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第3章数控车床编程 3 1数控车床编程基础 一 数控车床编程特点 1 在一个程序段中 可以采用绝对坐标编程 增量坐标编程或二者混合编程 2 用绝对坐标编程时 坐标值X取工件的直径 增量坐标编程时 用径向实际位移量的2倍值表示 并附上方向符号 3 为提高工件的径向尺寸精度 X向的脉冲当量取Z向的一半 4 由于车削加工的余量较大 因此 为简化编程数控装置常具备不同形式的固定循环 5 编程时 常认为刀尖是一个点 而实际中刀尖为一个半径不大的圆弧 因此需要对刀具半径进行补偿 二 编程规则 1 绝对编程与增量编程 1 绝对编程 绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法 即采用绝对值编程时 首先要指出编程原点的位置 并用地址X Z进行编程 X为直径值 增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法 即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的 2 增量值编程 3 混合编程 绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程 编程时也必须先设定编程原点 采用增量编程时 用地址U W代替X Z进行编程 U W的正负方向由行程方向确定 行程方向与机床坐标方向相同时为正 反之为负 2 直径编程与半径编程 当用直径值编程时 称为直径编程法 车床出厂时设定为直径编程 所以 在编制与X轴有关的各项尺寸时 一定要用直径值编程 三 坐标系统 数控车床是以机床主轴轴线方向为Z轴方向 刀具远离工件的方向为Z轴的正方向 X轴位于与工件安装面相平行的水平面内 垂直于工件旋转轴线的方向 且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向 1 机床坐标系 2 工件坐标系 一般将工件坐标系的Z轴设成与机床主轴中心线重合 X轴设在工件的左端面或右端面 3 工件坐标系设定 G50XdZL一般用G92设定 该FANUC 6T指令设定刀尖与工件原点的位置关系 四 对刀问题 对刀就是确定刀尖在工件坐标系中的位置 常用的对刀方法为试切法 根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置 五 有关编程代码说明 一 G功能 1 绝对坐标G90它是加工程序的第一条指令 以便后面给出起刀点 3 起刀点和换刀点设置以绝对坐标方式给出换刀时刀尖的位置 2 相对坐标G91螺纹加工 循环加工 子程序调用须用相对坐标编程 对于CK0630型数控车床 其控制系统为FANUCOET A指令为 G92XZ 对于FANUC 6T控制系统其指令为 G50XZ 4 快速点位运动G00XZ 绝对坐标编程为 G00X40 0Z6 0 相对坐标编程为 G00U 40 0W 84 0 5 直线插补G01XZF 绝对坐标编程为 G01X40 0Z 80 0F0 4 相对坐标编程为 G01U0 0W 80 0F0 4 6 圆弧插补指令G02 G03 1 用圆弧半径R指定圆心位置编程 G02 或G03 XZRF 绝对 G02 或G03 UWRF 相对 2 用I K指定圆心位置的编程 G02 或G03 XZIKF 绝对 G02 或G03 UWIKF 相对 X Z是圆弧终点的坐标值 I K是圆心相对于圆弧起点的坐标值 U W是终点相对始点的坐标值 R是圆弧的半径值 A 绝对坐标编程 1 顺圆插补G02凹圆弧 半径法 G02X60 0Z 23 0R23F30 圆心法 G02X60 0Z 23 0I23K0F30 B 相对坐标编程 半径法 G02U46 0W 23 0R23F30 圆心法 G02U46 0W 23 0I23K0F30 2 逆圆插补G03凸圆弧 A 绝对坐标编程 半径法 G03X60 0Z 30 0R30F30 圆心法 G03X60 0Z 30 0I0K 30F30 B 相对坐标编程 半径法 G03U60 0W 30 0R30F30 圆心法 G03U60 0W 30 0I0K 30F30 图圆弧顺逆的判断 7 进给暂停G04PP后为时间值 表示延迟时间 单位为毫秒 主要用于车削环槽 不通孔和自动加工螺纹等场合 G04P1000 8 回参考点检验 G27 G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点 9 沿X方向返回程序起点 或对刀点 径向位置G28 9 沿Z方向返回程序起点 或对刀点 Z向位置G29 T功能 T功能指令 选择刀具 编程格式T 若T后面两位数则表示 若T后面四位数字 所选择的刀具号码 前两位是刀具号 后两位是刀具长度补偿号 或是刀尖圆弧半径补偿号 例 T0303表示 选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值 T0300表示取消刀具补偿 M功能 辅助功能 M00 程序暂停 可用NC启动命令 CYCLESTART 使程序继续运行M01 计划暂停 与M00作用相似 但M01可以用机床 任选停止按钮 选择是否有效M03 主轴顺时针旋转M04 主轴逆时针旋转M05 主轴旋转停止M08 冷却液开M09 冷却液关M30 程序停止 程序复位到起始位置 程序 绝对值编程 如下 O0301 程序号 N010G92X200 0Z100 0 设定工件坐标系 N020G00X30 0Z5 0S800T0101M03 点 N030G01X50 0Z 5 0F1 3 刀尖从 点按 值运动到 点 N040Z 45 0 点 N050X80 0Z 65 0 点 N060G00X200 0Z100 0T0100 点 取消刀补 N070M05 主轴停转 N080M02 程序结束 程序 增量值编程 如下 O0312 程序号 N010G00U 170 0W 95 0S800T0101M03 点 N020G01U20 0W 10 0F1 3 刀尖从 点按 值运动到 点 N030W 40 0 点 N040U30 0W 20 0 点 N050G00U120 0W165 0T0100 点 N060M05 主轴停转 N070M02 程序结束 程序如下 O0302 程序号 N001G50X100 0Z52 7 设定工件坐标系 N002S800M03 主轴800转 分钟 正转 N003G00X6 0Z2 0 引入点 N004G01Z 20 0F1 3 切 6外圆 N005G02X14 0Z 24 0R4 0 车R4圆弧 N006G01W 8 0 切 14外圆 N007G03X20 0W 3 0R3 0 车R3圆弧 N008G01W 37 0 切 20外圆 N009G02U20 0W 10 0R10 0 车R10圆弧 N010G01W 20 0 切 40外圆 N011G03X52 0W 6 0R6 0 车R6圆弧 N012G02U10 0W 5 0R5 0 车R5圆弧 N013G00X100 0Z52 7 快速退刀至编程起点 N014M05 主轴停转 N015M02 程序结束 O0002 程序号 N10G50X70 0Z150 0 建立工件坐标系 N20S630M03 让主轴以630r min正转 N30G00X20 0Z88 0M08 快速移到毛坯右端 开切削液 N40G01Z78 0F100 车外圆 20 N50G02Z64 0R12 0 车R12圆弧成型面 N60G01Z60 0 车外圆 20 N70G04X2 0 转角处暂停 秒 清根 N80G01X24 0 车端面 N90G03X44 0Z50 0R10 0 车转角圆弧R10 N100G01Z20 0 车外圆 44 N110X55 0 车端面并退出到工件外 N120G00X70 0Z150 0M09 返回起刀点 头切削液 N130M05 主轴停转 N140M02 程序结束 10 螺纹切削G33DIXLPQ 循环 D 螺纹段外径 外螺纹为大径 内螺纹为小径I 螺纹段内径 外螺纹为小径 内螺纹为大径X 每次径向切深 直径值 L 螺纹有效段总长 正为左旋 负为右旋 P 螺纹导程 Q 锥螺纹的大小头半径之差 注意 1在进入螺纹加工之前必须是相对坐标 2必须设置2mm升速进刀段与2mm的降速退刀段 G50X270 0Z260 0坐标设定S300主轴300r minT0101M03主轴正转G00X35 0Z104 0循环起点G91G33D30 I28 4X0 2L48 P1 5G90G00X270 0Z260 0T0000M05回起刀点 主轴停M02程序结束 例1车如3 12所示的圆柱螺纹 I 30 1 0725 1 5 28 4 14 G81P循环加工开始P为循环次数 最多为99次 须以增量方式进入 15 G80循环加工结束循环体必须建立在G81和G80之间 13 设定刀尖的起始位置 FANUCOTE A为G92 FANUC 6T为G50 G91G81P循环开始指令 G80循环结束指令 说明 1 P为循环次数 最多为99次2 循环必须以增量方式进入3 循环体必须建立在G81与G80之间 且G80必须位于G81之后4 循环不能嵌套 也不能调用子程序 图3 15所示 工件毛坯直径为d 加工目标直径为D 每次切深为S 则单边径向加工余量T d D 2 循环次数P T S 若车削长度为L 则循环程序为 G00X d 2s ZB循环起始位置BG91G81P T S 增量式进入循环G00X 4S径向进刀B至CG01Z LF轴向切削C至DX2S径向退刀D至EG00ZL轴向退刀E至FG80循环程序结束 B C D E F 例5如图3 16所示 用循环方式编制一个粗车外圆的加工程序 每次切深2mm 解 T 40 20 2 10mmS 2mm 则 P T S 10 2 5 N1T11N2G92X60 0Z100 0N3S600M03N4G00X44 0Z2 0循环起始位置N5G91G81P5N6G00X 8 0N7G01Z 32 0F100N8X4 0N9G00Z32 N10G80N11G90M05N12G00X60 0Z100 0N13M02 待车内孔直径为d 加工目标直径为D 每次切深为S 则单边径向加工余量T d D 2 循环次数P T S 若车削长度为L 则循环程序为 G00X d 2s ZB循环起始位置BG91G81P T S 增量式进入循环G00X4S径向进刀B至CG01Z LF轴向切削C至DX 2S径向退刀D至EG00ZL轴向退刀E至FG80循环程序结束 B C D E F G00X d 2s ZB循环起始位置BG91G81P T S 增量式进入循环G00X4S径向进刀B至CG01Z LF轴向切削C至DX 2S径向退刀D至EG00ZL轴向退刀E至FG80循环程序结束 车外圆循环 车内孔循环 G00X d 2s ZB循环起始位置BG91G81P T S 增量式进入循环G00X 4S径向进刀B至CG01Z LF轴向切削C至DX2S径向退刀D至EG00ZL轴向退刀E至FG80循环程序结束 比较车外圆循环和车内孔循环 梯形组合循环 图3 17所示 工件毛坯直径为d 径向单边综余量为T 每次切深为S 切削长度分别为L1 L2 循环次数P T S 则循环程序为 G00X d 2T ZB循环起始位置BG91G81P T S 增量式进入循环G00X 2T 2S 径向进刀B至CG01Z L1F轴向切削C至DG01X 2T Z L2F径向退刀D至EG00Z L1 L2 轴向退刀E至FG80循环程序结束 例6编制如图3 18所示零件的加工程序 每次切深2mm 解 T 60 40 2 10mmP T S 10 2 5 N1G90T31N2G92X90 Z20 设刀尖起始位置N3M03S800N4G00X80 Z2 快进至循环起点N5G91G81P5增量进入循环N6G00X 24 径向进刀N7G01Z 47 F100车柱面N8X20 Z 40 车锥面N9G00Z87 快速轴向退刀N10G80循环结束N11G90M05N12G00X90 Z20 快速退刀至起始位N13M02 16 G36A子程序调用A为子程序号 1 99 须以增量方式进入 17 G37A子程序开始A为子程序号 1 99 18 G38子程序结束 子程序格式 G37A子程序体G38 说明 1 子程序中不得有循环体 2 子程序必须在M02以后建立 3 G38必须位于子程序的最后 例7编制如图3 14所示零件的数控程序 已知毛坯 32mm 长度77mm N1G90T11N2G92X60 Z50 M03S1000 N3G00X34 Z0N4G01X0F110车端面N5G00Z2 N6X30 N7G01Z 55 F110车外圆 N8G28N9G29M06T30换切槽刀 N10G00X32 Z 12 以左刀尖对刀N11G91G36A1调用子程序A1车右端两个槽 N19G37A1子程序N20G01X 12 F80以增量方式径向车槽N21G04P1000槽刀径向移动暂停以使车削面光华N22G00X12 径向快速退刀N23Z 8 轴向快速移至下一个槽的进刀点N24G01X 12 F80径向车槽N25G04P1000径向暂停N26G00X12 径向快退N27G38子程序结束 N12G90G00X32 Z 32 以左刀尖对刀N13G91G36A1调用子程序A1车左端两个槽 N19G37A1子程序N20G01X 12 F80以增量方式径向车槽N21G04P1000槽刀径向移动暂停以使车削面光滑N22G00X12 径向快速退刀N23Z 8 轴向快速移至下一个槽的进刀点N24G01X 12 F80径向车槽N25G04P1000径向暂停N26G00X12 径向快退N27G38子程序结束 N14G90G00Z 52 快速移至割断的进刀处N15G01X 0 5F80割断工件N16G28N17G29M05回换刀位 主轴停N18M02 例7在CK7815型数控车床上对图3 19 a 所示的零件进行精加工 图中 85mm不加工 要求编制 精加工程序 3 2编程实例 1 首先根据图纸要求按先主后次的加工原则 确定工艺路线 1 先从右至左切削外轮廓面 其路线为 倒角 切削螺纹的实际外圆 切削锥度部分 车削 62mm外圆 倒角 车 80mm外圆 切削圆弧部分 车削 80mm外围 3 车M48 1 5的螺纹 2 切3mm 45mm的槽 2 选择刀具并绘制刀具布置图 根据加工要求需选用三把刀具 如图3 19 b 所示 T10号外圆车刀 T20号切槽刀 T30号螺纹车刀 a b 图2 6例7图 80 85 80 62 50 M48X1 5 65 60 20 60 60 3X 45 R70 1X45 155 290 44 8 200 O 350 X 2 Z 1X45 3 编制的程序 N0001G50X200 0Z350 0T11设定起刀点 N0002S630M03主轴正转 转速630r min N0003G00X42 Z292 0M08快进至X 42mm Z 292mm 开切削液 N0004G01X48 Z289 0F0 15工进至X 48mm Z 289mm 速度0 15mm r 倒角 Z227 0Z向工进至Z 227mm 精车 48mm螺纹外径 X50 0X向工进至X 50mm 退刀 X62 0W 60 0X向工进至X 62mm 退刀 Z向工进60mm 精车锥面 Z155 0Z向工进至Z 155mm 精车 62mm外圆 X78 0X向工进至X 78mm 退刀 X80 0W 1 0X向工进至X 80mm 退刀 Z向工进1mm 倒角 W 19 0 Z向工进19mm 精车 80mm外圆 N0005G02W 60 0I63 25K 30 0顺圆 Z向工进60mm 精车圆弧 N0006G01Z65 0Z向工进至Z 65mm 精车 80mm外圆 X90 0X向工进至X 90mm N0007G00X200 0Z350 0T10M09返回起刀点 取消刀具补偿 同时关切削液 N0008M06T21换刀 并进行刀具补偿 N0009S315M03主轴正转 转速315r min N0013G00X51 0X向快退至X 51mm 退刀 X200 0Z350 0T20M09返回起刀点 取消刀具补偿 同时关切削液 N0014M06T31换刀 并进行刀具补偿 N0015S200M03主轴正转 转速200r min N0016G00X62 0Z292 0M08快进至X 62mm Z 292mm 开切削液 N0017G92X47 54Z228 5F1 5X46 94螺纹切削循环 螺距1 5mmX46 38 N0018G00X200 0Z350 0T30M09返回起刀点 取消刀具补偿 同时关切削液 N0019M05主轴停 N0020M30程序结束 例8编制图3 20所示零件的数控程序 双点画线为 25 70的坯料 粗车每次切深约1mm 精车余量为0 5mm 10 25 31 41 50 65 4 25 24 16 20 16 12 14 图3 20例8 C0 5 C1 N1G90T11N2G92X200 Z100 建立工件坐标系N3S1000M03主轴正转1000r minN4G00X27 Z0车端面进刀点N5G01X 0 5F80N6G00Z2 X23 第一次粗车进刀点N7G01Z 44 5F100X25 N8G00Z2 X21 第二次粗车进刀点 N9G01Z 44 5F100X23 N10G00Z2 X19 第三次粗车进刀点N11G01Z 30 5F100X21 N12G00Z2 X17 第四次粗车进刀点N13G01Z 30 5F100X19 N14G00Z2 X15 第五次粗车进刀点 N15G01Z 10 F100X17 N16G00Z2 X13 第六次粗车进刀点N17G01Z 10 F100X15 N18G00Z2 X9 第七次粗车进刀点N19G01X13 Z 5 F80N20G00Z2 X0 精车进刀点N21G01Z0F70 N22G03X12 Z 6 I0K 6 车头部圆弧N23G01Z 10 F80车 12柱面X14 X16 Z 25 车锥面Z 31X18X20 Z 32 车C1倒角Z 45 X23 X24 Z 45 5车C0 5倒角Z 55 车 24柱面 N2