【FANUC系统】数控车床的编程与操作实例.ppt

第一章FANUC系统数控车床的编程与操作实例 教学要求 1 了解数控车床的分类及特点 掌握机床坐标系和工作坐标系 2 掌握数控车床常用指令 3 掌握固定循环的应用 4 掌握宏程序的格式及应用 5 掌握数控车床的操作 6 运用数控编程的知识 进行零件加工工艺分析 完成典型零件的加工程序编制 数控车床及坐标系数控车床常用指令常用指令的综合应用典型零件加工宏程序的应用数控车床操作 教学内容 第一节数控车床及坐标系 一 数控车床概述 1 数控车床种类 1 按主轴配置形式分类1 立式数控车床2 卧式数控车床 2 按刀架数量分类1 单刀架单刀架数控车床多采用水平床身 两坐标控制 2 双刀架双刀架数控车床多采用倾斜床身 四坐标控制 3 按数控车床控制系统和机械结构的不同分类可分为经济型数控车床 全功能数控车床和数控车削中心 2 数控车床典型结构 1 液压卡盘和液压尾座液压卡盘和液压尾座用来夹紧工件 具有稳定可靠的特点 2 数控车床的刀架系统 卧式 3 车削用刀具数控车床一般选用硬质合金可转位车刀 1 刀片的紧固方式在国家标准中 一般紧固方式有上压式 上压与销孔夹紧 销孔夹紧和螺钉夹紧四种 2 刀杆及刀片形式 1 坐标系的确定数控车床的坐标系是以径向为X轴方向 轴向为Z轴方向 以刀具远离工件的方向为坐标轴正向 刀架前置时 X向前 刀架后置时 X向后 2 机床原点 机械原点 机床原点一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置 机床原点也可设置在卡盘端面与主轴轴线的交点处 3 机床参考点机床参考点一般不同于机床原点 二 数控车床的坐标系 三 工作坐标系 工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系 设置时一般用G54 G59和G92等指令 编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点 称工作原点 工作原点一般设在工件的设计工艺基准处 便于尺寸计算 第二节FANUC系统的常用指令 1 绝对值编程和增量值编程绝对值编程时 用X Z表示X轴与Z轴的坐标值 增量值编程时 用U W表示X轴与Z轴的移动量 2 直径编程和半径编程3 车削固定循环功能4 刀具位置补偿 一 数控车床的编程特点 1 快速定位指令G00指令格式 G00X U Z W 2 直线插补指令G01指令格式 G01X U Z W F 使用G01指令可以实现纵向切削 横向切削 锥度切削等形式的直线插补运动 如图1 14所示 二 数控车床常用各种指令 图1 14直线插补指令G01 a 图G01Z 10 0F0 2 或G01W 15 0F0 2 b 图G01X0F0 2 或G01U 65 0F0 2 c 图G01X60 0Z 40 0F0 2 或G01U30 0W 40 0F0 2 G01指令在数控车床编程中 还可以直接用来进行倒角 C指令 倒圆角 R指令 如图1 15 图1 16所示 图1 15倒角 例1 倒角G01Z 35 0C4 0F0 2 X80 0C 3 0 Z 60 0 注 C4 0倒角 因为Z轴切削向X轴正向倒角 所以为C4 0 C 3 0倒角 因为X轴切削向Z轴负向倒角 所以为C 3 0 图1 16倒圆 例2 倒圆G01Z 35 0R5 0F0 2 X80 0R 4 0 Z 60 0 3 圆弧插补指令G02 G03该指令使刀具从圆弧起点 沿圆弧移动到圆弧终点 指令格式 G02 G03X U Z W R F 或 G02 G03X U Z W I K F 例3 图1 18a 1 G02X80 0Z 10 0R10 0 或G02U20 0W 10 0R10 0 2 G02X80 0Z 10 0I10 0K0 或G02U20 0W 10 0I10 0K0 例4 图1 18b 1 G03X45 0Z 35 9R25 0 或G03U45 0W 35 9R25 0 2 G03X45 0Z 35 9I0K 25 0 或G03U45 0W 35 9I0K 25 0 图1 18圆弧插补举例 4 主轴转速设置S指令和转速控制指令G96 G97 G50 1 主轴线速度恒定指令G96格式 G96S S的单位为m min 2 直接设定主轴转速指令G97格式 G97S S的单位为r min 5 每转进给指令G99 每分钟进给指令G98指令格式 G99F F单位mm rG98F F单位mm minG98 G99均为模态指令 机床初始状态默认G99 6 暂停指令G04该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工 用于切槽 钻镗孔 自动加工螺纹 也可用于拐角轨迹控制等场合 格式 G04P U 7 工作坐标系的原点设置指令G50格式 G50X Z 数车亦可进行设置刀具数据来确定工作坐标系原点 详见机床操作 8 工作坐标系的原点设置选择指令G54 G59一般数控机床可以预先设定6个 G54 G59 工作坐标系 这些坐标系在机床重新开机时仍然存在 9 参考点返回指令G28该指令使刀具自动返回参考点 一般设置为机床原点 或经过某一中间位置 再回到参考点 输入格式 G28X U Z W T00 10 螺纹车削加工在数控车床上用车削的方法可加工直螺纹和锥螺纹 车螺纹的进刀方式有直进式和斜进式 螺纹切削时应注意在两端设置足够的升速进刀段 1和降速退刀段 2 在这两段螺纹导程小于实际的螺纹导程 1 螺纹切削指令G32G32指令可车削直螺纹 锥螺纹和端面螺纹 涡形螺纹 G32进刀方式为直进式 指令格式 G32X U Z W F 式中的X U Z W 为螺纹终点坐标 F 为螺距 1 直螺纹加工例7 如图1 24 螺纹外径已车至29 8 4 2的槽已加工 此螺纹加工查表知切削5次 0 9 0 6 0 6 0 4 0 1 至小径d 30 1 3 2 27 4 程序 O1 G00X32 0Z5 0 螺纹进刀至切削起点X29 1 切进G32Z 28 0F2 0 切螺纹G00X32 0 退刀Z5 0 返回X28 5 切进G32Z 28 0F2 0 切螺纹 X向尺寸按每次吃刀深度递减 直至终点尺寸27 4Z5 0 X27 4 切至尺寸G32Z 28 0F2 0 G00X32 0 Z5 0 图1 24直螺纹加工 2 锥螺纹加工如图1 25 图1 25锥螺纹加工 例8 程序O1 Z5 0 X20 0 进刀至尺寸G32X50 0Z 32 0F2 0 车螺纹 2 螺纹加工循环G92G92用于螺纹加工 其循环路线与单一形状固定循环基本相同 如图1 26所示 循环路径中 除螺纹车削一般为进给运动外 其余均为快速运动 输入格式 直螺纹G92X U Z W F 锥螺纹G92X U Z W R F 式中 X U Z W 为螺纹终点坐标 R 为锥螺纹始点与终点的半径差 F 为螺距 图1 26螺纹切削循环G92 例9 完成图1 27螺纹切削 图1 27螺纹切削 程序 G00X22 0Z5 0 起刀点G92X19 2Z 18 0F1 5 螺纹加工第一次循环X18 6 螺纹加工第二次循环X18 2 螺纹加工第三次循环X18 05 螺纹加工第四次循环G00X100 0Z150 0 退刀 取消循环 例10 完成图1 28螺纹切削 图1 28螺纹切削 程序 G00X32 0Z5 0 G92X31 2Z 18 0R 7 5F1 5 X30 4 X29 8 X29 46 X29 30 G00X100 0Z150 0 注 R 6 18 7 5 经验公式 d D 1 3pd 螺纹小径D 螺纹大径p 螺距 锥螺纹大端直径为 30 2 1 3 1 5 29 3 3 复式螺纹切削循环指令G76G76指令用于多次自动循环切削螺纹 G76复式螺纹切削循环指令G76格式G76P m r a Q dmin R d G76X u Z w R i P k Q d F f 例11 完成图1 30螺纹切削 现加工M68 6螺纹 螺纹高度为3 9mm 螺距为6mm 螺纹尾端倒角为1 1L 刀尖角为60 第一次车削背吃刀量为1 8mm 最小背吃刀量为0 1mm 精车余量为0 2mm 精车削次数1次 螺纹精车前先精车外圆柱面至尺寸 螺纹加工程序如下 O0011 G97S200T0303M03 G00X70 0Z7 0 G76P011160Q100R200 G76X60 2Z 65 0P3900Q1800F6 0 G00X200 0Z200 0 M30 图1 30螺纹切削 12 刀具半径补偿功能G40 G41 G42 1 刀具半径补偿的作用刀具半径补偿的方法是通过键盘输入刀具参数 并在程序中采用刀具半径补偿指令 2 刀具参数包括刀尖半径 车刀形状 刀尖圆弧位置 假想刀尖圆弧位置序号共有10个 0 9 1 G40取消刀具半径补偿指令2 G41 刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿 4 刀具半径补偿注意事项加刀具半径补偿或去除刀具半径补偿最好在工件轮廓线以外且未加刀补点至加刀补点距离应大于刀具 尖 半径 未去刀补点至去除刀补点处距离应大于刀具 尖 半径 在使用G41或G42指令时 不允许有两句连续的非移动指令 否则刀具在前面程序段的终点的垂直位置停止 且产生过切或欠切现象 13 固定循环指令 1 单一形状固定循环有三种循环指令 分别是G90 G92和G94 其中G92已在螺纹切削部分介绍过 1 外径 内径切削循环G90a 圆柱面切削循环格式 G90X U Z W F X U Z W 为切削终点坐标 b 锥面车削循环指令格式 G90X U Z W RF X U Z W 为切削终点坐标 R 或I 为圆锥面加工起 终点半径差 有正 负号 2 端面切削循环指令G94a 垂直端面车削固定循环 指令格式 G94X U Z W F X U Z W 表示切削终点坐标 b 锥形端面车削固定循环 指令格式 G94X U Z W RF X U Z W 为切削终点坐标 R为圆锥面起 终点Z坐标的差值 有正 负号 2 多重复合固定循环指令1 精加工循环指令G70在采用G71 G72 G73指令进行粗车后 用G70指令进行精车循环切削 指令格式 G70PnsQnf 其中 ns为精加工程序组的第一个程序段的顺序号 nf为精加工程序组的最后一个程序段的顺序号 2 外径 内径粗加工循环指令G71G71指令用于粗车圆柱棒料 以切除较多的加工余量 指令格式 G71U d R e G71P ns Q nf U u W w FST 例17 使用G71 G70完成图1 43所示零件加工 棒料直径 105mm 工件不切断 刀尖R0 4 图1 43G71 G70加工实例 程序 O0017 G40G97G99S500M03T0101 T0101粗车刀 G00X106 0Z5 0M08 刀具快速运动到循环起点 G71U2 0R0 5 G71切深2 0 退刀量0 5 G71P10Q20U0 4W0 2F0 2 X向留精车余量0 4 Z向留精车余量0 2 N10G42X0 加右刀补 N10 N20是精车程序 G01Z0F0 15S600 X40 0 X60 0Z 30 0 Z 65 0 G02X70 0Z 70 0R5 0 G01X88 0 G03X98 0Z 75 0R5 0 G01Z 90 0 N20G40X106 0 去刀补 G00X150 0Z200 0M09 换刀点 T0202 换精车刀 G00X106 0Z5 0 外圆精车循环点 G70P10Q20 G28U0W0T0M05 X轴 Z轴回参考点 M30 例18 使用G71 G70完成图1 44所示零件内孔加工 现工件已钻 26mm的底孔 刀尖R0 4 图1 44G71 G70加工实例 程序 O0018 G40G97G99S500M03T0303 T0303镗孔刀 G00X25 0Z2 0M08 刀具快速运动到循环起点 G71U2 0R0 5 G71切深2 0 退刀量0 5 G71P10Q20U 0 4W0 2F0 2 X向留精车余量0 4 Z向留精车余量0 2 N10G41X65 0F0 15 G01Z0 X50 0Z 30 0 Z 44 0 G03X38 0Z 50 0R6 0 G01X30 0 Z 71 0 N20G40X25 0 G70P10Q20 G28U0W0T0M05 M30 3 端面粗加工循环指令G72G72指令适用于圆柱毛坯的端面方向粗车 G72指令的执行过程除了车削是平行于X轴进行外 其余与G71相同 指令格式 G72W d R e G72U u W w F S T 4 闭合车削循环指令G73G73指令与G71 G72指令功能相同 只是刀具路径是按工件精加工轮廓进行的 如图1 47所示 G73适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓基本接近的毛坯粗加工 例如一些锻件 铸件的粗车 指令格式 G73U i W k R 5 端面啄示钻孔循环G74循环中可处理断屑 如果省略X u 及P i R d 结果只在Z轴操作 用于钻孔 指令格式 G74R e G74X u Z w P i Q k R d F f 例19 如图1 50所示 要在工件上钻 8 长100 的孔 使用G74指令钻孔 图1 50 程序 O0019 G40G97G99S700M03T0404 T0404为 8钻头 G00X0Z5 0 G74R0 3 G74Z 100 0Q8000F0 1 G00Z150 0 M05 M30 6 外径 内径啄示钻孔循环G75加工循环可处理断屑和排屑 如果省略Z w Q k 和R d 则仅有X轴移动 则可用于外圆槽的循环加工 指令格式 G75R e G75X u Z w P i Q k R d F f 例20 如图1 52所示 将工件切断 Z100处 程序 O0019 T0303 切刀宽4 以左刀刃对刀 M03S300 G00X85 0Z 104 0 G75R0 2 G75X0P5000F0 1 W0 1 G01X85 0F0 图1 52 14 辅助功能M指令这些是辅助机床操作的功能 如主轴的启停 程序终止 切削液开 关等等 见表1 3 表1 3辅助功能 M功能 15 子程序在零件加工时 当某一加工内容重复出现 即工件上相同的切削路线重复 时 可以将加工内容程序编制出来作为子程序 而在编程时通过主程序调用 使程序简化 子程序调用 指令格式 M98P M99 子程序结束 第三节FANUC系统常用指令的综合应用 实例1加工如图1 56所示的零件 毛坯为 52mm棒料 工件不切断 课题一外形加工 图1 56 程序 O0023 N1 车外形 G40G97G99S500M03T0101 G00X53 0Z5 0M08 G71U2 0R0 5 G71P10Q20U0 4W0 2F0 2 N10G00G42X0 G01Z0F0 15 X33 8C 2 0 平端面 倒角 Z 30 0 X45 0 X50 0W 25 0 Z 120 0 N20G40X53 0 G00X150 0Z200 0 换刀点 T0202S600 T0202精车刀 刀尖R0 2 G00X53 0Z5 0 G70P10Q20 G00X150 0Z200 0 N2 切槽 T0303S400 T0303切刀宽4mm 左侧刃对刀 G00X48 0Z 30 0 G01X30 0F0 15 X48 0F0 3 G00X150 0Z200 0 N3 切螺纹 切凹圆弧 T0404 T0404螺纹刀 G00X36 0Z5 0F2 0 G92X33 1Z 28 0F2 0 X32 5 X31 9 X31 5 X31 4 G00X54 0 Z 75 0 S500 M98P041000 调用O1000子程序4次加工凹圆弧 G00X60 0 X150 0Z200 0 G28U0W0T0M05 M30 子程序 O1000 G1U 1 0F0 2 G02U0W 30 0R35 0 U3 0F0 5 W30 0 U 3 0 M99 实例2完成图1 57所示工件加工 毛坯为 45mm棒料 要求切断 图示A E点坐标需计算得到 图1 57 程序 O0025 N1 去圆弧余量 G40G97G99S500M03T0101 T0101为900偏刀 G00X47 0Z2 0 G71U2 0R0 5 G71P10Q20U0 4W0 2F0 2 N10G00X0 G03X42 0Z 21 0R21 0 G01X43 0 Z 96 0 N20X47 0 G01X43 0 车43外圆到尺寸 Z 91 0 G00X47 0 X150 0Z200 0 N2 切凹槽余量 T0202 切刀刀宽5 刀补数据在02号寄存器中 左切削刃对刀 G00X44 0Z 53 72 B点 C点Z向对称点Z 51 22减去2 5 G01X20 4F0 1 X44 0 G72W2 0R0 5 G72P30Q40U0 4W0 2F0 15 N30Z 76 0 G01X43 0 G02X40 414Z 74 05R5 0 E点 G01X24 137Z 65 057 D点 G03X20 0Z 59 689R8 0 C点 N40G01Z 55 0 T0203 刀补数据在03号寄存器中 右切削刃对刀 Z 50 0 G72W2 0R0 5 G72P50Q60U0 4W 0 4F0 15 N50G01Z 21 0 X42 0 G03X24 889Z 37 915R21 0 A点 G02X20 0Z 42 75R6 0 B点 N60G01Z 50 0 G00X150 0Z200 0 N3 精车圆球及凹槽 T0404 T0404成形刀 R4 G00Z10 0 G42X0 G02X0Z0R5 0 圆弧切入 无接刀痕迹 G03X24 889Z 37 915R21 0 A点 G02X20 0Z 42 75R6 0 B点 G01Z 59 689 C点 G02X24 137Z 65 057R8 0 D点 G01X40 414Z 74 05 E点 G03X43 0Z 76 0R5 0 G02X53 0Z 81 0R5 0 圆弧切出 无接刀痕迹 G01G40X100 0 G28U0W0T0M05 M30 实例1编写图1 60所示工件内轮廓 坯孔直径为18mm 粗 精车的加工程序 课题二内腔加工 图1 60内腔加工示例 程序O0010 G99G97T0303 镗孔刀M03S600 G00X17 0Z2 0 快速定位至粗车循环起点 G71U0 8R0 3 内孔车刀一般较长 故背吃刀量取较小值 G71P100Q200U O 3W0 05F0 2 精车余量X向取负值 Z向取正值 N100G00X30 0F60S1000 GO1ZO 0F0 15 X28 0Z 20 O Z 30 0 X20 0 Z 42 0 N200G01X17 0 G70P100Q200 G00X100 0Z100 0 M30 实例2完成图1 61所示零件外型面和内型腔的粗 精车 毛坯 95mm 图1 61 1 工艺分析该零件具有外型面和内型腔 内型腔包括内孔 锥度圆 内螺纹 内空刀槽等加工内容 加工难点为孔和内螺纹 2 加工步骤1 钻孔 选用 28mm钻头 T0505 采用G74钻孔循环指令 2 车外形 选用90 车刀 T0101 采用G71粗车复合循环 G70精车循环指令 3 镗内孔 选用90 镗孔刀 T0606 采用G71粗车复合循环 G70精车循环指令 4 切空刀槽 采用内沟槽刀 T0707 5 切螺纹 选用螺纹刀 T0808 采用G92螺纹循环指令 6 切断 选用宽为4 切断刀 T0202 采用G75切断循环指令 3 程序编制O0005 N1 钻孔G40G97G99M03S400 T0505 钻头 28 100G0X0 Z10 G74R0 5 G74Z 60 Q8000F0 1 G01Z30 G00X100 N2 车外形T0101 90 车刀G00X95 Z5 G71U2 R0 5 G71P10Q20U0 4W0 2F0 2 N10G42G00X27 G01Z0F0 1 X50 G03X60 Z 5 R5 G01Z 15 X70 Z 25 Z 35 G02X80 Z 40 R5 G03X90 Z 45 R5 G01Z 54 N20G40G01X95 G70P10Q20 G0X100 Z100 N3 镗内孔T0606 内孔镗刀 G00X27 Z5 G71U2 R0 5 G71P30Q40U 0 4W0 2F0 2 N30G41G00X40 G01Z0F0 1 X34 5Z 10 Z 30 X30 Z 55 N40G40X27 G70P30Q40 G00X100 Z100 N4 切空刀槽T0707 内沟槽刀宽4mm G00X26 Z5 G01Z 30 F0 3 X40 F0 05 X26 F0 3 G0Z100 X100 N5 切内螺纹T0808 内螺纹刀 G00X33 Z5 G92X34 85Z 28 F1 5 X35 45 X35 85 X36 0 G00X100 Z100 N6 切断T0202 宽为4 切断刀 左刀尖对刀 G00X90 Z 54 G75R0 5 G75X0P8000F0 1 G01W0 1 X96 F0 5 G0X100 Z100 G28U0W0T0M5 M30 用子程序方式编写图1 64所示软管接头工件右端楔槽的加工程序 三子程序应用 图1 64子程序调用示例件一 工艺分析 加工该工件时 应先加工左端 程序略 再加工右端 在编程时 要特别注意子程序的起点 本例中子程序Z向起点坐标Z 10 6 3 刀宽 4 7 8 9程序 O0021 子程序调用实例1 G98G40G21 T0l01 转外圆车刀 M03S800 G00X28 0Z2 0 G71UI 5R0 3 粗车外圆表面 G71P100Q200U0 3W0 0F150 N100G00X15 4H60S1600 G01Z0 X16 4Z 6 0 Z 42 7 G02X19 6Z 44 3R1 6 N200G01X28 0 G70P100Q200 精车外圆 G00X100 0Z100 0 T0202 转尖形车刀 设刀宽为3mm M03S1600 GOOX17 4Z 8 9 注意循环起点的位置 M98P60404 调用子程序6次 G00X100 0Z100 0 M30 O0404 子程序 G00W 4 7F100 尖形车刀到达车削右端第l槽的起点位置 G01U 1 8 G02U 0 78W 0 47R0 4 注意切点的计算 G01U1 58W 4 23 U1 0 M99 第三节典型零件的加工 如图1 71所示的螺纹曲面轴 毛坯尺寸为 55mm 170mm 材料为45钢 无热处理要求 完成数控编程 图1 71轴类零件 1 工艺路线三爪自定心夹盘夹持工件左端1 车右端面 2 粗车外形轮廓 3 精车外形轮廓 4 车M20 2 6h螺纹 5 切断 调头 车另一端面 2 根据要求作出解题分析图 注 本节所有基点图是以刀架后置数控机床为基础建立的坐标系 1 72基点坐标图 1 基点坐标表 2 相关计算表M20 2 6h螺纹切削参数 单位 mm 4 编写数控加工工序卡 刀具卡 程序卡 数控加工工序卡编制人 年月日 刀具卡编制人 年月日 程序卡编制人 年月日 注 切断程序略 第五节宏程序的应用 1 变量 1 变量的表示一个来表示变量 如 2 变量的使用在地址变量由变量符号 和变量号组成 如 i i 1 2 3 也可用表达式号后可使用变量 3 变量的赋值1 直接赋值2 自变量赋值 宏程序体以子程序方式出现 所用的变量可在宏调用时在主程序中赋值 自变量赋值有两种类型 一 宏程序编制 a 变量的赋值方法I这类变量中的文字变量与数字序号变量之间有如下确定的关系 b 变量的赋值方法 4 变量的种类变量有局部变量 公用变量 全局变量 和系统变量三种 5 未定义变量的性质当变量值未定义时 这样的变量成为 空变量 变量 0总是空变量 2 宏程序的使用方法 1 宏程序的使用格式宏程序的编写格式与子程序相同 2 选择程序号 3 用户宏程序的调用指令用户宏指令是调用用户宏程序本体的指令 1 非模态调用 单纯调用 指令格式G65P 宏程序号 L 重复次数 自变量赋值 2 模态调用 模态调用功能近似固定循环的续效作用 在调用宏程序的语句以后 每执行一次移动指令就调用一次宏程序 指令格式 G66P 宏程序号 L 重复次数 自变量赋值 3 多重非模态调用 宏程序与子程序相同的一点是 一个宏程序可被另一个宏程序调用 最多可调用4重 3 算术运算指令宏程序具有赋值 算术运算 逻辑运算 函数运算等功能 变量之间进行运算的通常表达形式是 i 表达式 1 变量的定义和替换 2 加减运算 3 乘除运算 4 逻辑运算 5 函数运算 6 运算的组合 7 括号的应用表达式中括号的运算将优先进行 连同函数中使用的括号在内 括号在表达式中最多可用5层 4 控制指令控制指令起到控制程序流向的作用 1 条件转移程序格式IF 条件表达式 GOTOn例下面的程序可计算数值1 10的总和 O9200 1 0 存储和数变量的初值 2 1 被加数变量的初值N1IF 2GT10 GOTO2 当被加数大于10时转移到N2 1 1 2 计算和数 2 2 1 下一个被加数GOTO1 转到N1N2M30 程序结束 2 循环指令程序格式WHILE 条件表达式 DOm m 1 2 3 ENDm 例下面的程序可计算数值1 10的总和 O1000 1 0 2 1 WHILE 2LE10 DO1 1 1 2 2 2 1 END1 M30 实例1车削图1 80所示台阶轴 编制宏程序完成加工 图1 80加工台阶轴 二 宏程序编制实例 宏指令 G65P8010ABCDSF 式中 A 台阶直径1 1B 台阶直径2 2C 台阶长度1 3D 台阶长度2 7S 主轴转速 19F 进给速度 9 宏程序 O8010 M3S 19 G0X 2 5 Z5 G42X0 G1Z0F 9 X 1 Z 3 X 2 Z 7 X 2 5 G0Z5 M99 主程序 O1005 T0101 M3S600 G97G99G40M8 G65P8010A110 B150 C65 D150 S500F0 15 G28U0W0M5 M9 M30 实例2编制图1 80所示零件抛物线曲面加工的宏程序 零件各圆柱面尺寸已保证 图1 80抛物线曲面外形加工 程序 方法1O0002 G40G97G99 M03S700 T0101 T0101为900偏刀G00X41 Z2 G71U2 R0 5 G71P10Q20U0 2W0 2F0 2 N10G0X0 G1Z0 G3X40 Z 20 R20 N20G1X42 M98P200 调用子程序O0200G0X100 Z100 M5 M30 注 此例亦可以通过改变刀具参数来完成抛物线曲面的粗 精加工 O0200 G00X0Z2 切削起点 1 0 X 2赋初始值 2 0 1 加工步距 3 20 5 Z向切削终点值 20 0 50 5为延伸值 N10 4 1 2 求任意点2X 直径 值 5 1 1 20 求任意点Z值G1X 4Z 5F0 1 直线移动 1 1 2 变换动点IF 5GT 3 GOTO10 终点判别G0X45 切削完毕抬刀M99 方法2O0012 G40G97G99 M03S700 T0101 M98P120 G0X100 Z100 M5 M30 O0120 6 6 Z向让刀量N5G00X0Z2 切削起点 1 0 X 2赋初始值 2 0 1 加工步距 3 20 5 Z向切削终点值 20 0 50 5为延伸值 N10 4 1 2 求任意点2X 直径 值 5 1 1 20 求任意点Z值 5 5 6 任意点Z值加上让刀量G1X 4Z 5F0 1 直线移动 1 1 2 变换动点IF 5GT 3 GOTO10 终点判别G0X42 Z0 抬到退回起点 6 6 1 Z向让刀量递减IF 6GE0 GOTO5 进行Z向让刀量判别 当 0时结束加工M99 第六节FANUC系统数控车床的操作 一 控制面板 控制面板由CRT面板 MDI键盘 机床操作面板组成 二 手动操作方式 1 机床回零 将操作面板的MODE旋钮拨到REF挡 扳转X Z轴的控制旋钮选择相应坐标轴 再点击加号按钮 此时所选择坐标轴将回零 相应操作面板上坐标轴的回零指示灯亮 同时CRT上的坐标发生变化 显示出机床零点坐标值 2 手动 连续加工 1 将控制面板上MODE旋钮切换到JOG挡上 2 配合移动按钮和X Z轴的控制旋钮和步进量调节旋钮 以及手脉对应按钮 快速准确地调节机床 3 点击 SPINDLE 按钮 控制主轴的转动 停止 3 手动 单步加工 三 MDI方式 手动数据输入方式 1 将控制面板上MODE旋钮切换到MDI上 进行MDI操作 2 在MDI键盘上按 PRGRM 键 进入编辑页面 3 输写数据指令 在输入键盘上点击数字 字母键 第一次点击为字母输出 其后点击均为数字输出 可以作取消 插入 删除等修改操作 具体操作方法参见程序编辑 4 按数字 字母键键入字母 O 再键入程序编号 但不可以与已有程序编号的重复 5 输入程序后 用回车换行键结束一行的输入后换行 6 移动光标 按PAGE上下方向键翻页 按CURSOR上下方向键移动光标 7 按CAN键 删除输入域中的数据 按DELET键 删除光标所在的代码 8 按键盘上 INPUT 键 输入所编写的数据指令 9 输入完整数据指令后 按运行控制按钮运行程序 运行结束后CRT界面上的数据被清空 10 用RESET键清除输入的数据 四 编辑方式 五 自动加工 1 自动 连续方式2 自动 单段方式3 选择跳过开关 OptSkip 置 ON 上 数控程序中的跳过符号 有效 4 将M01开关 M01Stop 置于 ON 位置上 M01 代码有效 5 检查运行轨迹 六 工作坐标系设定 1 工作坐标系设定 G50设定工作坐标系指令格式 G50XaZ 用G50XaZ 语句设定工作坐标系 则在执行此程序段之前必须先进行对刀 通过调整机床 将刀尖放在程序所要求的起刀点位置 a 上 2 G54 G59参数设置 1 按键 进入参数设定页面 2 用PAGE或键在No1 No3坐标系页面和No4 No6坐标系页面之间切换 3 用CURSOR或键选择坐标系 4 按数字键输入地址字 X Z 和数值到输入域 5 按键 把输入域中间的内容输入到所指定的位置 七 车床刀具补偿参数 车床的刀具补偿包括刀具的形状补偿参数和磨损量补偿参数 两者之和构成车刀偏置量补偿参数 设定后可在数控程序中调用 第二章SIEMENS系统数控车床编程与操作实例 教学要求 1 掌握常用指令2 掌握固定循环的应用3 掌握参数编程及应用4 掌握数控车床的操作5 运用数控编程的知识 进行零件加工工艺分析 完成典型零件的加工程序编制 教学内容 常用指令常用指令的综合应用典型零件加工参数编程的应用SIEMENS系统机床操作 第一节SIEMENS系统的常用指令 一 坐标系的确定 1 绝对坐标和相对坐标G90和G91指令分别对应着绝对坐标和相对坐标 2 TRANS ATRANS可编程零点偏置TRANSX Z 可设置的偏移 不待数值时 清除所有有关偏移 旋转 比例系数 镜像的指令ATRANSX Z 可设置的偏移 附加于当前的指令TRANS 不带数值时 清除所有有关偏移 旋转 比例系数 镜像的指令TRANS ATRANS指令要求一个独立的程序段 3 编程举例N20TRANSX20Z15 可设置零点偏移N30L10 子程序调用 其中包含待偏移的几何量 N70TRANS 取消偏移 3 可设定的零点偏置G54 G59 G500 G53 G153 二 代码解释 1 G00快速线性移动 2 G01带进給率的线性插补 3 G02 G03圆弧插补G02 G03X Z I K 圆心和终点G02 G03CR X Z 半径和终点G02 G03AR I K 张角和圆心G02 G03AR X Z 张角和终点G02 G03AP RP 极坐标和极点圆弧 4 G74回参考点N10G74X1 0Z1 0 5 G04暂停G4F 暂停时间 秒 G4S 暂停主轴转数 6 F进给率F 进给率F的单位由G功能确定 G94和G95G94直线进给率 minG95旋转进给率 r 只有主轴旋转才有意义 7 S主轴转速 旋转方向当机床具有受控主轴时 主轴的转速可以设置在地址S下 单位r min 旋转方向和主轴运动起始点和终点通过M指令规定 M03表示主轴正转 M04表示主轴反转 M05表示主轴停 8 G25 G26主轴转速极限G25S 主轴转速下限G26S 主轴转速上限 9 T刀具编程T指令可以选择刀具 10 D刀具补偿号一个刀具可以匹配从1 9几个不同补偿的数据组 用于多个切削刃 11 G41 G42 G40刀具半径补偿功能系统在所选择的平面G17到G19中以刀具半径补偿的方式进行加工 G41X Z 在工件轮廓左边刀补G42X Z 在工件轮廓右边刀补G40X Z 取消刀尖半径补偿 12 子程序子程序的结构与主程序的结构一样 在子程序中也是在最后一个程序段中用M17或RET指令结束程序运行 子程序结束后返回主程序 子程序调用在一个程序中 主程序或子程序 可以直接用程序名调用子程序 子程序调用要求占用一个独立的程序段 举例 N10L785P 调用子程序L785程序重复调用次数P 最大次数可以为9999 P1 P9999 N20LRAHMEN7 调用子程序LRAHMEN7 三 固定循环 1 CYCLE82中心钻孔 指令格式CYCLE82 RTP RFP SDIS DP DPR DTB 其中 参数的数据类型及含义见表2 1 表2 1CYCLE82循环中参数数据类型及含义 编程举例 图2 3 图2 3 G00G90X0Z50M03S300 主轴转速T1D1F0 5 刀具号码CYCLE82 50 0 2 25 25 0 2 调用钻孔循环 离工件表面2mm处进给 到达深度后停止0 2sG0Z50G00X100Z100M2 2 CYCLE83深孔钻削 指令格式CYCLE83 RTP RFP SDIS DP DPR FDEP FDPR DAM DTB DTS FRF VARI 其中 相同的参数数据类型及含义见表2 1 不同的见表2 2 表2 2CYCLE83循环中参数数据类型及含义 G00G90X0Z50M03S300 主轴转速F0 5 CYCLE83 50 0 2 53 53 5 5 4 0 1 0 0 5 1 调用钻孔循环G0Z50 G00X100 Z100 M2 编程举例 图2 5 图2 5 T1D1 刀具号码 3 CYCLE93切槽 指令格式 CYCLE93 SPD DPL WIDG DIAG STAG1 ANG1 ANG2 RCO1 RCO2 RCI1 RCI2 FAL1 FAL2 IDEP DTB VARI 其中 参数的数据类型及含义见表2 3 教材中 编程举例 图2 7 图2 7 G54G0X200Z200 坐标系设定T1D1 1号刀具M3S800G0X200CYCLE93 100 27 48 20 0 15 15 0 0 2 2 0 2 0 2 4 1 5 调用切槽循环G0X200 Z200 M05 M02 4 CYCLE94退刀槽形状E和F 指令格式CYCLE94 SPD SPL FORM 其中 参数的数据类型及含义见表2 4 表2 4CYCLE94循环中参数数据类型及含义 编程举例 N10T1D1S300M3G95F0 3 技术值的定义N20G0G90Z100X50 选择起始位置N30CYCLE94 20 60 E 循环调用N40G90G0Z100X50 回到下一个位置N50M02 程序结束 此程序可以编程E形状的退刀槽 5 CYCLE95毛坯切削 指令格式CYCLE95 NPP MID FALZ FALX FAL FF1 FF2 FF3 VARI DTB DAM VRT 其中 参数的数据类型及含义见表2 5 表2 5CYCLE93循环中参数数据类型及含义 6 CYCLE97螺纹切削 指令格式CYCLE97 PIT MPIT SPL FPL DM1 DM2 APP ROP TDEP FAL IANG NSP NRC NID VARI NUMT 编程举例 图2 10 图2 10 T1D1 1号刀具长度补偿G0X120 Z100 M3S400 F300 CYCLE97 2 0 95 94 94 2 2 1 3 0 2 0 4 1 1 调用螺纹切削循环G0X120 Z200 M5 M2 第二节SIEMENS系统常用指令的综合应用 实例1编制图2 11所示零件 毛坯 50 工件不切断 的粗 精车程序 图2 11 1 工艺分析 此零件由外圆 圆锥 槽 螺纹 及圆弧面组成 具有典型的零件外形加工特点 2 加工步骤 1 加工外形 选用90 车刀 T1 采用CYCLE95毛坯切削循环 2 切空刀槽 选用宽为5mm的切断刀 T2 3 加工螺纹 选用螺纹刀 T3 采用CYCLE97螺纹切削循环 程序编制 SC1 MPF 程序名N1 加工外形 G90G95G54M03S600 T1D1 90 车刀G00X52 Z5 0 CYCLE95 KT1 2 0 4 0 4 0 1 0 2 0 1 0 1 9 0 1 0 0 5 调用循环G00X150 Z150 N2 切空刀槽 T2D1 宽为5mm的切断刀S300M8 G00X30 Z 30 G01X20 F0 1 G01X30 F0 2 G00X100 Z100 N3 加工螺纹T3D1 螺纹刀 G00X25 Z5 CYCLE97 2 24 0 25 24 24 3 2 5 1 3 0 1 0 4 3 1 调用循环G00X100 Z100 G74X1 0Z1 0M5 M30 子程序 加工外形 KT1 SPF G00X0 G01Z0 X20 X24 Z 2 Z 30 X27 Z 47 5 G02X32 Z 50 CR 2 5 G01X37 G03X42 Z 52 5CR 2 5 G01Z 65 X50 M17 实例2编制图2 13所示零件毛坯 50加工 不切断 的程序 图2 13 工艺分析零件包括外形面 切槽 锥螺纹加工 锥螺纹加工时注意进刀点和出刀点的确定 加工步骤1 加工外形 选用90 车刀 T1 注意切R10凹圆弧时与工件不要发生干涉 采用CYCLE95毛坯切削循环 2 切空刀槽 选用宽为4mm的切断刀 T2 3 加工螺纹 选用螺纹刀 T3 采用CYCLE97螺纹切削循环 三 程序编制 SC3 MPF主程序N1 加工外形G90G54G95G40M3S600 T1D1 90 车刀G0X52 Z5 CYCLE95 KT3 2 0 4 0 4 0 1 0 2 0 1 0 1 9 0 1 0 0 5 调用循环G0X150 Z150 N2 切空刀槽T2D1 切刀a 4mmS300 G0X36 Z 20 G1X26 F0 1 X36 F0 2 G0X100 Z100 N3 加工螺纹T3D1 螺纹刀S200 G0X32 Z5 CYCLE97 2 0 16 26 30 4 2 0 947 0 1 0 4 3 1 调用循环G0X150 Z150 G74X1 0Z1 0M5 M30 子程序KT3 SPF 加工外形G0G42X0 G1Z0 X25 8F0 1 X29 8Z 16 Z 20 X34 Z 22 Z 30 G2Z 40 CR 10 G1Z 50 G2X40Z 53 CR 3 G3X46 Z 56 CR 3 G1Z 60 X50 G40X52 M17 第三节典型零件的加工 课题一轴类零件加工编制如图2 17所示零件的数控加工程序 零件材料为45钢 调质热处理28 32HRC 加工批量为10件 图2 17轴类零件 1 工艺路线 1 下料 97mm 336mm的棒料 2 粗车1 用三爪自定心卡盘夹 97 外径一端 车平端面 外径为 96 长度为30 端面打中心孔 2 调头 用三爪自定心卡盘夹 96 外径 找正 齐总长330 端面打中心孔 3 粗车外形三爪自定心卡盘夹 96 外径 后用尾座顶尖顶中心孔 粗车成工件外形各尺寸 各外径精加工余量直径方向为1 2 1 5mm 长度方向各表面粗糙度1 6台阶面均留余量0 7 0 8mm 4 热处理调质处理28 32HRC 5 研磨中心孔用专用研磨中心孔设备研磨中心孔 6 精车左端用三爪自定心卡盘夹右端外径 后用尾座顶尖顶中心孔 车外径 94 20 倒角C2 7 精车外形 调头 三爪自定心夹盘夹 94mm外径 找正 后用尾座顶尖顶中心孔 精车成外形各尺寸 加工成M30 2 6h外螺纹 说明 以上工序中 工序 7 由数控车床加工完成 2 根据要求作出解题分析图 见2 18 图2 18右端外形精加工轨迹图 3 基点坐标 表2 9 表2 9 注 1 M30 2 6h外螺纹大径加工时 编程尺寸取为 29 85mm 2 各直径尺寸 长度尺寸公差均为双向公差 编程尺寸取基本尺寸 基点坐标值 X Z 4 编写数控加工工序卡 刀具卡 程序卡 表2 10数控加工工序卡编制人 年月日 表2 11刀具卡编制人年月日 表1 3程序卡 第四节参数编程的应用 一 参数编程 1 R参数 2 程序跳转 1 标记符 程序跳转目标 2 绝对跳转 编程 GOTOFLabe1 向前跳转 向程序结束的方向跳转 GOTOBLabe1 向后跳转 向程序开始的方向跳转 Labe1所选的字符串用于标记符或程序段号 3 有条件跳转IF条件GOTOFLabe1 向前跳转IF条件GOTOBLabe1 向后跳转 3 编程实例 编制如图2 24所示椭圆轮廓的数控加工程序 其零件的其余表面尺寸已保证 图2 24椭圆轮廓加工 加工程序 NTYXMPF T1D1 G90G54S600M3 G0X37 Z2 LTYX G0X100 Z100 M5 M30 NTYXSPF R10 6 X轴退刀量R11 0 1 加工步距MA3 G0X50 Z16 5 R1 40 椭圆长半轴R2 24 椭圆短半轴R3 22 R3为X轴变量 起点R3 22 R4 24 X轴中止 MA1 R8 SQRT 1 R3 R3 R2 R2 R5 R1 R8任意点Z值R6 2 R3 R10 任意点X值 已加让刀量 G1X R6Z R5F0 2 直线移动R3 R3 R11 变换动点IFR3 0GOTOMA3 进行X向让刀量判别 当R10 0时结束加工G0X50 Z16 5 M17 第五节SIEMENS系统数控车床的操作 一 系统操作 1 SIEMENS802D数控车床操作面板 图2 26 图2 26SIEMENS802D车床操作面板 2 系统控制面板 见图2 27 图2 27 3 机床回零操作方式4 自动加工操作方式 5 手动 连续加工操作方式1 点击 切换机床进入手动模式 2 点击 可向相应方向调节机床位置 3 连续按键 在显示屏幕左上方显示增量的距离 1INC 10INC 100INC1000INC 1INC 0 001mm 三轴以增量移动 4 点击机床主轴手工控制按钮 来控制主轴的转动 停止 6 手动 单步加工操作方式 7 MDA 手动数据输入 操作方式 二 数控程序处理 1 程序管理2 新建一个程序3 编辑程序4 插入固定循环 三 程序的输入和输出及轨迹查看 1 查看轨迹 2 程序导入 导出操作是按下 PROGRAMMA