数控加工编程方法教学课件PPT程序的编制.ppt

概述手工编程方法数控车床编程方法数控铣床编程方法加工中心编程方法自动编程方法 主要内容 零件图纸 数控工艺分析 确定加工内容 路线 数学处理 程序编制 试切 验证 编程手册 确定刀 夹 量具 确定切削用量 手工编程流程图 一 数控车床的分类1 按主轴位置分 立式数控车床 回转直径较大的盘类零件 卧式数控车床 轴向尺寸较长或小型盘类零件 概述 单主轴单刀架 双主轴双刀架 双主轴双刀架 立铣头 经济型数控车床 属低档型 一般采用步进电动机和单片机控制 成本较低 车削精度也不高 2 按功能分 普通数控车床 数控系统功能强 具有刀具半径补偿 固定循环等功能 可同时控制两个坐标轴 即x轴和z轴 普遍应用于企业的实际生产中 车削加工中心是在普通数控车床的基础上 增加了c轴和铣削动力头 有的还配备了刀库和机械手 可实现x z和c三个坐标轴联动 车削中心除可以进行一般车削外 还可以进行径向和轴向铣削 曲面铣削 中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工 车削中心 c轴控制 c轴控制加工 刀架 床身 主轴箱 滚珠丝杠 床座 尾座 高精度导轨 二 数控车削主要适合对象 1 高精度回转零件2 零件廓形复杂或难于控制尺寸的回转体零件 4 带特殊螺纹的回转零件 导程不一样 3 表面形状复杂的回转体零件 高精度的机床主轴 高速电机主轴 高精度回转零件 难于控制尺寸的回转体零件 表面形状复杂的回转体零件 非标丝杠 三 数控车削工艺处理 1 选择零件或加工内容2 数控工艺可行性分析 明确加工要求3 确定工艺路线4 工序详细设计5 数控程序设计与调整 工艺性分析 1 对刀具 刀座的要求 内孔车刀 外圆车刀 螺纹车刀 切断 槽 车刀 尽可能使用机夹刀和机夹刀片 以减少换刀时间和对刀时间 数控刀具通过刀座作过渡安装在刀架上等 主轴旋向与刀杆方向的关系 左手刀 l 2 对夹具的要求 跟刀架中心架 三爪自定心卡盘装夹 两顶尖之间装夹 双三爪定心卡盘装夹 卡盘和顶尖装夹 常用装夹方式 通用夹具装夹 薄壁零件容易变形 普通三爪卡盘受力点少 采用开缝套筒或扇形软卡爪 可使工件均匀受力 减小变形 薄壁零件如何装夹 在一个程序段中 可以采用绝对值编程 用x z表示 增量值编程 用u w表示 或者二者混合编程 2 直径方向 x方向 用绝对值编程时 x以直径值表示 用增量值编程时 以径向实际位移量的二倍值表示 并附方向符号 正向可以省略 系统默认为直径编程 也可以采用半径编程 但必须更改系统设定 3 为提高工件的径向尺寸精度 x向的脉冲当量应取z向的一半 第一节数控车床的程序编制一 数控车床的编程特点 4 毛坯多为棒料或锻料 加工余量大 因此系统具有不同形式的固定循环功能 可进行多次重复循环切削 5 编程时 常认为车刀刀尖是一个点 而实际上为了提高刀具耐用度并提高加工粗糙度 车刀刀尖常被磨成一个半径不大的圆弧 因此 对具有刀具半径补偿功能的数控系统 可按轮廓尺寸编程 考虑对刀具进行半径补偿 6 用x z表示绝对坐标指令 用uw表示增量坐标指令 而不用g90 g91指令 第一节数控车床的程序编制一 数控车床的编程特点 数控车床的坐标系和参考点 1 机床坐标系机床坐标系是机床固有的坐标系 它是制造和调整机床的基础 也是设置工件坐标系的基础 在机床经过设计 制造和调整后 机床坐标系就已经由机床生产厂家确定好了 一般情况下用户不能随意改动 数控车床的坐标系规定如图3 1所示 它是以机床原点为坐标原点建立起来的 机床原点是机床上一个固定的点 数控车床的机床原点处于主轴旋转中心与卡盘后端面的交点 图3 1中o点即为机床原点 数控车床的坐标系和参考点 图3 1数控车床坐标系 2 参考点参考点也是机床上一个固定的点 它是刀具退到一个固定不变的位置 该点与机床原点的相对位置如图3 1所示 图中的o 即为参考点 参考点的固定位置由z向和x向的机械挡块或者电气装置来限定 一般设在车床正向最大极限位置 当进行回参考点 也叫回零 的操作时 装在纵向和横向滑板上的行程开关碰到相应的挡块后 就会向数控系统发出信号 由系统控制滑板停止运动 完成回参考点的操作 对操作者来说 参考点比机床原点更常用 更重要 机床通电后 刀架返回参考点以前 不论刀架位于什么位置 此时crt屏幕上显示的z与x的坐标值均为零 当完成返回参考点的操作后 crt屏幕上则立即显示出此时刀架中心 对刀参考点 在机床坐标系中的位置 这就相当于在数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床坐标系 工件原点和工件坐标系 以工件上的设计基准点作为坐标原点建立起的一个直角坐标系称为工件坐标系 工件坐标系的决定取决于编程和加工的方便 2 准备功能g代码 如表2 5所示 00组代表非模态组 其余代表模态组 注意 不同组的g代码在同一个程序段中可以出现多个 如同一程序段中出现两个或以上的同一组g代码 只有最后一个g代码有效 如g00 g01 g02 g03 01组 3 辅助功能1 m00 程序暂停2 m01 任选暂停3 m02 主程序暂停4 m03 启动主轴正转5 m04 启动主轴反转6 m05 主轴停转7 m06 换刀8 m08 切削液开9 m09 切削液关10 m30 程序结束 程序返回到开始状态 4 n f t s功能1 n功能程序段号的地址n和后面的数字 1 9999 表示 也可在只需要的地方表示 2 f功能进给功能是用字母f和其后的数字表示 每分钟进给量 g98 mm min 执行一次后被保持 每转进给量 g99 mm r要取消g99状态 必须重新指定定g98 3 t功能表示换刀功能 用来进行选刀和换刀 用t和后4位数表示 分别表示刀具号和补偿号 如下列程序 n001g50x200z350t0101 1号刀具 1号补偿 n002s630m03n003g00x41 7z292m08n004g01x48 34x289 f0 5n008g00x200z350t0100 1号刀具 取消补偿 n009m06t0202 换2号刀具 2号补偿 4 s功能表示主轴转速或速度 用字母s和其后面的数字表示 恒线速度控制 g96 如g96s200mm min 主轴转速控制 g97 如g97s200r min 2 3数控车床的程序编制 二 数控车床编程基础 数控车床基本功能指令不同的数控车床 其指令系统也不尽相同 此处以fanuc besk3ta数控系统为例 介绍数控车床的基本编程指令 基本功能指令通常称为准备功能指令 用g代码表示 称为g码编程 它是用地址字g和后面的两位数字来表示的 见表3 1 二 数控车床g指令应用 1坐标系设定 1 用g50指令设定工件坐标系用g50指定设定工件坐标系时 其书写格式为 g50x z 如图3 3所示 p点是开始加工时刀尖的起始点 欲设定xoz为工件坐标系 则程序段为 g50x121 8z33 9 设定x o z为工件坐标系 则程序段为 g50x121 8z109 7 图3 3数控车床工件坐标系的设定 在这里一定要注意 x方向的尺寸是坐标值的2倍 这种编程方法称为直径编程 另外 g50是模态指令 设定后一直有效 实际加工时 当数控系统执行g50指令时 刀具并不产生运动 g50指令只是起预置寄存作用 用来存储工件原点在机床坐标系中的位置坐标 2 工件坐标系的选择指令g54 g59使用g54 g59指令 可以在机床行程范围内设置6个不同的工件坐标系 这些指令和g50指令相比 在使用时有很大区别 用g50指令设定工件坐标系 是在程序中用程序段中的坐标值直接进行设置 而用g54 g59指令设置工件坐标系时 必须首先将g54 g59的坐标值设置在原点偏置寄存器中 编程时再分别用g54 g59指令调用 在程序中只写g54 g59指令中的一个指令 显然 对于多工件原点设置 采用g54 g59原点偏置寄存器存储所有工件原点与机床原点的偏置量 然后在程序中直接调用g54 g59指令进行原点偏置是很方便的 首先设置g54原点偏置寄存器 g54x0z85 0 然后再在程序中调用 n010g54 3 基本指令g00 g01 g02 g03 g04必须注意 在数控车床的程序中 x z后面跟的是绝对尺寸 u w后面跟的是增量尺寸 x z后所有编入的坐标值全部以编程原点为基准 u w后所有编入的坐标值全部以刀具前一个坐标位置作为起始点来计算 快速点位移动g00格式 g00x u z w 其中 x u z w 为目标点坐标值 说明 1 执行该指令时 刀具以机床规定的进给速度从所在点以点位控制方式移动到目标点 移动速度不能由程序指令设定 它的速度已由生产厂家预先调定 若编程时设定了进给速度f 则对g00程序段无效 2 g00为模态指令 只有遇到同组指令时才会被取替 3 x z后面跟的是绝对坐标值 u w后面跟的是增量坐标值 4 x u后面的数值应乘以2 即以直径方式输入 且有正 负号之分 如图3 5所示 要实现从起点a快速移动到目标点c 其绝对值编程方式为 g00x141 2z98 1 其增量值编程方式为 g00u91 8w73 4 直线插补g01直线插补也称直线切削 该指令使刀具以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一坐标点 移动速度由进给功能指令f来设定 机床执行g01指令时 如果之前的程序段中无f指令 在该程序段中必须含有f指令 g01和f都是模态指令 格式 g01x u z w f 其中 x u z w 为目标点坐标 f为进给速度 说明 1 g01指令是模态指令 可加工任意斜率的直线 2 g01指令后面的坐标值取绝对尺寸还是取增量尺寸 由尺寸地址决定 3 g01指令进给速度由模态指令f决定 如果在g01程序段之前的程序段中没有f指令 而当前的g01程序段中也没有f指令 则机床不运动 机床倍率开关在0 位置时机床也不运动 因此 为保险期间g01程序段中必须含有f指令 4 g01指令前若出现g00指令 而该句程序段中未出现f指令 则g01指令的移动速度按照g00指令的速度执行 例3 1加工如图3 6所示的零件 选右端面o点为编程原点 程序 绝对值编程 如下 o0301n010g50x200 0z100 0 n020g00x30 0z5 0s800t0101m03 n030g01x50 0z 5 0f1 3 n040z 45 0 n050x80 0z 65 0 n060g00x200 0z100 0t0100 n070m05 n080m02 程序 增量值编程 如下 o0312 n010g00u 170 0w 95 0s800t0101m03n020g01u20 0w 10 0f1 3 n030w 40 0 n040u30 0w 20 0 n050g00u120 0w165 0t0100 n060m05 n070m02 圆弧插补指令 g02 g03g02为顺时针圆弧插补 g03为逆时针圆弧插补 判断顺 逆方向的方法为 沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正向往负方向看 刀具相对于工件的转动方向是顺时针方向为g02 逆时针方向为g03 如图所示 圆弧插补指令 g02 g03 2z15 tif 1 用i j k指定圆心位置2 用圆弧半径r指定圆心位置 r为指定圆弧半径 当圆弧的圆心角 180 时 r值为正 当圆弧的圆心角 180 时 r值为负 圆弧插补说明1 采用绝对值编程时 x y z为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值 当采用增量值编程时 x y z为为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量值 2 无论是绝对坐标编程还是增量坐标编程 i j k都为圆心坐标相对圆弧起点坐标的坐标增量值 3 圆弧所对的圆心角 180 时 用 r 表示 当 180 时 用 r 表示 如图2 7中的圆弧1和圆弧2 4 暂停指令g04g04p x u x u p的指令值是暂停时间 p后面的数是整数 单位为微秒 x u后面为带小数点的数 单位为秒 如g04x1 5或g04u1 5或g04p1500 g04指令常用于车槽 镗平面 孔底光整以及车台阶轴清根等场合 可使刀具做短时间的无进给光整加工 以提高表面加工质量 执行该程序段后暂停一段时间 当暂停时间过后 继续执行下一段程序 g04指令为非模态指令 只在本程序段有效 图3 10g04指令的应用 例如 图3 10为车槽加工 采用g04指令时主轴不停止转动 刀具停止进给3秒 程序如下 g01u 8 0f0 8 g04x3 0 g00u8 0 5 刀具补偿指令5 1刀具半径补偿指令g00 g01g41 g42x y d 建立补偿程序段 轮廓切削程序段 g40取消刀补与g02 g03指令配合使用时的编程格式 g41 g42d g02 g03x y r 其中 g41 g42程序段中的x y值是建立补偿直线段的终点坐标值 g40程序段中的x y值是撤消补偿直线段的终点坐标 d为刀具半径补偿代号地址字 刀具半径补偿值在加工前用mdi方式输入相应的寄存器 加工时由d指令调用 刀具半径补偿建立与取消指令g41 g42 g40 一般车刀均有刀尖半径 即在车刀刀尖部分有一圆弧构成假想圆的半径值 5 2刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令g43 g44 补偿刀具长度差值 指令格式 g43 g44z h 用g40注销刀具长度补偿指令z值是程序中给定的坐标值 h值是刀具长度补偿值寄存器的地址号 刀具位置偏置 是对编程时所用刀具 基准刀具 与实际使用的刀具的位置偏差进行自动补偿的功能 6 返回参考点指令g27 g281 返回参考点检查指令g27返回参考点检查是这样一种功能 它检查刀具是否能正确地返回参考点 如果刀具能正确地沿着指定的轴返回到参考点 则该轴参考点返回灯亮 但是 如果刀具到达的位置不是参考点 则机床报警 格式 g27x z 其中 x z为参考点坐标值 g27指令是以快速移动速度定位刀具 当机床锁住接通时 既使刀具已经自动返回到参考点 返回完成时指示灯也不亮 在这种情况下 即使指定了g27命令 也不检查刀具是否已返回到参考点 必须注意的是 执行g27指令的前提是机床在通电后刀具返回过一次参考点 手动返回或者用g28指令返回 此外 使用该指令时 必须预先取消刀具补偿的量 执行g27指令之后 如欲使机床停止 须加入一辅助功能指令m00 否则 机床将继续执行下一个程序段 2 自动返回参考点指令g28g28指令可以使刀具从任何位置以快速点定位方式经过中间点返回参考点 格式 g28x z 其中 x z是中间点的坐标值 执行该指令时 刀具先快速移动到指令值所指定的中间点 然后自动返回参考点 相应坐标轴指示灯亮 和g27指令相同 执行g28指令前 应取消刀具补偿功能 g28指令的执行过程如图3 11所示 图3 11自动返回参考点 2 3数控车床的程序编制 三基本编程方法 g28u40w40t0000 7 g90 外圆切削循环指令 1 格式 切削圆柱面g90x u z w f切削锥面g90x u z w i 或r f x z为终点坐标值 u w为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量 i或r为切削始点与圆锥面切削终点的半径差值 i始点 i终点 2 3数控车床的程序编制三基本编程方法 g90 外圆切削循环例1 g90 外圆切削循环例1 2 3数控车床的程序编制三基本编程方法 8 g94 端面切削循环 格式 切削圆柱端平面g94x u z w f切削带有锥度的端平面g94x u z w k 或r f x z为终点坐标值 u w为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量 k或r为切削始点至终点位移在z轴方向的坐标增量 z始 z终 2 3数控车床的程序编制三基本编程方法 格式 切削圆柱端平面g94x u z w f切削带有锥度的端平面g94x u z w k 或r f 例1 2 3数控车床的程序编制三基本编程方法 2 格式 切削圆柱端平面g94x u z w f切削带有锥度的端平面g94x u z w k 或r f 例1 2 3数控车床的程序编制三基本编程方法 2 格式 切削圆柱端平面g94x u z w f切削带有锥度的端平面g94x u z w k 或r f 例2 螺纹加工指令9 1等螺距螺纹切削指令g32g32指令可以加工圆柱螺纹和圆锥螺纹 它和g01指令的根本区别是 它能使刀具直线移动的同时 使刀具的移动和主轴保持同步 即主轴转一周 刀具移动一个导程 而g01指令刀具的移动和主轴的旋转位置不同步 用来加工螺纹时会产生乱牙现象 用g32加工螺纹时 由于机床伺服系统本身具有滞后特性 会在起始段和停止段发生螺纹的螺距不规则现象 故应考虑刀具的引入长度和超越长度 整个被加工螺纹的长度应该是引入长度 超越长度和螺纹长度之和 如图3 23所示 图3 23螺纹加工 2 3数控车床的程序编制 三基本编程方法 螺纹切削 x z为螺纹终点坐标 f为导程格式 g32x u z w f螺纹导程f单位0 01mm ming32x u z w e螺纹导程f单位0 001mm min x u z w f分别为终点值及导程 mm 45 f以z轴指定 45 90 f以x轴指定 由于机床伺服系统本身具有滞后特性 会在起始段和停止段发生螺纹的螺距不规则现象 故应考虑刀具的引入长度和超越长度 1引入长度 2超越长度 例 锥螺纹切削 螺纹导程为3 5mm 1 2mm 2 1mm 每次切深为1mm 连续切两次 如果螺纹牙型深度较深 螺距较大时 可分数次进刀 每次进刀的深度可以用螺纹深度减精加工切深所得的差按递减规律分配 螺纹切削 格式 g32x u z w fg32x u z w 例 圆柱螺纹切削 螺纹导程为4mm 1 3mm 2 1 5mm 每次切深为1mm 三基本编程方法 三基本编程方法 9 2g92 螺纹切削循环格式 g92x u z w i fg92x u z w i e xz为螺纹切削终点绝对值坐标 uw切削终点增量坐标 f螺纹导程 i为螺纹始点半径与终点半径的差值 例 圆柱螺纹切削 螺纹导程为1 5mm 切深依次为0 4 0 3 0 2 0 08mm 2 3数控车床的程序编制 三基本编程方法 g92 螺纹切削循环格式 g92x u z w i fg92x u z w i e m02 10 轮廓切削循环指令g71 g72 g73 g70在数控车床上加工圆棒料时 加工余量较大 加工时首先要进行粗加工 然后进行精加工 进行粗加工时 需要多次重复切削 才能加工到规定尺寸 因此 编制程序非常复杂 应用轮廓切削循环指令 只需指定精加工路线和粗加工的切削深度 数控系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数 因此可大大简化编程 10 1g71 外圆粗加工复合循环 格式 g71的循环过程如图所示 图中c为粗加工循环的起点 a是毛坯外径与端面轮廓的交点 只要给出aa b之间的精加工形状及径向精车余量 u 2 轴向精车余量 w及切削深度 d就可以完成aa ba区域的粗车工序 注意 在从a到a 的程序段 不能指定z轴的运动指令 程序段中各地址的含义如下 d 切削深度 半径给定 没有正 负号 切削方向取决于aa 方向 该值是模态的 直到其他值指定以前不改变 e 退刀量 由参数设定 该值是模态的 直到其他值指定以前不改变 ns 精加工程序中的第一个程序段的顺序号 nf 精加工程序中的最后一个程序段的顺序号 u x轴方向的精车余量 直径编程 w z轴方向的精车余量 f s t 仅在粗车循环程序段中有效 在顺序号ns至nf程序段中无效 10 1外圆粗加工复合循环g71 u w为分别为4mm 2mm d为7 0mm f为30 0 例 10 2精车循环指令g70用g71指令完成粗车循环后 使用g70指令可实现精车循环 精车时的加工量是粗车循环时留下的精车余量 加工轨迹是工件的轮廓线 格式 g70p ns q nf 其中p ns 和q nf 的含义与粗车循环指令中的含义相同 注意 在g71程序段中规定的f s t对于g70无效 但在执行g70时顺序号ns至nf程序段之间的f s t有效 当g70循环加工结束时 刀具返回到起点并读下一个程序段 g70到g71中ns至nf程序段不能调用子程序 例3 5图3 18是采用粗车循环指令g71和精车循环指令g70的加工举例 毛坯为棒料 直径是62mm 刀具从p点开始 先走到c点 即循环起点 然后开始粗车循环 每次粗车循环深度为4mm 退刀量为1mm 进给量为0 3mm r 主轴转速为500r min 径向加工余量和横向加工余量均为2mm 精加工时进给量为0 15mm r 主轴转速为800r min 图3 18采用g71和g70的加工举例 程序如下 o0305 n010g50x100 0z52 7 n011g00x70 0z5 0m03s800 n012g71u4 0r1 0 n013g71p014q022u4 0w2 0f0 3s500 n014g00x6 0s800 n015g01z 24 0f0 15 n016x14 0 n017w 8 0 n018x20 0 n019w 50 0 n020x40 0 n021w 20 0 n022x62 0w 11 0 n023g70p014q022 n024g00x100 0z52 7 n025m05 n026m30 10 3平端面粗车循环指令g72平端面粗车循环指令g72一般用于加工端面尺寸较大的零件 即所谓的盘类零件 在切削循环过程中 刀具是沿z方向进刀 平行于x轴切削 格式 g72w d r e g72p ns q nf u u w w f f s s t t n ns n nf 程序段中各地址的含义和g71相同 g72 端面粗加工循环 格式 程序段中各地址的含义和g71相同 2 3数控车床的程序编制三基本编程方法 10 3g72 端面粗加工循环 u w为分别为4mm 2mm d为7 0mm f为30 0 图3 20采用g72和g70的加工举例 程序如下 o0306 n010g50x220 0z190 0 n011g00x176 0z132 0m03s800 n012g72w7 0r1 0 n013g72p014q018u4 0w2 0f0 3s550 n014g00z56 0s700 n015g01x120 0z70 0f0 15 n016w10 0 n017x80 0w10 0 n018w42 0 n019g70p014q018 n020g00x220 0z190 0 n021m05 n022m30 10 4g73 固定形状加工循环 适合加工已基本铸造 锻造形成的一类工件 i为x轴的总退刀量 半径值 k为z轴总的退刀量 d为重复加工的次数 格式 程序段中各地址的含义如下 i x方向退刀量的距离和方向 半径指定 该值是模态的 直到其他值指定以前不改变 k z方向退刀量的距离和方向 该值是模态的 直到其他值指定以前不改变 d 分割数 此值与粗切重复次数相同 该值是模态的 直到其他值指定以前不改变 程序段中其他各地址的含义和g71相同 g73的循环过程如图所示 加工循环结束时 刀具返回到a点 例图3 22为g73循环加工实例 图中 x方向 单边 和z方向需要粗加工切除12mm x方向 单边 和z方向需要精加工切除2mm 退刀量为1mm 图3 22g73加工实例 程序如下 o0307 n010g50x326 2z217 6 n020g00x205 0z196 4s800m03 n030g73u12 0w12 0r3 n040g73p050q100u4 0w2 0f0 3s500 n050g00x51 3z163 2 n060g01w 32 1f0 15s700 n070x71 8w 19 6 n080w 54 9 n090x87 6 n100x108 8w 21 2 n110g70p050q100 n120g00x326 2z217 6 n130m05 n140m30 11 子程序调用功能在编制加工程序时 有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现 或者在几个程序中都要使用它 这组程序段称为子程序 使用子程序可以简化编程 不但主程序可以调用子程序 一个子程序也可以调用下一级的子程序 其作用相当于一个固定循环 子程序的调用格式 m98p l 其中 m98为子程序调用字 p为子程序号 l为子程序重复调用次数 子程序返回主程序 使用指令m99 子程序调用下一级子程序 称为子程序嵌套 在fanuc系统中 子程序可以多次嵌套 比如oi系统可以四次嵌套 例3 9利用子程序编程 如图3 32所示 已知毛坯直径为32mm 长度为50mm 一号刀为外圆车刀 三号刀为切槽刀 其宽度为2mm 程序如下 o0309 主程序n100g50x150 0z100 0 n110m03s500 n120m08 n125t0101 n130g00x35 0z0n140g01x0f0 3 n150g00z2 0 n160x30 0 n170g01z 40 0f0 3 n180x35 0 n190g00x150 0z100 0t0100 n195t0303 n200x32 0z0t0303 n210m98p0319l3 n220g00w 10 0 n230g01x0f0 12 n240g04x2 0 n250g00x150 0z100 0t0300n260m09 n270m05 n280m30 o0319 子程序n300g00w 10 0f0 15 n310g01u 12 0f0 15 n320g04x1 0 n330g01u12 0 n340m99 三 数控车床t指令 3 3 1刀具偏置补偿机床的原点和工件的原点是不重合的 也不可能重合 加工前首先安装刀具 然后回机床参考点 这时车刀的关键点 刀尖或刀尖圆弧中心 处于一个位置 随后将刀具的关键点移动到工件原点上 这个过程叫对刀 刀具偏置补偿是用来补偿以上两种位置之间的距离差异的 有时也叫做刀具几何偏置补偿 如图3 27所示 刀具偏置补偿分为两类 一类是刀具几何偏置补偿 另一类是刀具磨损偏置补偿 刀具磨损偏置补偿用于补偿刀尖磨损量 如图3 28所示 图3 27刀具偏置 图3 28来自刀具磨损偏置的刀具几何补偿偏置 刀具偏置通常由t代码指定 在fanuc0i系统中 t代码指定有两种方式 一种是2位数指令 另一种是4位数指令 2位数指令是指t地址后面跟两位数字 第一位数字表示刀号 第二位数字表示刀具磨损和刀具几何偏置号 例如 t12表示调用第1号刀 调用第2组刀具磨损和刀具几何偏置 还有一种方法是把几何偏置和磨损偏置分开放置 用第一位数字表示刀号和刀具几何偏置号 用第二位数字表示刀具磨损偏置号 例如 t12表示调用第1号刀 调用第1组刀具几何偏置 调用第2组刀具磨损偏置 4位数指令是指t地址后面跟四位数字 前两位数字表示刀号 后两位数字表示刀具磨损和刀具几何偏置号 例如 t0102表示调用第1号刀 调用第2组刀具磨损和刀具几何偏置 同样的 4位数指令也可以把几何偏置和磨损偏置分开放置 用前两位数字表示刀号和刀具几何偏置号 用后两位数字表示刀具磨损偏置号 例如 t0102表示调用第1号刀 调用第1组刀具几何偏置 调用第2组刀具磨损偏置 偏置号的指定是由指定偏置号的参数设定的 例如 对2位数指令而言 当参数5002号第0位ld1设定为1时 用t代码末位指定刀具磨损偏置号 对于4位数指令而言 当参数5002号0位ld1设定为0时 用t代码末两位指定刀具磨损偏置号 刀具偏置号有两种意义 既可用来开始偏置功能 又可用来指定与该号对应的偏置距离 当刀具偏置号后一位 2位数指令 为0时或者最后两位 4位数指令 为00时 则表明取消刀具偏置值 一般情况下 常用4位数指令指定刀具偏置 3 3 2车刀刀尖半径补偿数控车床是以刀尖对刀的 加工时所选用车刀的刀尖不可能绝对尖 总有一个小圆弧 如图3 29所示 对刀时 刀尖位置是一个假想刀尖a 编程时 按照a点的轨迹进行程序编制 即工件轮廓与假想刀尖a重合 车削时 实际起作用的切削刀刃是圆弧与工件轮廓表面的切点 图3 29假想刀尖 当车锥面时 由于刀尖圆弧r的存在 实际车出的工件形状就会和零件图样上的尺寸不重合 如图3 30所示 图中的虚线即为实际车出的工件形状 这样就会产生圆锥表面误差 如果工件要求不高 此量可以忽略不计 但是如果工件要求很高 就应考虑刀尖圆弧半径对工件表面形状的影响 图3 30车锥面产生的误差 当编制零件加工程序时 如果按照刀具中心轨迹编制程序 应先计算出刀心的轨迹 即和轮廓线相距一个刀具半径的等距线 然后再对刀心轨迹进行编程 尽管用刀心轨迹编程比较直观 但是计算量会非常大 给编程带来不便 实际编程时 一般不需要计算刀具中心轨迹 只需按照零件轮廓编程 然后使用刀具半径补偿指令 数控系统就能自动地计算出刀具中心轨迹 从而准确地加工出所需要的工件轮廓 刀具半径补偿指令用g41和g42来实现 它们都是模态指令 用g40来注销 顺着刀具运动方向看 刀具在被加工工件的左边 则用g41指令 因此 g41也称为左补偿 顺着刀具运动方向看 刀具在被加工工件的右边 则用g42指令 因此 g42也称为右补偿 格式 g41 g42 g40g01 g00x u z w 其中 x u z w 为建立或者取消刀具补偿程序段中刀具移动的终点坐标 g41 g42 g40指令只能与g00 g01结合编程 通过直线运动建立或者取消刀补 它们不允许与g02 g03等指令结合编程 否则将会报警 通常在有参考点的机床上 像把转塔中心这样的基准位置可以放置在起始位置上 把从基准位置到假想刀尖的距离设定为刀具的偏置值 分别将测量出来的x轴刀具偏置和z轴刀具偏置存入t指令的后两位地址中 另外 假想刀尖的方位也应同这两个偏置值一起提前设定 假想刀尖的方位是由切削时刀具的方向所决定的 fanuc0i用0 9来确定假想刀尖的方位 如图3 31所示 图3 31假想刀尖方位 一般来说 如果既要考虑车刀位置补偿 又要考虑圆弧半径补偿 则可在刀具代码t中的补偿号对应的存储单元中存放一组数据 x轴 z轴的位置补偿值 圆弧半径补偿值和假想刀尖方位 0 9 操作时 可以将每一把刀具的四个数据分别设定到刀具补偿号对应的存储单元中 即可实现自动补偿 编程举例 例1 零件外圆 85mm不加工 要求编制精加工程序 三把刀具分别用于车外圆 切槽和车螺纹 对刀时以t01为准进行 螺纹车刀的刀尖相对t01刀尖在z向偏置10mm 1 零件工艺分析该轴类零件表面由圆柱 圆锥 圆弧及螺纹表面组成 各段尺寸的精度要求不高 尺寸完整 轮廓描述清楚 零件材料为铝合金 无热处理要求 2 确定装夹方案确定装夹方案采用车床通用夹具三爪卡盘装夹定位 工件原点选在右端面3 确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精确定先粗车各外圆柱面 圆锥面 圆弧面 再精车各段外圆 圆锥及弧面 并切槽 车螺纹 4 选择刀具及切削用量 1 精车选用硬质合金90 外圆车刀 也要保证车圆弧面时不与工件发生干涉 安装于1号刀位 2 切槽用宽度为3mm的切断刀 安装于2号刀位 3 车螺纹选用硬质合金60 外螺纹车刀取刀尖角为59 30 安装于4号刀位 s1 630r min f1 150mm mins2 315r min f2 100mm mins3 200r min f3 1 50mm r n001g50x200 0z350 0 n002t0101s630m03 n003g00x41 8z292 0m08 n004g01x47 8z289 0f150 n005w 59 n006x50 0 n007x