GBT19903.121-2008工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型车床用刀具.pdf 24页

'ICS25．040．20J07鳕园,11华人民共和国国家标准GB／T19903．121--2008／1S014649—121：2005工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型第121部分：车床用刀具Industrialautomationsystemsandintegration--Physicaldevicecontrol——Datamodelforcomputerizednumericalcontrollers--Part121：Toolsforturningmachines2008—10一07发布(IS()14649—121：2005，IDT)2009—04—01实施宰瞀鹳紫瓣譬矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会“”。 前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·-3术语和定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯--3．1切削参考点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··3．2刀具参考点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·3．2．1菱形刀具要素的位置⋯⋯⋯⋯··3．2．2圆形刀具要素的位置⋯⋯⋯⋯⋯4车床用刀具⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．1标题和引用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．2车床刀具⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-4．2．1切削刃特征⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯--4．2．2刀具侧向类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．3车削刀具种类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-·4．3．1普通车刀-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯·-d．3．2螺纹车刀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．3．3切槽刀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．3．4滚花刀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯，4．3．5用户自定义车刀⋯⋯⋯⋯⋯⋯·附录A(规范性附录)EXPRESS扩充表附录B(资料性附录)EXPRESSG图·中英文词汇对照⋯⋯⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯GB／T19903．121--2008／1SO14649—121：2005目次ⅢⅣ11235789加n坨¨踟 GB／T19903．121--2008／ISO14649—121：2005刖罱19903((I业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型》等同采用ISO14649。GB／T19903计划先制定以下几个部分：第1部分：概述和基本原理(ISO14649—1)；第10部分：通用工艺数据(ISO1464910)；一第11部分：铣削用工艺数据(ISO14649—11)；第12部分：车削用工艺数据(ISO1464912)i第11l部分：铣床用刀具(ISO14649111)；一第121部分：车床用刀具(ISO14649—121)。部分之间的空档留作标准的进一步补充制定之用。本部分为GB／T19903的第121部分。本部分等同采用ISO14649—121：2005《工业自动化系统与集成物理设备控制汁算机数值控制器用的数据模型第121部分：车床用刀具》(英文版)。为便于使用，本部分作了如下编辑性修改：删除了ISO14649—12l：2005的前言和引言；删除了ISO14649121：2005第2章规范性引用文件中的引导语，用GB／T1．12000中的6．2．3规定的引导语代替；无部分号的ISO14649改为GB／T19903；一无部分号的IsO10303改为GB／T16656；一为了查阅方便，将原英文索引改为中英文词汇对照。在ISO14649121：2005中引用的其他国际标准，对于未被等同采用为我国标准的，在本部分中均被直接引用。本部分的附录人为规范性附录，附录B为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC／TC159)归口。本部分起草单位：北京发那科数控工程有限公司、华中科技大学、武汉华中数控股份有限公司。本部分主要起草人：梁若琼、彭芳瑜、罗忠诚。本部分是首次发布。Ⅲ GB／T19903．121--2008／IS014649—121：2005引言现代制造企业的生产设备常常分布在国内外，这些设备往往由不同的生产厂家提供。在加工制造过程中，需要在各工场和设备之间传输大量信息。当今，数字通信标准已解决了通过全球网络可靠地传输信息的技术问题。对于机械加工而言，通过GB／T16656系列标准(STEP标准)可以使产品数据的描述标准化，这为机械制造企业在整个加工过程中采用标准化数据提供了可能。但是，妨碍实现标准化数据的原因是企业中使用的CNC机床采用的数据格式。目前大多数CNC机床仍采用ISO6983规定的“G和M代码”语言编程，数控程序通常是由cAD／cAM系统生成的。然而用ISO6983编程存在一些不足：首先，所用语言针对的是刀具中心轨迹对机床轴的编程，而不是对零件加工工艺过程的编程；第二，该标准规定的程序语义在多数场合会产生歧义；第三，CNC制造厂商往往会扩充编程语言，但这种扩充超出了1SO6983规定的范围，不具有互换性。19903是在CAD／CAM系统和CNC机床之间的一种新的数据传输模型，用来取代IsO6983。它利用工步(Workingstep)面向对象的原理，通过规定加工工艺过程(而不是刀具的运动)来克服ISO6983存在的不足。工步相应于高层的加工特征及相关的工艺参数，CNC系统将工步转换成轴运动和刀具操作。GB／T19903的一个主要优点是它利用来自GB／T16656的数据模型。由于OB／T19903提供了范围广泛的制造过程模型，因而，它也可以作为所有其他信息技术系统之间双向和多向数据交换的基础。19903是一种面向对象的编程用的信息和语境保存方法，它代替数据变成简单的开关指令或直线和圆弧运动。由于它面向对象和特征，并描述工件的加工操作，而不是描述机床坐标的运动，因而它能在不同的机床或控制器上运行。新的数据模型如在NC控制器上运用，它的兼容性将省去通过后置处理器的所有数据适配工作。如果在这种控制器中采用ISO6983的NC程序，相应的解释程序应能并行处理不同类型的NC程序。从使用ISO6983编程到基于可移植的特征编程有一个渐进的过程。GB／T19903的早期使用者一定会支持手动或通过程序输入传统的“G和M代码”数据，正如现代控制器既支持命令行界面又支持图形用户界面那样。随着开放式体系结构控制器的日益普及，这种做法会更加容易实现。GB／T19903不包括传统的编程语句。Ⅳ 1范围GB／T19903．121--2008／lS014649-121：2005工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型第121部分：车床用刀具本部分规定了描述车床和车削中心用刀具的数据元素。这部分往往和GB／T19903．12(车床和车削中心用的工艺数据)一起来使用。这些数据元素可以用来选择某一种加工操作，但它们没有描述某一具体刀具的完整信息。因此，留下一些可供选择的属性给控制器有更大选择刀具的自由度。注1：假设NC系统能够从数据库中得到指定刀具的完整描述。本部分中定义的turing—machinetool—schema作为基本刀具模式，它包括CNC系统从车床刀架上选择刀具所需要的信息。注2：在1SO6983中，刀具由它的标识符(如T8)来定义，没有更多的关于刀具类型和几何方面的信息。这些信息是刀具设定表格中的一部分，由NC程序提供给机床。刀具设定表给出了刀具定位(比如刀库的第八个槽)和刀具类型(比如4Inm钻头)的关系。本部分包括在刀具设定表中包含的信息：刀具标识符；一刀具类型；一刀具几何形状；一与应用状况有关的刀具预期寿命。turing_machine—tool—schema不包括刀具数据库信息。刀具数据库与机床和刀具自身有关但与NC程序无关。以下刀具数据不属于本部分的范围：～规范性刀具寿命；一刀具在换刀机构中的定位；一～刀柄或刀具系统的相关项目；一～其他工艺用的刀具，如：铣削、磨削、放电加工刀具。注3：重要告知，在本部分中使用的全部长度测量类型不是公差长度测量类型，因为它们是用来描述工件加工所需要的刀具尺寸，而不是机床上可用刀具的实际尺寸。实际刀具必须通过基于实际刀具尺寸和特征公差的刀具管理来选择。注4：本部分中的刀具应作为一个刀具整体来描述。不描述刀具的独立组件(刀体、刀片或夹持单元)。注5：其他工艺用的刀具将在GB／T19903的其他部分中描述。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB／T19903的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB／T19903．10一2006工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模型第lo部分：通用工艺数据(ISO1464910：2004，IDT)GB／T19903．122008工业自动化系统与集成物理设备控制计算机数值控制器用的数据模1 GB／T19903．121--2008／ISO14649—121：2005型第12部分：车削用工艺数据(ISO14649—12ISO30021：1993切削和磨削的基本定量语，参考系，刀具和工作角，断屑2006，IDT)第1部分：切削刀具主要部分的几何信息通用术ISO5610：1998用于车削加工、仿形加工和插槽加工的单点刀具固定器尺寸iso1030311：2004工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第11部分：描述方法：EXPRESS语言参考手册ISO1030341：2000工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第41部分：集成通用资源：产品描述和支持原理1SO10303—42：2003工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第42部分：集成通用资源：几何与拓扑表达3术语和定义在本部分中使用GB／T19903．10、GB／T19903．12及以下给出的术语和定义。3．1切削参考点cuttingreferencepoint切削参考点是刀具的一个理论点，由刀具主要功能尺寸来确定。下列事例可用来计算该点：事例1：刀具切削刃角小于或等于90。。这一点是刀具切削刃面、刀具进给面和刀具前倾而的交点。事例2：刀具切削刃角大于90。。这一点是刀具进给面、刀具进给面的垂直面与切削角相切和刀具前倾面的交点。事例3：只有轴向倾斜的ISOD型和v型刀具。这一点是主进给方向的垂直面与切削刃(切点)相切、切点的进给方向的平行面和刀具前倾面的交点。刀片的理论锐角和切削参考点是在与刀具进给面的垂直而上。事例4：圆形刀片a)一个进给方向平行于刀轴。这一点是主进给方向的垂直面与切削刃(切点)相切、通过切点的进给方向的平行面和刀具前倾面的交点。b)两个进给方向，一个是平行于刀轴，另一个是垂直于有两个切削参考点的刀轴。每一点都是进给方向的垂直面与切削刃(切点)相切、切点的进给方向的平行面和刀具前倾面的交点。3．2刀具参考点toolreferencepoint刀具参考点是坐标系的原点，它是一个标有x、y、z主要轴的三维空间中右手直角坐标系。3．2．1菱形刀具要素的位置prismatictoolitemposition刀具的基面应与xy平面共面，刀具基面的法线应在z方向。背面应与XZ平面共面，其法线应在+y方向，刀具端面应与YZ平面共面，其法线应在+x方向。初始切削的倾斜面应在一x／一y象限完全可见。3．2．2圆形刀具要素的位置roundtoolitemposition刀具轴应与x轴共线，指向一x方向的刀柄矢量也应指向工件，切削高度应从XY平面测量。假如存在传动槽或夹紧平面应平行于XY平面。连接的接触面、测量面或圆柱形刀杆的端面应与YZ平面共面，初始切削的倾斜面应在x／一y象限中可见。2 左侧要素用右侧要素通过XZ平面镜象而定义。4车床用刀具(toolsforturningmachines)GB／T19903．121--2008／ISO14649—121：20054．1标题和引用(headerandreference)下面给出了模式的标题和类型列表以及这个模式中的引用实体。SCHEMAturning——machine——tool——schema；(*Version：11Date：04．01．2005Author：IS0TCl84／SCl／WG7Contact：SukHwanSuh(shs@postech．ac．kr)orHeusinger(stefan．heusinger@isw．unistuttgart．de)*1f******************Z-***-X*****。*X-*****-X**X-*********1(*Typesfrommachining—schemaIS01464910*)(****************-14***********-14*****************************ax．****1REFERENCEFROMmeasure—schema(*IS01030341eZ*)(1ength～measure，planeanglemeasure)；REFERENCEFROMgeometry～schema(*ISO10303—42e3*)(direction)；REFERENCEFROMmachining—schema(1abel，machining—tool，material，technology，time—measure)；USEFROMmillingmachine—toolschema；4．2车床刀具(turningmachinecuttingt001)表达工艺具体信息的实体需要用铣床刀具的描述(如铣刀、绞刀、钻头、丝锥、镗孔刀具)。它是在GB／T19903．10中定义的实体machining_tool的子类型。这个实体描述工艺具体信息需要用车床刀具的描述。它是在GB／T19903．10—2008的4．6．2．3．4中定义的实体machining_tool的子类型。如图1所示，overallassembly—length是指包括切削点前面任何部分的刀杆的总长度，而overall—assemblywidth是指包括切削点前面任何部分的刀杆的总宽度。对其他车床刀具的定义是有效的，如(参考图2所示ISO5610)。3 GB／T19903121--2008／IS014649—121：2005⋯⋯m一⋯丁砭劫f-Ldimensiontf--functionaLlength圈1车床刀具⋯_dI⋯～on—lf6一Ld⋯n5～oILf囤2车刀的附加尺寸钻削类和健削类』具(如钻头，绞刀和镗』)也用于年削操作。因为它们在ISO14649一lll(作为rnilling_maehine_tool—body的子类型)中已经定义，在本部分中不再定义了。因此用户可以参考lsO14649111使用它们。ENTITYturning_machinecutting_toolSUBTYPEOF(machining—t001)}Junctional_length：lengl[1LmeasuTeJLdimension：length—measuTe；minimum_cutting—diameter：OPTIONALlength—measurera—dimension_on_f：0PTl0NALlength—me8⋯o；a—dimension_on_If：OPTlONALlength_⋯suro}cutting_edge：cutting—edge_propertiesIhand—oLtool：OPTl0NALhand_oLtooLtype；END-ENTITY}functionaLlengthLdimenslon_离测量面或刀杆端面的距离。如果测量面不存在．避个距离就是到由刀具主功能确定的切削参考点的雁离。该特征的缩写名为“lP。切削参考点与车刀背面或镗杆轴之间的距离． mlnlmum_cutting_di锄etera_dlmenslon_on_{：a_dlmension_orl_lfcutting_edgehand_oLtoolGB／T19903121--2008／1S014649—121：2005切削时刀具的任一部分和工件之问不产生干涉的最小直径。这可用于内孔加工，工件的孔径应太于这个值。从，尺寸方向的切削参考点到与进给方向垂直并和主切削刃的副角相切的平面的距离。从￡，尺寸方向的切削参考点到与进给方向垂直井和主切削刃的尉角相切的平面的距离。该属性包含与切削刃(刀片)有关的所有指定参数。该属性描述刀具的切削方向(见422)。421切削刃特征(cuttingedgeproperties该实体描述车刀的尺寸(见图3)。圈3部分切削刃特征的一性参数ENTlTYcutting—edge_propertieslts_matcrial：0PTIoNALmaterial；expected—tooLlife：0PTl0NALtime_Ⅲc⋯ro；its_technology：OPTIONALtechnology；cuttInLedge_1enEth：oPTIoNALLength一⋯suro；too[cutting—edgeangle：OPTIONALplane_angle_measure}tool—cuttingedgeangle_type：OPTIONALSTRING；too[一included_angle：OPTl0NALpIane—angle—mcasurc；corner_transitions：LISTE0：?]OFcorner_transitionImaximum—side_cutting—depth：OPTIONALlength-measure；maximumendcutting_depth：OPTl0NALlength一⋯⋯ctEND_ENTTTY}its_瑚teridexpected_t∞Llife：its_teehnology；cutting_edge_length：组成整体刀具切削刃或刀片材料的标识符[例如：宴体材料的属性material—identifier可以是高速钢(HSS)、硬质台金或多晶体金刚石(PCD)]。刀具磨损前刀具所期望使用小时散，该值与许多外部因素有关，包括工件材料、期望公差和选择的切村参数。确定用于加工的工艺参数(例如主轴速度和保证expected—tool—life的刀具进给量)。该属性描述了切削刃的长度。5 GB／T19903．121--2008／]S014649-121：2005tOOI_cutting_edge_angletooloutting_edge_angle_type；too[一included_angle：corner_transitions：maximum_side_cutting_depth：maximumen(Lcutting_depth：刀具切削刃平面和平行于XY平面内测量的刀具进给平面之间的角度。切削刃角方向的标识符，例如“侧切”、“端切”和“方肩切”。切削要素中的主副切削刃之间的夹角。该属性定义了与切削刃有关的几个角的过渡。用侧切削刃可以加工的最大深度。用端切削刃可以加工的最大深度。4．2．1．1角过渡(cornertransition)这个实体定义一个角的标识及其过渡。切削刃主要分为两个类型(见图4)：规则刀片类：用于一般的车削操作。刀片定位于XY象限内，切削刃位置在坐标系的XY平而上，主切削刃在正x轴上，而刀片的理论尖点在y轴上。不规则刀片类：用于切槽、切断和车螺纹操作。刀片定位于Xy象限内，切削刃位置在XY平面里，切削轮廓指向负y方向，切削轮廓的物理末端在正x轴上，而刀片的末端物理点在y轴上。图4规则(左)和不规则(右)刀片位置ENTITYcornertransition：corner—identity：INTEGER；transition：corner—transitionselect；ENDENTITYcorner_identity用一n