一种高效的自动化加工设备,它严格按照加工程序,自动的对被加工工件进行加工。我们把从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序,简称为数控程序,它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件,系统软件是用于数控系统工作控制的,它不在本教程的研究范围内。
数控系统的种类繁多,它们使用的数控程序语言规则和格式也不尽相同,本教程以ISO国际标准为主来介绍加工程序的编制方法。当针对某一台数控机床编制加工程序时,应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。
1.1 数控程序编制的概念
在编制数控加工程序前,应首先了解:数控程序编制的主要工作内容,程序编制的工作步骤,每一步应遵循的工作原则等,最终才能获得满足要求的数控程序(如图1.1所示的程序样本)。
图1.1 程序样本
1.1.1 数控程序编制的定义
编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作,理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件,还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控机床能安全、可靠、高效的工作。
1、数控程序编制的内容及步骤
数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。如图1.2所示,编程工作主要包括:
图1.2 数控程序编制的内容及步骤
(1)分析零件图样和制定工艺方案
这项工作的内容包括:对零件图样进行分析,明确加工的内容和要求;确定加工方案;选择适合的数控机床;选择或设计刀具和夹具;确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析,并结合数控机床使用的基础知识,如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等,确定加工方法和加工路线。
(2)数学处理
在确定了工艺方案后,就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等,计算刀具中心运动轨迹,以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能,对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件,只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值,得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等,就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时,就需要进行较复杂的数值计算,一般需要使用计算机辅助计算,否则难以完成。
(3)编写零件加工程序
在完成上述工艺处理及数值计算工作后,即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令,按照规定的程序格式,逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉,才能编写出正确的加工程序。
(4)程序检验
作者:luxiang001 2008-4-20 22:31 回复此发言
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2 回复:数控专业知识
将编写好的加工程序输入数控系统,就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前,要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式,来检查机床动作和运动轨迹的正确性,以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上,可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程,对程序进行检查。对于形状复杂和要求高的零件,也可采用铝件、塑料或石蜡等易切材料进行试切来检验程序。通过检查试件,不仅可确认程序是否正确,还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切,则更能反映实际加工效果,当发现加工的零件不符合加工技术要求时,可修改程序或采取尺寸补偿等措施。
2、数控程序编制的方法
数控加工程序的编制方法主要有两种:手工编制程序和自动编制程序。
(1)手工编程
手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作。如图1.3所示。
图1.3 手工编程
一般对几何形状不太复杂的零件,所需的加工程序不长,计算比较简单,用手工编程比较合适。
手工编程的特点:耗费时间较长,容易出现错误,无法胜任复杂形状零件的编程。据国外资料统计,当采用手工编程时,一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比,平均约为30:1,而数控机床不能开动的原因中有20%~30%是由于加工程序编制困难,编程时间较长。
(2)计算机自动编程
自动编程是指在编程过程中,除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外,其余工作均由计算机辅助完成。
采用计算机自动编程时,数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的,由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹,使编程人员可及时检查程序是否正确,需要时可及时修改,以获得正确的程序。又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算,可提高编程效率几十倍乃至上百倍,因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。因而,自动编程的特点就在于编程工作效率高,可解决复杂形状零件的编程难题。
根据输入方式的不同,可将自动编程分为图形数控自动编程、语言数控自动编程和语音数控自动编程等。图形数控自动编程是指将零件的图形信息直接输入计算机,通过自动编程软件的处理,得到数控加工程序。目前,图形数控自动编程是使用最为广泛的自动编程方式。语言数控自动编程指将加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后,输入到计算机中,再由计算机进一步处理得到零件加工程序。语音数控自动编程是采用语音识别器,将编程人员发出的加工指令声音转变为加工程序。
1.1.2字与字的功能
1、字符与代码
字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号,如数字、字母、标点符号、数学运算符等。数控系统只能接受二进制信息,所以必须把字符转换成8BIT信息组合成的字节,用“0”和“1”组合的代码来表达。国际上广泛采用两种标准代码:
(1)ISO国际标准化组织标准代码
(2)EIA美国电子工业协会标准代码
这两种标准代码的编码方法不同,在大多数现代数控机床上这两种代码都可以使用,只需用系统控制面板上的开关来选择,或用G功能指令来选择。
2、字
在数控加工程序中,字是指一系列按规定排列的字符,作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成,这个英文字母称为地址符。
作者:luxiang001 2008-4-20 22:32 回复此发言
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3 回复:数控专业知识
如:“X2500”是一个字,X为地址符,数字“2500”为地址中的内容。
3、字的功能
组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义,以下是以FANUC-0M数控系统的规范为主来介绍的,实际工作中,请遵照机床数控系统说明书来使用各个功能字。
(1)顺序号字N
顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首,由顺序号字N和后续数字组成。顺序号字N是地址符,后续数字一般为1~4位的正整数。数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称,与程序执行的先后次序无关。数控系统不是按顺序号的次序来执行程序,而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。
顺序号的作用:对程序的校对和检索修改;作为条件转向的目标,即作为转向目的程序段的名称。有顺序号的程序段可以进行复归操作,这是指加工可以从程序的中间开始,或回到程序中断处开始。
一般使用方法:编程时将第一程序段冠以N10,以后以间隔10递增的方法设置顺序号,这样,在调试程序时,如果需要在N10和N20之间插入程序段时,就可以使用N11、N12等。
(2)准备功能字G
准备功能字的地址符是G,又称为G功能或G指令,是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。后续数字一般为1~3位正整数,见表1.1。
表1.1 G功能字含义表
G功能字 FANUC系统 SIEMENS系统
G00 快速移动点定位 快速移动点定位
G01 直线插补 直线插补
G02 顺时针圆弧插补 顺时针圆弧插补
G03 逆时针圆弧插补 逆时针圆弧插补
G04 暂停 暂停
G05 --- 通过中间点圆弧插补
G17 XY平面选择 XY平面选择
G18 ZX平面选择 ZX平面选择
G19 YZ平面选择 YZ平面选择
G32 螺纹切削 ---
G33 --- 恒螺距螺纹切削
G40 刀具补偿注销 刀具补偿注销
G41 刀具补偿——左 刀具补偿——左
G42 刀具补偿——右 刀具补偿——右
G43 刀具长度补偿——正 ---
G44 刀具长度补偿——负 ---
G49 刀具长度补偿注销 ---
G50 主轴最高转速限制 ---
G54~G59 加工坐标系设定 零点偏置
G65 用户宏指令 ---
G70 精加工循环 英制
G71 外圆粗切循环 米制
G72 端面粗切循环 ---
G73 封闭切削循环 ---
G74 深孔钻循环 ---
G75 外径切槽循环 ---
G76 复合螺纹切削循环 ---
G80 撤销固定循环 撤销固定循环
G81 定点钻孔循环 固定循环
G90 绝对值编程 绝对尺寸
G91 增量值编程 增量尺寸
G92 螺纹切削循环 主轴转速极限
G94 每分钟进给量 直线进给率
G95 每转进给量 旋转进给率
G96 恒线速控制 恒线速度
G97 恒线速取消 注销G96
G98 返回起始平面 ---
G99 返回R平面 ---
(3)尺寸字
尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。
其中,第一组 X,Y,Z,U,V,W,P,Q,R 用于确定终点的直线坐标尺寸;第二组 A,B,C,D,E 用于确定终点的角度坐标尺寸;第三组 I,J,K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中,还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。
一、数控人才市场需求
在发达国家中,数控机床已经大量普遍使用。我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距,机床数控化率还不到2%对于目前我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用。原因是多方面的,数控人才的匾乏无疑是主要原因之一、由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。
数控人才的需求主要集中在以下的企业和地区:
1、国有大中型企业,特别是目前经济效益较好的军工企业和国家重大装备制造企业.军工制造业是我国数控技术的主要应用对象.
杭州发电设备厂用6000元月薪招不到数控操作工。
2、随着民营经济的飞速发展,我国沿海经济发达地区(如广东,浙江、江苏、山东),数控人才更是供不应求,主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。
具有数控知识的模具技工的年薪已开到了30万元,超过了“博士”。
二、数控人才的知识结构
现在处于生产一线的各种数控人才主要有二个来源:一是大学、高职和中职的机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生,他们都很年轻,具有不同程度的英语、计算机应用、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力,容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验,同时,由于学校教育的专业课程分工过窄,仍然难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。
另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训,以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验,但是他们大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生,知识面较窄,特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。
对于数控人才,有以下三个需求层次,所需掌握的知识结构也各不同:
1、蓝领层:
数控操作技工:精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修。适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大,适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一,其工资待遇不会大高。
2、灰领层
1)数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,掌握复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如uc、ProE等;熟练掌握数控手工和自动编程技术;适合高职、本科学校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎;待遇也较高。
2)数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些,但培养此类人员非常不易,知识结构要求很广,适应与数控相关的工作能力强,需要大量实际经验的积累,目前非常缺乏,其待遇也较高。
3、金领层
数控通才:具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造.是企业(特别是民营企业)的抢手人才,其待遇很高。适合本科、高职学校组织培养。但必须在提供特殊的实训措施和名师指导等手段,促其成才。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。
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