日本FANUC系统数控车床的编程课件

1、第二章 日本FANUC系统数控车床的编程2-2-1 基本指令与格式2-2-2 循环编程指令及应用2-2-3 螺纹编程指令及应用2-2-4 子程序和宏程序的编程2-2-5 工件坐标系与刀具补偿2-2-6 编程实例2-2-1 基本指令与格式任务描述1.能够解释FANUC系统G98、G99的含义。2.能够阐述FANUC系统G50、G96、G97的含义、格式、注意事项并进行应用举例。3.能够说出FANUC系统刀具调用编程指令格式。4.能够说出FANUC系统加工程序的组成及特点。5.能够例举FANUC系统增量值编程的2种方法进行应用举例。6.能够例举FANUC系统圆弧编程的方法及注意事项。7.能够举例说

2、明FANUC系统的倒角编程和倒圆编程及其使用注意事项。下一页返回2-2-1 基本指令与格式相关知识一、基本指令1.准备功能G指令表2-2-1列出了FANUC 0TD数控车床系统常用的准备功能指令。2.辅助功能M指令表2-2-2列出了FANUC 0TD数控车床系统常用的辅助功能指令。上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式3. F、T、S功能（1）F功能指定进给速度。每转进给（G99）：系统开机状态为G99状态，只有输入G98指令后，G99才被取消。在含有G99的程序段后面，遇到F指令时，认为F所指定的进给速度单位为mm/r。（2）T功能指令数控系统进行换刀。T后面有四位数值，前两位是刀具号，

3、后两位既是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。(3)S功能指定主轴转速或速度。主轴最高转速限定（G50）：G50除具有坐标系设定功能外，还有主轴最高转速设定功能，即用S指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。 上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式恒线速度控制（G96）：G96是恒速切削控制有效指令。系统执行G96指令后，S后面的数值表示切削速度。对如图2-2-2所示的切削零件，为保持A、B、C各点的线速度一致，则在每点的主轴转速分别为：nA=1 000150/（40）=1 193 r/minnB=1 000150/（60）=795 r/minnc=1 000150/（70）=682 r/

4、min上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式主轴转速控制（G97）：G97是恒速切削控制取消指令。系统执行G97后，S后面的数值表示主轴每分钟的转数。例如G97 S1000表示主轴转速为1 000 r/min。系统开机状态为G97状态。当由G96转为G97时，应对S码赋值，未指令时，将保留G96指令的最终值。当由G97转为G96时，若没有S指令，则按前一G96所赋S值进行恒线速度控制。F功能、T功能、S功能均为模态指令。上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式二、 FANUC系统程序结构1.加工程序的组成数控加工中零件加工程序的组成形式，与采用的数控系统形式不同而略有不同。现在的数控系统

5、中，其加工程序可分为主程序和子程序。2.加工程序的格式每个加工程序都有加工程序号、程序段、程序结束符等几部分组成。（1）加工程序号格式为：0。为加工程序号，可以从00009999。存入数控系统中的各零件加工程序号不能相同。上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式（2）程序段格式与前面介绍的相同，FANUC系统用“；”作为每一个程序段的结束代码。FANUC系统默认的程序段号从5开始，以5为递增级数。（3）程序结束符。FANUC数控系统的程序结束符为“”。上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式三、基本编程指令与格式1.绝对值编程和增量值编程在FANUC 0TD系统中，绝对值编程采用地址X、Z

6、进行编程（X为直径值）；而在增量值编程时，用U、W代替X、Z进行编程。U、W的正负由进给方向确定，进给方向与机床坐标正方向相同时取正，反之取负。2.快速点定位指令G00G00指令是命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到目标位置，它是快速定位，没有运动轨迹要求。G00指令是模态指令。G00程序段格式为：G00 X（U） Z（W）上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式3.直线插补指令G01G01指令是命令刀具在两坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度作任意斜率的直线移动。G01指令是模态指令。G01程序段格式为：G01 X（U）Z（W） F4.圆弧插补指令G02/G03数控车床是两坐标

7、的机床，只有X轴和Z轴。圆弧顺逆的判断，主要与刀架所处的位置有关，具体见图2-2-3。程序段格式为：G02/G03 X Z R F上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式圆弧的车法一般有两种。一种是车锥法：在车圆弧时，不可能用一刀就把圆弧车好，因为这样吃刀量太大，容易崩刀。可以先车圆锥，再车圆弧，见图2-2-4中粗线部分。另一种是车圆法：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，见图2-2-5中粗线部分。5.倒角、倒圆编程指令及应用FANUC系统具备倒角、倒圆功能，使用倒角、倒圆功能可以简化倒角、倒圆程序。（1）45倒角。45倒角格式为： G01 Z（W）b Ii （ZX如图2-

8、2-6） G01 X（U）bKk（XZ如图2-2-7） 注意：b点的移动可用绝对或增量指令，进给路线为ADC。上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式（2）1/4圆角倒圆。1/4圆角倒圆格式为： G01 Z（W）b Rr （ZX如图2-2-8） G01 X（U）bRr（XZ如图2-2-9）b点的移动可用绝对或增量指令，进给路线为ADC。例如加工图2-2-10所示零件的倒角倒圆程序如下： N20 G00 X10 Z22 N30G01Z10R5 N40X38.0K-4 N50Z0上一页下一页返回2-2-1 基本指令与格式（3）任意角度倒角与倒圆。在直线或圆弧插补指令尾部加上C，可自动插入任意角度

9、倒角，用C后面的数字指令从假设没有倒角的拐角交点距倒角始点与终点之间的距离。例如图2-2-11倒角程序： N10 G01 X50 C10 N20X100Z-100在直线或圆弧程序段尾部加上R，可自动插入任意角度的倒圆。例如图2-2-12倒圆程序： N10 G01 X50 R10 N20X100Z-100上一页返回2-2-2 循环编程指令及应用任务描述1.能够正确阐述单一形状固定循环和复合形状固定循环的含义。2.能够正确选择FANUC系统外径车削循环指令G90和端面车削循环指令G94对圆柱面和圆锥面进行编程。3.能够正确选择FANUC系统外径粗车循环指令G71和端面粗车循环指令G72对零件进行编

10、程。4.能够应用固定形状粗车循环指令G73对零件进行仿形加工编程。5.能够正确编写精加工循环指令G70。6.能够正确使用深孔钻循环G74进行编程。7.能够正确使用切槽循环指令G75进行编程。下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用相关知识1.单一形状固定循环（1）外径车削循环指令G90。主要用于圆柱面和圆锥面的循环切削，循环过程如图2-2-14所示。X、Z为圆柱面切削终点坐标值，U、W为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。 外圆切削循环。程序段格式为：G90 X（U） Z（W） F 锥面切削循环。程序段格式为：G90 X（U） Z（W） I FI为圆锥面切削始点与切削终点的半径差。上一页下一

11、页返回2-2-2 循环编程指令及应用（2）端面切削循环（G94）。编程格式为：G94 X（U） Z（W） F循环过程如图2-2-19所示。程序段格式为：G94 X（U） Z（W） F如图2-2-19所示，刀具从循环起点（刀具所在位置）开始按矩形循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按快速运动，实线表示按F指定的工作进给速度运动。X、Z为端平面切削终点坐标值；U、W为端面切削终点相对循环起点的增量值。加工顺序按1、2、3、4、5进行。上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用例如加工图2-2-20所示端面程序：O1002N10 T0101N20 S450 M03N30 G00 X85 Z5

12、M08N50 G94 X30 Z-5 F0.2N60 Z-10N70 Z-15N80 G00 X80 Z60N90 M30上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用上面程序中每一循环都返回始点，因而使外径部分被重复切削，浪费时间，为提高效率可将程序循环部分改为下面的程序。比较下面程序和上面程序的区别。N50 G94 X30 Z-5 F0.2N60 G00 Z-3N70 G94 X30 Z-10N80 G00 Z-8N90 G94 X30 Z-15N100 G00 X Z上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用切削锥面时，编程格式为：G94 X（U） Z（W） K F。循环过程如图2-

13、2-21所示。K为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标分量，计算时用切削起点的Z坐标减去终点的Z坐标。如图2-2-22中，轨迹1的切削起点Z坐标小于终点Z坐标，所以K值为负。图2-2-22中锥面切削程序如下。N10 T0101N20 S450 M03N40 G00 X55 Z2 N50 G94 X20 Z0 K-5 F0.2N60 Z-5N70 Z-10N80 G00 X Z上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用2.复合形状固定循环（1）外径粗车循环指令G71，适用于圆柱毛坯料粗车外径和圆筒毛坯料粗镗内径。当给出图2-2-23所示加工形状的路线AAB及背吃刀量d，就会进行平行于Z轴的

14、多次切削，最后再按留有精加工切削余量w和u/2之后的精加工形状进行加工。程序段格式为：G0 X（a）Z（b）G71 U（d）R（e）G71 P（ns）Q（nf） U（u） W（w） F S T上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用如图2-2-25所示外圆轮廓粗车循环，程序如下：O1008N10 T0101N20 S500 M03N30 G00 X122 Z10 M08N50 G71 U2 R0.5N60 G71 P70 Q130 U2 W0.5 F0.2N70 G00 X40 （ns）N80 G01 Z-30 F0.1上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用N90 X60 Z-6

15、0N100 Z-80N110 X100 Z-90N120 Z-110N130 X120 Z-130 （nf）N150 G00 X200 Z140N160 M30上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用（2）端面粗车循环指令G72，适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，从外径方向往轴心方向车削。G72与G71均为粗加工循环指令，而G72是沿着平行于X轴进行切削循环加工的。程序段格式为：G0 X（a） Z（b）G72 W（d） R（e）G72 P（ns） Q（nf） U（u） W（w）F S T上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用图2-2-26所示端面轮廓粗车循环程序如下：N10 T01

16、01N20 S500 M03N30 G00 X162 Z132 M08N50 G72 W3 R1N60 G72 P70 Q120 U2 W0 F0.2上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用N70 G01 X160 Z60 （ns）N80 G01 X120 Z70 F0.1N90 Z80N100 X80 Z90N110 Z110N120 X40 Z130（nf）N130 G00 X200 Z200N140 M30上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用（3）固定形状粗车循环指令G73，也称封闭切削循环，是按照一定的切削形状逐渐地接近最终形状。程序段格式为：GO X（a） Z（b）G

17、73 U（i） W（k） R（n）G73 P（ns） Q（nf） U（u） W（w） F S TiX轴上总退刀量（总切削量，半径值）；kZ轴上的总退刀量；n重复加工次数。上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用如图2-2-27所示仿形粗车循环，程序如下：N10 T0101N20 S500 M03N30 G00 X140 Z40 M08N50 G73 U9.5 W9.5 R3N60 G73 P70 Q130 U1.0 W0.5 F0.1N70 G00 X20 Z0 （ns）上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用N80 G01 Z-20 F0.05N90 X40 Z-30N100 Z

18、-50N110 G02 X80 Z-70 R20N120 G01 X100 Z-80N130 X105（nf）N140 G00 X200 Z200N150 M30上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用（4）精加工循环指令G70，当用G71、G72、G73粗车工件后，用G70来指定精车循环，切除粗加工中留下的余量。程序段格式为：GO X（a） Z（b）G70 P（ns） Q（nf）（5）深孔钻循环（G74）。其编程格式为：G74 R（e）G74 Z（W） Q（k） F（f）e退刀量；W钻削深度； k每次钻削行程长度（无符号指定）；f进给量。上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用如

19、图2-2-28所示深孔钻循环程序如下：N10 T0202N20 S300 M03N30 G00 X0 Z5 M08N40 G74 R1N50 G74 Z-80 Q20 F0.1N60 G00 X200 Z100N70 M30上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用（6）切槽循环指令G75，程序段格式为：GO X（a1） Z（b1）G75 R（e）G75 X（a2） Z（b2） P（i） Q（k） R（w）F上一页下一页返回2-2-2 循环编程指令及应用如用G75编写图2-2-29所示的槽，程序如下：O1007程序名N5 G98 M3 S600分进给、主轴正转600 r/minN10 T0

20、202换2号切槽刀（刀宽4 mm）N20 G0 X42 Z-30快速到达切槽起始点（图中刀具所在位置）N25 G75 R0.1指定径向退刀量0.1 mmN30 G75 X30 Z-24 P500 Q3500 R0 F50指定槽底、槽宽及加工参数N35 G0 X80切槽完毕后，沿径向快速退出N40 Z60快速返回到起刀点N45 M30程序结束上一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用任务描述1.能够正确应用G32指令进行圆柱螺纹、端面螺纹、圆锥螺纹的编程。2.能够应用螺纹切削循环指令G92进行编程。3.能够应用螺纹切削复合循环指令G76进行编程。下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用相关知识螺纹

21、切削分为单行程螺纹切削、简单螺纹循环和螺纹切削复合循环。1.螺纹切削时的几个问题（1）螺纹牙型高度（螺纹总切深）。螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离，它是车削时车刀总切入深度。（2）螺纹起点与终点轴向尺寸。由于车螺纹起始时有一个加速过程，结束前有一个减速过程。（3）分层切削深度。常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量可参考表2-2-3选取。上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用（4）螺纹加工需与主轴转速相适应，主轴转速过高，会因系统响应跟不上而使螺纹乱扣。2.单行程螺纹切削指令G32G32指令可以执行单行程螺纹切削，螺纹车刀进给运动严格根据输入的螺纹导程进行。程

22、序段格式为：G32 X（U） Z（W） F上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用如用G32指令编写图2-2-30所示的螺纹，程序如下：O1008程序名N5 G98 G21分进给、米制编程N10 M3 S600主轴正转，转速为600 r/minN15 T0303换3号螺纹刀N20 G0 X32 Z4快速到达切螺纹起始点径向外侧（起刀点）N25 G1 X29.1 F60进给到切螺纹起始点（图中右端刀具所在位置）N30 G32 Z-27 F2螺纹背吃刀量0.9 mm，切第一次N35 G1 X32 F60沿径向退出上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用N40 G0 Z4快速返回到起刀点

23、N45 G1 X28.5 F60N50 G32 Z-27 F2切第二次N55 G1 X32 F60N60 G0 Z4N65 G1 X27.9 F60N70 G32 Z-27 F2切第三次N75 G1 X32 F60N80 G0 Z4N85 G1 X27.5 F60N90 G32 Z-27 F2切第四次上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用N95 G1 X32 F60N100 G0 Z4N105 G1 X27.4 F60N110 G32 Z-27 F2切第五次（精车）N115 G1 X32 F60N120 G0 X100沿径向快速退出N125 Z200沿轴向快速退出N130 M30程序结

24、束上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用3.螺纹切削循环指令G92该指令可切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与前述的单一形状固定循环G90基本相同，只是F后面的进给量改为螺距值即可。其循环轨迹见图2-2-32所示。程序段格式为：G92 X（U） Z（W） I F上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用如用G92指令编写图2-2-30所示的螺纹。O1009程序名N5 G98 G21分进给、米制编程N10 M3 S600主轴正转，转速为600 r/minN15 T0303换3号螺纹刀N20 G0 X32 Z4快速到达循环起点上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用N25 G92

25、X29.1 Z-27 F2切螺纹第一次N30 X28.5模态指令，切螺纹第二次N35 X27.9切螺纹第三次N40 X27.5切螺纹第四次N45 X27.4切螺纹第五次（精车）N50 G0 X100N55 Z200快速退出N65 M30程序结束上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用4.螺纹切削复合循环指令G76利用螺纹切削复合循环功能，只要编写出螺纹的底径值、螺纹Z向终点位置、牙深及第一次背吃刀量等加工参数，车床即可自动计算每次的背吃刀量进行循环切削，直到加工完为止。程序段格式为：GO X（a1） Z（b1）G76 P（m）（r）（） Q（dmin） R（u）G76 X（a2）Z（b2

26、）R（i） P（h） Q（d）F（f）上一页下一页返回2-2-3 螺纹编程指令及应用如用G76指令编写图2-2-30所示的螺纹，程序如下：N5 G98 G21分进给、米制编程N10 M3 S600主轴正转，转速为600 r/minN15 T0303换3号螺纹刀N20 G0 X32 Z4快速到达循环起点，考虑空刀导入量N25 G76 P050660 Q50 R0.05螺纹切削复合循环N30 G76 X27.4 Z-27 R0 P1300 Q450 F2N35 G0 X100N40 Z200快速退出N50 M30程序结束上一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程任务描述1.能够准确说明子程序的编程

27、调用指令和格式。2.能够阐述宏功能和变量的含义，以及变量的范围。3.能够举例说明变量的编程计算运用。4.能够举例说明IF GOTO和GOTO、WHILE DO END条件转移指令的编程。5.能够读懂非圆曲面的参数加工程序；能够根据例题举例编写椭圆程序。下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程相关知识一、子程序1.子程序的格式子程序的编写与一般程序基本相同，只是程序结束符为M99，它表示子程序结束并返回到调用子程序的主程序中。2.子程序的调用调用子程序程序段格式为：M98 P重复调用的次数（最多调用999次。如果省略，则调用1次）。被调用的子程序号（调用次数大于1时，子程序号前面的0不可以省略

28、）。上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程例如把图2-2-30用G32指令编写的螺纹程序改为采用子程序编程，程序如下：O1008（主程序）O1011（子程序）N5 G98 G21N5G32 Z-27 F2N10 M3 S600N10 G1 X32 F60N15 T0303N15 G0 Z4N20 G0 X32 Z4N20 M99N25 G1 X29.1 F60N30 M98 P11011N35 G1 X28.5 F60N40 M98 P11011上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程N45 G1 X27.9 F60N50 M98 P11011N55 G1 X27.5 F60

29、N60 M98 P11011N65 G1 X27.4 F60N70 M98 P11011N75 G0 X100N80 Z200N85 M30上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程二、用户宏功能 1.宏功能在主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给一个地址。用一个可赋值的代号代替具体的坐标值，这个代号就称为变量。为了使程序更具通用性，在宏程序中设置了变量。（1）变量的表示。变量可以用“#”号和跟随其后的变量序号来表示：如#5，#502。（2）变量的引用。将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。如F#103，若#103=50时，则为F50。（3）变量的类型。变量分为公共

30、变量、系统变量和局部变量三类。上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程 公共变量。公共变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。在一个宏指令中的#i与在另一个宏指令中的#i是相同的。公共变量的序号为#100#149，#500#509。 系统变量。系统变量定义为有固定用途的变量。它的值决定系统的状态。包括接口的输入/输出信号变量、刀具形状补偿变量、同步信号变量等。 局部变量。指局限于在用户宏程序内使用的变量。FANUC系统有33个局部变量，分别为#1#33。局部变量赋值（部分）对照表如表2-2-4。上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程（4）变量的运算。在变量之间、

31、变量和常量之间，可以进行各种运算，能使用的运算符有：+（和）、-（差）、*（积）、/（商）、SIN（正弦）、COS（余弦）、TAN（正切）、ATAN（反正切）、SQRT（平方根）、ABS（绝对值）等。 2.宏指令G65 宏指令G65可以实现算术运算，逻辑运算等处理功能。是非模态宏指令。 一般形式：G65 Hm P#i Q#j R#km宏程序功能，数值范围0199。#i运算结果存放处的变量名。#j被操作的第一个变量，也可以是一个常数。#k被操作的第二个变量，也可以是一个常数。上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程3.转向语句转向语句可以控制用户宏程序主体的程序流程。转向语句分为无条件转

32、向语句和条件转向语句两种。（1）无条件转向语句。程序段格式为：GOTO N 其中N为程序段号。（2）条件转向语句。一般由条件式和转向目标两部分构成。 IF 条件式 GOTO n（顺序号）条件式成立时，从顺序号为n的程序段以下执行，条件式不成立时，执行下一个程序段。上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程 WHILE 条件式 DO m（m：1，2，3）END m条件式成立时从DO m的程序段到END m的程序段重复执行；条件式如果不成立，则从END m的下一个程序段执行。上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程以椭圆为例，如图2-2-34所示椭圆，车削1/4椭圆（图中粗线部分）的

33、回转轮廓线，由于Z轴的变化是单调的，故一般以Z方向的变化为变量来计算X不容易出错，在数控程序中用任意一点D的Z值（设为2号变量#2）来表达该点的X值（设为5号变量#5）。图2-2-34所示椭圆的方程为：X2/a2+Z2/b2=1（X值为半径值），即 （X值为直径值）。设a为1号变量，b为3号变量。转为变量表达式为： 上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程间接赋值情况为：N5 #1=50； N10 #3=80； N15 #5=#1+#1*SQRT1-#2*#2/#3/#3采用直线逼近（也叫拟合），在Z向分段，以1 mm为一个步距，并把Z作为自变量。以#6变量代表步距，以80赋予#2代表

34、起始点A的Z坐标值。用户宏指令局部变量程序如下：上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程#4为X轴偏移量，主程序中用I赋值，计算椭圆中心距编程原点X方向的距离。#24为Z轴偏移量，主程序中用X赋值，计算椭圆中心距编程原点Z方向的距离。如果再加一个#7变量代表切削终点B的Z坐标值（在该例中，#7等于零），它可以在宏指令中用D赋值。用转向语句设计程序如下：上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程我们也可以将FANUC系统椭圆的宏变量参数编程设计如下： （X值为直径值，Z为以椭圆中心为原点

35、的数学方程解）设式中X为#101；Z为#100则公式可以用变量表示：#101=2*a*SQRT1-#100*#100/b2程序设计如下：#100 = Z方向椭圆的加工起点相对于椭圆中心的距离 #102 = 椭圆Z轴起点坐标 （相对于编程原点）上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程WHILE #102 GT 椭圆Z轴终点坐标DO 1#101= 2*a*SQRT1-#100*#100/b2（相对于椭圆中心的X直径值）#103=ABS#101+X轴偏移量直径（相对于编程原点的X直径值）G1 X#103 Z#102 #100 = #100-0.1#102 = #100+Z轴偏移量（Z轴偏移量

36、,一般为负值）END 1上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程根据以上椭圆的例子，我们还可以推导出其他方程曲线的宏程序编制方法。将曲线方程化简，变形为X = Z设式中X为#101；Z为#102将公式用变量表示：#101 = #102 将X=0代入解得Z值；将Z=0代入解得X值可以推导出曲线数学零点。再根据图纸中的已知条件X或Z解得一些点坐标以确定曲线对称中心的偏移量和曲线的Z起点和Z终点坐标。程序设计如下：上一页下一页返回2-2-4 子程序和宏程序的编程#1=Z方向曲线加工起点相对于曲线数学零点的数学坐标 #102=曲线Z轴起点坐标（相对于编程原点）WHILE#102 GT 曲线Z轴

37、终点坐标DO 1（相对于编程原点）#101 = #1（相对于曲线数学零点的X直径）#103=ABS#101+X轴偏移量直径（相对于编程原点的X直径值）G1 X #103 Z #102（曲线的直线拟合插补）#1 = #1-单位步进增量 #102 = #1+Z轴偏移量（Z轴偏移量,一般为负值） END 1上一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿任务描述1.能够正确编程设定工件坐标系。2.能够根据刀尖位置设定补偿。3.能够正确使用G41/G42,G40进行编程。下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿相关知识一、工件坐标系设定编程均采用标准坐标系，即右手笛卡儿坐标系。工件坐标系原点,是工件右或左

38、端面与工件旋转中心线的交点。在数控车床中确定工件坐标系，一般采用试切法。如图2-2-35所示，通过刀具试切测得37.38、Z089.68。1.用G50设定工件坐标系假定起刀点在工件坐标系中处于X80、Z60的位置，那么用基准刀具（一般为1号外圆刀）试切完端面及外圆后，刀具停留在图中虚线所画的位置，此时把数控系统的坐标系选择为相对坐标系，并把相对坐标U、W设置为0。测出试切外圆的直径（37.38），利用手动方式，使其沿坐标系正向移动，移动量分别为U42.62、W60（直径编程），刀具到达起刀点。上一页下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿在程序中，第一个程序段就执行G50 X80 Z60，那

39、么系统就建立了图中右端面与轴线相交点为原点的工件坐标系。其他刀具分别使刀尖（或刀位点）与外圆或端面相接触，读得相对坐标U与W值，在“工具补正/形状”页面中，进行刀具偏置量设置。用这种方法建立的工件坐标系，必须注意以下几个问题：（1）装夹的工件必须是定长的，即在重新装夹工件后，工件右端面到卡盘的距离必须是89.68。上一页下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿（2）加工过程中起刀点与终刀点必须重合，否则在加工下一个零件时坐标系会发生改变。（3）如果1号基准刀更换，那么必须重新车端面及外圆，在相对坐标系下按重新计算后所得的相对值手动移动到起刀点位置，而且要重新确定其他所有刀具相对基准刀具的偏置

40、量。（4）其他非基准刀具更换后，先要用基准刀具在工件上利用已有的或需重新车削的外圆及端面作为相对坐标点，然后确定其与基准刀具的相对坐标，重新设置偏置量。上一页下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿2.用G54G59设定通过试切对刀，确定每把刀具的相对位置，然后根据工件的伸出长度，在G54C59中设定Z偏移值，然后在程序中通过G54等进行调用，确定工件坐标系。3.通过试切法对刀测量设定还以图2-2-35为例，用基准刀具（一般为1号外圆刀）试切完端面及外圆后，刀具停留在图中虚线所画的位置。测出试切外圆的直径（37.38），在“工具补正/形状”页面中，1号刀H01对应的X输入X37.38测量，Z

41、输入Z0测量完成工件坐标系的自动设置）。上一页下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿二、刀具补偿刀具补偿功能分为两类：刀具的偏移（即刀具长度补偿）和刀尖圆弧半径补偿。1.刀具的偏移刀具的偏移是指当车刀刀尖位置与编程位置（工件轮廓）存在差值时，可以通过刀具补偿值的设定，使刀具在X、Z轴方向加以补偿。它是操作者控制工件尺寸的重要手段之一。上一页下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿2.刀尖圆弧半径补偿在实际加工中，由于刀具产生磨损及精加工时车刀刀尖磨成半径不大的圆弧，为确保工件轮廓形状，加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件轮廓重合，而应与工件轮廓偏移一个半径值R，这种偏移称为刀尖圆弧半径补

42、偿。当刀尖圆弧半径变化时只需要手工输入改变后的刀具半径，而不必修改已编好的程序。刀尖圆角如图2-2-36所示。 上一页下一页返回2-2-5 工件坐标系与刀具补偿G41刀尖半径左补偿指令，即沿刀具运动方向看（假设工件不动），刀尖位置在编程轨迹的左边, 如图2-2-37（a）所示。车床内孔车削从右往左用G41（图2-2-38）。G42刀尖半径右补偿指令，即沿刀具运动方向看（假设工件不动），刀尖位置在编程轨迹的右边，如图2-2-37（b）所示。车床外形车削从右往左就要用G42（如图2-2-38）。G40刀具半径补偿取消指令。另外在刀具刀补设置窗口中设置刀尖半径时需指定刀尖方位，指定方法如图2-2-3

43、9所示。表2-2-6列出了典型车刀的形状、位置和参数之间的关系。上一页返回2-2-6 编 程 实 例任务描述1.能够读懂并掌握编程实例程序。2.通过实例能够对零件加工过程有更深刻的理解。3.能够运用已学指令对中高级难度的综合零件进行编程。下一页返回2-2-6 编 程 实 例一、综合实例一编制如图2-2-40所示零件的加工程序，材料为45钢，棒料直径为40 mm。1.刀具设置机夹车刀（硬质合金可转位刀片）为1号刀；宽4 mm的硬质合金焊接切槽刀为2号刀；60硬质合金机夹螺纹刀为3号刀。2.工艺路线（1）棒料伸出卡盘外约85 mm，找正后夹紧。（2）用1号刀，采用G71进行轮廓循环粗加工。 （3）

44、用1号刀，采用G70进行轮廓精加工。（4）用2号刀，采用G75进行切槽循环加工。（5）用3号刀，采用G76进行螺纹循环加工。（6）用2号刀切下零件。上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例3.相关计算螺纹总切深：h=0.649 5P=（0.649 51.5）mm0.974 mm4.加工程序O1016程序名N5 G98 G21；分进给、 米制编程N10 M3 S800；主轴正转，转速为800 r/minN15 T0101；换1号外圆刀N20 G0 X41 Z2；轮廓循环起刀点N25 G71 U1.5 R1；外径粗车循环上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N30 G71 P35 Q85 U

45、0.5 W0.1 F100；N35-N85为循环部轮廓N35 G1 X0；移动到轮廓起始点N40 Z0；N45 G3 X18 Z-9 R9；逆圆进给加工SR9球头N50 G2 X22 Z-13 R5；顺圆进给加工 R5圆弧N55 G1 X26 Z-23；加工圆锥N60 X29.8 Z-25；加工倒角N65 Z-56；车削螺纹大径。（由于螺纹车削时材料会产生塑性变形，所以圆柱段直径稍小，一般小0.2 mm）上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N70 X32；车削槽处的台阶端面N75 Z-66；车削32外圆N80 X38；车削台阶N85 Z-76；车削38外圆/N90 G0 X100；刀具沿

46、径向快退。“/”为程序跳跃符号/N95 Z200；刀具沿轴向快退/N100 M5；主轴停止/N105 M0；程序暂停N110 M3 S1200；主轴重新启动，转速1 200 r/min上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例/N115 T0101；重新调用1号刀补/N120 G0 X41 Z2；N125 G70 P35 Q85 F50；从N35-N85对轮廓进行精加工N130 G0 X100；沿径向退出N135 Z200；沿轴向退出 /N140 M5；主轴停转/N145 M0；程序暂停N150 M3 S600；主轴重新启动，转速600 r/minN155 T0202；换2号切槽刀N160 G

47、0 X33 Z-52；快速到达切槽起始点N165 G75 R0.1；指定径向退刀量0.1 mmN170 G75 X26 Z-56 P500 Q3500 R0 F50；指定槽底、槽宽及加工参数上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N175 G0 X40；切槽完毕后，沿径向快速退出N180 Z-50；准备用切槽刀切螺纹左侧的倒角N185 G1 X30 F50；进给到螺纹大径N190 X26 Z-52；倒角N195 G0 X100；沿径向退出N200 Z200；沿轴向退出/N205 M3 S600；螺纹如果尺寸偏大，从此处开始断点加工N210 T0303；换3号螺纹刀（在断点加工时可引入偏移量）

48、N215 G0 X31 Z-20；快速到达螺纹加工起始位置N220 G76 P020160 Q80 R0.08；螺纹循环加工参数设置，精加工两次上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N225 G76 X28.052 Z-50 R0 P974 Q400 F1.5；N230 G0 X100；沿径向退出N235 Z200；沿轴向退出/N240 M5；主轴停止/N245 M0；程序暂停。用于对螺纹的检验/N250 M3 S600；若螺纹加工完毕不进行检验，则可跳跃N255 T0202；换2号切槽刀N260 G0 X42 Z-75；快速到达切断位置N265 G1 X0 F30；切断进给N270 X4

49、2 F100；切断完毕后沿径向进给退出N280 Z200；沿轴向快退N285 T0101；换1号刀，为下一个零件的加工作准备 N290 M30；程序结束上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例二、综合实例二编制图2-2-41所示零件的加工程序。材料为45钢，棒料直径为40 mm。1.刀具设置机夹车刀（硬质合金可转位刀片）为1号刀；宽4 mm的硬质合金焊接切槽刀为2号刀；60硬质合金机夹螺纹刀为3号刀；硬质合金焊接镗刀为4号刀；20 mm锥柄麻花钻。2.工艺路线（1）先加工左端。棒料伸出卡盘外约65 mm，找正后夹紧。（2）把20 mm锥柄麻花钻装入尾座，移动尾架使麻花钻切削刃接近端面后锁紧，

50、主轴以400 r/min转动，手动转动尾座手轮，钻20的底孔，转动6圈多一些（尾架螺纹导程为5 mm）。在钻孔时需打开切削液。上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例（3）用1号刀，采用G71进行零件左端部分的轮廓循环粗加工。（4）用1号刀，采用G70进行零件左端部分的轮廓精加工。（5）用4号刀镗22的内孔并倒角。（6）卸下工件，用铜皮包住已加工过的 32外圆，调头使零件 32 38台阶端面与卡盘端面紧密接触后夹紧，准备加工零件的右端。（7）手动车端面控制零件总长。如果坯料总长在加工前已控制在105.5106 mm之间，且两端面较平整，则不必进行此操作。上一页下一页返回2-2-6 编 程 实

51、 例（8）用1号刀，采用G71进行零件右端部分的轮廓循环粗加工。（9）用1号刀，采用G70进行零件右端部分的轮廓精加工。（10）用2号刀，采用G75进行切槽循环加工。（11）用3号刀，采用G76进行螺纹循环加工。3.相关计算螺纹总切深：h=0.649 5P=0.649 52 mm=1.299 mm4.加工程序零件左端部分加工程序（在钻孔后才能进行自动加工）：上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例O1018程序名N5 G98 G21；分进给、米制编程N10 M3 S800；主轴正转，转速为800 r/minN15 T0101；换1号外圆刀N20 G0 X42 Z0；快速到达端面的径向外侧N2

52、5G1 X18F50；车削端面（由于已钻孔，所以X到18即可）N30 G0 X41 Z2；快速到达轮廓循环起刀点N35 G71 U1.5 R1；外径粗车循环N40 G71 P45 Q70 U0.5 W0.1 F100；N45 G1 X28；轮廓循环起始点N50 Z0；上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N55 X32 Z-30；车削圆锥N60 Z-45；车32的外圆N65 X38；车台阶N70 Z-55；车38外圆/N75 G0 X100；沿径向快速退出/N80 Z200；沿轴向快速退出/N85 M5；主轴停转/N90 M0；程序暂停上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N95 M3

53、 S1200；主轴重新启动，转速1 200 r/min/N100 T0101；重新调用1号刀补/ N105 G0 X42 Z2；起点定位准备对轮廓进行精加工N110 G70 P45 Q70 F50；对轮廓进行精加工N115 G0 X100；刀具沿径向快退N120 Z200；刀具沿轴向快退/N125 M5；主轴停转/N130 M0；程序暂停N135 M3 S500；主轴正转，转速500 r/minN140 T0404；换4号镗刀N145 G0 X21.5 Z2快速移到孔外上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N150 G1 Z-18 F50；粗镗内孔至21.5N155 X19；车孔内台阶N1

54、60 G0 Z2；快速移到孔外/N165 Z200；沿轴向快速退出/N170 M5；主轴停转/N175 M0；程序暂停。测量粗镗后的内孔直径N180 M3 S800；主轴正转，转速800 r/min/N185 T0404；重新调用4号刀补N190 G0 X22 Z2；快速移到孔外N195 G1 Z-18 F50；精镗 22的内孔上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N200 X19；精车孔内台阶N205 G0 Z2；快速移到孔外/N210 Z200；沿轴向快速退出/N215 M5；主轴停转/N220 M0；程序暂停N225 M3 S800；主轴正转，转速800 r/minN230 G0 X

55、24 Z2；快速移到孔外，准备孔口倒角N235 G1 Z0 F50；以50 mm/min进给到孔口N240 X22 Z-1；倒角N245 Z2；退出上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N250 G0 X100 Z200；快速退刀N255 T0101；换1号刀N260 M30；程序结束零件右端部分加工程序：O1019程序名N5 G98 G21；分进给，米制编程N10 M3 S800；主轴正转，转速为800 r/minN15 T0101；换1号外圆刀N20 G0 X42 Z0；快速到端面的径向外侧N25 G1 X-0.5 F50；车端面（防止在圆心处留下小凸块车到-0.5）上一页下一页返回2

56、-2-6 编 程 实 例N30 G0 X41 Z2；快速到轮廓循环起刀点N35 G71 U1.5 R1；外径粗车循环N40 G71 P45 Q75 U0.5 W0.1 F100；N45 G1 X26；从循环起刀点移动到轮廓起始点N50 Z0；N55 X29.8 Z-2；加工倒角N60 Z-28；车螺纹大径N65 X30；车槽处的台阶端面N70 G3 X34 Z-45 R73.25；车R73.25逆圆弧N75 G2 X38 Z-53 R17；车R17顺圆弧上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例/N80 G0 X100；刀具沿径向快退/N85 Z200；刀具沿轴向快退/N90 M5；主轴停转/

57、N95 M0；程序暂停（用于对粗加工后的零件进行测量）N100 M3 S1000；主轴重新启动，转速1 000 r/min/N105 T0101；重新调用1号刀补/N110 G0 X42 Z2； N115 G70 P45 Q90 F50；对轮廓进行精加工 N120 G0 X100；刀具沿径向快退 N125 Z200；刀具沿轴向快退上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例/N130 M5；主轴停转/ N135 M0；程序暂停（用于精加工后的零件测量）N140 M3 S500；主轴重新启动，转速500 r/minN145 T0202；换2号切槽刀N150 G0 X31 Z-24；快速到达切槽起始

58、点N155 G75 R0.1；指定径向退刀量0.1 mmN160 G75 X26 Z-28 P500 Q3500 R0 F50；指定槽底、槽宽及加工参数N165 G0 X40；切槽完毕后，沿径向快速退出N170 Z-22；准备用切槽刀切螺纹左侧的倒角N175 G1 X30 F50；进给到螺纹大径N180 X26 Z-22；倒角上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例N185 G0 X100沿径向退出N190 X200；沿轴向退出N195 M3 S600；螺纹加工完尺寸偏大从此处开始断点加工N200 T0303；换3号螺纹刀N205 G0 X31 Z4；快速到达螺纹加工起始位置N210 G76

59、 P020160 Q50 R0.05；螺纹循环加工参数设置N215 G76 X27.402 Z-23 R0 P1299 Q450 F2；N220 G0 X100；沿径向退出N225 Z200；沿轴向退出/N230 M5；主轴停转/N235 M0；程序暂停（用于对螺纹的检验）N240 T0101；换1号刀，为下一个零件的加工作准备N245 M30；程序结束上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例三、综合实例三编制图2-2-42所示零件的数控车床加工程序，此零件为配合件，件1与件2相配，配合锥面用涂色法检查，要求锥体接触面积不小于50。零件材料为45钢，件1毛坯为：50 mm97 mm、件2毛坯

60、为： 50 mm46 mm。 1.刀具选择及切削参数1号刀：93菱形外圆车刀2号刀：60外螺纹刀3号刀：外切槽刀（4 mm）4号刀：内孔镗刀5号刀：60内螺纹刀6号刀：内切槽刀（2.5 mm）切削参数见表2-2-7。上一页下一页返回2-2-6 编 程 实 例2. FANUC-Oi系统参考程序工艺路线：（1）粗、精加工加工件1左端外形。（2）车538两槽。 （3）用G71粗加工工件1左端内轮廓，用G70精加工工件1左端内轮廓。（4）调头校正，手工车端面，保证总长95，钻中心孔，顶上顶尖。（5）用G71粗加工工件1右端外形，用G70精加工工件1右端外形。（6）车4 24槽。（7）用G76螺纹复合循