数控编程培训(2)

2019-08-31 11:04

6 ) 制备控制介质 数控机床在自动输入加工程序时,必须有输入用的控制介质,如U盘等。

7 ) 程序校正 程序清单必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是将程序内容输入到数控装置中,机床空刀运转,若是平面工件,可以用笔代刀,以坐标纸代替工件,画出加工路线,以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能,可以采用模拟刀具切削过程的方法进行检验。但这些过程只能检验出运动是否正确,不能检查被加工零件的精度,因此必须进行零件的首件试切。首次试切时,应该以单程序段的运行方式进行加工,监视加工状况,调整切削参数和状态。

3 、数控加工基础知识

本章主要建立和强调几个重要的基本概念: 1、 坐标系及分类 2、 绝对/增量尺寸

3、 机床零点M、工件零点W、参考点R 4、 加工平面(G17/G18/G19)

3.1 坐标系

在数控加工中规定,机床坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。坐标系中X、Y、Z坐标轴及方向如图所示:

坐标系用于定义空间或平面上各点和轮廓的位置,空间上任意一点可用坐标值X...Y...Z...来确定。

当一个工件的各点和轮廓用角度和半径表示时,可用“极坐标”来表示更方便。极坐标的极点称为“极”是其它各点和轮廓的基准点,半径称为极半径,角度称为极角。

坐标系分为:机床坐标系、基础坐标系、工件坐标系、当前工件坐标系。

3.1.1 机床坐标系

数控机床是用来加工工件的平面、内外轮廓、孔等工序,通过三轴或多轴联动来加工空间曲面零件,为了在加工零件中确定工件在机床

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中的位置,必须建立机床坐标系。机床坐标系是机床上固有的坐标系,是机床加工运动的基本坐标系。它是考察刀具在机床上的实际运动位置的基准坐标系。

数控机床坐标系为右手笛卡儿坐标系,由机床所有实际存在的三个几何轴建立的坐标系,三个坐标轴互相垂直。

机床坐标系的位置与机床的类型有关,各轴的方向可由右手直角坐标系的规则来判断。机床坐标系中各轴的零点为机床坐标系零点M. 数控龙门镗铣床主要轴:X-Y-Z ;数控落地铣镗床主要轴:X-Y-Z-W 。

数控加工人员首先应熟练掌握本机床所有各轴及各轴的正、负方向,判定机床坐标系的构成。坐标系是工件加工编程的依据,对实际加工操作和程序编制极为重要。如图 : 机床坐标轴方向不同的坐标系,其G02/G03判定也就不同,G02/G03的判定不能简单的用顺时针/逆时针定论,而要根据机床坐标系来定。

3.1.2 工件坐标系

为了方便起见,在数控编程时往往采用工件上的局部坐标

系(称为工件坐标系),即以工件上的某一点(工件原点)为坐标系原点进行编程。工件坐标系用于描述工件的几何轮廓,数控加工程序中的几何数据一般是参照工件坐标系。工件坐标系一般是直角坐标系,并且与具体的工件相联系。是用来确定工件几何形体上个要素的位置而设置的坐标系。

3.1.3 机床零点、工件零点、编程零点

机床坐标系的原点称为机床零点M,它是固定的点,由机床生产厂家在设计机床时确定。也出机床零点M是机床坐标系的设计零点,在机床安装后是固定不变的。

工件坐标系的原点称为工件零点W,它是由编程人员在编制程序时,根据零件的特点选定的(是为工件加工编程而选择的编程零点)。工件零点的位置是任意的,它可由编程者任意选择工件上一点作为工件零点(也可在工件之外选择一点作为工件零点)。有些情况下必须使用反方向位置的参数,因此在零点左边的位置就具有负号,在选定工件零点的位置时应注意。

工件零点W和机床零点M的相互关系。在加工时,工件安装在机床上,这时只要测量工件原点相对机床原点的位置坐标(称为零点偏置,由零点偏置G54/G57确定),并将该坐标值输入到数控系统中,数控系统则会自动将原点偏置加入到刀位点坐标中,使刀位点在编程坐标系下的坐标值转化为机床坐标系下的坐标值,从而使刀具运动到正确的位置。既:工件装夹到机床后,工件编程零点W在机床坐标系内一点的坐标值(X、Y、Z),作为零点偏置写入设置偏置G54/G57内。

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测量原点偏置实际上就是我们在数控机床操作中通常所说的“对刀”操作。

机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上精确调整设置的位置,坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。

数控机床开机时,必须先确定机床原点,而确定机床原点的运动就是刀具返回参考点的操作,这样通过返回参考点,就确定了机床原点。当控制系统启动是返回参考点后,可使控制系统与机床同步,各种补偿和软限位设置生效。

数控编程采用的坐标系称为编程坐标系,数控程序中的加工刀位点坐标均以编程坐标系为参照进行计算。一般情况下,编程零点是编程人员在计算坐标植时的起点,编程人员在编制程序的时候,不考虑工件在机床上的安装位置,它只是根据零件的特点及尺寸来编程。因此,对一般的零件来讲,工件零点既为编程零点。有时,同一工件在加工时根据加工需要可选择不同的点作为工件零点或编程零点。

总之,工件装夹到机床上时,需要根据机床坐标系确定工件坐标系的位置。工件坐标系零点W,是编程人员在编写程序时,在工件上建立的坐标系,理论上工件零点设置是任意的,但实际上,它是编程人员根据零件特点为了编程方便以及尺寸的直观性而设定的。选择工件坐标系时应注意:

1)工件零点应选择在零件的尺寸基准上,这样便于坐标值的计算,并减少错误;

2)工件零点尽量选在精度较高的工件表面,以提高被加工零件的加工精度;

3)对于对称零件,工件零点设在对称中心上;

4)对于一般零件,工件零点设在工件轮廓某一角上; 5)Z 轴方向上零点一般设在工件表面; 6)编程时应将刀具起点和程序原点设在同一处,这样可以简化程序,便于计算。

3.1.4 运动方向

对于具体机床来说,有的是刀具移动工作台(工件)不动,有的则是刀具不动而工作台(工件)移动。然而无论工件的结构是刀具移动还是工件移动,机床坐标系的运动永远假定刀具相对于静止的工件而运动。同时,运动的正方向是增大工件和刀具之间距离的方向。

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3.1.5 工件点描述举例:

在坐标系中每个点均可以通过方向(X、Y 和Z)和数值明确定义。工

件零点始终为坐标X0、Y0 和Z0,为了简化起见,我们在此示例中仅采用坐标系的X/Y平面。因此,点P1 到P4 具有以下坐标: P1 为 X100 Y50 P2 为 X-50 Y100 P3 为 X-105 Y-115 P4 为 X70 Y75

在铣削加工中还必须给出进给深度。因此我们也必须给第三个坐标赋

值(在此情况下为Z 坐标)举例: 点P1 到P3 具有以下坐标: P1 为X10 Y45 Z-5 P2 为X30 Y60 Z-20 P3 为X45 Y20 Z-15

3.1.6 极坐标

在之前我们所说明的坐标均在直角坐标系

中,我们称之为“直角坐标系”。但是另外还有一种坐标系可以使用,也就是“极坐标系”。

如果一个工件或者工件中的一部分是用半径和角度标注尺寸,则使用极坐标非常方便。标注尺寸的原点就是“极点”举例: 点P1 和P2 可以以极点为基准,具有以下坐标: P1 为半径=100 角度=30? P2 为半径=60 角度=75?

3.1.7 空间坐标 (可编程零点偏置)

空间坐标包含了把一个直角坐标系转换为另一个直角坐标系的运算规

则。

在一个空间坐标中可以使用以下功能:

1、 零点偏置 2、 旋转 3、 镜像 4、 比例 以上功能可单独使用,也可一起使用。

在实际加工中,加工一个倾斜轮廓的方法是将倾斜轮廓沿着机床轴平行装夹。另一个方法是利用可编程的空间坐标系来移动或旋转坐标系,按工件方向生成生成一个坐标系。工件可任意摆放,使加工和编程简化。 利用可编程的空间坐标:

1、 可以把零点移动到工件的任何地方。

2、 旋转坐标系使其与所需要的 工件加工面平行。

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3、 可以在与机床轴倾斜位置处装夹的工件平面上加工孔。 4、 一次装夹加工多个平面。

3.2 绝对/增量尺寸

绝对尺寸:在坐标系中用绝对尺寸描述各点的位置时,其坐标值都是

参考当前坐标系的零点。所有各点只有一个基准点。

增量尺寸:在坐标系中用增量尺寸描述各点位置时,其坐标值不是参考当前坐标系的零点,下一点的坐标用当前点到下一点的距离和方向表示。

3.3 加工平面

平面定义:一个平面由坐标系中的两个坐标轴确定,或者说每两个坐标轴确定一个平面,如:X-Y平面,第三个坐标轴始终垂直于该平面,并定义刀具进给深度(比如用于2? D 加工)。如:垂直于X-Y平面的第三坐标轴Z,成为第三轴或进给轴。

3.4 走刀路线与对刀点的选择

3.4.1 走刀路线的选择

3.4.2 对刀点的选择

4。 认识理解和编制程序

数控程序是由为使机床运转而给与数控装置的一系列指令的有序集合所构成的。靠这些指令使刀具按直线或者圆弧及其他曲线运动,控制主轴的回转、停止、切削液的开关、自动换刀装置和工作台自动交换装置的动作等。不同控制系统,其程序结构、G指令、M指令、程序名及子程序调用格式不尽相同,我们后面主要学习的内容是SINUMERIK840D数控系统。

4.1 程序结构 零件程序的结构形式要求符合DIN66025 标准。

一个(NC-/零件-)程序由程序名和一系列程序段构成(参见下表),每个程序段描述一个加工步骤,在一个程序段中以字的形式写出各个指令。而字是由地址符和数值所构成的,如:X(地址符)100.0(数值)Y(地址符)50.0(数值)。在加工步骤中,最后一个程序段包含一个特殊字,表明程序段结束:M2,M17, M30。

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