數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 在普通機(jī)床上加工零件時,首先應(yīng)由工藝人員對零件進(jìn)行工藝分析,制定零件加工的工藝規(guī)程,包括機(jī)床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。
同樣,在數(shù)控機(jī)床上加工零件時,也必需對零件進(jìn)行工藝分析,制定工藝規(guī)程,同時要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等,按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上,將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置,由數(shù)控裝置控制機(jī)床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機(jī)床的控制介質(zhì)并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制,簡稱數(shù)控編程。
數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣要求的合格零件,同時應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮,以使數(shù)控機(jī)床能安全可靠及高效地工作。
一般來講,數(shù)控編程過程的主要內(nèi)容包括:分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)值計算、編寫加工程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗和首件試加工 數(shù)控編程的具體步驟與要求如下:1.分析零件圖 首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等,以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工,或適合在哪種數(shù)控機(jī)床上加工。同時要明確加工的內(nèi)容和要求。
2.工藝處理 在分析零件圖的基礎(chǔ)上,進(jìn)行工藝分析,確定零件的加工方法(如采用的工夾具、裝夾定位方法等)、加工路線(如對刀點、換刀點、進(jìn)給路線)及切削用量(如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量等)等工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù),而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。
制定數(shù)控加工工藝時,要合理地選擇加工方案,確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等;同時還要考慮所用數(shù)控機(jī)床的指令功能,充分發(fā)揮機(jī)床的效能;盡量縮短加工路線,正確地選擇對刀點、換刀點,減少換刀次數(shù),并使數(shù)值計算方便;合理選取起刀點、切入點和切入方式,保證切入過程平穩(wěn);避免刀具與非加工面的干涉,保證加工過程安全可靠等。有關(guān)數(shù)控加工工藝方面的內(nèi)容,我們將在第2章2.3節(jié)及2.4節(jié)中作詳細(xì)介紹。
3.數(shù)值計算 根據(jù)零件圖的幾何尺寸、確定的工藝路線及設(shè)定的坐標(biāo)系,計算零件粗、精加工運動的軌跡,得到刀位數(shù)據(jù)。對于形狀比較簡單的零件(如由直線和圓弧組成的零件)的輪廓加工,要計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標(biāo)值,如果數(shù)控裝置無刀具補(bǔ)償功能,還要計算刀具中心的運動軌跡坐標(biāo)值。
對于形狀比較復(fù)雜的零件(如由非圓曲線、曲面組成的零件),需要用直線段或圓弧段逼近,根據(jù)加工精度的要求計算出節(jié)點坐標(biāo)值,這種數(shù)值計算一般要用計算機(jī)來完成。有關(guān)數(shù)值計算的內(nèi)容,我們將在第3章中詳細(xì)介紹。
4.編寫加工程序單 根據(jù)加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補(bǔ)償量、機(jī)床輔助動作及刀具運動軌跡,按照數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式編寫零件加工的程序單,并校核上述兩個步驟的內(nèi)容,糾正其中的錯誤。5.制作控制介質(zhì) 把編制好的程序單上的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上,作為數(shù)控裝置的輸入信息。
通過程序的手工輸入或通信傳輸送入數(shù)控系統(tǒng)。6.程序校驗與首件試切 編寫的程序單和制備好的控制介質(zhì),必須經(jīng)過校驗和試切才能正式使用。
校驗的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,讓機(jī)床空運轉(zhuǎn),以檢查機(jī)床的運動軌跡是否正確。在有CRT圖形顯示的數(shù)控機(jī)床上,用模擬刀具與工件切削過程的方法進(jìn)行檢驗更為方便,但這些方法只能檢驗運動是否正確,不能檢驗被加工零件的加工精度。
因此,要進(jìn)行零件的首件試切。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時,分析誤差產(chǎn)生的原因,找出問題所在,加以修正,直至達(dá)到零件圖紙的要求。
數(shù)控編程的方法 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。1.手工編程 手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗都是人工完成。
它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則,而且還要具備數(shù)控加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于加工形狀簡單、計算量小、程序段數(shù)不多的零件,采用手工編程較容易,而且經(jīng)濟(jì)、及時。
因此,在點位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中,手工編程仍廣泛應(yīng)用。對于形狀復(fù)雜的零件,特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件,用手工編程就有一定困難,出錯的概率增大,有時甚至無法編出程序,必須用自動編程的方法編制程序。
2.自動編程 自動編程是利用計算機(jī)專用軟件來編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求,使用數(shù)控語言,由計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計算及后置處理,編寫出零件加工程序單,加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床,指揮機(jī)床工作。
自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。有關(guān)自動編程的內(nèi)容,將在第7章中作詳細(xì)的介紹。
數(shù)控需要什么基礎(chǔ)知識
學(xué)好數(shù)控編程技術(shù)需要具備以下幾個基本條件: (1)具有基本的學(xué)習(xí)資質(zhì),即學(xué)員具備一定的學(xué)習(xí)能力和預(yù)備知識。 (2)有條件接受良好的培訓(xùn),包括選擇好的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和培訓(xùn)教材。 (3)在實踐中積累經(jīng)驗
學(xué)習(xí)數(shù)控編程技術(shù),要求學(xué)員首先掌握一定的預(yù)備知識和技能,包括:
(1)基本的幾何知識(高中以上即可)和機(jī)械制圖基礎(chǔ)。
(2)基礎(chǔ)英語(高中以上即可)。
(3)機(jī)械加工常識。
(4)基本的三維造型技能。
需要基礎(chǔ)這是一些關(guān)于數(shù)控編程的概念:數(shù)控系統(tǒng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)系統(tǒng)在設(shè)計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝,各個控制板高度集成,使可靠性有很大提高,而且便于維修、更換。
(2)具有很強(qiáng)的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為0~45℃,相對濕度為75%。
(3)有較完善的保護(hù)措施。FANUC對自身的系統(tǒng)采用比較好的保護(hù)電路。
(4)FANUC系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。對于一般的機(jī)床來說,基本功能完全能滿足使用要求。
(5)提供大量豐富的PMC信號和PMC功能指令。這些豐富的信號和編程指令便于用戶編制機(jī)床側(cè)PMC控制程序,而且增加了編程的靈活性。
(6)具有很強(qiáng)的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口,使通用計算機(jī)PC和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進(jìn)行,從而實現(xiàn)高速的DNC操作。
(7)提供豐富的維修報警和診斷功能。FANUC維修手冊為用戶提供了大量的報警信息,并且以不同的類別進(jìn)行分類。
2.主要系列
(1)高可靠性的PowerMate 0系列:用于控制2軸的小型車床,取代步進(jìn)電機(jī)的伺服系統(tǒng);可配畫面清晰、操作方便,中文顯示的CRT/MDI,也可配性能/價格比高的DPL/MDI。
(2)普及型CNC 0—D系列:0—TD用于車床,0—MD用于銑床及小型加工中心,0—GCD用于圓柱磨床,0—GSD用于平面磨床,0—PD用于沖床。
(3)全功能型的0—C系列:0—TC用于通用車床、自動車床,0—MC用于銑床、鉆床、加工中心,0—GCC用于內(nèi)、外圓磨床,0—GSC用于平面磨床,0—TTC用于雙刀架4軸車床。
(4)高性能/價格比的0i系列:整體軟件功能包,高速、高精度加工,并具有網(wǎng)絡(luò)功能。0i—MB/MA用于加工中心和銑床,4軸4聯(lián)動;0i—TB/TA用于車床,4軸2聯(lián)動,0i—mate MA用于銑床,3軸3聯(lián)動;0i—mateTA用于車床,2軸2聯(lián)動。
(5)具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型CNC 16i/18i/21i系列:控制單元與LCD集成于一體,具有網(wǎng)絡(luò)功能,超高速串行數(shù)據(jù)通訊。其中FSl6i—MB的插補(bǔ)、位置檢測和伺服控制以納米為單位。16i最大可控8軸,6軸聯(lián)動;18i最大可控6軸,4軸聯(lián)動;21i最大可控4軸,4軸聯(lián)動。
除此之外,還有實現(xiàn)機(jī)床個性化的CNC 16/18 / 160/180系列。
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