數(shù)控機床編程及應用：第3章 數(shù)控車床編程

1、第3章 數(shù)控機床編程,3.1 數(shù)控車床的加工特點 3.2 數(shù)控車床的坐標系與編程特點 3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法 3.4 數(shù)控車床編程實例,第3章 數(shù)控機床編程,數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復雜形狀回轉類零件的加工。對于不同的數(shù)控車床、不同的數(shù)控系統(tǒng)，其編程基本上是相同的，個別有差異的地方要參照具體機床的用戶手冊或編程手冊,返回,

2、3.1 數(shù)控車床的加工特點,3.1.1 數(shù)控車削的主要加工對象 1.精度要求高的零件 由于數(shù)控車床的剛性好、制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進行人工補償甚至自動補償，所以它能夠加工尺寸精度要求高的零件，在有些場合可以以車代磨。此外，由于數(shù)控車削時刀具運動是通過高精度插補運算和伺服驅動來實現(xiàn)的，再加上機床的剛性好和制造精度高，所以它能加工對母線直線度、圓度、圓柱度要求高的零件。 2.表面粗糙度低的回轉體零件 數(shù)控車床能加工出表面粗糙度低的零件，不但是因為機床的剛性好和制造精度高，還由于它具有恒線速度切削功能。在材質、精車余量和刀具已定的情況下，表面粗糙度取決于進給速度和切削速度。使用數(shù)控車床

3、的恒線速度切削功能，就可選用最佳線速度來切削端面，這樣切出的表面粗糙度既低又一致。數(shù)控車床還適合于車削各部位表面粗糙度要求不同的零件。表面粗糙度低的部位可以用減小進給速度的方法來實現(xiàn)，而這在傳統(tǒng)車床上是做不到的,下一頁,返回,3.1 數(shù)控車床的加工特點,3.輪廓形狀復雜的零件 數(shù)控車床具有圓弧插補功能，所以可直接使用圓弧指令來加工圓弧輪廓。數(shù)控車床也可加工由任意平面曲線所組成的輪廓回轉零件，既能加工可用方程描述的曲線，也能加工列表曲線。如果說車削圓柱零件和圓錐零件既可選用傳統(tǒng)車床也可選用數(shù)控車床，那么車削復雜回轉體零件就只能使用數(shù)控車床。 4.帶一些特殊類型螺紋的零件 傳統(tǒng)車床所能切削的螺紋相

4、當有限，它只能加工等節(jié)距的直、錐面，公、英制螺紋，而且一臺車床只限定加工若干種節(jié)距。數(shù)控車床不但能加工任何等節(jié)距直、錐面，公、英制和端面螺紋，而且能加工增節(jié)距、減節(jié)距，以及要求等節(jié)距、變節(jié)距之間平滑過渡的螺紋。數(shù)控車床加工螺紋時主軸轉向不必像傳統(tǒng)車床那樣交替變換，它可以一刀又一刀不停頓地循環(huán)，直至完成，所以它車削螺紋的效率很高。數(shù)控車床還配有精密螺紋切削功能，再加上一般采用硬質合金成型刀片，以及可以使用較高的轉速，所以車削出來的螺紋精度高、表面粗糙度低。可以說，包括絲杠在內(nèi)的螺紋零件很適合于在數(shù)控車床上加工,下一頁,返回,上一頁,3.1 數(shù)控車床的加工特點,5.超精密、超低表面粗糙度的零件 磁

5、盤、錄像機磁頭、激光打印機的多面反射體、復印機的回轉鼓、照相機等光學設備的透鏡及其模具，以及隱形眼鏡等要求超高的輪廓精度和超低的表面粗糙度值，它們適合于在高精度、高功能的數(shù)控車床上加工。以往很難加工的塑料散光用的透鏡，現(xiàn)在也可以用數(shù)控車床來加工。超精加工的輪廓精度可達到0. 1 m，表面粗糙度可達0. 02m。超精車削零件的材質以前主要是金屬，現(xiàn)已擴大到塑料和陶瓷。 3.1.2 數(shù)控車床的加工特點 由于數(shù)控車床在一次裝夾中能完成多個表面的連續(xù)加工，因此提高了加工質量和生產(chǎn)效率，特別適用于復雜形狀的回轉類零件的加工?，F(xiàn)代數(shù)控車床具備以下加工特點,下一頁,返回,上一頁,3.1 數(shù)控車床的加工特點,

6、1.節(jié)省調整時間 (1)數(shù)控車床采用了快速夾緊卡盤、快速夾緊刀具和快速換刀機構等裝置，大大減少了卡盤和刀具的調整時間。 (2)采用工件自動測量系統(tǒng)，節(jié)省了測量時間并提高了加工質量。 (3)具有刀具補償功能，節(jié)省了刀具補償?shù)挠嬎愫驼{整時間。 (們由程序或操作面板輸入指令來控制頂尖架的移動，節(jié)省了輔助時間。 2.操作方便 (1)數(shù)控車床與普通車床相比，在機械總體結構上有了更加合理的布局，更便于操作者操作機床。 (2)采用高精度伺服電機和滾珠絲杠間隙消除裝置，使進給機構速度快，并有良好的定位精度,下一頁,返回,上一頁,3.1 數(shù)控車床的加工特點,3)采用數(shù)控伺服電動機驅動數(shù)控刀架，實現(xiàn)換刀自動化。

7、(4)具有程序存儲功能的現(xiàn)代數(shù)控車床控制裝置，可根據(jù)工件形狀把粗加工的加工條件附加在指令中，進行內(nèi)部運算，自動計算出刀具軌跡。 3.效率高 (1)采用機械手和棒料供給裝置，既省力又安全，并提高了自動化程度和操作效率。 (2)具有復合加工能力，加工合理化和工序集中化的數(shù)控車床口可完成高速、高精度的加工，以達到復合加工的目的,返回,上一頁,3.2 數(shù)控車床的坐標系與編程特點,3.2.1 數(shù)控車床的坐標系 數(shù)控車床的坐標系是這樣確定的:橫向為X軸，刀架離開工件的方向為X軸正方向;縱向為Z軸，尾座方向為Z軸正方向。因此，X軸方向與刀架的安裝部位有關。如圖3-1和圖3-2所示，其中:圖3-1所示為普通數(shù)

8、控車床的坐標系，圖3-2所示為帶臥式刀塔的數(shù)控車床的坐標系。 數(shù)控車床的機床原點為主軸回轉中心與卡盤后端面的交點，如圖3-3所示的O點。參考點也是機床上一個固定的點，它是刀具退離到一個固定不變的極限點，其位置由機械擋塊來確定，這個點通常用來作為刀具交換的位置，即圖中的O點。 3.2.2 數(shù)控車床的編程特點 (1)在一個程序段中，根據(jù)圖樣上標注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程,下一頁,返回,3.2 數(shù)控車床的坐標系與編程特點,2)由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和測量時都是以直徑值表示的，所以用絕對值編程時，X以直徑值表示;用增量值編程時，以徑向實際位移量的二倍值表示，并附上

9、方向符號(正向可以省略)。 (3)為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當量取Z向的一半。 (4)由于車削加工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，所以為簡化編程，數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)，可進行多次重復循環(huán)切削。 (5)編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工件表面質量，車刀刀尖常磨成一個半徑不大的圓弧，因此為提高加工精度，當編制圓頭刀程序時，需要對刀具半徑進行補償。數(shù)控車床一般都具有刀具半徑自動補償功能(G41 , G42)，這時可直接按工件輪廓尺寸編程。對不具備刀具半徑自動補償功能的數(shù)控車床，編程時需先計算補償量,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,

10、數(shù)控車床的編程指令除第2章介紹的通用G、M、S、T功能指令外，還有一些其他的常用指令，下面以FAUNC系統(tǒng)為主介紹其用法。 3.3.1 有關單位設定的指令 1. G20、G21:尺寸單位選擇指令 指令格式:G20 G21 公制尺寸或英制尺寸輸入，可分別用G21、G20指定。G20指令的分辨率為0.000 1英寸，G21指令的分辨率為0.00 1mm。 G20、G21為模態(tài)功能指令，選擇公制/英制時，必須在程序開頭的一個獨立的程序段中指定，同一程序中，只能使用一種單位，不可公制/英制混合使用。G21為默認值。 兩種制式下線性軸、旋轉軸的尺寸單位見表3-1,下一頁,返回,3.3 數(shù)控車床的編程指令

11、及用法,2. G94、G95:進給速度單位設定指令 指令格式:G94 G95 G94為每分鐘進給。對于線性軸，F(xiàn)的單位依G20 /G21的設定而為mm/min或in/min;對于旋轉軸，F(xiàn)的單位為。/min。 G95為每轉進給，即主軸轉一周時刀具的進給量。F的單位依G20/G21的設定而為mm/r或in/ r。這個功能只在主軸裝有編碼器時才能使用。 G94、G95為模態(tài)功能，可相互注銷， G94為默認值。 3.3.2 有關坐標系和坐標的指令 1. G90、G91:絕對值編程與相對值編程指令 指令格式: G90 G91,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,G90為絕對值編程，

12、每個編程坐標軸上的編程值是相對于程序 原點的。 G91為相對值編程，每個編程坐標軸上的編程值是相對于前一位置而言的，該值等于沿軸移動的距離。 絕對編程時，用G90指令后面的X、Z表X軸、Z軸的坐標值;增量編程時，用U、W或G91指令后面的X、Z表 X軸、Z軸的增量值。如圖3一4所示，使用G90、 G91和混合指令編程:要求刀具由原點按順序移動到1、2、3點，然后回到原點。其程序如下。 G90編程: N1 G92 X0. Y0.； N2 G01 X15. Z10. F60； N3 X45. Z40.; N4 X25. Z60.; N5 X0. Z0.; N6 M30,下一頁,返回,上一頁,3.3

13、 數(shù)控車床的編程指令及用法,G91編程: 混合編程: N1 G91; N1 G92 X0. Y0.; N2 G01 X15. Z20. F60; N2 G01 X15. Z20. F60; N3 X30. Z20.; N3 U30. Z40.; N4 X-20. Z20.; N4 X25. W20.; N5 X-25. Z-60.; N5 X 0. Z 0.; N6 M30;N6 M30; 注意:其中表T增量的字符U、W不能用于循環(huán)指令G80、G81、G82、G71、G72、G73、G76程序段中，但可用于定義精加工輪廓的程序中;G90、G91可用于同一程序段中，但要注意其順序所造成的差異。

14、選擇合適的編程方式可使編程簡化。當圖紙尺寸由一個固定基準給定時，采用絕對方式編程較為方便;而當圖紙尺寸是以輪廓頂點之間的間距給出時，采用相對方式編程較為方便。 G90、G91為模態(tài)功能，可相互注銷，G90為默認值,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2.G92:工件坐標系設定指令 指令格式:G92 X_ Z_; 其中，X、Z為對刀點到工件坐標系原點的有向距離。 當執(zhí)行G92 X Z指令后，系統(tǒng)內(nèi)部即對(，)進行記憶，并建立一個使刀具當前點坐標值為(，)的坐標系，系統(tǒng)控制刀具在此坐標系中按程序進行加工。執(zhí)行該指令只建立一個坐標系，刀具并不產(chǎn)生運動。G92指令為非模態(tài)指令。 執(zhí)

15、行該指令時，若刀具當前點恰好在工件坐標系的和坐標值上，即刀具當前點在對刀點位置上，此時建立的坐標系即為工件坐標系，加工原點與程序原點重合。若刀具當前點不在工件坐標系的和 坐標值上，則加工原點與程序原點不一致，加工出的產(chǎn)品就有誤差或報廢，甚至出現(xiàn)危險。因此執(zhí)行該指令時，刀具當前點必須恰好在對刀點上，即工件坐標系的和坐標值上。 由上可知要正確加工，加工原點與程序原點必須一致，故編程時加工原點與程序原點考慮為同一點。實際操作時怎樣使兩點一致，由操作時對刀完成,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,如圖3一5所示坐標系的設定，當以工件左端面為工件原點時，應按下行建立工件坐標系: G9

16、2 X180. Z254.; 當以工件右端面為工件原點時，建立工件坐標系為: G92 X180. Z44.; 顯然，當和不同，或改變刀具位置時，即刀具當前點不在對刀點位置上，則加工原點與程序原點不一致。因此，在執(zhí)行程序段G92 X_ Z_前，必須先對刀。 X、Z值的確定，即確定對刀點在工件坐標系下的坐標值。其選擇的一般原則如下。 (1)方便數(shù)學計算和簡化編程。 (2)容易找正對刀。 (3)便于加工檢查。 (4)引起的加工誤差小,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,5)不要與機床、工件發(fā)生碰撞。 (6)方便拆卸工件。 (7)空行程不要太長。 3. G54、G55、G56、G5

17、7、G58、G59:編程原點偏置指令 G54 G59是系統(tǒng)預定的6個工件坐標系，可根據(jù)需要任意選用。具體用法在第2章中已經(jīng)介紹過，在此不再贅述。但要注意以下幾點。 (1)工件坐標系一旦選定，后續(xù)程序段中絕對值編程時的指令值均為相對此工件坐標系原點的值。 (2)使用該組指令前，先用MDI方式輸入各坐標系的坐標原點在機床坐標系中的坐標值。 (3)使用該組指令前，必須先回參考點。 4.G53:直接機床坐標系編程指令 G53是機床坐標系編程，在含有G53的程序段中，絕對值編程時的指令值是在機床坐標系中的坐標值。其為非模態(tài)指令,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,5. G36、G37

18、:直徑方式和半徑方式編程指令 指令格式:G36 G37 其中，G36為直徑編程，G37為半徑編程。數(shù)控車床的工件外形通常是旋轉體，其X軸尺寸可以用兩種方式加以指定:直徑方式和半徑方式。G36為默認值，機床出廠一般設為直徑編程。本書例題，末經(jīng)說明均為直徑編程。 如圖3一6所示工件，按同樣的軌跡分別用直徑、半徑編程，其程序如下。 半徑編程: 直徑編程: O3342 O3341 N1 G92 X90. Z254.; N1 G92 X180. Z254.; N2 G37 G01 X10. W-44.; N2 G36 G01 X20. W-44.; N3 U15. Z204.; N3 U30. Z204

19、.; N4 G00 X90. 2254.; N4 G00 X180. Z254.; N5 M30; N5 M30,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3.3.3 進給控制指令 1. G00:快速定位指令 指令格式:G00 X(U)_ Z(W)_; 其中，X、Z為快速定位終點在工件坐標系中的絕對坐標;U、W為快速定位終點相對于起點的增量值。 G00指令刀具相對于工件以各軸預先設定的速度，從當前位置快速移動到程序段指令的定位目標點。G00指令中的快移速度由機床參數(shù)“快移進給速度”對各軸分別設定，不能用F規(guī)定。 G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。快移速度可由面板上的快

20、速修調按鈕修正。 G00為模態(tài)功能，可由G0l、G02、G03或G32功能注銷。 注意: 在執(zhí)行G00指令時，由于各軸以各自速度移動，不能保證各軸同時到達終點，因而聯(lián)動直線軸的合成軌跡不一定是直線。操作者必須格外小心，以免刀具與工件發(fā)生碰撞。常見的做法是，將X軸移動到安全位置，再放心地執(zhí)行G00指令,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2. G01:線性進給及倒角指令 1)線性進給 指令格式:G0l X(U)_ Z(W)_ F_; G01指令刀具以聯(lián)動的方式，按F規(guī)定的合成進給速度，從當前位置按線性路線(聯(lián)動直線軸的合成軌跡為直線)移動到程序段指令的終點。 G01是模態(tài)代碼

21、，可由G00、G02、G03或G32功能注銷。 如圖3一7所示，用直線插補指令編程，其程序為: %3305 N1 G92 X100. Z10. ; (設立坐標系，定義對刀點的位置) N2 G00 X16. Z2. M03; (移到倒角延長線，Z軸2 mm處) N3 G01 U10. W-5. F300; (倒345角) N4 Z-48.; (加工26外圓) N5 U34. W-10.; (切第一段錐) N6 U20. Z-73.; (切第二段錐,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N7 X90.; (退刀) N8 G00 X100. Z10.; (回對刀點) N9 M05;

22、 (主軸停) N10 M30; (主程序結束并復位) 2)倒直角 指令格式: G0l X(U)_ Z(W)_ C_; 說明: (1)直線倒角G01，指令刀具從A點到B點，然后到C點，如圖3一8 (a)所示。 (2)X、Z為絕對編程時，未倒角前兩相鄰軌跡程序段的交點G的坐標值。 (3)U、W為增量編程時，G點相對于起始直線軌跡的始點A點的移動距離。 (4)C為相鄰兩直線的交點G，相對于倒角始點B的距離,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3)倒圓角 指令格式: G0l X(U)_ Z(W)_ K_; 說明: (1)直線倒角G01，指令刀具從A點到B點，然后到C點，如圖3-8(

23、b)所示。 (2) X、Z為絕對編程時，未倒角前兩相鄰軌跡程序段的交點G的坐標值。 (3) U、W為增量編程時，G點相對于起始直線軌跡的始點A點的移動距離。 (4)R為倒圓角圓弧的半徑值,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,如圖3一9所示，用倒圓角指令編程。 O3307 N1 G00 U-70. W-10. ; (從編程規(guī)劃起點，移到工件前端面中心處) N2 G01 U26. C3. F100; (倒325直角) N3 W-22. R3.; (倒R3圓角) N4 U39. W-14. C3.; (倒邊長為3的等腰直角) N5 W-34.; (加工 65外圓) N6 G00

24、U5. W80.; (回到編程規(guī)劃起點) N7 M30; (主軸停、主程序結束并復位) 注意: (1)在螺紋切削程序段中不得出現(xiàn)倒角控制指令。 (2)如圖3-8所示，X、Z軸指定的移動量比指定的R或c小時，系統(tǒng)將報警，即GA的長度必須大于GB的長度,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3. G02、G03:圓弧插補指令 G02 I_F_ 指令格式: X(U)_Z(W)_ F_ G03 R_ 說明:G02/G03指令刀具，按順時針/逆時針進行圓弧加工。指令格式中各參數(shù)的含義與第2章中所述相同。數(shù)控車床圓弧插補G02/G03的判斷，是在加工平面內(nèi)，根據(jù)其插補時的旋轉方向為 順時

25、針或逆時針來區(qū)分。加工平面為觀察者迎著Y軸的指向所面對的平面，如圖3-10所示。 如圖3-11所示零件，用圓弧插補指令編程.其程序為: O3310 N1 G92 X40. Z5; (設立坐標系.定義對刀點的位置) N2 M03 S400; (主軸以400 r/min旋轉) N3 G00 X0.; (到達工件中心,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N4 G01 Z0. F60; (工進接觸工件毛坯) N5 G03 U24. W-24. R15. ; (加工R15圓弧段) N6 G02 X26. Z-31. R5. (加工R5圓弧段) N7 G01 Z-40.; (加工26外

26、圓) N8 X40. Z5.; (回對刀點) N9 M30; (主軸停、主程序結束并復位) 4. G32螺紋切削指令 指令格式:G32 X(U)_Z(W)_R_ E_P_F_S; 說明: (1)X、Z為絕對編程時，有效螺紋終點在工件坐標系中的坐標。 (2)U、W為增量編程時，有效螺紋終點相對于螺紋切削起點的位移量。 (3)F為螺紋導程，即主軸每轉一圈，刀具相對于工件的進給值，正值時，主軸正轉車削螺紋;負值時，主軸反轉車削螺紋,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,4)R、E為螺紋切削的退尾量，R表示Z向退尾量;E為X向退尾量，R、E在絕對或增量編程時都是以增量方式指定，其為正

27、表示沿Z、X正向回退，為負表示沿Z、X負向回退。使用R、E可免去退刀槽。R、E可以省略，表示不用回退功能;根據(jù)螺紋標準R一般取0. 751. 75倍的螺距，E取螺紋的牙型高。 (5) P為主軸基準脈沖處距離螺紋切削起始點的主軸轉角。 使用G32指令能加工圓柱螺紋、錐螺紋和端面螺紋。圖3一12所示為錐螺紋切削時各參數(shù)的意義。 螺紋車削加工為成型車削，且切削進給量較大，刀具強度較差，一般要求分數(shù)次進給加工。見表3一2為常用螺紋切削的進給次數(shù)與吃刀量。 注意: (1)從螺紋粗加工到精加工，主軸的轉速必須保持一常數(shù)。 (2)在沒有停止主軸的情況下，停止螺紋的切削將非常危險，因此螺紋切削時進給保持功能無

28、效.如果按下進給保持按鍵，則刀具在加工完螺紋后停止運動,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3)在螺紋加工中不使用恒定線速度控制功能。 (4)在螺紋加工軌跡中應設置足夠的升速進刀段和降速退刀段，以消除伺服滯后造成的螺距誤差。 例如，要對圖3一13所示的圓柱螺紋編程。螺紋導程為1. 5 mm， = 1. 5 mm，=1 mm，每次吃刀量(直徑值)分別為0. 8 mm、0. 6 mm、0. 4 mm、0. 16 mm。其程序為: O3312 N1 G92 X50. Z120.; (設立坐標系，定義對刀點的位置) N2 M03 S300; (主軸以300 r/min旋轉) N3

29、G00 X29. 2 Z101. 5; (到螺紋起點，升速段1. 5 mm，吃刀深0. 8 mm) N4 G32 Z19. F1. 5; (切削螺紋到螺紋切削終點，降速段1 mm) N5 G00 X40.; (X軸方向快退) N6 Z101. 5; (Z軸方向快退到螺紋起點處) N7 X28. 6; (X軸方向快進到螺紋起點處.吃刀深0. 6 mm,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N8 G32 Z19. F1. 5; (切削螺紋到螺紋切削終點) N9 G00 X40.; (X軸方向快退) N10 Z101. 5; (Z軸方向快退到螺紋起點處) N11 X28. 2.;

30、(X軸方向快進到螺紋起點處，吃刀深0. 16 mm) N 12 G32 Z19. F1. 5; (切削螺紋到螺紋切削終點) N13 G00 X40.; (X軸方向快退) N14 Z101. 5; (Z軸方向快退到螺紋起點處) N15 U-11. 96; (X軸方向快進到螺紋起點處，吃刀深0.16 mm) N16 G32 W-82. 5 F1. 5; (切削螺紋到螺紋切削終點) N17 G00 X40.; (X軸方向快退) N18 X50. Z120.; (回對刀點) N19 M05; (主軸停) N20 M30; (主程序結束并復位,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3.

31、3.4 回參考點控制指令 1.G28:自動返回參考點指令 指令格式:G28 X(U)_ Z(W)_; G28指令首先使所有的編程軸都快速定位到中間點，然后再從中間點返回到參考點。 一般G28指令用于刀具自動更換或者消除機械誤差，在執(zhí)行該指令之前應取消刀尖半徑補償。 在G28的程序段中不僅產(chǎn)生坐標軸移動指令，而且記憶了中間點坐標值，以供G29使用。 電源接通后，在沒有手動返回參考點的狀態(tài)下，指定G28時，從中間點自動返回參考點，與手動返回參考點相同。這時從中間點到參考點的方向就是機床參數(shù)“回參考點方向”設定的方向。 G28指令僅在其被規(guī)定的程序段中有效,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編

32、程指令及用法,2. G29:自動從參考點返回指令 指令格式:G29 X(U)_Z(W)_; G29可使所有編程軸以快速進給經(jīng)過由G28指令定義的中間點，然后再到達指定點。通常該指令緊跟在G28指令之后。 G29指令僅在其被規(guī)定的程序段中有效。 例如，要求用G28、G29指令對圖3 -14所示的路徑編程:要求由A經(jīng)過中間點B并返回參考點，然后從參考點經(jīng)由中間點B返回到C。 O3313 N1 G92 X50. Z100. ; (設立坐標系，定義對刀點A的位置) N2 G28 X80. 0 Z200. ; (從A點到達B點再快速移動到參考點) N3 G29 X40. Z250.; (從參考點R經(jīng)中間

33、點B到達目標點C) N4 G00 X50. Z100. ; (回對刀點) N5 M3; (主軸停、主程序結束并復位) 本例表明，編程員不必計算從中間點到參考點的實際距離,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3.3.5 簡單循環(huán)指令 切削循環(huán)通常是用一個含G代碼的程序段完成用多個程序段指令的加工操作，使程序得以簡化。 有3類簡單循環(huán)指令，分別是G80、G81和G82。 1. G80:內(nèi)(外)徑切削循環(huán)指令 1)圓柱面內(nèi)(外)徑切削循環(huán) 指令格式:G80 X(U)_Z(W)_F_; 說明: X、Z在絕對值編程時，為切削終點C在工件坐標系下的坐標;增量值編程時，為切削終點C相對于

34、循環(huán)起點A的有向距離，圖中用U、W表示，其符號由軌跡1和軌跡2的方向確定。 該指令執(zhí)行如圖3一15所示 ABCDA的軌跡動作,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2)圓錐面內(nèi)(外)徑切削循環(huán) 指令格式:G80 X(U)_Z(W)_I_F_; 說明: 在程序段中，除地址符I外，其余均與圓柱面內(nèi)(外)徑切削循環(huán)相同。I為切削起點B與終點C的半徑差。其符號為差的符號(無論是絕對值編程還是增量值編程)。 該指令執(zhí)行如圖3一 16所示 AB C D A的軌跡動作。 如圖3一17所示，用G80指令編程，點畫線代表毛坯。 O3317 M03 S400; (主軸以400 r/min旋轉)

35、G91 G80 X-10. Z-33. I-5.5 F100; (加工第一次循環(huán)) X-13 Z-33. I-5.5; (加工第二次循環(huán)，吃刀深3 mm) X-16 Z-33. I-5.5; (加工第三次循環(huán)，吃刀深3 mm) M30; (主軸停、主程序結束并復位,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2. G81:端面切削循環(huán)指令 1)端平面切削循環(huán) 指令格式:G81 X(U)_Z(W)_F_; 說明: X、Z在絕對值編程時，為切削終點C在工件坐標系下的坐標;增量值編程時，為切削終點C相對于循環(huán)起點A的有向距離，圖中用U、W表示，其符號由軌跡1和軌跡2的方向確定。 該指令執(zhí)

36、行如圖3一18所示AB C D A的軌跡動作。 2)圓錐端面切削循環(huán) 指令格式:G81 X(U)_Z(W)_ K _F_; 說明: 在程序段中，除地址符K外，其余同端平面切削循環(huán)，K為切削起點B相對于切削終點C的Z向有向距離。 該指令執(zhí)行如圖3一19所示AB C D A的軌跡動作,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,如圖3一20所示，用G81指令編程，點畫線代表毛坯。 O3320 N1 G54 G90 G00 X60. Z5. M03;(選定坐標系，主軸正轉，到循環(huán)起點) N2 G81 X25. Z31. 5 K-3. 5 F100;(加工第一次循環(huán)，吃刀深2 mm) N3

37、 X25 Z29. 5 K-3. 5: (每次吃刀深均為2 mm) N4 X25. Z27. 5 K-3. 5; (每次切削起點位，距工件外圓面5 mm，故K值為-3.5) N5 X25. Z25. 5K一3. 5; (加工第四次循環(huán)，吃刀深2 mm) N6 M05; (主軸停) N7 M30; (主程序結束并復位) 3. G82:螺紋切削循環(huán)指令 1)直螺紋切削循環(huán) 指令格式:G82 X(U)_Z(W)_ R_E_C_P_F_,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,說明: (1) X、Z在絕對值編程時，為螺紋終點C在工件坐標系下的坐標;增量值編程時，為螺紋終點C相對于循環(huán)起

38、點A的有向距離，圖中用U、W表示，其符號由軌跡1和軌跡2的方向確定。 (2) R、E為螺紋切削的回退量，R、E均為向量，R為Z向回退量;E為X向回退量，R、E可以省略，表示不用回退功能。 (3) C為螺紋頭數(shù)，為0或1時切削單頭螺紋。 (4)P為單頭螺紋切削時，為主軸基準脈沖處距離切削起始點的主軸轉角(默認值為0);多頭螺紋切削時，為相鄰螺紋頭的切削起始點之間對應的主軸轉角。 (5) F為螺紋導程，正值時，主軸正轉車削螺紋;負值時，主軸反轉車削螺紋。 該指令執(zhí)行圖3一21所示AB C D E A的軌跡動作,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2)錐螺紋切削循環(huán) 指令格式:G

39、82 X(U)_Z(W)_I_R_E_C_P_F; 說明: (1) X、Z在絕對值編程時，為螺紋終點C在工件坐標系下的坐標;增量值編程時，為螺紋終點C相對于循環(huán)起點A的有向距離，圖中用U、W表示。 (2) I為螺紋起點B與螺紋終點C的半徑差。其符號為差的符號(無論是絕對值編程還是增量值編程)。 (3) R、 E為螺紋切削的回退量,R、E均為向量，R為Z向回退量;E為X向回退量,R、E可以省略，表示不用回退功能。 (4) C為螺紋頭數(shù)，為0或1時切削單頭螺紋。 (5) P為單頭螺紋切削時，為主軸基準脈沖處距離切削起始點的主軸轉角(默認值為0);多頭螺紋切削時，為相鄰螺紋頭的切削起始點之間對應的主

40、軸轉角,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,6) F為螺紋導程;正值時，主軸正轉車削螺紋;負值時，主軸反轉車削螺紋。 該指令執(zhí)行圖3一22所示AB C D A的軌跡動作。 如圖3一23所示,用G82指令編程，毛坯外形已加工完成。 O3323 N1 G55 G00 X35. 2104.; (選定坐標系G55,到循環(huán)起點) N2 M03 S300; (主軸以300 r/min正轉) N3 G82 X29. 2 Z18. 5 C2. P180. F3;(第一次循環(huán)切螺紋,切深0. 8 mm) N4 X28. 6 Z18. 5 C2. P180. F3; (第二次循環(huán)切螺紋,切深0

41、. 4 mm) N5 X28. 2 Z18. 5 C2. P180. F3; (第三次循環(huán)切螺紋,切深0. 4 mm) N6 X28. 04 Z18. 5 C2. P180. F3;(第四次循環(huán)切螺紋,切深0. 16 mm) N7 M30; (主軸停、主程序結束并復位,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3.3.6 固定循環(huán)加工編程 用車床加工零件時，常常遇到某些工序需要多次重復幾種固定動作的情況。例如，當在余量很大的毛坯上進行外形切削或螺紋切削時，往往需要幾次甚至很多次走刀才能完成。此時，使用固定循環(huán)(用含G功能的一個程序段來完成用多個程序段指令的加工操作)可簡化編程。一

42、般車床數(shù)控系統(tǒng)的固定循環(huán)分為單一形狀固定循環(huán)和復合形狀固定循環(huán)。 1.單一形狀固定循環(huán) 利用單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)的動作，如“切入一切削一退刀一返回”，用一個循環(huán)指令完成，從而使程序簡化。 如圖3-24所示，按一般寫法，程序應寫為: N10 G00 X50.; N20 G01 Z-30. F100; N30 X65.; N40 G00 Z2,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,但用固定循環(huán)語句只要下面一句就可以了: G90 X50 Z-30. F10; 1) G90:內(nèi)外圓柱或圓錐切削循環(huán)指令 指令格式:G90 X(U)_Z(W)_K_F_; 該指令能實現(xiàn)外圓切削循環(huán)

43、和錐面切削循環(huán)，刀具從循環(huán)起點按如圖3-25和圖3-26所示走刀路線，最后返回到循環(huán)起點。 說明: (1) X、Z表示切削終點坐標值。 (2)U、W表示切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量。 (3) R表示切削始點與切削終點在X軸方向的坐標增量(半徑值)，如圖3-26所示中R=(XB-XC)/2，外圓切削循環(huán)時R為零，可省略。 (4) F表不進給速度 如圖3一27所示，運用外圓切削循環(huán)指令編程,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,G00 X45. Z60.; G90 X40. Z20. F1. 0; AB C D A X30.; AEF D A X20.; AGHDA 上述程序中

44、每次循環(huán)都是返回了出發(fā)點，因此產(chǎn)生了重復切削端面C的情況，為了提高效率，可將循環(huán)部分程序改為: G90 X40. Z20. F1. 0; G00 X41.; X30.; G00 X31.; X20.; 如圖3一28所示，運用外圓切削循環(huán)指令進行錐面切削編程，虛線代表毛坯,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,024 T0101; (換1號刀) M03 S400; (主軸以400 r/min旋轉) G00 X40. Z3.; (將刀具快速移到工件表面) G90 X33. Z-30. R-5. 5 F2. 0; (加工第一次循環(huán)) X30.; (加工第二次循環(huán)) X27.; (加

45、工第三次循環(huán)) G01 X14. Z0. F2. 0; (將刀具移到工具表面，進行精車) X24 Z-30.; G00 X50. Z60.; M05; M30; (主軸停、主程序結束并復位,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2)G94生:端面切削循環(huán)指令 指令格式:G94 X(U)_Z(W)_R_F_; 該指令能實現(xiàn)端面切削循環(huán)和帶錐度的端面切削循環(huán)，刀具從循環(huán)起點，按如圖3一29所示走刀路線，最后返回到循環(huán)起點。 說明: 除R外，其余地址符含義與G90相同，R表示端面切削始點至切削終點位移在Z軸方向的坐標增量，端面切削循環(huán)時R為零，可省略。 如圖3一30所示，運用端面切

46、削循環(huán)指令編程。 G01 G96 X55. Z2. S120 M03; G94 X20. Z0 R-5. F0. 2; Z-5.; Z-10.; G00 X_ Z_,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2.復合形狀固定循環(huán) 在使用G90、G94指令時，已經(jīng)使程序簡化了一些，但還有一類被稱為復合形狀固定循環(huán)的代碼(G70G76)，能使程序進一步得到簡化。使用這些復合形狀固定循環(huán)指令時，只需指令精加工的形狀，就可以完成從粗加工到精加工的全部過程。 1) G71:外徑粗車循環(huán)指令 指令格式:G71 U(d)R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W (w) F(f)

47、S(s) T(t) 說明: (1) d表示背吃刀量，即每次切削深度(半徑值)，無符號。 (2)e表示退刀量。 (3) ns表示精加工形狀程序段中的開始程序段號。 (4) nf表示精加工形狀程序段中的結束程序段號。 (5)u表示X軸方向精加工余量，直徑值。 (6)w表示Z軸方向的精加工余量,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,使用G71指令能切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行Z軸方向進行，圖3一31所示為粗車外徑的加工路徑。圖中A為循環(huán)起點，AAB為精加工路線。 注意： (1)使用循環(huán)指令編程，首先，要確定換刀點、循環(huán)點A、切削始點A和切削終點B的坐標位置。為節(jié)省數(shù)控機

48、床的輔助工作時間，從換刀點至循環(huán)點A使用G00快速定位指令，循環(huán)點A的X坐標位于毛坯尺寸之外，Z坐標值與切削始點A的Z坐標值相同。其次，按照外圓粗加工循環(huán)的指令格式和加工工藝要求寫出G71指令程序段，在循環(huán)指令中有兩個地址符U，前一個表示背吃刀量，后一個表示X方向的精加工余量。 (2)在使用G71進行粗加工循環(huán)時，只有含在G71程序段中的F、S、T功能才有效。而包含在nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定對粗車循環(huán)也無效,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,3)在AB之間必須符合X軸、Z軸方向的共同單調增大或減小的模式。 例如，用外徑粗加工復合循環(huán)編制如圖3一32所示

49、零件的加工程序:要求循環(huán)起始點在A(46,3)，切削深度為1. 5 mm(半徑量)。退刀量為1 mm，X方向精加工余量為0. 4 mm , Z方向精加工余量為0. 1 mm，其中點畫線部分為工件毛坯。 O26 N1 T0101; (選定1號刀具) N2 M03 S400; (主軸以400 r/min正轉) N3 G01 X46. Z3. F2. 0; (刀具到循環(huán)起點位置) N4 G71 U1. 5 R1.; (粗切量1. 5 mm) N5 G71 P6 Q14 U0. 4 W0. 1 F2. 0; (精切量:X0. 4 mm Z0. 1 mm) N6 G00 X0; (精加工輪廓起始行，到倒

50、角延長線,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N7 G01 X10. Z-2.; (精加工245倒角) N8 Z-20.; (精加工10外圓) N9 G02 U10. W-5. R5.; (精加工R5圓弧) N10 G01 W-10 ; (精加工20外圓) N11 G03 U14. W-7. R7.; (精加工R7圓弧) N12 G01 Z-52.; (精加工34外圓) N13 U10. W-10.; (精加工外圓錐) N14 W-20.; (精加工44外圓，精加工輪廓結束行) N15 X50.; (退出已加工面) N16 G70 P6 Q14; N17 G00 X80.

51、Z80.; (回對刀點) N18 M05; (主軸停) N19 M30; (主程序結束并復位,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,2)G72:端面粗車循環(huán)指令 指令格式:G72 W(d) R(e); G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)F(t); 如圖3一33所示，G72指令的含義與G71相同，不同之處是G72沿著平行于X軸進行切削，它是從外徑方向向軸心方向切削端面的粗車循環(huán)，該循環(huán)方式適用于圓柱棒料毛坯端面方向的粗車。 例如，編制如圖3-34所示零件的加工程序：要求循環(huán)起始點在(80,1)，切削深度為1. 2 mm。退刀量為1 mm，X方向精加工余

52、量為0. 2 mm，Z方向精加工余量為0. 5 mm，其中虛線部分為工件毛坯。 O27 N1 T0101; (換1號刀.確定其坐標系) N2 G00 X100. Z80.; (到程序起點或換刀點位置) N3 M03 S400; (主軸以400 r/min正轉) N4 X80. Z1.; (到循環(huán)起點位置) N5 G72 W1. 2 R1.; (外端面粗切循環(huán)加工,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N6 G72 P8 Q1 7 U 0. 2 W 0. 5 F 1. 0; N7 G00 X100. Z80.; (粗加工后.到換刀點位置) N8 G42 X80. Z1.; (加

53、入刀尖圓弧半徑補償) N9 G00 Z-56.; (精加工輪廓開始.到錐面延長線處) N10 G01 X54. Z-4 0. F 0. 5; (精加工錐面) N11 Z-30.; (精加工 54外圓) N12 G02 U-8. W4. R4.; (精加工R4圓弧) N13 G01 X30.; (精加工Z26處端面) N14 Z-15.; (精加工 30外圓) N15 U-16.; (精加工Z15處端面) N16 G03 U-4. W2. R2.; (精加工R2圓弧) N17 Z-2.; (精加工10外圓) N18 U-6 .W3.; (精加工倒2 45角，精加工輪廓結束) N19 G00 X5

54、0.; (退出已加工表面,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N20 G40 X100. Z80.; (取消半徑補償，返回程序起點位置) N21 M30; (主軸停、主程序結束并復位) 3) G73:封閉粗車循環(huán)指令 指令格式:G73 U(i) W(k) R(d); G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t); 說明: (1) i表示X軸上的總退刀量(半徑值)。 (2) k表示Z軸上的總退刀量。 (3) d表示重復加工次數(shù)。 其余與G71相同。用G73時，與G71、G72一樣，只有G73程序段中的F、S、T有效。 封閉切削循環(huán)就是按照一

55、定的切削形狀逐漸地接近最終形狀。這種方式對于鑄造或鍛造毛坯的切削是一種效率很高的方法，因為鑄造或鍛造毛坯的形狀與零件的形狀基本接近，只是外徑、長度較成品大一些，形狀較為固定，所以有時又稱為固定形狀粗車循環(huán)。G73循環(huán)方式的走刀路徑如圖3-35所示,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,注意: 封閉切削循環(huán)的特點是刀具軌跡平行于工件的輪廓，故適合加工鑄造和鍛造成型的坯料。使用G73指令時，首先要確定換刀點、循環(huán)點A、切削始點和切削終點B的坐標位置。分析圖3-35，A點是循環(huán)點， AB是工件的輪廓線， A AB為刀具的精加工路線。 例如，編制如圖3 -36所示零件的加工程序:設切

56、削起始點在(60,5);X、Z方向的粗加工余量分別為3 mm、0. 9 mm;粗加工次數(shù)為3; X、Z方向的精加工余量分別為0. 6 mm ,0. 1 mm其中點畫線部分為工件毛坯。 O28 N1 T0101; (選定1號刀并建立工件坐標系) N2 G00 X80. Z80.; (到程序起點位置) N3 M03 S400; (主軸以200 r/min正轉) N4 G00 X60. Z5.; (到循環(huán)起點位置) N5 G73 U3. W0. 9 R3,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,N6 G73 P7 Q15 U0. 6 W0. 1 F1. 5; (閉環(huán)粗切循環(huán)加工) N

57、7 G00 X0. Z3.; (精加工輪廓開始.到倒角延長線處) N8 G01 U10. Z-2. F1. 0; (精加工倒245角) N9 z-2 0.; (精加工 10外圓) N10 G02 U10. W-5. R5.; (精加工R5圓弧) N11 G01 z-35.; (精加工 20外圓) N12 G03 U14. W-7. R7.; (精加工R7圓弧) N13 G01 Z-52.; (精加工 34外圓) N14 U10. W-10.; (精加工錐面) N15 U10.; (退出已加工表面，精加工輪廓結束) N16 G00 X80. Z80.; (返回程序起點位置) N17 M05; N

58、18 M30; (主軸停、主程序結束并復位,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,4)G70:精車固定循環(huán)指令 指令格式:G70 P(ns) Q(nf); 其中ns和nf與前述含義相同。 由G71、G72和G73完成粗加工后，可以用G70進行精加工。在這里G71、G72、G73程序段中的F、S、T的指令都無效，只有在nsnf程序段中的F、S、T才有效.并且在程序段中不能調用子程序。 5) G74:深孔鉆削循環(huán)指令 指令格式:G74 R(e） ; G74 X(U)_Z( W)_P(i)Q( k)R(d)F(f); 說明: (1)e為每次沿Z方向切削k后的退刀量。另外，在沒有指定

59、R(e)時，用參數(shù)(No056)也可以設定，根據(jù)程序指令，參數(shù)值也相應改變。 (2) X為B點的X方向絕對坐標值。 (3)U為A到B的增量,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,4) Z為C點的Z方向絕對坐標值。 (5) W為A到C的增量。 (6) i為X方向的每次循環(huán)移動量(無符號，直徑)。 (7) k為Z方向的每次切削移動量(無符號)。 (8) d為切削到終點時X方向的退刀量(直徑)，通常不指定，在省略X(U)和I時，視為0。 (9) f為進給速度。 (10) E為退刀量。 (11) Z(w)表示鉆削深度。 (12) k表示每次鉆削行程長度(無符號指定)。 (13) F表示進給量。 該指令可以用于斷續(xù)切削，走刀路線如圖3-37所示，如果把X(U)和P、R值省略，則可用于鉆孔加工,下一頁,返回,上一頁,3.3 數(shù)控車床的編程指令及用法,圖3一38所示是用深孔鉆削循環(huán)G74指令加工孔實例，其程序為: G50 X60. Z40.; G00 X0 Z2.; G74 R1.; G74 Z-12. Q5 F0. 5 S250; G00