程序格式fficeffice" /> + @' x3 j0 i+ ^2 Y8 N( O
1. 程序段格式 程序段是可作为一个单位来处理的、连续的字组,是数控加工程序中的一条语句。一个完整的数控加 工程序是若干个程序段组成的。 程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。现在一般使用字地址可变程序段格式,每个字长不固定,各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。 地址可变程序段格式中,在上一程序段中写明的、本程序段里又不变化的那些字仍然有效,可以不再重写。这种功能字称之为续效字。 程序段格式举例: N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08 N40 X90(本程序段省略了续效字“G01,Y30.2,F500,S3000,T02,M08”,但它们的功能仍然有效) 在程序段中,必须明确以下几点的对应关系: 移动目标:终点坐标值; 沿怎样的轨迹移动:准备功能字; 进给速度:进给功能字F; 切削速度:主轴转速功能字S; 使用刀具:刀具功能字T; 机床辅助动作:辅助功能字M。 ' e( P' ]' r. ?. |% E2 |
2.加工程序的一般格式 (1)程序开始符、结束符 程序开始符、结束符是同一个字符,ISO代码中是%,EIA代码中是EP,书写时要单列一段。 (2)程序名 程序名有两种形式:一种是英文字母O和1~4位正整数组成;另一种是由英文字母开头,字母数字混合组成的。一般要求单列一段。 (3)程序主体 程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。
. {' K- ?- i, O$ g(4)程序结束指令 程序结束指令可以用M02或M30。一般要求单列一段。 加工程序的一般格式举例: % // 开始符 O1000 // 程序名 N10 G00 G54 X50 Y30 M03 S3000 N20 G01 X88.1 Y30.2 F500 T02 M08 // 程序主体 N30 X90 …… N300 M30 // 结束符 % & i& @9 s \ c* m! a
数控机床的坐标系 ' B$ _' p* ~. W- j+ U8 X( Y
在数控编程时为了描述机床的运动,简化程序编制的方法及保证纪录数据的互换性,数控机床的坐标系和运动方向均已标准化,ISO和我国都拟定了命名的标准。 通过这一单元的学习,能够掌握机床坐标系、编程坐标系、加工坐标系的概念,具备实际动手设置机床加工坐标系的能力。
* O, f% Z/ u9 G6 q2 j. i# M; j2 P# o& E# d' I( x
- 机床坐标系
7 D5 w$ ~0 z1 P ?/ B8 {* w- 编程坐标系
7 F+ u& K& u3 X/ d5 R& v
- 加工坐标系
" S+ j( f% R6 q z* D b, v
- 机床加工坐标系的设定
, P- O0 Z& E. b/ h; d& \4 q, f f1。机床坐标系的确定
! H) S4 l5 u' L( F(1)机床相对运动的规定 * E0 Z* k! u' O0 q6 }
* y. b8 a& ]( b0 `* s' F& W4 ]: Z$ M
% |7 v/ s2 t8 _: Y( u- b4 ?
6 D+ L5 ^6 H- [; f# q
/ P! E* p2 M; g
2 o8 ]! @+ E) b7 F- k) Q! E7 _ 工件相对静止,而刀具运动。 | * ?1 F) [% X# D) Z
在机床上,始终认为工件静止,而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下,就可以依据零件图样,确定机床的加工过程。
(2)机床坐标系的规定
8 `5 m( U5 B5 ~& u' r% E1 R( v0 R% t
3 V' [/ z. `3 w2 O1 [3 J/ n# W' s7 M
9 i; V+ l( l3 _7 j0 j. r/ ~
/ \+ E# Z/ }& A [/ u, x, I( i" L; p* q
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。 | 8 T! D& K* ]7 o3 l+ C: i$ Q7 [
$ O3 x. C/ K) l, ~; H 在数控机床上,机床的动作是由数控装置来控制的,为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的位移和运动的方向,这就需要通过坐标系来实现,这个坐标系被称之为机床坐标系。 例如铣床上,有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动,如图1所示。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述. ' p! O/ V: d3 |# s3 C3 t4 R
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定: 6 I& D. r; K! ]/ h- R
+ u7 M/ C+ {+ U, S/ r' U7 r2 Q1)伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90度。则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标。 6 J2 p! }+ l% }/ d* M9 ^5 S
2)大拇指的指向为X坐标的正方向,食指的指向为Y坐标的正方向,中指的指向为Z坐标的正方向。
# `3 `! @% j' c6 k* K+ S3 s4 D3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定则,大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意一轴的正向,则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向 5 x7 i9 H: K7 c% y: F$ r
. h- Y0 Z5 r! ]7 v
(3)运动方向的规定
增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向 " Z1 _ b( Z6 b* _5 {
2 |& u( I5 G! Q3 q( v A2。坐标轴方向的确定 * G: ]( M1 W+ F" `5 |" G
2。坐标轴方向的确定 (1)Z坐标
) H, i( b) a" L% S- A% P, [/ ]
0 a* P" T# x# l J( H! s 3 K+ e8 u6 [6 M5 D
; v( Z+ h7 w. \* F# ]
; [6 o0 ]( B# ?( w% I9 j
3 r% s2 j$ a% x+ }2 q0 o* E' u' ^9 z
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的,即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标,Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。 |
N% _: Z$ [6 Q. }/ o0 W ; L' I) w; [( ~0 F1 B/ \
如果机床上有几个主轴,则选一个垂直于工件装夹平面的主轴方向为Z坐标方向;如果主轴能够摆动,则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向;如果机床无主轴,则选垂直于工件装夹平面的方向为Z坐标方向。 ; _; g! v/ e% j% M3 }* t) c( s: ]
. k1 w( i; K/ D6 P" }9 m
(2) X坐标
6 ?8 h% e' N4 r! G# k
% B) o- y4 ?& A- |& j
p2 z# @0 H" I) x/ \! ]$ F! s8 d, ]
8 N5 |1 S2 {+ f" _& w5 X( ^
( [+ H3 `- l I* c( |, f
3 W+ g7 u5 U. D( o X坐标平行于工件的装夹平面,一般在水平面内。 | . `$ R0 [' ~ {: a3 F' w% G) ^
如果工件做旋转运动,则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向; 如果刀具做旋转运动,则分为两种情况:
1)Z坐标水平时,观察者沿刀具主轴向工件看时,+X运动方向指向右方; 6 @, k# g" e% o3 c0 @% X0 p
2)Z坐标垂直时,观察者面对刀具主轴向立柱看时,+X运动方向指向右方。
图6所示为数控车床的X坐标。 5 Y5 q* D2 u& D' A
(3)Y坐标
t3 \0 M d- Y; m! h6 r. a% Q# k5 h9 m( K
8 t- _# r) _) f4 K# X) ]3 w
1 D: Z6 R1 w. o' k0 c
2 c# z" ]! N. P( e$ ^& v5 e1 V9 g, ?( H9 z1 g
在确定X、Z坐标的正方向后,可以用根据X和Z坐标的方向,按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。 | % T4 U; S8 x, ^8 P/ q7 L. s
/ R6 {+ g/ k! z' A( R
. g$ t' e! O8 f' N6 U
6 I+ t( v# T/ q( |+ b
3。附加坐标系
$ L; a1 F9 W0 Y3。附加坐标系 ' M9 X* _; U" q& i! ?
; \% \. M$ T1 o |& k
" j2 K% q: z$ |' _; x: p
5 M0 H$ Z& z: u5 r( o
' C: j* @+ v- V9 \6 t+ \
+ i3 }3 A) P3 Q _& U8 V
为了编程和加工的方便,有时还要设置附加坐标系。 |
+ u8 ]2 N- i9 O8 r+ i1 n4 x 对于直线运动,通常建立的附加坐标系有:
(1)指定平行于X、Y、Z坐标轴,可以采用的附加坐标系:第二组U、V、W坐标,第三组P、Q、R坐标。
(2)指定不平行于X、Y、Z坐标轴,也可以采用的附加坐标系:第二组U、V、W坐标,第三组P、Q、R坐标。 D4 a+ g* j y" x1 } b
( H& [/ }1 Y: J8 ^! Y4。机床原点的设置 ; P" ]8 J5 a0 v+ E+ t0 {9 X
: c( s! n7 g; L
# `, r j1 g( F4 j7 @
3 r, v, f8 Y' U% u" J
8 s4 S! l, g7 x4 R! z# M/ B7 W! D( t2 N6 T
机床原点是指在机床上设置的一个固定点,即机床坐标系的原点。 |
# K8 }& J% @) n" y# [8 p$ q( n; S1 y
它在机床装配、调试时就已确定下来,是数控机床进行加工运动的基准参考点。
: H6 T$ Q" n4 y {- A$ d3 H(1)在数控车床上,机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处,见图9。同时,通过设置参数的方法,也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。
- O/ A) {* @5 O4 x& T6 u9 R$ C$ }; v4 z, s, y
! n: ?/ {: g/ g/ ^
8 }, Q2 w" x2 Z1 ^, V1 V
/ }6 S$ _" H, v( L4 g/ g2 ?5 h- O: a2 S# V
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; X/ Y1 N9 h3 K( f! X. Q$ ~4 Z+ b* T+ s+ M8 h$ x* b( I& w
|
5 ~2 o3 e8 E' C+ k3 b9 E; I9 f0 ^. H: f! d3 y2 S' l
+ E9 l) z, Z# \6 z
图9 车床的机床原点 | % l a+ [' I! b7 S
; p4 J' f$ ?/ o1 o' L 图10 铣床的机床原点 | * t$ j/ m$ w/ Y7 g; r
(2)在数控铣床上,机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上,见图10。
' k% K4 y4 s" a. i0 D
& S- R! p1 p: Q. N( k5。机床参考点 2 I. v8 ?0 `" R8 Z% c
" w) e0 u# D4 m; j! U
) S+ P& B: L8 H# e9 h" M; L, U. y
$ r) Y" H9 f9 \7 `/ n& a
& d* \+ H6 o) w3 k/ T6 ~# S
5 O9 j# j2 N8 `/ D' N4 r5 I/ \ 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。 | 7 I8 L: o! [( D8 x" N4 N- u
$ Y+ c- w+ B7 n# d) d
' q3 b3 }% O4 j0 K; D, P8 l$ v
; w$ z$ h( v) J# H7 K1 W9 B, P: J
/ B# J, E9 t# e, ?5 [$ L. Q; F/ C0 O- n* C1 h: Q
* x" X( v# U- V7 r! _
| $ g, H8 D2 a: O1 G
& G/ l: m+ @0 L
, A' W3 j/ ~1 ^/ W8 ?5 u, I7 @ 图11 数控车床的参考点 | - J- I3 A+ o, o) b4 L1 G
机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的,坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。 * p4 e* p/ a3 g1 N& }9 S+ g. D
通常在数控铣床上机床原点和机床参考点是重合的;而在数控车床上机床参考点是离机床原点最远的极限点。图11所示为数控车床的参考点与机床原点。 3 N) C0 s! E, x7 f7 i
数控机床开机时,必须先确定机床原点,即刀架返回参考点的操作。只有机床参考点被确认后,刀具(或工作台)移动才有基准 + o& E! E+ V8 b; U: G7 D G
7 \6 G: t! W X3 Z编程坐标系 & b' i8 b% s4 K' S. W
编程坐标系编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。 编程坐标系一般供编程使用,确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如图1所示。 & _4 P3 H0 S- @" a# K s5 J2 W
图1 编程坐标系
$ l* _ \! p! ?9 `2 b) S" G' Z- G 编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。 编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上,编程坐标系中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致,如图2所示为车削零件的编程原点。
1 U( L; \) Y. S 图2 确定编程原点 ' }# Y: b4 j; ^- [+ m
& D* Z8 g$ O$ S7 u9 @9 _. }/ j- j" Z
" n6 c# m" v4 K+ q
$ i/ K1 m/ k+ N2 W8 ? N1。加工坐标系的确定
6 O6 Y1 H$ v/ y% ]
, K, V; {/ [4 a$ I
6 |5 ~* J1 Y9 {: G3 {
$ B+ y/ F+ M, C% ^+ ^3 T3 b0 b, {- a* @& B, c1 _
( W s4 \8 S" ?; t+ g
|
9 t' j: ]& O# Z# j0 u) V* A" k0 a0 N+ P6 q" X, D/ |& B
- E. i2 s p* u6 e) o 图1 齿轮坯 | " p& n+ r% C! r& k8 r
加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。 加工原点也称为程序原点,是指零件被装夹好后,相应的编程原点在机床坐标系中的位置。 在加工过程中,数控机床是按照工件装夹好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加工的。编程人员在编制程序时,只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值,而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。对于加工人员来说,则应在装夹工件、调试程序时,将编程原点转换为加工原点,并确定加工原点的位置,在数控系统中给予设定(即给出原点设定值),设定加工坐标系后就可根据刀具当前位置,确定刀具起始点的坐标值。在加工时,工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的,这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。图1中O2为编程原点。 - m6 D' f* Z. }+ b2 D* z
2。加工坐标系的设定
' V! I: `7 x1 V' c r6 M/ ? u方法一:在机床坐标系中直接设定加工原点。 ' B& ^9 _( M" Q# `6 v7 u$ S
例题:在配置FANUC-OM系统的立式数控铣床上设置加工原点03,如图2所示。 (1)加工坐标系的选择 编程原点设置在工件轴心线与工件底端面的交点上。 设工作台工作面尺寸为800mm×320mm,若工件装夹在接近工作台中间处,则确定了加工坐标系的位置,其加工原点03就在距机床原点O1为X3、Y3、Z3处。并且X3=-345.700mm, Y3=-196.22mm, Z3=-53.165mm。 (2)设定加工坐标系指令 1)G54~G59为设定加工坐标系指令。G54对应一号工件坐标系,其余以此类推。可在MDI 方式的参数设置页面中,设定加工坐标系。如对已选定的加工原点O3,将其坐标值 X3= -345.700mm Y3= -196.220mm Z3=-53.165mm 设在G54中,如图3所示。则表明在数控系统中设定了一号工件加工坐标。设置页面如图3。 2 f; X, X2 _9 Q9 L5 G* |
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