数控车削编程ppt课件

第2章数控车削编程,辽宁工程技术大学职业技术学院,2.1数控车床概述2.2车床数控系统的基本功能2.3数控车床的基本编程方法2.4螺纹车削加工指令2.5循环编程2.6刀具补偿功能2.7子程序2.8SINUMERIK802D系统编程简介2.9华中HNC-21/22T车床数控系统编程简介2.10典型数控车床编程综合实例,1,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、数控车床的分类二、数控车削加工零件的类型三、数控车削加工特点四、数控车床编程特点,2.1数控车床概述,2,数控编程与加工技术,LGDZY,一、数控车床的分类,1、按主轴的布置形式分类,（1）卧式数控车床主轴轴线处于水平位置的数控车床。,（2）立式数控车床主轴轴线处于垂直位置的数控车床。,（2）四轴控制的数控车床车床上有两个独立的回转刀架，可以实现四坐标轴联动控制。,2、按照数控系统控制的轴数分类,（1）两轴控制的数控车床车床上只有一个回转刀架，可实现两坐标轴联动控制。,二、数控车削加工零件的类型,轴套类零件的加工表面大多是内、外圆柱面，其轮廓可以是与Z轴平行的直线，切削形成阶梯轴或圆柱螺纹；也可以是与Z轴倾斜的直线，切削形成圆锥面或圆锥螺纹；还可以是圆弧或非圆曲线，切削形成曲面。,1、轴套类零件,轮盘类零件的加工表面多是端面，端面的轮廓也可以是直线、斜线、圆弧、曲线或端面螺纹等。,2、轮盘类零件,3,数控编程与加工技术,LGDZY,数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘可以加工偏心轴或在箱体、板材上进行钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等。,3、其它类零件,1、适应性强，用于各种小批量零件的加工,三、数控车削加工特点,2、加工精度高，零件的互换性好,3、具有较高的生产效率和较低的加工成本,四、数控车床编程特点,2在图样上和在测量时，零件的径向尺寸均以直径表示，所以数控车床系统多以直径编程，即绝对坐标方式编程时，X值以直径表示；相对坐标方式编程时，X值以径向实际位移量的二倍表示。有的数控车床采用半径编程，即X值以半径或径向实际位移量表示。,1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或增量值编程，也可以采用混合编程。,4,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、准备功能（G代码）二、辅助功能（M代码）三、进给、主轴、刀具功能（F/S/T代码）,2.2数控车床的基本功能,5,一、准备功能（G代码）,数控编程与加工技术,LGDZY,准备功能也称G功能或G代码，是用来指令机床动作方式的功能。准备功能是用地址符G及其后面的数字来指令机床的动作。,6,数控编程与加工技术,LGDZY,辅助功能是用来指令机床辅助动作的一种功能，它由地址符M及其后的两位数字组成。,二、辅助功能（M代码）,（4）M30程序结束,（1）M00程序停止,当执行有M00指令的程序段时，主轴的转动、刀具的进给、切削液都将停止。它与单程序段停止相同，模态信息全部被保存，以便进行某种手动操作，如换刀、测量工件的尺寸等。重新启动机床后，继续执行后面的程序。,（2）M01选择停止,与M00的功能基本相同，只有在按下“选择停止”键后，M01才有效，否则机床继续执行后面的程序段；按下“启动”键后，继续执行后面的程序。,（3）M02程序结束,该指令编在程序的最后一段，表示执行完程序内所有指令后，主轴、进给停止，切削液关闭，机床处于复位状态，但程序结束后不返回到程序的开头位置。,使用M30时，除执行M02的功能之外，还自动返回到程序的第一条语句，准备下一个工件的加工。,7,数控编程与加工技术,LGDZY,三、进给功能、主轴功能和刀具功能（F、S、T代码）,表示主轴转一圈，刀具移动了1.23mm，即进给速度F=1.23mm/r。,1、进给功能（F代码）,进给功能是指令刀具切削进给的速度。它由地址符F及其后面的数字组成。,2、主轴功能（S代码）,F代码用G98和G99两G指令来设定进给速度的单位。用G98来指令刀具每分钟移动的距离，用G99来指令主轴每转一转刀具移动的距离。如：,G98G01XZF12.3；,表示刀具一分钟移动了12.3mm，即进给速度F=12.3mm/min。,G99G01XZF1.23；,主轴功能主要用来指令主轴的转速或速度。它由地址符S及其后面的数字组成。,主轴转速的计量单位有两种，一种是r/min，另一种是m/min。,在车削端面、圆锥面或圆弧面时，用G96指令恒线速度，使工件上任意一点的切削速度都一样。,（1）恒线速度控制指令G96,例如：G96S125主轴恒线速度为125m/min。,8,数控编程与加工技术,LGDZY,（2）主轴速度直接指令G97,直接指令主轴速度。,例如：G97S1000主轴速度为1000r/min。,（3）主轴最高转速限制指令G50,恒线速度指令后，随着工件直径变小，主轴转速会随之自动提高，为防止飞车，在用G96指令恒线速度的同时，要用G50指令来限制主轴最高转速。,例如：G50S1800（指令主轴最高转速为1800r/min）G96S100（指令恒线速度为100m/min）,3、刀具功能（T代码）,刀具功能主要用来选择刀具，也可用来选择刀具的长度补偿和刀具半径补偿。它由地址符T及其后面的数字组成。,在FANUC0i系统中，这两种形式均可通用。例如：T0101表示采用1号刀具和1号刀补。,F、S、T代码均为模态代码。,刀具号和刀具补偿号有两种形式：,9,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、编程的一般规则二、快速点定位指令G00三、直线插补指令G01四、圆弧插补指令G02/G03五、暂停指令G04,2.3数控车床的基本编程方法,10,数控编程与加工技术,LGDZY,一、编程的一般规则,说明：（1）X轴为绝对坐标，Z轴为增量坐标。（2）X轴为增量坐标，Z轴为绝对坐标。,1、绝对坐标编程,格式：G00XZ；,说明：刀具运动的终点是用绝对坐标指令的，地址X后面的数字为直径值。,2、增量坐标编程,格式：G00UW；,说明：刀具运动的终点是用增量坐标指令的，地址U后面的数字为X方向实际移动量的2倍值。,3、混合坐标编程,格式：（1）G00XW；（2）G00UZ；,说明：G90指令，表示程序段中的运动坐标数字为绝对坐标值。,4、特殊指令G90、G91编程,格式：G90G00XZ；G91G00XZ；,G91指令，表示程序段中的运动坐标数字为增量坐标值。,11,数控编程与加工技术,LGDZY,二、快速点定位指令G00,说明：（1）刀具以点位控制方式从当前点快速移动到目标点。,（2）快速定位，无运动轨迹要求，移动速度是机床设定的空行程速度，与程序段中指定的进给速度无关。,格式：G00X（U）Z（W）；,（3）G00指令是模态代码，其中X（U），Z（W）是目标点的坐标。,（4）车削时快速定位目标点不能直接选在工件上，一般要离开工件表面12mm。,如图所示，从起点A快速运动到目标点B，其绝对坐标方式编程为：,G00X60.Z100.；,其增量坐标方式编程为：,G00U80.W80.；,执行上述程序段时，刀具快速运动到点（60，60），再运动到点（60，100），所以使用G00指令时要注意刀具是否和工件及夹具发生干涉，忽略这一点，就容易发生碰撞。,12,数控编程与加工技术,LGDZY,三、直线插补指令G01,说明：（1）刀具从当前点出发，在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的进给速度直线移动到目标点。G01指令是模态指令。,格式：G01X（U）Z（W）；,（2）进给速度由F指定。它可以用G00指令取消。在G01程序段中或之前必须含有F指令。,G00X200.Z100.；,如图所示，选右端面O为编程原点，绝对坐标编程为：,G00U-150.W-98.S800M03；G01W-42.F80；U30.W-20.；G00U120.W160.；,G00X50Z2.S800M03；,G01Z-40.F80；,X80.0Z-60.；,增量坐标编程为：,13,数控编程与加工技术,LGDZY,例21工件如图所示，刀尖从A点移动到B点，完成车外圆、车槽、车倒角的操作。,或：G91G01X0Z-28.F80；,车外圆,G00X20.Z2.；,绝对坐标方式：G90G01Z-26.F80；,增量坐标方式：G01U0W-28.F80；,增量坐标方式：G01U-17.F50；,车槽,G00X35.-26.；,绝对坐标方式：G01X18.F50；,14,数控编程与加工技术,LGDZY,增量坐标方式：G01U6.W-3.F80；,车倒角,G00X24.Z2.；,绝对坐标方式：G01X30.Z-1.F80；,四、圆弧插补指令G02G03,格式：G02G03X（U）Z(W)IKF；或：G02G03X（U）Z(W)RF；,说明：（1）G02：顺时针圆弧插补，G03：逆时针圆弧插补。,（2）采用绝对坐标编程时，圆弧终点坐标为工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示，当用增量坐标编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量值，用U、W表示。,15,（4）用半径R指定圆心位置时（它不能与I、K同时使用），由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧路径。为区别二者，规定圆心角180时，用“+R”表示，正号可省略；圆心角180时用“-R”表示。用半径R指定圆心位置时，不能进行整圆加工。,（3）I为圆弧起点至圆弧中心在X方向上的距离（以半径值表示），K为圆弧起点至圆弧中心在Z方向上的距离。I、K是增量值，并带有“+、-”号。I、K方向是从圆弧起点指向圆心，其正负取决于该方向与坐标轴方向是否相同，相同为正，反之为负。,数控编程与加工技术,LGDZY,G02X40.Z-40.I10.K0F60；,增量坐标编程方式：G00U-80.W-18.；G01U0W-32.F80；G02U20.W-10.I10.K0F60；,使用圆弧半径R编程G00X20.Z2.；G01Z-30.F80；G02X40.Z-40.R10.F60；,使用圆心坐标I、K编程绝对坐标编程方式：,G00X20.Z2.；,G01Z-30.F80；,16,数控编程与加工技术,LGDZY,如图所示，刀具从A点开始沿BCD移动的程序段如下：,使用圆心坐标I、K编程绝对坐标编程方式：,G00U-72.W-18.；G01W-42.F80；G03U12.W-6.I0K-6.F60；,G00X28.Z2.；G01Z-40.F80；G03X40.Z-46.R6.F60；,G00X28.Z2.；,G01Z-40.F80；,G03X40.Z-46.I0K-6.F60；,增量坐标编程方式,使用圆弧半径R编程，绝对坐标编程方式：,17,数控编程与加工技术,LGDZY,选择刀具，确定安装位置：选择60刀，安装于T01号位置；,确定加工路线：粗车、精车18外圆、半球SR7至图纸尺寸。,编程,例22编制图示零件的加工程序。,设置编程坐标原点、换刀点：原点在右端面中心，换刀点A（30，10）。,计算刀具轨迹坐标值,G50X30.Z10.；,S800M03T0101；,G00X19.Z1.；,G01Z-23.F80；,G00X20.Z1.；,X15.；,G01Z-13.F60；,G00X16Z1.5；,X0；,G03X16.Z-7.I0K-8.5F40；,G01X15.；,G02X0Z0.5I-7.5K0F40；,G01X0Z0F20；,G03X14.Z-7.I0K-7.F20；,G01Z-13.；,X18.；,Z-23.；,G00X30.Z10.；,M30；,18,数控编程与加工技术,LGDZY,五、暂停指令G04,例如：车削环形槽，刀具进给暂停2秒的程序为：,格式：G04X（P）,说明：（1）执行该程序段暂停给定时间，暂停时间过后，继续执行下一段程序。,（2）X（P）：暂停时间。其中X后面可用小数表示，单位为秒，如G04X5.,表示前面的程序执行完后，要经过5秒的暂停，下面的程序段才能执行。地址P后面用整数表示，单位为毫秒。如G04P1000表示暂停1000毫秒。,G01U-6.F50；切槽G04X2.；主轴不停，刀具在槽底停留2秒G00U6.；退刀,19,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、螺纹加工方法二、螺纹尺寸的计算三、螺纹车削加工指令,2.4螺纹车削加工指令,20,数控编程与加工技术,LGDZY,一、螺纹加工方法,在数控车床上加工螺纹的进刀方式通常有直进法和斜进法，如图所示。直进法使刀具双侧刃切削，切削力较大，一般用于螺距或导程小于3mm的螺纹加工。斜进法使刀具单侧刃切削，切削力较小，一般用于螺距或导程大于3mm的螺纹加工。,加工螺距较大、牙型较深的螺纹时，常采用多次走刀，分层切削的方法进行加工。每次切削深度按递减规律分配，,递减规律由数控系统设定，目的是使每次切削面积接近相等。,加工多头螺纹时，首先车好一条螺纹，然后轴向移动一个螺距，再车另一条螺纹。,21,数控编程与加工技术,LGDZY,2、螺纹进刀与退刀距离,车削螺纹时，为了避免在进给机构加减速过程中切削，应留有一定的升速进刀距离1和减速退刀距离2。其数值与进给系统的动态特性、螺纹精度和螺距有关，一般1=25mm，2=（1/41/2）1。刀具实际Z向行程包括螺纹有效长度L，以及升降速段距离1和2。,二、螺纹尺寸的计算,1、螺纹牙型高度,式中h牙型实际高度，mm；H牙型理论高度，mm；P螺距，mm。,22,数控编程与加工技术,LGDZY,三、螺纹车削加工指令,（3）当斜角在45以下时，螺纹导程以Z方向指定，45以上至90时，以X轴方向指定。,1、G32单行程螺纹切削,格式：G32X（U）_Z（W）_F_,说明：（1）X、Z单行程螺纹终点坐标;U、W单行程螺纹终点相对于螺纹起点的增量坐标;F螺纹导程。,（2）在程序设计时，应将车刀的切入、切出、返回均编入程序中。,说明：式中，X（U）、Z（W）、F含义与G32相同；K为螺纹每导程的增减量，其范围为0.0001100mm/r。,2、G34变导程螺纹切削,格式：G34X（U）_Z（W）_F_K,23,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、固定循环二、复合循环,2.5循环编程,24,数控编程与加工技术,LGDZY,说明：X、Z为圆柱面切削终点的绝对坐标；U、W为终点相对于起点的增量坐标，U、W数值符号由刀具路径方向来决定。,一、固定循环,1、G90外径/内径切削循环,（1）圆柱面切削循环,格式：G90X（U）_Z（W）_F_,X20.刀具运动轨迹为：AGHDA,G90X40.Z30.F30刀具运动轨迹为：ABCDA,X30.刀具运动轨迹为：AEFDA,F,25,数控编程与加工技术,LGDZY,（2）圆锥面切削循环,格式：G90X（U）_Z（W）_R_F_,说明：如图所示，R为锥体大小端的半径差。用增量值表示，其符号取决于刀具起于锥端面的位置，当刀具起于锥端大头时，R为正值;起于锥端小头时，R为负值。即起点坐标大于终点坐标时，R为正值，反之为负。,X20.,例如：加工如图所示零件的程序如下：,G90X40.Z20.R-5.F30,X30.,26,数控编程与加工技术,LGDZY,2、G92螺纹切削循环,（1）圆柱螺纹切削循环,格式：G92X（U）_Z（W）_F_,说明：刀具从循环起点A开始，按A、B、C、D进行自动循环，最后回到循环起点A。式中的X、Z为切削终点（C点）的坐标值，U、W为起点坐标到终点坐标的增值，F为螺距,（2）圆锥螺纹切削循环,格式：G92X（U）_Z（W）_R_F_,说明：式中的X（U）、Z（W）、F的含义同上，R为圆锥螺纹终点半径与起点半径的差值，R值的正负判断方法与G90相同。,27,数控编程与加工技术,LGDZY,【例2.3】车削如图所示M302-6g的普通螺纹，试编写加工程序。,由GB/T1972003知：该螺纹大径为mm，取编程大径为29.8mm。螺纹小径为d1=d-1.0825P=30-1.08252=27.835，取编程小径为27.8mm。,加工程序如下:,M05M30,G50X200.Z100.,S300M03T0101,G00X40.Z4.,G92X29.1Z-49.F2.,X28.6X28.2X27.9X27.8,G00X200.Z100.,28,数控编程与加工技术,LGDZY,3、G94端面切削循环,（1）平端面切削循环,格式：G94X（U）_Z（W）_F_,说明：如图所示，式中X（U）、Z（W）、F的含义与圆柱面切削循环G90基本相同。,Z10.刀具运动轨迹为:AGHDA,例如：加工如图所示工件的程序为,G94X18.Z18.F30.刀具运动轨迹为:ABCDA,Z14.刀具运动轨迹为:AEFDA,29,数控编程与加工技术,LGDZY,（2）锥端面切削循环,格式：G94X（U）_Z（W）_R_F_,说明：如图所示，式中X（U）、Z（W）、R、F的含义与圆锥面切削循环G90基本相同。,例如：加工如图所示工件的程序为,Z19.刀具运动轨迹为:AGHDA,G94X20.Z29.R-7.F30.刀具运动轨迹为:ABCDA,Z24.刀具运动轨迹为:AEFDA,30,数控编程与加工技术,LGDZY,二、复合循环,1、G71外径/内径粗车循环,格式：G71U（d）R（e）,G71P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F_S_T_N（ns）N（nf）,（2）含在G71程序段中的或前面程序段中指定的F、S、T功能有效，包含在nsnf程序段中的F、S、T功能，只对精车循环有效，对粗车循环无效。,说明：（1）程序段中各地址符的含义为：,e：回刀时的径向退刀量（由参数设定）；,d：每次切削深度（沿AA方向，半径给定）；,ns：精加工程序第一程序段顺序号；,nf：精加工程序最后程序段顺序号；,u：径向（X轴方向）的精车余量；,w：轴向（Z轴方向）的精车余量。,31,数控编程与加工技术,LGDZY,2、G72端面粗车循环,格式：G72W（d）R（e）,G72P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F_S_T_N（ns）N（nf）,说明：（1）如图所示，该指令是使刀具沿着平行于X轴从外径往轴心方向进行加工端面循环。（2）程序段中各地址符的含义与它们在G71中的含义相同。,32,数控编程与加工技术,LGDZY,3、G73固定形状粗车循环（仿形循环）,格式：G73U（i）W（k）R（d）,G73P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F_S_T_,说明：（1）地址符除i、k、d之外，其余与G71中的含义相同。i：X轴方向的退出距离和方向，即粗车时的径向余量（半径值）。k：Z轴方向的退出距离和方向，即粗车时的轴向余量。d：粗车循环次数。,（2）当i和k或u和w值分别由地址U和W规定时，它们的意义由G73程序段中的地址P和Q决定。当P和Q没有指定在同一个程序段中时，U和W分别表示i和k，当P和Q指定在同一个程序段中时，U和W分别表示u和w。,（3）有P和Q的G73指令执行循环加工，不同的进刀方式u、w、i和k的符号不同，应予以注意，加工循环结束时，刀具返回到A点。,33,数控编程与加工技术,LGDZY,4、G70精车循环,格式：G70P（ns）Q（nf）,说明：（1）当用G71、G72、G73指令粗车工件后，用G70指令精车循环，切除粗加工留的余量。,（2）ns：精车循环的第一个程序段的顺序号。nf：精车循环的最后一个程序段的顺序号。,（3）精车循环中G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令都无效，只有在nsnf之间指定的F、S、T才有效。当nsnf程序段中不指定F、S、T时，粗车循环中指定的F、S、T才有效。,（4）当G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段。,（5）G70G73中ns到nf间的程序段不能调用子程序。,（6）使用G70精车循环时，要注意其快速退刀的路线，防止刀具与工件碰撞。如图2-27所示，从A点开始执行G70是安全的，从B点开始执行G70将发生碰撞。,34,数控编程与加工技术,LGDZY,M30,【例2.4】加工如图所示零件，其毛坯为棒料。工艺设计为:粗加工时切深5mm，进给速度0.3mm/r，主轴转速500r/min;精加工余量为4mm（直径量），Z向2mm，进给速度为0.15mm/r，主轴转速为800r/min。,G50X200.Z220.,G00X128.Z182.M03S500T0101,G71U5.R2.,G71P60Q120U4.W2.F0.3,N60G00X32.S800(ns),G01Z140.F0.15,X48.Z110.,Z90.,X80.Z80.,Z60.,N120X112.Z40.(nf),G70P60Q120,G00X200.Z220.,35,数控编程与加工技术,LGDZY,M30,【例2.5】加工如图所示零件，其毛坯为棒料。工艺设计与例2.4相同。,G50X180.Z60.,G00X136.Z2.M03S500T0101,G72W5.R2.,G72P60Q110U4.W2.F0.3,N60G00X108.Z-64.S800（ns）,G01X80.W10.F0.15,W10.,X48.W8.,W16.,N110X32.W20.（nf）,G70P60Q110,G00X180.Z60.,36,数控编程与加工技术,LGDZY,M30,【例2.6】加工如图所示零件，其毛坯为棒料。工艺设计为：粗加工分三刀进行，第一刀留给后两刀加工X、Z方向单边余量均为14mm，进给速度0.3mm/r，主轴转速500r/min；精加工余量X向为4mm（直径量），Z向为2mm，进给速度0.15mm/r，主轴转速800r/min。,G50X200.Z200.,G00X160.Z40.M03S500T0101,G73U14.W14.R3,G73P60Q110U4.W2.F0.3,N60G00X20.Z0（ns）,G01Z-20.F0.15S800,X40.Z-30.,Z-50.,G02X80.Z-70.R20.,N110G01X100.Z-80.（nf）,G70P60Q110,G00X200.Z200.,37,数控编程与加工技术,LGDZY,5、G74端面深孔钻削循环,格式：G74R（e）,G74Z（W）Q（k）F（f）,（2）式中：e为回退量，该值是模态值；Z为孔底的绝对坐标值；W为钻削深度；k为Z方向的切削量（不带符号，用最小输入增量作为单位，不支持小数点输入）；f为进给速度。,说明：（1）G74指令切削轨迹如图所示，该指令可实现断屑加工，用做琢式深孔钻削循环。,【例2.7】如图所示深孔钻削循环，孔深80mm，切削量20000，回退量5mm，进给速度0.08mm/r，主轴转速800r/min，程序如下：,M30；,G00X50.Z100.；,G74Z-80.Q20000F0.08；,G74R5.；,G00X0.Z5.；,S800M03；,G50X50.Z100.；,38,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、刀具位置补偿二、刀具圆弧半径补偿,2.6刀具补偿功能,39,数控编程与加工技术,LGDZY,一、刀具位置补偿,当车刀刀尖的实际位置与编程理论位置存在差值时，通过刀具位置补偿值的设定，使刀具在X、Z轴方向获得相应的补偿量。,如图所示，假定以刀架中心A作为编程起点，刀具安装后，刀尖与编程起点A不能重合，必然会存在一定的偏移，其偏移值为X、Z。如果将X、Z输入到相应的存储器中，当程序执行到刀具补偿功能时，原来的编程起点A就被刀尖的实际位置所代替了。,当刀具磨损后或工件尺寸有误差时，只要修改存储器中的X、Z值即可。例如，某工件加工后外圆直径比要求的尺寸大了0.02mm，则可以用U-0.02修改相应存储器中的X值；当长度方向尺寸有偏差时，修改方法类同。,需要注意的是，刀补程序段内有G00或G01功能才能有效。而且偏移量补偿必须在一个程序段的执行过程中完成，这个过程不能省略。例如，G00X20.Z20.T0202；表示调用02号刀具，具有刀具补偿，补偿值存在02号存储器中。,当选择T代码偏移号0或00时，取消刀具位置补偿，在取消程序段的终点，补偿量为0。例如：G00X20.Z20.T0200；指定偏移号00以取消02号刀具的位置补偿。,40,数控编程与加工技术,LGDZY,二、刀尖圆弧半径补偿,1、刀尖圆弧半径补偿的概念,为了提高刀具强度和工件表面的加工质量，延长刀具的使用寿命，通常将车刀刀尖磨成圆弧状，如图所示。编程时以理想刀尖点A来编程，数控系统控制A点的运动轨迹。切削时，实际起作用的切削刃是刀尖圆弧的各切点，这会产生加工表面的形状误差，而刀尖圆弧半径补偿功能就是用来补偿由于刀尖圆弧半径R引起的工件形状误差。,车内外圆柱、端面时，刀具实际切削刃的轨迹与工件轮廓一致，并无误差产生。,车削锥面时，工件轮廓（即编程轨迹或理想刀尖轨迹）为实线，实际车出形状（实际切削刃轨迹）为虚线，故产生误差。同样，车圆弧面时产生误差12。,41,数控编程与加工技术,LGDZY,2、刀尖圆弧半径补偿的基本原理,在编程时，不用计算刀尖圆弧中心运动轨迹，只按零件轮廓编程即可。刀尖圆弧半径补偿值可以通过手动输入方式，直接从控制面板上输入，数控系统便能自动地计算出刀尖圆弧半径中心轨迹，并按刀尖圆弧中心轨迹运动。,在执行刀尖圆弧半径补偿时，刀具自动偏离工件轮廓一个刀尖圆弧半径，从而加工出所要求的工件轮廓。,同理，当用同一把刀具进行粗、精加工时，也可运用此功能进行加工。设粗加工余量为，刀具圆弧半径为r，则粗加工时可设刀具圆弧半径补偿值为r+，在精加工时，刀具圆弧半径补偿值改为r，即可切除粗加工留的余量，达到精加工的要求。,42,数控编程与加工技术,LGDZY,3、刀尖圆弧半径补偿的方法,（1）刀尖圆弧半径补偿参数,刀尖圆弧半径,车刀的形状和位置,车刀形状和位置共有9种，如图所示。分别用参数09表示，A点为理想刀尖点。,（2）刀尖半径补偿指令G41/G42/G40,格式：G41/G42/G40G01/G00X（U）Z（W）；,说明：G41：刀尖半径左补偿，如图所示，顺着刀具运动方向看，刀具在工件的左边。,G42：刀尖半径右补偿，顺着刀具运动方向看，刀具在工件的右边。,G40：取消刀尖半径补偿，车刀按理想刀尖轨迹运动，即理想刀尖轨迹与编程轨迹重合。,X（U）、Z（W）：建立或取消刀尖半径补偿过程中，刀具移动的终点坐标。,43,数控编程与加工技术,LGDZY,G41、G42、G40指令只能与G00、G01结合编程，通过直线运动建立或取消刀补。不能与G02、G03等其他指令结合编程，否则报警。G41、G42、G40为模态指令。G41、G42不能重复使用，前面程序段用了G41（或G42），后面就不能继续使用G42（或G41），必须先用G40指令解除G41刀补状态后，才可使用G42刀补指令，否则不能正常进行补偿。,（3）刀尖半径补偿的应用,X28.Z-40.；,如图所示的工件，使用G42指令编程如下：,G00X20.Z5.；,G01G42X20.Z0F80；,Z-22.；,车削如图所示的圆弧工件，如果不采用刀具半径补偿编程，车出工件如图中虚线形状。如果用以下方法编程，即可消除形状误差。,44,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、子程序的结构二、子程序的调用三、子程序的嵌套,2.7子程序,45,数控编程与加工技术,LGDZY,一、子程序的结构,例如O子程序名子程序内容M99；子程序结束,二、子程序的调用,一个子程序也可以调用下一级的子程序。子程序必须在主程序结束指令后建立，其作用相当于一个固定循环。,FANUC0i系统子程序调用格式为：,M98P；,说明：M98：子程序调用字；P后面的前3位数字为子程序重复调用次数；后4位数字为子程序号。当不指定重复次数时，子程序只调用一次。,该指令连续调用子程序（1002号）5次。,子程序与主程序相似，由子程序名、程序内容和程序结束指令组成。,例如：M98P51002；,例如：G00X100.M98P1200,子程序调用指令（M98P）可以与运动指令在同一个程序段中使用。,46,数控编程与加工技术,LGDZY,三、子程序的嵌套,子程序调用下一级子程序称为嵌套，上一级子程序与下一级子程序的关系，与主程序与第一层子程序的关系相同。,G00X34.Z0,G00W-12.,【例2.8】如图所示为车削不等距槽。已知：毛坯直径37mm，长度77mm，一号外圆车刀，二号切断刀，宽度为2mm，加工程序如下：,O0010,G50X150.Z100.T0101,S800M03M08,G01X0F0.3,G00X34.Z2.,G01Z-55.F0.3,G00X150.Z100.T0202,X32.Z0,M98P20015,G00X150.Z100.,M09,M30,O0015,M99,G01U-12.F0.15,G04X1.,G00U12.,G01U-12.F0.15,G04X1.,G00U12.,W-8.,47,辽宁工程技术大学职业技术学院,一、尺寸系统二、坐标轴运动三、其他G指令四、循环指令,2.8SINUMERIK802D系统编程指令简介,48,数控编程与加工技术,LGDZY,一、尺寸系统,1、G90/G91/AC/IC绝对坐标/增量坐标编程指令,格式：G90/G91,X/Z=AC（）某轴以绝对坐标输入，程序段方式；,X/Z=IC（）某轴以增量坐标输入，程序段方式,（1）用X/Z=AC（），X/Z=IC（）定义赋值时必须要有一个等于符号，数值要写在圆括号中。,如：G90X20Z90绝对坐标编程X75Z=IC（-32）X仍然是绝对坐标，Z是增量坐标。G91X50Z30增量坐标编程X-12Z=AC（18）X仍然是增量坐标，Z是绝对坐标。,说明：,（2）圆心坐标也可以用绝对坐标I/K=AC（）定义。,49,数控编程与加工技术,LGDZY,2、G70/G71英制/公制输入指令,格式：G70或G700G71或G710,（2）G700和G710也适用于进给率F，单位分别为in/min或mm/min。,说明：（1）系统根据所设定的状态把所有的几何值转换为英制尺寸或公制尺寸（这里刀具补偿值和可设定零点偏置值也作为几何尺寸）。,如：G71X20Z30公制尺寸X50Z60G71继续生效G70X30Z17.3开始英制尺寸,3.DIAMON/DIAMOF直径/半径数据尺寸,格式：DIAMON直径数据尺寸或DIAMOF半径数据尺寸,说明：车床常把X轴的数据作为直径尺寸编程，也可以转换为半径尺寸。,如：DIAMONX44Z20X轴直径数据方式X50Z30DIAMON继续有效DIAMOFX22Z20X轴开始转换为半径数据方式X25Z30,50,数控编程与加工技术,LGDZY,4、G54G59/G500/G53/G153可设置的零点偏置指令,G500G0X20取消可设定零点偏置,格式：G54G59第一第六可设定零点偏置,G500取消可设定零点偏置，模态有效,G53取消可设定零点偏置，程序段方式有效，可编程的零点偏置也一起取消,G153同G53，以程序段方式取消附加的基本框架,例如：G54调用第一可设定零点偏置,5、G25/G26/WALIMON/WALIMOF可编程的工作区域限制指令,格式：G25X_Z_工作区域下限G26X-Z-工作区域上限WALIMON工作区域限制有效WALIMOF工作区域限制取消,说明：（1）可以用G25/G26定义所有轴的工作区域，规定哪些区域可以运行，哪些区域不可以运行。,（2）当刀具长度补偿有效时，刀具必须要在此区域内，否则，刀架参考点必须在此区域内。坐标值以机床为参照系。,（3）G25/G26可以与地址S一起，用于限定主轴转速。,（4）坐标轴只有在回参考点之后，工作区域限制才有效。,51,数控编程与加工技术,LGDZY,例如：G25X0Z30工作区域限制下限G26X80Z160工作区域限制上限T1G0X70Z140WALIMON工作区域限制有效仅在工作区域内WALIMOF工作区域限制取消,二、坐标轴运动,1、G0快速点定位指令,格式：G0X_Z_,说明：（1）该指令用于快速定位刀具，没有对工件进行加工。,（2）可以在几个轴上同时执行快速移动，由此产生一线性轨迹。,2、G1直线插补指令,格式：G1X_Z_F_,说明：刀具以直线从起始点移动到目标位置，以地址F的进给速度运行。,3、G2/G3圆弧插补指令,格式：G2/G3X_Z_I_K_F_圆心和终点或G2/G3CR=_X_Z_F_半径和终点或G2/G3AR=_I_K_F_张角和圆心或G2/G3AR=_X_Z_F_张角和终点,52,数控编程与加工技术,LGDZY,说明：（1）其他的圆弧编程方法有：CT圆弧用切线连接；CIP通过中间点的圆弧。,（2）已知圆心和终点的编程方法与FANUC0i系统相同。只有用圆心和终点定义的程序段才可以编程整圆。,已知终点和半径编程举例，如图所示圆弧，编程如下:G90X100Z95圆弧的起始点G3X100Z12CR=55终点和半径,已知终点和张角编程举例，如图所示圆弧，编程如下:G90X100Z95圆弧的起始点G3X100Z12AR=97终点和张角,53,数控编程与加工技术,LGDZY,已知圆心和张角编程举例，如图所示圆弧，编程如下:G90X100Z95圆弧的起始点G3I-37K-41AR=97圆心和张角,通过中间点的圆弧插补编程举例，如图所示圆弧，编程如下:,G90X98Z95圆弧的起始点CIPX98Z12I1=136K1=54终点和中间点,切线过渡圆弧插补编程举例，如图所示圆弧，编程如下:G1Z52直线ABCTX98Z95切向连接的圆弧,54,数控编程与加工技术,LGDZY,4、G4暂停指令,格式：G4F_暂停时间（s）G4S_暂停主轴转数,说明：（1）该指令可以使加工暂停给定的时间，如切削退刀槽。,（2）G4指令单程序段有效。,例如：G1Z-50F200S200M3设定进给率F和主轴速度S。,X50F指令和S指令继续有效。,G4F3暂停3秒,Z70,G4S20主轴暂停20r，相当于在200r/min时暂停0.1min。,5、G33恒螺距螺纹切削指令,格式：G33Z_K_SF=_圆柱螺纹G33Z_X_K_SF=_锥螺纹，锥角小于45G33Z_X_I_SF=_锥螺纹，锥角大于45G33X_I_SF=_横向（端面）螺纹,说明：（1）用来加工带恒定螺距的螺纹；要求主轴有位置测量系统。,（2）SF：起始点偏移（绝对坐标）。在加工螺纹中切削位置偏移后以及在加工多头螺纹时，均要求起始点偏移一段距离。,（3）在具有两个坐标轴尺寸的圆锥螺纹加工中，螺距地址I或K下必须设置较大位移的螺纹尺寸，另一个较小的螺纹尺寸不用给出。,55,数控编程与加工技术,LGDZY,（4）M3为右旋螺纹；M4为左旋螺纹。,（5）螺纹长度中要考虑导入空刀量和退出空刀量。,G0X54,6、G331/G332螺纹插补指令,G332Z_K_退刀,说明：（1）主轴必须是位置控制的主轴，且具有位置测量系统。,【例2.9】圆柱双头螺纹，起始点偏移180，螺纹长度（包括导入和退出空刀量）100mm。螺距4mm/r，右旋，圆柱已经预制，程序如下：,G54G0G90X50Z0S500M3回起始点，主轴右转。,G33Z-100K4SF=0螺距：4mm/r,G0X54,Z0,X50,G33Z-100K4SF=180第二条螺纹线，180偏移。,格式：SPOS=主轴处于位置调节状态,G331Z_K_S_加工螺纹，K为正时，主轴右旋，反之左旋；,（3）在G332中编程的螺距与在G331中编程的螺距一样，主轴自动反向。,（2）Z为攻丝深度，K为螺距。,56,数控编程与加工技术,LGDZY,（5）该指令在加工螺纹时坐标轴速度由主轴转速和螺距确定，而与进给率F没有关系，F处于存储状态。,7、G74/G75回参考点/返回固定点指令,如：G74/G75X1=0Z1=0程序段中X1和Z1的数值不识别。,8、G94/G95直线进给率/旋转进给率指令,如：G94F310进给率310mm/minS200M3主轴旋转G95F15进给率15mm/r,格式：G94F直线进给率mm/minG95F旋转进给率mm/r,说明：G94/G95可扩展到恒切削速度G96/G97功能，会对主轴S产生影响。,9、G9（G60）/G64准确定位/连续路径加工,格式：G9准确定位，单程序段有效；G60准确定位，模态有效；G64连续路径加工。,（4）在攻丝之前，必须用SPOS=指令使主轴处于位置控制运行状态。,格式：G74/G75X_Z_,说明：该指令需要独立程序段，并且程序段方式有效。,G94和G95更换时要求写入一个新的地址F。,57,数控编程与加工技术,LGDZY,说明：（1）该指令生效时，当到达定位精度后，移动轴的进给速度减小到零。,（2）G64加工方式，是在一个程序段转到下一个程序段的过程中，避免进给停顿，使其尽可能以相同的轨迹速度转换到下一个程序段，并以可预见的速度过渡执行下一个程序段。,三、其他G指令,如：G25S20主轴转速下限：20r/minG26S800主轴转速上限：800r/min,1、G25/G26主轴极限转速指令,格式；G25S_主轴转速下限,G26S_主轴转速上限,说明：该指令可限制特定情况下主轴的极限范围，并覆盖以前设定的数据。,G97取消恒定切削指令,2、G96/G97恒定切削速度指令,格式：G96S_LIMS=F_恒定切削指令,说明：（1）该指令生效后，主轴转速随着当前加工工件直径的变化而变化，从而始终保证刀具切削点处的切削速度S为常数。,（2）S为切削速度，单位为m/min；LIMS=为主轴转速上限，只在G96中生效；F为旋转进给率，单位为mm/r。,58,数控编程与加工技术,LGDZY,（2）只有在线性插补（G0或G1）时，才可进行刀尖半径补偿。,（3）当工件从大径加工到小径时，主轴转速可能提高很多，因而在此建议给定主轴转速极限值LIMS=。LIMS值只对G96指令有效。,3、G40/G41/G42刀尖半径补偿指令,格式：G41X_Z_刀尖半径左补偿,G42X_Z_刀尖半径右补偿,G40X_Z_取消刀尖半径补偿,说明：（1）刀具必须有相应的刀具补偿号（D）才能有效。,4、G450/G451拐角特性指令,（3）G451指令以刀尖半径为距离的等距线的交点。刀具在工件转角处不切削。,格式：G450圆弧过渡,G451交点,说明：（1）在G41/G42有效且一段轮廓到另一段轮廓以不连续的拐角过渡时，可通过该指令调节拐角特性。,（2）G450指令的刀具中心轨迹为一个圆弧，其起点为前一曲线的终点，终点为后一曲线的起点，半径为刀尖半径。,59,数控编程与加工技术,LGDZY,5、子程序,子程序的结构与主程序的结构一样，子程序名开始的两个符号必须是字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线，不得使用分隔符，最多为16个字符。,用M2指令结束子程序。子程序结束后返回主程序。除了用M2指令外，还可以用RET指令结束子程序，RET指令要占用一个程序段。,子程序不仅可以从主程序中调用，也可以从其他子程序中调用，这个过程称为子程序的嵌套。子程序的嵌套深度为8层。,子程序名还可以使用地址字L后面加数字构成，L后面的数字最多7位，并且只能为整数，数字中的每个零都有意义，不能省略。,如：L123并非L0123或L00123，它们表示3个不同的子程序。,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。,如：N10L123调用子程序N20HAO7调用子程序HAO7,如：L246P4调用子程序L246，运行4次。,如果要求多次连续地执行某一子程序，则在编程时必须在所调用子程序的程序名后地址P下写入调用次数。,用RET指令结束子程序，返回主程序时不会中断G64连续路径运行方式，用M2指令则会中断G64运行方式，并进入停止状态。,60,数控编程与加工技术,LGDZY,格式：CYCLE93（SPD，SPL，WIDG，DIAG，STA1，ANG1，ANG2，RCO1，RCO2，RCI1，RCI2，FAL1，FAL2，IDEP，DTB，VARI）,四、循环指令,1、CYCLE93凹槽循环,说明：SPD：端面轴的起点SPL：纵向轴的起点WIDG：凹槽宽度，无符号DIAG：凹槽深度，无符号STA1：轮廓与纵轴的夹角ANG1：侧角1，在凹槽的起始点ANG2：侧角2，在其他的起始点RCO1：倒角1，凹槽边的外部起点RCO2：倒角2，凹槽底部的外部起点RCI1：倒角1，凹槽根部的内部起点RCI2：倒角2，凹槽根部的内部起点FAL1：凹槽底部的精加工余量,FAL2：材料的精加工余量IDEP：进给深度，无符号DTB：凹槽底部暂停VARI：加工类型,61,数控编程与加工技术,LGDZY,说明：SPD：端面轴的起点；SPL：纵向轴的终点；FRPM：定义形状，E=形状E；F=形状F。,2、CYCLE94退刀槽循环，精车,格式：CYCLE94（SPD，SPL，FRPM）,格式：CYCLE95（NPP，MID，FALZ，FALX，FAL，FF1，FF2，FF3，VARI，DT，DAM，-VRT）,3、CYCLE95坯料切削循环,说明：NPP：轮廓子程序名称MID：进给深度，无符号FALZ：沿纵轴的精加工余量FALX：沿端面轴的精加工余量FAL：沿轮廓的精加工余量FF1：粗加工的进给率FF2：进入凹槽的进给率FF3：精加工的进给率VARI：加工类型DT：粗加工时的暂停时间DAM：粗加工中断路径-VRT：从轮廓返回的路径,62,数控编程与加工技术,LGDZY,4、CYCLE97螺纹切削循环,格式：CYCLE97（PIT，MRIT，SPL，FPL，DM1，DM2，APP，ROP，TDEP，FAL，IANG，NSP，NRC，NID，VARI，NOMTH）,说明：PIT：螺纹导程值MRIT：以螺距为螺纹尺寸SPL：螺纹纵向起点FPL：螺纹纵向终点DM1：在起点的螺纹直径DM2：在终点的螺纹直径APP：导刀路径，无符号ROP：摆动路径，无符号TDEP：螺纹深度，无符号FAL：精加工余量，无符号IANG：进给角度，带符号NSP：第一螺纹起点偏置NRC：粗加工次数NID：空刀次数VARI：螺纹加工类型NOMTH：螺纹数,63,辽宁工程技术大学职业技术学院,2.9华中HNC-21/22T车床数控系统编程指令简介,64,数控编程与加工技术,LGDZY,华中系统中（G90/G91）、（G92/G54G59）、（G00/G01