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電腦數值控制 ( C N C ) ( C omputer N umerical C ontrol )

電腦數值控制 ( C N C ) ( C omputer N umerical C ontrol ). 第一章 程式製作的基本概念. 電腦數值控制之程式是利用各種英文字母、數值、符號 …… 等組成，組成後構成一系列有意義的動作、功能，通常吾人將其稱為 機能指令 ，並歸類為 六大類 。 G 機能 ( 準備機能 G00〜G99) M 機能 ( 輔助機能 M00〜M99 ) T 機能 ( 刀具機能 T01〜T99 or T0101 ) S 機能 ( 主軸轉速機能 S1〜S4000)

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電腦數值控制 ( C N C ) ( C omputer N umerical C ontrol )

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  1. 電腦數值控制( C N C )( Computer Numerical Control)

  2. 第一章 程式製作的基本概念 • 電腦數值控制之程式是利用各種英文字母、數值、符號 …… 等組成，組成後構成一系列有意義的動作、功能，通常吾人將其稱為機能指令，並歸類為六大類。 • G機能 (準備機能 G00〜G99) • M機能 (輔助機能 M00〜M99 ) • T機能 (刀具機能 T01〜T99 or T0101 ) • S機能 (主軸轉速機能S1〜S4000) • F機能 (進給機能F100〜F300 or F0.1〜F0.3) • N機能 (程式序號機能N1〜N9999)

  3. 1-1 電腦數控程式設計之基本流程

  4. 1-2 程式設計之製程規劃之步驟 • (一)工作圖研判 • (二)刀具規劃 • (三)夾治具規劃 • (四)擬定加工程序 • (五)編寫程式 • (六)程式製作模擬 • (七)程式輸入控制系統

  5. (一)工作圖研判 • (1) 工件的材質。 • (2) 工件形狀及尺寸。 • (3) 工件之精度要求(包含尺寸公差及幾何公差)。 • (4) 工件之表面粗糙度。 • (5) 準備素材之形狀、規格。 • (6) 其他特殊要求。

  6. (二)刀具規劃 • (1) 切削刀具之種類、規格。 • (2) 刀具的數量。 • (3) 刀具之安置。

  7. (三)夾治具規劃 • (1) 工件夾持、定位之方式。 • (2) 定位及夾持規劃。 • (3) 選用定位及夾持裝置。

  8. (四)擬定加工程序 • (1) 依夾持方式規劃。 • (2) 決定使用刀具之種類。 • (3) 決定加工順序及切削路徑。 • (4) 設定各刀具之加工條件： • 切削速度 ( or 主軸轉速 ) • 進給率 • 切削深度

  9. (五)編寫程式 • (1) 決定工具機提供的座標系統類型。 • (2) 選定程式原點。 • (3) 以手寫方式,直接編寫於程式設計單。 • (4) 直接於電腦鍵盤上編輯,並存入電腦記憶體或磁片中。

  10. (六)程式製作模擬 • (1) 程式完成後,在上機實際加工前,必須先經過模擬刀具之切削路徑,以查核該程式是否正確。 • (2) 避免造成不可預期的損害,模擬時通常在個人電腦上使用套裝模擬軟體。 • (3) 亦可將程式輸入工具機之控制系統後,再利用工具機上之模擬功能。

  11. (七)程式輸入控制系統 • (1) 由程式編輯人員,直接在控制器上的面盤按鍵,將程式輸入。 • (2) 程式先存於個人電腦中,再經由RS-232C串聯界面,將程式直接輸入工具機之控制系統。

  12. 1-3 程式設計之方式 • (一)手工程式設計 • (二)自動程式設計（APT） • (三)對話式程式設計 • (四)電腦輔助設計與製造（CAD/CAM）

  13. (一)手工程式設計 • 手工程式設計,是指由工作圖到程式設計完成,其整個過程皆由人工方式計算與設計,而不藉助任何軟體或設備。 • 程式設計者需要有良好的數學三角函數、幾何圖形基礎,以便事先計算出切削的相關座標轉換點同時對於切削加工原理，亦需有深入了解。

  14. 手工程式設計之流程

  15. (四)電腦輔助設計與製造 • 電腦輔助設計(CAD),乃利用電腦繪圖設備、軟體及工程應用軟體,以進行產品之設計。 • 電腦輔助製造(CAM)使用電腦軟體,如刀具路徑模擬、製造程序安排設計、工具機的控制及製造系統的規劃等皆可從軟體上得到適當的控制。 • 對於複雜之工件,尤其3D之加工,通常須藉助CAD/CAM軟體完成。

  16. 電腦輔助設計與製造之流程

  17. 1-4 程式設計師應具備的能力 • (1) 其備良好的識圖能力，研讀各種加工圖面。 • (2) 對材料應有基本認識，並能了解相關工具機之加工原理。 • (3) 有良好的三角代數、幾何之基礎，能正確算出加工圖上之座標點。 • (4) 對數控工具機常用的刀具有基本認識,並能依加工需要選用適當的刀具。

  18. 1-4 程式設計師應具備的能力(續) • (5) 對夾治具應有基本認識，並能依工作需要選用、設計適當的夾治具。 • (6) 應具備切削理論之基礎，能依加工要求，設定切削條件。 • (7) 對工具機本身性能的了解，並熟悉各種程式設計語言。

  19. 1-5 程式組成的內容 • (一)字語(Word) • (二)單節(Block) • (三)程式(Program)組成的内容

  20. (一)字語(Word) • 字語是指程式中最基本的組成單位,它是由一個位址碼和一個數字資料所組成： • 位址碼：包含英文字母A~Z。 • 數字資料：則由0~9所構成。 • 範例一：X100.0及P1000 • 範例二：G01及M03

  21. 表3-1位址碼意義(FANUC-0T系統)

  22. (二)單節(Block) • 單節是由一個或一個以上的字語所組成。 • 每個單節與單節之間以單節結束(End of block)以EOB符號加以區隔。 • 範例一：G50 S3000 • 範例二：M08 • 範例三：G96 S200 M03 • 範例四：G01 X60.0 Z-50.0 F0.25

  23. (三)程式組成的内容 • 程式的組成是由許多單節所結合,並成為一聯貫有系統、完整的動作。 • 每一程式之開端編上程式號碼,其編碼方式為0口口口口,前碼為英文字母O，後面四碼為數字0～9。 • 範例：O3168 • N01 G50 S3000 • N02 T0101

  24. N03 G96 S200 M03 • N04 G00 X68.0 Z5.0 M08 • N05 G94 X-1.6 Z3.0 F0.25 • N06 Z2.0 • N07 Z1.0 • N08 Z0 • N09 G00 G28 U0 W0 T0100 M05 • N10 M09 • N10 M30

  25. 程式之結構

  26. 1-6 數值控制工具機之座標系統 • (一)卡氏（Cartesian）座標系統 【a】二軸氏座標系統 【b】三軸氏座標系統 • (二)極(Polar)座標系統

  27. 卡氏（Cartesian）座標系統

  28. 以卡氏座標系統定義圖形

  29. 圖3-7 三軸卡氏座標系統

  30. 圖3-8 三軸卡氏座標系統定義圖形

  31. 圖3-9 極座標系統

  32. 圖3-10 極座標系統定義圖形範例

  33. 圖3-11 極座標與卡氏座標之關係

  34. 1-7 數控工具機之座標軸 • 根據我國CNS之規範中,數控工具機之座標軸乃是以右手座標系統定義，將各類工具機依其軸數分為： • (1) 二軸向(X、Z)運動之工具機 • 此類之工具機共有二軸向可供運動。 • 例如：CNC車床、CNC磨床.....等。

  35. 1-7 數控工具機之座標軸(續) • (2) 三軸向(X、Y、Z)運動之工具機 此類之工具機共有三軸向可供運動。 例如：CNC銑床、CNC切削中心機、 CNC鑚床、CNC放電加工機。

  36. 工具機各軸之定義 • (一)工具機之Ｚ軸 【a】工件旋轉之數控工具機 【b】刀具旋轉之數控工具機 • (二)工具機之Ｘ軸 • (三)工具機之Ｙ軸 • (四)旋轉軸：Ａ軸、Ｂ軸、Ｃ軸。

  37. 圖3-14旋轉軸及正負向之決定

  38. 圖3-13旋轉軸及正負向之決定

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