第六章数控车床的程序编制-数控机床

第六章数控车床的程序编制,内容6.1数控车床概述6.2数控车削加工工艺6.3数控车床程序编制基础6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用6.5数控车床的程序编制举例,6.1数控车床概述,一.数控车床数控车床主要用于回转体零件的回转表面的加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、球面以及一些复杂的回转曲面（如双曲面），等等。数控车床与普通车床的工件装夹方式基本相同，但为了提高效率，数控车床多采用液压、气动或电动卡盘。从总体结构上看，数控车床与普通车床相似,即由床身、主轴箱、刀架、进给系统、液压系统、冷却系统、润滑系统等组成。但是，数控车床的进给系统与普通车床在结构上存在着本质的区别。数控车床没有传统的进给箱和交换齿轮架，而是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架，实现轴向和横向进给运动，因而进给系统的结构大为简化。,6.1数控车床概述,二.数控车床分类按照结构形式区分：卧式和立式数控车床按照刀架数量区分单刀架数控车床，两坐标控制双刀架数控车床，四坐标控制。按照功能区分一般数控车床车削中心：具有机械手和刀库，用于回转体零件的复合加工。这种机床除了X、Z轴功能外，还有C轴和Y轴功能，有的还配置了双刀架，因而加工能力大大增强，除了可以进行一般的车削外，还可以完成径向和轴向铣削、曲面铣削、以及径向孔和中心线不在零件回转中心的孔的钻削。,6.2数控车削加工工艺,一、数控车床的加工对象精度要求高的回转体零件表面粗糙度要求高的回转体零件表面轮廓形状复杂的回转体零件具有特殊类型螺纹的回转体零件,6.2数控车削加工工艺,二、数控车削工艺过程制定（自学）零件图工艺分析工序和装夹方式的确定加工顺序的确定走刀路线的确定夹具的选择刀具的选择切削用量的选择,6.3数控车床程序编制基础,一、数控车床的坐标系,6.3数控车床程序编制基础,一、数控车床的坐标系一台数控车床的机床坐标系如何建立取决于机床的类型，它可以旋转到不同的位置。,车削.mpg,6.3数控车床程序编制基础,一、数控车床的坐标系,机床原点：车床上一个固定的点，一般确定为主轴旋转中心线与卡盘后端面的交点。参考点：机床上一个固定的点。该点是刀具退离到一个固定不变的极限点。机床开机，当完成回参考点操作后，即建立了机床坐标系。,6.3数控车床程序编制基础,二、工件坐标系及其设定,通常确定工艺基准或设计基准为工件原点（零点）。工件零点在Z轴上可以由编程人员自由选取，在X轴上则始终位于旋转轴中心线上。,固定工件，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在Z坐标轴上产生机床零点与工件零点的坐标值偏移量。Siemens系统：该值或者通过G50编程设定；或者在加工前输入到数控系统，当NC程序运行时，通过G54G59指令调用。,6.3数控车床程序编制基础,三、数控车床的程编特点X、Z当按绝对尺寸编程时；U、W当按增量尺寸编程时；X坐标指令采用直径值编程；U坐标指令表示径向实际位移量的2倍；但在现代CNC车床编程中，通常只采用X、Z指令编程，而用G90、G91指令显式说明编程方式；具有刀具补偿功能；具有固定循环功能；具有子程序功能,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令1.直径编程和半径编程FANUCOi-TC数控系统具有直径编程和半径编程两种方法。直径编程：绝对尺寸编程时，X轴编程尺寸为刀具移动终点的直径值；增量尺寸编程时，X轴编程尺寸为刀具移动终点直径与起点直径的差值，或者为刀具位移增量的2倍。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令1.直径编程和半径编程半径编程：绝对尺寸编程时，X轴编程尺寸为刀具移动终点的半径值；增量尺寸编程时，X轴编程尺寸为刀具移动终点半径与起点半径的差值，或者为刀具位移增量。数控机床厂商可根据需要或偏好采用其中的一种。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令2.绝对尺寸和增量尺寸指令两种指令系统字地址方式G90和G91指令方式数控机床厂商可根据需要或偏好采用其中的一种。,下面以字地址方式为例讲解,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令2.绝对尺寸和增量尺寸指令编程举例,字地址方式：G00X30.0Z60.0;G00U-30.0W-40.0;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令3.工件坐标系设定指令两种方式编程设定指令G50工件零点偏置指令G54G59,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令3.工件坐标系设定指令G50指令格式：G50IP_;IP_即X_Z_当IP_是绝对尺寸时，IP_为刀具基准点（如刀尖、刀位点）在新设定的工件坐标系中的坐标值。,G50X128.7Z375.1;刀尖是程序的起点,G50X1200.0Z700.0;刀具基准点是程序的起点；刀尖到基准点的差值作为长度补偿值。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令3.工件坐标系设定指令局部坐标系指令格式：G52IP_;在工件坐标系中设定原点为IP_的局部坐标系G52IP0;取消局部坐标系（即G52X0Z0）局部坐标系设定不改变工件坐标系和机床坐标系,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令4.快速定位指令G00指令格式：G00X_Z_；G00U_W_；,N10G00X40.0Z56.0;,N10G00U-60.0W-30.5;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令5.直线插补指令G01指令格式：G01X_Z_F_；G01U_W_F_；,N10G01X40.0Z20.1F20;,N10G01U20.0W-25.9F20;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令6.圆弧插补指令G02/G03圆弧插补方向判定：,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令6.圆弧插补指令G02/G03指令格式：G02/G03X_Z_I_K_F_;G02/G03U_W_I_K_F_;G02/G03X_Z_R_F_;G02/G03U_W_R_F_;,G02X50.0Z30.0I25.0K0F0.3;G02X50.0Z30.0R25.0F0.3;,G02U20.0W-20.0I25.0K0F0.3;G02U20.0W-20.0R25.0F0.3;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令6.圆弧插补指令G02/G03当用R指定圆弧半径时，对于180的圆弧不能单独编写一个程序段，而要分为两个程序段。,圆弧：编写一个程序段圆弧：编写两个程序段,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令7.等螺距螺纹切削指令G32指令格式：G32X_Z_F_;在Z轴方向上加工螺距为F的螺纹G32U_W_F_;,直螺纹切削：螺距为4mm，1=3mm，2=1.5mm，切深为1mm（切两次）。,N10G00U-62.0;切深为1mmN20G32W-74.5F4.0;N30G00U62.0;N40W74.5;N50G00U-64.0;N60G32W-74.5F4.0;N70G00U64.0;N80W74.5;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令8.参考点指令数控机床在参考点处进行换刀或设定机床坐标系。用参考点返回指令可以使刀具移动到该位置。Oi-TC系统可设定4个参考点。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令8.参考点指令指令格式：G28IP_;返回参考点G30P2IP_;返回第2参考点G30P3IP_;返回第3参考点G30P4IP_;返回第4参考点IP_：指定中间点的位置,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令9.进给速度指令指令格式：G98F_;单位为mm/minG99F_;单位为mm/转进给暂停指令G04G04X_;X指定时间，小数，时间单位0.001秒G04U_;U指定时间，小数，时间单位0.001秒G04P_;P指定时间，整数，时间单位秒,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令10.主轴转速指令指令格式：G96S_;指定恒切削速度，单位为m/minG97S_;指定主轴转速，单位是rpm,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令11.倒圆和倒角指令ZX倒角：G01Z_I_;Z为b点坐标，I为倒角长度，正、负号表示倒角方向G01W_I_;W为b点相对于起点的增量使刀具从a点经d点移动到c点,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令11.倒圆和倒角指令XZ倒角：G01X_K_;X为b点坐标，K为倒角长度，正、负号表示倒角方向G01U_K_;U为b点相对于起点的增量使刀具从a点经d点移动到c点,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令11.倒圆和倒角指令ZX倒圆：G01Z_R_;Z为b点坐标，R为倒圆半径，正、负号表示倒圆方向G01W_R_;W为b点相对于起点的增量XZ倒圆：G01X_R_;X为b点坐标，R为倒圆半径G01U_R_;U为b点相对于起点的增量,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令11.倒圆和倒角指令编程举例：,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,一、常用程序指令12.辅助功能指令M通常在一个程序段中仅能使用一个M指令。但是，通过设定数控系统的相关参数，可以在一个程序段中最多使用3个M指令。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令FANUCOi-TC数控系统有外径/内径车削循环、螺纹车削循环和端面车削循环三种。1.外径/内径车削循环G90直线车削循环G90X_Z_F_;G90U_W_F_;U、W的符号取决于轨迹1和2的方向,R表示快速移动F表示由F代码指定,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令1.外径/内径车削循环G90锥面车削循环G90X_Z_R_F_;G90U_W_R_F_;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令1.外径/内径车削循环G90锥面车削循环U、W和R的符号与刀具轨迹的关系,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令2.螺纹车削循环G92直螺纹车削循环G92X_Z_F_;F为螺距G92U_W_F_;U、W的符号取决于轨迹1和2的方向,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令2.螺纹车削循环G92锥螺纹车削循环G92X_Z_R_F_;F为螺距G92U_W_R_F_;U、W的符号取决于轨迹1和2的方向,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令3.端面车削循环G94平端面车削循环G94X_Z_F_;G94U_W_F_;U、W的符号取决于轨迹1和2的方向,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令3.端面车削循环G94锥端面车削循环G94X_Z_R_F_;G94U_W_R_F_;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令3.端面车削循环G94锥端面车削循环U、W和R的符号与刀具轨迹的关系,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,二、固定循环指令编程举例,N030G90U-8.0W-66.0F0.4;N031U-16.0;N032U-24.0;N033U-32.0;,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令1.刀具指令T两种方式T代码用2位数表示刀具号，并且最后1位数为刀具补偿号。如：T41表示选择4号刀具，刀具补偿号为1；刀具补偿号为0表示补偿量是0或取消补偿。T代码用4位数表示刀具号，并且最后2位数为刀具补偿号。如：T0401表示选择4号刀具，刀具补偿号为1；刀具补偿号为00表示补偿量是0或取消补偿。T代码的具体位数由数控机床制造厂商设定。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿数控车床通常使用多把刀具连续进行各种切削加工，换刀和刀具磨损都会使刀尖位置发生变化；此外，车刀刀尖存在圆弧半径，因此数控车床一般都具有刀具补偿功能。刀尖位置补偿刀尖半径补偿,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿刀尖位置补偿：用来补偿实际刀具的刀尖和编程中的假象刀具（基准刀具）的刀尖的偏差。换刀和刀具磨损：使刀尖位置发生变化因此通常以假想刀具为基准进行编程。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿刀尖半径补偿：用于补偿由于车刀刀尖存在圆弧半径而产生的偏差。刀尖一般是一圆弧，而不是一理想尖点,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿刀尖半径补偿：在加工锥形和圆形工件时，由于刀尖圆弧的存在，只用刀尖位置补偿很难对精密零件进行必需的补偿。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿指令刀尖半径补偿：刀尖圆弧中心和假想刀尖,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿指令刀尖半径补偿：在有参考点的机床上，像转塔刀架中心这样的基准位置可以放置在起始位置上。从基准位置到刀尖圆弧中心或假想刀尖的距离设定为刀具的补偿值。,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿指令刀尖半径补偿：在加工时，如果不用刀尖半径补偿，则编程轨迹为刀尖圆弧中心轨迹；如果使用刀尖半径补偿，则将实现精密车削。,不用刀尖半径补偿,使用刀尖半径补偿,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿指令刀尖半径补偿：假想刀尖方位,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿指令刀尖半径补偿：刀具方位,6.4FANUCOi-TC数控系统程序指令及应用,三、刀具及刀具补偿指令2.刀具补偿指令刀尖半径补偿：起刀程序段G41偏置取消程序段G40,6.5数控车床的程序编制举例,一、BZH100数控车床简介BZH100数控车床是一种小型全功能精密数控车床，配备FANUCOiMate-TC数控系统，具有精度高、刚性好、结构紧凑、操作方便等特点。该机床能完成圆柱、圆锥、端面、圆弧面、环槽、直/锥螺纹车削及钻孔加工，适用于仪器、仪表等行业的有色金属小型轴、盘类零件的加工。,6.5数控车床的程序编制举例,二、编程举例在BZH100数控车床上加工如图所示零件，零件材料为45号钢，棒料直径为40。试编写零件的精加工程序。,6.5数控车床的程序编制举例,二、编程举例编程步骤：1.按先主后次的加工原则，确定工艺路线精车外轮廓。从右至左精车外轮廓面切268的槽车M301.5的螺纹。螺纹总切深为0.974mm切断,6.5数控车床的程序编制举例,二、编程举例2.确定工件坐标系工件零点设在零件右端面,6.5数控车床的程序编制举例,二、编程举例3.选择刀具l号刀：机加车刀（硬质合金可转位刀片），用于精车外圆。精车前工件形状及精车走刀路线如图所示。2号刀：宽4mm的硬质合金焊接切槽刀，用于切槽和切断。刀位点为左侧刀尖点。3号刀：60硬质合金机夹螺纹刀，用于车螺纹。换刀点设在点（80，90）处。,6.5数控车床的程序编制举例,二、编程举例4.确定切削用量精车外圆：转速1200转/分，进给速度100mm/分钟；切槽：转速600转/分，进给速度50mm/分钟；车螺纹：转速600转/分。,6.5数控车床的程序编制举例,二、编程举例5.编写程序,%O0006;N5G54G98G21;设定工件坐标系、每分钟进给、公制编程N10T0101;换1号刀，1号刀补N15M03S1200;N20G00X0.0Z3.0;绝对尺寸编程，快速定位于切削起点N35G01Z0.0F100;沿轴向切削到轮廓起始点/工件零点N45G03X18.0Z-9.0R9.0;圆弧插补加工SR9球头N50G