破碎机资料网 >> 用户交流 >> 数控技术：1.4 数控编程基础
-
cold1999
时间 09-05 08:38
来自
-
数控技术：1.4 数控编程基础
1.4 数控编程基础
在数控机床上加工零件时，要把加工零件的全部工艺过程、工艺参数和位移数据，以信息的形式记录在控制介质上，用控制介质上的信息来控制机床，实现零件的全部加工过程。从分析零件图纸到获得数控机床所需控制介质的全部过程，即称之为数控编程。
1.4.1 数控加工程序的格式
数控程序按程序段(行)的表达形式可分为固定顺序格式、表格顺序格式、地址数字格式三种。
固定顺序格式属于早期采用的数控程序格式，因其可读性差、编程不直观等原因，现已基本不用。
表格顺序格式程序的每个程序行都具有统一的格式，加工用数据间用固定的分隔符分隔，其编程工作类似于填表。当某一项数值为零时，其数值虽然可省略，但分隔符却不能省略，否则数控装置读取数据时就会出错。比如国产数控快走丝线切割机床所采用的3B、4B程序格式，就是这种类型。
地址数字格式程序是目前国际上较为通用的一种程序格式。其组成程序的最基本的单位称之为“字”，每个字由地址字符（英文字母）加上带符号的数字组成。各种指令字组合而成的一行即为程序段，整个程序则由多个程序段组成。即：字母+符号+数字→指令字→程序段→程序。
一般地，一个程序行可按如下形式书写：
N04 G02 X±43 Y±43…F32 S04 T02 M02 ；
其中：
N04 --- N表示程序段号，04表示其后最多可跟4位数，数字最前的0可省略不写。
G02 --- G为准备功能字，02表示其后最多可跟2位数，数字最前的0可省略不写。
--- 坐标功能字，±表示后跟的数字值有正负之分，正号可省略，负号不能省略。43表示小数点前取4位数，小数点后可跟3位数。程序中作为坐标功能字的主要有作为第一坐标系的X、Y、Z；平行于X、Y、Z的第二坐标字U、V、W；第三坐标字P、Q、R以及表示圆弧圆心相对位置的坐标字I、J、K；在五轴加工中心上可能还用到绕X、Y、Z旋转的对应坐标字A、B、C等等。坐标数值单位由程序指令设定或系统参数设定。
F32 --- F为进给速度指令字，32表示小数点前取3位数，小数点后可跟2位数。
S04 --- S为主轴转速指令字，04表示其后最多可跟4位数，数字最前的0可省略不写。
T02 --- T为刀具功能字，02表示其后最多可跟2位数，数字最前的0可省略不写。
M02 --- M为辅助功能字，02表示其后最多可跟2位数，数字最前的0可省略不写。
上述各代码字的功能含义将由后面的章节详细介绍，在此不赘述。
总体来说，地址数字格式程序中代码字的排列顺序没有严格的要求，不需要的代码字可以不写。整个程序的书写相对来说是比较自由的。如图1-19所示，要铣削一个轨迹为长10mm、宽8mm的长方形，其程序可简单编写如下：
O 0011
N1 G92 X10.0 Y5.0 Z50.0
N2 S200 T01 M03
N3 G90 G00 Z10.0
G01 Z-5.0 F100 M08
G91 G41 Y5.0 H01
G01 Y8.0
X10.0
Y-8.0
X-10.0
G40 Y-5.0 M09
Z50.0
M02 主程序番号
建立工件坐标系
选刀，让主轴正转
快速下刀到上表面附近
工进下刀，同时开切削液
切入，同时加刀补
铣短边
铣长边
铣短边
铣长边
切出，取消刀补，关切削液
提刀
停机结束
另外，为了方便程序编写，有时也往往将一些多次重复用到的程序段，单独抽出做成子程序存放，这样就将整个加工程序做成了主-子程序的结构形式。在执行主程序的过程中，如果需要，可多次重复调用子程序，有的还允许在子程序中再调用另外的子程序，即所谓“多层嵌套”，从而大大简化了编程工作。至于主-子程序结构的程序例子，将会在后面实际加工应用中列举出来，到时再慢慢体会。
即使是广为应用的地址数字程序格式，不同的生产厂家，不同的数控系统，由于其各种功能指令的设定不同，所以对应的程序格式也有所差别。加工编程时，一定要先了解清楚机床所用的数控系统及其编程格式后才能着手进行。当然，有些机床的程序格式不一定都会采用上述那样的格式说明方法，可能会采用表格分别说明的方式，如某机床列出其编程指令方式是：最大指令值±99999.999mm，即相当于X±53的坐标字要求。
1.4.2 程序编制的过程及方法
1．程序编制过程
数控程序的编制应该有如下几个过程：
（1）分析零件图纸。要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工，或适宜在哪类数控机床上加工。有时还要确定在某台数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。
（2）确定工艺过程。确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）和加工路线（如对刀点、走刀路线），并确定加工用量等工艺参数（如切削进给速度、主轴转速、切削宽度和深度等）。
（3）数值计算。根据零件图纸和确定的加工路线，算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何元素的交点和切点等的计算。
（4）编写程序单。根据加工路线计算出的数据和已确定的加工用量，结合数控系统的程序段格式编写零件加工程序单。此外，还应填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、工件安装及零点设定卡片等。
（5）制备控制介质。按程序单将程序内容记录在控制介质（如穿孔纸带）上作为数控装置的输入信息。应根据所用机床能识别的控制介质类型制备相应的控制介质。
（6）程序调试和检验。可通过模拟软件来模拟实际加工过程，或将程序送到机床数控装置后进行空运行，或通过首件加工等多种方式来检验所编制出的程序，发现错误则及时修正，一直到程序能正确执行为止。
2．程序编制方法
数控程序的编制方法有手工编程和自动编程两种。
（1）手工编程 从零件图样分析及工艺处理、数值计算、书写程序单、制穿孔纸带直至程序的校验等各个步骤，均由人工完成，则属手工编程。对于点位加工或几何形状不太复杂的零件来说，编程计算较简单，程序量不大，手工编程即可实现。但对于形状复杂或轮廓不是由直线、圆弧组成非圆曲线零件；或者是空间曲面零件即使由简单几何元素组成，但程序量很大，因计算相当繁琐，手工编程困难且易出错。必须采用自动编程的方法。
（2）自动编程 编程工作的大部分或全部由计算机完成的过程称自动编程。编程人员只要根据零件图纸和工艺要求，用规定的语言编写一个源程序或者将图形信息输入到计算机中，由计算机自动地进行处理，计算出刀具中心的轨迹，编写出加工程序清单，并自动制成所需控制介质。由于走刀轨迹可由计算机自动绘出，所以可方便地对编程错误及时修正。
1.4.3 程序传送的载体
程序送入CNC装置是通过控制介质（即程序信息载体）来实现的。具体的载体有多种，如穿孔纸带、磁带、软磁盘及MDI手动数据输入等。
1．穿孔纸带
穿孔纸带是早期数控机床上常用的控制介质。把数控程序按一定的规则制成穿孔纸带，数控机床通过纸带阅读装置把纸带上的孔位信息代码转换成数控装置可以识别的电信号，经识别和译码后分别输送到相应的寄存器，以这些指令作为控制与运算的原始依据，控制器根据指令控制运算及输出装置，达到对机床控制的目的。如图1-20是八单位纸带的格式组成，目前国际通用的八单位纸带代码有两种标准格式，即国际标准化组织（ISO）标准和美国电子工业学会（EIA）标准，这两种格式是以每排实有信息孔总数为奇数或偶数来区分的。
2．数据磁带
这种方法是将编制好的程序信息录制在数据磁带上，加工零件时，再将程序从数据磁带上读出来，从而控制机床动作。
3．软磁盘或联机控制
随着计算机行业的迅速发展，使用计算机软磁盘作为控制介质的越来越多。编程人员可以在计算机上使用自动编程软件进行编程，生成的程序存入软磁盘，再通过数控机床上配备的软磁盘驱动器将程序读入到数控机床上，或者通过电缆线直接把计算机与数控机床上的DNC接口连接起来，实现计算机与机床之间的通信。这样就不必把程序制成穿孔纸带，而是通过通信的方式，把加工指令直接送入数控系统，指挥机床进行加工，从而提高了系统的可靠性和信息的传递效率。
华中数控系统采用通用PC电脑或工业PC机作CNC控制系统，直接利用PC机的硬磁盘（或电子盘）作存贮器，用软驱作输入装置，其控制软件和数控程序文件都可贮存在硬磁盘中，并且可配装自动编程的软件系统，程序的传送就在同一硬盘之中，只需要使用PC机上流行的DOS、Windows等磁盘操作系统来进行文件管理就可传送程序数据，存贮容量巨大。并且可以利用Windows的网络功能实现远程传送控制。
4．MDI手动输入
它是利用数控机床操作面板上的键盘，将编好的程序直接输入到数控系统中，并可以通过CRT显示器显示有关内容，以便发现错误时能及时修改。实际上不管何种输入方式，当已将其程序转存到系统存贮器中后，大都能够通过显示器和键盘进行检查修改。
本帖最后由 cold1999 于 2007-9-5 8:38:37 编辑
- 楼主
-
豫ICP备07013097号
