1机床坐标系与编程坐标系在数控机床中,机床直线运动的坐标轴X,Y,Z按照ISO和我国的JB3051 ! 82数控机床坐标和运动方向的命令标准,规定成右手直角笛卡尔坐标系。规定平行于主轴(传递切削动力)的刀具运动坐标为Z轴(用中指表示),取刀具远离工件的方向为正方向。当机床有几个主轴时,则选一个垂直于工件装卡面的主轴为Z轴。X轴为水平方向,且垂直于Z轴并平行于工件的装卡面(用拇指表示),取刀具远离工件的方向为X轴的正向。Y轴坐标轴垂直于X轴及Z坐标。当+ X、+ Z确定后,按右手定则确定Y轴及方向。因数控机床加工时,工件与刀具是一对相对运动,为编程方便,一律假定工件固定不动,全部用刀具运动的坐标系编程,该坐标系称编程坐标系或工件坐标系。在数控机床实验中,使用NIM - 9702数控车床,是采用日本FANUC公司的标准,与我国JB3051- 82标准在确定编程原点时方式不同,为了防止学生编程时混淆,除了在实验指导书中强调外,实验中还须再次强调这一点。如机床坐标系的原点定在卡盘根部O点,XOZ为机床坐标系,Z轴平行机床主轴,X轴为水平方向,正方向都是远离工件方向,开机后通过回机床零点A来确定机床坐标系XOZ.在车床上对于车削类零件编程坐标系原点一般定在工件的端面上,图中X p O p Z p为编程坐标系,它与机床坐标系有固定的转换关系,其中X = X p,Z=卡盘厚度+工件外伸长度+ Z p,它的编程原点不能用G92来确定,须用它专用指令零点偏置G59来设定,确定编程坐标系与机床坐标系的转换关系。G92指令在编程坐标系已建立情况下用来设置换刀点。
在编程开始时,当使用绝对尺寸编程时,必须先建立编程坐标系,确定编程原点,在数控铣床实验系统中,建立编程坐标系有三种方法:(1)在手动方式功能下,直接按X (或Y、Z) ,然后输入坐标值,表明当前刀具在工件坐标系中的坐标值,从而建立工件坐标系,这是建立工件坐标系简单而有效的方法。
(2)使用G92指令在程序中设定工件坐标系。例如: G92 X10 Y10表示当前刀具所在位置在工件坐标系中为X10 Y10,从而确定了编程坐标系。它与机床坐标系也无关。
(3)用零点偏置功能使用G53,G54,G56,G57,G58,G59来分别表示不同的工件原点。它与刀具当前位置无关,所设定的工件原点实际上是机床坐标系中的某一位置。此种方法的机床在开机或复位后必须使各轴寻找机床参考点建立机床坐标系。
在NIM- 9702数控系统中有两种方法:一种是在参数功能中设立编程原点,另一种是在加工程序的**段用G59指令来设置。其中X= 0,Z=卡盘厚度+工作外伸长度。在中,G59 X0 Z100,表示编程原点在工件的右端面中心点上,工件外伸长度为80mm.在使用绝对坐标编程时,全是以右端面中心点为原点。这两种方法都与机床坐标系有一定的转换关系。
2使用刀具半径补偿编程在轮廓加工中,由于刀具总有一定的半径(如铣刀) ,刀具中心运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轨迹,编程时用刀具中心运动轨迹还是用零件的实际轨迹对于有刀具半径补偿功能的机床,就可以直接用零件轮廓编程,省去了计算刀具中轨迹的麻烦。AMC ! 01数控铣床具有刀具半径补偿功能,它采用的是C功能刀具补偿,此法能有效地避免刀具干涉,有较好的尖角加工工艺,同时具有较高的加工效率。在实际轮廓加工过程中,刀具半径补偿执行过程一般可分为三步:刀补建立、刀补进行、刀补撤消。刀具半径补偿仅在指定的二维坐标平面内进行,而平面的指定是由G代码G17、G18、G19表示(缺省为G17)。刀具半径值是通过刀具号来指定的。
在编程时应注意以下几点:(1)出现指令G41、G42、G40的程序段,必须有G00或G01指令。
(2)指令G41、G42与G40程序段之间不得出现任何转移加工指令如镜像、转移、调用子程序等等。
C刀补在尖角处自动插入圆弧(3)在有些情况下,为避免产生误切,必须引入辅助或辅助直线段。如,要铣一正方形周边,采用右刀补编制程序,加入刀补路线为: A B P 2在AB段加入刀补,在BP 2段经过P 1点,使连接切削,保证了加工质量,取消刀补路线为P 4 P 1 C,在P 1 C段取消刀补。程序如下:N10 G92 X- 5 YO Z1 T1 N20 S1000 M03 F150 N30 G91 Z- 3 N40 G42 G01 X10 N50 X25
N70 X- 20 N80 Y- 20 N90 G40 G01 Y- 10 N100 Z3 N110 M02 3工序划分拿到一个零件图应先指导学生仔细分析该零件如何加工,不要急于编程,仔细分析零件选择好的工序。工序可以比较集中,在一次装卡中,应尽可能完成全部的工序,工序划分的方法一般原则为:(1)按所用刀具划分工序,尽量减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要定位误差,多采用刀具集中工序方法加工零件。
(2)按粗、精加工划分工序,尽量先粗加工,后精加工,如粗加工零件会变形,就不能紧接着安排精加工。
(3)按先面后孔的原则,以提高孔的加工精度。
4加工余量加工余量涉及到零件的精度、机床效率,也是个至关重要的问题。开始编程时应先确定每个工序的加工余量。数控机床的加工余量的大小等于每个中间加工余量的总和,其选择应根据如下条件进行:(1)尽量采用*小的加工余量总和,以求*短加工时间,降低零件加工费用。
(2)应有足够加工余量,特别是精加工,加工余量应能保证达到图纸要求。
(3)应将零件热处理引起的变形考虑进去。
(4)由所加工零件大小决定加工余量。
(5)根据设备确定加工余量,教学型设备需用小的加工余量。
学生们通过对在铣床上加工平面类零件、车床上车削轴类零件的实验,对以上问题都有了较深刻的理解,基本上能独立编程和加工,加工的零件基本上符合精度要求,说明学生通过实验掌握了基本的编程方法。


