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数控机床与编程 教学课件 作者 郑堤 主编 第四章 数控加工与编程基础.ppt 148页
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1．零件的安装 在数控机床上加工零件时，定位安装的基本原则与普通机床相同，要合理选择定位基准和夹紧方案，为了提高数控机床的效率，在确定定位基准与夹紧方案时应注意下列几点： （1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。 （2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 （3）避免采用占用机时的人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。
各种刀具刀位点
数控机床所用刀具要求切削性能好、精度高、可靠性高、耐用度高、断屑及排屑性能好，装夹调整方便等，合理选用既能提高加工效率又能提高产品质量。 数控机床一般优先选用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及其它一些专用刀具。此外，根据实际情况，尽可能选用各种先进刀具如可转位刀具，整体硬质合金刀具，陶瓷刀具等，以适应数控加工耐用、稳定、易调、可换等要求。所选刀具的类型、规格和精度等级应符合加工能力要求，刀具材料应与工件材料相适应。由于数控加工工件一般较为复杂，选择刀具时还应特别注意刀具的形状，保证在切削加工过程中刀具不与工件轮廓发生干涉。 在选择好刀具后，要把刀具的名称、规格、代号以及要加工的部位记录下来，并填入相应的工艺文件，供编程时使用。
2．切削用量选择 切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。 合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
（1）确定背吃刀量
主要依据机床、夹具、刀具和工件的工艺系统刚度来决定。在刚度允许的情况下，ap相当于加工余量，应以最少的进给次数切除这一加工余量，最好一次切净余量，以便提高生产效率。但为了保证加工精度和表面粗糙度，一般都要留一点余量最后精加工。在数控机床上，精加工余量可小于普通机床，一般可取（0.2～0.5）mm
（2）确定主轴转速
主要根据允许的切削速度υc（m/min）选取 n=1000υc/（πd）式中υc—切削速度； d—工件或刀具直径（mm） 切削速度高,也能提高生产效率,但应首先考虑采用尽可能大的背吃刀量来提高生产率,因为切削速度与刀具耐用度关系密切,随着vc的加大,刀具耐用度将急剧降低,故vc的选择主要取决于刀具耐用度。
（3）进给量
进给量或进给速度是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。当加工精度要求高，表面粗糙度数值小时，进给量数值应取小些，一般在20～50mm/min范围内选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉当量有关。
数控加工的程序格式与标准数控代码 一、
常用的数控标准和指令代码
1. ISO代码和EIA代码
国际标准化协会
美国电子工业协会
2. 数控标准的内容：
数控的名词术语；
数控机床的坐标轴和运动方向；
数控机床的字符编码（ISO代码、EIA代码）
数控编程的程序段格式；
准备机能（G代码）和辅助机能（M代码）；
进给功能、主轴功能和刀具功能。
二、程序结构与程序段格式
1. 加工程序的结构
主程序和子程序
程序段(block)
地址和数据 2. 程序段格式
? 常用地址字符
义 A 、B、 C 围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字 F 、S、T 进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能 G
准备机能 I、J、K 插补参数 M
辅助机能 N
程序段序号 U、V 、W 与X、Y、Z轴平行的第2移动坐标尺寸字 X 、Y、 Z 主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字
（1）程序段
由程序段序号＋若干个程序字＋结束符LF组成。
一个程序段表示一个完整的加工工步或动作。
由英文字母，数字和小数点，正负号和功能符号组成。
指令结构：程序字(地址符）＋数字和符号
程序字分类：分为功能字和坐标字
（4）程序名（号）
FANUC：O +数字和文字，
O 0123，O 0FILE
SIEMENS： % +数字和文字， % 0012， %
（5）子程序
子程序应用范围：
1）若干相同轮廓；2）有相同的加工路线；
3）一个轮廓需要分多层加
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机电一体化全套课件.ppt 机电一体化数控系统设计,指导教师:徐寅林,什么是机电一体化?,机--- 机械 例如 机床,织机,照相机机械部分等,电--- 电子技术 例如 电子管,晶体管,集成电路等,机械+电子技术 =机电一体化 ?,信息技术 例如计算机技术,是一门机械学、微电子学、信息科学的综合科学,机电一体化,,产品 自动照相机，磁盘驱动器,加工机械 数控机床，工业机器人，自动流水线等,本课程的目的任务,1.了解机电一体化数控系统的基本概念,基本知识2.培养一定的数控系统应用,分析,设计能力,主要讲数控技术,发展概况,,18世纪初开始的第一次技术革命,珍 妮 纺 纱 机,-----------------以纺织机的发明和应用为先导,蒸汽机的应用将第一次技术革命推向高潮,棉纺织行业率先进行技术革新,英国早期纺织厂,生产力迅速提高,工业革命使社会生产力有惊人的发展。以英国为例，从1770年到1840年，每个工人的日生产率平均提高20倍。……英国原棉消耗量从1800年的5200万磅，增加到1840年的45590万磅。生铁产量1720年为25000吨，1840年增至139640吨。煤产量1790年为260万吨，1836年增至3000万吨。——摘自吴于廑、齐世荣主编《世界史·近代史编》下卷,机械制造业的兴起,促进了：,还有其它：采矿，冶金，化工等的发展，先后采用蒸汽机为动力,手工作坊被近代工业所代替,英国在19世纪30年代末完成工业革命，成为称雄世界的工业强国,传统的机械工业一直未重视与微电子、信息技术的结合,微电子技术的发展,日第一个晶体管NPN Ge晶体管 W. Schokley J. Bardeen W. Brattain,肖克利,1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片,集成电路芯片的显微照片,1965年集成度为100个晶体管的小规模集成电路年100—1万单元的大规模集成电路1978年以后10万—大于100万个超大规模集成电路,微机技术的发展:,1971年:第一个CPU4004,Pentium IV CPU芯片,,集成电路走向系统芯片,,结合于20世纪40年代,机电一体化技术革命,以汽车工业为例:,上世纪60年代开始研究在汽车产品中应用电子技术,桑塔纳报警电路,汽车制造系统也发生了区大变化,广泛采用AUTOCAD,AUTOCAM进行产品设计制造,机器人的使用,焊接,装配,数控技术的发展,1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置1960年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC)，这是第五代数控系统。,80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。,世界各国数控技术发展水平,虽然1952年美国首先研制出第１台数控铣床但数控机床的发展，还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，电子系统方面，德国的电子系统工业也很强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就拿到了机床界的牛耳。 日本人的强项就是仿造，从上世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国 。,我国数控产业情况,1957年开始研制1958年，北京第一机床厂与清华大学合作研制出电子管电路的数控立式升降台铣床。1961年，清华大学研制出XPK－01型劈锥加工数控铣床，采用了晶体管分立元件的三坐标开环系统 1980年以后，曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳 。1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。,我国数控行业存在问题：,（１） 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销； （２） 高技术水平、全功能产品主要靠进口； （３） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口； （４） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用； （５） 自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。,机电一体化定义,机电一体化许多关键技术是美国人发明的，但机电一体化“Mechatronics”却为日本人所发明。 Mechatronics=Mechanics+Electronics,机电一体化定义：机电一体化这个词乃是在系统的动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件有机结合而成系统的总称。,机电一体化产品：,,机电一体化在加工机械中的应用--数控技术,机电一体化三大支柱：数控技术PLC工业机器人,数控的概念与发展,数控技术是指用数字化的信息对某一对象进行控制的技术，控制对象可以是位移、角度、速度等机械量,具体地说：数控是 形?数, 数?形 的转换技术,即：用数字量描述运动进而来控制运动的技术,Numerical Control,=NC,Computer Numerical Control,=CNC,NC与CNC,一.数控机械一般由三个部分组成,数控系统的分类,一. 按控制运动轨迹分类,1．点位控制系统,,2．直线控制系统,3．曲线控制系统,二．按插补方式分类,1．数字积分法,2。逐点比较法,三. 按控制方式分类,1.开环控制系统,2。半闭环控制系统,位置检测直接接在伺服电机转轴上，另外还有速度检测器,三。全闭环系统,位置检测安装在工作台上,数控技术,南京师范大学物科院徐寅林,日星期三,43,第二章 数控的数学原理,常用插补算法,就是运用特定的算法对工件加工轨迹进行运算并根据运算结果向相应的坐标发出运动指令的过程。通常就是用一系列的折线逼近理想直线、圆弧等,插补算法分类,逐点比较法数字积分法比较积分法时间分割法等,脉冲增量法（用于开环系统） 逐点比较法、数字积分法、比较积分法数据采样法（用于闭环系统） 时间分割法、扩展DDA法。,插补,,,日星期三,44,2-1 逐点比较法插补,逐点比较法插补概念： 每走一步都将加工点与给定轨迹进行比较，以确定下一步进给方向。,插补步骤,日星期三,45,2-1 逐点比较法插补,插补规则当F?0，则沿+X方向进给一步当F0时；,当M在OA下方，即F<0时；,,,,日星期三,46,2-1 逐点比较法插补,当Fi,j ?0 新加工点坐标为: Xi+1= Xi +1, Yj+1=Yj 新偏差为: Fi+1,j=XeYj-(Xi +1) Yj = Fi,j -Ye,当Fi,j 0；当M(Xi,Yi)在圆弧内，则F<0；,插补规则 当F?0， 则沿-X方向进给一步 当F<0， 则沿+Y方向进给一步,偏差判别式,日星期三,51,2-1 逐点比较法插补,当Fi,j ?0 新加工点坐标为: Xi+1= Xi -1, Yj+1=Yj 新偏差为:,当Fi,j <0 新加工点坐标为: Xi+1= Xi, Yj+1=Yj+1 新偏差为:,终点判别方法：| Xe- X0| + | Ye - Y0|??,偏差判别函数的递推形式 设当前切削点M(Xi,Yi)的偏差为 则根据偏差公式,日星期三,52,2-1 逐点比较法插补,逐点比较法圆弧插补示例,日星期三,53,2-1 逐点比较法插补,日星期三,54,2-1 逐点比较法插补,四象限圆弧插补进给方向 偏差大于等于零向圆内进给，偏差 小于零向圆外进给,日星期三,55,2-1 逐点比较法插补,四象限圆弧插补计算表,日星期三,56,2-1 逐点比较法插补,第一象限逆圆弧插补程序框图,日星期三,57,2-2 数字积分法插补,特点： 用参数方程表达插补曲线 易于实现多坐标联动插补,一、数字积分法的工作原理,,日星期三,58,函数的积分运算变成了变量的累加运算，如果Δ足够小时，则累加求和运算代替积分运算所引入的误差可以不超过所允许的误差。,2-2 数字积分法插补,日星期三,59,二、数字积分法直线插补,,日星期三,60,2-2 数字积分法插补,实现该直线插补的硬件方法,被积函数寄存器的函数值本应为Vx和Vy，但从累加溢出的时间比例来说，存放xx=m=xe yy=n=ye其插补结果等效。,日星期三,61,数字积分法直线插补示例设要加工直线OA，起点O（0，0），终点A（5，2）。若被积函数寄存器、累加器的容量均为三位二进制寄存器，则累加次数Q＝23＝8，插补前累加器清零。,2-2 数字积分法插补,XX=101=5YY=010=2,日星期三,62,2-2 数字积分法插补,数字积分法直线插补运算过程（前五步）,日星期三,63,三、数字积分法圆弧插补,2-2 数字积分法插补,第一象限逆园插补,图中参数有下述相似关系,公式对照,,,则,设,日星期三,64,,,X轴被积函数寄存器（Yi）,,?,,X轴积分累加器,Y轴积分累加器,,?,,Y轴被积函数寄存器（Xi）,,,,,X轴溢出脉冲,,,Y轴溢出脉冲,插补控制脉冲,+1,-1,,,,,,,,数字积分圆弧插补框图,2-2 数字积分法插补,日星期三,65,数字积分直线插补与圆弧插补的区别,2-2 数字积分法插补,日星期三,66,2-2 数字积分法插补,第一象限逆圆弧插补计算举例,余数寄存器容量至少3位，故累加至n=2N=8，将有脉冲溢出。终点判别总步数为: |Xe-X0 | + | Ye-Y0 | =10,日星期三,67,2-2 数字积分法插补,日星期三,68,数据采样插补法（又称为数字增量插补法） 基本原理 用一系列首尾相连的微小直线段来逼近给定轨迹。这些微小直线段是根据程编进给速度（F指令），将给定轨迹按每个插补周期TS 对应的进给量（轮廓步长或进给步长ΔL）来分割的。每个TS 内计算出下一个周期各坐标进给位移增量(ΔX,ΔY)，即下一插补点的指令位置；CNC装置按给定采样周期TC （位置控制周期）对各坐标实际位置进行采样，并将其与指令位置比较，得出位置跟随误差，由此对伺服系统进行控制。,2-3 时间分割法插补,日星期三,69,2-3 时间分割法插补,常用时间分割插补算法——把加工一段直线或圆弧的整段时间分为许多相等的时间间隔，该时间间隔T称为单位时间间隔，也即插补周期。插补周期T内的合成进给量f 称为一次插补进给量。 若进给速度v的单位取mm/min，插补周期T的单位取ms，插补进给量的单位取μm，则一次插补进给量 ：　　例：ＦＡＮＵＣ７Ｍ系统　设F为程序编制中给定的速度指令（单位为mm/min) ；插补周期T为８ｍｓ； f 为一个插补周期的进给量(单位为μm) ;则,日星期三,70,2-3 时间分割法插补,时间分割插补算法要解决的关键问题 插补周期T的选择 插补周期内各坐标轴进给量的计算,插补周期T的选择,,1、插补周期T与插补运算时间的关系插补周期T 必须大于插补运算时间与完成其它实时任务（插补及位置误差计算、显示、监控、I/O处理）所需时间 之和,2、插补周期T与位置反馈采 样的关系插补周期T与位置反馈采 样周期可以相同，也可以不同。 如果不同，则一般插补周期应是采样周期的整数倍。,日星期三,71,2-3 时间分割法插补,3、插补周期与精度、速度的关系在直线插补中，插补所形成的每个直线段与给定的直线重合，不会造成轨迹误差。 在圆弧插补时，一般用内接弦线或内外均差弦线来逼近圆弧，这种逼近必然会造成轨迹误差。,最大半径误差eR与步距角δ的关系 eR=R ( 1-cos(δ/2)）对上式进行幂级数展开并化简则得：最大径向误差： eR=(FT)2/ 8R当给定R、f 和eR，则应有 T=(8ReR)1/2/ F,日星期三,72,2-3 时间分割法插补,插补周期内各坐标轴进给量的计算,设给定直线OA，动点Mi-1(Xi-1, Yi-1)，程编进给速度F，插补周期T ，插补进给量f （进给步长）则 f ＝FT 由图可得如下关系：,则T内各坐标轴对应的位移增量 ΔXi= f Xe/L ΔYi= f Ye/L,由此可得下一个插补点Mi(Xi, Yi)的坐标值为： Xi = Xi-1 + ΔXi = Xi-1 + f Xe/L Yi = Yi-1 + ΔYi = Yi-1 +f Ye/L,日星期三,73,2-4 刀具半径的补偿,轮廓加工时，刀具中心轨迹总相对于零件轮廓偏移一个刀具半径值。这个 偏移量称为刀具半径补偿量。刀具半径补偿作用（刀补）：根据零件轮廓和刀具半径值计算出刀具中心的运动轨迹，作为插补计算的依据。,加工内轮廓，刀具向零件内偏一个半径值加工外轮廓，刀具向零件外偏一个半径值,日星期三,74,半径补偿的过渡形式 圆弧过渡（传统） 直线过渡（现代）,2-4 刀具半径的补偿,,圆弧过渡的过切现象,圆弧过渡增加辅助圆弧程序段（b1b2程序段）,直线过渡需求出刀具中心轨迹的交点b，此方法称为C机能刀具半径补偿,日星期三,75,2-4 刀具半径的补偿,直线过渡的C机能刀具半径补偿,P1、P2、P3…：程序段第一步：P1读入、译码?BS ?算出P1的刀具中心轨迹?CS 第二步：?P2 ?BS ?算出P2的刀具中心轨迹?判别P1和P2的程编轨迹转接方式?修正、确定CS中P1的刀具中心轨迹? AS第三步： ? P2程编轨迹（BS）?CS ? P1的刀具中心轨迹（AS） ?OS插补计算?位置控制?利用插补与位控的间隙P3 ?BS ?算出P3的程编轨迹?判别P2和P3的程编轨迹转接方式?确定CS中P2的刀具中心轨迹? … …,日星期三,76,C 机能补偿的几种转接情况：,2-4 刀具半径的补偿,缩短型转接,伸长型转接,插入型转接,日星期三,77,如图所示，被加工直线的终点坐标为（6，4），请写出逐点比较法插补计算过程，并在图中添加轨迹。,本章作业,,,日星期三,78,如图所示，被加工圆弧的起点坐标为（4，0），终点坐标为（0，4），请写出逐点比较法插补计算过程，并在图中添加轨迹。,本章作业,,日星期三,79,如图所示，被加工直线的终点坐标为（6，4），请写出数字积分法插补计算过程，并在图中添加轨迹。,本章作业,,,日星期三,80,如图所示，被加工圆弧的起点坐标为（4，0），终的终点坐标为（0，4），请写出数字积分法插补计算过程，并在图中添加轨迹。提示：yi Jx xi JY,本章作业,,,,,日星期三,81,,,本章结束 ！,请各位同学认真复习本章内容！,日星期三,82,日星期三,83,数字积分法第一象限直线差补法程序框图,日星期三,84,,DDA圆弧插补与DDA直线插补累加运算公式对照,DDA圆弧插补累加运算公式,DDA直线插补累加运算公式,,3-2 数字积分法插补,日星期三,85,3-2 数字积分法插补,日星期三,86,,第三章 数控编程及数控自动编程语言,一。数控编程目的数控编程实际上是把机械运动及工艺常数转换成数控机械能够识别的代号或指令,二。编程的一般步骤,三。数控程序的形式,数学上表示运动轨迹、速度、位移： y=kx (5,3),,ISO数控指令：G01X5Y3F25,3B格式： B5B3B5GXL1,四。数控编程的方法,1）手工编程　直接在数控机床上进行编程的方法为手工编程，一般加工简单零件用这种方法编程。2）坐标读取编程3）自动编程　对于复杂的零件，其轮廓线不是在简单的平面上，而是由复杂的空间曲线和空间曲面组成，用手工编程方法编程很困难，则需要使用自动编程方法编程。即使用专用软件进行编程，过去用APT软件描述加工过程，称为自动编程，现代自动编程是指通过CAD/CAM处理后自动生成NC程序的编程方法。,第3-2节ISO数控程序标准简介,一。坐标系及运动方向1。坐标系的确定原则 1）刀具相对于静止工件而运动的原则 这个原则规定不论数控机床是刀具运动还是工件运动，编程时均以刀具的运动轨迹来编写程序，这样可按零件图的加工轮廓直接确定数控机床的加工过程。,2）标准坐标系的规定,标准坐标系是一个直角坐标系,二。机床坐标轴的确定方法,Z轴表示传递切削动力的主轴，X轴平行于工件的装夹平面，一般取水平位置，根据右手直角坐标系的规定，确定了X和Z坐标轴的方向，自然能确定Y轴的方向,1）车床坐标系,2）立式铣床坐标系,3）卧式铣床坐标系,三。数控机床的两种坐标系,1。机床坐标系 机床坐标系XYZ是生产厂家在机床上设定的坐标系，其原点是机床上的一个固定点,2。工件坐标系,设定工件坐标系XpYpZp目的是为了编程方便。设置工件坐标系原点的原则尽可能选择在工件上，工件坐标系的坐标轴方向与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。,加工起始点,在工件坐标系中用G92指定加工起始点 G92X40.0Z25.0,(40.0,25.0),3.绝对坐标和相对坐标,1).绝对坐标表示法,将刀具运动位置的坐标值表示为相对于坐标原点的距离，这种坐标的表示法称之为绝对坐标表示法。大多数的数控系统都以G90指令表示使用绝对坐标编程。,2).相对坐标表示法,将刀具运动位置的坐标值表示为相对于前一位置坐标的增量 ,以G91指令表示.,四。数控系统功指令代码,数控系统的指令代码分为二大类：准备功能代码辅助功能代码1）准备功能代码准备功能代码主要用于控制刀具对工件进行切削加工，准备功能Ｇ代码由地址字符Ｇ与后面的二位数字组成,,,第3-3节 手工编程,1 数控机床加工工艺分析 确定进给速度、主轴转速、加工起始点、方向、路径、选定刀具,,2。进行必要的线段和尺寸分析,例：数控车床车削端面加工路线如图所示A-B-0p-D，其中A为换刀点，B为切入点，C-0p为刀具切削轨迹，0p为切出点，D为退刀点。,将图可分为AB,BOp,OpD,DA四个线段,3。求出A、B、C、D各节点坐标值4。编程5。制作程序控制介质,常见ISO指令加工程序,加工程序简介加工程序使用数控装置能识别的指令代码和数字代码描述数控机床的工艺过程，国际上广泛使用ISO标准G指令和M指令，我国机械工业部制订的标准JB3208－83与国际ISO标准等效。,一。程序段格式,程序段由程序序号、地址符、数字值和程序段结束符组成。例如： N＿＿　G＿＿　F＿＿　T＿＿　S＿＿　M＿＿　LF式中：N 程序序号地址符；G　　 准备功能地址符；F　　 进给速度地址符；T　　 刀具号地址符；S　　 主轴转速地址符；M　　辅助功能地址符； LF　 程序段结束地址符；,一个完整的加工程序由程序名、程序段和程序结束指令组成。其中程序名由符号（如%、O、P或其它符号）与后面的2-4位数字组成；程序结束指令一般为M02或M30,例如：O G00 X0 Y0 Z2 T01 S2000 M03 LF　N0020 G01 Z-10 F200　LF------------N0100 M02 LF,二。与坐标有关的指令,1. 设定工件坐标系G92指令 指令格式 G92 X__ Y__ Z__指令功能 设定工件坐标系,指令说明,1在机床上建立工件坐标系并指定加工起始点； 2 如图所示，坐标值X、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中的坐标值（也称起刀点或换刀点）；,2. 绝对坐标输入方式G90指令和增量坐标输入方式G91指令,指令格式 G90 G91 指令功能 设定坐标输入方式,指令说明 1 G90指令建立绝对坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开工件坐标系原点的距离；2 G91指令建立增量坐标输入方式，移动指令目标点的坐标值X、Y、Z表示刀具离开当前点的坐标增量,3. 快速点定位G00指令,指令格式 G00 X__ Y__ Z__指令功能 快速点定位,指令说明 1 刀具以各轴内定的速度由始点（当前点）快速移动到目标点； 2 刀具运动轨迹与各轴快速移动速度有关； 3 刀具在起始点开始加速至预定的速度，到达目标点前减速定位。,例题。如图4-1-3所示，刀具从O点快速移动至A-B-C点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。,绝对坐标编程：N001 G92 X0 Y0 Z0 设工件坐标系原点，换刀点O与机床坐标系 原点重合N002 G90 G00 X20Y10 刀具快速移动至A点N003 G00 X40 Y30 刀具快速移动至B点定位N004 X60 Y30 刀具从始点B快移至终点C,用增量值方式编程N001 G92 X0 Y0 Z0N002 G91 G00 X20 Y10 N003 X20 Y20 N004 X20 Y0,4. 直线插补G01指令,指令格式 G01 X__ Y__ Z__ F__指令功能 直线插补运动,指令说明 1 刀具按照F指令所规定的进给速度直线插补至目标点；2 F代码是模态代码，在没有新的F代码替代前一直有效；3 各轴实际的进给速度是F速度在该轴方向上的投影分量； 4用G90或G91可以分别按绝对坐标方式或增量坐标方式编程,例题,如图所示，刀具从A点直线插补至B点，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。G90 G01 X60 Y30 F200 或 G91 G01 X40 Y20 F200,G00和G01指令使用举例,在下面的图形中，箭头的方向表示刀具运动方向，刀具的进给速度为100mm/min。刀具首先从原点出发，最后回到原点，虚线部分表示用G00指令移动。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,O,20 50,20,50,1,2,3,4,X,Y,,,,,,绝对坐标(G90)编程,N10 G92 X0 Y0;N50 G90 G00X20.Y20.S G01 Y50. F100;N70 X50;N80 Y20; N90 X20; N100 G00Z100.;N110 X0Y0;,增量坐标（91）编程,N10 G92 X0 Y0;N50 G91G00X20.Y20.S G01 Y30. F200 ;N70 X30.;N80 Y-30.; N90 X-30. ; N100 G00Z100.;N110 X-20.0 Y-20.0;N120 M02;,G00、G01指令练习,如下图所示，要求刀具从工件坐标系的原点出发，加工完成之后再回到原点。顺时针方向走刀，进给速度为F100，用G90模式和G91模式各编一个程序。,,例题:如图所示，设零件各表面已完成粗加工，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式　编写G00，G01程序段。,加工路径：A-B-C-D-E-F,绝对坐标编程：N005 G92 X60 Z80 定起始点N010 G90 G00 X18 Z2 A-BN020 G01 X18 Z-15 F50 B-CN030 G01 X30 Z-26　　 C-DN040 G01 X30 Z-36　 D-EN050 G01 X42 Z-36　　 E-F,PRG14.GSK,增量坐标编程：N005 G92 X80 Z60N010 G91 G00 X-62 Z-58 A - BN020 G01 Z-17 Ｆ50　Ｂ-ＣN030 G01 X12 Z-11 Ｃ-ＤN040 G01 Z-10 Ｄ-ＥN050 G01 X12 Ｅ-Ｆ,5. 插补平面选择G17、G18、G19指令,指令格式 G17 、G18、G19指令功能 表示选择的插补平面指令说明 1 G17表示选择XY平面； 2 G18表示选择ZX平面； 3 G19表示选择YZ平面。,G17 XY插补平面,G18 XZ插补平面,G19 YZ插补平面,6. 顺时针圆弧插补G02指令和逆时针圆弧插补G03指令,XY平面圆弧插补指令 G02 R_ G17 X__Y_ F__ G03 I_ J_
ZX平面圆弧插补指令 G02 R__ G18 X_ Z_ F_ G03 I_ K_YZ平面圆弧插补指令 G02 R_ G19 Y_Z_ F_ G03 J_ K_,指令说明 1. X、Y、Z为圆弧终点坐标值，如果采用增量坐标方式G91，X、Y、Z表示圆弧终点相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量；　2.I、J、K表示圆弧圆心相对于圆弧起点在各坐标轴方向上的增量，与G90或G91的定义无关；　3.R是圆弧半径，当圆弧所对应的圆心角为0°～180°时，R取正值；圆心角为180°～360°时，R取负值； 4. I、J、K的值为零时可以省略；,(1)I、J、K指令的使用,下面我们用一个例子来说明I，J，K具体的使用方法。在下面的例子中，刀具的起始点在A点，圆弧半径为R30，圆弧中心的坐标为（10，10）。,,A,B,I,J,（圆弧起点）,（圆弧终点）,中心,Y,X,,,,⑴ 绝对（G90）指令状态 G90 G03 X20.Y40.I-30.J-10.F100 ； 其中I-30．J-10．是A点（圆弧起点）到圆弧中心的矢量在X、Y方向上的分量。⑵增量（G91）指令状态 G91 G03 X-20. Y20.I-30. J-10. F100; 其中I-30．J-10．是A点（圆弧起点）到圆弧中心的矢量在X、Y方向上的分量。 从上面的例子可以看出在切削圆弧时，无论是在G90状态，还是在G91状态下，I、J的数值都使用增量值。K的使用方法和I、J使用方法相同。,(2)圆弧半径R指令,当进行圆弧插补时，I、J、K指令可以直接用半径指令R来代替，其指令格式及使用方法我们用下面的例子来说明。,,在上图中我们要加工一个从A点加工到B点的圆弧，其中圆弧半径用R指令来指定，程序如下： ⑴绝对（G90）指令 G90 G02 X70.Y20. R50. F100 ; X70.Y20. 是B点的坐标值； R50.为圆弧半径； ⑵增量（G91）指令 G91 G02 X50.Y-50.R50.F100 ； X50.Y-50. 是A点到B点的坐标增量； R50. 圆弧半径；,(3). 整圆插补时I、J、K的使用,进行整圆插补时，编程时必须使用I，J，K指令来指定圆弧中心。如果使用半径R指令进行整圆插补，则系统认为是0度圆弧，刀具将不做任何运动。 例如：顺时针方向切削一个半径40的整圆时 （1）从A点开始顺时针整圆切削 绝对指令编程： G90 G02 X0 Y40．J－40．F100 ； （2）从B点开始顺时针整圆切削 绝对指令编程： G90 G02 X40 Y0 I－40．F100 ； 如果上面的程序段写成G90（G91）G02 X40. Y0 R40.时，那么刀具将做错误的切削运动。,,O11.CNCO12.CNC,如果用指令R来指定圆弧半径时，当圆弧角度小于或等于180度时，R值为正；当圆弧角度大于180度小于360度时，R值为负。G90 G02 X70．Y20．R－50．F100；,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,70,20,20,70,X,Y,R50,起点,终点,,,,,,,,顺逆圆弧的区分,例题:如图所示，设起刀点在坐标原点O，刀具沿A-B-C路线切削加工，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。,绝对坐标编程G92 X0 Y0 Z0 设工件坐标系原点、机床 坐标系原点与换刀点重合 （参考点）G90 G00 X200 Y40 刀具快速移动至A点G03 X140 Y100 I-60(或R60) F100G02 X120 Y60 I-50 (或R50),O07.CNC,增量坐标编程G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X200 Y40G03 X-60 Y60 I-60 (或R60) F100G02 X-20 Y-40 I-50 (或R50),例题： 刀具起始点为坐标原点，其终点也是原点，走刀方向为顺时针，进给速度为F100。O X0 Y0;N20 G90G00X-60.Y-40.S G01X-60.Y0F100;N40 G02X0Y60.I60.;N50 G01X40.Y0;N60 G02X0Y-40.I-40.;N70 G01X-60.Y-40.;N80 G00Z100.M05;N90 G00X0Y0;N100 M30;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,-40,40,-60,60,N1,N2,N3,N4,N5,N6,N7,R40,R60,X,Y,,,O13.CNC,例题:如图所示，起刀点在坐标原点O，从O点快速移动至A点，逆时针加工整圆，使用绝对坐标与增量坐标方式编程。,绝对坐标编程G92 X0 Y0 Z0G90 G00 X30 Y0 G03 I-30 J0 F100G00 X0 Y0,增量坐标编程G92 X0 Y0 Z0G91 G00 X30 Y0G03 I-30 J0 F100G00 X-30 Y0,例题:如图所示，走刀路线为A-B-C-D-E-F，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编程。,绝对坐标编程G03 X34 Z-4 K-4（或R4）F50 　 　 A-BG01 Z-20　　　　　　　　　　　　 B-CG02 Z-40 R20　　　　　　　　　 C-DG01 Z-58 D-EG02 X50 Z-66 I8（或R8）　　 　 E-F,相对坐标编程G03 X-34 Z-4 K-4（或R4）F50 　 　 A-BG01 Z-16　　　　　　　 　　　　　 B-CG02 Z-20 R20　　　　　　　　　 C-DG01 Z-18 D-EG02 X16 Z-8 I8（或R8） 　　 　 E-F,G00、G01、G02、G03指令使用练习,从原点出发顺时针方向走刀，最后回到原点。切削进给速度为F100，圆弧中心使用I，J编程。,,五。刀具补偿,1。刀补原理 在轮廓加工中，由于刀具具有一定的半径，所以在加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件的轮廓相重合，而需要与被加工轮廓偏置一个刀具半径值R的距离，只有这样才能加工出与图纸上一致的零件轮廓。我们管这种偏置功能叫做刀具半径补偿。 刀具半径补偿的范围为0~999 mm，精度为0.001~0.01mm。,
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