西北工大数控视频的笔记.docx

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西北工大数控视频的笔记

西北工大_数控技术.共43讲

笔记

第一章

数控机床分类：

1、点位控制机床

2、直线控制机床-同时控制定位精度和移动路线及位移速度，控制2-3轴。

只有一根轴位连续控制，有位置补偿。

数控车、数控铣

3、轮廓控制机床-多轴位移、速度连续控制，复杂轮廓，多种补偿功能，用于全功能数控机床。

按伺服系统控制原理分类：

1、开环控制数控机床-位置速度信号为单向控制，没有反馈信号。

（简单，控制精度低、使用步进电机，普通机床数控化改造。

）2。

、闭环控制数控机床：

控制系统以指令信号和反馈信号的比较差值作为控制信号控制刀具位置及速度。

（要求高，且大型的）

3、半闭环控制数控机床：

与闭环控制的反馈信号的采集点不同。

（其位置反馈信号采集点在伺服电机上，通过伺服电机旋转的角度来判断工件位置，误差要大一些-——伺服电机到工作台这一环节上。

）【伺服电机----丝杠----工作台，出现丝杠间隙，螺距误差等】{环节少，系统容易调试稳定，调试简单。

}

按功能水平（CPU、联联动轴数、精度、自动化程度等）：

低档，分辨率10μm开环联动轴数2-3轴、中档，分辨率1μm半闭环或闭环2-4轴、高档，分辨率0.1μm半闭环或闭环3-5。

大量采用硬质合金刀具，陶瓷刀具（耐磨性要好，减少换刀次数，减少刀具补偿次数），使用通用夹具（容易配备,降低成本）。

适用范围：

1.形状结构复杂，精度要求高的零件加工

2.零件品种结构频繁更换的零件加工

3.采用数控机床可显著提高工作效率的零件加工

不适用零件的粗加工；结构简单、精度要求低的零件加工。

1．曲线轮廓、内腔如椭圆，螺旋线；人工加工精度不稳定

2．普通机床需改变夹具、刀具工艺路线排列。

变换成本高

3．高性能刀具、高速大功率切削。

第二章数控加工编程基础

一、定义：

数控编程是指将零件加工的工艺要素、操作步骤、机床辅助动作等全部按规定的格式编写成数控系统能够接受的程序，并将之输入到数控装置的这一过程。

二、1.分析图样、确定工艺过程（结构特点、尺寸、精度、技术要求、材料、批量等分析和了解，以确定零件加工的工艺路线（加工顺序，装夹定位方式、机床、刀具、夹具、量具等）2.相关计算点线面3.编写程序单4.制作介质5.程序校验并试加工（轨迹仿真校验；模拟加工校验，校验后还要进行零件试加工）

第二节编程的基础知识

程序=程序名+程序段程序段格式=段号+准备功能字+坐标尺寸+其他功能字程序结构——主程序与子程序，程序可以循环、转移、嵌套。

采用右手笛卡尔坐标系

（1）绝对坐标X、Y、Z、A、B、C

（2）增量坐标U、V、W

最小设定单位和编程尺寸的表示方法

数控系统对于机床加工位移的控制是通过发出指令脉冲控制电机脉动旋转来驱动工作台移动的，把对应用于一个脉冲机床产生的位移，称为数控机床的脉冲当量。

这是机床位移的最小单位。

也是关系到机床加工精度的一项重要技术指标。

编程尺寸一般采用带小数点的毫米表示方式，有效位数与机床脉冲当量相当。

功能代码简介：

G、X、Y、Z、A、B、C、U、V、W、M、S、T、F

1.准备功能G代码：

分为模态指令和非模态指令——模态式G代码具有延续性,非模态式G代码,只限定在被指定的程序块中有效.

2.常用准备功能G代码和辅助代码（M代码）

M代码是指用于机床控制的指令,每一程序块中最多5个M功能

杂功能代码（F,S,T）

F表示进给速度,单位为mm/min或mm/rev（G98，G99）看系统默认的是mm/min还是mm/r）

S表示主轴转速,单位是rev/min（主轴实际转速=设定转速X倍率）

S600

T表示刀具选择代码，刀具设定

T0101——选择1号刀具并选择其1号补偿值

第三节常用准备功能指令的编程方法

1.坐标系相关指令

1）G90G91——绝对坐标编程方式，增量

G90——以坐标原点为基准标定G91——以相对坐标方式编程坐标值以当前点为基准标定G90G00X100Y100、G91G00X50Y50

选用那一种要看零件图纸上的尺寸标注方式，有些机床的增量坐标尺寸不用G91指定，而是在运动轨迹的起点建立平行于X、Y、Z的增利坐标系U、V、W。

2）G92——设定工件坐标系

一般采用对刀方式、

注意：

（1）车削编程中，x尺寸字中的数值一般用坐标值的2倍，即用刀尖相对于回转中心的直径值编程（上图的X40应变为X80）。

（2）该指令程序段要求坐标值X、Z必须齐全，不可缺少，并且只能使用绝对坐标值，不能使用增量坐标值。

（3）在一个零件的全部加工程序中，根据需要，可重复设定或改变编程原点。

3）G17G18G19——坐标平面选择

走刀所在平面

G17选择XY平面；G18选择ＸＺ平面；Ｇ１９选择YZ平面

在铣削默认为XY

2.运动控制指令

快速点定位G00：

格式G00X_Y_　Ｚ_快移时不加工，用来退刀或调整刀位、移动速度由机床内部参数设定，F指令无效、移动轨迹取决于数控系统，或走折线，或走直线，因此编程前要了解走刀方式，防止移动过程发生碰撞。

直线插补指令G01：

格式G01X_Y_Z_F_功能：

刀具从当前点以设定速度直线移动到目标点，该指令主要用于加工直线轮廓注意事项：

移动速度由F指令设定，而G01、F均为续效指令；G01在使用时必须设定速度，否则机床不动作。

实例：

编写该工件的数控程序

O0001———————————————————程序号

N010G92X50Z10；—————————————以X50Z10为工件坐标，设定工件坐标系

N020G90G00X20Z2S600T11M03；—————以绝对坐标编程方式，主轴转速为600r/min选择1号刀具，主轴正转，快速移动刀具到X20Z2这个点

N030G01X20Z-14F100；——————————直线插补指令；以进给速度100mm/min车∅20长14的外圆

N040X28Z-38；——————————————继续以直线插补指令进给速度100mm/min的车锥体

N050Z-48；————————————————直径不变，刀具车∅28的外圆刀具继续走11mm

N060X42；————————————————刀具沿Z轴不动，并车出∅40的台面退刀到X42，Z-48这个点

N070G00X50Z10M05—————————————刀主轴停转，刀具回到X50Z10的坐标点

N080M02———————————————————程序结束

1）圆弧插补指令G02、G03

G02/G03X_Y_Z_R_F_（不能走出整圆轮廓）

G02/G03X_Y_Z_I_J_K_F_

G02顺时针走刀、G03逆时针走刀；劣弧R正直优弧

暂停指令G04P***

P表示地址符。

***用数字表示暂停时间ms或s，用于无进给加工以提高加工面的光洁度。

主要用于锪孔、车槽、倒角的光整加工，非模态指令，只在当前程序段有效。

如图：

3.刀具补偿指令：

刀具补偿分为刀具形状补偿和刀具位置补偿，具体对于铣削加工，主要指刀具的半径补偿和刀具长度补偿

【1】刀具半径自动补偿——G41G42G40

格式：

G01（或G02、G03）G41X_Y_D_F_

【2】刀具长度补偿指令G43（G44）Z_H_；功用：

机床加工过程中在刀具长度方向上的加工位置和编程基准是不一致的，通过长度方向的位置补偿使刀具实际加工轨迹和编程轨迹、机床控制轨迹一致从而达到正确加工。

G43长度正偏置；G44长度负偏置；G40长度补偿取消

4固定循环指令G80——G89，是孔加工固定循环指令，常用于铣床，加工中心孔系的钻，镗加工

在车削加工中外元循环加工、端面循环加工、轮廓循环加工的循环加工指令则用G33——G35、76——G79表示

第四节数控编程的工艺处理

工艺规程的设计包括1.合理确定零件的工艺路线；2.合理选择对刀点、换刀点；3.合理选择工件的装夹方法、刀具和切削用量；4.正确编制工艺路线、合理确定零件的工艺路线。

在加工设备的选择时要综合考虑零件的哪一部分结构适宜数控加工，哪些适宜于普通机床加工，要考虑加工质量，也要考虑加工成本。

在确定走刀路线时要注意：

1.必须保证零件的加工精度和表面粗糙度（是零件加工的前提条件）。

2.加工路线最短，刀具空行程最少。

3.应使编程计算简单，程序结构简洁。

合理选择对刀点、换刀点：

1.对刀点是机床加工时刀具相对有零件的运动起点，对刀点一般选择在零件的工艺基准上。

这样会使编程方便、容易找正，加工精度容易保证。

2.换刀点是机床加工中更换刀具的工作位置，此位置的设定应远离工件和夹具，以免换刀时发生碰撞。

3.刀位点是指刀具在机床中的特征位置。

如图：

根据刀具，要确定刀具补偿。

合理选择工件的装夹方式、刀具和切削用量：

1）工件装夹方面：

1.尽量选用通用夹具或组合夹具，避免采用专用夹具。

2.工件装夹要迅速，可靠，方便。

3.避免装夹、加工干涉。

加工部分尽量外露，以便刀具进刀加工。

2）刀具选择：

1.考虑刀具材料和工件材料的兼容性。

2.考虑零件加工要求。

3）切削用量的选择：

在加工要求下，利用机械加工手册查询，在选值时，要考虑到数控机床的高效、高精度、高自动化的特点。

正确编制工艺文件：

工艺文件主要包括工艺卡、工序卡、刀具卡、机床卡。

以工艺卡片为总的指导文件。

第三章数控加工程序的编制

第一节数控车床的程序编制

数控车床的编程特点：

1绝对编程和增量编程方式可以混用；2径向坐标以直径方式表示，便于测量和编程。

；3机床的径向坐标精度高，轴向坐标精度低。

；4具有多种循环功能指令，以便于多次走刀加工。

；具有刀尖圆弧半径补偿指令，以满足高精度加工。

（一般不需要，但有高精度加工时需要）；5程序中对于坐标编程方式的定义直接变换坐标字即可，而不用指令方式规定。

坐标字X、Z表示绝对坐标编程方式，U、V表示增量。

；6在车削加工程序中，I、K用来表示每次进刀量，不表示圆心坐标。

1.车削固定循环功能

【1】外圆轮廓循环指令：

N_G**X（U）_Z（W）_I_K_H_F_；（H是循环次数，F进给速度，I径向进给，K轴向进给（端面））

【2】锥面循环指令：

G90X_Z_I_F_;

要注意I的正负号：

﹢时外置

加工，﹣时内置加工。

注意进给量和进给速度。

【3】简单螺纹循环指令：

G33X_Z_I_F_;刀具从当前点以切深I、导程F加工螺纹到X、Z所指的坐标点后返回起刀点。

要留出过渡距离L1、L2在这两段刀具要加速和减速。

【4】复杂螺纹循环加工指令G76X_Z_I_D_F_A_;刀具从当前点以初次切深D、经过多次循环走刀，加工到终点为X、Z所指定的坐标点、导程为F、牙形角为A的螺纹后返回起刀点，适用于精加工。

【5】复合式粗车循环加工指令：

G71P_Q_U_W_D_F_S_T_；含义刀具从当前点按照程序段P——Q所描述的形状以指定的切深D循环加工并留给精加工指定的余量。

【6】车削加工编程实例

【7】程序编制

【8】O0001

【9】N010G92X200Z350;

【10】N020G00X41.8Z292.0

【11】S630M03T11M08;

【12】N030G01X47.8Z289.0F150；

【13】N040U0W-59.0；

【14】N050X50.0W0；

【15】N060X62.0W-60；

【16】N070U0Z-155.0；

【17】N080X78.0W0；

【18】N090X80.0W-1.0；

【19】N100U0W-19.0；

【20】N110G02U0W-60.0I63.25K-30;

【21】N120G01U0Z65.0;

【22】N130X90W0;

【23】N140G00X200.0Z350.0M05T10M09;

【24】N150X51.0Z230.0S315M03T22M08;

【25】N160G01X45.0W0F100;

【26】N170G04U5.0;暂停进给5s

【27】N180G00X51.0W0;

【28】N190X200Z350.0M05T20M09;

【29】N200X52.0Z296.0S200M03T33M08；

【30】N210G33X47.2Z231.5F1.5；

【31】N220X46.6;

【32】N230X46.1;

【33】N240X45.8;

【34】N250G00X200.0Z350.0T30.M02;

程序编程

【35】