第3章 数控车床程序编制的基本方法.ppt

数控车床程序编制的基本方法,第三章,数控车床程序编制的基本方法,3.1数控车床程序的结构组成3.2数控车床程序编制的基本方法,3.1数控车床程序的结构组成,3.1.1程序名3.1.1.1程序名SINUMERIK-802S/8702C数控系统要求每个主程序和子程序有一个程序名。（1）程序名命名规则：a.开始的两个符号必须是字母；b.其后的符号可以是字母、数字或下划线；c.最多为8个字符；d.不得使用分隔符。,3.1数控车床程序的结构组成,（2）程序扩展名:主程序扩展名是“.MPF”和子程序扩展名是“.SPF”（3）举例:主程序:SK01.MPF子程序:TESK02.SPF3.1.2程序段3.1.2.1程序段含有执行工序所需要的全部数据内容。它是由若干个字和程序段结束符“LF”所组成。每个字是由地址符和数值所组成。3.1.2.2地址符：一般是一个字母，扩展地址符也可以包含多个字母。3.1.2.3数值：数值是一个数字串，可以带正负号和小数点，正号可以省略。3.1.2.4程序段格式及说明,3.1数控车床程序的结构组成,程序段格式:/N字1字2字3；注释.LF。符号和说明见表31。,表31程序段格式符号说明,3.1数控车床程序的结构组成,由于程序段中有很多指令，建议程序段的顺序和格式为:/NGXZTDMSF；注释LF3.1.3数控车床程序的基本指令3.1.3.1准备功能（G功能或G指令）准备功能就是控制机床运动方式的指令，它是用地址字G和后面的数字组合起来表示各式是：GXXX；准备功能分为模态指令和非模态指令；模态指令就是在同一G指令出现之前一直有效的G指令，非模态指令就是只在程序段中有效的G指令。,3.1数控车床程序的结构组成,SINUMERIK-802S/802C系统常用准备功能见表3-2。,表3-2SINUMERIK-802S/802C系统常用准备功能,3.1数控车床程序的结构组成,3.1数控车床程序的结构组成,注：带*的功能在程序启动时生效（指系统处于供货状态，没有编程新的内容时）。,3.1数控车床程序的结构组成,3.1.3.2辅助功能（M功能或M指令）辅助功能就是控制机床辅助动作（如冷却液的开关、主轴正反转等）的指令。SINUMERIK-802S/802C系统常用准备功能见表3-3。,表3-3SINUMERIK-802S/802C系统常用辅助功能,3.1数控车床程序的结构组成,3.1数控车床程序的结构组成,3.1.3.3F功能F功能表示刀具的进给速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。F功能在G01、G02、G03、G05等插补指令中生效，在程序中第一次出现插补指令之前或同时，应设定F功能指令。F指令一旦设定就一直有效直到被新的F指令取代。G94设定的F指令进给量单位是mm/min。G95设定的F指令进给量单位是mm/r。进给量单位的换算：如主轴的转速S（单位为r/min），G94设定的F指令进给量是F（单位是mm/min），G95设定的F指令进给量f（单位是mm/r）。换算公式是：F=fS,3.1数控车床程序的结构组成,3.1.3.4S功能S功能指令表示数控车床主轴的转速，单位为r/min。主轴的旋转方向和主轴运动起始点及终点通过M指令来实现。3.1.3.5T功能T指令可以选择刀具，但必须在机床数据先确定好。（1）用T指令直接更换刀具。（2）仅用T指令预选刀具，另外还要用M06指令才可以进行刀具的更换。,3.1数控车床程序的结构组成,3.1.3.6刀具补偿D（1）一个刀具可以匹配从1到9几个不同补偿的数据组（用与多个切削刀）。（2）如果没有编写D1指令，刀具补偿值D1自动生效。（3）如果编写D0指令，刀具补偿值无效。（4）系统中最多可以同时存储30个刀具补偿数据组。（5）刀具半径补偿必须与G41/G42一起执行。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.1数控车床程序编制的基本方法课题13.2.1.1教学目的（1）学习快速移动指令G00；（2）学习直线插补指令G01；（3）学习用G94和G95设定F指令进给量单位。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.1.2编程的基本知识（1）快速移动指令G00用于快速移动并定位刀具，模态有效；快速移动的速度由机床数据设定，因此G00指令后不需加进给量指令F，用G00指令可以实现单个坐标轴或两个坐标轴的快速移动。快速移动指令G00的程序段格式为：G00XZ。程序段中XZ是G00移动的终点坐标。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）直线插补指令G01使刀具以直线方式从起点移动到终点用F指令设定的进给速度，模态有效；用G01指令可以实现单个坐标轴直线移动或两个坐标轴的同时直线移动。直线插补指令G01的程序段格式为：G01XZF。程序段中XZ是G01移动的终点坐标。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（3）用G94和G95设定F指令进给量单位G94设定的F指令进给量单位是：毫米/分钟（mm/min）。G95设定的F指令进给量单位是：毫米/转（mm/r）。进给量单位的换算：如主轴的转速S（单位为r/min），G94设定的F指令进给量是F（单位是mm/min），G95设定的F指令进给量f（单位是mm/r）。换算公式是：F=fS。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.1.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.2数控车床程序编制的基本方法课题23.2.2.1教学目的（1）学习绝对尺寸数据指令G90和增量尺寸数据指令G91；（2）学习倒角和倒圆角指令CHF=、RND=；3.2.2.2编程的基本知识（1）绝对和增量尺寸数据G90和G91指令分别代表绝对尺寸数据输入和增量尺寸数据输入，模态有效。G90指令表示坐标系中目标点的坐标尺寸，G91指令表示待运行的位移量。G90和G91指令不决定到底终点位置的轨迹，刀具运行轨迹由G功能组中的其它指令决定。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）绝对尺寸数据输入指令G90的尺寸取决于当前坐标系（工件坐标系或机床坐标系）的零点位置，G90指令适用于所有坐标轴，并且一直有效，直到在后面的程序段中由G91指令（增量尺寸数据输入）替代为止。增量尺寸数据指令G91的尺寸表示待运行的轴位移，G91指适用于所有坐标轴，并且一直有效，直到在后面的程序段中由G90指令（绝对尺寸数据输入）替代位置。（3）G90和G91指令的使用，SINUMERIK系统与某些数控系统在G91指令的格式上有所不同，它在G91指令后的增量尺寸用X或Z表示，而有些数控系统增量尺寸用U或W来表示。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（4）倒角和倒圆角指令CHF=、RND=在零件轮廓拐角处如倒角或倒圆，可以插入倒角或倒圆指令CHF=.或者RND=.与加工拐角的轴运动指令一起写入到程序段中。直线轮廓之间、圆弧轮廓之间以及直线轮廓和圆弧轮廓之间都可以用倒角或倒圆指令进行倒角或倒圆。程序段格式为：CHF=插入倒角，数值；倒角长度（斜边长度）；RND=插入倒圆，数值，倒圆半径。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,提示：无论是倒角还是倒圆都是对称进行的，如果其中一个程序段轮廓长度不够，则在倒圆或倒角时会自动削减编程值，如果几个连续编程的程序段中有不含坐标轴移动指令的程序段，则不可以进行倒角/倒圆。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.2.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.3数控车床程序编制的基本方法课题33.2.3.1教学目的（1）学习顺时针圆弧插补指令G02；（2）学习逆时针圆弧插补指令G03；（3）学习通过中间点进行圆弧插补指令G05；,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.3.2编程的基本知识（1）圆弧插补指令使刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点，模态有效。G02指令表示圆弧插补方向为顺时针，G03指令表示圆弧插补方向为逆时针。（2）判别圆弧插补方向：从Y轴负方向去观察顺时针就用顺时针圆弧插补指令G02，逆时针就用顺时针圆弧插补指令G03。在数控车床上简单判别方法是认为刀架是后置刀架从上往下观察顺时针就是G02，逆时针就是G03。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（3）不同方式表示的圆弧编程格式如下：,3.2数控车床程序编制的基本方法,（4）通过中间点进行圆弧插补指令G05，如果不知道圆弧的圆心、半径或张角，但已知圆弧轮廓上三个点的坐标，则可以使用G05指令。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.3.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.4数控车床程序编制的基本方法课题43.2.4.1教学目的（1）学习暂停指令G04；（2）学习恒螺距螺纹切削指令G33；3.2.4.2编程的基本知识（1）暂停指令G04可以暂停所给定的时间，但只对自身程序段有效，在此之前程序段中的主轴速度和进给量F保持存储状态。暂停指令G04的程序段格式为：G04F；暂停的时间（秒）；G04S；暂停主轴转数。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）恒螺距螺纹切削指令G33可以加工：圆柱螺纹、圆锥螺纹、外螺纹和内螺纹、单头螺纹和多头螺纹、多段连续螺纹以及左旋螺纹和右旋螺纹，G33指令模态有效。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（3）加工螺纹主轴转速S及每次进刀的深度，应根据车床及刀具的具体情况选择合适值。螺纹牙深等于螺纹大径减螺纹小径；对与普通三角形螺纹螺纹牙深等于0.5413*P。（4）因为在恒螺距螺纹切削时，刀具进给速度F只取决于主轴转速S和螺纹导程K，根据主轴转一转刀具移动一个导程的原理，在螺纹加工时进给修调开关无效,并且要保持主轴修调开关不变。（5）圆柱螺纹的导程K与螺距P的关系是：K=n*P；空刀退出量一般取b1.2K，空刀导入量一般取a2.5K,如空刀导入量a取得太小，有可能产生“乱牙”现象。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.4.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.5数控车床程序编制的基本方法课题53.2.5.1教学目的（1）学习螺纹切削循环LCYC97指令；（2）学习零件公差在编程时的处理方法。3.2.5.2编程的基本知识（1）用螺纹切削循环LCYC97指令可以简化加工程序。该循环指令可以加工圆柱螺纹和圆锥螺纹、外螺纹和内螺纹，而且能加工单头螺纹或多头螺纹，切削进刀深度可自动设定。螺纹切削循环LCYC97指令的参数见表3-4。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）多头螺纹用螺纹切削循环LCYC97指令螺纹头数会均匀分布在圆周上；螺纹切削循环会自动判别纵向螺纹加工和横向螺纹加工。（3）调用螺纹切削循环LCYC97指令时，刀具会以G00快速移动至编程的螺纹起点+空刀导入量处，螺纹切削循环结束时刀具会快速移动至起刀点处，因此调用螺纹切削循环LCYC97指令前的位置必须保证刀具不会发生碰撞地到达起刀点。（4）加工螺纹主轴转速S及每次进刀的深度，应根据车床及刀具的具体情况选择合适值。螺纹牙深等于螺纹大径减螺纹小径；对与普通三角形螺纹螺纹牙深等于0.5413*P。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（5）圆柱螺纹的导程K与螺距P的关系是：K=n*P；空刀退出量一般取b1.2K，空刀导入量一般取a2.5K，如空刀导入量a取得太小，有可能产生“乱牙”现象。（6）零件公差在编程时处理方法：外廓尺寸按公差的中差或中上差编程，内廓尺寸按公差的中差或中下差编程，自由公差按国家标准IT12级“入体公差”编程。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,表3-4螺纹切削循环LCYC97指令的参数表,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.5.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.6数控车床程序编制的基本方法课题63.2.6.1教学目的（1）学习毛坯切削循环LCYC95指令；（2）学习子程序编程格式和调用方法等。3.2.6.2编程的基本知识（1）毛坯切削循环LCYC95指令可以在坐标轴平行方向加工由子程序编程的轮廓，它既可以进行纵向和横向加工，也可以进行内外轮廓的加工，还可以选择不同的切削工艺方式：粗加工、精加工或综合加工。只要刀具不与工件发生碰撞就可以在任意位置调用此循环。毛坯切削循LCYC95指令的参数见表3-5。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）调用循环LCYC95指令之前必须激活用于进行加工的刀具补偿参数，系统中必须已装入文件SGUD.DEF。（3）程序嵌套时最多可以从三级程序界面中调用此循环（两级嵌套）。（4）轮廓可以由直线或圆弧组成，并可以插入圆角和倒角，编程的圆弧段最大可以为本1/4圆并且轮廓中不允许出现根切，即尺寸只能单一变化。（5）R108设定的粗加工单边最大进刀深度，实际第一刀进刀度深度是轮廓最大直径加精加工余量减去R108设定的粗加工单边最大进刀深度。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（6）程序中当某一段程序重复出现（即具有相同的切削路线）时，可以把这一段程序作为子程序，并事先存储起来，在进行加工时反复调用，这样就减少了重复编程的工作量，简化了程序。（7）子程序的结构与主程序的结构相同，但在子程序中最后一个程序段不是用M02指令而是用M17指令结束子程序。除了用M17指令外，还可以用RET指令结束子程序。RET指令要求占用一个独立的程序段。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（8）为了方便地选择某一子程序，必须给子程序取一个程序名。子程序名可以自由选择，其方法与主程序中程序名的选取方法一样，但扩展名不同，主程序的扩展名为MPF，在输入程序名时系统能自动生成扩展名，而子程序的扩展名与子程序名一起输入。例如：CZQY0110.SPF。另外，在子程序中，还可以使用地址字符L，其后面的值可以有7位（只能为整数），地址字符L之后的均有意义，不能省略。例如：L128、L0128、L00128分别代表三个不同的子程序。,3.2数控车床程序编制的基本方法,在一个程序中（主程序或子程序）可以直接利用程序名调用子程序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。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，这个过程为子程序的嵌套。子程序的嵌套可以分为三层，即四级程序界面（包括主程序）。,3.2数控车床程序编制的基本方法,表3-5毛坯切削循LCYC95指令的参数表,3.2数控车床程序编制的基本方法,表3-6LCYC95指令中参数R105加工方式表,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.6.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.7数控车床程序编制的基本方法课题73.2.7.1教学目的（1）学习切槽循环LCYC93指令。3.2.7.2编程的基本知识（1）切槽循环LCYC93指令可以在圆柱形工件上，不管是进行纵向加工还是进行横向加工均可以利用切槽循环加工槽，包括外部切槽和内部切槽。切槽循环LCYC93指令的参数见表3-7。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）调用切槽循环LCYC93指令之前刀具的位置必须保证刀具不与工件发生碰撞,并尽量减少空行程。（3）实际刀具宽度必须与R107参数设定的数值一致并且要小于槽宽,否则加工出的槽轮廓有误。（4）R119设定的槽底暂停时间，其最小值为主轴旋转一转所用时间，编程暂停时间与F一致。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,表3-7切槽循环LCYC93指令的参数表,3.2数控车床程序编制的基本方法,表3-8切槽循环LCYC93指令中参数R105加工方式表,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.7.3编程实例,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.8数控车床程序编制的基本方法课题83.2.8.1教学目的（1）学习可设定零点偏置G54-G57和可编程的零点偏置指令G158；（2）学习公制尺寸指令G71和英制尺寸指令G70；（3）学习半径数据尺寸指令G22和直径数据尺寸指令G23；（4）学习恒定切削速度指令G96、G97；（5）学习计算参数和程序跳转。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2.8.2编程的基本知识（1）车床工件坐标系的设定数控车床机床坐标系的原点位于卡盘端面和主轴中心线的交点，若以机床坐标系为编程坐标系，则会给编程带来许多不便，所以在零件图样给出以后，应找出图样上的设计基准点，并以此点为基准设定工件坐标系，以达到简化编程的目的。通常工件坐标系原点选择在工件右端面，工件坐标系的Z轴与主轴中心线重合,可设定零点偏置G54G57给出工件零点在机床坐标系中的位置（工件零点以机床零点为基准偏移），当工件装夹到机床上后求出偏移量，并通过操作面板输入到G54G57的数值区。在用相应的指令G54G59调用时工件坐标系就迅速建立。G54G57为模态指令一直到被G500或G53指令去代才恢复机床坐标系。设定工件坐标系的方法之二是应用可编程的零点偏置G158指令。用G158指令进行工件坐标系设定时，可以将原工件坐标进行偏移，若在程序段中G158指令后不跟坐标轴名称，则表示原工件坐标。,3.2数控车床程序编制的基本方法,编程：G54第一可设定零点偏置；G55第二可设定零点偏置；G56第三可设定零点偏置；G57第四可设定零点偏置；G500取消可设定零点偏置（模态有效）；G53取消可设定零点偏置（程序段有效）；G158XZ可编程的零点偏置指令G158。,3.2数控车床程序编制的基本方法,3.2数控车床程序编制的基本方法,（2）英制尺寸和米制尺寸G70和G71指令分别代表程序中输入的是英制尺寸和米制尺寸，模态有效。它们是两个互相取代的G指令，系统一般设定为G71状态。在使用G70指令时应注意程序中输入的与工件直接相关的几何数据均为英制，例如：G00、G01、G02、G03、G33指令下的尺寸数据X、Z；插补参数I、K（也包括螺距）；圆弧半径CR等。其他与工件几何尺寸没有直接关系的指令，如进给速度F指令、刀具补偿D指令、可设定的零点偏置G54G57指令等均与G70指令的编程无关。,3.2数控车床程序编制的基本方法,这些数值以米制通过操作面板直接输入（如刀具补偿D指令）、可设定的零点偏置G54-G57指令）或在加工程序中G71指令有效时输入（如进给速度F指令）。如G70替代了G71，系统会自动完成进给速度F、刀具补偿D、可设定的零点偏置G54-G57等指令数值的转换工作，将这些几何尺寸转换为英制尺寸。编程：G70英制尺寸；G71米制尺寸。,3.2数控车床程序编制的基本方法,（3）半径和直径数据尺寸G22和G23指令分别表示把X轴方向的终点坐标作为半径数据尺寸和直径数据尺寸处理，模态有效。数控车床在加工零件时通常把X轴（横向坐标轴）的尺寸数据作为直径数据编程，系统将所输入的数值设定为直径尺寸。也可以通过G22指令将直径尺寸转