數(shù)控車床編程基本知識

1、數(shù)控車床編程基本知識2022-3-10 在數(shù)控機床中，刀具的運動是在坐標系中進行的。在一臺機床在數(shù)控機床中，刀具的運動是在坐標系中進行的。在一臺機床上，有各種坐標系與零點。理解他們對使用、操作以及編程都有上，有各種坐標系與零點。理解他們對使用、操作以及編程都有作用。作用。1. 機床原點機床原點是機床坐標系的原點。對某一具體的機床來說，機床原點是固定的，是機床制造商設置在機床上的一個物理位置2. 機床參考點是用于對機床工作臺、滑板以及刀具相對運動的測量系統(tǒng)進行定標和控制的點，也稱為機床零點。參考點相對于機床原點來講是一個固定值。2022-3-10參考點相對于機床原點來講是一個固定值。它是在加工之

2、前和加工之后，用控制面板上的回零按鈕使移動部件移動到機床坐標系中的一個固定不變的極限點。數(shù)控機床在工作時，移動部件必須首先返回參考點，測量系統(tǒng)置零，之后測量系統(tǒng)即可以以參考點作為基準，隨時測量運動部件的位置。3. 工件坐標系和工件零點 用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標系。工件坐標系的原點就是工件零點2022-3-10工件零點的一般選用原則：工件零點選在工件圖樣的尺寸基準上，這樣可以直接用圖紙標注的尺寸作為編程點的坐標值，減少計算工作量；能使工件方便地裝卡、測量和檢驗；工件零點盡量選擇尺寸精度較高、粗糙度比較低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性；對于有對稱形狀地幾

3、何零件，工件零點最好選擇對稱中心上。2022-3-104. 程序原點為了編程方便，在圖紙上選擇一個適當位置作為程序原點，也叫編程原點或程序零點。對于簡單零件，工件零點就是程序零點，這時的編程坐標系就是工件坐標系。對于形狀復雜的零件，需要編制幾個程序或子程序，為了編程方便和減少許多坐標值的計算，編程零點就不一定設在工件零點上，而設在便于程序編制的位置。程序原點一般用G92或G54G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）指定2022-3-101 1、機床坐標系、機床坐標系 按按JB305182JB305182的規(guī)定，車床主軸中心線為的規(guī)定，車床主軸中心線為Z Z軸，垂直于軸，垂直于Z Z軸

4、的為軸的為X X軸，車刀遠離工件的軸，車刀遠離工件的方向為兩軸的正方向。機床原點（機床零點）一般定在主軸中心線（即方向為兩軸的正方向。機床原點（機床零點）一般定在主軸中心線（即Z Z軸）和主軸）和主軸安裝夾盤面的交點上。為使數(shù)控裝置得知機床原點所在位置的信息，常借軸安裝夾盤面的交點上。為使數(shù)控裝置得知機床原點所在位置的信息，常借助訪問參考點來完成，機床參考點是由機床制造廠在機床裝配、調試時確定助訪問參考點來完成，機床參考點是由機床制造廠在機床裝配、調試時確定的一個點，此點坐標值為的一個點，此點坐標值為X X參、參、Z Z參。參。2022-3-102 2、對刀、對刀 數(shù)控車削加工中，應首先確定零

5、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。這些都需要通過對刀來解決。 v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。下面以Z向對刀為例說明對刀方法，見圖a。 刀具安裝后，先移動刀具手動切削工件右端面，再沿X向退刀，將右端面與加工原點距離N輸入數(shù)控系統(tǒng)，即完成這把刀具Z向對刀過程。手動對刀是基本對刀方法，但它還是沒跳出傳統(tǒng)車床的“試切-測量-調整”的對刀模式，占用較多的在機床上時間。此方法較為落后。 圖a 相對位置檢測對刀 2022-3-10 * 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臺基準之間X及Z方向的距離。利用機外對刀儀可將刀

6、具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，如圖b所示。* 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，并自動修正刀具補償值。自動對刀過程如圖c所示。2022-3-103 3、數(shù)控車床的編程特點、數(shù)控車床的編程特點 v 加工坐標系 加工坐標系應與機床坐標系的坐標方向一致，X軸對應徑向，Z軸對應軸向，C軸（主軸）的運動方向則以從機床尾架向主軸看，逆時針為C向，順時針為C向，如圖所示： 加工坐標系的原點選在便于測量或對刀的基準位置，一般在工件的右端面或左端面上。 202

7、2-3-10v直徑編程方式 在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標值取為零件圖樣上的直徑值，如圖所示：圖中A點的坐標值為（30，80），B點的坐標值為（40，60）。采用直徑尺寸編程與零件圖樣中的尺寸標注一致，這樣可避免尺寸換算過程中可能造成的錯誤，給編程帶來很大方便。 2022-3-10v進刀和退刀方式 對于車削加工，進刀時采用快速走刀接近工件切削起點附近的某個點，再改用切削進給，以減少空走刀的時間，提高加工效率。切削起點的確定與工件毛坯余量大小有關，應以刀具快速走到該點時刀尖不與工件發(fā)生碰撞為原則。如圖所示。 2022-3-101 1，準備功能指令，準備功能指令 準備功能指令又稱準備功能指令又

8、稱G G指令或指令或G G代碼，它是建立機床或控制數(shù)控系統(tǒng)代碼，它是建立機床或控制數(shù)控系統(tǒng)工作的一種指令工作的一種指令, , G00: G00: 快速定位快速定位 G01 G01：直線插補：直線插補 G02 G02：圓弧插補（順時針）：圓弧插補（順時針） G03 G03：圓弧插補（逆時針）：圓弧插補（逆時針） G04 G04：暫停：暫停 G20 G20：英制輸入：英制輸入 G21 G21：公制輸入：公制輸入2022-3-10G32: G32: 螺紋切削螺紋切削G40: G40: 取消刀具半徑補償取消刀具半徑補償G41: G41: 刀具半徑左補償?shù)毒甙霃阶笱a償G42: G42: 刀具半徑右補償?shù)?/p>

9、具半徑右補償G50: G50: 坐標設定，主軸最大轉速設定坐標設定，主軸最大轉速設定G70: G70: 精加工符合循環(huán)精加工符合循環(huán)G71: G71: 外圓粗加工復合循環(huán)外圓粗加工復合循環(huán)G72: G72: 斷面粗加工復合循環(huán)斷面粗加工復合循環(huán)G73: G73: 固定形狀粗加工復合循環(huán)固定形狀粗加工復合循環(huán)G74: G74: 端面切槽、鉆孔復合循環(huán)端面切槽、鉆孔復合循環(huán)G75: G75: 外圓切槽復合循環(huán)外圓切槽復合循環(huán)G76: G76: 螺紋切削復合循環(huán)螺紋切削復合循環(huán)G90: 外圓切削循環(huán)外圓切削循環(huán)G92: 螺紋切削循環(huán)螺紋切削循環(huán)G94：斷面切削循環(huán)：斷面切削循環(huán)G96: 主軸橫線速控

10、制主軸橫線速控制G97: 主軸橫轉速控制取主軸橫轉速控制取 消消G98：每分鐘進給：每分鐘進給G99: 每轉進給每轉進給 2022-3-102，輔助功能指令，輔助功能指令 輔助功能指令又稱輔助功能指令又稱M指令或指令或M代碼，這類指令的作用是控制機床或系統(tǒng)的輔助功代碼，這類指令的作用是控制機床或系統(tǒng)的輔助功能動作，如：冷卻液的開、關；主軸的正、反轉；程序結束等。能動作，如：冷卻液的開、關；主軸的正、反轉；程序結束等。M指令由字母指令由字母M和其和其后兩位數(shù)字組成后兩位數(shù)字組成。 注意：在同一程序段中，若有兩個或兩個以上的輔助功能指令，則讀后面的指注意：在同一程序段中，若有兩個或兩個以上的輔助功

11、能指令，則讀后面的指令令M00: 程序停止程序停止M01: 程序選擇停止程序選擇停止M02: 程序結束程序結束M03: 主軸正傳主軸正傳M04: 主軸反轉主軸反轉M05: 主軸停止主軸停止M08: 冷卻液開冷卻液開M09: 冷卻液關冷卻液關M30: 程序結束程序結束M98: 調用子程序調用子程序M99: 程序結束并返回主程序程序結束并返回主程序2022-3-10（1 1）、）、F F功能功能2022-3-10l（2 2）S S功能功能2022-3-102022-3-10l（3 3）、）、T T功能功能2022-3-10 字地址可變程序段：地址指明指令的意義，字的數(shù)目可變。字地址可變程序段：地址

12、指明指令的意義，字的數(shù)目可變。N G X Y F S T M LF序序號號準備功準備功能能坐標運坐標運動尺寸動尺寸速度指速度指令令轉速轉速指令指令刀具刀具指令指令輔助輔助指令指令結束指結束指令令第三節(jié)、數(shù)控加工程序的格式與組成第三節(jié)、數(shù)控加工程序的格式與組成1、. 程序段格式程序段格式2022-3-10（1） 對于距離，小數(shù)點的單位是mm或in；對于時間，小數(shù)點的位置單位是s 例如： X35.0 即為X(坐標）35mm或35in F1.35 即為F1.35mm/r或1.35mm/min（米制） G04 X2.0 表示暫停2s （2）程序中有無小數(shù)點的含義不同 無小數(shù)點時，與參數(shù)設定的最小輸入增

13、量有關 G21 X1.0 即為 X1in G21 X1 即為X0.001mm或0.01mm（因參數(shù)設定不同）2022-3-10例：%O0600N001 G92 X0 Y0 Z1.0;N002 S300 M03;N003 G90 G00 X5.5 Y6.0; : :N014 G00 X5.0 Y10.0 Z3.0;N015 X0 Y0;N016 M30; % 2022-3-10 CNC車床編程時，可以采用絕對值編程方式、相對值編程方式或混合編程方式。 1、絕對值編程坐標指令 絕對值編程是用刀具移動的終點位置的坐標值進行編程方法，它是用絕對坐標指令X、Z進行編程。格式如下： X _ Z_ 為絕對值

14、坐標指令，地址X后的數(shù)字為直徑值 。 2、相對值坐標指令 相對值編程時用刀具移動量直接編程的方法，程序段中的軌跡坐標都是相對前一位置坐標的增量尺寸，用U、W及其后面的數(shù)字分別表示X、Z方向的增量尺寸。 U_ W_ 為相對值坐標指令，地址U后的數(shù)字為X方向移動量的二倍2022-3-102022-3-10程序格式： G00 X(U）Z(W) 其中X(U)、Z(W)為目標點的坐標。 說明：執(zhí)行該指令時，移動速度不需要在程序中設定，其速度有機床生產廠家預先調好，若程序中編入進給速度F,則它對G00程序無效。 G00 指令為模態(tài)指令，在下一程序段中連續(xù)有效。三、直線插補編程指令三、直線插補編程指令G01

15、 直線插補也稱直線切削，它的特點是刀具以直線插補運算聯(lián)動方式由某坐標點移動到另一座標點，有移動進給功能指令F來設定，機床執(zhí)行G01指令時，在該程序中必須有F指令2022-3-10說明：G01指令是模態(tài)指令，具有續(xù)效性。 進給速度由F指定。如果在G01之前的程序段中沒有F指令，而當前的G01程序段中也沒有F指令，則機床不運動。四、圓弧插補指令四、圓弧插補指令G02、G03 圓弧插補指令使刀具在指定平面內按給定的進給速度作圓弧插補運動，切削出圓弧曲線。數(shù)控車床是兩個坐標的機床，只有X軸和Z軸，在判斷圓弧的逆、順時，應按照右手定則將Y軸也加以考慮。從Y 軸的正向向Y軸的負方向看去，判斷XZ平面內所加

16、工圓弧曲線的方向，順時針圓弧插補用2022-3-10加工圓弧時經常采用如下兩種編程方法：1、用圓弧終點坐標和半徑R編寫 程序格式：G02(G03) X(U) Z(W) R F 說明： 所謂圓弧七點坐標就是開始切削圓弧時的位置，圓弧終點坐標就是結束切削圓弧的位置。起點起點終點終點(60.20)(60.20)X XY Y2022-3-10說明： 用分矢量I、K和圓弧重點坐標編寫圓弧加工程序時，應首先找到圓弧的方向矢量，即從圓弧起點指向圓心的矢量，然后將其在X軸和Z軸上分解，分解后的矢量分別用在X軸和Z軸上的投影I、K加上正負號表示，當分矢量I、K的方向一致時取正號，不一致時取負號。 用圓弧半徑和終

17、點坐標加工圓弧時，由于在同一半徑的情況下，從圓弧起點到終點有兩個圓弧的可能性，為區(qū)分兩者，規(guī)定圓心角小于或等于180時，用“+R”表示，圓心角大于180而小于360，用“-R”表示。2022-3-10 使刀具在指令規(guī)定的時間內停止移動的功能，本指令最主要的共用在于切槽或鉆孔時能將切削及時切斷，以利于繼續(xù)切削；或是在橫向車槽加工凹槽底部時，以此功能來使刀具進給暫停，使凹槽底部能切除未切齊的部分，保證凹槽底部平整；或是拐角處的精度要求很嚴格。指令格式： G04 X或G04 U或G04 P最大指令時間為9999.999秒，最小為16ms。例如：暫停2.5s， G04 X2.5 或 G04 U2.5

18、或 G04 P2500.注意：使用注意：使用P不能有小數(shù)點，最末一位數(shù)的單位是不能有小數(shù)點，最末一位數(shù)的單位是ms；G04功能只能在單獨程序段中指功能只能在單獨程序段中指令才起作用。令才起作用。2022-3-10六、倒角、倒圓編程六、倒角、倒圓編程 2022-3-102022-3-10 2022-3-102022-3-10七、刀尖圓弧自動補償功能七、刀尖圓弧自動補償功能編程時，通常都將車刀刀尖作為一點來考慮，但實際上刀尖處存在圓角，如圖a所示。當用按理論刀尖點編出的程序進行端面、外徑、內徑等與軸線平行或垂直的表面加工時，是不會產生誤差的。但在進行倒角、錐面及圓弧切削時，則會產生少切或過切現(xiàn)象，

19、如圖b所示。具有刀尖圓弧自動補償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計算出補償量，避免少切或過切現(xiàn)象的產生。 圖a 刀尖圓角R 圖b 刀尖圓角R造成的少切與過切2022-3-10lG40-取消刀具半徑補償，按程序路徑進給。 lG41-左偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件左側進給。 lG42-右偏刀具半徑補償，按程序路徑前進方向刀具偏在零件右側進給。 l 在設置刀尖圓弧自動補償值時，還要設置刀尖圓弧位置編碼，指定編碼值的方法參考圖c。 圖c 刀尖圓角R的確定方法2022-3-102022-3-10八、單一固定循環(huán)八、單一固定循環(huán) 單一固定循環(huán)可以將一系列連續(xù)加工動作，如“切入-切削-退刀

20、-返回”，用一個循環(huán)指令完成，從而簡化程序。 （1）圓柱面或圓錐面切削循環(huán) 圓柱面或圓錐面切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán)，圓柱面單一固定循環(huán)如圖a、b所示，圓錐面單一固定循環(huán)如圖c所示。 圖a 圓柱面切削循環(huán) 圖b G90的用法（圓柱面） 2022-3-10 圖c 圓錐面切削循環(huán)圖d 端面切削循環(huán) 2022-3-10圖e 錐面端面切削循環(huán) 圖f G94的用法（錐面） v 圓錐面切削循環(huán) 編程格式 G90 X(U) Z(W) I F式中：X、Z- 圓錐面切削的終點坐標值； U、W-圓柱面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標； I- 圓錐面切削的起點相對于終點的半徑差。如果切削起點的X向坐標小于終點的X向坐

21、標，I值為負，反之為正。如圖c所示。2022-3-10例：應用圓錐面切削循環(huán)功能加工圖c所示零件。G01 X65 Z2 G90 X60 Z-35 I-5 F0.2 X50G00 X100 Z200（2）端面切削循環(huán) 端面切削循環(huán)是一種單一固定循環(huán)。適用于端面切削加工，如圖d所示。 v平面端面切削循環(huán) 編程格式 G94 X(U) Z(W) F 式中：X、Z- 端面切削的終點坐標值； U、W-端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標。 例：應用端面切削循環(huán)功能加工圖d所示零件。 G00 X85 Z5 G94 X30 Z-5 F0.2 Z-10 Z-15 2022-3-10v錐面端面切削循環(huán) 編程格式 G

22、94 X(U) Z(W) K F式中：X、Z- 端面切削的終點坐標值； U、W-端面切削的終點相對于循環(huán)起點的坐標； K- 端面切削的起點相對于終點在Z軸方向的坐標分量。當起點Z向坐標小于終點Z向坐標時K為負，反之為正。如圖e所示。 例：應用端面切削循環(huán)功能加工圖f所示零件。 G94 X20 Z0 K-5 F0.2 Z-5 Z-10 2022-3-10九、復合固定循環(huán)九、復合固定循環(huán) 在復合固定循環(huán)中，對零件的輪廓定義之后，即可完成從粗加工到精加工的全過程，使程序得到進一步簡化。 （1）外圓粗切循環(huán) 外圓粗切循環(huán)是一種復合固定循環(huán)。適用于外圓柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如圖所示。 編程格式

23、： G71 U(d) R(e) G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t) 式中： d-背吃刀量； e-退刀量； ns-精加工輪廓程序段中開始程序段的段號； nf-精加工輪廓程序段中結束程序段的段號； u-X軸向精加工余量； w-Z軸向精加工余量； f、s、t-F、S、T代碼。 2022-3-10注意：1、nsnf程序段中的F、S、T功能，即使被指定也對粗車循環(huán)無效。 2、零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時單調增大或單調減少；X軸、Z軸方向非單調時，nsnf程序段中第一條指令必須在X、Z向同時有運動。 例：按如圖所示尺寸編寫外圓粗切循環(huán)加工程序。 N10 G50 X200 Z140 T0101 N20 G00 G42 X120 Z10 M08 N30 G96 S120 N40 G71 U2 R0.5 N50 G71 P60 Q120 U2 W2 F0.25 N60 G00 X40 /ns N70 G01 Z-30 F0.15 N80 X60 Z-60 N90 Z-80 N100 X100 Z-90