数控机床操作与运用基本知识讲座第2讲数控机床的基本运动形式及其程序指令Word下载.docx

1、机器零点.对于数控加工中心而言,机器零点往往与长方形工作台的个顶角重合.数控机床控制器内的运算,采用的是计算机机器语言,而这些计算都是以机器原点为基准的.这里有一个概念必需清楚,那就是虽然一般最通常选用的直角坐标系多为第一象限,数控机床的机器坐标可能是第一到第四象限中的任何一种.这完全取决于机床生产厂家的设置.但是,在绝大多数情况下,具体加工程序是不可能以机器原（零）点为基准点的.因此,针对每个具体加工工件,都必须另外设定一个子坐标系统,也就是说设置一个加工原点（或零点）（见图1）.因为子坐标系统是由程序员或操作工人设置的,为方便起见,一般多选用第一象限,当然也可以选用其他象限.机器原点图1加

2、工坐标关系示意图设立或定义加工程序的零点,也就是确定加工坐标原点相对与机器原点的位置.不同的数控装置对于如何定义程序零点在方式上有很大不同.比较老式的数控装置（特别是数控车削中心）要求在每个加工程序中定义其程序原点相对于机器原点的位置.有些数控装置甚至要求每次换刀具后都要重新定义加工原点.这一般是由指令代码G92G50来完成的.而数控加工中心一般可以有六个加工坐标系,分别由G54,G55,G56,G57,G58和G59来定义.3.绝对运动模式与递增（减）运动模式在编制数控程序时,加工程序的零点也就是加工坐标的原点.在编写程序时,如果将所有运动的终点以相对于加工原点的坐标值来定义,则被称为绝对运

3、动模式（AbsoluteMotionMode）.这是最简单也是最常用的运动指令方式.如果没有特殊需要,一般数控程序都采用这种运动模式来编制.另一种指令方法是将运动的终点以相对于当前位置移动量来定义.这种运动指令方式被称为递增（减）运动模式（IncrementalMotionMode）.具有普通机床操作经验的读者可以发现,一般手工控制的普通机床的加工方式就是按照递增（减）模式来进行的.对于数控机床而言,除了在某些特定的情况下,递增（减）模式有其优越性外,一般不建议采用这种模式.杠板l冷加工2005年第5朝4.数控程序的指令语言目前,几乎所有的数控系统都采用文字地址格式的程序化语言.所谓格式,指得

4、是数控程序是由类似语句式的指令组成.每一个指令代码由包括字母（如x,z等）表示的地址以及数值两部分组成.数控程序通过一系列指令代码来规定切削刀具的运动轨迹,以加工（切削）出所要求的零件的几何形状.虽然每个数控装置的生产商可能对其产品的文字地址的字母有不同的定义方法,有相当一部分以字母定义的在数控机床领域是通用的,例如:程序号N语句序列号C基本及预设功能x指定轴向运动Y指定y轴向运动.卜指定z轴向运动R圆弧运动半径F一刀具进给速度s一主轴旋转速度H_刀具长（高）度方向补偿D一刀具半径补偿T指定所选刀具M辅助功能这里,有两个基本字母代码,G和M,是用于定义数控机床的控制功能的.每一台数控设备的说明

5、书中,都列有该机床所有G和M代码所代表的功能表.虽然每家数控设备生产商都可以定义自身产品的指令代码,但有许多G和M代码在数控领域是相同的和通用的.通用的G代码有很多,举例来说:GOO一快速移动Gol直线进给运动Go2顺时针圆弧运动Go3逆时针圆弧运动G9【卜绝对运动模式G9l递增（减）运动模式通用的M代码也有很多,例如:M0l暂停执行程序M03主轴顺时针旋转M06变换刀具M08开启切削液M09关闭切削液困量笙筮量盟机梭l冷加工M3【卜程序结束5.基本运动形式的程序控制指令前面已经提到,数控机床具有三种最基本的运动形式,即:快速（定位）移动控制指令G00直线（切割）运动控制指令G01圆弧（切割）

6、运动控制指令G02和G03这三种运动形式的指令具有两个共同点.第一,在运动指令被改变之前,原指令保持有效.也就是说,如果同一种运动形式需要进行连续运（移）动,与该运动形式相应的G指令只需在程序的第一个命令语句中出现.同理,如果在命令语句中没有任何定义新的运动形式指令出现,控制器将认定原有的指令所定义的运动形式仍然保持有效.第二,所有运动指令后面的坐标值,指的是该运动的终点,同时,这一点也自动成为下个运动的起点.换一句话说,在数控机床运动指令中,只出现运动终点的坐标值.下面,比较详细地介绍下这三种运动形式的控制指令:（1）快速移动（定位）指令GO0快速移动指令是命令机床以所能够达到的最快的移动速

7、率,将加工刀具移动至所要求的位置.通常情况下,快速移动指令用于将刀具移至位置,或将刀具从已完成的加工表面移开.当加工过程中,刀具需要避开工装夹具等障碍物时,一般也采用快速移动的形式.总的来说,在加工程序中,所有非切割运动多应采用快速移动形式,以减少加工循环中的非加工动作所占用时问的浪费.对于大多数数控机床来说,快速移动速率是非常高的（25m/min,甚至更快）.这意味着,在验证加工程序时必须十分小心和仔细地对待每一个快速移动指令.任何疏忽大意,都可能引起刀具与机器的剧烈碰撞,损坏刀具,工装夹具以及机床本身,甚至可能危及操作人员的安全.在后续讲座中,将介绍如何验证快速移动指令的方法.绝大多数的数

8、控机床快速移动的指令为G00.同命令语句中紧跟着指令后面的是该移动的终点坐标.必须指出的是,不同的数控机床生产商在处理命令语句中含有不同的运动轴的方法有所不同.例如,在执行命令语句GO0X30.Y30.的时候,有的加工中心的运动轨迹是:先沿轴移动至X30.,然后在沿l,轴移动至Y30.（90o）;也有的加工中心是沿,y轴同时移动,运动轨迹呈45.因此,在编制加工程序时,必须先了解该机床生产厂家是如何规定快速移动的运动轨迹的,同时在编制程序时加以适当调整,以免发生碰撞.（2）直线（切割）运动指令G01这一指令用于任何形式的直线切割运动命令语句中,例如钻孔,车直径或锥度,铣平面等等.在直线切割运动

9、的命令语句中,除了运动指令CO1及运动的终点坐标外,还必须加入进给速度（厂）的指令.一般加工中心的进给速度单位是m/min;而对于车削中心,按照车加工的特点,进给速度还有另外一个单位m/r,其含义是主轴每旋转一周,切削刀具的移动量.（3）简单程序举例为帮助读者具体了解GO0和COl的运用,表1列出了一个简单的钻孔数控程序的例子,表中左边是数控程序语言的指令代码,右边为对程序指令要求机器执行的任务的文字说明:表1钻孔加工数控程序举例OO0ol程序号0001选择加工坐标系及绝对运动模式,主N0o5G54G90$400M03轴顺时针旋转,转速400r/minN010Go0Xl0.Yl0.快速移动至第

10、一L,Y坐标位置加载刀具高度补偿值,快速移动至zN015G43H0lrZ2.5M08轴加工表面间隙位置,开启切削液钻头以100mm/min的速度,进给至N020c0lZ一32.Fl0o.32ram深度N0250D0Z2.5快速返回至Z轴表面间隙位置快速移动至第二孔,Y坐标位置,N030X20y坐标不变N035c0lZ一32.以同样速度,钻L至32mm深度N040COOZ2.5M09快速返回,关闭切削液转换为递增运动模式,主轴快速返回No45G9lG28zoz轴机器零点N050M30程序结束（4）圆弧（切割）运动指令G02G03在数控机床的加工程序中,圆弧轨迹是由终点坐标和该圆弧的半径R（也有一

11、些比较老式的控制装置是用该圆弧的圆心坐标,-,）来定义的.由于同样也是切削运动,与直线运动一样,在圆弧切割运动的命令语句中也必须定义（厂）.其定义方法与直线运动相同.由指令定义的圆弧运动轨迹为按顺时针方向旋转的运动;而为逆时针运动.每一个数控机床生产商,都会在其产品说明书中详细介绍在其所设定的三维坐标系内,如何来判定旋转运动的方向.在编制加工程序时,必须首先参考所使用的机床的产品说明书,以确定正确使用和指令的方法.6.运动形式的程序指令运用举例图2所示为一工件外部轮廓,表2则是一个用立铣刀在数控加工中心上加工该零件轮廓的简单数控程序.通过仔细分析每一条命令语句和每个指令,可以概括地了解三种基本

12、运动形式的指令（COO,COl,G02/G03）的运用方法,以及数控加工中心的一般编程格式.表2加工零件外部轮廓的数控程序举例0oo02程序号0002选择加工坐标系及绝对运动模式,主NOO5G54G90$350M03轴顺时针旋转,转速350r/minN010COOX一15.Y一5.快速移动至预加工点X,Y坐标位置加载刀具高度补偿值,快速移动至预N015G43H0lZl0.加工点z坐标位置刀具沿轴正方向直线切割;进给速N020c0lX135F100.度为100mm/minNO25c03Xl6o.Y20.按逆时针方向切割第一个圆弧,半径R25.为25mm,切割速度不变N030c0lY80.刀具沿Y

13、轴正方向直线切割N035c03X135.Y105.按逆时针方向切割第二个圆弧,半径R25.仍为25mmN040c0lX20.刀具沿轴负方向直线切割NO45c03X一5.Y80.按逆时针方向切割第三个圆弧R25.NO50c0lY20.刀具沿Y轴负方向直线切割N055GO3X20.Y一5.按逆时针方向切割第四个圆弧NO600D0rZ2.5将刀具快速移离加工表面转换为递增运动模式,主轴快速返回N065G9lG28Z0N070M30程序结束为易于理解,此程序没有加入刀具直（半）径补偿指令.也就是说,在下面所列的程序中,其加工刀具的中心点与加工轨迹相吻合.7.其他程序化功能现代化的先进数控机床的程序控制

14、功能,已经远超出了单纯的运动控制的范围.基本上机床的所有功能都可以由程序控制了.如前所述,数控加工中心的主轴转速和方向,切削液控制,刀具变换,甚至包括测量探头系统,刀具高度补偿值测量系统,工作台变换等功能都已经可以全部由程序控制.对数控车削中心而言,转塔板l冷加工2OO5年第5期帮擞簧CAXA实体设计讲座第2讲在CAXA实体设计中实现机构仿真动画（上）CAXA上海办事处（200122）严海军冯荣坦CAD设计的目的之一就是将设计结果以电子化的方式与他人共享,CAXA实体设计本身不仅有实用高效的造型装配功能,而且还集成了完美的渲染和动画功能,非常适合做新产品的设计,模拟演示.CAXA实体设计的动态

15、机构仿真功能,可以对装配结构做机构运动模拟,用最直接的动态效果演示,从而消除与客户沟通上的障碍.实体设计的机构仿真功能是相当强大的,在此专题中我们将对各类常用的机构仿真如等臂四连杆,不等臂四连杆,摆杆,活塞运动,滑杆机构,滑块机构,刨床机构,摇杆滑块,液压翻转机构（翻斗）,X型机构（电动门）等做一个详尽的介绍,相信看完后你会对实体设计的表现感到惊讶的.为了看起来清楚一点,零件造型全部采用简化方法,相关轴销大家可以自己添加.图2数控加工中心加工零件外部轮廓示意图刀架转换,后顶座移动等功能,也都由程序控制.各台数控设备的程序控制功能及其指令代码可能会有很大不同,但机床生产商都会在说明书中详细列出.

16、作为数控程序员,了解和掌握自己所负责的机床的功能指令代码是其必备的基本功.（收稿13期:20050218）下期预告:第3讲主题数控加工过程的补偿与修正龃2005qzg5O缸梭l冷加工1.等臂四连杆样例如图l所示,大家在进入下一步前须先将造型做好（造型请参照CAXA实体设计用户手册零件设计部分）.我们先看一下我们所想要的运动方式,这一点在做仿真前必须考虑清楚,我们这样来设定,杆1为定杆,杆2为主动杆,杆3与杆4均为从动杆,在确定了运动方式之后,接下去通过约束装配确定各零件间的关系.杆图1等臂四连杆造型杆2是主动杆,所以它本身不存在约束,只有一个运动;杆3是从动杆,要保证其随杆2运动,给定其右边一个孔与杆l上方孔的共轴约束,由于等臂四连杆的运动特性,给定杆3一条长边与杆1的一条长边平行约束,这样就确定了杆3的运动;杆4将给定上下两孔与对应的杆l,杆3孔的共轴约束,到此约束添加完毕,如图2所示.图2等臂四连杆约束方式