数控车床编程.ppt

模块七数控车床编程,2,单元一数控车床编程基础,单元二编程中的数学处理,单元三数控车床编程指令,单元四数控车床编程实例,3,单元一数控车床编程基础,一、程序编制的内容,Exit,二、程序编制的方法,三、数控机床的坐标系,四、数控车床坐标系中的各原点,五、程序段的构成与格式,六、程序编制中的工艺处理,4,单元一数控车床编程基础,一、程序编制的内容,Exit,1、图样分析,2、辅助准备,3、制定加工工艺,4、数值计算,5、编写加工程序单,6、制作控制介质,7、程序校核,5,单元一数控车床编程基础,Exit,二、程序编制的方法,1、手工编程,适用零件：形状不复杂；编程工作量小；加工程序段不多；出错几率小；不需具备特别条件（相应的硬件、软件）。,2、自动编程,适用零件：形状复杂，如非圆曲线、曲面加工；编程工作量大；工艺及其处理复杂；数值计算繁琐。,6,单元一数控车床编程基础,Exit,三、数控车床的坐标系,数控机床标准坐标系是一个右手直角笛卡儿坐标系，如右图所示：,1、坐标轴和运动方向命名的原则,数控车床运动都指刀具相对于静止工件的运动；,刀具远离工件的运动方向为坐标轴的正方向；,机床主轴旋转运动的正方向是按右旋进入工件的方向。,2、坐标轴的规定,（1）Z坐标轴,（2）X坐标轴,（3）Y坐标轴,（4）与X、Y、Z主要直线运动平行的坐标,（5）旋转坐标,1、2,7,单元一数控车床编程基础,Exit,三、数控机床的坐标系,1、2,3、各类数控车床的坐标系,8,单元一数控车床编程基础,Exit,四、数控车床坐标系中的各原点,数控车床的坐标系统，包括坐标系、坐标原点和运动方向，对于数控加工和编程是一个十分重要的概念。数控车床上的主要原点及其坐标系，如图74所示,图74坐标系中的各原点,1、机床原点；,2、机械原点（机械零点）；,3、工件编程原点；,4、程序起点。,9,单元一数控车床编程基础,Exit,五、程序段的构成与格式,1、加工程序,加工程序由程序开始、程序内容及程序结束等3个部分组成。,2、信息字,信息字由地址符和数据符组成。,3、程序段格式,程序段由顺序号字、功能字、尺寸字及其他地址字组成，末尾用“LF”或“；”作为这一段程序的结束以及与另一段程序的分隔。,如：N007G01X50Z30F140S300T0101M03；,4、加工程序的结构,1、2,10,单元一数控车床编程基础,Exit,五、程序段的构成与格式,4、加工程序的结构,1、2,11,单元一数控车床编程基础,Exit,六、程序编制中的工艺处理,1、工艺准备的处理方法,2、加工工艺的处理方法,12,单元一数控车床编程基础,Exit,六、程序编制中的工艺处理,1、工艺准备的处理方法,（1）分析零件图样,检查构成加工轮廓的几何条件有无缺陷；,分析尺寸公差、表面粗糙度要求；,形状和位置公差要求。,（2）刀具选择,（3）工件装夹,基准与定位；,数控车削用夹具；,（4）对刀,刀位点（如右图）；,对刀；,图75各类车刀的刀位点,（5）对刀点和换刀点的位置确定,对刀点的含义；,确定对刀点位置的方法；,换刀点位置的确定；,13,单元一数控车床编程基础,Exit,六、程序编制中的工艺处理,2、加工工艺的处理方法,（1）确定加工方案,先粗后精（如右图7-6）；,先近后远（如右图7-7）；,先内后外（如下图7-8）；,程序段最少；,走刀线路最短；,特殊处理（如下图7-9)。,图7-6先粗后精加工工艺图7-7先近后远加工工艺,图7-8先内后外加工工艺,图7-9特殊处理,14,单元一数控车床编程基础,Exit,六、程序编制中的工艺处理,2、加工工艺的处理方法,（2）切削用量与切削速度,切削深度的确定；,主轴转速的确定；,进给量的确定；,切削速度的确定；,车螺纹的主轴转速确定；,（3）制定补偿方案,机械间隙补偿；,a、自动补偿法,b、编程补偿法,刀位偏差补偿,15,单元二编程中的数学处理,Exit,一、数学处理的内容,二、尺寸链解算,三、坐标值计算的基本知识,四、坐标值的常用计算方法,16,单元二编程中的数学处理,Exit,一、数学处理的内容,1、数值换算,（1）选择原点、换算尺寸,（2）标注尺寸换算,直接换算,间接换算,尺寸链解算,2、基点与节点,（1）基点,（2）节点,图7-10标注尺寸换算,图7-11零件轮廓上的基点和节点,17,单元二编程中的数学处理,Exit,二、尺寸链解算,1、尺寸链的基本概念,设计尺寸链,工艺尺寸链,2、尺寸链简图,图7-12工艺尺寸链简图,3、尺寸链的环,封闭环,组成环,增环,减环,4、解尺寸链,封闭环的基本尺寸,封闭环的最大极限尺寸,封闭环的最小极限尺寸,18,单元二编程中的数学处理,Exit,三、坐标值计算的基本知识,1、编程坐标系,（1）绝对坐标系,（2）增量坐标系,图7-13绝对坐标系,图7-14增量坐标系,2、坐标值计算的方法,图7-15坐标值计算的一般方法,1、2,19,单元二编程中的数学处理,Exit,三、坐标值计算的基本知识,3、坐标值计算的基本环节,（1）分析计算,图形各要素的分析,对编程图形的描述,确定几何关系,（2）计算步骤,（3）计算结果,（4）结果检验,（5）检验后的处理,1、2,20,单元二编程中的数学处理,Exit,四、坐标值的常用计算方法,（1）作图计算法的实质,要求绘图工具质量较高,绘图应做到认真、仔细，并保证度量准确,图线应尽量细而清晰，多次绘制同一个圆心时，要避免圆心移位,（2）作图计算法的要求,1、作图法,绘图要严格按比例进行,2、三角函数计算法,正弦定理,余弦定理,3、平面解析几何法,21,单元三数控车床编程指令,Exit,一、M指令,二、G指令,三、与坐标系相关的G指令,四、与运动方式相关的G指令,五、螺纹加工指令,六、简单循环指令,七、复合循环指令,八、刀具补偿指令,22,单元三数控车床编程指令,Exit,一、M指令,用地址字M及2位数字表示，主要用于机床加工操作时的工艺性指令。,特点：靠继电器的通断来实现控制过程。,表7-2M指令功能说明,23,单元三数控车床编程指令,Exit,二、G指令,表7-3G指令功能说明,24,单元三数控车床编程指令,Exit,三、与坐标系相关的G指令,1、工件坐标系设定,2、绝对坐标方式与增量坐标方式,3、换刀点设置,4、返回参考点和从参考点返回,25,单元三数控车床编程指令,Exit,三、与坐标系相关的G指令,1、工件坐标系设定,指令：G92,功能：建立一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。,格式：G92X_Z_,图716设定工件坐标系,26,单元三数控车床编程指令,Exit,三、与坐标系相关的G指令,2、绝对坐标方式与增量坐标方式,指令：G90（绝对坐标）G91（增量坐标）,功能：G90状态下，程序段中的尺寸数字为绝对值，即刀尖所有轨迹点的坐标值均以工件零点为基准而得；G91状态下，程序段中的尺寸数字为增量坐标值，即刀尖当前点的坐标值，是以刀尖前一点为基准而得。,格式：G90X_Z_G91X_Z_,图7-18绝对、增量坐标,27,单元三数控车床编程指令,Exit,三、与坐标系相关的G指令,3、换刀点设置,指令：G92,功能：以绝对坐标方式设置换刀点。,格式：G92X_Z_,图7-19换刀点设置示例,28,单元三数控车床编程指令,Exit,三、与坐标系相关的G指令,4、返回参考点和从参考点返回,指令：G28（自动返回参考点）G29（从参考点返回）,功能：G28指令可使刀具以空行程速度，从当前点返回机床有关参考点；G29指令可使刀具以空行程速度，从参考点返回到指定点。,格式：G28X_Z_G29X_Z_,图7-20G28、G29功能应用示例,29,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,1、快速点定位,2、直线插补,3、倒角,4、圆弧插补,30,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,1、快速点定位,指令：G00,功能：G00指令使刀具以点控制方式，从刀具所在点快速移动到目标点。它只是快速定位，对中间空行程无轨迹要求，G00移动速度是机床设定的空行程速度，与程序段中的进给速度无关。,格式：G00X_Z_,图7-21车床G00轨迹,图7-22G00功能示例,31,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,2、直线插补,指令：G01,功能：G01指令使刀具以一定的进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点。,格式：G01X_Z_,图7-23G01功能应用车外圆,32,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,3、倒角,指令：G01,功能：G01倒角控制机能可以在两邻轨迹的程序段之间插入直线倒角或圆弧倒角。,格式：G01X_Z_C_（直线倒角）G01X_Z_C_（圆弧倒角）,图7-25倒角指令示意图,1、2,33,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,3、倒角,【例7-1】图7-26a）所示零件的各加工面已完成了粗车，试设计一个精车程序。,解：(1)设工件零点和换刀点。工件零点DP设在工件端面（工艺基准处），换刀点（即刀具起点）设在工件的右前方A点，如图7-26b）所示。(2)确定刀具工艺路线。如图7-26b)所示，刀具从起点A（换刀点）出发，加工结束后再回到A点，走刀路线为：ABCDEFA(3)计算刀尖运动轨迹坐标值。根据图7-26b)得各点绝对坐标值为：A(60,15)、B(20,2)、C(20,-15)、D(28,-26)、E(28,-36)、F(42,-36)。(4)编程。精加工程序见表7-4。,1、2,图：,图7-26G01功能应用示例,35,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,4、圆弧插补,指令：G02（顺时针圆弧插补）G03（逆时针圆弧插补）,功能：该指令使刀具刀尖从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点。圆弧的顺、逆方向可按图7-27a)给出的方向判断：沿与圆弧所在平面(如X0Z)相垂直的另一坐标轴的负方向(如-Y)看出，顺时针为G02，逆时针为G03，图7-27b）为车床上圆弧的顺逆方向。,图7-27圆弧的顺逆方向,1、2、3,36,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,4、圆弧插补(说明),图7-28G02圆弧插补指令说明（直径编程）,图7-29G03圆弧插补指令说明（直径编程）,图7-30用+R、-R指定圆弧,1、2、3,37,单元三数控车床编程指令,Exit,四、与运动方式相关的G指令,4、圆弧插补(说明),【例7-2】车削如图7-33所示的球头手柄。写出刀尖从工件零点OP出发，车削凸、凹球面的程序段。,1、2、3,38,单元三数控车床编程指令,Exit,五、螺纹加工指令,指令：G32,功能：G32为等螺距圆柱或圆锥螺纹车削指令,只需一个指令便可完成螺纹全部车削。,格式：G32X_Z_R_F_,图7-34G32螺纹加工指令,1、2、3,39,单元三数控车床编程指令,Exit,五、螺纹加工指令,【例7-3】编写车削图7-35所示螺纹部分的粗加工程序。,图7-35等距圆柱螺纹加工示例,1、2、3,40,单元三数控车床编程指令,Exit,五、螺纹加工指令,【例7-4】如图7-36所示等距圆锥螺纹,螺纹导程为3.5mm,1=1mm,2=2mm，每次吃刀量为1mm，进行三次车削，写出其加工程序。,图7-36等距圆锥螺纹加工示例,1、2、3,41,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,1、内（外）径切削循环,2、端面切削循环指令,3、螺纹切削循环,42,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,1、内（外）径切削循环,指令：G80,功能：如图7-37所示,该指令可使刀具从循环始点A走矩形轨迹,回到A点后,进刀后,再按矩形循环,依次类推，最终完成圆柱面车削。,格式：G80X_Z_F_,图7-37切削圆柱面时的内(外)切削循环指令说明,（1）切削圆柱面时的内（外）径切削循环指令,1、2、3、4,43,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,1、内（外）径切削循环,（1）切削圆柱面时的内（外）径切削循环指令,【例7-5】如图7-38所示工件,编制一个粗车32外圆的简单循环程序,每次切削深度1mm(半径方向)。,图7-38外圆循环程序示例,1、2、3、4,44,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,1、内（外）径切削循环,指令：G80,功能：如图7-39所示，该指令可使刀具从循环始点A走直线轨迹，回到A点后，进刀后，再按直线轨迹循环，依次类推，最终完成圆锥面车削。,格式：G80X_Z_I_F_,（2）带锥度的内（外）径切削循环指令,图7-39带锥度的内（外）切削循环,1、2、3、4,45,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,1、内（外）径切削循环,（2）带锥度的内（外）径切削循环指令,如图7-40a）所示工件，粗车其外锥面的简单循环程序（粗车到图示尺寸，直径方向三次切削深度均为2mm）如图7-40b）所示。,图7-40带锥度的内（外）切削循环示例,1、2、3、4,46,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,2、端面切削循环指令,（1）端面切削循环,指令格式：G81X_Z_F_,图7-41端面切削循环,1、2、3、4,47,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,2、端面切削循环指令,（1）端面切削循环,如图7-42a）所示工件，其粗车端面的简单循环程序（Z轴方向每次进刀量3mm）如图7-42b）所示。,图7-42端面切削循环示例,1、2、3、4,48,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,2、端面切削循环指令,（2）带锥度的端面切削循环,指令格式：G81X_Z_K_F_,图7-43带锥度端面切削循环,1、2、3、4,49,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,2、端面切削循环指令,（2）带锥度的端面切削循环,如图7-44a）所示工件，粗车其带锥度端面的简单循环程序（Z轴方向的每次进刀量2mm）如图7-44b）所示。,图7-44带锥度的端面切削循环示例,1、2、3、4,50,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,3、螺纹切削循环,（1）直螺纹切削循环,指令格式：G82X_Z_F_,图7-45螺纹切削循环,1、2、3、4,51,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,3、螺纹切削循环,（1）直螺纹切削循环,如图7-46a）所示工件中的螺纹，其螺纹的导程为1.5mm，分三次加工，每次吃刀深度分别为ap1=0.8mm、ap2=0.6mm、ap3=0.2mm，车制螺纹的简单循环。,图7-46螺纹切削循环示例,1、2、3、4,52,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,3、螺纹切削循环,（2）锥螺纹切削循环,指令格式：G82X_Z_I_F_,图7-47锥螺纹切削循环,1、2、3、4,53,单元三数控车床编程指令,Exit,六、简单循环指令,3、螺纹切削循环,（2）锥螺纹切削循环,如图7-48a）所示工件中的锥螺纹，其导程为2mm,设三次加工深度分别为ap1=0.8mm、ap2=0.6mm、ap3=0.2mm；车制其锥螺纹的简单循环程序如图7-48b）所示。,图7-48锥螺纹切削循环示例,1、2、3、4,54,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,1、外径/内径粗车复合循环,2、端面粗车复合循环,3、闭环车削复合循环,4、螺纹车削复合循环,55,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,1、外径/内径粗车复合循环,指令格式：G71U(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F(f)T(t)S(s),图7-49外（内）径粗车复合循环,1、2,56,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,1、外径/内径粗车复合循环,【例7-6】如图7-50所示工件，要求加工A点到B点的工件外形。已知起始点在（250，0），切削深度为3mm，退刀量为2mm，X方向精加工余量为0.1mm，Z方向精加工余量为0.2mm；编写其外径粗车复合程序。,图7-50外（内）径粗车复合循环示例,1、2,57,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,2、端面粗车复合循环,指令格式：G72W(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F(f)T(t)S(s),图7-51端面粗车复合循环,58,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,3、闭环车削复合循环,指令格式：G73U(i)W（k）R(d)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F(f)T(t)S(s),图7-52闭环车削复合循环,1、2,59,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,3、闭环车削复合循环,【例7-7】如图7-53所示工件，要求加工该工件的外形。已知i=14mm、k=14mm、d=3、u=0.6、w=0.3mm，编写其外径粗车复合程序。,图7-53闭环车削复合循环示例,1、2,60,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,4、螺纹车削复合循环,指令格式：G76R(m)C(r)A()X(u)Z(w)I(I)K(k)U(d)V(dmin)Q(d)F(l),图7-54螺纹循环切削的轨迹图7-55螺纹循环切削中的吃刀深度,1、2,61,单元三数控车床编程指令,Exit,七、复合循环指令,4、螺纹车削复合循环,如图7-56a）所示工件，要求螺纹精车次数为2，收尾长度为一个螺距，螺纹牙型角为60，最小切削深为0.1mm，精加工余量为0.1mm，螺纹半径差为-15/2，螺距为2mm，其锥螺纹的切削复合程序如图7-56b）所示。,图7-56螺纹切削复合循环实例,1、2,62,单元三数控车床编程指令,Exit,八、刀具补偿指令,1、刀具补偿的目的,图7-57刀尖图图7-58