数控车床程序的编制及操作.ppt

第4章数控车床程序的编制及操作,4.1数控车床概述4.2数控车床常用的编程指令4.3数控车床的操作面板及操作简介4.4车削加工实例,4.1数控车床概述,数控车床与普通车床一样以车削加工为主，也可用来加工零件旋转表面的。因为配备了数控系统，能自动完成零件的加工，具有加工精度高、加工速度快、操作方便省力、加工范围宽等特点，是工厂机加工车间应用比较广泛的一种数控机床。数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用控制电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。一般数控车床的主轴由直流或交流调速电动机驱动，主轴作主运动，刀架的纵、横向分别由伺服电动机驱动。为了车削螺纹，在主传动系统里装有主轴脉冲发生器，以检测主轴的转速，保证车削螺纹时，主轴（工件）每转一转，刀具移动一个加工螺纹的导程。,4.1数控车床概述,4.1.1数控车床主要加工对象数控车床主要用于轴类或盘类零件的内/外圆柱面、任意角度的内/外圆锥面、复杂回转内/外曲面和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔及镗孔等，特别适合加工形状复杂的零件。与普通车床相比，数控车床比较适合于车削具有以下要求和特点的回转体零件：（1）精度要求高的零件（2）表面粗糙度好的回转体零件（3）轮廓形状复杂的零件（4）带一些特殊类型螺纹的零件（5）超精密、超低表面粗糙度的零件,4.1数控车床概述,4.1.2数控车床主要功能1、直线插补功能控制刀具沿直线进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆柱面、圆锥面和倒角。2、圆弧插补功能控制刀具沿圆弧进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆弧面和曲面。3、固定循环功能固化了机床常用的一些功能，如粗加工、切螺纹、切槽、钻孔等，使用该功能简化了编程。4、恒线速度车削通过控制主轴转速保持切削点处的切削速度恒定，可获得一致的加工表面。5、刀尖半径自动补偿功能可对刀具运动轨迹进行半径补偿，具备该功能的机床在编程时可不考虑刀具半径，直接按零件轮廓进行编程，从而使编程变得方便简单。,4.1数控车床概述,4.1.3数控车床的类型,1、按车床主轴的配置形式分类(1)立式数控车床(2)卧式数控车床,图4-2卧式数控车床,图4-1立式数控车床,4.1数控车床概述,2、按加工零件的基本类型分类(1)卡盘式数控车床(2)顶尖式数控车床,3、按刀架数量分类(1)单刀架数控车床(2)双刀架数控车床,图4-3单刀架数控车床,图4-4双刀架数控车床,4.1数控车床概述,4、按功能分类(1)经济型数控车床(2)全功能型数控车床(3)车削加工中心（4）FMC车床,图4-5经济型数控车床,图4-6全功能型数控车床,图4-7车削中心,图4-8带工件装卸机器人的数控车床,4.1数控车床概述,4.1.4数控车床的工艺装备刀具夹具等1.数控车床的刀具（1）对刀具的要求数控车床能兼作粗、精加工。为使粗加工能以较大地切削深度、进给速度加工，要求粗车刀具强度高、耐用度好。精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。为减少换刀时间和方便对刀，应可能多地采用机夹刀。数控车床还要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具寿命管理功能。在使用刀具寿命管理时，刀片耐用度的设定原则是以该批刀片中耐用度最低的刀片作为依据的。在这种情况下，刀片耐用度的一致性甚至比其平均寿命更重要。,4.1数控车床概述,（2）数控车床的刀具数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖(同时也为其刀位点)由直线形的主、副切削刃构成，如外圆车刀、左右端面车刀（图4-9），内孔车刀（图4-10），切槽(断)车刀（图4-11）。,图4-9外圆车刀,图4-10内孔车刀,图4-11切槽或切断车刀,4.1数控车床概述,2.数控车床的夹具,a液压中空卡盘,b液压中实卡盘,图4-13液压卡盘,图4-14顶尖,4.1数控车床概述,3.数控车床的尾座,图4-15可编程控制的液压尾座,4.1数控车床概述,4.数控车床的刀架,图4-16电动或液压回转刀架（斜床身、后置刀架）,图4-17排式刀架,图4-18方刀架（平床身、前置刀架）,4.1数控车床概述,4.1.5数控车床的选择配置与机械结构组成,图4-19为典型数控车床的选择配置与机械结构组成，包括主轴驱动机构、进给驱动机构、床身、刀架、导轨、辅助装置（自动换刀装置、润滑装置、切削液装置、排屑、限位开关、照明装置）等部分。,图4-19典型数控车床的选择配置与机械结构组成,4.1数控车床概述,4.1.6数控车床的数控系统,目前社会在役数控车床常见配套的数控系统有十多个品牌、几十个系列。国外品牌主要以日本法那科（FANUC）和德国西门子（SIEMENS）为主，国产品牌以华中和广数为主，近年发展很快，逐步占领了部分市场。,4.2数控车床常用的编程指令,4.2.1数控车床的编程特点在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合使用编程。由于被加工零件的径向尺寸都是以直径值表示，所以直径方向用绝对值编程时，X以直径表示。当用增量值编程时，以径向实际位移量的两倍表示，并附上方向符号。为提高工件的径向尺寸精度，X方向的脉冲当量经常是Z向的一半。由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控系统常备有不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上是一个半径不大的圆弧，因此为提高加工精度，需要对刀具半径进行补偿,4.2数控车床常用的编程指令,4.2.2数控车床的编程规则1.绝对值编程和增量值编程用绝对值方式编程时，程序段中的轨迹坐标都是相对于某一固定编程坐标系原点所给定的绝对尺寸，用X、Z及其后面的数字表示。用增量值编程时，程序段中的轨迹坐标都是相对于前一位置坐标的增量尺寸，用U、W及其后的数字分别表示X、Z方向的增量尺寸,4.2数控车床常用的编程指令,图4-20绝对与增量编程,N01G01X40.0Z10.0F120;(OA)(进给速度为120mmmin)N02X80.0Z30.0；(AB)N03X120.0Z40.0；(BC)N04X60.0ZS0.0；(CD)N05M02；,N01G01U40.0W10.0F120；(OA)N02U40.0W20.0；(AB)N03U40.0W10.0；(BC)N04U-60.0W40.0；(CD)N05M02；,绝对编程,增量编程,4.2数控车床常用的编程指令,2.直径编程/半径编程X坐标的尺寸可按直径或半径指定。不同的机床可以使用不同的指令方法：直径编程或半径编程。为了编程方便，对于X方向的尺寸，可以根据实际情况通过1006号参数第三位设定成直径或半径方式编程。通常情况下设定成直径编程。(1)直径编程在直径编程中，指令图纸上的直径值作为X轴的值。(2)半径编程在半径编程中，指令从工件中心至外表面的距离亦即半径值作为X轴的值.,4.2数控车床常用的编程指令,3.小数点编程数值可以用小数点输入。距离、时间或速度的输入可使用小数点。下列地址可用小数点：X，Y，Z，U，V，W，A，B，C，I，J，K，R和F。有两种类型的小数点表示法：计算器型表示法和标准表示法。当用计算器型表示法时，不带小数点的值的单位认为是mm。当用标准表示法时，这样的值以最小输入增量为单位指定。小数点表示法的选择由3401号参数的第0位(DPI)确定。,4.2数控车床常用的编程指令,4.2.3数控车床坐标系数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，在出厂前已调好，一般情况下，不允许用户随意改动。数控车床是回转类零件加工机床，一般只有X和Z两个坐标轴，只需要两坐标联动。Z轴是主轴的回转轴线，远离工件的方向为正。X轴与Z轴相垂直，且平行于车床径向运动的导轨方向也是远离工件的方向为正。根据Z、X轴坐标确定原则，卧式数控车床刀架运动的纵方向即为Z方向，刀架的横向即为X方向，当刀架沿Z向和X向协调运动时，可形成各种复杂的平面曲线，以这条曲线绕轴线回转时，可形成各种复杂的回转体。同样数控立式车床也是刀架沿着工件的轴向和径向运动实现两坐标联动的。卧式数控车床的机床坐标系见图4-21（机床参考点与机床原点重合）和图4-22（机床参考点与机床原点不重合）。,4.2数控车床常用的编程指令,4.2.4数控车床常用指令,表4-2FANUCOiT的地址及功能,4.2数控车床常用的编程指令,4.2数控车床常用的编程指令,1.程序号为了识别存在存储器中的程序，给每个程序分配一个程序号，它由英文字母O后面紧跟不超过4位的数字(19999)组成，放在程序的开头。例如：O8，O54，O4567。（注意：程序号O8000到O9999由机床制造商使用，用户不能使用这些号）。2程序段号（顺序号）在程序段的开头，可以放置一个顺序号，它由英文字母N后跟不超过5位的数字（199999）组成。顺序号可以随意指定，也可以没有顺序号，可以跳过任何号。可以为所有的程序段指定顺序号，也可以只为那些程序中想要加顺序号的程序段指定顺序号。但是，通常还是习惯于按照与加工步骤相协调的递增次序指定顺序号（注：为了与其它数控系统兼容，不能用N0。不能使用程序号O0）。例如N300X200.0Z300.0；该程序段中N300是顺序号。,4.2数控车床常用的编程指令,3、G指令（准备功能指令）FANUCOiT有三种G代码系统：A、B和C（表4-3）。用3401号参数的第6位(GSB)和第7位(GSC)选择G代码系统。一般情况下，使用G代码系统A。除了G10和G11外，00组的G代码都是非模态G代码。,注：带为系统默认指令。不少数控机床G指令的前置“0”允许省略，如：G1表示G01，G3表示G03。,4.2数控车床常用的编程指令,表4-3FANUCOiT的G指令列表,4.2数控车床常用的编程指令,4.2数控车床常用的编程指令,4.2数控车床常用的编程指令,4.2数控车床常用的编程指令,4.2数控车床常用的编程指令,（1）英制/公制转换(G20、G21)指令格式：G20；Inch输入(1Inch=25.4mm)G21；mm输入G20或G21代码必须在程序的开始设定坐标系之前在一个单独的程序段中指定。在英制（Inch）/公制（mm）转换的G代码指定后，角度单位不变。下列值的单位在英/公制转换后要随之改变：F指令的进给速度位置指令工件零点偏移值刀具补偿值手摇脉冲发生器的刻度单位增量进给中的移动距离某些参数通电时的G代码与断电前的G代码相同，在程序执行时，绝对不能切换G20和G21。英制和公制输入也可用SETTING的设定值切换。,4.2数控车床常用的编程指令,（2）机床坐标系选择（G53）机床坐标系以机床零点为原点，在开机通电后通过手动返回参考点而建立设定。机床坐标系是机床能够直接建立和识别的基准坐标系，但在实际加工时很少直接采用，只有在进行一些特定的操作时才考虑选择采用机床坐标系。机床坐标系选择采用G53指令，它是非模态指令，即只在其指令的程序段中有效。G53指令必须用绝对值指定，如果采用增量值编程，G53指令将被忽略。如果编程了G53指令，刀具半径补偿和刀具偏置也就同时被取消。（3）设定工件坐标系（G50）编程人员在编程时，还不可能知道工件在机床坐标系中的确切位置，因而就无法在机床坐标系中取得编程所需要的相关几何数据信息，也就无法进行编程。为了使得编程人员能够直接根据图纸进行编程，通常可以在工件图上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为编程坐标系或工件坐标系，其原点即为编程原点或工件原点。,指令格式：G50X_Z_；,4.2数控车床常用的编程指令,（4）选择工件坐标系（G54G59）G54G59在程序中是选择第16工件坐标系的指令，第16工件坐标系是在操作面板通过OFFSETSETING在工件编置方式下预先设定设定好的。一经设定，工件坐标系的零点在机械坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过OFFSETSETING方式更改。（5）局部坐标系设定（G52）采用G52指令，可以在工件坐标系(G54G59)中通过指定偏置量产生新的坐标原点，从而变更坐标系位置，生成新的子坐标系局部坐标系，如图4-28所示。,编程格式G52X_Z_；,4.2数控车床常用的编程指令,图4-28G52局部坐标系设定,4.2数控车床常用的编程指令,（6）快速定位（G00）G00是使刀具以系统预先设定的速度快速移动定位至所指定的位置。主要是特点是刀具移动速度快，以便节省时间，常用在刀具快速接近工件或快速返回等不切削工件的场合。指令格式为：G00X(U)_Z(W)_；其中：X、Z表示目标点绝对值坐标；U、W表示目标点相对前一点的增量坐标。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-30G00的应用,4.2数控车床常用的编程指令,（7）直线插补（G01）G01是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点。主要特点是刀具移动的速度可通过F后面的数值调整，以适应不同的切削状态和要求，常用在刀具以直线路线的形式车外圆、端面、锥面、台阶、倒角、切槽等。1)指令格式为：G01X(U)_Z(W)_F_；其中：X、Z表示目标点绝对值坐标；U、W表示目标点相对前一点的增量坐标，F表示进给量即进给速度，若在前面已经指定，可以省略。通常，在车削端面、沟槽等与X轴平行的加工时，只需单独指定X(或U)坐标；在车外圆、内孔等与Z轴平行的加工时，只需单独指定Z(或W)值。,4.2数控车床常用的编程指令,2)G01粗车锥面的方法在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两种情况，而每一种情况又有两种加工路线。图4-36所示为车正锥的两种加工路线，当按图a的加工路车正锥时，需要计算终刀距S，假设圆锥大径为D，小径为d,锥长为L，背吃刀量为p，则可计算出(D-d)/2L=p/SS=2Lp/(D-d)当按图的走刀路线车正锥时，则不需要计算终刀距，只要确定了背吃刀量，即可车出圆锥轮廓。但在每次切削中，背吃刀量是变化的。车倒锥的原理与车正锥的原理相同。,4.2数控车床常用的编程指令,（8）圆弧插补（G02/G03）指令格式：G02/G03X(U)_Z(W)_I_K_F_；或G02/G03X(U)_Z(W)_R_F_；1)圆弧顺逆的判断,图4-37圆弧顺逆的判断,4.2数控车床常用的编程指令,2)说明：采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示。当采用增量值编程时；圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。圆心坐标I、K为圆弧起点相对于圆弧中心的增量坐标。本系统I、K为增量值，并带有“”号。当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径值的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角180时，用“R”表示。若圆弧圆心角180时，用“R”表示。用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。,4.2数控车床常用的编程指令,3)G02/G03粗车圆弧的方法：应用G02（或G03）指令粗车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。下面介绍车圆弧常用加工路线。,图4-41车锥法,图4-42车圆法,4.2数控车床常用的编程指令,（9）暂停(G04)G04指令使刀具的进给运动暂时停止一段时间，主轴的状态不变化，以达到光整加工表面的效果，提高表面粗糙度，主要在切槽、车削不通孔时用到。指令格式：暂停G04X_；或G04U_；或G04P_；X_：指定时间(允许小数点，单位秒)U_：指定时间(允许小数点，单位秒)P_：指定时间(不允许小数点，单位毫秒),4.2数控车床常用的编程指令,（10）自动返回参考点（G28）刀具经由中间点沿指定轴自动移动到参考点。在参考点返回完成后，指示返回完成的灯点亮。设置中间点，是为防止刀具返回参考点时与工件或夹具发生干涉。通常G28指令是用于自动换刀，原则上应在执行该指令前取消各种刀具补偿。但在车床中没有必要一定要返回参考点换刀，在任意不与工件发生干涉的位置都可以作为换刀点。指令格式：G28X(U)_Z(W)_；指令中的X(U)_Z(W)_为中间点坐标，如果不通过中间点面直接回机床参考点，可用增量值U0、W0，即中间点就是当前坐标值，如图4-44所示。,4.2数控车床常用的编程指令,（11）返回参考点检查（G27）检查刀具是否按程序正确地返回到参考点。G27指令是以快速移动速度定位刀具。如果刀具到达参考点，参考点返回灯点亮。如果刀具正确地沿指定轴返回到参考点，该轴灯点亮。但是，如果刀具到达的位置不是参考点，则显示092号报警。指令格式：G28X(U)_Z(W)_；指令中的X(U)_Z(W)_为机床参考点,4.2数控车床常用的编程指令,（12）刀尖圆弧自动补偿功能数控车床的车刀在进行加工时都以刀尖为基准进行对刀，进行切削加工。为了提高刀具寿命，降低加工表面的粗糙度，实际加工中的车刀不是理想的尖锐的一个点，而是一个半径不大的圆弧。由于切削点沿着圆弧不断在变化，加工会产生尺寸误差。作为尺寸精度要求高的产品，这种误差是不容许的，必须对因车刀刀尖圆弧引起的误差进行补偿，才能加工出高精度的零件。1）车刀刀尖圆弧产生加工误差的原因,4.2数控车床常用的编程指令,2）使用刀具半径补偿功能G40、G41、G42取消加工误差G40-取消刀具半径补偿，按程序路径进给。G41-左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。G42-右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。以上规定适用于后置刀架的数控车床，如果是CKA6150经济型前置刀架的机床，G41、G42的定义正好相反，即G41为刀具半径右补偿，即沿刀具前进方向看刀具位于工件的右侧。G42为刀具半径左补偿，即沿刀具前进方向看，刀具位于工件的左侧，如图4-47所示。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-47刀具半径补偿,图4-48刀尖R方位代码的确定方法,4.2数控车床常用的编程指令,3)刀具半径补偿必须遵循以下规则：G40、G41、G42只能用G00、G01结合编程，不允许与G02、G03等其他指令结合编程，否则将报警。在编入G41、G42的G00与G01的程序段，其以后两个程序段中，坐标值X、Z要有变化，否则报警。在调用新的刀具前，必须取消刀具补偿，否则也产生报警。,4.2数控车床常用的编程指令,（13）车削固定循环（简化编程）固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床位移或主轴运转，从而完成各项加工。对非一刀加工完成的轮廓表面，即加工余量较大的表面，采用循环编程，以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。固定循环一般分为单一形状固定循环和复合形状固定循环。1）单一形状粗车循环有三种固定循环：外径/内径切削固定循环(G90)，螺纹切削固定循环(G92)，以及端面切削固定循环(G94)。外径/内径切削循环(G90)外圆切削循环指令格式：G90X(U)_Z(W)_F_；,4.2数控车床常用的编程指令,2)端面切削循环(G94)指令格式(1)：G94X(U)_Z(W)_F_；其中：X、Z取值为端平面切削终点绝对坐标值；U、W取值为端平面切削终点相对循环起点的增量坐标值；F为工进速度。如图4-55所示，以上指令格式为端面切削循环。指令格式(2)：G94X(U)_Z(W)_R_F_；,其中：R为端面切削始点至终点位移在Z方向的坐标增量。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-55G94端面切削走刀路线图,图4-56G94带有锥度的端面切削走刀路线图,4.2数控车床常用的编程指令,2）粗精车多重固定循环精车循环（G70）当用G71、G72、G73粗车工件后，可以用G70来指定精车循环，切除粗加工中留下的余量。其指令格式为：G70P(ns)Q(nf)；ns精车加工程序中第个程序段段号。nf精车加工程序中最后个程序段段号。精车过程中的F、S、T必须在P(ns)Q(nf)之间的中指定，而在G71、G72、G73中的F、S、T无效。N(ns)N(nf)之间的程序段中不能调用子程序。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精车循环一般是写在G71、G72、G73的N(nf)程序段后。,4.2数控车床常用的编程指令,外径/内径(纵向)粗车多重循环（G71）,外圆粗车循环的编程指令格式为(以直径编程)：G71U(d)R(e)；G71P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；N(ns)；N(nf)；格式中：d切削深度（X轴方向的半径值），无符号。切削方向取决于AA的方向；,4.2数控车床常用的编程指令,e刀具返回时的径向退刀量(由参数设定)；ns精车加工程序中第个程序段段号；nf精车加工程序中最后个程序段段号；uX轴方向(径向)精加工余量的大小和方向(直径值)；wZ轴方向（轴向）精加工余量的大小和方向；d每次吃刀深度(沿垂直轴线方向即AA方向)；f、s、t一粗加工采用的进给速度F、主轴速度S、刀具指令T的值。N(ns)到N(nf)之间的程序段是精车零件外轮廓的一组程序段，它定义了AAB的运动指令和路线。,4.2数控车床常用的编程指令,当P(ns)Q(nf)之间的程序段指令的均是工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精加工余量u应指定为负值。G71只能完成外径或内径粗车。G71的切削循环平行于Z轴，U和W的符号如图4-60所示。注意事项：在使用G71进行粗加工循环时，只有含在G71程序段中的F、S、T功能才有效，而包含nsnf程序段中的F、S、T功能，对粗加工循环无效。如果在G71中没有编程F、S、T，则在G71程序段前编程的F、S、T有效。P(ns)到Q(nf)之间的程序段中，不能调用子程序。从AB之间必须符合X轴、Z轴方向的共同单调增大或减少的模式,4.2数控车床常用的编程指令,注意AA之间的刀具轨迹必须包含在段号为ns的程序段中，只能用G00/G01编程，不能用G02/G03，在该程序段中不能指定Z轴运动。P(ns)到Q(nf)之间的程序段中，可以进行刀具补偿。G71循环切削之后使用G70指令执行精车加工，以达到所要求的尺寸。当用恒表面切削速度控制时，在A点和B点间的运动指令中指定的G96或G97无效，而在G71程序段或以前的程序段中指定的G96或G97有效。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-58外圆粗车循环G71,4.2数控车床常用的编程指令,例：如图4-61所示零件，采用G71进行粗车加工，每次切深2mm，各面留精车余量0.4mm。粗加工完成后，用G70精加工。程序如下：,图4-61G71G70粗精车循环加工,4.2数控车床常用的编程指令,O4004；N05G50X100.0Z200.0；设定工件坐标系N10T0101；换1号粗车刀N20M03S800；启动主轴正转，转速为800转每分钟N30G96S100；设定粗车恒线速度N40G50S2000；最高转速限制N50G00X84.0Z3.0M07；快速定位至循环起点C，打开切削液N60G71U2R1；N70G71P80Q160U0.8W0.4F0.3；G71循环粗车轮廓N80G00X20.0；开始定义精车轨迹N90G96S150；设定精车恒线速度N100G1W-23.0F0.15；N110X40.0W-20.0；N120G3X60.0W-10.0R10；N130G1W-20.0；,4.2数控车床常用的编程指令,N140X80.0；N150Z-90.0；N160X84.0；精车轨迹结束N180G00X100.0Z200.0M09；返回换刀点准备换精车刀，关闭切削液N190M05；主轴停N200M00；程序暂停，以便测量N210T0202；换2号精车刀N220M03S1500；启动主轴正转，转速调整为1500r/minN230G00X84.0Z3.0M07；快速定位至循环起点C，打开切削液N240G70P80Q160；G70精车循环精加工轮廓N250G00X100.0Z200.0M09；返回换刀点，关闭切削液N260M05；主轴停N270M30；程序结束并返回程序开头,4.2数控车床常用的编程指令,端面粗车多重循环（G72）用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，一般适合于盘类零件的粗加工。G72与G71同为粗加工循环指令，不同之处在于G72是沿着平行于X轴方向进行切削循环加工。图4-59所示为从外径方向往轴心方向车削端面循环。注意AA之间的轨迹必须是程序段号为ns程序段指定的轨迹，采用G00或G01编程，在该程序段中不能指定X轴运动。指令格式为：G72W(d)R(e)；G72P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F_S_T_；N(ns)；N(nf)；注意格式中d指的是Z轴方向的z切削深度，G72程序段中的其它参数含义与G71的相同。G72的切削循环平行于X轴，U和W的符号如图4-62所示。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-59端面粗车循环G72,4.2数控车床常用的编程指令,仿形粗车多重循环（G73）,图4-64固定形状粗车循环G73,指令格式为：G73U（i）W（k）R（d）；G73P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)；式中：程序段中的地址除i、k、d外，其余与G71相同；iX轴方向（径向）粗车切除的总余量(半径值)和方向；kZ轴方向（轴向）粗车切除的总余量和方向；d粗切循环次数；,4.2数控车床常用的编程指令,端面深孔钻削循环（G74）G74是一种工件端面加工孔的指令，其动作为进刀、退回(断屑)、再进刀、退回，这样反复不断达到钻削深孔的目的。它可以在端面连续加工多个孔，这种方式较直接用G01加工孔编程简捷，方便，因此它也是一种固定的多重循环指令可以实现端面宽槽的多次复合加工、端面窄槽的断屑加工以及端面深孔断屑加工，其循环加工路线如图4-67所示。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-67G74端面深孔钻削循环,4.2数控车床常用的编程指令,指令格式:G74R(e)G74X(U)Z(W)P(i)Q(k)R（d）F(f)；式中：R(e)回退量(Z向)，模态值，该值可由5139号参数指定。X(U)B点X坐标(或A到B的X坐标增量)。Z(W)C点的Z坐标(或A到C的Z坐标增量)。iX方向的移动量，无符号值，方向由系统进行判断，半径值指定。kZ方向的每次切深，无符号值。d刀具在切削底部的退刀量，d的符号总是(+)。但是如果地址X(U)和i省略，就要指定退刀方向的符号。f进给速度。G74端面深孔钻削循环以A为起点，如果使用切槽刀进行切槽加工，要注意考虑两个刀尖的选择和刀具宽度，A点的坐标要根据刀尖位置和U的方向决定。,4.2数控车床常用的编程指令,外径切槽循环（G75）外径切削循环功能适合于在外圆面上切削沟槽或切断加工。G75指令与G74指令的动作类似，不同之处在于G74切削方向是沿X轴，而G75切削方向是沿Z轴。断续切削，有退刀量，有利于排屑，其循环加工路线如图4-69所示。,图4-69G75外径切槽循环,4.2数控车床常用的编程指令,指令格式:G75R(e)G75X(U)Z(W)P(i)Q(k)R（d）F(f)；式中参数含义与G74相同，只是刀具运动路线不同,图4-70G75外径切槽加工（单槽）,4.2数控车床常用的编程指令,（14）螺纹切削指令该类指令用于螺纹切削加工，主要有基本螺纹切削指令G32和G34、螺纹切削单一循环指令G92和螺纹切削多重循环指令G76。1）基本螺纹切削指令（G32和G34）等螺距螺纹切削指令（G32）采用G32可以加工恒螺距螺纹，包括圆柱螺纹、圆锥螺纹和端面螺纹（涡形螺纹）。螺纹加工时，与主轴连接的位置编码器实时地读取主轴转速，并通过系统转换为刀具的进给量，从而保证螺纹螺距精度。螺纹加工是在主轴位置编码器输出一转信号开始的，以保证每次沿着同样的刀具轨迹重复进行切削，避免乱牙。螺纹加工期间，主轴转速必须保持恒定，否则将无法保证螺纹螺距的正确性。,4.2数控车床常用的编程指令,基本螺纹切削路线见图4-72所示，图4-73为锥螺纹切削路线。指令格式G32X(U)_Z(W)_F_；式中：X(U)、Z(W)为螺纹切削的终点坐标值；X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削(X坐标值依据机械设计手册查表确定)。F螺纹导程。,图4-72圆柱螺纹切削,4.2数控车床常用的编程指令,图4-73圆锥螺纹切削,4.2数控车床常用的编程指令,表4-5为常用螺纹切削的进给次数与吃刀量,4.2数控车床常用的编程指令,4.2数控车床常用的编程指令,变螺距螺纹切削指令（G34）变螺距就是螺纹螺距每增加一个螺距，螺距值会增加一个或减少一个固定的值。如图4-76所示，为一个变螺距螺杆。指令格式G32X(U)_Z(W)_F_K_；式中：X(U)、Z(W)为螺纹切削的终点坐标值；X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削(X坐标值依据机械设计手册查表确定)。F螺纹导程。K每增加一个螺距的增加量或减少量，增加量为正值，减少量为负值。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-76变螺距螺杆的切削,4.2数控车床常用的编程指令,2）螺纹切削单一循环指令(G92)螺纹切削循环指令把“进刀螺纹切削让刀返回”四个动作作为一个循环（如图4-77、4-78所示），用一个程序段来指定。指令格式：G92X(U)_Z(W)_R_F_式中：X(U)、Z(W)螺纹切削的终点坐标值；R螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，R=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，R为负，反之为正。倒角距离在0.1L至12.7L之间指定，指定单位为0.1L，由参数5130号决定。(L为螺距)。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-77圆柱螺纹切削循环,4.2数控车床常用的编程指令,图4-78锥螺纹切削循环,4.2数控车床常用的编程指令,3）螺纹切削多重循环(G76)G76螺纹切削多重循环，可以在循环中一次性指定有关参数，通过循环自动完成螺纹加工。循环加工路线如图4-79所示。G76螺纹切削复合循环指令较G32、G92指令简捷，可节省编程时间。指令格式：G76P(m)(r)(a)Q(dmin)R(d)；G76X(U)_Z(W)_R(i)P(k)Q(d)F(L)；式中：m精加工重复次数(199)。,4.2数控车床常用的编程指令,r螺尾倒角量。当螺距由L表示时，可以从0.0L到9.9L设定，单位为0.1L(两位数：从00到99)。该值是模态的。此值可用5130号参数设定，由程序指令改变。a刀尖角度,可以从80、60、55、30、29和0六种选择一种，用两位整数表示。该值是模态值，可用参数5143号设定，用程序指令改变。m、r、a用地址P同时指定。例当m=2,r=1.2L，a=60，可以指令如下(L是螺距)：P021260。dmin最小切深，半径指定。车削过程中每次切深由第一刀切深按设定规则逐渐递减，图4-79b所示，当计算切深小于最小切深时，车削深度便锁定在此值。此值可用5140号参数设定，用程序指令改变。d精加工余量，半径指定。X(U)、Z(W)螺纹根部终点坐标。i螺纹半径差，i=O即为圆柱螺纹。不支持小数点输入，而以最小设定单位编程。k螺纹高，这个值用半径值规定。不支持小数点输入，而以最小设定单位编程。,4.2数控车床常用的编程指令,d第一刀切削深度(半径值)。L螺纹螺距值。在螺纹切削复循环(G76)加工中，按下进给暂停按钮时，就如同在螺纹切削循环终点的倒角一样，刀具立即快速退回。刀具返回到循环的起始点。当按下循环起动按钮时，螺纹切削复循环恢复。共有4种对称的进刀图形，不同的进刀方式各地址的符号不同，应注意。,4.2数控车床常用的编程指令,图4-79G76螺纹切削多重循环加工路线,4.2数控车床常用的编程指令,4.F指令F指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。（1）每分钟进给量指令格式G98F_；F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min。例：G98F100表示进给量为100mm/min。（2）每转进给量指令格式G99F_；F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。,4.2数控车床常用的编程指令,5.S指令S为主轴转速指令，用于控制主轴转速。指令格式:S_；S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。S后面加数字直接表示主轴每分钟的转速。例如：指令S1000表示主轴每分钟1000转。某些经济型数控车床，主轴变速采用双速电动机。电磁离合器通过齿轮有级变速，程序中S指令采用12位数字，每一数字代表的具体转数，可以从主轴箱上的转速表中查到。S功能按照G代码的种类，可以分两种不同的控制。,4.2数控车床常用的编程指令,(1)程序中使用G97方式G97是开机默认值，即指定S转速为正常运转的指令。例如：G97S1500；表示主轴是以1500rmin的转速旋转，不论刀具在工件的外圆表面，还是在工件的圆心处，转速都不变。它相对G96指令，又称取消恒线速度指令。指令格式G97S_；S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。例：G97S3000；表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min。,4.2数控车床常用的编程指令,(2)程序中使用G96方式G96是接通恒线速度功能，此时S后面的数值表示刀具的切削速度在恒线速度控制中，由于数控系统是将X轴的坐标值当作工件的直径来计算主轴转速，所以使用G96指令前必须正确设定工件的坐标系。使X轴(用恒表面切削速度控制的轴)的中心坐标值为0。指令格式G96S_；S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。,4.2数控车床常用的编程指令,(3)最高转速限制用恒线速度加工工件的端面，如果刀具移向工件的旋转中心，主轴的转速会越来越高，由公式：V=nd1000，当d0时n，主轴速度会无限增加引起飞车，为了防止这种事故，需对主轴转速进行限速，借助G50S指令来达到此目的。指令格式G50S_；S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50S3000；表示最高转速限制为3000r/min。,4.2数控车床常用的编程指令,6.T指令(1)T指令用于选择加工所用刀具。指令格式T_；T数控车床上的刀具号和刀具补偿号有两种形式：T后面为两位数字；T后面为四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具补偿号。FANUC0iT中通常是采用TXXXX。例：T0202表示选用2号刀及2号刀具补偿值。T0200表示取消02号刀具补偿。(2)T功能指令的另一个重要作用是可自动建立工件坐标系。,4.2数控车床常用的编程指令,7.M指令,表4-6FANUCOiT的M指令列表,4.3数控车床的操作面板及操作简介,4.3.1数控车床操作面板简介数控车床操作面板依据不同的机床而不同，其功能及排列方式也各不相同，详细情况可参照机床说明书，本节以云南机床厂CY-K400数控车床的操作面板为例介绍，见图4-83,4.3数控车床的操作面板及操作简介,图4-83云南机床厂CY-K400数控车床操作面板,4.3数控车床的操作面板及操作简介,表4-7系统面板的各功能按钮操作说明,4.3数控车床的操作面板及操作简介,4.3.2操作面板各功能键简介CY-K400数控车床操作面板功能键主要分为二大部分，第一部分为是操作面板上的功能键，第二部分是操作面板上的数字输入及编辑键，参见图4-84。,图4-84系统操作面板功能键,4.3数控车床的操作面板及操作简介,1复位键(RESET键)：用于解除报警,系统复位。2输入键(INPUT键)：按地址键或数字键后，地址或数字进入键输入缓冲器并显示在CRT上。若要将缓冲器的信息设置到偏置寄存器中，可按INPUT键。此键作用与软键中的INPUT键等同。3插入键（INSERT键）：用于手动情况下输入程序4取消键(CAN键)：用于消除单个字符。5删除键（DELET键）：用于删除整个代码。6光标移动键(、键)：用小区分单位移动光标时使用。7翻页键(PAGE、键)：翻动CRT页面时使用。8替换键（ALTER键）：用于修改已经输入的程序。9位置键（POS键）：进行现在位置的显示。,4.3数控车床的操作面板及操作简介,10程序键（PROG键）:EDIT方式时，进行存储器内程序的编辑、显示；MDI方式时，进行MDI数据的输入、显示,自动运转中进行指令值的显示等。11信息键（MESSAGE键）:显示报警号。12换档键(SHIFT键)：功能键上半部分的键盘上面若有两个或者以上的字母或者数字的时候，若要输入右下角的字母应首先按一下SHIFT键，然后再按相应的键即可。,4.3数控车床的操作面板及操作简介,4.3.3FANUC系统的工作方式简介FANUC系统的工作方式由方式译码开关决定，如图4-85所示，可分为手动运转和自动运转.,图4-85工作方式译码开关,4.3数控车床的操作面板及操作简介,4.3.4FANUC系统编程操作1程序编辑使系统工作方式处于EDIT状态，按PRGRM键输入地址O及程序号、程序指令，再按INSRT键，将程序存储。2程序调用使当前状态处于EDIT和AUTO方式，按PRGRM键，输入地址O及程序号，按CURSOR键，可以检索到所需程序，FANUC系统检索程序号方法很多，使用时，可以参照系统说明书。3程序删除首先都要选择EDIT方式，按下PRGRM键，输入地址O与程序号，按DELETE就可以删除所指定的程序段。,4.3数控车床的操作面板及操作简介,4.3.5安全操作.紧急停止(EMERGENCYSTOP)2超程处理3报警故障的处理,4.3数控车床的操作面板及操作简介,4.3.6数控车床加工过程1.审图：对加工图纸进行分析。2.根据毛坯尺寸及工艺编制加工程序。3.检查编制程序是否正确。4.输入程序：把编好的程序输入到机床。5.检查程序：再次对输入的程序进行检查，以防止输入的时候引入错误。6.对程序进行图形模拟，以检查语法错误（会使机床坐标紊乱,模拟后回参考点）。7.安装刀具：注意刀位号与程序中刀具对应。8.安装毛坯：合理安排伸出卡盘外的长度。9.机床回机械原点：如果在机械原点上必须先移开，再回原点。10.对刀：使用试切法对刀。,4.3数控车床的操作面板及操作简介,11.远离工件对程序进行试运行:工件向Z轴正方向移10012.把程序原点复位Z-100.0改为Z013.设定相应的刀具磨损补偿量。14.检查机床各按钮是否处于正常位置：1）AUTO2）倍率100%3）G00速度控制F4）主轴转速100%5）MLK灭6）DRL灭7）BDKSBK单步8）OSPM01暂停9）辅助功能锁定灭15.START：循环启动加工。16.测量工件尺寸：对加工的工件测量以做相应的处理。17.进行相应的刀具补偿。18.再加工：只进行精加工部分即可，直至加工出合格的工件。,4.4车削加工实例,实例1如下图4-86所示工件毛坯为40120棒材，工件材料为铝，编制加工程序。,图4-86车削加工实例图,4.4车削加工实例,1根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线1）对细长轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持40外圆一头，使工件伸出卡盘100，一次装夹完成粗精加工，割槽及螺纹加工。2）工步顺序粗车外圆。使用G73复合循环指令完成M18、24、S30、32、各外圆段以及锥长为20的圆锥段，留0.5的余量。自右向左精车各外圆面：螺纹段右倒角切削螺纹段外圆18车24圆柱段车S30车锥长20的圆锥车32圆柱段。车52.5螺纹退刀槽。车螺纹。切断。,4.4车削加工实例,2选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CY-K400型数控卧式车床。3选择刀具根据加工要求，选用三把刀具，T01为粗加工刀，选90外圆车刀，T02为切槽刀，刀宽为3，T03为螺纹刀。同时把三把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中,4.4车削加工实例,4确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。5确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系。采用手动试切对刀方法（操作与上面数控车床的对刀方法相同）把点O作为对刀点。换刀点选在参考点。6编写程序（该程序用于CY-K400车床）,本章小结,本