数控车床培训教程和数控机床编程及加工

1数控车床培训教程目录常用数控系统数控机床的种类数控车床的特点常用数控车削刀具刀具的安装切削用量6.1切削深度6.2切削速度6.3进给量7.坐标系统7.1机床坐标系7.2工件坐标系8.增量坐标与绝对坐标一.数控机床概述三.FANUC的基本编程方法程序的结构1.1程序号1.2程序内容1.3程序结束2.程序段的组成3.程序的编辑与管理3.1新程序的创建3.2字的插入、修改和删除3.3程序扫描的步骤3.4指向程序开头的方式3.5删除程序的步骤3.6调用程序的步骤二.数控编程概述

数控编程定义数控编程的分类数控编程特点与要求3三.数控车的常用命令1.常用功能指令的属性2.常用辅助功能命令刀具功能命令进给功能指令主轴功能指令常用准备功能指令子程序的编制刀具的补偿功能8.1刀具的补偿功能8.2刀具的偏置8.3刀具的圆弧补偿1.数控车床的对刀2.MDI的运行3.自动加工3.1全自动加工循环3.2倍率开关3.3单段执行循环

四.示例程序五.数控车床的操作六.数控车床几种界面的操作1.坐标界面2.程序编辑界面3.报警界面4一.数控机床概述1.常用数控系统国产系统国外系统华中数控（HNC)系统:HNC-21、HNC-1M广州数控(GSK)系统：GSK928TA、GSK980T法那克(FANUC)系统：FANUCO、FANUC16西门子（SINUMERIK）系统:802D、840C三菱（MITSUBISHI）数控系统：M64A/M64SM、M7052.数控机床的种类数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心数控车床数控铣床加工中心数控磨床63.数控车床的特点可以加工精度、表面粗糙度要求较高，轮廓形状复杂或难以控制尺寸、带特殊螺纹的回转体零件。注意区分左偏刀和右偏刀75.1刀片的安装方式：复合压紧式、螺钉压紧式、杠杆压紧式5.2刀杆的安装：正确的刀具安装方法，应保证刀尖中心与主轴轴线平行，刀杆的伸出长度在保证加工的情况下，伸出长度尽量短。同时，应注意，左偏刀和右偏刀安装的方向是上下相反的。86.1切削深度(ap)--亦称背吃刀量，指车削工件时已加工表面与待加工表面之间的垂直距离叫切削深度。切断、车槽时的切削深度等于车刀主切削刃的宽度。计算公式为：ap=（dw—dm）/2。6.2切削速度(vc)--是指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方的瞬时速度单位为M/min。计算公式为：Vc=πDs/1000。6.3进给量（f）在主运动每转一转或每一行程时（或单位时间内），刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移。可分为每转进给（mm/r)和每分钟进给（mm/min)。9

7.1机床坐标系：用来确定机床的运动方向和移动距离，而在机床上建立的坐标系称为机床坐标系。数控车床的加工运动分为刀具的运动和工件的运动，因此，在确定机床坐标时，永远假定刀具相对工件运动。对于机床坐标系的方向，统一规定增大工件与刀具之间距离的方向为正方向。机床坐标系统符合右手定则规定的笛卡尔坐标系，拇指即指向X轴的正方向。伸出食指和中指，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是Z轴的正方向7.1.1Z轴方向：对于任何具有旋转主轴的机床，其Z轴方向与主轴方向平行或重合，刀具远离工件的方向为Z轴的正向。7.1.2X轴方向：为垂直Z轴，平行于工件径向和车床的横轨的方向为X轴。同样规定，刀具远离工件的方向为X轴的正向。10水平床身前置刀架机床坐标系倾斜床身后置刀架机床坐标系7.1.3机床原点：也称机床零点，是机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它是设备装配、调试时设定好的一个点，一般不能随便改变。7.1.4机床参考点：机床参考点是数控机床上的一个特殊点，通常该点位于机床正向的极限位置。如果其值为零则，机床原点与参考点重合。大多数机床在开机时的第一步都要手动返回参考点。117.2工件坐标系：针对某一工件并根据图样建立起来的坐标系，也称为编程坐标系。

机床零点位于卡盘中心机床零点位于机床正向极限位置（与机床参考点重合）7.2.1工件坐标系原点：也称编程原点，是工件装夹完成后，选择工件上的某一点作为编程或工件加工的基准点。为了方便计算，工件坐标系的原点尽可能的与尺寸基准重合。7.2.2工件坐标原点的选择，采用左端面作为原点，有利于保证工件总长：采用右端面作为原点，则有利于对刀。

128.增量坐标与绝对坐标8.1增量坐标：亦称相对坐标，增量坐标是相对于某个点的坐标，这个点可以是任意点。8.2绝对坐标：所有坐标值均以机床或工件原点计量的坐标系称为绝对坐标。XZO10203040506040302010AB在增量方式下：A(X20,Z28),B(X8,Z32)在绝对方式下：A(X20.Z28),B(X28,Z60)合理使用增量坐标编写程序，可以减少计算工作量。O例：从A点到B点绝对方式：G0Z0;G0Z-8.13;G0Z-28.23;G0Z-48.62;增量方式：G0Z0;G0W-8.13;G0W-20.19;13二.数控编程概述使数控机床根据零件加工要求进行动作，将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统，这种数控系统能识别的指令称为程序，制做程序的过程称为数控编程。

数控编程可分为手工编程和自动编程。

2.1手工编程：指所有加工程序编制的过程，即图样分析、确定加工工艺、数值计算、编写程序、制作控制介质、程序校验都是由手工完成。

143.数控编程特点与要求

2.2自动编程：是指用计算机或编程器编制数控加工程序的过程。适用于编制形状复杂的零件，如模具加工、多轴联动加工的场合。常用编程软件有CAXA数控车。3.1混合编程：指在程序段中，根据图纸尺寸的要求，可采用绝对值编程、相对值编程，也可采用两者混合编程。在FANUC中绝对值以X、Z表示，相对值以U、W表示。3.2径向尺寸以直径量表示：因为零件径向尺寸的标注和测量常以直径方式表示，所以在直径方向编程时，X(U)通常代表直径量。如果要以半径量表示，则需要通过相关指令更改。3.3固定循环简化编程：当加工的毛坯零件余量过多，或采用常用编程方式编程量太大时，可采用循环编程方式简化编程，以减少工作量。如G71、G73、G90。3.4刀具位置补偿：数控车床的对刀操作和设定工件坐标系通常采用刀具位置补偿设定。153.5刀尖圆弧半径补偿：在编制采用圆弧刀加工的程序时，采用G41、G42来对车刀刀尖圆弧进行圆弧补偿，可以提高加工精度。三.FANUC的基本编程方法一个完整的程序一般由程序号、程序内容和程序结束组成。程序号是加工程序的识别标识，因此同一程序中程序号是不可重复的。

O0001；N10M03S500;N20T0101M8;N30G00X100Z100;.......N150G00X150Z150;N160M30;程序号程序内容程序结束1.1程序号：FANUC的程序号的书写格式为O****,其中O为地址符，其后跟4个数字，数值从O0000至O9999。1.2程序内容：是整个程序的核心部分，由许多个程序段组成，每个程序段又由一个或多个指令组成。1.3程序结束：由程序结束指令组成，必须写在程序的最后，采用M02或M30作为结束指令，一般单独占一行。162.程序段的组成2.1程序段的基本格式由若干个数据字组成，而数据字又由表示地址的英文字母、特殊文字和数字构成，如X30、G02。FANUC中的程序段采用分号（；）作为该程序段结束。2.2程序段的组成2.2.1程序段号：由地址符“N”开头，其后紧跟若干数字。它一般作为程序检索或跳转时的目标位置指示，因此它的大小可以颠倒，也可以省略不写。2.2.2程序段内容：程序段具备的6个要素，即准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字和辅助功能字。3.程序的编辑与管理3.1新程序的创建按开关进入程序编辑方式按操作面板上的功能键按地址键，再输入程序号按，程序号被输入程序显示区3.2字的插入、修改和删除方法17按开关进入程序编辑方式按操作面板上的功能键按和数字，再按软键【O检索】按光标键扫描要处理的文字键入数据，按键键入数据，按键选中要删除的字，按键删除替换插入3.3程序扫描的步骤按光标键光标在屏幕上向前或向后逐字移动，持续按该键，则连续扫描字。按光标键下一个或上一个程序段的第一个字被检索，连续按该键，则光标连续移动到程序段开头。按翻页键显示下一页，光标处于该页的第一个字，连续按则一页一页地显示。183.3指向程序开头的方式3.3.1EDIT（程序编辑）方式，出现程序界面时，按键，光标返回程序的开始处。3.3.2在自动运行方式或EDIT（程序编辑）方式，处在程序界面时，按地址。输入程序号，按软键【O检索】。3.4删除程序的步骤按键，再按显示程序画面，键入地址键。输入要求的程序号，如9650，按键，再按显示屏左下角的确认软件，则键入的程序被删除。3.5调用程序的步骤按键，进入程序编辑界面，输入要调用的程序名，按屏幕下方软键【O检索】。或者在程序编辑界面，输入要调用的程序名，再按，则程序出现在屏幕画面。19三.数控车的常用命令1.常用功能指令的属性1.1指令分组：就是将系统中不能同时执行的指令分到一组，并以编号区别。例如：G01、G02、G03同属于01组。1.2模态指令：又称为续效指令，表示该指令一经在一个程序段中指定，在接下来的程序段中一直持续有效，直到执行同组的另一个指令时，该指令才失效，如G00、G01。1.3非模态指令：仅在编入的程序段内才有效的指令，如G04、G00。1.4开机默认指令：数控机床在开机时，都会在每一组的指令当中，选取一个指令作为开机默认指令，开机时自动有效，不必在程序中再编写，常见的有G01、G18等。

辅助功能命令也叫M功能或M指令，由地址M和后面两位数字组成，主要用来控制机床或系统的开、关等辅助动作的功能指令，如开、停水泵、主轴正反转等。2.1M00——程序结束指令M00指令实际上是一个暂停指令。功效是履行此指令后，机床结束一切操作。即主轴停转、切削液关闭、进给结束。但模态信息全数被保存，在按下把持面板上的启动指令后，机床重新启动，持续履行后面的程序。该指令重要用于工件在加工过程中需停机检查、测量零件、手工换刀或交接班等。202.2M01——选择结束指令M01指令的功效与M00类似，不同的是，M01只有在预先按下把持面板上“选择结束开关”按钮的情形下，程序才会结束。如果不按下“选择结束开关”按钮，程序履行到M01时不会结束，而是持续履行下面的程序。M01结束之后，按启动按钮可以持续履行后面的程序。该指令重要用于加工工件抽样检查，清理切屑等。2.3M02——程序结束指令M02指令的功效是程序全数结束。此时主轴停转、切削液关闭，数控装置和机床复位。该指令写在程序的最后一段。2.4M30——程序结束指令M30指令与M02指令的功效基础雷同，不同的是，M30能主动返回程序起始地位，为加工下一个工件作好筹备。2.5M03、M04、M05——主轴正转、反转、停止指令M03表现主轴正转，M04表现主轴反转。所谓主轴正转，是从主轴向Z轴正向看，主轴顺时针迁移转变；反之，则为反转。M05表现主轴停止。M03、M04、M05均为模态指令。212.6M08、M09——冷却液开关指令M08、M09指令用于冷却装置的启动和关闭。属于模态指令。M09表现关闭冷却液开关。2.7M98、M99——子程序调用与返回指令M98为调用子程序指令，M99为子程序结束并返回到主程序的指令。3.刀具功能命令

是指系统进行选刀和换刀的命令，又称T功能命令。用地址符T后面再加数字表示，数控车床一般是加4位数字。如T0101,第一个“01”表示刀位号，后面的“01”表示刀具补偿存储器号。4.进给功能指令

用来指定刀具相对工件运动的速度功能。根据使用要求，可分为每分钟进给（mm/min)和每转进给(mm/r)，每转进给在数控车床上使用普遍。进给速度的数值不允许为负值，也不能使用零。实际运用当中，每分钟进给--地址符F加较大常数，如F120;每转进给--地址符F加小数，如F0.2。22进给速度在实际使用过程中，常常可通过倍率开关来修正刀具进给速度。

用来控制主轴转速的功能，亦称为S功能。由地址符S和后面的数字组成。根据加工需要，可分为线速度V和转速S。5.1转速S:单位为r/min，用G97指定，其值为大于零的常数。如：S1000,表示转速为1000r/min。5.2线速度：当需要保证加工表面质量的时候，采用恒线速度，单位为m/min。用G96指定，如:G96S50,表示主轴转速为50m/min。通过换算可得出主轴的转速。公式：n=1000v/πd。6.1G00--快速定位236.2G01直线插补246.3G02/G03圆弧插补2526276.4G04暂停6.5G98/G99切削进给速度286.6G96/G97/G50恒线速度控制和最高速度控制296.7参考点返回(G30)指令G30P2IP；返回第2参考点G30P3IP；返回第3参考点G30P4IP；返回第4参考点G30为第2，3，4参考点返回，第二参考点的位置是由参数来设定的，G30指令必须在执行返回第一参考点后才有效。通常G30指令用于自动换刀位置与参考点不同的场合，而且在使用G30前，应先取消刀具补偿。8.M98/M99子程序的编制8.1子程序的概念机床的程序可分为主程序和子程序，主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件30加工程序的主体部分。在编制程序时，有时会遇到一个程序段在一个程序中多次出现，或其他几个程序都要使用它，这个典型加工程序可以做成一个固定程序，并单独命名，这组程序段就叫子程序。子程序一般不单独使用，只被主程序调用时才使用。子程序调用完，则返回主程序。7.2子程序的嵌套在主程序调用子程序时，子程序又可以调用其他子程序，这就叫子程序的嵌套。7.3子程序的调用子程序的调用是通过M98来实现的，在子程序的结尾必须以M99作为子程序结束。31调用子程序的格式有两种：M98PL----P后面的4位数字为所要调用的子程序号，L后面的数字为子程序调用的次数，特别当调用次数为0时，可省略不写。M98P------P后面的8位数，前4位数是调用的子程序号，后4位数为子程序调用的次数。

主程序O0001;M3S400;M98P2;..............M98P3L2;M30;子程序O0002;.......M99;O0003;.......M99;8.1刀具的补偿功能刀具的补偿功能是指数控机床根据刀具的实际尺寸，自动改变数控机床坐标轴或刀具刀位点位置，使实际加工加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能。刀具的补偿可分为刀具的位置补偿（又称刀具偏置）和刀具的圆弧半径补偿。8.1.1刀具偏置分为刀具的几何补偿和磨损补偿，几何补偿是用于对刀操作，磨损补偿是用于对刀具使用过程中产生磨损，而引起尺寸变化时，所采用的操作方式。8.1.2刀具的圆弧半径补偿（G41、G42、G40)加工程序加工零件时，都是假设刀具的刀尖是一个点，而实际上每把刀具的刀尖都是大小不一的圆弧，绝对的刀尖是不存在的。32当刀尖有圆弧，而不使用刀尖圆弧补偿时，就会产生过切或欠切的情况，引起加工误差。一般有以下几种情况：（1）加工端面或台阶面时，对加工表面的尺寸和开关影响不大，但是在台阶和端面的中心位置会产生残留误差。（2）加工圆锥面时，对锥度影响不大，但是对大小端的尺寸有影响。会使外锥尺寸变大，内锥尺寸变小。（3）加工圆弧时，会使外圆弧半径变小，内圆弧半径变大。33

8.1.3刀具圆弧补偿命令格式：G41G00/G01XZF刀具圆弧半径左补偿G42G00/G01XZF刀具圆弧半径右补偿G40G00/G01XZF取消刀具圆弧半径补偿刀具圆弧半径补偿方向的判断，沿Z轴的负方向往正方向，并沿刀具的移动方向看去，当刀具处于加工轮廓的左侧时，为左补偿，用G41;相反，为右补偿,用G42。注意，前置刀架与后置刀架的区别。a)为后置刀架b)为前置刀架348.1.4圆弧车刀切削沿位置的确定数控车床如果采用刀尖圆弧补偿进行加工时，如果刀尖的形状和切削时所处的位置不同，那么刀具的补偿方向和补偿量也不同。图中a是后置刀架，b是前置刀架，c是刀尖点位置。前后置刀架判断相当于把后置刀架沿Z轴旋转180度。8.1.5圆弧车刀补偿过程一般分为三个过程：AB为刀补建立过程；BCDE为刀补进行过程；EF为刀补取消过程。35图中R为刀尖圆弧半径，T为刀尖方位号O0010;M3S400;T0101;G0X40Z2;G41G1X35Z0;G1X38Z-3;Z-20;X50;G40G0X100Z100;M30;刀补建立刀补进行刀补取消36四示例程序O1213（主程序）N1M98P11GOTO2N0T100G0Z400T303G97M3S400M8G0X42G0G99Z2G1Z-4F0.08G0X43G0Z2G0G99X41.2G0X45G0Z100

T404M3S500M8G0X41Z2F0.15G0X45G0Z100M05N2M86GOTO3N0T303M3S500G0Z1G0X42G0Z0.1G1X2G0X50Z100T505M3S600G0X42Z0M8G0Z0.5G0X40G1Z0G0X45Z100T707G97M3S500G0X50Z2M8G0Z-2G0X44G1X35Z-4.5G1X25.0414Z-7.3748G1X9.2Z-28G1Z-30G0X50G0Z100T909G96M3S30G50S2023G0X50Z2M8G0Z-237G0X44G1X25.0414Z-7.3748G1X9.2Z-28G1Z-30G0X50M09G0X60Z100M5N3M98P12GOTO1M30%O0011（上料子程序）#1100=0#1101=0N10M11M84G30P2U0W0N20T100N20M85N30G30P3U0W0N40G53N40G98N40G31Z250F10000G31Z190F6000N40#2=#5062N50IF[#2GT197.5]GOTO1000IF[#2LT191]GOTO2023N60M89N70M10N80G30P3U0W0G99N80GOTO200N1000#1100=1N2023#1101=1N200M9938O0012（下料子程序）M05N0T100N0G30P4U0W0N100M87G30P2U0W0M11N110M88N120M99%39五.数控车床的操作数控车床的对刀操作又称为刀偏量的设置，常用的方法是试切对刀法。1.1Z轴的设定--首先确定要把工件坐标系的坐标原点位于工件的什么位置，现假设位于工件的右端面。1.1.1通过使用++使刀具试切削工件右端面，然后将刀具沿X轴方向退出，不要移动Z轴，然后按停止主轴。1.1.2按键和屏幕软件【补正】进入刀偏设置界面。401.1.3将光标移动到欲设定的偏置刀号处，按地址键，再输入测量值，然后按软键【测量】，完成Z轴设定。1.2X轴设定--要根据试切削外圆或内孔的尺寸来设定。1.2.1同Z轴设定一样，利用三个开关，在手动方式中切削工件外圆。将刀具沿Z轴方向退离工件后，按使主轴停止，注意不要移动X轴。1.2.2按功能键和软键【补正】显示刀具补偿画面。1.2.3将光标移动至欲设定的偏置刀号处，按，再输入测量值，然后按软键【测量】，完成X轴测定。2.MDI的运行在机床开机的状态下，按出现程序显示画面，最多可编制6行程序段，然后执行。一般用于简单的操作、对刀操作、主轴临时启动操作。在MDI方式中建立的程序不能存储。41MDI运行画面3.自动加工3.1全自动加工循环全自动加工循环是指在自动加工状态下，机床可完成选定程序的执行。当选定了一个程序并按下机床操作面板上的键，机床开始自动运行。在自动运行状态下，按键，自动运行暂时停止。再按键，自动运行继续。如果按下，自动运行结束。注意，不能在按下，在没有返回程序开头的前提下，按下键。3.2倍率开关3.2.1主轴倍率开关--用来控制主轴转速的快慢，由50%-120%之间调节。即如果指令设定转速为500r/min，开关调至80%，则实际转速为400r/min.423.2.2进给倍率开关--用来调节加工时的进给量，一般用于程序调试时。mm,其他两个依理类推。当按下手动连续开关，开关以0%-100%四个档位控制，手动快速移动或程序中G00指令移动运行的速度。433.3单段执行循环在自动运行或MDI方式下，按下开关时，每按一次循环起动，程序只执行一段，一般用于程序试运行调整时期。六.数控车床几种界面的操作1.坐标界面绝对相对综合按开关显示坐标界面，按屏幕下方的绝对、相对、综合则相应出现三种坐标显示界面。442.程序编辑界面按下开关显示程序管理界面，如果按下【目录】软键，则出现目录界面，通过使用可以查找机床上已存储的程序。453.报警信息界面按下开关显示机床报警信息，机床有些报警信息会主动跳出，显示为当前界面。46谢谢！！数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(