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数控机床加工程序编制基础知识.docx
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数控机床加工程序编制基础知识.docx
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第 1 章 数控机床加工程序编制基础
数控机床是一种高效的自动化加工设备,它严格按照加工程序,自动的对被加工工件进行加工。我
们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序,简称为数控程序,它是机床数控系
统的应用软件。与数控系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件,系统软件是用于数控系统工
作控制的,它不在本教程的研究范围内。
数控系统的种类繁多,它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同,本教程以 ISO 国际标准为
主来介绍加工程序的编制方法。当针对某一台数控机床编制加工程序时,应该严格按机床编程手册中的
规定进行程序编制。
1.1 数控程序编制的概念
在编制数控加工程序前,应首先了解:数控程序编制的主要工作内容,程序编制的工作步骤,每一
步应遵循的工作原则等,最终才能获得满足要求的数控程序(如图 1.1 所示的程序样本)。
图 1.1 程序样本
1.1.1 数控程序编制的定义
编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作,理想的数控程序不仅应该保证加工出符合
零件图样要求的合格零件,还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控机床能安全、
可靠、高效的工作。
1、数控程序编制的内容及步骤
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图 1.2 所示,编程工作主要包括:
图 1.2 数控程序编制的内容及步骤
(1)分析零件图样和制定工艺方案
这项工作的内容包括:对零件图样进行分析,明确加工的内容和要求;确定加工方案;选择适合的
数控机床;选择或设计刀具和夹具;确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程
人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析,并结合数控机床使用的基础知
识,如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等,确定加工方法和加工路线。
分 析
零 件
图 样
和 制
定 工
艺 方
案
数
学
处
理
编
写
程
序
程
序
校
验
修 改
(2)数学处理
在确定了工艺方案后,就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等,计算刀具中心运动轨迹,以获得
刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能,对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面
零件,只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值,得出各几何元素的起点、终点、圆
弧的圆心坐标值等,就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时,就需要进
行较复杂的数值计算,一般需要使用计算机辅助计算,否则难以完成。
(3)编写零件加工程序
在完成上述工艺处理及数值计算工作后,即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程
序指令,按照规定的程序格式,逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代
码十分熟悉,才能编写出正确的加工程序。
(4)程序检验
将编写好的加工程序输入数控系统,就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前,要对程
序进行检验。通常可采用机床空运转的方式,来检查机床动作和运动轨迹的正确性,以检验程序。在具
有图形模拟显示功能的数控机床上,可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程,对程序进行检
查。对于形状复杂和要求高的零件,也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过
检查试件,不仅可确认程序是否正确,还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相
同的材料进行试切,则更能反映实际加工效果,当发现加工的零件不符合加工技术要求时,可修改程序
或采取尺寸补偿等措施。
2、数控程序编制的方法
数控加工程序的编制方法主要有两种:手工编制程序和自动编制程序。
(1)手工编程
手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。如图 1.3 所示。
图 1.3 手工编程
一般对几何形状不太复杂的零件,所需的加工程序不长,计算比较简单,用手工编程比较合适。
手工编程的特点:耗费时间较长,容易出现错误,无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计,
当采用手工编程时,一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比,平均约为 30:1,而
数控机床不能开动的原因中有 20%~30%是由于加工程序编制困难,编程时间较长。
(2)计算机自动编程
自动编程是指在编程过程中,除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外,其余工作均由计算
机辅助完成。
采用计算机自动编程时,数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的,由于计算
机可自动绘制出刀具中心运动轨迹,使编程人员可及时检查程序是否正确,需要时可及时修改,以获得
正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算,可提高编程效率几十倍
乃至上百倍,因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而,自动编程的特点就在于
编程工作效率高,可解决复杂形状零件的编程难题。
根据输入方式的不同,可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编
程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机,通过自动编程软件的处理,得到数控
加工程序。目前,图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工零件
零
件
图
样
工
艺
人
员
夹具表
机床表
刀具表
工
艺
规
程
编
程
人
员
加
工
程
序
初
稿
加
工
程
序
修 改
编程手册
的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后,输入到计算机中,再由计
算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器,将编程人员发出的加工指令
声音转变为加工程序。
1.1.2 字与字的功能
1、字符与代码
字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号,如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系
统只能接受二进制信息,所以必须把字符转换成 8BIT 信息组合成的字节,用“0”和“1”组合的代码
来表达。国际上广泛采用两种标准代码:
(1)ISO 国际标准化组织标准代码
(2)EIA 美国电子工业协会标准代码
这两种标准代码的编码方法不同,在大多数现代数控机床上这两种代码都可以使用,只需用系统控
制面板上的开关来选择,或用 G 功能指令来选择。
2、字
在数控加工程序中,字是指一系列按规定排列的字符,作为一个信息单元存储、传递和操作。字是
由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成,这个英文字母称为地址符。
如:“X2500”是一个字,X 为地址符,数字“2500”为地址中的内容。
3、字的功能
组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义,以下是以 FANUC-0M 数控系统的规范为主来介绍的,
实际工作中,请遵照机床数控系统说明书来使用各个功能字。
(1)顺序号字 N
顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首,由顺序号字 N 和后续数字组成。顺序
号字 N 是地址符,后续数字一般为 1~4 位的正整数。数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称,与
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南抖北快东卫
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