数控系统程序输入与通信

第二节 数控机床的坐标系统
一.数控机床的坐标轴与运动
直角笛卡尔坐标轴 注意右手螺旋定正负
无论那一种数控机床都规定：Z轴是 平行于主轴中心线的坐标轴。 注意：刀具相对静止工件运动的原则。
第二节 数控机床的坐标系统
第二节 数控机床的坐标系统
图2-5 圆弧插补指令
第二节 数控机床的坐标系统
二.数控机床的坐标系 机床的坐标原点在机床上某一点，是固定不变的，机床出厂已
CRT/MDI(Cathode – reytube/man data input)
第二节 数控机床的坐标系统
2． 对刀点的确定 对刀点也称起刀点是数控加工中刀具相对工件运动的起点。
a）对称零件的对刀点选择 b）钻孔加工时的对刀点选择 图2-6 对刀点的选择
第三节 信息输入
一.数控系统的信息 数字量:对各坐标轴的运动进行数字控制。如对进给各坐标 轴运动的控制。 开关量:实现辅助功能，如主轴的启停、换向，冷却、润滑 的启停等。
00H
GC
4017H
400AH
00H
GD
4018H
400BH
00H
GE
4019H
400CH
00H
GF
401AH
400DH
2EH
内码 00H 00H 00H 00H 00H 05H 00H 01H 00H 00H 00H 00H 90H
第五节 数控加工程序的预处理
二、刀具补偿
1 为什么要进行刀具补偿
F＝60df 式中 d—为脉冲当量(mm/脉冲)；
进给速度控制方法和所采用的插补算法有关 1.开环控制系统--脉冲增量插补方式下进给速度控制
以步进电机作为执行元件的开环数控系统中，各坐标的进 给速度是通过控制向步进电机发出脉冲的频率来实现的，所以 进给速度处理是根据程编的进给速度值来确定脉冲源频率的过
程。进给速度F与脉冲源频率f之间关系为：
第五节 数控加工程序的预处理
47H 11H EOR 0BH A5H
22H
第五节 数控加工程序的预处理
地址 2000H 2001H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H
表2-6 数控加工程序存储器
内容
地址
内容
地址
内容
10H
2008H
01H
2010H
00H
00H
2009H
12H
2011H
18H
05H
第五节 数控加工程序的预处理
刀具 A B
图2-7 刀具半径补偿
第五节 数控加工程序的预处理
2 刀具长度补偿及刀具半径补偿
具体应用
加工中心：一个重要组成部分就是自动换刀装置，在一次加 工中使用多把长度不同的刀具，需要有刀具长度补偿功能。
轮廓铣削加工：为刀具中心沿所需轨迹运动，需要有刀具半 径补偿功能。
2、辅助功能M指令（开关功能控制-P17表2-4） （1）． 程序停止指令M00、M01和M02 （2）． 主轴转动控制指令M03、M04和M05 （3）． 换刀指令M06 （4）． 冷却液控制指令M07、M08和M09 （5）． 夹紧和松开指令M10和M11 （6）． 改变运动方向指令M15和M16 （7）． 主轴定向停止指令M19 （8）． 纸带结束指令M30 （9）． 互锁旁路指令M31
第二节 数控机床的坐标系统
三.绝对坐标系与相对（增量）坐标系（P20） 在实际的加工中,操作者在机床上装好工件之后要测量该工
件坐标系的原点和基本机床坐标系原点的距离,并把测得的距离 在数控系统中预先设定,这个设定值叫工件零点偏置。
有些数控系统把选用机床坐标系的指令设定为G54—G59， 它是模态代码。需要指出的是,现代机床一般用预置寄存的方法 设定机床坐标系、手工输入方法设置加工坐标系。
二、数控加工程序的输入：
1.输入(MDI、磁盘、DNC接口) 2.零件加工程序的存放形式（P23）
（两区： 零件加工程序存储区：连续存储，不留空隙； 目录区：含程序名称、程序首址、程序终址）
第四节 数控加工程序的输入
零件程序的存储形式—系统内部代码(表2-5)
例：N05 G90 G01 X106 Y-60 F46 M05 LF （与教材中 X100 Y-50 比较）
二.数控系统的信息流程 输入 存储 译码 刀具补偿 进给速度处理
插补 I/O处理 位置控制
第四节 数控加工程序的输入
一、数控加工程序输入方式及特点：
NC 输入方式：（早期纸带输入、内存小）---输入一条就执行一条 CNC输入方式：（磁盘、DNC接口、内存大）--一次性读入分段执行
特点： （P22）
加工程序输入时完成代码识别,形成“数控加工程序存储器存放程序 段的情况(表2-6)”
第五节 数控加工程序的预处理
一.什么是译码(P24)
译码阶段根据数控加工程序存储器内容,形成“译码结果缓冲器格式 (表2-7)”,即数控系统能够识别\执行的代码形式—机器指令。
其中将M代码、G代码按表2-8、表2-9规定分组（P26）
车削加工：可以使用多种刀具，数控系统具备了刀具长度和 刀具半径补偿功能，使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽量无关， 可大大简化编程。
第五节 数控加工程序的预处理
具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实 际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀 具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件 轮廓。
如图2-7所示，在铣床上用半径为r的刀具加工外 形轮廓为A的工件时，刀具中心沿着与轮廓A距离为r
的轨迹B移动。我们要根据轮廓A的坐标参数和刀具半
径r值计算出刀具中心轨迹B的坐标参数，然后再编制
程序进行加工，因控制系统控制的是刀具中心的运动。 在轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径，如铣刀半 径或线切割机的钼丝半径等。刀具中心（刀位点）的 运动轨迹并不等于所加工零件的实际轨迹（直接按零 件廓形编程所得轨迹），数控系统的刀具半径补偿就 是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。
第二章 数控系统程序输入与通信
第一节 程序编制的基础知识 第二节 数控机床的坐标系统 第三节 信息输入 第四节 数控加工程序的输入 第五节 数控加工程序的预处理 第六节 数控系统的通信接口与网络
第一节 程序编制的基础知识
一、数控编程的概念
编程的内容与步骤
数控编程的过程可以用流程图2-1表示。各环节简 要说明如下：
200AH
01H
2012H
04H
11H
200BH
00H
2013H
06H
09H
200CH
06H
2014H
19H
00H
200DH
13H
2015H
00H
11H
200EH
21H
2016H
05H
00H
200FH
06H
2017H
20H
第五节 数控加工程序的预处理
地址码 N X Y Z I J K F S T
译码结果缓冲器格式
确定 工
数
编写 制备
程
加工 艺
学
程序 控制
序
方案
处
处
清单
介质
检
理
理
验
图2-1 数控编程过程
第一节 程序编制的基础知识
1． 确定加工方案 选择能够实现该方案的适当的机床、刀具、夹具和装夹 方法。 2. 工艺处理 工艺处理包括选择对刀点，确定加工路线和切削用量。 3. 数学处理 数学处理的主要任务就是根据图纸数据求出编程所需的 数据。 4. 编写程序清单 5. 制备介质和程序检验
第一节 程序编制的基础知识
编程方法 1. 手工编程 2. 自动编程 二、数控编程的代码（介绍）
为了满足设计、制造、维修和普及的需要，在输 入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式 方面，国际上已形成了两个通用的标准
ISO—International Standard Organization EIA—Electronic Industries Association
第一节 程序编制的基础知识
三、准备功能G代码和辅助功能M代码 1.准备功能G指令 （共有100种，分模态与非模态—P16表2-2） 常用的G指令有： (1)． 快速点定位指令G00 格式为： G00 X— Y—； 三种可能的路径：
第一节 程序编制的基础知识
Y
Y
B
B
Y
B
A
X
a）方案1
A A
X
X
b）方案2
第五节 数控加工程序的预处理
表2-5 常用数控代码对应关系
字符 EIA码 ISO码 内码 字符 ELA码 ISO码
内码
0
20H
30H 00H
X
37H
D8H
12H
1
01H
B1H 01H
Y
38H
59H
13H
2
02H
B2H 02H
Z
29H
5AH
14H
3
13H
33H 03H
I
79H
C9H
15H
4
04H
B4H 04H
在进给过程中，还可能发生各种不能确定或没有意料到的 情况，需要随时改变进给速度，因此还应有操作者可以手动调 节进给速度的功能。数控系统能提供足够的速度范围和灵活的 指定方法。
第五节 数控加工程序的预处理
另外，在机床加工过程中，由于进给状态的变化，如起动、 升速、降速和停止，为了防止产生冲击、失步、超程或振荡等， 保证运动平稳和准确定位，必须按一定规律完成升速和降速的 过程。
为什么要控制进给速度
对于任何一个数控机床来说，都要求能够对进给速度进行 控制，它不仅直接影响到加工零件的表面粗糙度和精度，而且 与刀具和机床的寿命和生产效率密切相关。