數(shù)控加工工藝知識(shí)與數(shù)控編程.pptx
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1、第四章第四章 材料加工材料加工CAM u CAM概述概述u 數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能規(guī)定數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能規(guī)定u 數(shù)控加工工藝知識(shí)數(shù)控加工工藝知識(shí)u 數(shù)控編程數(shù)控編程u 數(shù)控電火花線切割加工的程序編制數(shù)控電火花線切割加工的程序編制4.1 材料加工材料加工CAM 概述概述4.1.1 4.1.1 數(shù)控加工的基本概念數(shù)控加工的基本概念(一)(一)數(shù)控?cái)?shù)控(NC)的含義)的含義 數(shù)控:是數(shù)字控制(數(shù)控:是數(shù)字控制(Numerical control)的簡(jiǎn)稱,通常稱為)的簡(jiǎn)稱,通常稱為NC,是用數(shù),是用數(shù)字信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的一種控制方法。字信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的一種控制方法
2、。數(shù)控加工數(shù)控加工的含義的含義 是指在數(shù)控機(jī)床上加工零件的一種工藝方法。是指在數(shù)控機(jī)床上加工零件的一種工藝方法。實(shí)質(zhì):實(shí)質(zhì):用數(shù)控裝置(系統(tǒng))代替人操作機(jī)床進(jìn)行機(jī)械零件加工的一用數(shù)控裝置(系統(tǒng))代替人操作機(jī)床進(jìn)行機(jī)械零件加工的一種自動(dòng)化加工方法。種自動(dòng)化加工方法。所用的機(jī)床設(shè)備成為數(shù)字控制機(jī)床,簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床或所用的機(jī)床設(shè)備成為數(shù)字控制機(jī)床,簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床或NC機(jī)床。機(jī)床。(二二)工件輪廓的生成方法工件輪廓的生成方法 當(dāng)被加工工件上的輪廓為曲線或?yàn)榕c執(zhí)行部件移動(dòng)方向不一致的直線輪廓時(shí),此當(dāng)被加工工件上的輪廓為曲線或?yàn)榕c執(zhí)行部件移動(dòng)方向不一致的直線輪廓時(shí),此工件輪廓只能用沿工作臺(tái)或刀架運(yùn)動(dòng)方向的細(xì)分
3、線段來逼近代替。工件輪廓只能用沿工作臺(tái)或刀架運(yùn)動(dòng)方向的細(xì)分線段來逼近代替。工件的真實(shí)輪廓由機(jī)工件的真實(shí)輪廓由機(jī)床執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)生成。床執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)生成。如圖如圖4-1。圖圖4-1 工件輪廓用細(xì)分線段逼近工件輪廓用細(xì)分線段逼近yx0yx0 插補(bǔ)類型(按脈沖當(dāng)量的分配形式):插補(bǔ)類型(按脈沖當(dāng)量的分配形式):直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)沿直線分配脈沖沿直線分配脈沖圓弧插補(bǔ)圓弧插補(bǔ)沿圓弧分配脈沖沿圓弧分配脈沖其它插補(bǔ)類型(如,拋物線插補(bǔ)、高次曲線插補(bǔ),等等)其它插補(bǔ)類型(如,拋物線插補(bǔ)、高次曲線插補(bǔ),等等)插補(bǔ)運(yùn)算求解逼近軌跡上各點(diǎn)插補(bǔ)運(yùn)算求解逼近軌跡上各點(diǎn)(x,y)坐標(biāo)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。坐標(biāo)的數(shù)學(xué)
4、運(yùn)算。脈沖當(dāng)量機(jī)床執(zhí)行部件單位位移量,用于控制插補(bǔ)精度。脈沖當(dāng)量機(jī)床執(zhí)行部件單位位移量,用于控制插補(bǔ)精度。通常,脈沖當(dāng)量值由數(shù)控機(jī)床的加工精度決定。通常,脈沖當(dāng)量值由數(shù)控機(jī)床的加工精度決定。自動(dòng)插補(bǔ)運(yùn)算自動(dòng)插補(bǔ)運(yùn)算 直線插補(bǔ):只輸入執(zhí)行的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。直線插補(bǔ):只輸入執(zhí)行的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。圓弧插補(bǔ):輸入圓弧起點(diǎn)、終點(diǎn)和圓心坐標(biāo)(或半徑值)圓弧插補(bǔ):輸入圓弧起點(diǎn)、終點(diǎn)和圓心坐標(biāo)(或半徑值)由事先規(guī)定的圓弧角正負(fù)值來確定半徑位于弧的哪一邊(三三)數(shù)控加工作業(yè)過程數(shù)控加工作業(yè)過程零件圖樣零件圖樣加工工藝加工工藝程序編制程序編制加工加工信息信息程序程序數(shù)控裝置作數(shù)控裝置作信息處理信息處理指令指令脈沖
5、脈沖伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)作信號(hào)轉(zhuǎn)作信號(hào)轉(zhuǎn)換放大換放大驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行機(jī)床進(jìn)行加工加工位置檢測(cè)位置檢測(cè)工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋(一)數(shù)控機(jī)床組成(一)數(shù)控機(jī)床組成4.1.2 4.1.2 數(shù)控機(jī)床的組成、分類與發(fā)展數(shù)控機(jī)床的組成、分類與發(fā)展輸入裝置數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)機(jī)床執(zhí)行部件指令驅(qū)動(dòng)位置、速度反饋溫度反饋輸入介質(zhì) 輸入介質(zhì) 數(shù)控加工時(shí),所需的各種控制信息要靠某種中間載體攜帶和傳輸,這種載體稱為控制介質(zhì)。在控制介質(zhì)上保存著加工零件所必需的全部操作信息和刀具及工件移動(dòng)的信息,它記載著零件的加工程序。輸入介質(zhì)有:穿孔紙帶、磁帶或磁盤 數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機(jī)床主機(jī) 主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體,包括車身、
6、箱體、導(dǎo)軌、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件人造大理石床身(混凝土聚合物)天然大理石床身天然大理石床身機(jī)床排屑系統(tǒng)機(jī)床排屑系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更好的宜人性(人機(jī)關(guān)系及環(huán)保)數(shù)控機(jī)床應(yīng)有更好的宜人性(人機(jī)關(guān)系及環(huán)保)便于操作的機(jī)床結(jié)構(gòu)(二)分類(二)分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 按加工功能按加工功能直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床加工中心加工中心線切割機(jī)床線切割機(jī)床電火花機(jī)床電火花機(jī)床 按工藝用途分類按工藝用途分類立式數(shù)控車床立式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床快走絲電火花線切割機(jī)床快走絲電火花線切割機(jī)床
7、工作臺(tái)移動(dòng)式電火花機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)式電火花機(jī)床工作臺(tái)固定式電火花機(jī)床工作臺(tái)固定式電火花機(jī)床固定立柱立式加工中心固定立柱立式加工中心滑枕立式加工中心滑枕立式加工中心O O形整體床身立式加工中心形整體床身立式加工中心4.1.3 4.1.3 計(jì)算機(jī)在數(shù)控中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)在數(shù)控中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)控(計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Control,CNC)讀帶機(jī)小型或微型計(jì)算機(jī)接口伺服系統(tǒng)機(jī)床鍵盤直接數(shù)控(直接數(shù)控(Direct Numerical Control,DNC)電子計(jì)算機(jī)(CPU)鏈接裝置控制器1控制器2機(jī)床1機(jī)床2控制器n機(jī)床n常見數(shù)控系統(tǒng) SIEMENSFANUC立式數(shù)控銑床
8、立式數(shù)控銑床 4.1.4 4.1.4 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟編制程序的目的:用程序去實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的全部工藝規(guī)范。分析零件幾何形狀、尺寸和精度要求分析零件圖選擇工裝夾具、確定裝夾方式、加工路線和切削用量等 確定工藝過程根據(jù)零件圖和加工路線計(jì)算基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)等數(shù)控關(guān)鍵數(shù)據(jù) 數(shù)值計(jì)算按數(shù)控系統(tǒng)要求的格式編寫程序編寫程序單制備控制介質(zhì)程序校驗(yàn)首件試切(試加工)修改修改數(shù)控機(jī)床4.1.5 4.1.5 數(shù)控編程的種類數(shù)控編程的種類 手工編程 熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則 對(duì)編程人員的要求 具備機(jī)械加工工藝知識(shí)(一切CAM人員必備!)具備數(shù)值計(jì)算能力 自動(dòng)編程(2種模式)(1)以自動(dòng)編程語言為基礎(chǔ)
9、編程人員依據(jù)所用數(shù)控語言的編程手冊(cè)和零件圖樣,以語言的形式表達(dá)出加工的全部?jī)?nèi)容(加工原始數(shù)據(jù)和加工指令),輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理,得到可以直接用于數(shù)控機(jī)床的NC代碼。(2)以計(jì)算機(jī)繪圖為基礎(chǔ) 在對(duì)話方式下,完成零件圖定義、走刀路線的確定、加工參數(shù)的選擇。4.2 數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能規(guī)定數(shù)控機(jī)床的有關(guān)功能規(guī)定4.2.1 4.2.1 數(shù)控機(jī)床程序編制的有關(guān)規(guī)定數(shù)控機(jī)床程序編制的有關(guān)規(guī)定(一)穿孔帶和代碼(一)穿孔帶和代碼(二)程序格式(編程規(guī)則)(二)程序格式(編程規(guī)則)以人工編程G代碼為例 程序組成 程序若干程序段(行)的集合;程序段(行)完成某個(gè)或某些特定動(dòng)作的指令(代碼字)集合;指令(代碼字)由
10、操作(地址)符和操作內(nèi)容(數(shù)據(jù))構(gòu)成。即某一功能的一組代碼符號(hào),如X500,表示X 向尺寸為500 程序行內(nèi)指令(代碼字)的順序及其含義程序行內(nèi)指令(代碼字)的順序及其含義 例如:N001 G91 G00 X2700 Y3000 Z15000 M03 LF N002 N017 X-5000 Y-4000 Z14800 M02 LF代碼功 能代碼功 能G00G01G02G03G04G06G08G09G17G18G19G33G34點(diǎn)位控制點(diǎn)位控制直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)暫停拋物線插補(bǔ)加速減速XY平面選擇平面選擇ZX平面選擇平面選擇YZ平面選擇平面選擇
11、螺紋切削(等螺距)螺紋切削(增螺距)G35G3639G40G41G42G43G44G60G6579G80G8189G90G91螺紋切削(減螺距)內(nèi)部保留取消刀具補(bǔ)償?shù)毒邚较蜃笱a(bǔ)償?shù)毒邚较蛴已a(bǔ)償?shù)毒咻S向正補(bǔ)償?shù)毒咻S向負(fù)補(bǔ)償準(zhǔn)確定位保留用于點(diǎn)位控制取消固定循環(huán)固定循環(huán)#1#9絕對(duì)坐標(biāo)編程絕對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)編程常用G功能代碼摘要代碼功 能代碼功 能M00M01M02M03M04M05M06M07M08M09M10M11M13程序停機(jī)程序停機(jī)任選停機(jī)程序結(jié)束程序結(jié)束主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)主軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)主軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)主軸停轉(zhuǎn)主軸停轉(zhuǎn)換刀開2號(hào)切削液開開1號(hào)切削液號(hào)切削
12、液關(guān)閉切削液夾緊松開主軸順轉(zhuǎn)并開切削液M14M15M16M19M30M31M3235M4045M50M51M60M68M69主軸逆轉(zhuǎn)并開切削液正向()運(yùn)動(dòng)反向()運(yùn)動(dòng)主軸定向停止紙帶結(jié)束旁路互鎖固定切削速度保留開3號(hào)切削液開4號(hào)切削液換工件工件夾緊工件松開常用M功能代碼摘要加工程序的一般格式舉例:加工程序的一般格式舉例:%/開始符O1000 /程序名N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000 N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 N30 X90 N300 M30 /結(jié)束符%/程序主體4.2.2 4.2.2 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸及運(yùn)動(dòng)方向數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸及
13、運(yùn)動(dòng)方向 規(guī)定:“工件不動(dòng)”,刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng);直角坐標(biāo)系滿足右手定則和右旋定則;機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向;數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定方法 1 1、假定刀具相對(duì)于固定的、假定刀具相對(duì)于固定的 工件運(yùn)動(dòng)工件運(yùn)動(dòng) 2 2、增大工件和刀具之間距離的方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的正方向、增大工件和刀具之間距離的方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的正方向3 3、采用右手笛卡兒坐標(biāo)系、采用右手笛卡兒坐標(biāo)系直線坐標(biāo) X Y Z旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) A B C附加坐標(biāo) U V W 4 4、確定順序:、確定順序:Z-X-YZ-X-Y (P127P127P128P128)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn) 在數(shù)控車床上,機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處,見左圖。
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