数控车床编程基础资料 PPT课件

数控仿真系统使用 FANUC 0I系统标准控制面板 机床准备 选择机床 FANUC 0I 定义毛坯 放置零件或拆除零件 选择刀具 释放 急停按钮 启动 回 参考点 手动操作 主轴正转 反转 停止 手动进给 手动脉冲与手轮操作 主轴倍率调整 进给倍率调整 手动换刀 对刀和补偿参数设置 试切对刀法 刀具的形状补偿 菜单和工具栏的使用 图形的缩放 旋转 移动 视图的转换 铁屑的开 关 仿真倍率的调整 零件的测量 程序的编辑 加工程序的输入 程序字的修改 插入 删除 替换 上 下翻页 程序复位 程序字的查询 保存加工程序 读入加工程序 手动数据输入 MDI 加工程序的运行 连续运行 单步运行 进给保持 切削用量的观察 停止程序的运行 停止 启动 MDI键盘的功能POS显示刀架的当前坐标位置PROG显示当前程序OFFSETSETTING设置刀具的补偿参数INPUT将输入域的内容输入到当前位置ALTER用输入域的内容替换当前程序字CAN取消输入域上的一个字符INSERT将输入域内容插入到当前位置之后 DELETE删除当前内容PAGE向前或向后翻页SHIFT选择下档字符RESET解除警报 系统复位 在编程状态下返回到程序开始处 在编辑状态下移动光标EOB换行符号软键根据CRT画面最后一行的内容确定其功能 数控车床编程基础 数控标准数控程序编制的国际标准和国家标准1 ISO代码和EIA代码国际标准化协会美国电子工业协会2 数控标准的主要内容 数控的名词术语 数控机床的坐标轴和运动方向 数控机床的字符编码 ISO代码 EIA代码 数控编程的程序段格式 准备机能 G代码 和辅助机能 M代码 进给功能 主轴功能和刀具功能 坐标轴和运动方向的命名原则 一律假定工件静止而刀具运动 刀具远离工件的方向定义为坐标轴的正方向 以右手笛卡儿坐标系作为数控机床的标准坐标系 直线运动的坐标轴分别用X Y Z表示 数控车床坐标轴的规定 Z轴与传递切削动力的主轴轴线重合或平行 指向主轴箱的方向为 轴的负方向 而指向尾座的方向为 轴的正方向 X轴为水平轴 其方向在工件的径向上 平行于工件的装夹平面 Y轴根据Z轴和X轴由右手笛卡儿规则确定 对数控车床 Y轴是虚轴 刀架 床身 主轴箱 滚珠丝杠 床座 尾座 导轨 上位刀架 后置刀架 机床 X Z 机床坐标系由机床生产厂家规定的 以机床某一固定点为坐标原点而建立的坐标系称为机床坐标系 厂家对机床坐标系原点的设定通常有以下两种情况 1 通过主轴中心线的卡盘前端面 2 数控车床的参考点 工件坐标系用户确定的编制加工程序的基准点 零点 称为工件原点 数控车床的工件原点一般定为零件精加工右端面与轴心线的交处 以工件原点为原点所构成的坐标系称为工件坐标系 工件坐标系的X和Z坐标轴与机床坐标系的X和Z坐标轴平行且方向相同 工件坐标系 原点灵活 用户设定 编程方便 与工件装夹位置无关 机床坐标系 原点固定 厂家设定 编程不便 只有确定了工件装夹位置后方可编程 关联 刀具形状补偿参数设置 俗称 对刀 绝对坐标与相对坐标 绝对坐标各点的坐标位置均以坐标原点为基准的坐标值 通常用X Y Z表示 相对坐标各点的坐标位置均以前一个点的位置为基准的坐标值 在数控车床中通常用U V W表示 相对坐标又称为增量坐标 绝对坐标 G01X140 0Z20 0G01X100 0Z70 0相对坐标 G01U100 0W 40 0G01U 40 0W50 0 例 分别用绝对坐标和相对坐标描述下图中刀具A B和B C的直线插补指令 参考点 机床零点 刀架距离机床主轴最远的一个固定极限点称为数控车床的参考点 机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点 由生产厂家每个进给轴上用限位开关精确调整好的 坐标值已输入数控系统中 因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数 注意 机床坐标系原点 机床参考点虽然有些有些数控车床的机床坐标系原点与机床参考点重合 但概念上两者是不能混淆的 回参考点 回零 将刀架移到参考点的操作称作回参考点 可通过手动或程序控制来完成 数控机床开机时 必须先确定机床坐标系原点 而确定机床坐标系原点的运动就是刀架返回参考点的操作 这样通过确认参考点 就确定了机床坐标系原点 只有机床参考点被确认后 刀具移动才有基准 参考点的作用 通过回参考点操作可正确地显示刀架参考点在机床坐标系中的位置 通过回参考点操作可消除机床机械系统的累积误差 作为刀架行程限制 超程保护 的终点 作为进给位置反馈的测量基准点 下列情况需要回零操作 机床关机后重新接通电源 机床超程报警信号解除之后 机床解除急停状态以后 刀架参考点数控机床刀架内有一个固定基准点 一般定在回转刀架的中心线上 数控系统通过控制该点的运动间接地控制刀尖的运动 机床显示器上所显示的坐标值就是该点在机床坐标系或工件坐标系中的坐标值 说明 机床回参考点时 刀架参考点与机床参考点正好重合 刀位点加工程序中表示刀具位置的基准点 x x Z Z 工件坐标系原点 刀位点 机床坐标系原点 机床参考点 刀架移动极限点 刀架参考点 屏幕显示的Z坐标值 屏幕显示的X坐标值 刀具补偿刀具补偿是补偿实际加工时所用的刀具与编程时使用的理想刀具之间的偏差值 保证加工零件符合图纸要求的一种处理方法 刀具形状参数补偿 对刀 当刀位点指向工件坐标系原点时 确定刀架参考点在机床坐标系中的位置 X Z Z补偿值 X补偿值 刀具形状参数补偿的目的 为机床坐标系与工件坐标系相关联做准备 常用对刀方法 试切对刀法 使用机外对刀仪对刀 刀具形状参数补偿的实现 通过引用程序中使用的Txxxx来实现的 Txxxx当前刀具号刀补地址号过程 将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中 当程序执行到含Txxxx的程序行的内容时 即自动到刀补地址中提取刀偏及刀补数据 驱动刀架拖板进行相应的位置调整 TXX00取消形状参数补偿 切削用量的三要素 切削深度ap在垂直于刀具进给方向上 待加工表面与已加工表面的距离 切削深度又称作背吃刀量 单位 mm 为了提高加工效率 粗车时可选取较大的切削深度 并留有一定的精加工余量 其大小可小于普通加工的精加工余量 一般半精车余量为0 5 左右 精车余量为0 1 0 5 2 切削速度vc主轴转速n切削速度vc 切削时刀位点相对与已加工表面的瞬时速度 单位 m min 米 分钟 根据已选用的切削深度 进给率和刀具耐用度来选择切削速度 切削速度选出之后可根据下式计算出主轴转速 主轴转速n 1000vc d单位 r min 转 分钟 其中d为已加工表面的直径 3 进给速度vf每转进给率f 工件每转一周刀具沿进给方向的移动距离 单位 mm r 毫米 转 粗加工时一般取f 0 3 0 8mm r精加工时一般取f 0 1 0 3mm r 切断时一般取f 0 05 0 2mm r 每分钟进给量 进给速度 vf 单位时间内刀具沿进给方向的移动距离 单位 mm min 毫米 分钟 vf n f 加工程序的编写 加工程序的格式加工程序 数控加工指令的集合 程序字 加工程序的一个基本信息单元 程序字格式 英文字母 数值程序段 由若干程序字组成的信息行 程序段基本格式 N G X Z F S T M 说明 各程序字的顺序无严格规定 不需要的程序字可不写 编程中的常用术语脉冲当量 移动部件 刀具 一次所能移动的最小距离 又称最小分辨率 0 001mm 插补 数控装置按进给方向的要求 在起点和终点之间插入若干个中间值 数据密化 用以控制移动部件 刀具 的运动轨迹 模态指令 模态指令是指指令出现后一直保持到出现同组的其它指令为止 模态指令又称作续效指令 非模态指令 非模态指令只在本程序段有效 下条指令需要时要重新写出 起刀点 加工程序执行时 刀具相对于工件运动的起点 换刀点 在多刀具加工时 由加工程序确定的一个自动换刀位置 为防止换刀过程中碰撞到工件或夹具 应留有一定的安全区 程序号 为区别数控装置内存中不同的加工程序 用户为每个加工程序的数值型命名 基点 构成零件轮廓的不同几何线之间的交点或切点 刀尖圆弧半径补偿 通过指令和参数设置 减少因刀尖圆弧而引起的加工尺寸的偏差 程序字的主要功能 顺序号字N作用 为程序段作标号 说明 数控装置严格按照程序段的输入先后顺序执行 故顺序号字只作为程序段的标识符号 并不代表程序段执行的先后顺序 因此顺序号字可省略不写 准备功能字G作用 指令机床的工作方式 FANUC 0I车床常用G指令 说明 G指令按功能分成若干组 一个程序段中同组的G指令只能使用一个 若指定两个以上时 只有最后一个有效 G指令中只有00组的是非模态指令 其余的G指令都是模态指令 不同组的G指令在一个程序段中可使用多个 G代码的前置0可省略不写 如G01可写成G1 坐标和尺寸字尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置 X Y Z用于指令绝对坐标值 U U W用于指令相对坐标值 I J K用于指令圆弧的圆心坐标值 R用于指令圆弧的半径值 说明 X Z和U W坐标值是指本程序段执行后刀位点所到达的坐标位置 其起点坐标位置由上一条与坐标位置有关的语句继承而来 进给功能字F作用 指令刀具的进给速度 每转进给设定格式 G99Fx x 每分钟进给设定格式 G98Fxxx x说明 1 F指令为模态指令 2 车床运行的实际进给率可通过操作面板上的进给倍率旋钮进行调整 主轴转速功能字S功能 指定主轴的转速或切削线速度1 恒转速控制格式 G97S 主轴转速单位是r min 转 分钟 2 恒线速度控制格式 G96S 说明 S后面是切削点的线速度值 单位是m min 米 分钟 3 主轴最高速度限定格式 G50S 说明 S后面是主轴的最高转速限定值 在车削端面或工件直径变化较大时 为了保证车削表面质量一致性 可使用恒线速度控制 用恒线速度控制加工端面 锥面和圆弧面时 由于X轴的值不断变化 当刀具接近工件的旋转中心时 主轴的转速会越来越高 采用主轴最高转速限定指令 可防止因主轴转速过高 离心力太大 产生危险及影响机床寿命 例 若G96S150则如图所示的零件 为保持A B C各点的线速度在150mm min 则各点在加工时的主轴转速分别为 A n 1000 150 40 1193r minB n 1000 150 60 795r minC n 1000 150 70 682r min 刀具功能字T作用 1 换刀2 选择刀具的形状补偿参数3 建立工件坐标系格式 T 俗称T2 2形式 说明 1 T指令为模态指令 2 指令T 为取消刀具的形状补偿 并恢复机床坐标系 刀具号 形状补偿 番 号 辅助功能字MFANUC系统的常用辅助功能字 注 M指令中几种停止指令的区别1 M00为程序暂停指令 执行该指令后 主轴停转 进给停止 重按 循环启动 按钮后 再继续执行后面的程序 2 M02为程序结束 机床所有动作被切断 并使机床复位 但光标仍停留在程序结束处 3 M30为程序结束 机床所有动作被切断 并使机床复位 光回到程序开始处 按 循环启动 按钮后可重新执行加工程序 数控车床编程的要点 可灵活运用绝对坐标值 相对坐标值或二者混合使用 X坐标值采用图样上的直径值的编程方式 与设计 标注一致 减少换算 当X Z F S T程序字的内容不变时 下一个程序段中可省略不写 可通过循环功能指令简化编程 利用刀具磨损补偿和刀尖圆弧半径补偿功能以减少加工误差 可适当地利用子程序减少语句的重复 7 空行程时快速进退刀以提高加工效率 8 根据工件毛坯余量确定切削起点 并以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则 9 进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点 再改用切削进给 以减少空走刀的时间 提高加工效率 10 退刀时 沿轮廓延长线工进退出至工件附近 再快速退刀 一般先退X轴 后退Z轴 数控加工程序的一般结构虽然加工程序的内容各不相同 但各程序的开始部分和结束部分的内容却是基本相同的 只有中间部分才是主要的加工程序段 加工程序一般具有如下几个部分 准备部分 程序号 格式 O 刀具数据 如 T0101等 主轴转速 S 转向 M03 M04 开切削液 M08 刀具快