数控车床基本指令以及刀具补偿 PPT课件

数控车床基本指令 一 数控车床的编程特点 1 在一个程序段中 根据图纸标注尺寸 可以是绝对坐标值或增量坐标值编程 也可以是二者的混合编程 2 由于图纸尺寸的测量都是直径值 因此 为了提高径向尺寸精度和便于编程与测量 X向脉冲当量取为Z向的一半 故直径方向用绝对值编程时 常以直径值表示 用增量编程时 以径向实际位移量的2倍编程 并附上方向符号 正向省略 2020 4 6 1 3 由于毛坯常用棒料或铸锻件 加工余量较大 所以数控车床常具备不同形式的固定循环功能 可进行多次重复循环切削 4 为了提高刀具的使用寿命和降低表面粗糙度 车刀刀尖常磨成半径较小的圆弧 因此当编制圆头车刀程序时需要对刀具半径进行补偿 对具备G41 G42自动补偿功能的数控车床 可直接按轮廓尺才进行编程 对不具备刀具自动补偿功能的机床 编程时需要人工计算补偿量 2020 4 6 2 车床的前置刀架与后置刀架 数控车床刀架布置有两种形式 前置刀架和后置刀架 前置刀架位于Z轴的前面 与传统卧式车床刀架的布置形式一样 刀架导轨为水平导轨 使用四工位电动刀架 后置刀架位于Z轴的后面 刀架的导轨位置与正平面倾斜 这样的结构形式便于观察刀具的切削过程 切屑容易排除 后置空间大 可以设计更多工位的刀架 一般全功能的数控车床都设计为后置刀架 2020 4 6 3 F进给功能 米制与英制编程 数控车床使用的长度单位量纲有米制和英制两种 由专用的指令代码设定长度单位量纲 如FANUC 0TC系统用G20表示使用英制单位量纲 G21表示使用米制单位量纲 每转进给 G99 每分钟进给 G98 2020 4 6 4 主轴转速机能 S机能 T功能 2020 4 6 5 加工坐标系设置 1 编程格式G50X Z 设置工件坐标系时 刀具起点位置可以不变 通过G50指令的设定 把工件坐标系原点设在所需要的工件位置上 2 编程格式G54G00X Z 2020 4 6 6 G50与G54 G59的区别 G50指令与G54 G59指令都是用于设定工件加工坐标系的 但在使用中是有区别的 G50指令是通过程序来设定 选用加工坐标系的 它所设定的加工坐标系原点与当前刀具所在的位置有关 这一加工原点在机床坐标系中的位置是随当前刀具位置的不同而改变的 G54 G59设置加工坐标系 通过MDI方式预先输入到系统中 2020 4 6 7 G机能 1 快速定位 G00 指令格式G00X U Z W 指令功能G00指令表示刀具以机床给定的快速进给速度移动到目标点 又称为点定位指令 指令说明采用绝对坐标编程 X Z表示目标点在工件坐标系中的坐标值 采用增量坐标编程 U W表示目标点相对当前点的移动距离与方向 2020 4 6 8 1 各轴以其最快的速度同时移动 通常情况下因速度和移动距离的不同先后到达目标点 刀具移动路线为任意的 2 各轴按设定的速度以联动的方式移动到位 刀具移动路线为一条直线 3 各轴按输入的坐标字顺序分别快速移动到位 刀具的移动路线为阶梯形 刀具的移动方式有三种 2020 4 6 9 数控车床中的刀具补偿 在金属切削加工过程中 刀具的刀尖部分与工件接触进行切削最终形成工件的已加工表面 刀具刀尖点与工件之间的相对运动轨迹最终决定了工件的形状及尺寸 所以每一把刀具刀尖点相对于工件坐标系的位置 运动轨迹是我们在编程以及切削加工过程中控制的主要对象 只要能有效地控制好每一把刀具的刀尖点在工件坐标系中的运动轨迹就能加工出合格的产品 一 刀具位置补偿 1 刀具位置补偿的目的 2020 4 6 10 分析 1 刀具在装夹过程中 不可能没有长短之分 2 刀具磨损随时都在进行 3 结果 由于控制部分所控制的位移量一样 由于刀具的长短不一 磨损 会产行碰撞 或加工不足等现象 2020 4 6 11 为我解决以上问题 我们提出如下措施 1 设定不同的起刀点 建立多个加工坐标系 分析 1 程序编制必须在现场进行 工件装夹好后 设定了换刀点后 必须精确地测量出每一刀具的刀尖点距离工件坐标原点的位置后才能准确设定每一刀具的起刀点 2 刀具磨损 重新安装后 必须重新测量各起刀点在工件坐标系中的位置 再将程中G50后面的坐标进行适当修改才行 3 结论占机编程 调试 生产效率大降低 必须随时更新程序 2020 4 6 12 编程时 以某一刀具为基准刀具 假定其它刀具与其等长 但我们承认各种与基准刀具之间有差距 基准刀由操作人员决定 差异由操作人员 装好刀后进行现场测量并保存在一定的位置 让数控系统来决定是该多走 还是少走 2 承认差距 让数控系统自动进行处理 2020 4 6 13 2020 4 6 14 所谓刀具补偿功能就是指用来补偿刀具实际安装位置 或者实际刀尖圆弧半径 与理论位置 刀尖圆弧半径 之差的一种功能 刀具补偿功能 刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的 刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的 例 如图所示 A为基准点 B C为工作时刀尖所处位置 1 位置补偿量 2020 4 6 15 2 刀具位置补偿的方法 刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现 T代码由字母T后面跟4位数字组成 编程格式如下 如T0101 其中前两位为刀具号 后两位为刀具补偿号 刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号 刀具位置补偿值的计算方法 方向 刀位点指向基准点 大小 基准点对应的机械坐标减去刀位点对应的机械坐标 2020 4 6 16 二 刀具半径补偿 1 刀具半径补偿的目的 数控车床按刀尖对刀 但车刀的刀尖总有一段小圆弧 所以对刀时刀尖的位置是假想刀尖P 如图所示 用假想刀尖点编程 加工端面和外圆没有切削残留 但若用假想刀尖点编程加工斜面时 在加工中出现CDdc部分的残留 同样 用假想刀尖点编程加工圆弧时 在加工也会中出现部分残留 这样就会引起加工表面的形状误差 2020 4 6 18 在实际生产中 若工件加工精度要求不高或留有精加工余量时可忽略此误差 否则应考虑刀尖圆弧半径对工件形状的影响 采用刀具半径补偿 采用刀具半径补偿功能后可按工件的轮廓线编程 数控系统会自动计算刀心轨迹并按刀心轨迹运动 从而消除了刀尖圆弧半径对工件形状的影响 2 刀具半径补偿的方法 刀具半径补偿可通过从键盘输入刀具参数 并在程序中采用刀具半径补偿指令实现 刀具参数包括刀尖半径 假想刀尖圆弧位置 必须将这些参数输入刀具偏置寄存器中 2020 4 6 19 2020 4 6 20 刀具半径补偿的编程格式 G41 G42 G40指令需在G01或G00指令状态下 通过直线运动建立或取消刀补 X U Z W 为建立或取消刀补段中刀具移动的终点坐标 刀具半径补偿应当在切削进程启动之前完成 同样 要在切削进程之后用取消 G41 G42 G40均为模态指令 G41 G42分别为刀具左 右半径补偿指令 G40为取消刀具半径补偿指令 2020 4 6 21 2020 4 6 22 编程应用示例 2020 4 6 23 数控车床单一固定循环指令 2020 4 6 24 当车削加工余量较大 需要多次进刀切削加工时 可采用循环指令编写加工程序 这样可减少程序段的数量 缩短编程时间和提高数控机床工作效率 根据刀具切削加工的循环路线不同 循环指令可分为单一固定循环指令和多重复合循环指令 单一固定循环可以将一系列连续加工动作 如图所示 切入 切削 退刀 返回 用一个循环指令完成 从而简化程序 2020 4 6 25 当材料轴向切除量比径向多时 使用G90轴向循环车削指令 指令格式G90X U Z W F 指令功能实现外圆切削循环切削循环 刀具从循环起点按图示走刀路线 最后返回到循环起点 图中虚线表示按 快速移动 实线表示按F指定的工件进给速度移动 指令说明X Z表示切削终点坐标值 U W表示切削终点相对循环起点的坐标分量 表示进给速度 1 外圆切削循环指令 G90 2020 4 6 26 例 圆柱面切削循环功能加工图所示零件 编制其程序 N10G50X200Z200T0101N20M03S1000N30G00X55Z4M08N40G01G96Z2F2 5S150N50G90X45Z 25F0 2N60X40N70X35N80G00X200Z200N90M30 G90X40Z20F30A B C D AX30A E F D AX20A G H D A 2020 4 6 27 2 圆锥面切削循环 G90 指令格式G90X U Z W R F 指令功能实现锥面切削循环 刀具从循环起点按图示走刀路线 最后返回到循环起点 图中虚线表示按 快速移动 实线表示按F指定的工件进给速度移动 指令说明X Z表示切削终点坐标值 U W表示切削终点相对循环起点的坐标分量 R表示切削始点与切削终点在 轴方向的坐标增量 半径值 表示进给速度 2020 4 6 28 2020 4 6 29 例 圆锥面切削循环功能加工图所示零件 编制其加工程序 G01X65Z2G90X60Z 35R 5F0 2X50G00X100Z200 G90X40Z20R 5F30A B C D AX30A E F D AX20A G H D A 2020 4 6 30 3 螺纹切削循环 G92 指令格式G92X U Z W R F 指令功能切削圆柱螺纹和锥螺纹 刀具从循环起点 按图示走刀路线 最后返回到循环起点 图中虚线表示按 快速移动 实线按 指定的进给速度移动 指令说明X Z表示螺纹终点坐标值 U W表示螺纹终点相对循环起点的坐标分量 R表示锥螺纹始点与终点在 轴方向的坐标增量 半径值 圆柱螺纹切削循环时 为零 可省略 F表示螺纹导程 2020 4 6 31 例 试编写图所示圆柱螺纹的加工程序 G00X35Z104G92X29 2Z53 F1 5X28 6X28 2X28 04G00X200Z200 例 试编写图所示圆锥螺纹的加工程序 G00X80Z62G92X49 6Z12R 5F2X48 7X48 1X47 5X47G00X200Z200 2020 4 6 32 4 径向车