第四章 数控车床编程(上).ppt

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1、第四章第四章 数控车床编程数控车床编程(上上)数控车床适合加工的零件数控车床适合加工的零件数控车床适合加工的零件数控车床适合加工的零件第一节第一节 数控车床编程基础数控车床编程基础一、数控车床的编程特点一、数控车床的编程特点 u在一个程序段中根据图样上标注的尺寸，可以在一个程序段中根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程，增量值编程或二者混合编程采用绝对值编程，增量值编程或二者混合编程u为提高工件的径向尺寸精度，为提高工件的径向尺寸精度，X X向的脉冲当量向的脉冲当量为为Z Z向的向的1/21/2u为简化编程，数控装置常备有不同形式的固定为简化编程，数控装置常备有不同形式的固定循环，可进行多次

2、重复循环切削循环，可进行多次重复循环切削u若有刀补，编程时需对车刀刀尖的圆弧半径进若有刀补，编程时需对车刀刀尖的圆弧半径进行补偿，并将补偿值事先输入存储器，若不具行补偿，并将补偿值事先输入存储器，若不具备刀补功能，应考虑补偿量后的编程。备刀补功能，应考虑补偿量后的编程。第一节第一节 数控车床编程基础数控车床编程基础u 车削圆柱面时，用绝对值编程时，车削圆柱面时，用绝对值编程时，X X以直径值表示以直径值表示，增量值编程时，增量值编程时，X X以径向实际位移的两倍值表示以径向实际位移的两倍值表示，并参，并参考考“+、-”-”图中图中A A点的坐标值为点的坐标值为（3030，8080）B B点的坐

3、标值为点的坐标值为（4040，6060）第一节第一节 数控车床编程基础数控车床编程基础二、数控系统功能二、数控系统功能(以以FANUC-6TFANUC-6T为例为例)主要有主要有准备功能准备功能G G、辅助功能辅助功能M M、刀具功能刀具功能T T、主轴转速功能主轴转速功能S S和和进给功能进给功能F F。我国按照我国按照ISOISO标准制订了标准制订了JB3208-83JB3208-83标准标准但各个操作系统的但各个操作系统的G G和和M M功能不一定相同，编功能不一定相同，编程时以机床说明书为准。程时以机床说明书为准。二、数控系统功能二、数控系统功能1.1.准备功能准备功能G G功能、功能

4、、G G代码、代码、G G指令指令 G G指令是建立机床或控制数控系统工作方式的一种命令指令是建立机床或控制数控系统工作方式的一种命令G G代码：模态代码代码：模态代码(续控代码续控代码)、非模态代码、非模态代码u暂停、延迟暂停、延迟G04G04 格式：格式：G04 P*(PG04 P*(P后加整数，指暂停时间，单位：后加整数，指暂停时间，单位：ms)ms)X*.*(X X*.*(X后加带小数点数，指暂停时间、单位后加带小数点数，指暂停时间、单位S)S)用途：用途：常在切削或钻、镗、锪时使用，也可控制拐角、避免过冲、常在切削或钻、镗、锪时使用，也可控制拐角、避免过冲、如切削时，停几秒，得到光洁

5、表面，即短时间的无进给光整加工。如切削时，停几秒，得到光洁表面，即短时间的无进给光整加工。二、数控系统功能二、数控系统功能2.2.辅助功能辅助功能M M功能、功能、M M代码、代码、M M指令指令 M M指令用来表示机床操作时，各种辅助动作及其状态。指令用来表示机床操作时，各种辅助动作及其状态。uM00 M00 程序停止程序停止 执行后机床所有动作均被切断，执行后机床所有动作均被切断，以便进行某种手动操作。重新按动启动按钮后，以便进行某种手动操作。重新按动启动按钮后，再继续执行后面的程序段再继续执行后面的程序段uM01 M01 选择停止选择停止 只有按下控制面板上只有按下控制面板上“任选停止任

6、选停止”时才有效，常用于抽查工件时才有效，常用于抽查工件uM02 M02 程序结束程序结束 机床停止动作，复位，但程序不机床停止动作，复位，但程序不返回开头位置返回开头位置uM30 M30 约束结束约束结束 不但机床停止动作，复位，程序不但机床停止动作，复位，程序自动返回开头自动返回开头二、数控系统功能二、数控系统功能2.2.辅助功能辅助功能M M功能、功能、M M代码、代码、M M指令指令 二、数控系统功能二、数控系统功能3.3.进给功能进给功能 F Fu启用启用G99G99后为每转进给后为每转进给F F的单位是的单位是G99G99为开机设定的状态为开机设定的状态u启用启用G98G98后为每

7、分进给后为每分进给F F的单位是的单位是 4.4.刀具功能刀具功能T T 指令数控系统进行选刀或换刀指令数控系统进行选刀或换刀格式：格式：T*T*或或T*T*前面的数据为刀号、后面的数据为刀补号。前面的数据为刀号、后面的数据为刀补号。例：例：T0303 T0303 表示选用表示选用3 3号刀及号刀及3 3号刀具长度补偿值和刀号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。尖圆弧半径补偿值。T0300 T0300 表示取消刀具补偿。表示取消刀具补偿。二、数控系统功能二、数控系统功能5.5.主轴转速功能主轴转速功能 S S主轴的单位有主轴的单位有r/minr/min和和m/minm/minu最高转速限制最高

8、转速限制格式：格式：G50 S+G50 S+表示的是最高转速：表示的是最高转速：r/minr/min。例：例：G50 S3000 G50 S3000 表示最高转速限制为表示最高转速限制为3000r/min3000r/min。二、数控系统功能二、数控系统功能u恒线速控制恒线速控制格式：格式：G96 S+G96 S+表示的是恒定的线速度：表示的是恒定的线速度：m/minm/min。例：例：G96 S150 G96 S150 表示切削点线速度控制在表示切削点线速度控制在150 m/min150 m/min。注意：注意：为了防止当刀具逐渐接近工件的旋转中心时，为了防止当刀具逐渐接近工件的旋转中心时，主

9、轴转速会越来越高，工件有从卡盘飞出的危险，所主轴转速会越来越高，工件有从卡盘飞出的危险，所以以G96G96，通常与，通常与G50G50一起使用。一起使用。二、数控系统功能二、数控系统功能 对图中所示的零件，为对图中所示的零件，为保持保持A A、B B、C C各点的线速度各点的线速度在在150 m/min150 m/min，则各点在加，则各点在加工时的主轴转速分别为：工时的主轴转速分别为：A A：n=1000150(40)=11n=1000150(40)=1193 r/min93 r/minB B：n=1000150(60)=79n=1000150(60)=795r/min5r/minC C：n

10、=1000150(70)=68n=1000150(70)=682 r/min2 r/min二、数控系统功能二、数控系统功能u恒线速取消恒线速取消格式：格式：G97 S+G97 S+表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S S未指未指定，将保留定，将保留G96G96的最终值。的最终值。例：例：G97 S3000 G97 S3000 表示恒线速控制取消后主轴转速表示恒线速控制取消后主轴转速3000 r/min3000 r/min。注意：注意：如果没有指定，如果没有指定，S S的默认单位为的默认单位为 r/minr/min。二、数控系统功能二、数控系统功能6.6.刀

11、具补偿功能刀具补偿功能 u刀具的偏移刀具的偏移(刀具位置补偿刀具位置补偿)当车刀刀尖位置与编程位置存在差值时，可根据实际需当车刀刀尖位置与编程位置存在差值时，可根据实际需要对刀具的要对刀具的X X、Z Z向偏移量实行修正，即在程序中事先指定刀具向偏移量实行修正，即在程序中事先指定刀具号及该刀刀补号，每个刀补号中号及该刀刀补号，每个刀补号中X X、Z Z向的刀补值由操作者输入向的刀补值由操作者输入NCNC装置，以后调用刀补号，刀补值就生效，使刀尖恢复到编程装置，以后调用刀补号，刀补值就生效，使刀尖恢复到编程轨迹上，从而实现刀具偏移量的修正。轨迹上，从而实现刀具偏移量的修正。刀补需在刀补需在G00

12、G00，G01G01存在时才可生效，偏移量补偿在一个存在时才可生效，偏移量补偿在一个程序段执行过程中完成。程序段执行过程中完成。举例：举例：G00 X20 Z10 T0202G00 X20 Z10 T0202指快动中调指快动中调2 2号刀，号刀，2 2号刀补，号刀补，补偿是在补偿是在0202号存储器中。用后可用刀号号存储器中。用后可用刀号0000取消刀补。取消刀补。应用：应用：我们在车削中可以用车架中心来编程，而把刀架的长度我们在车削中可以用车架中心来编程，而把刀架的长度信息存储在刀补号中，这样，用同一程序，不同的车刀，来加信息存储在刀补号中，这样，用同一程序，不同的车刀，来加工零件，只要调用

13、不同的刀补就可以了。或者是，当刀尖磨损工零件，只要调用不同的刀补就可以了。或者是，当刀尖磨损之后，只要修改刀补值，就可以了。之后，只要修改刀补值，就可以了。二、数控系统功能二、数控系统功能u刀具半径补偿刀具半径补偿 由于刀具产生磨损或精加工中刀具磨成半径不大的圆弧，由于刀具产生磨损或精加工中刀具磨成半径不大的圆弧，为确保工件轮廓形状，加工时刀具中心轨迹与工件轮廓应偏移一为确保工件轮廓形状，加工时刀具中心轨迹与工件轮廓应偏移一半径值半径值r r，即刀具半径补偿。，即刀具半径补偿。如果如果NCNC机床具备刀具半径补偿功能时，仍按工件轮廓编程，机床具备刀具半径补偿功能时，仍按工件轮廓编程，在操作时在

14、控制面板上输入刀具半径即可。在操作时在控制面板上输入刀具半径即可。G41G41刀具半径左补偿刀具半径左补偿沿刀具运动方向沿刀具运动方向(假设工件不动假设工件不动)，刀，刀具位于工件左侧具位于工件左侧G42G42 刀具半径右补偿刀具半径右补偿沿刀具运动方向沿刀具运动方向(假设工件不动假设工件不动)，刀，刀具位于工件右侧具位于工件右侧G40 G40 刀具行径补偿取消刀具行径补偿取消 注意：注意：G41G41、G42G42不能重复使用，即在程序中前面有了不能重复使用，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，必须先用之前，必须先用G40G4

15、0取消原先的补偿状态。取消原先的补偿状态。二、数控系统功能二、数控系统功能u刀具半径补偿刀具半径补偿 三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题1.1.坐标系统坐标系统u机床坐标系机床坐标系 机床坐标系：机床坐标系：以机床原点为坐标原点，建立起来的以机床原点为坐标原点，建立起来的X X、Z Z轴直角坐标系。轴直角坐标系。机床原点机床原点O O：主轴旋转中心与卡盘后端面的交点。主轴旋转中心与卡盘后端面的交点。坐标轴：坐标轴：规定如前面所述。规定如前面所述。机床坐标系是是机床固有的坐标系，是制造和调整机床的机床坐标系是是机床固有的坐标系，是制造和调整机床的基础，在出厂时已经调整好，一

16、般情况下不允许用户变动。基础，在出厂时已经调整好，一般情况下不允许用户变动。参考点参考点O O也是机床上的一个固定点，该点是刀具退离到一也是机床上的一个固定点，该点是刀具退离到一个固定不变的极限点，其位置由机械档块，或行程开关来确定。个固定不变的极限点，其位置由机械档块，或行程开关来确定。三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题u工件坐标系工件坐标系(编程坐标系编程坐标系)工件原点选在主轴回转中心与端面的交点，可以工件原点选在主轴回转中心与端面的交点，可以是，也可以是，选时注意即要符合图样要求，又要利于是，也可以是，选时注意即要符合图样要求，又要利于方便编程。方便编程。u工件坐

17、标系设定工件坐标系设定 G50 G50 坐标系设定指令，非运动指令，起预置寄存坐标系设定指令，非运动指令，起预置寄存作用，常为第一句指令。作用，常为第一句指令。格式：格式：G50 X()Z()G50 X()Z()；三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题2.2.对刀问题对刀问题数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建立准数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系，同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响。这些确的加工坐标系，同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响。这些都需要通过对刀来解决。都需要通过对刀来解决。u一般对刀一般对刀 一般对刀是指在机床上使用相对位

18、置检测手动对刀。一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿X X向向退刀，将右端面与加工原点距离退刀，将右端面与加工原点距离N N输入数控系统，即完成这把刀输入数控系统，即完成这把刀具具Z Z向对刀过程，同理也可以对向对刀过程，同理也可以对X X向进行对刀。向进行对刀。手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的“试试切切-测量测量-调整调整”的对刀模式，占用较多的在机床上时间。此方的对刀模式，占用较多的在机床上时间。此方法较为落后。法较为落后。三

19、、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题u机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间台基准之间X X及及Z Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。相应刀具补偿号即可以使用。u自动对刀自动对刀自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并定的速度向接触式传感器接近，当

20、刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。修正刀具补偿值。三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题三种对刀方式的示意图：三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题3.3.不具备刀具半径补偿时的编程不具备刀具半径补偿时的编程u假想刀尖的编程假想刀尖的编程u圆头刀车削台阶面圆头刀车削台阶面只需在起始程序和末尾程序段处多加一个只需在起始程序和末尾程序段处多加一个r r长度就可长度就可以。其它的不需要补偿。以。其它的不需要补偿。u圆头刀加工锥面圆头刀加工锥面u圆头刀加工圆弧圆头刀加工圆

21、弧加工凸圆弧时，编程的半径为：加工凸圆弧时，编程的半径为：R+rR+r加工凹圆弧时，编程的半径为：加工凹圆弧时，编程的半径为：R-rR-r三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题3.3.不具备刀具半径补偿时的编程不具备刀具半径补偿时的编程u刀尖轨迹编程刀尖轨迹编程当工件是由一系列的圆弧构成时，常常采用刀心当工件是由一系列的圆弧构成时，常常采用刀心轨迹编程，这种方法比较直观。轨迹编程，这种方法比较直观。缺点：缺点：用上述两种方法进行编程时，当刀具磨损或重磨用上述两种方法进行编程时，当刀具磨损或重磨时，需要重新计算编程参数值，否则会产生加工误差。时，需要重新计算编程参数值，否则会产

22、生加工误差。三、数控车床编程中的有关问题三、数控车床编程中的有关问题4.4.加工路线与余量的联系加工路线与余量的联系u对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线对大余量毛坯进行阶梯切削时的加工路线u分层切削时刀具的终止位置分层切削时刀具的终止位置 四、数控车床加工参数的选择四、数控车床加工参数的选择1.1.合理选择切削用量合理选择切削用量 粗车：大背吃量、大进给量，合理的切削速度。粗车：大背吃量、大进给量，合理的切削速度。精车：小背吃量、小进给量，高切削速度。精车：小背吃量、小进给量，高切削速度。2.2.合理选择刀具合理选择刀具粗车：选强度高、耐用度好的刀具，以满足大背吃量、粗车：选强度高、耐用度好

23、的刀具，以满足大背吃量、大进给量的要求。大进给量的要求。精车：选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的精车：选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。要求。第二节第二节 数控车床常用指令的数控车床常用指令的编程方法编程方法一、编程规则一、编程规则 1.1.绝对值编程与增量值编程绝对值编程与增量值编程u绝对值编程绝对值编程u增量值编程增量值编程u混合编程混合编程一、编程规则一、编程规则u示例示例一、编程规则一、编程规则2.2.小数点编程小数点编程u小数点编程小数点编程格式：格式：X50.0 X50.0 或或 X50.X50.u脉冲编程脉冲编程格式：格式：X5000 (X5000 (如果脉

24、冲当量为如果脉冲当量为0.0010.001，则上式表示，则上式表示X X的的坐标移动到坐标移动到50mm)50mm)注意：注意：在编程的时候一般用小数点编程，所以数字一般在编程的时候一般用小数点编程，所以数字一般都要带小数点。都要带小数点。一、编程规则一、编程规则3.3.自保持功能自保持功能大多数的大多数的G G代码、代码、M M代码和代码和X X、Z Z、F F、S S都具有自保持都具有自保持功能，除非是它们被取代或取消，否则一直保持有效。功能，除非是它们被取代或取消，否则一直保持有效。因此很多时候都可以省略。因此很多时候都可以省略。4.4.指令的取消与替代指令的取消与替代 二、快速点定位指

25、令二、快速点定位指令G00G00G00G00格式：格式：G00 X(U)*Z(W)*G00 X(U)*Z(W)*解释：解释：G00G00命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。刀具整个运动轨迹一般不是直运动到下一个目标位置。刀具整个运动轨迹一般不是直线，而是两条线段的组合。线，而是两条线段的组合。注意：注意：在使用在使用G00G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉，因为在快速状态下的碰撞非常危险。生干涉，因为在快速状态下的碰撞非常危险。三、直线插补指令三、直线插补指令G01G01G01G01

26、格式：格式：G01 X(U)*Z(W)*F*G01 X(U)*Z(W)*F*解释：解释：G01G01命令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式命令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的按指定的F F进给速度作任意斜率的直线运动。进给速度作任意斜率的直线运动。注意：注意：在本系统的数控车床中，每次使用在本系统的数控车床中，每次使用G01G01指令时，都指令时，都要加上要加上F F指令。指令。四、圆弧插补指令四、圆弧插补指令G02/G03G02/G03G02/G03G02/G03格式：格式：G02(G03)X(U)*Z(W)*I*K*F*G02(G03)X(U)*Z(W)*I*K*F*或或G0

27、2(G03)X(U)*Z(W)*R*F*G02(G03)X(U)*Z(W)*R*F*解释：解释：上式中的上式中的X X、Z Z坐标值为圆弧的终点坐标，坐标值为圆弧的终点坐标，U U、W W表示圆弧终点相对于起点的增量值表示圆弧终点相对于起点的增量值 I I、K K为圆心位置，为圆心位置，表示为表示为增量值增量值，带有，带有 号；号；R R为半径值，当所描述的为半径值，当所描述的圆弧超过圆弧超过180180时，用时，用“-R”“-R”表示；表示；沿着沿着Y Y轴的负方向上轴的负方向上看，顺时针方向为顺圆，用看，顺时针方向为顺圆，用G02G02，逆时针方向为逆圆，用，逆时针方向为逆圆，用G03G0

28、3。四、圆弧插补指令四、圆弧插补指令G02/G03G02/G03顺圆示例顺圆示例四、圆弧插补指令四、圆弧插补指令G02/G03G02/G03逆圆示例逆圆示例四、圆弧插补指令四、圆弧插补指令G02/G03G02/G03圆弧的车法圆弧的车法u车锥法车锥法在车削一个圆弧时，一般不可能一刀就把圆弧车在车削一个圆弧时，一般不可能一刀就把圆弧车好，因为这样的吃刀量太大。好，因为这样的吃刀量太大。如右图所示：如右图所示：当当R R不大时，可取：不大时，可取：四、圆弧插补指令四、圆弧插补指令G02/G03G02/G03u车圆法车圆法车圆法就是用不同半径的圆来车削，最终将所需车圆法就是用不同半径的圆来车削，最终将所需圆弧车出来。此方法的计算比较麻烦。圆弧车出来。此方法的计算比较麻烦。