【學習】第四章數(shù)控車床編程(上)

1、整理課件第四章數(shù)控車床編程第四章數(shù)控車床編程 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之數(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，可自動完體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成成內外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端內外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面面等工序的切削加工，并能進行等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔擴孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中等工作。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效完成更多的加工工序，提高加工精度和生產效率

2、，特別適合于率，特別適合于復雜形狀回轉類零件復雜形狀回轉類零件的加工。的加工。 整理課件數(shù)控車床適合加工的零件數(shù)控車床適合加工的零件整理課件數(shù)控車床適合加工的零件數(shù)控車床適合加工的零件整理課件第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控車床編程基礎數(shù)控車床編程基礎一、數(shù)控車床的編程特點一、數(shù)控車床的編程特點 u在一個程序段中根據(jù)圖樣上標注的尺寸，可以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采用絕對值編程，增量值編程或二者混合編程u為提高工件的徑向尺寸精度，為提高工件的徑向尺寸精度，X X向的脈沖當量向的脈沖當量為為Z Z向的向的1/21/2u為簡化編程，數(shù)控裝置常備有不同形式的固

3、定為簡化編程，數(shù)控裝置常備有不同形式的固定循環(huán)，可進行多次重復循環(huán)切削循環(huán)，可進行多次重復循環(huán)切削u若有刀補，編程時需對車刀刀尖的圓弧半徑進若有刀補，編程時需對車刀刀尖的圓弧半徑進行補償，并將補償值事先輸入存儲器，若不具行補償，并將補償值事先輸入存儲器，若不具備刀補功能，應考慮補償量后的編程。備刀補功能，應考慮補償量后的編程。整理課件第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控車床編程基礎數(shù)控車床編程基礎u 車削圓柱面時，用絕對值編程時，車削圓柱面時，用絕對值編程時，X X以直徑值表示以直徑值表示，增量值編程時，增量值編程時，X X以徑向實際位移的兩倍值表示以徑向實際位移的兩倍值表示，并參，并參考考“+ +、-”-”圖

4、中圖中A A點的坐標值為點的坐標值為（3030，8080）B B點的坐標值為點的坐標值為（4040，6060）整理課件第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控車床編程基礎數(shù)控車床編程基礎二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能( (以以FANUC-6TFANUC-6T為例為例) )主要有主要有準備功能準備功能G G、輔助功能輔助功能M M、刀具功能刀具功能T T、主軸轉速功能主軸轉速功能S S和和進給功能進給功能F F。我國按照我國按照ISOISO標準制訂了標準制訂了JB3208-83JB3208-83標準標準但各個操作系統(tǒng)的但各個操作系統(tǒng)的G G和和M M功能不一定相同，功能不一定相同，編程時以機床說明書為準。編程時以機

5、床說明書為準。 整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能1. 1. 準備功能準備功能G G功能、功能、G G代碼、代碼、G G指令指令 G G指令是建立機床或控制數(shù)控系統(tǒng)工作方式的一種命令指令是建立機床或控制數(shù)控系統(tǒng)工作方式的一種命令G G代碼：模態(tài)代碼代碼：模態(tài)代碼( (續(xù)控代碼續(xù)控代碼) )、非模態(tài)代碼、非模態(tài)代碼u暫停、延遲暫停、延遲G04G04 格式：格式：G04 PG04 P* *(P(P后加整數(shù)，指暫停時間，單位：后加整數(shù)，指暫停時間，單位：ms)ms) X X* *. .* *(X(X后加帶小數(shù)點數(shù)，指暫停時間、單位后加帶小數(shù)點數(shù)，指暫停時間、單位S)S)用途：用途：常在切削或鉆

6、、鏜、锪時使用，也可控制拐角、避免過沖、常在切削或鉆、鏜、锪時使用，也可控制拐角、避免過沖、如切削時，停幾秒，得到光潔表面，即短時間的無進給光整加工。如切削時，停幾秒，得到光潔表面，即短時間的無進給光整加工。 整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能2. 2. 輔助功能輔助功能M M功能、功能、M M代碼、代碼、M M指令指令 M M指令用來表示機床操作時，各種輔助動作及其狀態(tài)。指令用來表示機床操作時，各種輔助動作及其狀態(tài)。 uM00 M00 程序停止程序停止 執(zhí)行后機床所有動作均被切斷，執(zhí)行后機床所有動作均被切斷，以便進行某種手動操作。重新按動啟動按鈕后，以便進行某種手動操作。重新按動啟動按

7、鈕后，再繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段再繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段uM01 M01 選擇停止選擇停止 只有按下控制面板上只有按下控制面板上“任選停任選停止止”時才有效，常用于抽查工件時才有效，常用于抽查工件uM02 M02 程序結束程序結束 機床停止動作，復位，但程序機床停止動作，復位，但程序不返回開頭位置不返回開頭位置uM30 M30 約束結束約束結束 不但機床停止動作，復位，程不但機床停止動作，復位，程序自動返回開頭序自動返回開頭整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能2. 2. 輔助功能輔助功能M M功能、功能、M M代碼、代碼、M M指令指令 整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能3. 3. 進給功

8、能進給功能 F Fu啟用啟用G99G99后為每轉進給后為每轉進給F F的單位是的單位是G99G99為開機設定的狀態(tài)為開機設定的狀態(tài)u啟用啟用G98G98后為每分進給后為每分進給F F的單位是的單位是 4. 4. 刀具功能刀具功能T T 指令數(shù)控系統(tǒng)進行選刀或換刀指令數(shù)控系統(tǒng)進行選刀或換刀格式：格式：T T * * * *或或T T * * * * * *前面的數(shù)據(jù)為刀號、后面的數(shù)據(jù)為刀補號。前面的數(shù)據(jù)為刀號、后面的數(shù)據(jù)為刀補號。例：例：T0303 T0303 表示選用表示選用3 3號刀及號刀及3 3號刀具長度補償值和刀號刀具長度補償值和刀尖圓弧半徑補償值。尖圓弧半徑補償值。T0300 T030

9、0 表示取消刀具補償。表示取消刀具補償。 rmmminmm整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能5. 5. 主軸轉速功能主軸轉速功能 S S主軸的單位有主軸的單位有r/minr/min和和m/minm/minu最高轉速限制最高轉速限制格式：格式：G50 S + G50 S + 表示的是最高轉速：表示的是最高轉速：r/minr/min。例：例：G50 S3000 G50 S3000 表示最高轉速限制為表示最高轉速限制為3000r/min3000r/min。 整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能u恒線速控制恒線速控制格式：格式： G96 S + G96 S + 表示的是恒定的線速度：表示的是

10、恒定的線速度：m/minm/min。例：例：G96 S150 G96 S150 表示切削點線速度控制在表示切削點線速度控制在150 m/min150 m/min。注意：注意：為了防止當?shù)毒咧饾u接近工件的旋轉中心時，為了防止當?shù)毒咧饾u接近工件的旋轉中心時，主軸轉速會越來越高，工件有從卡盤飛出的危險，所主軸轉速會越來越高，工件有從卡盤飛出的危險，所以以G96G96，通常與，通常與G50G50一起使用。一起使用。整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能 對圖中所示的零件，為對圖中所示的零件，為保持保持A A、B B、C C各點的線速度各點的線速度在在150 m/min150 m/min，則各點在加，

11、則各點在加工時的主軸轉速分別為：工時的主軸轉速分別為：A A：n=1000n=1000150150(40)=1140)=1193 r/min93 r/minB B：n=1000n=1000150150(60)=7960)=795r/min5r/minC C：n=1000n=1000150150(70)=6870)=682 r/min2 r/min整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能u恒線速取消恒線速取消格式：格式： G97 S + G97 S + 表示恒線速度控制取消后的主軸轉速，如表示恒線速度控制取消后的主軸轉速，如S S未指未指定，將保留定，將保留G96G96的最終值。的最終值。 例：

12、例：G97 S3000 G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉速表示恒線速控制取消后主軸轉速3000 r/min3000 r/min。注意：注意：如果沒有指定，如果沒有指定，S S的默認單位為的默認單位為 r/minr/min。整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能6. 6. 刀具補償功能刀具補償功能 u刀具的偏移刀具的偏移( (刀具位置補償?shù)毒呶恢醚a償) )當車刀刀尖位置與編程位置存在差值時，可根據(jù)實際需當車刀刀尖位置與編程位置存在差值時，可根據(jù)實際需要對刀具的要對刀具的X X、Z Z向偏移量實行修正，即在程序中事先指定刀具向偏移量實行修正，即在程序中事先指定刀具號及該刀刀補號，每

13、個刀補號中號及該刀刀補號，每個刀補號中X X、Z Z向的刀補值由操作者輸入向的刀補值由操作者輸入NCNC裝置，以后調用刀補號，刀補值就生效，使刀尖恢復到編程裝置，以后調用刀補號，刀補值就生效，使刀尖恢復到編程軌跡上，從而實現(xiàn)刀具偏移量的修正。軌跡上，從而實現(xiàn)刀具偏移量的修正。刀補需在刀補需在G00G00，G01G01存在時才可生效，偏移量補償在一個存在時才可生效，偏移量補償在一個程序段執(zhí)行過程中完成。程序段執(zhí)行過程中完成。舉例：舉例：G00 X20 Z10 T0202G00 X20 Z10 T0202指快動中調指快動中調2 2號刀，號刀，2 2號刀補，號刀補，補償是在補償是在0202號存儲器中

14、。用后可用刀號號存儲器中。用后可用刀號0000取消刀補。取消刀補。應用：應用：我們在車削中可以用車架中心來編程，而把刀架的長度我們在車削中可以用車架中心來編程，而把刀架的長度信息存儲在刀補號中，這樣，用同一程序，不同的車刀，來加信息存儲在刀補號中，這樣，用同一程序，不同的車刀，來加工零件，只要調用不同的刀補就可以了?；蛘呤牵?shù)都饽p工零件，只要調用不同的刀補就可以了?；蛘呤牵?shù)都饽p之后，只要修改刀補值，就可以了。之后，只要修改刀補值，就可以了。整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能u刀具半徑補償?shù)毒甙霃窖a償 由于刀具產生磨損或精加工中刀具磨成半徑不大的圓弧，由于刀具產生磨損或精加工中刀

15、具磨成半徑不大的圓弧，為確保工件輪廓形狀，加工時刀具中心軌跡與工件輪廓應偏移一為確保工件輪廓形狀，加工時刀具中心軌跡與工件輪廓應偏移一半徑值半徑值r r，即刀具半徑補償。，即刀具半徑補償。如果如果NCNC機床具備刀具半徑補償功能時，仍按工件輪廓編程，機床具備刀具半徑補償功能時，仍按工件輪廓編程，在操作時在控制面板上輸入刀具半徑即可。在操作時在控制面板上輸入刀具半徑即可。G41G41刀具半徑左補償?shù)毒甙霃阶笱a償沿刀具運動方向沿刀具運動方向( (假設工件不動假設工件不動) )，刀，刀具位于工件左側具位于工件左側G42G42 刀具半徑右補償?shù)毒甙霃接已a償沿刀具運動方向沿刀具運動方向( (假設工件不動

16、假設工件不動) )，刀，刀具位于工件右側具位于工件右側G40 G40 刀具行徑補償取消刀具行徑補償取消 注意：注意：G41G41、G42G42不能重復使用，即在程序中前面有了不能重復使用，即在程序中前面有了G41(G42)G41(G42)，再使用再使用G42(G41)G42(G41)之前，必須先用之前，必須先用G40G40取消原先的補償狀態(tài)。取消原先的補償狀態(tài)。 整理課件二、數(shù)控系統(tǒng)功能二、數(shù)控系統(tǒng)功能u刀具半徑補償?shù)毒甙霃窖a償 整理課件三、數(shù)控車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題1. 1. 坐標系統(tǒng)坐標系統(tǒng)u機床坐標系機床坐標系 機床坐標系：機床坐標系：以機床原點為坐標原點，建立

17、起來的以機床原點為坐標原點，建立起來的X X、Z Z軸直角坐標系。軸直角坐標系。機床原點機床原點O O：主軸旋轉中心與卡盤后端面的交點。主軸旋轉中心與卡盤后端面的交點。坐標軸：坐標軸：規(guī)定如前面所述。規(guī)定如前面所述。機床坐標系是是機床固有的坐標系，是制造和調整機床的機床坐標系是是機床固有的坐標系，是制造和調整機床的基礎，在出廠時已經(jīng)調整好，一般情況下不允許用戶變動?；A，在出廠時已經(jīng)調整好，一般情況下不允許用戶變動。參考點參考點O O也是機床上的一個固定點，該點是刀具退離到一也是機床上的一個固定點，該點是刀具退離到一個固定不變的極限點，其位置由機械檔塊，或行程開關來確定。個固定不變的極限點，其

18、位置由機械檔塊，或行程開關來確定。 整理課件三、數(shù)控車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題u工件坐標系工件坐標系( (編程坐標系編程坐標系) ) 工件原點選在主軸回轉中心與端面的交點，可以工件原點選在主軸回轉中心與端面的交點，可以是，也可以是，選時注意即要符合圖樣要求，又要利于是，也可以是，選時注意即要符合圖樣要求，又要利于方便編程。方便編程。 u工件坐標系設定工件坐標系設定 G50 G50 坐標系設定指令，非運動指令，起預置寄存坐標系設定指令，非運動指令，起預置寄存作用，常為第一句指令。作用，常為第一句指令。格式：格式：G50 X() Z()G50 X() Z()；整理課件三、數(shù)控

19、車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題2. 2. 對刀問題對刀問題數(shù)控車削加工中，應首先確定零件的加工原點，以建立準數(shù)控車削加工中，應首先確定零件的加工原點，以建立準確的加工坐標系，同時考慮刀具的不同尺寸對加工的影響。這些確的加工坐標系，同時考慮刀具的不同尺寸對加工的影響。這些都需要通過對刀來解決。都需要通過對刀來解決。u一般對刀一般對刀 一般對刀是指在機床上使用相對位置檢測手動對刀。一般對刀是指在機床上使用相對位置檢測手動對刀。刀具安裝后，先移動刀具手動切削工件右端面，再沿刀具安裝后，先移動刀具手動切削工件右端面，再沿X X向向退刀，將右端面與加工原點距離退刀，將右端面與加工原點距

20、離N N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具具Z Z向對刀過程，同理也可以對向對刀過程，同理也可以對X X向進行對刀。向進行對刀。手動對刀是基本對刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的手動對刀是基本對刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試試切切-測量測量-調整調整”的對刀模式，占用較多的在機床上時間。此方的對刀模式，占用較多的在機床上時間。此方法較為落后。法較為落后。 整理課件三、數(shù)控車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題u機外對刀儀對刀機外對刀儀對刀機外對刀的本質是測量出刀具假想刀尖點到刀具機外對刀的本質是測量出刀具假想刀尖點到刀具臺基準之間臺基準之間X X及及Z Z方向

21、的距離。利用機外對刀儀可將刀具方向的距離。利用機外對刀儀可將刀具預先在機床外校對好，以便裝上機床后將對刀長度輸入預先在機床外校對好，以便裝上機床后將對刀長度輸入相應刀具補償號即可以使用。相應刀具補償號即可以使用。u自動對刀自動對刀自動對刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖以設自動對刀是通過刀尖檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的，刀尖以設定的速度向接觸式傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接觸并定的速度向接觸式傳感器接近，當?shù)都馀c傳感器接觸并發(fā)出信號，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標值，并自動發(fā)出信號，數(shù)控系統(tǒng)立即記下該瞬間的坐標值，并自動修正刀具補償值。修正刀具補償值。整理課件三、數(shù)控車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問

22、題三種對刀方式的示意圖：整理課件三、數(shù)控車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題3. 3. 不具備刀具半徑補償時的編程不具備刀具半徑補償時的編程u假想刀尖的編程假想刀尖的編程u圓頭刀車削臺階面圓頭刀車削臺階面只需在起始程序和末尾程序段處多加一個只需在起始程序和末尾程序段處多加一個r r長度就可長度就可以。其它的不需要補償。以。其它的不需要補償。u圓頭刀加工錐面圓頭刀加工錐面u圓頭刀加工圓弧圓頭刀加工圓弧加工凸圓弧時，編程的半徑為：加工凸圓弧時，編程的半徑為：R+rR+r加工凹圓弧時，編程的半徑為：加工凹圓弧時，編程的半徑為：R-rR-r2cot12rX2tan1rZ整理課件三、數(shù)控車床

23、編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題3. 3. 不具備刀具半徑補償時的編程不具備刀具半徑補償時的編程u刀尖軌跡編程刀尖軌跡編程當工件是由一系列的圓弧構成時，常常采用刀心當工件是由一系列的圓弧構成時，常常采用刀心軌跡編程，這種方法比較直觀。軌跡編程，這種方法比較直觀。缺點：缺點：用上述兩種方法進行編程時，當?shù)毒吣p或重磨用上述兩種方法進行編程時，當?shù)毒吣p或重磨時，需要重新計算編程參數(shù)值，否則會產生加工誤差。時，需要重新計算編程參數(shù)值，否則會產生加工誤差。整理課件三、數(shù)控車床編程中的有關問題三、數(shù)控車床編程中的有關問題4. 4. 加工路線與余量的聯(lián)系加工路線與余量的聯(lián)系u對大余量毛坯進行

24、階梯切削時的加工路線對大余量毛坯進行階梯切削時的加工路線u分層切削時刀具的終止位置分層切削時刀具的終止位置 整理課件四、數(shù)控車床加工參數(shù)的選擇四、數(shù)控車床加工參數(shù)的選擇1. 1. 合理選擇切削用量合理選擇切削用量 粗車：大背吃量、大進給量，合理的切削速度。粗車：大背吃量、大進給量，合理的切削速度。精車：小背吃量、小進給量，高切削速度。精車：小背吃量、小進給量，高切削速度。2. 2. 合理選擇刀具合理選擇刀具粗車：選強度高、耐用度好的刀具，以滿足大背吃量、粗車：選強度高、耐用度好的刀具，以滿足大背吃量、大進給量的要求。大進給量的要求。精車：選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的精車：選精度高

25、、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。要求。整理課件第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)控車床常用指令的數(shù)控車床常用指令的編程方法編程方法一、編程規(guī)則一、編程規(guī)則 1. 1. 絕對值編程與增量值編程絕對值編程與增量值編程u絕對值編程絕對值編程u增量值編程增量值編程u混合編程混合編程整理課件一、編程規(guī)則一、編程規(guī)則u示例示例整理課件一、編程規(guī)則一、編程規(guī)則2. 2. 小數(shù)點編程小數(shù)點編程u小數(shù)點編程小數(shù)點編程格式：格式：X50.0 X50.0 或或 X50.X50.u脈沖編程脈沖編程格式：格式：X5000 (X5000 (如果脈沖當量為如果脈沖當量為，則上式表示，則上式表示X X的坐標的坐標移動到移動到50mm)

26、50mm)注意：注意：在編程的時候一般用小數(shù)點編程，所以數(shù)字一般在編程的時候一般用小數(shù)點編程，所以數(shù)字一般都要帶小數(shù)點。都要帶小數(shù)點。整理課件一、編程規(guī)則一、編程規(guī)則3. 3. 自保持功能自保持功能大多數(shù)的大多數(shù)的G G代碼、代碼、M M代碼和代碼和X X、Z Z、F F、S S都具有自保都具有自保持功能，除非是它們被取代或取消，否則一直保持有效。持功能，除非是它們被取代或取消，否則一直保持有效。因此很多時候都可以省略。因此很多時候都可以省略。4. 4. 指令的取消與替代指令的取消與替代整理課件二、快速點定位指令二、快速點定位指令G00G00G00G00格式：格式：G00 X(U)G00 X(

27、U)* * * * Z(W) Z(W)* * * * 解釋：解釋：G00G00命令刀具以點定位控制方式從刀具所在點快速命令刀具以點定位控制方式從刀具所在點快速運動到下一個目標位置。刀具整個運動軌跡一般不是直運動到下一個目標位置。刀具整個運動軌跡一般不是直線，而是兩條線段的組合。線，而是兩條線段的組合。注意：注意：在使用在使用G00G00指令時要注意刀具是否和工件及夾具發(fā)指令時要注意刀具是否和工件及夾具發(fā)生干涉，因為在快速狀態(tài)下的碰撞非常危險。生干涉，因為在快速狀態(tài)下的碰撞非常危險。整理課件三、直線插補指令三、直線插補指令G01G01G01G01格式：格式：G01 X(U)G01 X(U)* * * * Z(W) Z(W)* * * * F F* * *解釋：解釋：G01G01命令刀具在兩坐標或三坐標間以插補聯(lián)動方式命令刀具在兩坐標或三坐標間以插補聯(lián)動方式按指定的按指定的F F進給速度作任意斜率的直線運動。進給速度作任意斜率的