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數(shù)控機(jī)床之所以能夠自動(dòng)地加工出符合圖紙要求的零件,其關(guān)鍵是我們將載有零件加工信息的載體即控制介質(zhì)輸入到它的數(shù)控裝置,這樣它才能實(shí)現(xiàn)人的意愿。因此,控制介質(zhì)的制備是數(shù)控機(jī)床工作之前所必須做的準(zhǔn)備工作。通常,我們把從有了零件圖后到獲得控制介質(zhì)的全過程稱為程序編制。數(shù)控機(jī)床的程序編制有兩種方式:手工編程和自動(dòng)編程。本章主要講述用這兩種方式制備控制介質(zhì)的過程和方法。第二章數(shù)控機(jī)床的程序編制第一節(jié)數(shù)控機(jī)床編程概述
一、程序編制的一般過程
工藝處理工藝處理(2)確定加工路線(3)選擇刀具和確定切削用量(4)確定編程中的工藝指令(5)確定程序編制中的誤差(1)確定裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)1)確定裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)(1)確定裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)分析零件圖紙,選擇裝夾方法和定位基準(zhǔn)
對(duì)刀點(diǎn)是刀具加工零件時(shí),刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),因此對(duì)刀點(diǎn)也叫程序的坐標(biāo)零點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以定在零件上,也可以定在零件外,但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的關(guān)系,這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)之間的關(guān)系
2)確定加工路線加工路線就是加工過程中刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡
(2)確定加工路線加工路線的選?。?保證零件的加工精度和表面粗糙度
使數(shù)值計(jì)算工作簡(jiǎn)單、程序段少
應(yīng)使加工路線最短
加工精度高加工精度低(3)選擇刀具和確定切削用量3)選擇刀具和確定切削用量選擇刀具的要求是:安裝調(diào)整方便,剛性好,精度高,耐用度好。對(duì)于粗精加工,可以采用不同的刀具
切削用量:包括主軸轉(zhuǎn)速、切削深度和寬度、進(jìn)給速度等。當(dāng)粗加工、精加工、鉆孔、攻絲、拐角處銑削等切削用量不同時(shí),都應(yīng)編在程序單內(nèi)。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床使用說明書和切削原理中有關(guān)方法,并結(jié)合實(shí)踐予以確定
(4)確定編程中的工藝指令4)確定編程中的工藝指令大體上分為兩大類:
一類是準(zhǔn)備性工藝指令 為插補(bǔ)運(yùn)算做好準(zhǔn)備的工藝指令;如G00
另一類是輔助性工藝指令
與插補(bǔ)運(yùn)算無關(guān),如主軸的起停、正反轉(zhuǎn)等, 如:M02(5)確定程序編制中的誤差5)確定程序編制中的誤差程序編制中的誤差由三部分組成△P=f(△a,△b,△c)式中△a——逼近誤差:即采用近似計(jì)算方法逼近零件輪廓 時(shí)產(chǎn)生的誤差;
△b——插補(bǔ)誤差:即采用插補(bǔ)段(直線,圓弧等)逼近 零件輪廓曲線時(shí)產(chǎn)生的誤差;
△c——圓整誤差:即在編程數(shù)據(jù)處理時(shí),把小數(shù)圓整 成脈沖數(shù)而產(chǎn)生的誤差。在零件圖中給出的允許公差,分配給編程的只是一小部分。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的加工誤差還包括:控制系統(tǒng)誤差、伺服系統(tǒng)誤差、零件的定位誤差、對(duì)刀誤差以及刀具和機(jī)床彈性變形誤差,其中伺服系統(tǒng)和零件定位誤差是主要的,一般取編程誤差ΔP為允許公差的1/5~1/10
數(shù)值計(jì)算(1)基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)計(jì)算(2)刀具中心軌跡的計(jì)算(3)輔助計(jì)算數(shù)值計(jì)算(1)基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)計(jì)算各幾何元素之間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn),在相鄰基點(diǎn)間只能是一個(gè)幾何元素
在一次插補(bǔ)的數(shù)控系統(tǒng)中,任一幾何元素均以直線逼近.應(yīng)根據(jù)允許編程誤差,將曲線分割成若干段直線,相鄰兩直線的交點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。顯然,由直線組成的零件輪廓其基點(diǎn)也就是節(jié)點(diǎn)
基點(diǎn)節(jié)點(diǎn)1)基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)(2)刀具中心軌跡的計(jì)算對(duì)于沒有刀具偏移運(yùn)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng),應(yīng)計(jì)算出刀具中心軌跡的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)。而在一次插補(bǔ)的數(shù)控系統(tǒng)中,雖然具有刀具偏移功能,但除要求算出零件輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)外,往往還要求算出刀具中心輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)
2)刀具中心軌跡的計(jì)算(3)輔助計(jì)算不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的輔助計(jì)算:①增量計(jì)算——對(duì)于增量坐標(biāo)的數(shù)控 系統(tǒng),應(yīng)該計(jì)算出后一節(jié)點(diǎn)相 對(duì)于前一節(jié)點(diǎn)的增量值
②計(jì)算脈沖數(shù)——數(shù)值計(jì)算是以毫米(mm)為單位進(jìn)行的, 而數(shù)控系統(tǒng)要求輸入脈沖數(shù),故應(yīng)將計(jì)算數(shù)值換算 為脈沖數(shù)
③輔助程序的數(shù)值計(jì)算——由對(duì)刀點(diǎn)到切入點(diǎn)的程序,由 切削完了返回到對(duì)刀點(diǎn)的程序都是輔助程序。在數(shù) 值計(jì)算中,也應(yīng)算出輔助程序所需數(shù)據(jù)
XYOBCDA3)輔助計(jì)算編寫程序單編寫程序單根據(jù)計(jì)算出的數(shù)值和已確定的運(yùn)動(dòng)順序、刀號(hào)、切削參數(shù)以及輔助動(dòng)作,按照數(shù)控裝置規(guī)定使用的功能指令代碼及程序段格式,逐段編寫加工程序單。在程序段之前加上程序的順序號(hào),在其后加上程序段結(jié)束符號(hào)
制備控制介質(zhì)程序單編寫完之后,還必須將其內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上,作為數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置的輸入信息??刂平橘|(zhì)多為穿孔帶,也可以是磁帶。對(duì)于有的數(shù)控機(jī)床也可以將程序單的內(nèi)容直接用數(shù)控裝置的鍵盤輸入存儲(chǔ)
制備控制介質(zhì)程序校驗(yàn)和首件試切程序校驗(yàn)和首件試切程序單和程序介質(zhì)制備完畢后必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切才能正式輸入使用。一般方法是將控制介質(zhì)上內(nèi)容直接輸入到CNC裝置進(jìn)行機(jī)床的空運(yùn)轉(zhuǎn)檢查。在具有CRT屏幕圖形顯示的數(shù)控機(jī)床上,可用圖形模擬刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)。但這些方法只能檢查運(yùn)動(dòng)是否正確,不能檢查由于刀具調(diào)整不當(dāng)或編程計(jì)算不準(zhǔn)而造成的工件誤差的大小。因此,還必須用首件試切的方法進(jìn)行實(shí)際切削檢查。它不僅可檢查出程序單和控制介質(zhì)的錯(cuò)誤,還可知道加工精度是否符合要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)尺寸有誤差時(shí),應(yīng)分析錯(cuò)誤的性質(zhì),或者修改程序單,或者進(jìn)行尺寸補(bǔ)償
二、手工編程與自動(dòng)編程
手工編程適用于幾何形狀不太復(fù)雜的簡(jiǎn)單零件,因?yàn)榧庸み@種零件所需的程序不多,坐標(biāo)計(jì)算也較筒單,穿孔帶也不長(zhǎng),出錯(cuò)的可能性小,用手工編程既經(jīng)濟(jì)又及時(shí)
自動(dòng)編程適用于復(fù)雜零件,或者是需要進(jìn)行復(fù)雜的工步與工藝處理的零件,其編程計(jì)算相當(dāng)繁瑣,程序量大,手工編程很難完成自動(dòng)編程也稱計(jì)算機(jī)輔助編程,它是用一臺(tái)配有打印機(jī)和自動(dòng)穿孔機(jī)的通用計(jì)算機(jī)來完成圖2-1所示的全過程
比較EIA代碼
美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)第二節(jié)有關(guān)編程代碼及格式
一、穿孔帶和代碼
數(shù)控機(jī)床的信息讀入方式有兩種:1、手動(dòng)輸入鍵盤、波段開關(guān)、插銷板等2、自動(dòng)輸入穿孔帶、磁帶等
五單位八單位多用于線切割簡(jiǎn)易數(shù)控及點(diǎn)位控制等簡(jiǎn)單功能的數(shù)控機(jī)床
廣泛用于車、銑、自動(dòng)換刀等多功能的數(shù)控機(jī)床上
ISO代碼
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織EIA代碼補(bǔ)奇列58特點(diǎn):EIA代碼為補(bǔ)奇代碼;
第8列孔只用作程序段結(jié)束CR符號(hào);
其容量為26=64Iso代碼補(bǔ)偶列ISO代碼為補(bǔ)偶代碼;ISO代碼有特征可尋,其數(shù)字碼在第5列第6列都有孔,字母碼在第7列都有孔;ISO代碼的容量則為27=128
8由此可見,與EIA代碼相比,ISO代碼具有信息量大、可靠性高、與當(dāng)今數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一等優(yōu)點(diǎn),所以目前許多國(guó)家生產(chǎn)的軟線與硬線數(shù)控系統(tǒng)已采用ISO代碼。在1971~1973年間,英國(guó)、日本等國(guó)已在有關(guān)數(shù)控機(jī)床國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中采用ISO代碼,美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)也在EIARS-358標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了ISO代碼與EIA代碼并存,作為過渡措施。一些數(shù)控機(jī)床中設(shè)立了EIA/ISO代碼轉(zhuǎn)換的功能,允許采用兩種代碼中的任意一種。
比較二、程序段格式二、程序段格式
程序段格式又稱為數(shù)控紙帶的格式,或穿孔紙帶信息安排格式。所謂程序段,就是指為了完成某一動(dòng)作要求所需的功能“字”的組合?!白帧笔潜硎灸骋还δ艿囊唤M代碼符號(hào),如X2500為一個(gè)字,表示x向尺寸為2500;F20為一個(gè)字,表示進(jìn)給速度為20。下面介紹ISO標(biāo)準(zhǔn)中常用功能字。例如:N001G00X-20Y12F300S300T02起始中間結(jié)尾程序段組成:NXXX若干個(gè)功能字LF序號(hào)字程序段結(jié)束符字地址符功能代碼備注程序號(hào)O或%程序號(hào)程序段序號(hào)N順序號(hào)準(zhǔn)備功能G定義運(yùn)動(dòng)方式坐標(biāo)地址X、Y、ZA、B、C、U、V、WRI、J、K軸向運(yùn)動(dòng)指令附加軸運(yùn)動(dòng)指令圓弧半徑圓心坐標(biāo)進(jìn)給速度F定義進(jìn)給速度主軸轉(zhuǎn)速S定義主軸轉(zhuǎn)速刀具功能T定義刀具號(hào)輔助功能M機(jī)床的輔助動(dòng)作偏置號(hào)H、D偏置號(hào)子程序號(hào)P子程序號(hào)重復(fù)次數(shù)L子程序的循環(huán)次數(shù)參數(shù)P、Q、R固定循環(huán)參數(shù)暫停P、X暫停時(shí)間準(zhǔn)備功能字坐標(biāo)功能字進(jìn)給功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字刀具功能字輔助功能字1、常用功能字
1、常用功能字準(zhǔn)備功能字G準(zhǔn)備功能字
以地址符G為首,后跟二位數(shù)字(GOO~G99)組成坐標(biāo)功能字坐標(biāo)功能字
用來設(shè)定機(jī)床多坐標(biāo)的位移量。它一般使用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E等地址符為首,在地址符后緊跟著帶有正(+)、負(fù)(一)的一串?dāng)?shù)字,該數(shù)字一般以系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為單位,不使用小數(shù)點(diǎn)。一個(gè)程序段中有多個(gè)尺寸字時(shí),一般按上述地址符順序排列。如:X20Y-17……X50.如:X50.0都可以表示沿X軸移動(dòng)50mmX50000進(jìn)給功能字用來指定刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的速度,其單位一般為mm/min。當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時(shí),如車螺紋、攻絲或套扣等使用的單位為mm/r。進(jìn)給功能字以地址符“F”為首,其后跟一串?dāng)?shù)字代碼。具體有以下幾種指定方法:三位數(shù)代碼法
二位數(shù)代碼法
一位數(shù)代碼法
直接指定法
進(jìn)給功能字FF后跟三位數(shù)字,第一位為進(jìn)給速度的整數(shù)位數(shù)加上“3”,后二位是進(jìn)給速度的前二位有效數(shù)字。例如:三位數(shù)代碼法1728mm/minF71715.25mm/minF5150.1537mm/minF315FXXXFXX對(duì)F后跟的二位數(shù)字代碼,規(guī)定了與00~99相對(duì)應(yīng)的速度表,除F00與F99外,進(jìn)給速度由F01向F98遞增,遞增按等比系數(shù)上升二位數(shù)代碼法一位數(shù)代碼法對(duì)于速度檔較少的數(shù)控機(jī)床可用F后跟一位數(shù),即O~9指定對(duì)應(yīng)的十種預(yù)定進(jìn)給速度直接指定法象尺寸字中的坐標(biāo)位移量一樣,在F后面按照預(yù)定的單位直接寫上要求的進(jìn)給速度FX主軸轉(zhuǎn)速功能字S、刀具功能字刀具功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字的作用是用來指定主軸速度,單位為rpm,它以地址符S為首,后最一串?dāng)?shù)字。它與以F為首的進(jìn)給功能字一樣可采用三位、二位、一位數(shù)字代碼法或直接指定法。數(shù)字的意義、分檔辦法及對(duì)照表與進(jìn)給功能字通用,只是單位改為轉(zhuǎn)/分在具有換刀功能的機(jī)床上,刀具功能字用以選擇替換刀具。刀具功能由地址符T為首,其后一般跟二位數(shù)字,代表刀具的編號(hào)。輔助功能字M輔助功能字
輔助功能字以地址符M為首,其后跟兩位數(shù)字MOO~M99程序舉例下面通過一個(gè)簡(jiǎn)單零件的加工實(shí)例說明程序格式的構(gòu)成,如圖所示,加工矩形輪廓的工件,工作坐標(biāo)系設(shè)在工件的上表面中心,刀具從中心出發(fā),逆時(shí)針加工一周,加工程序?yàn)椋海0001N0001G90G00X0Y0Z100.0S300M03;N0002G00X0Y-50.0;N0003G01Z-50.0F100;N0004X100.0;N0005Y50.0;N0006X-100.0;N0007Y-50.0;N0008X0;N0009Z100.0;N0010Y0M05;N0011M30;2、常用的程序段格式2、常用的程序段格式固定順序程序段格式帶有分隔符的固定順序程序段格式字地址程序段格式(又稱字地址可變程序段格式)固定順序程序段格式固定順序程序段格式早期由于數(shù)控裝置簡(jiǎn)單,規(guī)定了固定順序式程序段格式,例如:00701+02500FNGXYFSM帶分隔符的……帶有分隔符的固定順序程序段格式
在固定順序程序段之后又產(chǎn)生了一種具有分隔符TAB的固定順序程序段格式。其基本形式與上述格式相同,只是各字間用分隔符隔開,以表示地址的順序,如上例可寫為;
007TAB01TAB+02500TAB一13400TAB15TAB30TAB02LFNGXYFSM字地址程序段格式字地址程序段格式
這是目前使用最多的程序段格式。以這種格式表示的程序段每一個(gè)字之前有地址碼用以識(shí)別地址,因此對(duì)不需要的字或與上程序段相同的字都可省略。一個(gè)程序段內(nèi)的各字也可以不按順序排列,但為了編程序方便,常按一定順序排列。采用這種程序段格式雖然增加了地址讀入電路,但編程直觀靈活,便于檢查,可縮短穿孔帶,廣泛用于車、銑等數(shù)控機(jī)床。對(duì)于字地址格式的程序段可以用一般形式來表示。如:N3G2X±23Y±23F4S4T2M2,式中:N3——字地址N后跟三位數(shù)表示程序段序號(hào);G2——準(zhǔn)備功能字后跟二位數(shù);X±23
Y±23——意義與X±23相同;F4——進(jìn)給功能字后跟四位數(shù)字指定進(jìn)給速度;S4--主軸轉(zhuǎn)速功能字后跟四位數(shù)字指定主軸轉(zhuǎn)速;T2--刀具功能字后跟二位數(shù)來選擇刀具;M2--輔助功能字后跟二位數(shù)字。小數(shù)點(diǎn)后三位小數(shù)點(diǎn)前兩位具有方向+、—號(hào)坐標(biāo)軸地址右手笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)
三、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定坐標(biāo)軸規(guī)定各坐標(biāo)軸及正方向的規(guī)定方法
Z軸由傳遞切割動(dòng)力的主軸所規(guī)定,使工件與刀具的距離增加的方向?yàn)閆的正方向,即刀具進(jìn)入工件的方向?yàn)椋璟方向。X軸一般是水平的,且與工件裝夾面平行。在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上,X運(yùn)動(dòng)方向是徑向的,與橫向?qū)к壠叫?。刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是+X方向。在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上,若Z坐標(biāo)水平時(shí),由主軸向工件看時(shí)+X方向向右。若Z坐標(biāo)是垂直的,由主軸向立柱看時(shí)+X方向向右。Y軸及正方向按右手笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)決定。車床舉例數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)編程原點(diǎn)、對(duì)刀點(diǎn)、起刀點(diǎn)——是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系,并設(shè)有固定的坐標(biāo)原點(diǎn)。機(jī)床上有一些固定的基準(zhǔn)線,如主軸中心線;固定的基準(zhǔn)面,如工作臺(tái)面、主軸端面、工作臺(tái)側(cè)面和T型槽側(cè)面。當(dāng)機(jī)床的坐標(biāo)軸手動(dòng)返回各自的原點(diǎn)(又稱零點(diǎn))以后,用各坐標(biāo)軸部件上的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面之間的距離來決定機(jī)床原點(diǎn)的位置,該點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床的使用說明書上均有說明。圖例機(jī)床坐標(biāo)系——是編程人員在編程時(shí)使用的,由編程人員以工件圖樣上的某一固定點(diǎn)為原點(diǎn),(也稱工件原點(diǎn))所建立的坐標(biāo)系,編程尺寸都按工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。在加工時(shí),工件隨夾具在機(jī)床上安裝后,測(cè)量工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的距離{通過測(cè)量某些基準(zhǔn)面、線之間的距離來確定),這個(gè)距離稱為工件原點(diǎn)偏置,如圖例所示。該偏置值需預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中,在加工時(shí),工件原點(diǎn)偏置值便能自動(dòng)加到工件坐標(biāo)系上,使數(shù)控系統(tǒng)可按機(jī)床坐標(biāo)系確定加工時(shí)的坐標(biāo)值。因此,編程人員可以不必考慮工件在機(jī)床上的安裝位置和安裝精度,而利用數(shù)控系統(tǒng)的原點(diǎn)偏置功能,通過工件原點(diǎn)偏置值,來補(bǔ)償工件在工作臺(tái)上的裝夾位置誤差,使用起來十分方便,現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控機(jī)床均有這種功能。圖例工件坐標(biāo)系——運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系,稱為相對(duì)坐標(biāo)系(或增量坐標(biāo)系)。所有坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值均從某一固定坐標(biāo)原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系,稱為絕對(duì)坐標(biāo)系。在圖例中的A、B兩點(diǎn),若以工件絕對(duì)坐標(biāo)系計(jì)則
XA=12,YA=15;XB=30,YB=35若以相對(duì)坐標(biāo)計(jì),則月點(diǎn)的坐標(biāo)是在以A為原點(diǎn)建立起來的坐標(biāo)系內(nèi)計(jì)量的,則終點(diǎn)B的相對(duì)坐標(biāo)為:XB=18,YB=20。在編程時(shí),可根據(jù)具體機(jī)床的坐標(biāo)系,從編程方便(如根據(jù)圖紙尺寸的標(biāo)注方式)及加工精度要求選用坐標(biāo)系的類型。圖例絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)坐標(biāo)原點(diǎn)偏置直徑編程與半徑編程在數(shù)控車削編程中,X坐標(biāo)值有兩種表示方法,即直徑編程和半徑編程。1.直徑編程由于在圖樣上和在測(cè)量時(shí),零件的徑向尺寸均以直徑表示,所以多數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)采用直徑編程。即絕對(duì)坐標(biāo)方式編程,X值為零件的直徑值;相對(duì)坐標(biāo)方式編程,X為刀具徑向?qū)嶋H位移量的二倍。如圖所示,從A點(diǎn)加工到B點(diǎn),B點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)為(40,-20),增量坐標(biāo)為(10,-20)。2.半徑編程有的數(shù)控車床,采用半徑編程,即X值為零件半徑值或刀具徑向?qū)嶋H位移量。如圖所示,從A點(diǎn)加工到B點(diǎn),B點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)為(20,-20),增量坐標(biāo)為(5,-20)。直徑半徑編程實(shí)例對(duì)刀點(diǎn)編程原點(diǎn)
對(duì)刀點(diǎn)是刀具加工零件時(shí),刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn),因此(對(duì)于無對(duì)刀儀的機(jī)床而言)對(duì)刀點(diǎn)也叫程序的坐標(biāo)零點(diǎn)(編程原點(diǎn)、工件原點(diǎn))。對(duì)刀點(diǎn)可以定在零件上,也可以定在零件外,但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的關(guān)系,這樣才能確定機(jī)床坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)之間的關(guān)系
編程原點(diǎn)設(shè)置如圖所示,在數(shù)控車床上,編程原點(diǎn)一般設(shè)在工件右端面與主軸回轉(zhuǎn)中心線交點(diǎn)Op上,這種情況下在程序中Z坐標(biāo)是負(fù)值;也可以選在工件左端面與主軸回轉(zhuǎn)中心的交點(diǎn)上,這種情況下在程序中Z坐標(biāo)是正值。
在加工中,編程原點(diǎn)的設(shè)置過程稱為對(duì)刀過程,該過程可在程序中用編程指令設(shè)置,也可直接通過操作面板的手動(dòng)操作設(shè)置。編程坐標(biāo)系設(shè)定1設(shè)定方法1(一)通過操作面板設(shè)置通過操作面板手動(dòng)操作.使刀具自起刀點(diǎn)移至編程原點(diǎn)處,如圖(b)所示。此時(shí)將系統(tǒng)置零,使系統(tǒng)各坐標(biāo)值均為零,完成對(duì)刀過程。(二)用編程指令設(shè)置下面介紹兩種用指令設(shè)定編程坐標(biāo)原點(diǎn)的方法。1.通過起刀點(diǎn)相對(duì)編程原點(diǎn)的坐標(biāo)值來設(shè)置常用指令為G92(有的系統(tǒng)用G50),其指令格式為G92X_Z_其中,X、Z為起刀點(diǎn)距編程原點(diǎn)在X向和Z向的距離。該指令一般作為第一條指令放在整個(gè)程序的最前面,執(zhí)行該指令后,即建立了以編程原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系。用此方法設(shè)定編程原點(diǎn)前,刀具位于起刀點(diǎn)處.使用對(duì)刀儀確定X、Z值。如圖(a)所示,已知X值為φa,Z值為b,則其指令寫為G92XaZb(b)所示,此時(shí)X值為0,Z值為0,其指令寫為G92X0Z0設(shè)定方法22.通過編程原點(diǎn)相對(duì)機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)值來設(shè)置
如圖所示(所示兩圖的編程原點(diǎn)位置不同)機(jī)床坐標(biāo)系為XOZ,編程坐標(biāo)系為XpOpZp,機(jī)床零點(diǎn)O和編程原點(diǎn)Op并不重合。假設(shè)編程原點(diǎn)Op相對(duì)機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)值為(O,L),則設(shè)置編程原點(diǎn)指令格式為G××X0ZL不同機(jī)床,G××指令不同,具體使用請(qǐng)參考機(jī)床編程說明書。編程坐標(biāo)系設(shè)定2準(zhǔn)備功能字G詳細(xì)介紹坐標(biāo)系有關(guān)指令1、絕對(duì)尺寸與增量尺寸指令——G90G91(ISO代碼)uvyxABC30504030oBC程序段加工:G90G01X30Y40(絕對(duì)坐標(biāo))或G91G01X-50Y-30(增量坐標(biāo))或G01U-50V-30(增量尺寸)2、工件坐標(biāo)系設(shè)定指令 ——G92(在EIA代碼中為G54)編制程序時(shí)首先要設(shè)定一個(gè)坐標(biāo)系,程序上的坐標(biāo)值均以此坐標(biāo)系為依據(jù),此坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系。G92指令是規(guī)定工件坐標(biāo)系零點(diǎn)的指令。執(zhí)行G92指令后,也就確定了刀具刀位點(diǎn)的初始位置與工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)距離。注意:G92指令執(zhí)行前的刀具位置,須放在程序所要求的位置上,因刀具在不同的位置,所設(shè)定出的工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)位置也不同。
G92為續(xù)效(模態(tài))指令,只是在重新設(shè)定時(shí),先前的設(shè)定才無效。該坐標(biāo)系在機(jī)床重開機(jī)時(shí)消失
G92格式:G92X_Y_Z_;例:G92X150.0Y300.0Z200.0;G92實(shí)例平面選擇指令(G17,G18,G19)平面選擇指令(G17,G18,G19)在三坐標(biāo)機(jī)床上加工時(shí),如進(jìn)行圓弧插補(bǔ),要規(guī)定加工所在的平面,用G代碼可以進(jìn)行平面選擇,如圖所示。
G17XY平面
G18ZX平面
G19YZ平面其中,G17在使用時(shí)可以省略??焖俣ㄎ?G00)
刀具從當(dāng)前位置快速移動(dòng)到切削開始前的位置,在切削完了之后,快速離開工件。一般在刀具非加工狀態(tài)的快速移動(dòng)時(shí)使用,該指令只是快速到位,其運(yùn)動(dòng)軌跡因具體的控制系統(tǒng)不同而異,進(jìn)給速度F對(duì)G00指令無效。格式:G00X__Y__Z__;例:G90G00X40.0Y20.0;如圖所示。
G00直線插補(bǔ)指令(G01)刀具作兩點(diǎn)間的直線運(yùn)動(dòng)加工時(shí)用該指令,G01指令表示刀具從當(dāng)前位置開始以給定的速度(切削速度F),沿直線移動(dòng)到規(guī)定的位置。格式:G01X__Y__Z__F__;例:G01X40.0Y20.0F100;如圖2-14所示。其中G01、F指令都是續(xù)效指令,即一直有效直到改變?yōu)橹埂?/p>
G01G02G03圓弧插補(bǔ)指令(G02,G03)圓弧插補(bǔ),G02為順時(shí)針加工,G03為逆時(shí)針加工刀具進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí)必須規(guī)定所在平面,然后再確定回轉(zhuǎn)方向,如圖2—15所示,沿圓弧所在平面(如XY平面)的另一坐標(biāo)軸的負(fù)方向(-Z)看去,順時(shí)針方向?yàn)镚02,逆時(shí)針方向?yàn)镚03。格式:G02G03R_I_J_G17X___Y___F__G18G02G03X___Z___R_I_K_F__G19G02G03Y___Z___R_J_K_F__X、Y、Z表示圓弧終點(diǎn)坐標(biāo),可以用絕對(duì)值,也可以用增量值,由G90或G91指定。圓心的位置通常有以下幾種方法:由圓心指向起點(diǎn)的向量在X,Y,Z軸上的分量用I,J,K表示,如圖1XYIJ起點(diǎn)
由起點(diǎn)指向圓心的向量在X,Y,Z軸上的分量用I,J,K表示,如圖2XYIJ起點(diǎn)圖1圖2R表示法:用半徑R帶有符號(hào)的數(shù)值來表示:θAB≤180°:R≥0如R100;θBA>180°:R<0如R-100
說明:1。具體采用哪種方法,視具體的數(shù)控系統(tǒng)而定。
2。G00,G01,G02,G03是同組續(xù)效指令,缺省值G01。3。本段終點(diǎn)若與上一段終點(diǎn)位置相同,即起點(diǎn)與終點(diǎn)最終沒有相對(duì)位移,則可省略不寫。θABΘ′ABABR100'XYOABBAXYOG02G02ZZ暫停功能G04
自動(dòng)機(jī)床原點(diǎn)返回指令G28暫停功能(G04)G04暫停指令可使刀具作短時(shí)間無進(jìn)給加工或機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)使加工表面降低表面粗糙度。格式:G04X1.6或G04P1600;1.6或1600表示1.6s,G04為非續(xù)效指令。自動(dòng)機(jī)床原點(diǎn)返回指令(G28)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床各移動(dòng)軸正向移動(dòng)的極限位置。如刀具交換時(shí)常用到Z軸參考點(diǎn)的返回。格式:G28X__Y__Z__;例:G90G28X500.0Y350.0;如圖。該指令表示刀具經(jīng)過中間點(diǎn)坐標(biāo)返回機(jī)床原點(diǎn)。(1)刀具半徑補(bǔ)償指令(G40,G41,G42)(2)刀具長(zhǎng)度偏置指令(G43,G44,G49)刀具的補(bǔ)償與偏置指令(車刀)刀具的幾何位置補(bǔ)償(車刀)假想刀尖車圓錐產(chǎn)生的誤差車圓弧面產(chǎn)生的誤差(車刀)刀具圓弧半徑補(bǔ)償(車刀)刀具半徑補(bǔ)償(車刀)刀具半徑補(bǔ)償實(shí)例如圖(a)所示,未采用刀具半徑補(bǔ)償指令時(shí),刀具以假想刀尖軌跡運(yùn)動(dòng),圓錐面產(chǎn)生誤差δ。圖(b)所示,采用刀具半徑補(bǔ)償指令后,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀尖圓弧圓心軌跡,并使刀具按刀尖圓弧圓心軌跡運(yùn)動(dòng),無表面形狀誤差。A0→A1為產(chǎn)生刀補(bǔ)過程,A4→A5為取消刀補(bǔ)過程。解:編程如下?!璑0040G00X10Z2(快進(jìn)至A0點(diǎn))N0050G41G01X10Z0F40(刀具左補(bǔ)償A0→A1)N0060Z-20(車φ20外圓A1→A2)N0070X35Z-55(車錐面A2→A4)N0080G40G01X40Z-55(退刀并取消刀具補(bǔ)償A4→A5)……刀具半徑補(bǔ)償指令(G40,G41,G42)
旋轉(zhuǎn)刀具補(bǔ)償(1)刀具半徑補(bǔ)償指令(G40,G41,G42)在編制輪廓切削加工的場(chǎng)合,一般以工件的輪廓尺寸為刀具軌跡編程,這樣編制加工程序簡(jiǎn)單,即假設(shè)刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡是沿工件輪廓運(yùn)動(dòng)的,而實(shí)際的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡要與工件輪廓有一個(gè)偏移量(即刀具半徑),如圖2-18所示。利用刀具半徑補(bǔ)償功能可以方便地實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變,簡(jiǎn)化程序編制,機(jī)床可以自動(dòng)判斷補(bǔ)償?shù)姆较蚝脱a(bǔ)償值大小,自動(dòng)計(jì)算出實(shí)際刀具中心軌跡,并按刀心軌跡運(yùn)動(dòng)。半徑補(bǔ)償(銑床)G40刀具補(bǔ)償取消G41刀具左補(bǔ)償G42刀具右補(bǔ)償G41左補(bǔ)償指令是沿著刀具前進(jìn)的方向觀察,刀具偏在工件輪廓的左邊,而G42則偏在右邊,如圖2—19所示。G41、G42皆為續(xù)效指令。例:G90G01G41X100.0Y150.0D01;其中D01為補(bǔ)償值,需提前輸入機(jī)床內(nèi)部。刀具長(zhǎng)度偏置指令(G43,G44,G49)
(2)刀具長(zhǎng)度偏置指令(G43,G44,G49)刀具長(zhǎng)度偏置指令用于刀具軸向的補(bǔ)償,它可以使刀具在Z方向上的實(shí)際位移量大于或小于程序的給定值。另外,工件加工時(shí),所選用的刀具長(zhǎng)度各異,在沿Z軸方向接近工件時(shí),為便于統(tǒng)一定位基準(zhǔn),在編程時(shí)就使用刀具長(zhǎng)度偏置功能(如圖)。長(zhǎng)度補(bǔ)償(銑床)使用G43時(shí) G43正向偏置 G44負(fù)向偏置 G49偏置取消偏置方向的規(guī)定,不論程序使用絕對(duì)坐標(biāo)指令還是相對(duì)坐標(biāo)指令,刀具沿Z軸移動(dòng)的坐標(biāo)值,要考慮由H代碼設(shè)定的偏置量(刀具長(zhǎng)度),當(dāng)使用G43時(shí)(圖2-20(a)),與程序給定移動(dòng)量的代數(shù)值做加法。使用G44時(shí)做減法,從而得到實(shí)際的移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo),G43稱正偏置,G44稱負(fù)偏置。實(shí)例應(yīng)用舉例(刀具快速接近程序)O0001G90G54X0Y0M03;G43Z100.0H01M08M02快速接近點(diǎn)Z軸加工位置固定循環(huán)(G73,G74,G76,G80~G89)固定循環(huán)(G73,G74,G76,G80~G89)在數(shù)控加工中,一些典型的加工工序,如鉆孔,一般需要快速接近工件、慢速鉆孔、快速回退等固定的動(dòng)作。又如在車螺紋時(shí),需要切入、切螺紋、徑向退出,再快速返回四個(gè)固定動(dòng)作。將這些典型的、固定的幾個(gè)連續(xù)動(dòng)作,用一條G指令來代表,這樣,只須用單一程序段的指令程序即可完成加工,這樣的指令稱為固定循環(huán)指令。對(duì)鉆孔用循環(huán)指令,其固定循環(huán)指令由6步形成,如圖2-21所示。①快速移動(dòng)到(X,Y)坐標(biāo)。②沿Z軸快速移動(dòng),并達(dá)R點(diǎn)。③切削進(jìn)給加工。④加工至孔底位置(暫停,主軸停,主軸反轉(zhuǎn)等)。⑤返回到R點(diǎn)(快速返回和切削進(jìn)給返回)。⑥快速返回到起始點(diǎn)。以下說明幾個(gè)鉆孔循環(huán)指令:G73指令的格式:
G98G99G73X_Y_Z_R_Q_F_;這里q是每次進(jìn)刀深度,d是每次的退刀量
G76指令的格式
G76X_Y_Z_R_P_Q_F_;
G98G99G76常用于鏜孔加工
G81指令的格式:
G76X_Y_Z_R_P_Q_F_;
常用輔助功能M指令M指令是用來控制機(jī)床各種輔助動(dòng)作及開關(guān)狀態(tài)的。如主軸的轉(zhuǎn)與停、冷卻液的開與關(guān)等等。程序的每一個(gè)語(yǔ)句中M代碼只能出現(xiàn)一次。
下面介紹一下主要的M指令
1.M00程序停止執(zhí)行含有M00指令的語(yǔ)句后,機(jī)床自動(dòng)停止。如編程者想要在加工中使機(jī)床暫停(檢驗(yàn)工件、調(diào)整、排屑等),使用M00指令,重新啟動(dòng)程序后,才能繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。2.M01選擇停止執(zhí)行含有M01的語(yǔ)句時(shí),如同M00一樣會(huì)使機(jī)床暫時(shí)停止,但是,只有在機(jī)床控制盤上的“選擇停止”鍵處在“ON”狀態(tài)時(shí)此
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