數(shù)控加工中心的基礎(chǔ)知識總匯-科鼎數(shù)控
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作者：科鼎數(shù)控技術(shù)工程師
編輯：科鼎小編
來源：
發(fā)布日期： 2021.10.31
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數(shù)控編程基礎(chǔ)知識 ：
數(shù)控加工程序編制就是將加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、工件尺寸、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指令代碼編寫程序單的過程。所編寫的程序單即加工程序單。
數(shù)控加工的坐標系與指令系統(tǒng)：
數(shù)控加工中心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(jù)加工要求，使用該機床的指令代碼手工書寫數(shù)控程序。自動編程是由用戶運行編程軟件，輸入零件圖紙和加工參數(shù)(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(shù)控程序。兩種編程方法各有所長。
一、坐標系
為了確定機床的運動方向和運動距離，必須在機床上建立坐標系，以描述刀具和工件的相對位置及其變化關(guān)系。
數(shù)控機床的坐標軸的指定方法已經(jīng)標準化，我國在JB3051—1982中規(guī)定了各種數(shù)控機床的坐標軸和運動方向，它按照右手法則規(guī)定了直角坐標系中X、Y、Z三個直線坐標軸和A、B、C三個回轉(zhuǎn)坐標軸的關(guān)系。如圖13-4所示。
圖13-5(a)為車床的坐標系，裝夾車刀的溜板可沿兩個方向運動，溜板的縱向運動平行于主軸，定為Z軸，而溜板垂直于Z軸方向的水平運動，想學(xué)ug編程請加Q群699197696群文件下載ug學(xué)習(xí)100G學(xué)習(xí)資料。定為X軸，由于車刀刀尖安裝于工件中心平面上，不需要作豎直方向的運動，所以不需要規(guī)定Y軸。
二、坐標原點
機床原點：由機床生產(chǎn)廠家在設(shè)計機床時確定，由于數(shù)控機床的各坐標軸的正方向是定義好的，所以原點一旦確定，坐標系就確定了，機床原點也稱機械原點或零點，是機床坐標系的原點。機床原點不能由用戶設(shè)定，一般位于機床行程的極限位置。機床原點的具體位置須參考具體型號的機床隨機附帶的手冊，如數(shù)控車的機床原點一般位于主軸裝夾卡盤的端面中心點上。
1、機床參考點：機床參考點是相對于機床原點的一個特定點，它由機床廠家在硬件上設(shè)定，廠家測量出位置后輸入至NC中，用戶不能隨意改動，機床參考點的坐標值小于機床的行程極限。為了讓NC系統(tǒng)識別機床坐標系，就必須執(zhí)行回參考點的操作，通常稱為回零操作?；蛘呓蟹祬⒉僮鳎⒎撬械腘C機床都設(shè)有機床參考點。
2、工件原點：也叫編程原點，它是編程人員在編程前任意設(shè)定的，為了編程方便，選擇工件原點時，應(yīng)盡可能將工件原點選擇在工藝定位基準上，這樣對保證加工精度有利，如數(shù)控車一般將工件原點選擇在工件右端面的中心點。工件原點一旦確立，工件坐標系就確定了。編寫程序時，用戶使用的是工件坐標系，所以在啟動機床加工零件之前，必須對機床進行設(shè)定工件原點的操作，以便讓NC確定工件原點的位置，這個操作通常稱為對刀。對刀是加工零件前一個非常重要且不可缺少的步驟，否則不但不可能加工出合格的零件還會導(dǎo)致事故的發(fā)生，在高檔數(shù)控系統(tǒng)中，工件原點甚至在一個程序中還可以進行變換，由相應(yīng)的選擇工件原點指令完成。工件原點與機床原點之間的距離叫原點偏置。
三、坐標指令
在加工過程中，工件和刀具的位置變化關(guān)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(tǒng)中，有相應(yīng)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(shù)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。
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(shè)定類型、插補功能類型、刀具補償功能類型、固定循環(huán)類型等。
G指令由字母G和其后兩位數(shù)字組成，從GOO到G99共100種；其中GOO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(zhuǎn)切換、加工盲孔、階梯孔、車削切槽
4、G40、G41、G42 半徑補償 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(huán) G76：螺紋切削復(fù)合循環(huán)
6、車削加工：G70、G71、72、G73，G71：軸向粗車復(fù)合循環(huán)指令 G70：精加工復(fù)合循環(huán) G72：端面車削，徑向粗車循環(huán) G73：仿形粗車循環(huán)
7、主軸設(shè)定指令G50：主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定 G96：恒線速度控制 G97：主軸轉(zhuǎn)速控制（取消恒線速度控制指令）
M指令：
1、主軸正反轉(zhuǎn)停止指令 M03、M04、M05
M03：主軸正傳 M04：主軸反轉(zhuǎn) M05：主軸停止
2、切削液開關(guān) M08、M09
M08：液狀切削液開 M09：切削液關(guān)
3、運動停止 M00、M01、M02、M30
M00：程序暫停 M01：計劃停止 M02：機床復(fù)位 M30:程序結(jié)束，指針返回到開頭
4、M98：調(diào)用子程 序
5、M99：返回主程序
F指令
F代碼用于指定插補進給速度。
F代碼編程有兩種，每分鐘進給量編程和每轉(zhuǎn)進給量編程。在每分鐘進給量編程中，F(xiàn)后的數(shù)值表示的是主軸每分鐘內(nèi)刀具的進給量，比如：F50，表示每分鐘進給量為50mm．值得注意的是，F(xiàn)代碼是模態(tài)指令，但一個程序中至少應(yīng)該在第一個插補指令后有一個F指令，例：G1 X30 F60
Ｓ指令
Ｓ指令用于指定主軸的旋轉(zhuǎn)速度，一個程序段內(nèi)只能含有一個Ｓ代碼，由字母Ｓ加數(shù)字表示，例如：
1.指定主軸的轉(zhuǎn)速是400r／min，則相應(yīng)的指令為S400。
2.在數(shù)控車系統(tǒng)中，根據(jù)加工工藝要求，零件端面要求恒線速度加工，因此，數(shù)控車系統(tǒng)中，對Ｓ指令有特殊規(guī)定：端面恒線速度切削：如Ｎ1 Ｇ96 Ｓ1000 *其中1000是端面的線速度，為1000m／min。速度單位因機床而異，參見機床說明書3.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和后接數(shù)字組成，在同一程序中，若同時指令坐標移動指令和刀具T指令，執(zhí)行順序一般為先執(zhí)行T指令，但具體由機床廠家確定，參見機床說明書。
需要指出的是：有的數(shù)控系統(tǒng)如發(fā)那科(FANUC O—TD)系統(tǒng)，刀具指令采用字母T加四位數(shù)字表示，四位數(shù)字的高2位表示刀具選擇號，低兩位表示刀具偏置號。具體表示方法見機床說明書。如：T0102表示一號刀，二號刀補。
程序名 ：
程序名是數(shù)控程序必不可少的第一行，由一個地址符加上后接四位數(shù)字組成，第一個字符或字母是具體的數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的，后接的四位數(shù)字是用戶任意取的。可以小于四位，但不能大于四位，根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)要求，打頭的字符或字母一般為％、或字母Ｏ。
例：％123，％7788，(CJK6236A2數(shù)控車床)是合法的程序名。01111，08888，(MV—5數(shù)控銑床)是合法的程序名.
子程序也有程序名，其程序名是主程序調(diào)用的入口。子程序的命名規(guī)則與主程序一樣，視不同的數(shù)控系統(tǒng)有不同的規(guī)則。
數(shù)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(shù)控加工（形狀較復(fù)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(zhì)量應(yīng)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(shù)控機床。
二、工序詳細設(shè)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(yīng)符合標準刀具系列、較高的剛性和耐用度、易換易調(diào)）。
4. 切削參數(shù)（盡可能取高一點）.
5. 走刀分配（走刀路線要短、次數(shù)要少、盡量避免法向切入、零件輪廓的最終加工應(yīng)盡
可能一次連續(xù)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(guī)格、
主軸轉(zhuǎn)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(jié)點：對非圓曲線用圓弧段來逼近，節(jié)點數(shù)的多少取決于逼近誤差、逼近方法及曲線
本身的性質(zhì)。
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(shù)控加工程序
1. 用數(shù)控機床規(guī)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(diào)整卡，供操作者調(diào)整機床用。
3. 輸入程序。
4. 校驗與試切。
數(shù)控加工生產(chǎn)流程
使用數(shù)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(shè)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(tài)(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(chǎn)品完成。
科鼎數(shù)控是一家集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場銷售為一體的民營企業(yè)，擁有12年數(shù)控設(shè)備制造經(jīng)驗，三大生產(chǎn)基地，全部設(shè)備原廠直售，省去中間差，為您節(jié)省，提供24小時上門服務(wù)，可定制數(shù)控加工中心，歡迎新老客戶咨詢服務(wù)熱線：0510-87553118
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