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            數控編程入門篇

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            時間:2020-09-29 11:30
            類別:行業動態
            本文地址:http://www.njlingwenedu.com/News/Industry/220.html

            數控編程基礎知識 :

            數控車床的程序編制必須嚴格遵守相關的標準,數控編程是一項很嚴格的工作,首先必須掌握一些基礎知識,才能學好編程的方法并編出正確的程序。數控加工程序編制就是將加工零件的工藝過程(走刀路線)、工藝參數、刀具位移的方向及其它輔助動作(如換刀、冷卻、工件的裝卸等)按運動順序依照編程格式用G指令代碼編寫程序單的過程。

            數控加工的坐標系與指令系統:

            數控加工程序的編寫方法有兩種,手工編程和自動編程,手工編程是由用戶根據加工要求,使用該機床的指令代碼手工書寫數控程序(系統不同有區別)。自動編程是由用戶運行編程軟件,輸入零件圖紙和切削參數(如進給量、背吃刀量、切削速度,工件材料、毛坯尺寸等),由編程軟件自動生成數控程序。

            兩種編程方法各有不同,手工編程是自動編程的基礎。

            一、坐標系原則

            1.永遠假定工件靜止,刀具相對于工件移動。

             

            2.坐標系采用右手直角笛卡爾坐標系。如圖1-1所示大拇指的方向為X軸的正方向,食指指向為Y軸的正方向,中指指向為Z軸的正方向。在確定了X、Y、Z坐標的基礎上,根據右手螺旋法則,可以很方便地確定出A、B、C三個旋轉坐標的方向。

             

            圖1-1 右手笛卡爾直角坐標系

             

            圖1-1

            圖1-2為車床的坐標系

            圖1-2

             二、機床坐標系

            1.機床原點

             

               機床原點(又稱機械原點)即機床坐標系的原點,是機床上的一個固定點,其位置是由機床設計和制造單位確定的,通常不允許用戶改變。數控車床的機床原點一般為主軸回轉中心與卡盤后端面的交點

             

            2.機床參考點

             

               機床參考點也是機床上的一個固定點,它是用機械擋塊或電氣裝置來限制刀架移動的極限位置。作用主要是用來給機床坐標系一個定位。因為如果每次開機后無論刀架停留在哪個位置,系統都把當前位置設定成(0,0),這就會造成基準的不統一。

             

               數控車床在開機后首先要進行回參考點(也稱回零點)操作。機床在通電之后,返回參考點之前,不論刀架處于什么位置,此時CRT上顯示的Z與X的坐標值均為0。只有完成了返回參考點操作后,刀架運動到機床參考點,此時CRT上顯示出刀架基準點在機床坐標系中的坐標值,即建立了機床坐標系。(絕對編碼器機床不需要回零,只有機床被鎖住,移動了坐標系才需要回零,找回坐標系)

             

            (三)工件坐標系

             

               數控車床加工時,工件可以通過卡盤夾持于機床坐標系下的任意位置。這樣一來在機床坐標系下編程就很不方便。所以編程人員在編寫零件加工程序時通常要選擇一個工件坐標系,也稱編程坐標系,程序中的坐標值均以工件坐標系為依據。

             

                工件坐標系的原點可由編程人員根據具體情況確定,一般設在圖樣的設計基準或工藝基準處。根據數控車床的特點,工件坐標系原點通常設在工件左、右端面的中心或卡盤前端面的中心。(為了方便編程,有時編程人員會設置在一個特殊的平面上)

             

             三、坐標指令 

            在加工過程中,工件和刀具的位置變化關系由坐標指令來指定,坐標指令的值的大小是與工件原點帶符號的距離值。坐標指令包括:X、Y、Z、U、V、W、I、J、K、R等。其中,通常來說X、Y、Z是絕對坐標方式;U、V、W相對坐標方式,但在三坐標以上系統中,有相應的G指令來表示是絕對坐標方式還是相對坐標方式,不使用U、V、W來表示相對坐標方式;I、J、K或R是表示圓弧的參數的兩種方法,I、J、K表示圓心與圓弧起點的相對坐標值,R表示圓弧的半徑。

            四、G指令:

            也稱準備功能(prepare function)指令,簡稱G功能指令或G代碼,C指令確定的功能,可分為坐標系設定類型、插補功能類型、刀具補償功能類型、固定循環類型等。

            G指令由字母G和其后兩位數字組成,從G00到G99共100種;其中G00至G09可簡寫為G0至G9

            一下是一些常用的G指令:

            1、G00與G01 

            G00運動軌跡有直線和折線兩種,該指令只是用于點定位,不能用于切削加工。

            G01按指定進給速度以直線運動方式運動到指令指定的目標點,一般用于切削加工 。

            2、G02與G03 

            G02:順時針圓弧插補

            G03:逆時針圓弧插補 

            3、G04(延時或暫停指令)

             一般用于正反轉切換、加工盲孔、階梯孔、車削切槽

            4、G40、G41、G42

            G41:半徑左補償

            G42:半徑右補償

            G40:取消刀具半徑補償 

            5、G32、G92、G76

            G32:螺紋切削

            G92:螺紋切削固定循環

            G76:螺紋切削復合循環

            6、G70、G71、72、G73,

            G71:軸向粗車復合循環指令

            G72:端面車削,徑向粗車循環

            G73:仿形粗車循環

            G70:精加工復合循環

            五、M指令:

            1、主軸正反轉停止指令 M03、M04、M05

            M03:主軸正傳 M04:主軸反轉 M05:主軸停止

            2、切削液開關 M08、M09

            M08:液狀切削液開 M09:切削液關

            3、運動停止 M00、M01、M02、M30

            M00:程序暫停 M01:選擇性暫停 M02:機床復位

            M30:程序結束,指針返回到開頭

            4、M98:調用子程 序 

            5、M99:返回主程序 

            六、F指令 

            F代碼用于指定插補進給速度。

            F代碼編程有兩種,每分鐘進給量編程(G98)和每轉進給量編程(G99)

            G98狀態時,F后面數字代表每分鐘進給多少毫米

            G99狀態時,F后面數字代表主軸每轉進給多少毫米

            S指令 

            S指令用于指定主軸的旋轉速度,由字母S加數字表示

            例如:

            1.指定主軸的轉速是400r/min,則相應的指令為S400。

            2.在數控車系統中,根據加工工藝要求,零件端面要求恒線速度加工,因此,數控車系統中,對S指令有特殊規定:

            端面恒線速度切削:如G96 S1000其中1000是端面的線速度,為1000m/min,直徑和轉數成正比。

            端面恒線速度刪除:如N2 G97 S1000。

            T指令

            T指令用于指定所選用的刀具,它由字母T和后接4位數字組成,四位數字的前2位表示刀具選擇號,后2位表示刀具偏置號(刀補號)。如:T0101表示1號刀,1號刀補。

            程序名 :

            程序名是數控程序必不可少的第一行,由一個地址符加上后接四位數字組成,以法那克為例O1234。

            數控加工程序編制的步驟

            一、工藝方案分析 

            1. 確定加工對象是否適合于數控加工(形狀較復雜、精度一致性要求高)。 

            2. 毛坯的選擇(對同一批量的毛坯和質量應有一定的要求)。 

            3. 工序的劃分(盡可能采用一次裝夾、集中工序的加工方法)。 

            4 .選用適合的數控機床。 

            二、工序詳細設計 

            1. 工件的定位與夾緊。 

            2. 工序劃分(先粗后精、先面后孔、先主后次、盡量減少換刀)。 

            3. 刀具選擇(應符合標準刀具系列、較高的剛性和耐用度、易換易調)。 

            4. 切削參數(盡可能取高一點). 

            5. 走刀分配(走刀路線要短、次數要少、盡量避免法向切入、零件輪廓的最終加工應盡 

            可能一次連續完成)。 

            6. 工藝文件編制(工序卡、工具卡、走刀路線示意圖)。 

            7. 工序卡包括:工步與走刀的序號、加工部位與尺寸、刀號及補償號刀具型式與規格、 

            主軸轉速、進給量及工時等。 

            三、運動軌跡的坐標值計算 

            1. 基點:兩個幾何元素(線、弧及樣條曲線)的交點。 

            2. 節點:對非圓曲線用圓弧段來逼近,節點數的多少取決于逼近誤差、逼近方法及曲線 

            本身的性質。 

            3. 輔助計算:刀具的引入與退出路線的坐標值計算,坐標系的計算(絕對值、增量值)。 

            四、編寫數控加工程序 

            1. 用數控機床規定的指令代碼(G、S、M)與程序格式,編寫加工程序。 

            2. 編制機床調整卡,供操作者調整機床用。 

            3. 輸入程序。 

            4. 校驗與試切。 

            數控加工生產流程 

            使用數控機床進行零件加工,一般包括如下過程

            一、審圖并確定加工要求;

            二、決定使用何種刀具;

            三、確定工件的裝夾方法和夾具;

            四、編寫加工程序;

            五、打開機床電源;

            六、輸入程序到機床的NC中;

            七、裝刀、裝工件;

            八、測量刀具長度和直徑偏置量;

            九、對齊工件和設置工件原點;

            十、檢查程序(試空車,修正程序錯誤);

            十一、通過試切來檢查切削狀態(如有必要, 修正錯誤、修正刀具偏置);

            十二、機床自動運行切削工件;

            十三、產品完成。

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