数控车床编程及操作-教材

数控技术培训教材 数控车床编程及操作 数控车床编程与操作1 目 录 数控车床概述 1 第一章 数控车床编程基本知识 1 1 1 编程概述 1 1 2 机床坐标轴 2 1 3 机床原点 参考点 机床坐标系 2 1 4 工件坐标系和程序原点 2 1 5 绝对编程与增量编程 3 1 6 直径编程和半径编程 3 1 7 程序构成 3 第二章 编程基本指令 4 2 1 辅助功能 M 指令 4 指令的模态与非模态 4 1 M00 程序暂停 5 2 M01 任选暂停 5 3 M02 M30 主程序结束 5 4 M03 M04 M05 主轴正 反转 停止 5 5 M06 自动换刀指令 5 6 M07 M08 M09 切削液开 关 5 7 M98 M99 子程序调用 结束 5 2 2 F S T 指令 5 1 进给功能 F 指令 5 2 刀具功能 T 指令 6 3 主轴功能 S 指令 6 2 3 准备功能 G 指令 6 2 3 1 坐标系相关 G 指令 7 1 工件坐标系设定 G92 指令 7 2 预置工件坐标系选择 G54 G59 指令 8 3 绝对编程 G90 与增量编程 G91 8 4 尺寸单位制选择指令 G20 英制 和 G21 公制 8 5 进给量单位选择 G98 G99 9 6 自动返回参考点 G28 和从参考点返回 G29 9 2 3 2 运动方式相关 G 指令 9 1 快速定位指令 G00 9 2 直线进给指令 G01 9 2 倒角控制功能 10 3 圆弧进给指令 G02 G03 11 4 螺纹切削指令 G32 12 2数控车床编程与操作 2 3 3 延时控制 G04 指令 13 2 3 4 单一固定循环切削指令 14 1 内 外径切削循环指令 G80 14 2 端面切削循环 G81 15 3 螺纹切削循环 G82 16 固定循环指令与基本指令的比较 17 2 3 5 复合循环切削指令 G71 G72 G73 G76 17 1 内 外径粗加工循环指令 G71 18 2 端面粗加工复合循环 G72 19 3 封闭轮廓循环 仿形循环 G73 20 4 螺纹切削复合循环 G76 21 第三章 刀具补偿功能 23 3 1 刀具的几何补偿 23 1 刀具偏置 23 2 几何磨损 24 3 实现 24 3 2 刀尖半径补偿 24 第四章 子程序与宏程序 25 4 1 子程序 25 4 2 宏程序 26 4 2 1 宏变量 27 4 2 2 宏运算 27 4 2 3 控制指令 27 4 2 4 宏语句和 CNC 语句 28 4 2 5 宏程序实例 28 第五章 华中 I 型数控车床操作简介 32 5 1 操作面板 32 5 2 开关机说明 32 5 3 屏幕说明 33 5 4 菜单功能 33 5 5 程序编辑 35 5 6 手动操作 35 5 7 自动运行 36 5 8 刀具参数设置 37 5 9 零点偏置设置 38 数控车床编程与操作1 数控车床概述数控车床概述 数控车床品种繁多 结构各异 但仍有很多共同之处 本书主要介绍 CJK6032 数控车床 该车床为两坐标 连续控制的小型台式车床 配置系统 HCNC 1T 系统 其人机接口 操作面板 操作步骤及编程方法均与当前国际主 流一致 该车床功能 1 可车削直线 斜线 圆弧及曲线 2 可车削公制 英制螺纹 圆柱 圆锥螺纹 3 具有刀尖半径补偿 螺距误差补偿功能 4 固定循环 图形模拟显示等功能 适于加工形状复杂的盘类和轴类零件 第一章第一章 数控车床编程基本知识数控车床编程基本知识 1 1 编程概述编程概述 在数控机床上加工零件时 首先要进行程序编制 简称编程 编程就是将加工零件的加工顺序 刀具运动轨迹的尺寸数据 工艺参数 主运动和进给运动速度 切削深度等 以及辅助操纵 换刀 主轴正反转 冷却液开关 刀具夹紧 松开等 等加工信息用规定的文字 数字 符号等组 成的代码 按一定的格式编写成加工程序 编程过程主要包括 分析零件图纸 工艺处理 数学处理 编写零件程序 程序校验 理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件 同时应能使 数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥 以使数控机床能安全可靠及高 效地工作 在数控编程前 编程员应了解所用数控机床的规格 性能 CNC 系 统所具备的功能及编程指令格式等 编制程序时 应对图纸规定的技术特性 零件的几何形状 尺寸及工艺要求进行分析 确定使用的刀具 切削用量及加 工顺序和走刀路线 再进行数值计算 获得刀位数据 然后按数控机床规定的 代码和程序格式 将工件的尺寸 刀具运动轨迹 位移量 切削参数 主轴转 速 刀具进给量 切削深度等 以及辅助功能 换刀 主轴正转 反转 冷却 液开 关等 编制成加工程序 并输入数控系统 由数控系统控制数控机床自 动进行加工 数控编程方法 1 手工编程 2数控车床编程与操作 整个程序编制过程均由人工完成 仅适用于点位或几何形状不太复杂的零件 数控编程计算较简单 程序段 不多 手工编程即可实现 2 自动编程 用计算机把人输入的零件图纸信息改写成数控机床能执行的数控加工程序 即数控编程的大部分工作由计算机完成 目前常用 APT 图像仪编程系统 图形编程系统等 1 2 机床坐标轴机床坐标轴 为简化编制程序的方法和保证程序的通用性 对数控 机床的坐标轴和方向的命名制定了统一的标准 规定直线 进给运动的坐标轴用 X Y Z 表示 常称基本轴 其关 系用右手定则表示 坐标轴正向以刀具远离工件方向为正 数控车床仅有 Z 轴和 X 轴 Z 轴即主轴回转轴线 正 向指向尾座 X 轴位于水平面内且垂直于 Z 轴 正向指向 操作者 水平导轨 或远离操作者 倾斜导轨 1 3 机床原点 参考点 机床坐标系机床原点 参考点 机床坐标系 1 机床坐标系与机床原点 机床坐标系是机床上固有的坐标系 并设有固定的坐标原点 机床坐标系 的原点也称为机械原点或机床零点 这个原点在机床一经设计和制造调整后 便被确定下来 它是固定的点 2 机床参考点 为正确地在机床工作时建立机床坐标系 通常在每个坐标轴移动范围内设 置一个机床参考点 参考点与机床零点的距离通过机床参数指定 参考点位置 由 X Z 向机械挡块确定 回参考点作用 建立机床坐标系 消除由于漂移 变形等造成的误差 通过回参考点可以使机床的工作台 回到准确位置 消除误差 1 4 工件坐标系和程序原点工件坐标系和程序原点 编程时一般选择工件上的某一点作为程序原点 并以该点为原点建立工件 X Y Z 图 1 机床坐标轴 数控车床编程与操作3 坐标系 G92 G54 G59 程序原点设定依据 1 编程简单 尺寸换算少 引起加工误差小 2 设计基准或工艺基准 3 对回转零件 对称中心 圆心 数控车床程序原点一般选择工件左 右端面或卡爪前端面与轴线的交点 1 5 绝对编程与增量编程绝对编程与增量编程 绝对编程 终点位置由所在工件坐标系中的坐标值设置 增量编程 终点位置用相对前一位置的增量值及移动方向给定 混合编程 终点坐标指定中既有绝对值又有增量值 当为绝对方式时 坐 标尺寸字用 X Z 表示 当为增量方式时 坐标尺寸字用 U W 表示 使用原则 尺寸换算少 编程方便 1 6 直径编程和半径编程直径编程和半径编程 指编程时工件的 X 值用直径或半径给定 说明 1 直径编程符合图纸标注习惯 较方便 但其轴线位置一定要理解准确 2 半径编程尺寸换算较多 计算切点时较方便 1 7 程序构成程序构成 1 程序段 程序段 加工程序由若干程序段组成 而程序段由一个或若干个指令字组成 指令 字由地址符和数字组成 它代表机床的一个位置或一个动作 程序段结束处以 EOB CR LF 标志 显示为 或不显示 具体由不同的数控系统决定 表 1 常用地址符含义 地 址 符功 能取 值 范 围 O零件程序号O0000 O9999 N程序段顺序号N1 N9999 G准备功能 G00 G99 X Z U W R I K C R 坐标轴的移动指令 圆弧半径 圆弧中心坐标 倒角距离 倒角半径 9999 999 F 进给功能 进给速度或螺距F0 F15000mm min mm r 4数控车床编程与操作 S主轴功能S0 S9999 r min mm min T刀具功能T0000 T9999 M辅助功能M00 M99 P X暂停时间1 9999 999S P L子程序号和子程序调用次数P1 P9999 L1 L99 P Q R U V W I J K A复合切削循环参数 程序段格式是指令字在程序段中排列的顺序 常见格式如下 F S T M R I K P Q R U W X Z N G 顺序号 G 指令 坐标字 进给功能 主轴功能 刀具功能 辅助功能 结束标志 2 主程序和子程序 主程序和子程序 CNC 系统按主程序指令顺序运行 遇见调用子程序时 转去执行子程序 调用结束后返回主程序断点继续执行 对程序中一些顺序固定或反复出现的加工图形 可做成子程序 以简化编 程 子程序调用格式 M98 P L P 后面跟子程序号 L 后面跟调用次数 说明 主程序结束标志 M02 或 M30 子程序结束标志 M99 子程序可多重调用 在加工程序的文件管理上 HCNC 型数控系统与 FANUC 等数控系统存在很大 区别 FANUC 等数控系统的主程序 子程序 宏程序以程序号作为管理依据 程序号就是程序文件的文件名 HCNC 型数控系统以文件名作为管理依据 同一加工的主程序 子程序 宏程序必须位于同一程序文件中 并以程序号作为区分主程序 子程序 宏程序的依据 书写时应主程序在前 子程序 宏程序在后 程序文件 的文件名格式为 O 数控车床编程与操作5 第二章第二章 编程基本指令编程基本指令 2 1 辅助功能辅助功能 M 指令指令 用来控制机床各种辅助动作及开关状态 如主轴转 停 冷却液的开 关 等 指令的模态与非模态指令的模态与非模态 A 非模态指令 仅在本程序段内有效的指令 B 模态指令 模态指令一旦指定便保持有效 直到被同组指令取代或被取 消为止 常用 M 指令有 1 M00 程序暂停程序暂停 功能 机床所有动作均被切断 现存模态信息保持不变 重按循环启动循环启动按 钮 继续执行后续程序段 用于加工中测量刀具和工件的尺寸 工件调头 手动变速等固定手工操作 2 M01 任选暂停任选暂停 功能同 M00 但必须在机床 任选停止任选停止 按钮接通时才有效 用于首件检测及工件关键尺寸抽检 3 M02 M30 主程序结束主程序结束 M02 功能 切断机床所有动作 并使系统复位 加工结束 再按 循环启 动 按钮 程序重新开始执行 M30 功能 切断机床所有动作 系统复位 并使控制返回零件程序头 且 重新执行 说明 不同的数控系统 M02 M30 解释不完全一致 4 M03 M04 M05 主轴正 反转 停止主轴正 反转 停止 说明 数控车床一般只需正转即可 5 M06 自动换刀指令自动换刀指令 须与相应刀号 T 指令 结合才构成完整的换刀指令 说明 数控车床一般只需 T 指令即可完成换刀 不一定需要 M06 指令 这 依不同系统解释而定 6数控车床编程与操作 6 M07 M08 M09 切削液开 关切削液开 关 7 M98 M99 子程序调用 结束子程序调用 结束 M98 调用子程序 M98 P L M99 子程序结束 2 2 F S T 指令指令 1 进给功能 进给功能 F 指令指令 指定刀具的进给速度 有三种形式 每转进给量 mm r 格式 G99 F 每分钟进给量 mm min 格式 G98 F 螺纹切削进给速度 mm r 2 刀具功能 刀具功能 T 指令指令 指定刀具及刀具补偿 格式 T 说明 前二位数字表示刀具号 刀具号与刀盘上的刀位号相对应 后两位数字表示刀具补偿号 刀具补偿包括形状补偿 刀偏 和磨损补 偿 刀号与刀补号不必对应 每把刀加工结束后 必须取消刀补 即 T 指令必须配对使用 取消刀补格式为 T 00 例 M06 T0101 T0100 M06 T0202 T0200 3 主轴功能 主轴功能 S 指令指令 设定主轴转速 CJK6032 无此功能 HCNC 数控系统有 数控车床编程与操作7 2 3 准备功能准备功能 G 指令指令 用地址字 G 和两位数字表示 共有 G00 G99 一百种 G 指令按功能分成若干组 其中 00 组的 G 指令称为非模态 G 指令 其余 G 指令属于模态指令 在同一程序段中可有不同组的 G 指令多个 同组 G 指令若有多个 以最后 一个为准 表 2 G 代码一览表 代码组功 能备 注 G00 G01 G02 G03 01 快速定位 直线插补 顺时针圆弧插补 逆时针圆弧插补 系统默认模态代码 G0400暂停 G20 G21 06 英制输入 公制输入 G27 G28 G29 00 参考点返回检查 返回到参考点 从参考点返回 G3201螺纹切削 G40 G41 G42 07 刀具半径补偿取消 左刀补 右刀补 G5200局部坐标系设定 G54 G55 G56 G57 G58 G59 11 零点偏置 1 零点偏置 2 零点偏置 3 零点偏置 4 零点偏置 5 零点偏置 6 G6500宏指令简单调用 G66 12 宏指令模态调用 宏指令模态调用取消 8数控车床编程与操作 G67 G71 G72 G73 G76 00 内外径车削复合循环 端面车削复合循环 封闭轮廓车削复合循环 螺纹车削复合循环 G80 G81 G82 01 内外径车削单一固定循环 端面车削单一固定循环 螺纹车削单一固定循环 G90 G91 03 绝对编程 增量编程 G98 G99 05 每分进给 每转进给 2 3 1 坐标系相关坐标系相关 G 指令指令 1 工件坐标系设定 工件坐标系设定 G92 指令指令 格式 G92 X Z 式中 X Z 指起刀点在工件坐标系中的坐标值 该指令是通过规定起刀点到工件坐标系原点的距离 X Z 来确定坐标系 原点的位置而建立起所需的工件坐标系的 可见执行同一 G92 指令 如起刀点 位置不同 则建立的工件坐标系亦不同 因此执行 G92 指令前 必须先对刀 起刀点确定原则 不能与工件 机床碰撞 换刀时 便于数学处理 编程方便 工件装夹方便 例 1 如图 2 1 所示 a 工件坐标系原点设在工件右端 面 则应如下建立工件坐标系 G92 X180 Z100 b 工件坐标系原点设在工件左端 面 则应如下建立工件坐标系 G92 X180 Z300 c 工件坐标系原点设在卡盘右端 面 则应如下建立工件坐标系 G92 X180 Z270 图2 1 数控车床编程与操作9 2 预置工件坐标系选择 预置工件坐标系选择 G54 G59 指令指令 G54 G59 六个工件坐标系是通过设定该坐标系原点在机床坐标系中的坐标 值 MDI 手动输入 即工件坐标系零点偏移值来建立所需的工件坐标系的 G92 与 G54 G59 的区别 G92 需要起刀点在当前工件坐标系的坐标值来建立工件坐标系 故必 须用单独一个程序段指定 该程序段中位置指令仅用来确定工件坐标系原点位 置 并不产生运动 使用 G92 前 刀具必须处于正确的起刀点位置 G54 G59 坐标系原点在程序执行前已由 MDI 方式输入系统 一旦指定便 有效 故 G54 G59 可不必使用单独程序段指定 使用前只要机床曾回过参考点 则机床坐标系已正确建立 刀具处于任意点均可保证工件正确加工 G92 与 G54 的互换 如 G92 段为 G92 X50 Z100 只需改成 G54 G90 X50 Z100 即可 3 绝对编程 绝对编程 G90 与增量编程与增量编程 G91 绝对编程 G90 终点位置由所在工件坐标系中的坐标值设置 增量编程 G91 终点位置用相对前一位置的增量值及移动方向给定 4 尺寸单位制选择指令 尺寸单位制选择指令 G20 英制 和 英制 和 G21 公制 公制 用来选择英制 公制单位输入 可互相取代 且断电有效 机床出厂时一 般设为 G21 状态 说明 G20 G21 必须在程序开头 工件坐标系设定前用单独程序段指定 G20 G21 不能在程序中途切换 5 进给量单位选择 进给量单位选择 G98 G99 格式 G99 F mm r G98 F mm min G98 G99 状态断电有效 6 自动返回参考点 自动返回参考点 G28 和从参考点返回和从参考点返回 G29 格式 G28 X Z T0100 G29 X Z 执行 G28 时 刀具从当前点快速移动到指令中 X Z 指定的中间点 然后 自动回到参考点 指令中 X Z 可用 G90 或 G91 指定 说明 10数控车床编程与操作 本车床系统没有执行手动回参考点操作时 G28 指令不能返回到参考点 G28 为非模态指令 执行 G28 前必须取消刀补 执行 G29 时 刀具先从参考点快移至 G28 指令中指定的中间点再移到 G29 指令中 X Z 指定的目标点 说明 一般 G28 G29 指令用于加工中心的换刀操作 二者应放在相邻的程序段 中 G28 指令中的中间点用于防止刀具与夹具或工件相撞 2 3 2 运动方式相关运动方式相关 G 指令指令 1 快速定位指令 快速定位指令 G00 格式 G00 X Z 执行 G00 指令时 刀具从当前点快移到 X Z 指定的目标点 运动速度为 各轴快移速度 该参数由系统参数决定 F 指令无效 执行 G00 时 运动轨迹为一折线 2 直线进给指令 直线进给指令 G01 格式 G01 X Z F 执行 G01 指令时 刀具按 F 指令规定的合成进给速度 从当前点以联动方 式沿直线运动到程序段中 X Z 指定的目标点 例 2 工件如图 2 2 所示 其精加工程序为 O9001G90 编程 N10 G92 X100 Z100 N20 G90 G00 X16 Z75 M03 N30 G01 X26 Z70 F200 N40 Z25 N50 X60 Z15 N60 X80 Z0 N70 G00 X100 Z100 M05 N80 M02 O9101 G91 编程 N10 G91 G00 X 84 Z 25 M03 N20 G01 X5 Z 5 N30 Z 45 图2 2 数控车床编程与操作11 N40 X34 Z 10 N50 X20 Z 15 N60 G00 X20 Z100 M05 N70 M02 注 编程时应注意切削时的切入和切出 以避免刀具和工件高速接触而发生 碰撞 如本例中倒角程序段 N30 N20 就给出了切入 2 倒角控制功能倒角控制功能 直线倒角直线倒角 格式 G01 X Z C F 说明 a X Z 是两相邻直线的假想交点坐标 b C 为倒角始点到假想交点的距离 c 倒角控制应加在构成角的第一条边上 且第二条边不能省略 圆弧倒角圆弧倒角 格式 G01 X Z R F 说明 a X Z 是两相邻直线的假想交点坐标 b R 为倒角圆弧半径 c 倒角控制应加在构成角的第一条边上 且第二条边不能省略 例 3 工件如图 2 3 所示 其精加工程序为 O9002 G90 编程 O9102 G91 编程 N10 G92 X80 Z120 N10 M03 S1000 N20 M03 S1000 N20 G91 G00 X 80 Z 35 N30 G90 G00 X0 Z85N30 G01 Z 5 F100 引入 N40 G01 Z80 F100 引入 N40 X20 N50 X20 N50 Z 20 R4 N60 Z60 R4N60 X40 Z 20 C3 图2 3 12数控车床编程与操作 Z O 图2 5 X N70 X60 Z40 C3 N70 Z 40 N80 Z0N80 G00 X20 Z120 M05 N90 G00 X80 Z120 M05N90 M02 N100 M02 3 圆弧进给指令 圆弧进给指令 G02 G03 格式 F R K I Z X 03G 02G 式中 X Z 圆弧终点坐标 I K 圆弧圆心相对圆弧起点的增量坐标 R 圆弧半径 当圆心角 180 时 R 取负 说明 顺圆 逆圆从 Y 轴正向朝负向观察来判断 实际判断时以工件在 Z 轴上 方的形状为准 下方则刚好相反 I K R 同时指定时 忽略 I K 以 R 为准 F 是圆弧切线方向的线速度 例 4 如图 2 4 所示工件 其精加工程序为 O9003 G90 半径 R 编程 N10 G92 X30 Z55 N20 M03 S1000 N30 G90 G00 X15 Z37 N40 G01 Z25 F100 N50 G02 X23 Z25 R8 N60 G01 X25 N70 Z0 N80 G00 X30 Z55 M05 N90 M02 O9103 G91 I K 编程 G92 X30 Z55 N10 M03 N20 G91 G00X 15 Z 18 N30 G01 Z 22 F100 N40 G02 X8 Z 8 I8 图2 4 数控车床编程与操作13 N50 G01 X2 N60 Z 17 N70 G00 X5 Z55 M05 N80 M02 4 螺纹切削指令 螺纹切削指令 G32 格式 G32 X Z F 式中 X Z 螺纹终点坐标 F 螺纹导程 当斜角 与 Z 轴夹角 45 时 为 X 向导程 说明 G32 既可加工圆柱螺纹 也可加工锥螺纹 等螺距螺纹 因伺服系统存在滞后误差 为避免螺距产生误差 编程时应设置升速进 刀段 螺纹引入段 1 和降速退刀段 螺纹引出段 2 经验公式 605 3 1800 Ln 1 1800 Ln 2 n 主轴转速 r min L 螺纹导程 mm 或 L5 1 1 2 L3 2 1 螺纹加工的粗 精加工中 主轴转速应保持恒定 原因参 切削进给速度由主轴转速和螺距关联而定 螺纹切削中不可按 进给保持 按钮 此时主轴仍在旋转而刀具却会停 止运动 螺纹切削中不能使用恒线速控制功能 螺纹加工参数计算 a 外螺纹 大径 D 公称尺寸 d 0 125L 螺纹切削深度 H 0 6495L 保证中 径 单边值 b 内螺纹 小径 D1 公称尺寸 d 1 05L 螺纹切削深度 H 0 6495L 单边值 c 吃刀量 p 0 15 0 3mm 精加工余量 0 2 0 3mm 单边值 吃刀量分配时 根据总吃刀量 螺纹切削深度 精加工余量 按递减规律分配 例 5 图 2 6 加工 M30 1 5 圆柱螺纹 参数计算 14数控车床编程与操作 D 30 0 125 1 5 29 775 H 0 6495 1 5 2 0 974 2 1 9485 p1 0 8 p 2 0 6 p3 0 4 p4 0 148 1 4 2 2 程序如下 O0032 G92 X50 Z100 M06 T0101 精车外圆偏刀 M03 G90 G00 X40 Z68 G01 X0 F100 G00 X29 775 Z68 G01 Z0 F100 G00 X50 Z100 T0100 M06 T0202 切槽刀 G00 X35 Z10 G01 X27 F80 G01 X35 F100 G00 X50 Z100 T0200 M06 T0303 螺纹刀 G00 X35 Z68 X29 2G32 Z12 F1 5 G32 Z12 F1 5G00 X35 G00 X35 Z68 Z68 X28 04 X28 6G32 Z12 F1 5 G32 Z12 F1 5G00 X35 G00 X35X50 Z100 M05 Z68T0300 X28 2M02 2 3 3 延时控制延时控制 G04 指令指令 格式 G04 X 图2 6 数控车床编程与操作15 X 暂停时间 S 说明 G04 指令在前一程序段进给速度达到零之后才开始动作 执行 G04 指令时 主轴不允许停转 否则无法实现 用于切槽 钻 镗孔 拐角轨迹控制等 2 3 4 单一固定循环切削指令单一固定循环切削指令 1 内 外径切削循环指令 内 外径切削循环指令 G80 圆柱面内 外径切削 格式 G80 X Z F 式中 X Z 切削终点 C 的坐标 F 进给段 BC CD 的进给速度 AB DA 段为快进段 例 6 如图 2 8 所示工件 O0801 G92 X80 Z80 G90 G00 X65 Z50 M03 G01 X0 F100 G00 Z52 X65 G80 X56 Z10 F100 X52 Z10 X48 Z10 X44 Z10 X41 Z10 X40 Z10 G00 X80 Z80 M05 M02 带锥度的内 外径切削 格式 G80 X Z I F 式中 X Z 切削终点 C 的坐标 F 进给段 BC CD 的进给速度 图2 7 图2 8 图2 9 图2 10 16数控车床编程与操作 图2 12 图2 11 图2 13 图2 14 AB DA 段为快进段 I 切削始点 B 与终点 C 的半径差 终始 rrI 例 7 如图 2 10 所示工件 O0802 G92 X80 Z80 G90 G00 X64 Z50 M03 G01 X0 F100 G00 Z52 X64 G80 X48 Z10 I 10 5 F100 X44 Z10 I 10 5 X41 Z10 I 10 5 X40 Z10 I 10 5 G00 X80 Z80 M05 M02 2 端面切削循环 端面切削循环 G81 直端面切削 格式 G81 X Z F 式中 X Z 切削终点 C 的坐标 F 进给段 BC CD 的进给速 度 AB DA 段为快进段 例 8 如图 2 12 所示工件 O0811 G92 X100 Z60 G90 G00 X85 Z35 M03 G81 X20 Z25 F100 X20 Z20 X20 Z15 X20 Z10 G00 X100 Z60 M05 M02 带锥度的端面切削 格式 G81 X Z K F 式中 数控车床编程与操作17 图2 16 X Z 切削终点 C 的坐标 F 进给段 BC CD 的进给速度 AB DA 段为快进段 K 切削始点 B 与终点 C 在 Z 向的坐标差 例 9 如图 2 14 所示工件 O0812 G92 X100 Z60 G90 G00 X86 Z35 M03 G81 X20 Z26 K 11 F100 X20 Z22 K 11 X20 Z20 K 11 G00 X100 Z60 M05 M02 3 螺纹切削循环 螺纹切削循环 G82 直螺纹切削直螺纹切削 格式 G82 X Z F 式中 X Z 螺纹切削终点坐标 F 螺纹导程 例 10 如图 2 16 所示加工 M30 1 5 圆柱螺纹 参数计算 D 30 0 125 1 5 29 775 H 0 6495 1 5 2 0 974 2 1 9485 p1 0 8 p 2 0 6 p3 0 4 p4 0 148 1 4 2 2 O0821 G92 X50 Z100 M03 M06 T0101 精车外圆偏刀 G00 X35 Z64 G01 X0 F100 G00 Z66 G00 X29 775 G01 Z0 G00 X50 Z100 G00 X35 Z68 S800 T0100 G82 X29 2 Z12 F1 5 图2 15 18数控车床编程与操作 图2 17 图2 18 M06 T0202 切槽刀刀宽 4mm G82 X28 6 Z12 F1 5 G00 X35 Z10 G82 X28 2 Z12 F1 5 G01 X27 F80G82 X28 04 Z12 F1 5 G01 X35 F100G00 X50 Z100 M05 G00 X50 Z1000T0300 T0200M02 M06 T0303 螺纹刀 锥螺纹切削锥螺纹切削 格式 G82 X Z I F 式中 X Z 螺纹切削终点坐标 I 螺纹切削始点与终点的半径差 终始 rrI F 螺纹导程 例 11 如图 2 17 工件锥螺纹 螺纹深度 H 2 0 6495 L 2 0 6495 2 2 6 吃刀深度 p1 0 9 p2 0 6 p3 0 6 p5 0 4 p6 0 3 p7 0 3 p8 0 1 1 5 2 5 此锥螺纹无退刀槽 O0822 G92 X80 Z100 M03 M06 T0101 G00 X0 Z65 G01 Z60 F100 X40 X50 Z10 X60 Z0 G00 X80 Z100 T0100 M06 T0303 G00 X70 Z65 G82 X48 4 Z15 I 5 F2 48 4 50 1 0 6 G82 X47 9 Z15 I 5 F2 47 9 48 4 0 5 X47 5 Z15 I 5 F2 47 5 47 9 0 4 数控车床编程与操作19 X47 1 Z15 I 5 F2 47 1 47 5 0 4 X46 8 Z15 I 5 F2 46 8 47 1 0 3 X46 5 Z15 I 5 F2 46 5 46 8 0 3 X46 4 Z15 I 5 F2 46 4 46 5 0 1 46 4 50 1 2 6 G00 X80 Z100 M05 T0300 M02 固定循环指令与基本指令的比较 固定循环指令与基本指令的比较 基本指令只适合编写精加工程序 而固定循环指令相当于四条基本指令的 组合 编程效率比基本指令高 可用于粗 精加工 2 3 5 复合循环切削指令复合循环切削指令 G71 G72 G73 G76 运用复合循环切削指令 只需指定精加工路径和粗 精加工的吃刀量 系 统会自动计算出精加工路线和加工次数 自动完成粗加工和精加工 1 内 外径粗加工循环指令 内 外径粗加工循环指令 G71 格式 G71 U d R e P ns Q nf X u Z w F f S s T t 式中 d 粗加工时径向吃刀深度 e 粗加工快退时的径向退刀量 ns 精加工路线起始程序段的顺序号 nf 精加工路线终止程序段的顺序号 u 精加工径向 X 余量 双边值 直径编程 单边值 半径编程 w 精加工轴向 Z 余量 F S T 粗加工的进给速度 主轴转速和刀具 图2 19 20数控车床编程与操作 指令加工特点 适合轴类 套类零件粗加工 说明 G71 G72 G73 必须带 P Q 地址 精加工路线起始段 终止段必须带 有顺序号 且和 P Q 地址一致 粗加工时 G71 G72 G73 段中的 F S T 有效 精加工时 F S T 在 ns nf 中指定 在 ns 段中 应包含 G00 或 G01 进行 A 到 A 的动作 精加工进刀动作 该段用来指定粗加工吃刀方向 在 ns 段中 使用 G71 时不得有 Z 向位移 即该段 AA 必须与 Z 轴垂直 使用 G72 时 不得有 X 向位移 即该段 AA 必须与 X 轴垂直 由 A 到 B 的刀具轨迹在 X Z 向上必须连续递增或递减 否则粗加工会 出错 精加工路线中不能有子程序调用 本系统 G71 G72 G73 指令不能处理圆弧和倒角 本系统 G71 G72 G73 指令后精加工路线程序段中 X Z 坐标不能省 略 本系统 G71 G72 G73 指令在完成粗加工后 继续将精加工走完 而 一般的系统中 精加工是用精加工循环指令 G70 完成的 本系统无此循环 G70 格式为 G70 P ns Q nf 例 12 如图 2 20 所示 O9071 G92 X280 Z450 M03 G00 X260 Z355 G71 U20 R2 P100 Q200 X2 Z0 5 F300 N100 G00 X50 Z355 图2 20 数控车床编程与操作21 G01 X50 Z300 F100 X100 Z240 X100 Z170 X160 Z170 X160 Z100 X250 Z50 N200 X250 Z0 G00 X280 Z450 M05 M02 2 端面粗加工复合循环 端面粗加工复合循环 G72 格式 G72 W d R e P ns Q nf X u Z w F f S s T t 式中 d 粗加工时轴向吃刀深度 e 粗加工快退时的轴向退刀量 ns 精加工路线起始程序段的顺序号 nf 精加工路线终止程序段的顺序号 u 精加工径向 X 余量 双边值 直径编程 单边值 半径编程 w 精加工轴向 Z 余量 F S T 粗加工的进给速度 主轴转速和刀具 指令加工特点 适合盘类 环类零件粗加工 例 12 如图 2 20 所示工件 O9072 G92 X280 Z450 M03 图2 21 22数控车床编程与操作 G90 G00 X259 Z360 G72 U20 R2 P100 Q200 X2 Z0 5 F300 N100 G00 X259 Z45 G01 X160 Z100 F100 X160 Z170 X100 Z170 X100 Z240 X50 Z300 N200 X50 Z360 G00 X280 Z450 M05 M02 3 封闭轮廓循环 仿形循环 封闭轮廓循环 仿形循环 G73 格式 G73 U I W K R d P ns Q nf X u Z w F f S s T t 式中 I X 径向粗加工总余量 单边值 其值有正 负 表示外 内仿形循环 K Z 轴向粗加工总余量 d 粗加工次数 ns 精加工路线起始程序段的顺序号 nf 精加工路线终止程序段的顺序号 u 精加工径向 X 余量 双边值 直径编程 单边值 半径编程 w 精加工轴向 Z 余量 u 2 w w K w u 2 u 2 I 图2 23 数控车床编程与操作23 F S T 粗加工的进给速度 主轴转速和刀具 说明见 G71 指令加工特点 适合铸件 锻件毛坯加工 也可半精车 精车加工 例 13 如图 2 24 所示工件 O9073 G92 X50 Z180 G90 G00 X40 Z125 M03 S1000 G73 U3 W1 5 R4 P100 Q200 X0 5 Z0 2 F300 N100 G00 X16 Z122 G01 X16 Z100 X24 Z90 X24 Z50 X36 Z30 N200 X36 Z0 G00 X50 Z180 M05 M02 4 螺纹切削复合循环 螺纹切削复合循环 G76 格式 G76 R m C r A X u Z w I i K k U d V Q d F l min d 式中 m 光整车削次数 1 99 r 螺纹收尾长度 0 99 l 本系统此功能不完备 螺纹牙型角 即刀尖角 可取 80 60 55 30 29 0 u w 螺纹终点 C 的 X Z 坐标 本系统最好用增量方式表示 i 锥螺纹起 终点半径差 k 螺纹牙型高度 单边值 图2 24 24数控车床编程与操作 d 螺纹精加工余量 d 螺纹切削第一次切削深度 半径值 螺纹最小切削深度 螺纹切削时切削深度是不断变化的 第 n 次切 min d 削时 其切削深度 如此深度小于 则以切削 1nnd min d min d l 螺纹导程 说明 G76 螺纹切削时 其进刀方式有三种 直进法 斜进法和左右切削法 这三种方式可以控制 本系统仅斜进法一种进刀方式 指令加工特点 适合大导程螺纹粗加工 例 14 如图 2 18 所示螺纹 先精加工外锥面 再加工锥螺纹 O9076 G92 X80 Z100 M03 M06 T0101 G00 X0 Z65 G01 Z60 F100 X40 G01 X50 Z10 C2 X60 Z0 图2 25 1 2 3 4 5 6 7 89 10 直进法 左右切削法 斜进法 图2 18 数控车床编程与操作25 G00 X80 Z100 T0100 M06 T0303 G00 X70 Z65 G76 R2 A60 X46 4 Z15 I 5 K1 299 U0 1 V0 15 Q0 9 F2 G00 X80 Z100 T0300 M05 M02 第三章第三章 刀具补偿功能刀具补偿功能 3 1 刀具的几何补偿刀具的几何补偿 1 刀具偏置 刀具偏置 数控编程时 一般以其中某一把刀作为基准刀 程序控制的是该刀的刀尖 运动轨迹 即编程数据以该刀刀尖位置为准 这样当换刀时 由于换刀前后刀 尖位置不重合 必须对其它刀的刀尖位置进行调整 使之与基准刀刀尖位置重 合 才能加工出合格的零件 数控车床的刀尖位置自动调整是通过刀具偏置实现的 刀具偏置量是指换 刀后其它刀的刀尖位置相对基准刀刀尖位置在 X Z 方向上的偏移量 X Z 通过对刀操作测出刀偏后 将刀偏值设入刀具偏置表 换刀时通过 T 指令指 定刀偏 系统自动根据刀偏量对刀尖位置进行调整 保证换刀前后刀尖位置重 合 说明 刀偏是相对基准刀而言的 这样换刀前必须取消前一把刀的刀偏 使刀 尖回到基准刀位置 否则刀偏会变成相对前一把刀 从而使刀偏被累加 而引 起刀尖位置错误 车床实际控制点为刀架中心 因刀与刀架为刚性连接 为叙述方便 以 刀尖作为控制点 刀偏的测量 对刀测出基准刀控制点 O1 的机床坐标 x1 z1 将待测刀的刀尖对至同一 点 记下此刀控制点的坐标 x2 z2 计算刀偏值 换刀前 控制点 1 2 图2 26 换刀后 O2 O1 Z X Z X 26数控车床编程与操作 X X2 X1 Z Z2 Z1 刀偏的设置 打开数控车床的刀具偏置表 将 X Z 放至相应的刀具号后 2 几何磨损 几何磨损 当车刀使用一段时间后 因刀尖磨损而使刀尖位置发生变化 必须对磨损 进行补偿以修正此变化 几何磨损补偿的原理与刀偏类似 磨损补偿量是通过测量工件的尺寸变化量得到的 磨损补偿值放入几何磨损补偿表中 也可累加到刀偏表中 3 实现 实现 用 T 指令实现 T 指令后两位为刀偏号 3 2 刀尖半径补偿刀尖半径补偿 数控车床是针对刀位点 假 想刀尖点 进行编程的 而实际 加工中 因工艺或其他要求 刀 尖往往并不是一理想尖锐点而是 一段圆弧 当加工轨迹与机床轴 线平行 外圆 端面 时 实际 切削点与理想尖锐点之间没有加工轴线方向上的位移 故不影响尺寸和形状 当加工轨迹与机床轴线不平行 锥面 球面 时 因实际切削点与理想尖锐点 之间有加工轴线方向上的偏移 会造成过切或欠切 此时可用刀尖半径补偿功 能来消除误差 程序段在执行时是否进行刀具半径补偿 由 G40 G41 G42 决定 G40 取消刀具半径补偿 使 G41 G42 指令无效 G41 刀具半径左补偿 即沿刀具运动方 向看 刀具位于工件左侧面 G42 刀具半径右补偿 即沿刀具运动方 向看 刀具位于工件右侧面 注意 G41 G42 判断应以从 Y 轴正向向负 向观察为准 即对水平导轨车床 G41 G42 图3 2 G42 G41 G42 Z G41G42 G41 G41 G42 水平导轨 G42 倾斜导轨G42 G41 G42 G41 Z G41 X G41 G42 图3 1 过切 欠切 欠切 不加刀补的刀具圆弧中心轨迹 不加刀补的加工轨迹 编程轨迹 数控车床编程与操作27 与实际观察相反 对倾斜导轨车床 G41 G42 与实际观察相同 刀具位置号 对于不同的车刀来说 其刀尖圆弧中心与假想 刀尖之间的方位关系是不同的 由此产生的过切或 欠切的大小和方向也是不同的 因此执行 G41 G42 时需指定刀尖圆弧中心与假想刀尖之间 的方位关系 即刀具位置号 刀具位置号判断如图 3 3 所示 当采用假想刀尖编程时 刀具位置号为 1 8 当采用刀尖圆弧中心编程时 刀具位置号为 0 或 9 刀补注意事项 1 G42 G41 与 G02 G03 指令不能在同 一程序段中 可以与 G00 或 G01 指令写在同一程序段内 其下一程序段始点与 刀尖圆弧中心连线应垂直于刀具路径 2 必须用 G40 指令取消刀尖半径补偿 其前一程序段的终点与刀尖圆弧中 心连线应垂直于刀具路径 3 G42 G41 状态下不允许有两个连续的非移动指令 否则刀具在前面程 序段终点垂直位置停止 而产生过切或欠切 4 切断端面时 为防止在回转中心留下欠切小锥 刀具应切过轴线 过切 量应大于刀具半径 5 在靠近卡爪或工件端面处取消刀补时 为防止卡爪或端面被切 应提前 取消刀补 提前量应大于刀具半径 6 刀补功能在固定循环中无效 第四章第四章 子程序与宏程序子程序与宏程序 4 1 子程序子程序 子程序常用于表示数控加工中的一些固定的重复加工过程 例如图 4 1 所示手柄 毛坯 30 棒料 采用子程序加工的程序为 O0055 G92 X40 Z140起刀点 M03 S1000 G90 G00 X58 Z95进刀点 M98 P0001 L10粗加工分 10 次切削 余量 29mm 留精加工余量 1mm G00 X2回退 2mm 准备精加工 WT0 9 WT6 WT5 WT8 WT7 WT2WT1 WT4WT3 图3 3倾斜导轨的刀具位置号 28数控车床编程与操作 M98 P0001 L1精加工 1 次 余量 1mm G90 G00 X40 Z140 M05返回起刀点 M02 O0001假定精加工进刀点在 30 95 位置 G91 G00 X 30进刀至轴线 G01 Z 4 F200将刀从 95mm 处平至端面 91mm 处 G03 X 9 576 Z 2 384 R6第一段 G03 圆弧 X9 683 Z 52 455 R50第二段 G03 圆弧 G02 X 4 741 Z 26 161 R25最后一段 G02 圆弧 G01 Z 10 G00 X8 Z95 X 2返回起点 X 3进刀 3mm 为下一刀作准备 M99 子程序设计技巧 1 子程序以最后一刀 为准进行设计 以方便数 据计算 2 子程序用 G91 方式 编程 进刀一般只在 X 方 向进行 在子程序尾考虑 下一刀的吃刀 并用归零 检查确定 X 方向吃刀量是 否正确 及 Z 方向是否没有吃刀 即 X 吃刀深度 Z 0 3 子程序调用前 进刀点坐标 X0 Z0 计算 假设 最后一刀进刀点位置为 X1 Z1 粗加工吃刀深度为 d1 切削次 数为 n 精加工吃刀深度为 d2 则 X0 X1 d1 n 1 d2 第一刀进刀点已考虑吃刀 Z0 Z1 如本例中 X0 30 3 10 1 1 58 4 当子程序用 G90 方式编程时 需要用宏程序功能实现 4 2 宏程序宏程序 宏程序是指由用户或机床厂开发的具有某种功能的程序 它与子程序类似 该宏程序事先存入系统存储器中 可在用户加工程序中使用宏程序的调用指令 来实现它 而无须包含该宏程序 调用该宏程序的指令叫宏指令 宏指令可象 图4 1 数控车床编程与操作29 系统指令一样进行使用 因宏程序的调用比较复杂 在一般的用户加工程序中 多借用宏程序功能 来编写子程序或主程序 而不直接编写宏程序 4 2 1 宏变量宏变量 宏变量和高级编程语言中的变量的含义是相同的 在用户程序中 凡是需 要变化的数据均可用宏变量来表示 宏变量的表示 宏变量用变量号来定义 有代码 表达式 构成 如 1 4 5 10 20 3 40 2 等 当 10 5 10 即 5 20 7 20 3 即 4 40 10 40 2 即 20 宏变量的使用说明 A 除 O 和 N 外 一般数控编程指令均可使用宏变量来代替其数据 B 宏变量不能超过其代替的数据的最大允许值 C 宏变量在使用前应先赋值 4 2 2 宏运算宏运算 宏变量的赋值 格式 I K 如 1 1 5