数控车床的程序设计第3章

第3章数控车床的程序设计3.1数控车床的概述

加工各种复杂回转体零件，只需两坐标联动。主运动——

主轴的回转运动，由直流或交流测速电机驱动。在主传动系统装有主轴脉冲发生器，检测主轴的转速。进给运动——

刀架的纵、横（Z,X）向运动，由伺服电动机驱动。3.2数控车床的编程基础

——以FANUC-0T系统的数控车床为例。3.2.1数控车床的编程特点（1)在一个程序段中可以采用绝对值编程、增量值编程或混合编程。（2)工件径向尺寸X以直径量表示，当用增量值编时，以径向实际位移量两倍表示。（3）为提高工件径向尺寸精度，X方向的脉冲当量经常是Z向的一半。（4）棒料毛坯加工余量大，为简化编程，数控系统常备有“固定循环”可进行多次重复循环切削。（5）为提高加工精度，需要对车刀刀尖圆弧半径进行补偿。3.2.2数控车床的编程规则

X、U坐标值=2*实际位移量

Z、W坐标值=实际位移量如图3-1所示绝对值编程：轨迹（终点）X、Z坐标值都相对于工件坐标系原点的绝对尺寸。增量值编程：轨迹（终点）U、W坐标值都相对于前一

点（起始点）的增量尺寸。如图3-1所示，刀具从坐标原点O依次运动到D。绝对值方式编程：N10G01X40.Z10.F120；O→AN20X80.Z30.；A→BN30X120.Z40.；B→CN40X60.Z80.；C

→DN50M02；增量值方式编程:N10G01U40.W10.F120;O

→AN20U40.W20.;A

→BN30U40.W10.；B

→CN40U-60.W40.；C

→DN50M02；3.2.3程序原点和坐标值程序原点——工件坐标系原点，在主轴轴线（或工件回转中心）与工件右端面的交点上。如图3-2所示。Z轴——为主轴轴线，刀具远离工件的方向为正+Z。X轴——为工件半径方向，指向刀架，刀具远

离工件方向为正+X。注意：坐标值一定要带小数点。

带小数点——坐标值单位为mm。

不带小数点——坐标值单位为um。3.3数控车床常用指令3.3.1F指令每转进给量G95F___；主轴每转进给量，单位为mm/r

例：G95F0.2；表示进给量为0.2mm/r每分钟进给量G94F___；单位为mm/min。例：G94F100；表示每分钟进给量100mm/min3.3.2S指令1.最高转速限制

G50S____

；表示主轴最高转速，单位为r/min

例：G50S3000；表示最高转速限制为3000r/min2.恒线速度控制

G96S____

；单位为m/min。例：G96S150；表示切削点线速度控制在150m/min3.恒线速度取消

G97S____

；恒线速度取消后的主轴转速，若S未指定，将保留G96的最终值。例：G97S3000；表示恒线速度取消后的主轴转速

3000r/min。3.3.4M功能M00——程序暂停，可按“启动”（CYCLESTART）按钮使程序继续运行。测量工件、工件调头、手动变速M01——计划暂停，与M00作用相似，可用“任选停止”（OPTSTOP）按钮选择M01是否有效。M03——主轴正转M04——主轴反转M05——主轴停止M08——冷却液开M09——冷却液关M30——程序停止，程序复位到起始位置。3.3.5G指令1.工件坐标系设置（1）指令格式

G50X___Z___；非运动指令，刀具不动设定工件坐标系。（数铣用G92）

X、Z——起刀点相对于工件原点位置坐标值。该值在编程前就已通过对刀确定，随着起刀点

位置不同，（X，Z）数值也不同。如图3-3所示选工件右端面0点：G50X150.0Z20.0；选工件左端面0'点：G50X150.0Z100.0；（2）对刀问题

——对于数车工件坐标系原点一般选择在工件右端面中心处，通常采用试切对刀法来确定每把刀具在工件坐标系中的位置。如图3-4所示

2.快速定位G00

——刀具以数控系统预先设定的最快速度移动到（X,Z）指定的位置。指令格式：G00X(U)____Z(W)____；如图3-5所示注意：刀具路径，避免与障碍物相碰。

绝对值编程：G00X50.0Z6.0；

增量值编程：G00U-70.0W-84.0

；

3.直线插补G01（1）指令格式

G01X(U)____Z(W)____F____；如图3-6

所示

绝对编程：G01X80.0Z-80.0F0.25；

增量编程：G01U20.0W-80.0F0.25；说明：1）尺寸字地址决定坐标值取绝对编程还是增量编程，或有数控系统的状态（G90，G91）决定。

2）F指令也是模态指令，它可用G00

指令取消。如果G01指令之前和本程序段无F指令，则机床不运动。因此，G01程序段中必须含有F指令（2）G01车锥的方法

1）加工路线一：吃刀量不变，需计算终刀距S=2aPL/(D-d)

图3-7（a）

2）加工路线二：吃刀量变化。图3-7（b）

4.G01倒直角功能指令格式：G01Z(W)___I±___F____；图3-8（a）Z轴向X轴倒角G01X(U)___K±___F____；图3-8（b）X轴向Z轴倒角

5.G01倒圆角功能指令格式：G01Z(W)___R±___F____；图3-9（a）Z轴向X轴倒圆角G01X(U)___R±___F____；图3-9（b）X轴向Z轴倒圆角例3-1加工图3-10所示零件的轮廓，程序如下：

1）毛坯：¢40X100mm45号钢棒料2）刀具：T01——90度外圆车刀

T02——切断刀（刃宽4mm）

T03——螺纹刀3）刀位补正：XZR

T0101-260.000-495.8330

T0202-260.000-500.0000

T0303-260.000-500.00004)数控加工程序（NC代码）O0310T0101G00X100.Z50.M03S800X42.Z2.G71U2.R1.G71P1Q2U0.3W0.2F200N1G00X10.G01Z-11.R5.F100；G01车外圆带(G02)圆弧指令G01X25.；添加一个过渡直线指令G01X38.Z-15.

；G01车端面带C4倒角指令Z-25.N2X42.G70P1Q2G00X100.Z50.T0202G00X45.Z-25.G01X1.F80X45.G00X100.Z50.M30

6.G02/G03指令（1）圆弧顺逆的判断圆弧起点相对圆心的增量坐标右下左上左上右下一、毛坯：Ф85X150棒料刀位偏置XZ二、刀具：T010190度外圆车刀-260-445.833

T0202螺纹刀-260-450.000

T0303刃宽4mm切断刀-260-450.000

T0404Ф18钻头-480-310.000

T0505镗刀-495-310.000三、程序注释%1000;程序头（华中世纪星HNC-21T系统）M06T0101;换外圆车刀G00X100Z150;换刀点M03S800;主轴正转300r/minG00X87Z0;下刀G01X0F100;平端面G00X100Z150M05;退回到换刀点主轴停转M06T0404;换Ф18钻头G00X0M03S250;下刀主轴正转250r/minZ2;快速接近工件G01Z-60F240;钻孔G00Z120;快退出X100M05;回换刀点M06T0505;换镗刀G00X24Z2M03S800;下刀主轴正转800r/minG01Z0F150;接近工件G02X20Z-2R2;镗R2圆弧G01Z-45;镗Ф20圆孔X17;让刀G00Z150;快退出X100M05;回换刀点主轴停M06T0101;换外圆车刀G00X87Z2M03S800;到G71循环起点主轴正转800r/minG71U2R1P10Q20X0.3Z0.2F200;G71粗车循环N10G00X28;精车起始下刀G01Z0F150;到R6圆弧起点G03X40Z-6R6;逆圆插补车R6圆弧G01Z-10;直线插补到R8圆弧起点G02X56Z-18R8;顺圆插补车R8圆弧G03X80Z-30R12;逆圆插补车R12圆弧G01Z-50;车%80外圆N20X87;精车结束抬刀G00X100Z150M05;回换刀点主轴停M06T0303;换切断刀G00X82Z-44M03S400;到切断起点主轴正转400r/minG01X75F100;预切槽G00X82;抬刀W2;窜刀G01X80;下刀到R2圆弧起点G03X76W-2R2;逆圆插补车R2圆弧G01X22;切断G00X82;退刀X100Z150;回换刀点M30;程序结束（2）说明：1）绝对编程时，圆弧终点坐标（X,Z）为工件坐标系中的坐标值，增量编程时，圆弧终点坐标（U,W）为圆弧终点相对起点的增量坐标值(U为实际位移量的二倍)。2）圆心坐标（I,K）为圆弧起点到圆弧中心所作矢量沿（X,Z）向分矢量。3）在同一半径下，规定：圆心角≤180°时，用“+R”表示。圆心角>180°时，用“-R”表示。4）用R指定圆心位置时，不能描述整圆如图3-12所示G02应用实例： (1)用I、K表示圆心位置1）绝对编程：N03G00X20.0Z2.0；N04G01Z-30.0F80；N05G02X40.0Z-40.0I10.0K0F60；2）增量编程：N03G00U-80.0W-98.0；