数控车床程序编制.ppt
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1、第3章数控车床编程 对刀对刀 数控数控车削加工中,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首先确定零件的加工原点,以建立准确的加工坐标系,同系,同时考考虑刀刀具的不同尺寸具的不同尺寸对加工的影响。加工的影响。这些都需要通些都需要通过对刀来解决。刀来解决。1、一般、一般对刀刀一般一般对刀是指在机床上使用相刀是指在机床上使用相对位置位置检测手手动对刀。下面以刀。下面以Z向向对刀刀为例例说明明对刀刀方法,方法,见图3.11。刀具安装后,先移刀具安装后,先移动刀具手刀具手动切削工件右端面,再沿切削工件右端面,再沿X向退刀,将右端面与加工原向退刀,将右端面与加工原点距离点距离N输入数控系入
2、数控系统,即完成,即完成这把刀具把刀具Z向向对刀刀过程。程。手手动对刀是基本刀是基本对刀方法,但它刀方法,但它还是没跳出是没跳出传统车床的床的“试切切-测量量-调整整”的的对刀刀模式,占用模式,占用较多的在机床上多的在机床上时间。此方法。此方法较为落后。落后。2、机外、机外对刀刀仪对刀刀机外机外对刀的本刀的本质是是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及及Z方向的距离。利方向的距离。利用机外用机外对刀刀仪可将刀具可将刀具预先在机床外校先在机床外校对好,以便装上机床后将好,以便装上机床后将对刀刀长度度输入相入相应刀刀具具补偿号即可以使用,如号即可以使用,如图3.1
3、2所示。所示。3、自、自动对刀刀自自动对刀是通刀是通过刀尖刀尖检测系系统实现的,刀尖以的,刀尖以设定的速度向接触式定的速度向接触式传感器接近,感器接近,当刀尖与当刀尖与传感器接触并感器接触并发出信号,数控系出信号,数控系统立即立即记下下该瞬瞬间的坐的坐标值,并自,并自动修正刀修正刀具具补偿值。自。自动对刀刀过程如程如图3.13所示。所示。图 3.13 数控车床的编程特点数控车床的编程特点1、加工坐标系、加工坐标系加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致,加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致,X轴对应径向,轴对应径向,Z轴对应轴向,轴对应轴向,C轴(主轴)的运动方向则以从机床尾架向主轴看,逆轴(
4、主轴)的运动方向则以从机床尾架向主轴看,逆时针为时针为C向,顺时针为向,顺时针为C向,如图向,如图3.14所示:加工坐标系的原点所示:加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置,一般在工件的右端面或左端面上。选在便于测量或对刀的基准位置,一般在工件的右端面或左端面上。2、直径编程方式、直径编程方式 在车削加工的数控程序中,在车削加工的数控程序中,X轴的坐标值取为零件图样上的直径值,轴的坐标值取为零件图样上的直径值,如图如图3.15所示:图中所示:图中A点的坐标值为(点的坐标值为(30,80),),B点的坐标值为点的坐标值为(40,60)。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致,这)。采用
5、直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致,这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误,给编程带来很大方便。样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误,给编程带来很大方便。3、进刀和退刀方式、进刀和退刀方式对于车削加工,进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的对于车削加工,进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点,再改用切削进给,以减少空走刀的时间,提高加工效率。某个点,再改用切削进给,以减少空走刀的时间,提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关,应以刀具快速走到该点切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关,应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。如图时刀尖不与工件发生碰撞为原则。如图
6、3.16所示。所示。图3.14 数控车床坐标系 图图3.15 直径编程直径编程 图图3.16切削起始点的确定切削起始点的确定3.23.2数控车床的基本编程方法数控车床的基本编程方法数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等,在分析了数控车床工艺装备和数控加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等,在分析了数控车床工艺装备和数控车床编程特点的基础上,下面将结合配置车床编程特点的基础上,下面将结合配置FANUC-0T数控系统的数控系统的HM-077数控车数控车床重点讨论数控车床基
7、本编程方法。床重点讨论数控车床基本编程方法。F功能功能F功能指令用于控制切削进给量。功能指令用于控制切削进给量。在程序中,有两种使用方法。在程序中,有两种使用方法。1、每转进给量、每转进给量 编程格式编程格式 G95 F F后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为后面的数字表示的是主轴每转进给量,单位为mm/r。2、每分钟进给量、每分钟进给量编程格式编程格式G94 F F后面的数字表示的是每分钟进给量,单位为后面的数字表示的是每分钟进给量,单位为 mm/min。3.2.2 3.2.2 S S功能功能S功能指令用于控制主轴转速。功能指令用于控制主轴转速。编程格式编程格式 S,S后面的数字表示主轴
8、转速,单位为后面的数字表示主轴转速,单位为r/min。在具有恒线速功。在具有恒线速功能的机床上,能的机床上,S功能指令还有如下作用。功能指令还有如下作用。1、最高转速限制、最高转速限制编程格式编程格式 G50 SS后面的数字表示的是最高转速:后面的数字表示的是最高转速:r/min。2、恒线速控制、恒线速控制 编程格式编程格式 G96 S S后面的数字表示的是恒定的线速度:后面的数字表示的是恒定的线速度:m/min。对图对图3.17中所示的零件,为保持中所示的零件,为保持A、B、C各点的线速度在各点的线速度在150 m/min,则,则各点在加工时的主轴转速分别为:各点在加工时的主轴转速分别为:A
9、:n=1000150(40)=1193 r/minB:n=1000150(60)=795r/minC:n=1000150(70)=682 r/min3、恒线速取消、恒线速取消 编程格式编程格式 G97 S S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速,如后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速,如S未指定,将保留未指定,将保留G96的最终值。的最终值。T T功能功能T功能指令用于选择加工所用刀具。功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式编程格式 TT后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有也有T后面用四位数字,前两位是刀具号,后两后面用四位数字,前两
10、位是刀具号,后两位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。位是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。M M功能功能M00:程序暂停,可用程序暂停,可用NC启动命令(启动命令(CYCLE 法法 START)使程序继续运行;)使程序继续运行;M01:计划暂停,与:计划暂停,与M00作用相似,但作用相似,但M01可可以用机床以用机床“任选停止按钮任选停止按钮”选择是否有效;选择是否有效;M03:主轴顺时针旋转;:主轴顺时针旋转;M04:主轴逆时针旋转;:主轴逆时针旋转;M05:主轴旋转停止;:主轴旋转停止;M08:冷却液开;:冷却液开;M09:冷却液关;:冷却液关;M30:程序停止,程序复位到起
11、始位置。:程序停止,程序复位到起始位置。加工坐标系设置加工坐标系设置编程格式编程格式 G50 X Z式中式中X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与使用方法与G92类似。类似。在数控车床编程时,所有在数控车床编程时,所有X坐标值均使用直径值,如图坐标值均使用直径值,如图3.19所示。所示。例:按图例:按图3.18设置加工坐标的程序段如下:设置加工坐标的程序段如下:G50 X128.7 Z375.1图图3.18设定加工坐标系设定加工坐标系 倒角、倒圆编程倒角、倒圆编程1、45倒角倒角由轴向切削向端面切削倒角,即由由轴向切削向端面切削倒角,即由Z轴
12、向轴向X轴倒角,轴倒角,i的正负根据倒角是向的正负根据倒角是向X轴正向还是负向轴正向还是负向,如图如图3.19a所示。所示。其编程格式为其编程格式为 G01 Z(W)Ii。由端面切削向轴向切削倒角,即由由端面切削向轴向切削倒角,即由X轴向轴向Z轴倒角,轴倒角,k的正负根据倒角是向的正负根据倒角是向Z轴正向还是负向,如图轴正向还是负向,如图3.19b所示。所示。编程格式编程格式 G01 X(U)Kk。a)Z轴向轴向X轴轴 b)X轴向轴向Z轴轴图图3.19 倒角倒角2、任意角度倒角任意角度倒角在直线进给程序段尾部加上在直线进给程序段尾部加上C,可自动插入任意角度的倒角。,可自动插入任意角度的倒角。
13、C的的数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点或与终点之间的距离,如数值是从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点或与终点之间的距离,如图图3.20所示。所示。图图3.20 任意角度倒角任意角度倒角3、倒圆角倒圆角 编程格式编程格式 G01 Z(W)Rr时,圆弧倒角情况如图时,圆弧倒角情况如图3.21a所示。所示。编程格式编程格式 G01 X(U)Rr时,圆弧倒角情况如图时,圆弧倒角情况如图3.21b所示。所示。a)Z轴向轴向X轴轴 b)X轴向轴向Z轴轴图图3.21 倒圆角倒圆角4、任意角度倒圆角、任意角度倒圆角 若程序为若程序为 G01 X50 R10 F0.2X100 Z-100则加工情况如图则
14、加工情况如图3.22所示。所示。图图3.22 任意角度倒圆角任意角度倒圆角例:加工图例:加工图3.233.23所示零件的轮廓,程序如下:所示零件的轮廓,程序如下:G00 X10 Z22G00 X10 Z22 G01 Z10 R5 F0.2 G01 Z10 R5 F0.2 X38 K-4 X38 K-4 Z0 Z0图图3.23 应用例图应用例图刀尖圆弧自动补偿功能刀尖圆弧自动补偿功能编程时,通常都将车刀刀尖作为一点来考虑,但实际上刀尖处存在圆角,如编程时,通常都将车刀刀尖作为一点来考虑,但实际上刀尖处存在圆角,如图图3.24所示。当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线所示。当用按
15、理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时,是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面及圆弧平行或垂直的表面加工时,是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面及圆弧切削时,则会产生少切或过切现象,如图切削时,则会产生少切或过切现象,如图3.25所示。具有刀尖圆弧自动补偿所示。具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量,避免少切或过切现象的功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量,避免少切或过切现象的产生。产生。图图3.24 刀尖圆角刀尖圆角R 图图3.25刀尖圆角刀尖圆角R造成的少切与过切造成的少切与过切G40-取消刀具半径取消刀具半径补偿,按程序路径
16、,按程序路径进给。G41-左偏刀具半径左偏刀具半径补偿,按程序路径前,按程序路径前进方向刀具偏在零件左方向刀具偏在零件左侧进给。G42-右偏刀具半径右偏刀具半径补偿,按程序路径前,按程序路径前进方向刀具偏在零件右方向刀具偏在零件右侧进给。在在设置刀尖置刀尖圆弧自弧自动补偿值时,还要要设置刀尖置刀尖圆弧位置弧位置编码,指定,指定编码值的方法的方法参考参考图3.26。图图3.26 刀尖圆角刀尖圆角R的确定方法的确定方法例:应用刀尖圆弧自动补偿功能加工图例:应用刀尖圆弧自动补偿功能加工图3.273.27所示零件:所示零件:刀尖位置编码:刀尖位置编码:3 3N10 G50 X200 Z175 T010
17、1 N10 G50 X200 Z175 T0101 N20 M03 S1500N20 M03 S1500N30 G00 G42 X58 Z10 M08N30 G00 G42 X58 Z10 M08N40 G96 S200N40 G96 S200N50 G01 Z0 F1.5N50 G01 Z0 F1.5N60 X70 F0.2N60 X70 F0.2N70 X78 Z-4N70 X78 Z-4N80 X83N80 X83N90 X85 Z-5N90 X85 Z-5N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15N100 G02 X91 Z-18 R3 F0.15N110 G01 X94N1
18、10 G01 X94N120 X97 Z-19.5N120 X97 Z-19.5N130 X100N130 X100N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000 N140 G00 G40 G97 X200 Z175 S1000 N150 M30N150 M30图图3.27 刀具补偿编程刀具补偿编程单一固定循环单一固定循环 图图3.28圆柱面切削循环圆柱面切削循环 图图3.29 G90的用法(圆柱面)的用法(圆柱面)图图3.30 圆锥面切削循环圆锥面切削循环 图图3.31 端面切削循环端面切削循环 图图3.32 锥面端面切削循环锥面端面切削循环 图图3.33 G94的用法(锥
19、面)的用法(锥面)单一固定循环可以将一系列连续加工动作,如单一固定循环可以将一系列连续加工动作,如“切入切入-切削切削-退刀退刀-返回返回”,用一,用一个循环指令完成,从而简化程序。个循环指令完成,从而简化程序。1、圆柱面或圆锥面切削循环、圆柱面或圆锥面切削循环 圆柱面或圆锥面切削循环是一种单一固定循环,圆柱面单一固定循环如图圆柱面或圆锥面切削循环是一种单一固定循环,圆柱面单一固定循环如图3.28所示,圆锥面单一固定循环如图所示,圆锥面单一固定循环如图3.30所示。所示。(1)圆柱面切削循环)圆柱面切削循环编程格式编程格式 G90 X(U)Z(W)F式中:式中:X、Z-圆柱面切削的终点坐标值;
20、圆柱面切削的终点坐标值;U、W-圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。例:应用圆柱面切削循环功能加工图例:应用圆柱面切削循环功能加工图3.29所示零件。所示零件。N10 G50 X200 Z200 T0101 N20 M03 S1000N30 G00 X55 Z4 M08N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150N50 G90 X45 Z-25 F0.2N60 X40N70 X35N80 G00 X200 Z200 N90 M30(2 2)圆锥面切削循环)圆锥面切削循环编程格式编程格式 G90 X(U)G90 X(U)Z(W)Z(W)I I F
21、F式中:式中:X X、Z-Z-圆锥面切削的终点坐标值;圆锥面切削的终点坐标值;U U、W-W-圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标;圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标;I-I-圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。如果切削起点的X X向坐标小于终点的向坐标小于终点的X X向坐标,向坐标,I I值为负,反之为正。如图值为负,反之为正。如图3.303.30所示。所示。例:应用圆锥面切削循环功能加工图例:应用圆锥面切削循环功能加工图3.303.30所示零件。所示零件。G01 X65 Z2 G01 X65 Z2 G90 X60 Z-35 I-5 F0.
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