数控编程技术课件

第3章数控车床编程3.1数控车床编程基础3.2FANUC系统数控车床程序的编制3.1数控车床编程基础3.1.1数控车床概述1．数控车床的分类数控车床品种繁多，按数控系统的功能和机械构成可分为简易数控车床（经济型数控车床）、多功能数控车床和数控车削中心。（1）简易数控车床（经济型数控车床）：是低档次数控车床，一般是用单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床的基础上改进设计的。（2）多功能数控车床：也称全功能型数控车床，由专门的数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点。（3）数控车削中心：在数控车床的基础上增加其他的附加坐标轴。按结构和用途数控车床主要可分为数控卧式车床、数控立式车床和数控专用车床（如数控凸轮车床、数控曲轴车床、数控丝杠车床等）。2．数控车床的基本构成（1）数控系统：数控车床的数控系统是由CNC装置、输入输出设备、可编程控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置以及位置测量系统等几部分组成。（2）主轴箱（3）主轴伺服电机（4）夹紧装置（5）往复拖板（6）刀架（7）控制面板3．数控车床的加工特点数控车床加工具有如下特点。（1）加工生产效率高（2）减轻劳动强度、改善劳动条件（3）对零件加工的适应性强、灵活性好（4）加工精度高、质量稳定（5）有利于生产管理3.1.2数控车床坐标系统1．机床坐标系数控车床的坐标系以径向为x轴方向，纵向为z轴方向。指向主轴箱的方向为z轴的负方向，指向尾架方向是z轴的正方向。x轴是以操作者面向的方向为x轴正方向。x坐标和z坐标指令，在按绝对坐标编程时，使用代码x和z；按增量坐标（相对坐标）编程时，使用代码U和W。2．程序原点程序原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点，所以也称为“对刀点”。3．机械原点（或称机床原点）以L-10MC数控车铣中心为例介绍x和y轴机械原点。（1）x轴机械原点x轴的机械原点被设定在刀盘中心距离主轴中心500mm的位置。（2）z轴机械原点z轴的机械原点可以通过改变挡块的安装位置来改变。z轴机械原点挡块可以被安装在Ⓐ、Ⓑ、Ⓒ或Ⓓ4个不同的位置上。3.2FANUC系统数数控车床床程序的的编制3.2.1程程序结结构1．程序序段的构构成N＿G＿＿X(U)＿Z(W)＿F＿＿M＿S＿T＿＿；其中，N＿：程程序段顺顺序号；；G＿：准准备；X(U)＿：x轴移动指指令；Z(W)＿：z轴移动；；F＿：进进给功能能；M＿：辅辅助功能能；S＿：主主轴功能能；T＿：工工具功能能。2．程序序段的要要求程序段格格式如下下：N4G1X(U)±4.3Z(W)±4.3F3.4M8S4T2其中，N4：代代表第4个程序序段，用用4位数数（1～～9999）表表示，不不允许为为“0””；X(U)±±4.3：坐标标可以用用正负小小数表示示，小数数点以前前4位数数，小数数点以后后3位数数；F3.4：进给给速度可可以用小小数表示示，小数数点以前前3位数数，小数数点以后后4位数数；几种等效效的表示示方法：：N0012G00M08X0012.340X5000X5.0↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓N12G0M8X12.34X5.X5.3.2.2准准备功功能指令令准备功能能也称为为G功能能（或称称G代码码），它它是用来来指令机机床动作作方式的的功能。。准备功功能是用用地址G及其后后面的数数字来指指令机床床动作的的。如用用G00来指令令运动坐坐标快速速定位。。表3-2为FANUC-0TD系系统的准准备功能能G代码码表。注：（1）☆号号表示电电源接通通时的G代码状状态；（2）00组的的G代码码为一次次性G代代码；（3）一一旦指定定了G代代码，一一览表中中没有的的G代码码显示报报警信号号；（4）无无论有几几个不同同组的G代码，，都能在在同一程程序段内内指令，，如果同同组的G代码在在同一程程序段内内指令了了2个以以上时，，后指令令者有效效；（5）可可按组号号显示G代码。。3.2.2.1插插补功能能1．定位位G00定位指令令命令刀刀具以点点位控制制方式从从刀具所所在点快快速移动动到目标标位置，，无运动动轨迹要要求，不不需特别别规定进进给速度度。输入格式式：G00X(U)Z(W)；（1）““X(U)Z(W)”目标点点的坐标标（下文文同）；；（2）X(U)坐标按按直径值值输入；；（3）““；”表表示一个个程序段段的结束束。2．直线线插补指指令（G01））直线插补补指令用用于直线线或斜线线运动。。可使数数控车床床沿x轴、z轴方向执执行单轴轴运动，，也可以以沿x、z平面内任任意斜率率的直线线运动。。输入格式式：G01X(U)Z(W)F；3．圆圆弧插插补指指令（（G02G03））输入格格式：：G02XZIKF；或G02XZRF；G03XZIKF；或G03XZRF；（1））用增增量坐坐标U、W也可可以；；（2））C轴不能能执行行圆弧弧插补补指令令。3.2.2.2螺螺纹纹切削削指令令（G32）G32指令令能够够切削削圆柱柱螺纹纹、圆圆锥螺螺纹、、端面面螺纹纹（涡涡形螺螺纹））输入格格式：：G32X(U)Z(W)F；“F”为螺螺纹的的螺距距。3.2.2.3工工件件坐标标系设设定指指令（（G50））工件坐坐标系系设定定指令令以程程序原原点为为工件件坐标标系的的中心心（原原点）），指指定刀刀具出出发点点的坐坐标值值（如如图3-19所所示））。图3-19G50设设定工工作坐坐标系系输入格格式：：G50XZ，其中中XZ为刀具具出发发点的的坐标标（如如图3-19所所示））。3.2.2.4自自动动回原原点指指令（（G28））自动回回原点点指令令使刀刀具自自动返返回机机械原原点或或经某某一中中间点点回机机械原原点（（如图图3-20和图图3-21所示示）。。输入格格式：：G28X(U)Z(W)T00；（1））X(U)和Z(W)为中间间点的的坐标标。（2））T00（（刀具具复位位）指指令必必须写写在G28指令令的同同一程程序段段或该该程序序段之之前。。3.2.3主主轴轴及辅辅助功功能指指令1．主主轴功功能指指令（（S指指令））和主主轴转转速控控制指指令（（G96、、G97、、G50））主轴功功能指指令（（S指指令））是设设定主主轴转转速的的指令令。（1））主轴轴最高高转速速的设设定（（G50））。（G50））S；中S为主轴轴最高高转速速。（2））直接接设定定主轴轴转速速指令令（G97），，主轴轴速度度用转转速设设定，，单位位为r/min。（G97））S（M38或或M39））；（G97））：取消消主轴轴线速速度，，恒定定功能能。S（M38或或M39））：设设定主主轴转转速（（r/min）），指指令范范围为为0～～9999。（3））设定定主轴轴线速速度恒恒定指指令（（G96）），主主轴速速度用用线速速度（（m/min））值输输入，，并且且主轴轴线速速度恒恒定。。（G96））S（M38或或M39））；（G96））：主轴轴转速速恒定定。S（M38或或M39））：设设定主主轴线线速度度，即即切削削速度度（m/min）。。（1））G96（（控制制线速速度恒恒定指指令））：当当工件件直径径变化化时主主轴每每分钟钟转数数也随随之变变化，，这样样就可可保证证切削削速度度不变变，从从而提提高了了切削削质量量。（2））主轴轴转速速连续续变化化，M38设定定主轴轴在低低速范范围变变化（（粗加加工）），M39设定定主轴轴在高高速范范围变变化（（精加加工））。2．辅辅助功功能指指令（（M指指令））M指令令设定定各种种辅助助动作作及其其状态态，表表3-4是是数控控车床床及车车铣中中心的的M指指令说说明。。下面介介绍几几个特特殊M代码码的使使用方方法。。M03：主主轴或或旋转转刀具具顺时时针旋旋转（（CW）；；M04：主主轴或或旋转转刀具具逆时时针旋旋转（（CCW））；M05：主主轴或或旋转转刀具具停止止旋转转；3.2.4进进给给功能能指令令1．每每转进进给量量指令令（G99）、、每分分钟进进给量量指令令（G98）指定进进给功功能的的指令令方法法有如如下两两种。。（1））每转转进给给量（（G99））（如如图3-23所所示））。输入格格式：：G99（F）；F：主轴轴每转转进给给量（（进给给速度度mm/r）。。（2））每分分钟进进给量量（G98）。。输入格格式：：G98(F)；F：每分分钟进进给量量（进给给速度度mm/min）。。2．暂暂停指指令（（G04））(G99)G04U(P)；指令令暂停停进刀刀的主主轴回回转数数。(G98)G04U(P)；指令令暂停停进刀刀的时时间。。3．进进给功功能指指令（（F指指令））进给功功能指指令指指定刀刀具的的进给给速度度，有有3种种形式式。（1））每转转进给给量（（mm/r），，如图图3-26所示示。(G99)F；F:主轴轴每转转刀具具进给给量小小数点点输入入指令令范围围为0.0001～～500.0000(mm/r)。（2））每分分钟进进给量量（mm/min）），如如图3-27所所示。。(G98)F；其其中中F为每分分钟刀刀具进进给量量，指指令范范围为为1～～15000(mm/min)。。（3））螺纹纹切削削进给给速度度（mm/r）），如如图3-28所所示。。F指定螺螺纹的的螺距距，指指令范范围为为0.0001～500.0000(mm/r)。。①每每转进进给量量切螺螺纹时时，快快速进进给速速度没没有指指定界界限；；②接接入电电源时时，系系统默默认G99模式式（每每转进进给量量）。。3.2.5刀刀具具功能能指令令1．T功能能T功能能也称称为刀刀具功功能，，表示示选择择刀具具和刀刀补号号。输入格格式：：T□□□□□□2．刀具具半径补补偿功能能（G40、G41、、G42）（1）刀刀尖半径径和假想想刀尖的的概念①刀尖尖半径②假想想刀尖（2）刀刀尖半径径补偿模模式的设设定（G40、、G41、G42指令令）①G40（解解除刀具具半径补补偿）②G41（左左偏刀具具半径补补偿）③G42（右右偏刀具具半径补补偿）（3）刀刀尖半径径补偿注注意事项项①G41、G42指指令不能能与圆弧弧切削指指令写在在同一个个程序段段，可以以与G00和G01指指令写在在同一个个程序段段内，在在这个程程序段的的下一程程序段始始点位置置，与程程序中刀刀具路径径垂直的的方向线线过刀尖尖圆心。。②必须须用G40指令令取消刀刀尖半径径补偿，，在指定定G40程序段段的前一一个程序序段的终终点位置置，与程程序中刀刀具路径径垂直的的方向线线过刀尖尖圆心。。③在使使用G41或G42指指令模式式中，不不允许有有两个连连续的非非移动指指令，否否则刀具具在前面面程序段段终点的的垂直位位置停止止，且产产生过切切或少切切现象。。④切断断端面时时，为了了防止在在回转中中心部位位留下少少切削的的小锥。。⑤加工工终端接接近卡爪爪或工件件的端面面时，指指令G40为了了防止卡卡爪或工工件的端端面被切切。⑥想在在工件阶阶梯端面面指定G40时时，必须须使刀具具沿阶梯梯端面移移动到F点，再指定定G40，，且XA＞R；⑦在G74～G76、G90～G92固定循循环指令中中不用刀尖尖半径补偿偿。⑧在手动动输入中不不用刀尖半半径补偿。。⑨在加工工比刀尖半半径小的圆圆弧内侧时时，产生报报警。⑩在阶梯梯锥面连接接处退刀时时指定G40，在指指定G40的程序段段里使用反反映斜面方方向的I、、K地址来来防止工件件被过切。。3.2.6固定定循环切削削功能指令令3.2.6.1单单一形状状的固定循循环1．外圆车车削循环G90G90是单单一形状固固定循环指指令，该循循环主要用用于轴类零零件的外圆圆、锥面的的加工。指令格式：：G90X(U)Z(W)F；利用G90可以切削削锥面。指令格式：：G90X(U)Z(W)IF；2．螺纹切切削循环G92螺纹切削循循坏G92可以切削削锥螺纹和和圆柱螺纹纹。指令格式为为：G92X(U)Z(W)IF；3．端面切切削循环G94G94是用用于一些短短、面大的的工件加工工的固定循循环指令。。（1）车大大端面循环环切削指令令格式：G94X(U)Z(W)F；（2）车大大锥面切削削循环指令令格式：G94X(U)Z(W)KF；3.2.6.2多多重固定定循环1．圆粗车车循环G71G71指令令将工件切切削至精加加工之前的的尺寸，精精加工前的的形状及粗粗加工的刀刀具路径由由系统根据据精加工尺尺寸自动设设定。输入格式：：G71PnsQnfUuWw