数控编程培训(果义围).ppt

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 M70 5 2 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 6 3 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 4 常用数控车削刀具 注意区分左偏刀和右偏刀 7 5 刀具的安装5 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 8 6 切削用量 6 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 Ds 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 坐标系统 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 11 7 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 12 8 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 X Z O 102030405060 40302010 A B 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 20 3 20 19 8 13 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 G0W 20 3 13 二 数控编程概述 1 数控编程定义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 2 数控编程的分类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 14 3 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 15 3 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 1 程序的结构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 16 2 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 18 3 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 2 常用辅助功能命令辅助功能命令也叫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 20 2 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 21 2 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 5 主轴功能指令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 d 6 常用G指令 6 1G00 快速定位 23 6 2G01直线插补 24 6 3G02 G03圆弧插补 25 26 27 6 4G04暂停 6 5G98 G99切削进给速度 28 6 6G96 G97 G50恒线速度控制和最高速度控制 29 6 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 M98PXXXXLXXXX 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 M98PXXXXXXXX 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 G01X Z F 刀具圆弧半径左补偿G42G00 G01X Z F 刀具圆弧半径右补偿G40G00 G01X Z F 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 34 8 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 2G1Z 4F0 1G0X45G0Z100 T404M3S500M8G0X41Z2F0 15G1Z 4 5G0X45G0Z100M05N2M86GOTO3N0T303M3S500G0X43Z0 3M8G1X2F0 25G0Z1G0X42 G0Z0 1G1X2G0X50Z100T505M3S600G0X42Z0M8G1X2F0 17G0Z0 5G0X40G1Z0G1U1W 0 5G0X45Z100T707G97M3S500G0X50Z2M8G0Z 2 G0X44G1X41F0 2G1X35Z 4 5G1X25 0414Z 7 3748G02X10 0825Z 19 5801R15G1X9 2Z 28G1Z 30G0X50G0Z100T909G96M3S30G50S2000G0X50Z2M8G0Z 2 37 G0X44G1X41F0 2G1X35Z 4 5F0 15G1X25 0414Z 7 3748G02X10 0825Z 19 5801R15G1X9 2Z 28G1Z 30G0X50M09G0X60Z100M5N3M98P12GOTO1M30 O0011 上料子程序 1100 0 1101 0N10M11M84G30P2U0W0N20T100N20M85N30G30P3U0W0N40G53N40G98N40G31Z250F10000G31Z190F6000N40 2 5062N50IF 2GT197 5 GOTO1000IF 2LT191 GOTO2000 N60M89N70M10N80G30P3U0W0G99N80GOTO200N1000 1100 1N2000 1101 1N200M99 38 O0012 下料子程序 M05N0T100N0G30P4U0W0N100M87G30P2U0W0M11N110M88N120M99 39 五 数控车床的操作 1 数控车床的对刀 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 40 1 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