数控车床的程序编制课程22733.pptx
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1、第五章 数控车床的程序编制第1节 数控车床编程基础第2节 基本编程指令与简单程序编写第3节车削循环指令及编程第4节螺纹车削编程第5节刀尖圆弧自动补偿功能第6节数控车削加工综合举例四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院5.15.1 数控车床的编程基础数控车床的编程基础5.1.1 数控车床编程特点一、坐标系统机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。机床原点在主轴端面中心,参考点在X轴和Z轴的正向极限位置处编程坐标系:是在对图纸上零件编程时就建立的,程序数据便是基于该坐标系的坐标值。工件坐标系时编程坐标系在机床上的具体体现。由相应的编程指令建立。由由对刀操作建立三者之间的相互联
2、系建立三者之间的相互联系机床原点、工件原点、参考点a 刀架后置式刀架后置式b 刀架前置式刀架前置式工件原点工件原点说明:说明:由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的,因此无论由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的,因此无论是前置还是后置式的,是前置还是后置式的,X 轴指向前后对编程来说并无多大差轴指向前后对编程来说并无多大差别。为适应笛卡尔坐标习惯,编程绘图时按后置式的方式进别。为适应笛卡尔坐标习惯,编程绘图时按后置式的方式进行表示行表示ZX二、直径编程方式二、直径编程方式v在车削加工的数控程序中,在车削加工的数控程序中,X 轴轴的坐标值取为的坐标值取为零件零件图样上的直径值图样上的直径值的编程方
3、式。与设计、标注的编程方式。与设计、标注一致、减少换算。一致、减少换算。v如图所示:图中如图所示:图中A点的坐标点的坐标值为(值为(30,80),),B点的坐标值为(点的坐标值为(40,60)。)。v编程方式可由指令指定。也可由参数设定。编程方式可由指令指定。也可由参数设定。v一般默认直径方式一般默认直径方式。如:华中数控如:华中数控 G36|直径编程直径编程 G37半径编程半径编程 西门子西门子 G22直径编程直径编程 G23半径编程半径编程XZ三、进刀和退刀方式v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。切削起点的确定与工件毛坯余量大
4、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。v退刀时退刀时,沿轮廓延长,沿轮廓延长线工进退出至工件附近,线工进退出至工件附近,再快速退刀。一般先退再快速退刀。一般先退X轴,后退轴,后退Z轴。轴。四、四、绝对编程与增量编程绝对编程与增量编程 数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。绝对编程:指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。增量编程:指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。有些数控系统还可采用极坐标编程绝对编程G90增量编程G91 均为模态指令绝对编程:绝对编程:G90 G01 X100.0 Z50.0;增量编程:增量编程:G91 G01
5、X60.0 Z-100.0;在越来越多车床中X、Z表示绝对编程U、W表示增量编程允许同一程序段中二者混合使用绝 对 编 程 和 增 量 编 程绝对绝对:G01 X100.0 Z50.0;相对相对:G01 U60.0 W-100.0;混用混用:G01 X100.0 W-100.0;或或 G01 U60.0 Z50.0;直线直线AB,可用:可用:5.2 指令介绍指令介绍一、关于建立工件坐标系指令1、设定工件坐标系指令:坐标系设定G92(G50)格式:G92(G50)X _ Z_ 参数说明:X、Z、为当前刀具位置相对于将要建立的工件原点的坐标值。例例:若设定工件原点若设定工件原点O1,则程序段为则程
6、序段为:G92 X 100.Z 50.若设定工件原点若设定工件原点O2,则程序段为则程序段为:G92 X 100.Z 110.以刀具当前所在位置为起刀点以刀具当前所在位置为起刀点ZX执行G92指令时,是通过刀具当前所在位置(刀具起始点)来设定工件坐标系的。vG92 设置的工件原点是随刀具当前位置(起始位置)设置的工件原点是随刀具当前位置(起始位置)的变化而变化的。的变化而变化的。若起刀点位置向左移动20mm,则执行上述指令时,结果怎样呢?说明1、一旦执行G92指令建立坐标系,后续的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。2、G92指令必须跟坐标地址字,须单独一个程序段指定。且一般写在程序
7、开始。3、执行此指令刀具并不会产生机械位移,只建立一个工件坐标系.4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点(或对刀点)符合。5、该指令为非模态指令。vX、Z 取值原则:v1 1、方便数学计算和简化编程;、方便数学计算和简化编程;v2 2、容易找正对刀;、容易找正对刀;v3 3、不要与机床、工件发生碰撞;、不要与机床、工件发生碰撞;v4 4、方便拆卸工件;、方便拆卸工件;v5 5、空行程不要太长;、空行程不要太长;2 2、预置工件坐标系预置工件坐标系指令:工件坐标系选择G54G59格式格式它是先测定出欲它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置预置的工件原点相对于机床原点的偏置值值,并把
8、该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数,并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中。数据库中。当工件原点预置好以后,便可用“G54 G00 X Z ”指令让刀具移到该预置工件坐标系中的任意指定位置。G54G59 方式在机床坐标系中直接设定工件原点,与起刀点的位置无关。说明说明1、G54G59是系统预置的六个坐标系,可根据需是系统预置的六个坐标系,可根据需要选用。要选用。2、G54G59建立的工件坐标原点是相对于机床原建立的工件坐标原点是相对于机床原点而言的,点而言的,在程序运行前已设定好在程序运行前已设定好,在程序运行中,在程序运行中是无法重置的。是无法重置的。3、G54G59预置
9、建立的工件坐标原点在机床坐标预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用系中的坐标值可用 MDI 方式输入,系统自动记忆。方式输入,系统自动记忆。4、使用该组指令前,必须先、使用该组指令前,必须先回参考点回参考点。5、G54G59为为模态模态指令,可相互注销。指令,可相互注销。机床原点机床原点G59G543030ZZZXXX304050508030AB例例:如下图所示如下图所示,使用工件坐标系编程使用工件坐标系编程:要求刀具从当前点移动到要求刀具从当前点移动到A点点,再从再从A点移动到点移动到B点点.G54 G00 G90 X40.Z30.G59 G00 X30.Z30.3、T 指令建立工
10、件坐标系指令建立工件坐标系 越来越多的数控车床采用 T 指令建立工件坐标系。把对刀过程记录的坐标值以MDI方式输入到某刀偏表地址码中(如 01 地址号),则在编程中直接用指令 TXX01 即可自动按机床坐标系的绝对偏置坐标关系建立起工件坐标系。这种方式与 G54 预置的方式实质是一样的,只不过不用去记录和计算预置的 X、Z轴坐标,而是数控系统自动计算这两个值。1 1、尺寸单位选择:、尺寸单位选择:格式:格式:G 20 英制输入制式英制输入制式 英寸输入英寸输入 G 21 公制输入制式公制输入制式 毫米毫米 输入输入(默认默认)2 2、进给速度单位的设定、进给速度单位的设定 每分钟进给每分钟进给
11、 G94(G98):mm/min (默认默认)每转进给每转进给 G95 (G99):r/mm以上均为模态指令以上均为模态指令,可互相注销可互相注销.二、有关单位设定三、主轴功能 S 在具有恒线速度功能的机床上,S 功能还有其它作用:1、恒线速控制 编程格式 G96 S S后面的数字表示的是恒定的线速度:m/min。例:G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min。(主轴转速非恒定)2、恒线速取消(恒转速)编程格式 G97 S 单位:r/min。S 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G96的最终值。例:G97 S1000 表示恒线速控制取消后主轴转速1
12、000 r/min。(恒转速控制一般在车螺纹或车削工件直径变化不大时使用)3 3、主轴最高转速限定:、主轴最高转速限定:格式:格式:G 50 例如:例如:G50 S2000 表示限制主轴的最高转速为表示限制主轴的最高转速为2000 r/min.2000 r/min.为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速?为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速?在车削端面或工件直径变化较大时在车削端面或工件直径变化较大时,为了保证车削表面质为了保证车削表面质量一致性量一致性,使用恒线速度控制使用恒线速度控制.用恒线速度控制加工端面、锥面和圆弧面时用恒线速度控制加工端面、锥面和圆弧面时,由于由于X轴的轴的值不断变化值
13、不断变化,当刀具接近工件的旋转中心时当刀具接近工件的旋转中心时,主轴的转速会主轴的转速会越来越高越来越高.采用主轴最高转速限定指令采用主轴最高转速限定指令,可防止因主轴转速可防止因主轴转速过高过高,离心力太大离心力太大,产生危险及影响机床寿命产生危险及影响机床寿命.返回上层返回上层 5.3 车削循环指令及编程车削循环指令概述v 车削循环指令是指用含G功能的一个程序段来完成本来需要用多个程序段指令的编程指令,使程序简化。v车削循环一般用在去除大部分余量的粗加工中。v各类数控系统循环指令的形式和编程方法相差甚大.v本节主要介绍华中数控系统的车削循环指令.一、车削循环指令分类一、车削循环指令分类车削
14、循环车削循环简单车削循环简单车削循环复合车削循环复合车削循环外圆车削循环外圆车削循环端面车削循环端面车削循环外圆粗车复合循环外圆粗车复合循环端面粗车复合循环端面粗车复合循环环状粗车复合循环环状粗车复合循环二、简单车削循环指令1、外圆车削循环G80动作组成指令格式 G80 X.Z.I.F.参数意义X、Z表示切削终点位置I 表示切削起点与切削终点的半径差值。F 切削速度外圆车削循环编程算法:G80 X xb Z zb I(xc/2-xb/2)F f G80 U(xb-xa)W(zb-za)I(xc/2-xb/2)F f 适于:毛坯轴向余量比径向余量多适于:毛坯轴向余量比径向余量多(Xa,Za)(X
15、c,Zc)(Xb,Zb)G80 可用于加工外(内)圆柱面和外(内)圆锥面(I取不同值时)G80 编程举例1G80 编程举例2(70,50)O0005G92 X70 Z50G00 X40 Z3 S400 M03G80 X30 Z-30 I-5.5 F10G80 X27 Z-30 I-5.5G80 X24 Z-30 I-5.5G00 X70 Z50 M05M302、端面车削循环G81动作组成指令格式 G81 X.Z.K.F.参数意义X、Z表示切削终点位置K 表示切削起点与切削终点的Z坐标差值。F 切削速度端面车削循环适于:毛坯径向余量比轴向余量多适于:毛坯径向余量比轴向余量多编程算法:G81 X
16、xb Z zb K(Zc-Zb)F f G81 U(xb-xa)W(zb-za)K(Zc-Zb)F f(Xa,Za)(Xc,Zc)(Xb,Zb)G81 可用于加工外(内)圆柱端面和外(内)锥端面(K 取不同值时)G81 编程举例1G80、G81综合 编程举例三、复合车削循环指令v 要完成一个多型面粗车过程,,用简单车削循环编程需要人工计算分配车削次数和吃刀量,再一段段地用简单循环程序实现。v 比用基本加工指令要简单,但使用起来还是很麻烦。v 若使用复合车削循环则只须指定精加工路线和吃刀量,系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数。可大大简化编程工作。三、复合车削循环指令1、外圆粗车复合循环G71
17、(1)粗车外径走刀路线)粗车外径走刀路线精车路线:精车路线:AA1BA(2)适于:)适于:圆柱毛坯料粗车外圆圆柱毛坯料粗车外圆 圆筒毛坯料粗车内径圆筒毛坯料粗车内径数控车编程及数控车编程及仿真仿真操作操作内(外)径粗车复合循环内(外)径粗车复合循环G71及应用及应用一、复习一、复习1.简单循环:外径切削简单循环G80X_Z_F_的轨迹2.简单循环的特点:(1)优点:一条指令完成四个动作,形成一个简单循环,切除一层金属,比用G00,G01写四段程序要简单得多;(2)缺点:一条G80指令不能实现多层切削,要实现多层切削,,就必须多次重复使用该命令,显然编程很烦琐;有没有一种办法,用一条指令就能完成
18、粗加工多层切削,使毛坯形状接近工件形状呢?答案是肯定的。二、外径粗车复合循二、外径粗车复合循环环G71(一)(一)G71的功能:的功能:粗车复合循环,完成多层切削,使毛坯形状接近工件形状(见仿真)。(二)(二)G71粗加工循粗加工循环指令刀具的轨迹:环指令刀具的轨迹:1.观察仿真轨迹2.分析G71加工轨迹:如右图所示(三)(三)格式:格式:G71 U(d)R(r)P(ns)Q(nf)X(x)Z(z)F(f)S(s)T(t);(四)参数说明:(四)参数说明:d:切削深度(每次切入量)r:每次退刀量;ns:精加工路径第一程序段的段号;nf:精加工路径最后程序段段号;x:X 方向精加工余量;z:Z
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