行法那克系統(tǒng):把基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z軸值變?yōu)椤?50”,選擇MEM(自動(dòng)加工)工作模式

13、,打開程序,按下空運(yùn)行按鈕,按循環(huán)啟動(dòng)按鈕,觀察加工軌跡。空運(yùn)行結(jié)束后使空運(yùn)行按鈕復(fù)位。西門子系統(tǒng):通過數(shù)控面板設(shè)置空運(yùn)行和程序測(cè)試有效,打開程序,選擇AUTO(自動(dòng)加工)模式,按下數(shù)控啟動(dòng)鍵,觀察程序運(yùn)行情況。四、零件自動(dòng)加工方法法那克系統(tǒng):改變基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z軸值為0,選擇MEM(自動(dòng)加工)工作模式,打開程序,調(diào)好進(jìn)給倍率,按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕。西門子系統(tǒng):取消空運(yùn)行及程序測(cè)試有效,打開程序,選擇AUTO(自動(dòng)加工)模式,按數(shù)控啟動(dòng)按鈕。表2-2-7圓弧圖形加工評(píng)分表五、零件加工及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表2-2-7)六、加工結(jié)束,清理機(jī)床【思考與練習(xí)】1.分析圓弧插補(bǔ)指令中終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑與終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)

14、兩種指令格式有何區(qū)別?用終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑格式分別編寫圖2-2-1零件法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)程序。2.指出立式銑床圓弧插補(bǔ)所在平面。3.如圖2-2-8所示,圓弧起點(diǎn)分別在A、B、C、D點(diǎn)時(shí),用終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)編寫整圓加工程序。圖2-2-83題圖4.編寫圖2-2-9所示“CNC”字母程序并加工,字寬3mm,字深1mm。圖2-2-94題圖 完成圖2-3-1所示零件圖,其三維效果如圖2-3-2所示。材料為硬鋁,10課時(shí)。課題三一般形狀圖形加工及數(shù)控仿真圖2-3-2三維效果圖一、絕對(duì)坐標(biāo)、相對(duì)坐標(biāo)指令1.指令代碼絕對(duì)坐標(biāo)指令代碼:G90。相對(duì)坐標(biāo)指令代碼:G91。法那克系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令代碼相同。2.

15、指令功能【知識(shí)學(xué)習(xí)】如圖2-3-3所示,刀具起點(diǎn)在P1點(diǎn),直線加工至P2點(diǎn),再直線加工至P3點(diǎn),用G90絕對(duì)坐標(biāo)指令編程。N10 G90 G1 X50 Y40 F50;刀具從P1點(diǎn)加工至P2點(diǎn)其中,第一段程序X50Y40為P2點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo),第二段程序X85 Y30為P3點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)。如圖2-3-4所示,刀具起點(diǎn)在P1點(diǎn),直線加工到P2,再從P2點(diǎn)加工到P3點(diǎn),用G91增量坐標(biāo)指令編程。N10 G91 G1 X20 Y25 F50;刀具從P1點(diǎn)加工至P2點(diǎn)其中,第一段程序中X20 Y50為P2點(diǎn)相對(duì)于P1點(diǎn)的坐標(biāo)(移動(dòng)增量),第二段程序中X35 Y-10為P3點(diǎn)相對(duì)于P2點(diǎn)的坐標(biāo)(移動(dòng)增量)。對(duì)圖2

16、-3-4所示的加工路線用絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)混合編程。3.指令使用說明N10 G0 X30 Y15; 刀具移動(dòng)到P1點(diǎn),P1點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)為X30 Y15二、加工工藝分析1.工、量、刃具選擇表2-3-1一般圖形加工工、量、刃具清單 刀具空間移動(dòng)至P1上方下刀順時(shí)針圓弧加工至P2點(diǎn)直線加工至P3點(diǎn)逆時(shí)針圓弧加工至P4點(diǎn)抬刀刀具空間移動(dòng)至P7點(diǎn)上方下刀直線加工至P8點(diǎn)順時(shí)針圓弧加工至P9點(diǎn)抬刀刀具空間移動(dòng)至P5點(diǎn)上方下刀直線加工至P6點(diǎn)抬刀刀具空間移動(dòng)至P5上方下刀直線加工至P6點(diǎn)抬刀結(jié)束加工。2.加工工藝方案三、參考程序編制1.工件坐標(biāo)系建立圖形處于零件對(duì)稱中心,故工件坐標(biāo)系X、Y零點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在零件幾何

17、中心上,Z坐標(biāo)零點(diǎn)仍設(shè)置在零件上表面,見圖2-3-1。2.基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算圖2-3-1中P2、P3、P7、P8等基點(diǎn)坐標(biāo)容易得出,見表2-3-2。表2-3-2基點(diǎn)坐標(biāo)(單位:mm)表2-3-2基點(diǎn)坐標(biāo)(單位:mm)其余各點(diǎn)用類似方法求出,見表2-3-3。表2-3-3基點(diǎn)坐標(biāo)表2-3-3基點(diǎn)坐標(biāo)圖2-3-5表2-3-4程序示例 3.參考程序(表2-3-4)表2-3-4程序示例【技能訓(xùn)練】一、仿真軟件使用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件由南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā),配備有法那克(FANUC)、西門子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、廣州數(shù)控(GSK)、華中世紀(jì)星(HNC)、北京凱恩帝(KND)、

18、大連大森(DASEN)、南京華興(WA)等多種數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的仿真。斯沃法那克、西門子界面如圖2-3-6和圖2-3-7所示。圖2-3-6斯沃法那克界面1.主界面介紹圖2-3-7斯沃西門子界面表2-3-5工具條按鈕含義表2-3-5工具條按鈕含義圖2-3-8“文件”主菜單的子菜單每一主菜單下又有許多子菜單,可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能,具體情況如下。1) 點(diǎn)擊“文件”主菜單可以看到圖2-3-8所示子菜單。 斯沃?jǐn)?shù)控仿真操作同數(shù)控機(jī)床操作。2.仿真操作二、加工準(zhǔn)備三、對(duì)刀操作X、Y、Z軸均采用試切法對(duì)刀,并把操作得到的零偏值輸入到G54偏置寄存器中。四、零件自動(dòng)加工將仿真正確的數(shù)控程序輸入數(shù)控系統(tǒng),選擇自動(dòng)工作模式(AUTO或MEM),按下數(shù)控啟動(dòng)鍵,運(yùn)行加工。五、零件加工與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表2-3-6)。 表2-3-6一般圖形加工評(píng)分表六、加工結(jié)束、清理機(jī)床 【資料鏈接】目前市場(chǎng)上的數(shù)控仿真軟件較多,如南京宇航、北