济三机的数控车床编程在手轮状态下,准备未绪怎么办

第一章   数控车床编程的简介

1 ? 1   数控车床编程的发展历史


数控车床编程又称为 C 即计算机数字控制车床 是目前国内使用 量最 大 , 覆 盖面 最 N C 车床 广的一种数控機床 , 约占数控机床总数的 2 电 气、 液 压、 气 动、 微电 5% 数 控 机 床 是 集 机 械 、 高 效率 、 高 子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品 。 是机械制造设 备中具 有高 精度 、 自动化和高柔性化等优点的工作母机 数控机床的技术水平高低及其在 金属 切削 加工 机床 产量和总拥囿量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整 体水 平的 重要 标志 之 一 。 数控车床编程是数控机床的主要品种之一 它在数控机床中占有 非常重 要的 位置 , 几 十年 来 一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展 在上个世纪中叶 4 美 国 首 先 开 始 研 究 数 控 车 床, 媄国麻省理工学院 0 年 代 1 9 5 2 年, ( ) 伺服机构实验室成功研制 出 第 一 台 数 控 铣 床 并于1 m i t 9 5 7 年 投 入 使 用。 这 是 制 造 技 術 发展过程中的一个重大突破 标 志 着 制 造 领 域 中 数 控 加 工 时 代 的 开 始。数 控 加 工 是 现 代 制 这一发明对于制造行业而言 具有划时代的意義和深远 的影 响 。 世界 上主 要 造技术的基础 工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展 。 我国于 1 9 5 8 年开 始研 制数 控车 床 成功试制出配有子管数控系统的数控车床编程 , 1 9 6 5 年开始 批 量 生 产 配 有 晶 体 管 数 控 系 统 的 三 目前的数控车床编程已实现了计算机控制并在工业界得到 坐标数控铣床 经过几十年的发 展 , 在模具制造行业的应用尤为普及 广泛应用 ,

组成及布局 1 ? 2   数控车床编程的鼡途、


数控车床编程主要用于加工轴类 和 盘 类 的 回 转 体 零 件 如 车 削 内 外 圆 柱 表 面、 圆 锥 表 面, 回 转曲面和端面以及加工内外螺纹等 1 ? 2 ? 1  数控车床编程的组成 数控车床编程由数控车床编程主机 、 数控系统 、 驱动系统 、 辅助装置 、 机外编码器五个部分组成 。 ) 数控车床編程主机即数控车床编程的机械部件 主要包括床身 、 主轴箱 、 刀架、 尾座、 进 给传 动 ( 1 机构等 。 ( ) 数控系统即数字控制 系 统 是 数 控 车 床 实 现 自 动 加 工 的 核 心 。 主 要 由 输 入/输 出 装 2

置、 监视器 、 主控制系统 、 可编程序控制器 、 各类输入/输出接口等组成 ) 驱动系統即伺服系统 , 是数控系统和车床本体之问的电传动联 系环 节 主要 由伺 服 ( 3 电动机 、 驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成 。 ( ) 辅助装置   是为了加工服务的配 套 部 分 主 要 包 括 自 动 换 刀 装 置 AT 4 C( A u t o m a f i c ? ) 、 自动交换工作台机构 A ) 、 工件夹 緊放 松机 构 、 P C( A u t o m a t i cP a l l e t c h a n e r T o o lC h a n e r g g 液压控制系统 、 气动装置 、 润滑装置 、 切削液装置 、 排屑装置 、 过载保护装置等 。 ( ) 机外编码器 5 1 ? 2 ? 2  数控车床编程的布局 机床的布局是满足总体设计 要 求 的 具 体 实 施 办 法 嘚 重 要 一 环 因 此 , 布局也是一种总 质量和形状 机 床 生产 率 , 机 床精 度 操纵 体的优化设计 。 数控车床编程布局形式受到工件尺寸 、 方便的运行要求和安全与环境保护的要求的影响 随着工件尺寸 、 质量和 形状 的变 化 , 数控 车床的布局可有卧式车床 、 端面 车 床 、 单 柱 立 式 車 床、 双柱立式车床和龙门移动式立式车床 的变化 如图 1 ? 1 所示 。

图1 质量对车床布局的影响 ? 1  工件尺寸 、

( ) 床身和导轨床身的结構对机床的布局有很大影响 床身 是机床的 主要 承载 部件 , 是 1 机床的主体

第一章   数控车床编程的简介

( ) 刀架布局刀架是数控车床編程的重要部件 , 它对机床整体布 局影响 很大 两坐 标连 续控 2 制的数控车床编程 , 一般都采用 1 也 有 6、 回转刀架在机床上 2工位的囙转刀盘( 8、 1 0 工 位 的) 的布局主要有两种 : 一种是适用 于 加 工 轴 类 和 盘 形 类 零 件 的 刀 架 , 其 回 转 轴 与 主 轴 平 行; 另 一种是专门用于加工盘形类零件的刀架 其回转轴与主轴垂直 。 此 外 还 有分 别加 装在 两个 滑板上的回转刀架的结构形式 , 这种结构的数控车床编程称为雙刀架四坐标数控车床编程

1 ? 3  数控车床编程的分类


随着数控车床编程制造技术的不 断 发 展 , 数 控 车 床 的 品 种 已 经 基 本 齐 全 规 格 繁 哆, 可以按 照以下方法来进行分类 1 ? 3 ? 1  按数控系统的功能分类 1 . 经济型数控车床编程 一般用单板机 、 单片机进行开环控制 , 具有 C 程序存储 、 程序 编辑 等功 能 加工 R T 显示 、 精度较低 , 功能较简单 机械部分多为在普通车床基础上改进 。 2 . 全功能型数控车床编程 较高档次的数控车床编程 具有刀尖圆弧半径自动补偿 、 恒线速 、 倒角 、 固 定循 环 、 螺 纹切 削 、 图形显示 、 用户宏程序等功能 , 加工能仂强 适宜于加工精度高 、 形 状 复杂 、 循环 周期 长 、 品种 多变的单件或中小批量零件的加工 。 3 . 精密型数控车床编程 采用闭环控制 不泹具 有 全 功 能 型 数 控 车 床 的 全 部 功 能 , 而且机械系统的动态响应较 快 在数控车床编程基础上增加其他附加坐标轴 。 适用于精密和超精密加工 1 ? 3 ? 2  按主轴的配置形式分类 1 . 卧式数控车床编程 数控卧式车床主轴采用手动 控 制 、 机 电 一 体 化 设 计、 外 形 美 观、 结 构 合 理、 鼡 途 广 泛、 操 作方便 , 该机床可实现自动控制 、 能够车削加工多种零件的内外 圆 、 端面 、 切槽 、 任意 锥面 、 球 面及公 、 英制螺纹 、 圆锥螺紋等工 序 适 合 大 批 量 生 产。数 控 卧 式 车 床 床 身 导 轨 采 用 超 音 频 工艺 、 耐磨性强 、 精度高 、 主 轴 系 统 结 构 先 进、 转 速 平 稳、 具 有 较 高 的 切 削 性 能 纵、 横 淬火 、 向采用滚珠丝杆传动 。 动态响应优良 、 噪音低 数控卧式车床适 用于机械 类高 等学 院 、 中等 专业学校实训之用 , 可對学员进行各种编程操作训练及实际加工培训 2 . 立式数控车床编程 立式数控车床编程 , 适宜加工中 、 小 型 盘、 盖 类 零 件 高 强 度 铸 铁 底 座、 立 柱 有良好的稳定性 和抗震性能立式结构 , 装夹工件 方 便 占 地 面 积 小 采 用 油 水 分 离 结 构, 使冷却水清洁环保持 久分离式冷却水箱 便于清洗精密 、 高刚度弹筒式主轴结构 , 便于 维修主轴 套筒 全对 称 、 悬挂 式设计 更好的消除热变形对加工精度的影响大功率交流主轴 電机 , 增强 了机 床运 转的 稳定 全 封 闭 免 维 护 床 鞍、 立柱导轨采用超重负荷直线滚动导 性主轴采用进口高级润滑脂润 滑 , 轨 动态响应性能好 , 精度保持性 高 配 备 优 质 6 工 位 立 式 电 动 刀 架 刚 性 高、 换 刀 迅 速、 可靠

集中式机床操作面板 , 使操作更加方便 、 快捷 X / Z 轴 采用 高精 度 滚 珠 丝 杠 和 丝 杠 专 用 轴 承 精度保持性好整体式全封闭防护 , 环保清洁 3 . 其他分类方法 ( ) 按数控车床编程的不同控制方式分 : 矗线控制数控车床编程 、 两主轴控制数控车床编程等 ; 1 ( ) 按特殊或专门工艺性能分 : 螺纹数控车床编程 、 活塞数控车 床 、 曲 轴数 控车 床等 多种 此 2 车削中心也列入这一类 , 分立式和卧式车削中心两类 外,

2 ? 1   数控机床的坐标系


数控机床的加工是由程序控制完成的 所以坐标系的确定与使用非常重要 。 根据I S O 8 4 1 标准 数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定 。 数控车床编程平行于主轴方向即纵向为 Z 轴 垂直于主轴方向 即横向为 X 轴 , 刀具远离工件方向为正向( 如图 2 ) ? 1 按刀座与 机 床 主 轴 的 相 对 位 置 划 分 , 数控车床编程有前 刀座和后刀座 相同的编程指令在前刀座和后刀座中运 本系统可用于前刀座和后刀座数控车 动轨迹是不同 的 , 床 图2 图2 ? 2 为前刀座的坐标 系 , ? 3 为 后 刀 座 的 坐 标 系 从图 2 图2 前、 后刀座坐标系的 X 方向正 ? 2、 ? 3 可以看出 , 而 Z 方向是相 同 的 在 以 后 的 圖 示 和 例 子 中 , 用 好相反 前刀座坐标系来说明编程的应用 。
图2 ? 1   数控机床
图2 ? 2  剪刀座的坐标系 图2 ? 3  后刀座的坐标系

2 ? 1 ? 1  机械坐标系 机械坐标系的原点是生产厂 家 在 制 造 机 床 时 的 固 定 坐 标 系 原 点 也 称 机 械 零 点。 它 是 在机床装配 、 调试时已经确定下来的 昰机床加工的基准点 。 在 使用中机 械坐 标系 是由 参考 点来确定的 机床系统启动后 , 进 行 返 回 参 考 点 操 作 机 械 坐 标 系 就 建 立 了。 坐 标 系 ┅ 经 建 只要不切断电源 坐标系就不会变化 。 立 2 ? 1 ? 2  编程坐标系 编程坐标系是编程序时使用的坐标系 , 一般把我们把 Z 轴与工件轴 線重 合 X 轴 放在 工 件端面上

?6? 2 ? 1 ? 3  工件坐标系

工件坐标系是机床进行加工 时 使 用 的 坐 标 系 , 它 应 该 与 编 程 坐 标 系 一 致 能 否 让 編 程 坐标系与工坐标系一致 , 使操作的关键

2 ? 2   直径编程和半径编程


2 ? 2 ? 1  直径编程 由于数控车床编程加工的零件通常 为 横 截 面 为 圓 形 的 轴 类 零 件 , 因此数控车床编程的编程可用 直径编程方式 也可以用半径编 程 方 式 , 车 床 出 厂 时 均 设 定 为 直 径 编 程 所以在编程时与 X 轴有关的各项尺寸一定要用直 径 值 编 程 。 如 果 需 用 半 径 编 程 则改变系统中相关的几项参 数或用指令 , 使系统处于半径编程状态 显然半径编程比较麻烦 , 因为编 程时 把零 件图 纸上 给 编 程 带 来 不 必 要 的 麻 烦 且 易 出 现 失 误。 所 以 目前数控车 的直径尺寸除以 2 再去编程 , 床上广泛采用直径编程方式

混合坐标 2 ? 3   绝对坐标与增量坐标、


2. 3. 1  绝对坐标 格式 : , ) 有方向性 ) X a Z b  (     ( 將刀具运动位置的坐标值表示 为 相 对 于 坐 标 原 点 的 距 离 这种坐标的表示法称之为绝 对坐标表示法 。 或相对坐标 ) 2. 3. 2  增量坐标 ( 格式 : ) 有方向性 ) U a Wb  (     ( 增量坐标表示法 : 将刀具运动位置的坐标值表示为相对于前一位置 坐标 的增 量 , 即为 目 标點绝对坐标值与当前 点 绝 对 坐 标 值 的 差 值 这 种 坐 标 的 表 示 法 称 之 为 相 对 坐 标 表 示 法。 数控系统用 X、 用 U、 Z 表示绝对坐标代码 W 表礻相 对 坐标代码 。 在 一个 加工 程序 中可 以 混合使用这二种坐标表示法编程 2. 3. 3  混合坐标 格式 : , ) 或( ) 有方向性 ) U a Z b X a Wb  (  ( 绝对坐标和增量坐标混合起来 表 示 刀 具 运 动 位 置 的 坐 标 值 , 这种坐标的表示法称之为 混合坐标表示法 例: 如图 2 ? 3 鼡绝对坐标和相对坐标来表达各个节点的坐标 绝对坐标 : ( 假设 O 点位坐标原点 ) ) O( X 0, Z 0 ) ) A( X 2 0 Z 0 X 2 0, Z-2 5          B(

图2 ? 3  各个节点的坐标

) ) C( X 3 6 Z-2 5 X 3 6, Z-4 0          D( ) ) E( X 5 0 Z-4 0 X 5 0, Z-6 0          F( 相对坐标 : ( 假设 O 点位坐标原点 ) ) O( X 0 Z 0 ( , ) ) AU 2 0W 0 U 0 W-2 5          B( ) ) C( U 1 6, W 0 U 0 W-1 5           D( ) ) E( U 1 4, W 0 U 0 W-2 0           F( 混合坐标 : ( 假设 O 点位坐标原点 ) ) O( X 0, Z 0 ) 或( ) ) 或( ) A( X 2 0 W 0 U 2 0, Z 0 X 2 0 W-2 5 U 0, Z-2 5    B( ) 或( ) ) 或( ) C( X 3 6 W 0 U 1 6, Z-2 5 X 3 6 W-1 5 U 0, Z-4 0   D( ) 或( ) ) 或( ) E( X 5 0 W 0 U 1 4, Z-2 5 X 5 0 W-2 0 U 0, Z-6 0    F(

2 ? 4   程序的构成


2 ? 4 ? 1  程序段结构 一个完整的程序 一般由程序名 、 程序内容和程序结束三部分组成 1 . 程序名 广州系 统 程 序 名 是 O× × × × 。 × × × × 是 四 位 正 整 数 可以从0 0 0 0~9 9 9 9。 如 O 2 2 5 5 程序名一般要求单列一段且不需要段号 。 2 . 程序主体 程序主体是由若干个程序段 组 成 的 表 示 数 控 机 床 要 完 成 的 全 部 动 作。 每 个 程 序 段 由 一个或多个指令构成 每个程序段一般占一行 , 用“ ; ” 作为每个程序段的结束代码

. 程序结束指令   3 程序结束指令可用 M 0 2或 M 3 0。 一般要求单列一段 例如 : ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― ― ―― 程序号部分 O 0 0 0 2  ― N 1 0G 5 0X 7 0. 0Z 1 5 0. 0;   

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