數(shù)控編程與數(shù)估計算簡介

書名:數(shù)控編程與數(shù)估計算

圖書編號:1384861

出版社:上海交通大學(xué)出版社

定價:25.0

ISBN:731304231

作者:谷清賢

出版日期:2006-03-24

版次:1

開本:11×189×260毫米

數(shù)控編程與數(shù)估計算第1章 數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展簡史

§1-1 數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展概況

一、數(shù)控機床的發(fā)展

二、軟件技術(shù)的發(fā)展

§1-2 數(shù)控機床的分類

一、按控制的運動軌跡分類

二、按控制的坐標(biāo)軸數(shù)分類

三、按機床的工藝用途分類

四、按控制系統(tǒng)的性價比分類

五、按伺服系統(tǒng)的類別分類

六、其他分類方式

§1-3 數(shù)控加工技術(shù)特點

一、數(shù)控加工技術(shù)的特點

二、數(shù)控機床的應(yīng)用范圍

§1-4 數(shù)控機床的組成及工作過程

一、數(shù)控機床的構(gòu)成

二、數(shù)控機床的工作過程

習(xí)題

數(shù)控編程與數(shù)估計算第2章 數(shù)控編程基礎(chǔ)

§2-1 數(shù)控加工的插補原理

一、脈沖當(dāng)量

二、插補原理分析

三、直線插補原理

四、圓弧插補原理

五、逐點比較法

§2-2 坐標(biāo)軸及運動方向的確定原則

一、固定原點和浮動原點

二、坐標(biāo)系(符合右手定則)

三、運動方向的確定原則

四、坐標(biāo)的計算單位

五、脈沖圓整化

六、如何確定編程允許誤差

§2-3 數(shù)控機床加工程序的結(jié)構(gòu)與格式

一、字符

二、程序的一般結(jié)構(gòu)

三、程序段的格式

四、基本編程方法

§2-4 指令代碼及功能

一、G指令代碼表

二、數(shù)控車床的基本功能指令

§2-5 DTM SYSTEM-5T數(shù)控車床編程方法

一、快速點定位程序段(G00指令)

二、直線插補程序段的編寫方法

三、G90、G92、G94單一形狀固定循環(huán)程序段

四、G72螺紋復(fù)合固定循環(huán)程序段

五、G82多頭螺紋復(fù)合固定循環(huán)程序段

六、圓弧插補程序段的編寫方法：G02/G-03指令

七、子程序的編寫與調(diào)用

八、DTM SYSTEM-5T數(shù)控車床的原點偏置指令

§2-6 FANUC 0T/18T系統(tǒng)數(shù)控車床基本編程方法

一、坐標(biāo)值編程方式

二、機床原點與參考點

三、機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系

四、快速點定位指令

五、直線插補編程指令

六、圓弧插補指令

七、暫停指令

八、循環(huán)加工編程

九、多重復(fù)合循環(huán)指令

十、螺紋加工程序段編制方法

十一、孔加工、外徑切槽加工

十二、自動倒角、倒圓弧角功能

十三、子程序

§2-7 圓弧車刀的編程與補償

一、刀尖圓弧半徑的概念

二、刀具半徑補償功能的實施

§2-8 綜合編程實例

習(xí)題

數(shù)控編程與數(shù)估計算第3章 數(shù)控編程中的數(shù)值計算

§3-1 數(shù)值計算概論

一、基點和節(jié)點的定義

二、刀位點軌跡的計算

三、輔助計算

§3-2 工件輪廓基點坐標(biāo)計算

一、基點坐標(biāo)計算方法分析

二、作圖計算法

三、代數(shù)、平面幾何計算法

四、三角函數(shù)計算法

五、平面解析幾何計算法

六、演繹計算法

七、標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)驗公式應(yīng)用

八、平面交點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算

§3-3 非圓曲線擬合計算

一、非圓曲線節(jié)點坐標(biāo)的計算步驟

二、直線逼近節(jié)點計算方法

三、圓弧逼近節(jié)點計算方法

§3-4 刀位點軌跡坐標(biāo)計算

一、刀具中心軌跡坐標(biāo)計算

二、數(shù)控車床刀尖半徑的補償計算

習(xí)題

數(shù)控編程與數(shù)估計算第4章 數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ)

§4-1 數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)

一、數(shù)控銑床控制系統(tǒng)的基本功能

二、SINUMERIK840系統(tǒng)

三、常用的G功能指令

四、刀具運動功能指令

五、刀具補償功能指令

六、固定循環(huán)功能指令

七、子程序的應(yīng)用

八、鏡像加工與比例縮放功能

九、轉(zhuǎn)移加工功能

十、M功能

十一、進(jìn)給速度F

十二、主軸轉(zhuǎn)速S

§4-2 數(shù)控銑床基本編程方法

一、數(shù)控銑床程序編制的基本模式

二、銑削輪廓類零件的加工程序

三、孔類零件的加工程序編制方法

四、去余量類零件加工程序編制方法

五、空間曲面類零件的編程方法

六、適用于坐標(biāo)變換編程零件編程方法

七、適用于極坐標(biāo)編程零件的編程方法

八、螺旋線加工程序的編制方法

§4-3 加工中心編程基礎(chǔ)

一、加工中心簡介

二、FANUC-6M系統(tǒng)的準(zhǔn)備功能及輔助功能

三、輔助功能(M功能)

四、主軸功能、刀具功能、進(jìn)給功能、刀具補償功能、第二輔助功能

§4-4 圓弧插補程序段的編制方法

一、圓心法(或稱兩點式)圓弧加工程序段的編制方法

二、半徑法(也稱點徑法)圓弧加工程序段的編制方法

§4-5 R參數(shù)編程

一、R參數(shù)的構(gòu)造和應(yīng)用

二、R參數(shù)定義

三、R參數(shù)的計算

四、參數(shù)編程舉例

§4-6 固定循環(huán)功能程序段的編寫方法

一、固定循環(huán)功能程序段的編寫方法

二、編程實例

習(xí)題

數(shù)控編程與數(shù)估計算第5章 數(shù)控線切割加工工藝與編程

§5-1 數(shù)控線切割機床概論

一、數(shù)控線切割機床的加工原理

二、數(shù)控線切割機床的基本組成

三、數(shù)控線切割機床的加工特點

§5-2 數(shù)控線切割加工工藝的制定

一、零件圖樣的工藝分析

二、加工工藝的準(zhǔn)備

三、工作液的準(zhǔn)備

四、加工參數(shù)的選擇

五、影響數(shù)控線切割加工工藝指標(biāo)的主要因素

六、零件的裝夾與校正

§5-3 數(shù)控線切割機床的編程基礎(chǔ)

一、數(shù)控線切割機床坐標(biāo)系

二、數(shù)控線切割機床加工程序段格式

三、數(shù)控線切割編程常用數(shù)值計算方法

四、綜合編程實例

習(xí)題

數(shù)控編程與數(shù)估計算第6章 數(shù)控機床操作方法

§6-1 DTM SYSTEM-5T數(shù)控車床操作方法

一、系統(tǒng)操作站面板介紹

二、系統(tǒng)上電及工作方式選擇

三、編輯工作方式

四、手動及手動步進(jìn)給工作方式

五、自動工作方式

六、參數(shù)考點設(shè)置

七、參考點工作方式

§6-2 FANUC-O系列數(shù)控車床操作

一、電源接通前后的檢查工作

二、手動操作

三、機床急停

四、程序的輸入、檢查和修改

五、刀具補償值的輸入和修改

六、機床的運行

七、對刀與找正操作

主要參考書目2100433B

數(shù)控編程定義

對于幾何形狀復(fù)雜的零件需借助計算機使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫零件源程序，經(jīng)過處理后生成加工程序，稱為自動編程。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準(zhǔn)備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數(shù)控功能的手段。FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)編程，應(yīng)用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達(dá)式、邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實現(xiàn)普通編程難以實現(xiàn)的功能。

數(shù)控編程同計算機編程一樣也有自己的"語言",但有一點不同的是，現(xiàn)在電腦發(fā)展到了以微軟的Windows為絕對優(yōu)勢占領(lǐng)全球市場.數(shù)控機床就不同了,它還沒發(fā)展到那種相互通用的程度，也就是說，它們在硬件上的差距造就了它們的數(shù)控系統(tǒng)一時還不能達(dá)到相互兼容.所以，當(dāng)我要對一個毛坯進(jìn)行加工時，首先要以我們已經(jīng)擁有的數(shù)控機床采用的是什么型號的系統(tǒng).

數(shù)控編程常用軟件

⑴UG

Unigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今最先進(jìn)的計算機輔助設(shè)計、分析和制造的高端軟件，用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。

UG軟件在CAM領(lǐng)域處于領(lǐng)先的地位，產(chǎn)生于美國麥道飛機公司，是飛機零件數(shù)控加工首選編程工具。

數(shù)控編程UG 優(yōu)點

提供可靠、精確的刀具路徑

能直接在曲面及實體上加工

良好的使用者界面，客戶也可自行化設(shè)計界面多樣的加工方式，便于設(shè)計組合高效率的刀具路徑

完整的刀具庫

加工參數(shù)庫管理功能

包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割

大型刀具庫管理

實體模擬切削

泛用型后處理器等功能

高速銑功能

CAM客戶化模板

數(shù)控編程⑵Catia

Catia是法國達(dá)索（Dassault）公司推出的產(chǎn)品，法制幻影系列戰(zhàn)斗機、波音737、777的開發(fā)設(shè)計均采用Catia。

CATIA 據(jù)有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟件位居前列，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)的航空航天企業(yè)、研究所，以逐步取代UG成為復(fù)雜型面設(shè)計的首選。

CATIA具有較強的編程能力，可滿足復(fù)雜零件的數(shù)控加工要求。一些領(lǐng)域采取CATIA設(shè)計建模，UG編程加工，二者結(jié)合，搭配使用。

⑶Pro/E是

美國 PTC （參數(shù)技術(shù)有限公司）開發(fā)的軟件，是全世界最普及的三維 CAD/CAM （計算機輔助設(shè)計與制造）系統(tǒng)。廣泛用于電子、機械、模具、工業(yè)設(shè)計和玩具等民用行業(yè)。具有零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、造型設(shè)計等多種功能。

Pro/E在中國南方地區(qū)企業(yè)中被大量使用，設(shè)計建模采用PRO-E ，編程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是通行的做法。

數(shù)控編程⑷Cimatron

CimatronCAD/CAM系統(tǒng)是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，是較早在微機平臺上實現(xiàn)三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。CimatronCAD/CAM系統(tǒng)在國際上的模具制造業(yè)備受歡迎，國內(nèi)模具制造行業(yè)也在廣泛使用。

數(shù)控編程⑸Mastercam

美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設(shè)計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計出復(fù)雜的曲線、曲面零件。Mastercam具有較強的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足復(fù)雜零件的曲面加工要求，同時具備多軸加工功能。由于價格低廉，性能優(yōu)越，成為國內(nèi)民用行業(yè)數(shù)控編程軟件的首選。

數(shù)控編程⑹FeatureCAM

美國DELCAM公司開發(fā)的基于特征的全功能CAM軟件，全新的特征概念，超強的特征識別，基于工藝知識庫的材料庫，刀具庫，圖標(biāo)導(dǎo)航的基于工藝卡片的編程模式。全模塊的軟件，從2~5軸銑削，到車銑復(fù)合加工，從曲面加工到線切割加工，為車間編程提供全面解決方案。DELCAM軟件后編輯功能相對來說是比較好的。

國內(nèi)一些制造企業(yè)正在逐步引進(jìn)，以滿足行業(yè)發(fā)展的需求，屬新興產(chǎn)品。

數(shù)控編程⑺CAXA制造工程師

CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司推出一款全國產(chǎn)化的CAM產(chǎn)品，為國產(chǎn)CAM軟件在國內(nèi)CAM市場中占據(jù)了一席之地。作為中國制造業(yè)信息化領(lǐng)域自主知識產(chǎn)權(quán)軟件優(yōu)秀代表和知名品牌，CAXA已經(jīng)成為中國CAD/CAM/PLM業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)者和主要供應(yīng)商?！?CAXA制造工程師是一款面向二至五軸數(shù)控銑床與加工中心、具有良好工藝性能的銑削/鉆削數(shù)控加工編程軟件。該軟件性能優(yōu)越，價格適中，在國內(nèi)市場頗受歡迎。

數(shù)控編程⑻EdgeCAM

英國Pathtrace公司出品的具有智能化的專業(yè)數(shù)控編程軟件，可應(yīng)用于車、銑、線切割等數(shù)控機床的編程。針對當(dāng)前復(fù)雜三維曲面加工特點，EdgeCAM設(shè)計出更加便捷可靠的加工方法 ，流行于歐美制造業(yè)。英國路徑公司正在進(jìn)行中國市場的開發(fā)和運作，為國內(nèi)的制造業(yè)的客戶提供更多的選擇。

數(shù)控編程⑼VERICUTVERICUT

美國CGTECH公司出品的一種先進(jìn)的專用數(shù)控加工仿真軟件。VERICUT 采用了先進(jìn)的三維顯示及虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對數(shù)控加工過程的模擬達(dá)到了極其逼真的程度。不僅能用彩色的三維圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程，還能顯示出刀柄、夾具，甚至機床的運行過程和虛擬的工廠環(huán)境也能被模擬出來，其效果就如同是在屏幕上觀看數(shù)控機床加工零件時的錄像。

編程人員將各種編程軟上生成的數(shù)控加工程序?qū)隫ERICUTVERICUT中，由該軟件進(jìn)行校驗，可檢測原軟件編程中產(chǎn)生的計算錯誤，降低加工中由于程序錯誤導(dǎo)致的加工事故率。目前國內(nèi)許多實力較強的企業(yè)，已開始引進(jìn)該軟件來充實現(xiàn)有的數(shù)控編程系統(tǒng)，取得了良好的效果。

隨著制造業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控編程軟件的開發(fā)和使用也進(jìn)入了一個高速發(fā)展的新階段，新產(chǎn)品層出不窮，功能模塊越來越細(xì)化，工藝人員可是在微機上輕松地設(shè)計出科學(xué)合理并富有個性化的數(shù)控加工工藝，把數(shù)控加工編程變得更加容易、便捷。

數(shù)控編程(10)PowerMill

PowerMILL是英國Delcam Plc公司出品的功能強大，加工策略豐富的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)。采用全新的中文WINDOWS用戶界面，提供完善的加工策略。幫助用戶產(chǎn)生最隹的加工方案，從而提高加工效率，減少手工修整，快速產(chǎn)生粗、精加工路徑，并且任何方案的修改和重新計算幾乎在瞬間完成，縮短85%的刀具路徑計算時間，對2-5軸的數(shù)控加工包括刀柄、刀夾進(jìn)行完整的干涉檢查與排除。具有集成一的加工實體仿真，方便用戶在加工前了解整個加工過程及加工結(jié)果，節(jié)省加工時間。

數(shù)控編程基本步驟

⒈分析零件圖確定工藝過程

對零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進(jìn)行分析，明確加工內(nèi)容與要求；確定加工方案、走刀路線、切削參數(shù)以及選擇刀具及夾具等。

⒉數(shù)值計算

根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線、計算出零件輪廓上的幾何要素的起點、終點及圓弧的圓心坐標(biāo)等。

⒊編寫加工程序

在完成上述兩個步驟后，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單。

⒋將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)

程序的輸入可以通過鍵盤直接輸入數(shù)控系統(tǒng)，也可以通過計算機通信接口輸入數(shù)控系統(tǒng)。

⒌檢驗程序與首件試切

利用數(shù)控系統(tǒng)提供的圖形顯示功能，檢查刀具軌跡的正確性。對工件進(jìn)行首件試切，分析誤差產(chǎn)生的原因，及時修正，直到試切出合格零件。

雖然，每個數(shù)控系統(tǒng)的編程語言和指令各不相同，但其間也有很多相通之處.

楊丙乾主編的這本《數(shù)控編程與加工》立足于數(shù)控加工實用技術(shù)，以理論知識做引導(dǎo)，以實際應(yīng)用為目的，融基礎(chǔ)知識、工藝技術(shù)、編程原理與方法、操作技能于一體。主要內(nèi)容包括數(shù)控機床的基礎(chǔ)知識，數(shù)控機床的操作，加工的工藝基礎(chǔ)，數(shù)控程序，數(shù)控坐標(biāo)系及常用編程指令，數(shù)控車床的常用編程指令、刀具補償及實際加工編程舉例，加工中心的常用編程指令、刀具補償及實際加工編程舉例，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)的宏編程基礎(chǔ)知識及A、B類宏的編程應(yīng)用，線切割編程加工的基礎(chǔ)知識、工藝知識、編程方法及實際應(yīng)用編程舉例，最后綜述了CAD/CAM基礎(chǔ)知識與應(yīng)用。

數(shù)控編程定義

手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種三角函數(shù)計算方式，人工進(jìn)行刀具軌跡的運算，并進(jìn)行指令編制。

這種方式比較簡單，很容易掌握，適應(yīng)性較大。使用于非模具加工的零件。

數(shù)控編程編程步驟

人工完成零件加工的數(shù)控工藝

分析零件圖紙

制定工藝決策

確定加工路線

選擇工藝參數(shù)

計算刀位軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)

編寫數(shù)控加工程序單

驗證程序

手工編程

刀軌仿真

數(shù)控編程優(yōu)點

主要用于點位加工（如鉆、鉸孔）或幾何形狀簡單（如平面、方形槽）零件的加工，計算量小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實現(xiàn)的情況等。

數(shù)控編程缺點

對于具有空間自由曲面、復(fù)雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計算相當(dāng)繁瑣，工作量大，極易出錯，且很難校對，有些甚至根本無法完成。