数控机床的定义是什么(数控编程基础知识)

Posted 2023-05-27

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数控机床的定义是什么(数控编程基础知识)

数控编程基础知识：数控加工程序编制就是将加工零件的工艺过程、工艺参数、工件尺寸、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指令代码编写程序单的过程。所编写的程序单即加工程序单。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。自动编程是由用户运行编程软件，输入零件图纸和加工参数(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。两种编程方法各有所长。一、坐标系为了确定机床的运动方向和运动距离，必须在机床上建立坐标系，以描述刀具和工件的相对位置及其变化关系。数控机床的坐标轴的指定方法已经标准化，我国在JB3051—1982中规定了各种数控机床的坐标轴和运动方向，它按照右手法则规定了直角坐标系中X、Y、Z三个直线坐标轴和A、B、C三个回转坐标轴的关系。如图13-4所示。图13-5(a)为车床的坐标系，装夹车刀的溜板可沿两个方向运动，溜板的纵向运动平行于主轴，定为Z轴，而溜板垂直于Z轴方向的水平运动，定为X轴，由于车刀刀尖安装于工件中心平面上，不需要作竖直方向的运动，所以不需要规定Y轴。

图13-5(b)为三轴联动立式铣床的坐标系，图中安装刀具的主轴方向定为Z轴，主轴可以上下移动，机床工作台纵向移动方向定为X轴。与X、Z轴垂直的方向定为Y轴。二、坐标原点机床原点：由机床生产厂家在设计机床时确定，由于数控机床的各坐标轴的正方向是定义好的，所以原点一旦确定，坐标系就确定了，机床原点也称机械原点或零点，是机床坐标系的原点。机床原点不能由用户设定，一般位于机床行程的极限位置。机床原点的具体位置须参考具体型号的机床随机附带的手册，如数控车的机床原点一般位于主轴装夹卡盘的端面中心点上。

1、机床参考点：机床参考点是相对于机床原点的一个特定点，它由机床厂家在硬件上设定，厂家测量出位置后输入至NC中，用户不能随意改动，机床参考点的坐标值小于机床的行程极限。为了让NC系统识别机床坐标系，就必须执行回参考点的操作，通常称为回零操作。或者叫返参操作，但并非所有的NC机床都设有机床参考点。2、工件原点：也叫编程原点，它是编程人员在编程前任意设定的，为了编程方便，选择工件原点时，应尽可能将工件原点选择在工艺定位基准上，这样对保证加工精度有利，如数控车一般将工件原点选择在工件右端面的中心点。工件原点一旦确立，工件坐标系就确定了。编写程序时，用户使用的是工件坐标系，所以在启动机床加工零件之前，必须对机床进行设定工件原点的操作，以便让NC确定工件原点的位置，这个操作通常称为对刀。对刀是加工零件前一个非常重要且不可缺少的步骤，否则不但不可能加工出合格的零件还会导致事故的发生，在高档数控系统中，工件原点甚至在一个程序中还可以进行变换，由相应的选择工件原点指令完成。工件原点与机床原点之间的距离叫原点偏置。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。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GOO到G99共100种；其中GOO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 半径补偿 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、车削加工：G70、G71、72、G73，G71：轴向粗车复合循环指令 G70：精加工复合循环 G72：端面车削，径向粗车循环 G73：仿形粗车循环 7、主轴设定指令G50：主轴最高转速的设定 G96：恒线速度控制 G97：主轴转速控制（取消恒线速度控制指令） M指令：1、主轴正反转停止指令 M03、M04、M05M03：主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止2、切削液开关 M08、M09M08：液状切削液开 M09：切削液关3、运动停止 M00、M01、M02、M30M00：程序暂停 M01：计划停止 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 F指令 F代码用于指定插补进给速度。F代码编程有两种，每分钟进给量编程和每转进给量编程。在每分钟进给量编程中，F后的数值表示的是主轴每分钟内刀具的进给量，比如：F50，表示每分钟进给量为50mm．值得注意的是，F代码是模态指令，但一个程序中至少应该在第一个插补指令后有一个F指令，例： G1 X30 F60Ｓ指令Ｓ指令用于指定主轴的旋转速度，一个程序段内只能含有一个Ｓ代码，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Ｎ1 Ｇ96 Ｓ1000　*其中1000是端面的线速度，为1000m／min。速度单位因机床而异，参见机床说明书3.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和后接数字组成，在同一程序中，若同时指令坐标移动指令和刀具T指令，执行顺序一般为先执行T指令，但具体由机床厂家确定，参见机床说明书。需要指出的是：有的数控系统如发那科(FANUC O—TD)系统，刀具指令采用字母T加四位数字表示，四位数字的高2位表示刀具选择号，低两位表示刀具偏置号。具体表示方法见机床说明书。如：T0102表示一号刀，二号刀补。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，第一个字符或字母是具体的数控系统规定的，后接的四位数字是用户任意取的。可以小于四位，但不能大于四位，根据具体数控系统要求，打头的字符或字母一般为％、或字母Ｏ。例：％123，％7788，(CJK6236A2数控车床)是合法的程序名。 01111，08888，(MV—5数控铣床)是合法的程序名.子程序也有程序名，其程序名是主程序调用的入口。子程序的命名规则与主程序一样，视不同的数控系统有不同的规则。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。