数控车床编程基础

第三章数控车床编程

§3.1数控车床编程基础

一、数控车床编程特点1.在一个程序段中，可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程。2.用绝对坐标编程时，坐标值X取工件的直径；增量坐标编程时，用径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。3.为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。4.由于车削加工的余量较大，因此，为简化编程数控装置常具备不同形式的固定循环。5.编程时，常认为刀尖是一个点，而实际中刀尖为一个半径不大的圆弧，因此需要对刀具半径进行补偿。

二、编程规则

1．绝对编程与增量编程

(1)绝对编程绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。即采用绝对值编程时，首先要指出编程原点的位置，并用地址X，Z进行编程(X为直径值)。增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法。即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。(2)增量值编程(3)混合编程绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。编程时也必须先设定编程原点。采用增量编程时，用地址U，W代替X，Z进行编程。U，W的正负方向由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正；反之位负。

2．直径编程与半径编程

当用直径值编程时，称为直径编程法。车床出厂时设定为直径编程，所以，在编制与X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。二、坐标系统

数控车床是以机床主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。用半径值编程时，称为半径编程法。如需用半径编程，则要改变系统中相关的参数。1.机床坐标系2.工件坐标系一般将工件坐标系的Z轴设成与机床主轴中心线重合，X轴设在工件的左端面或右端面。机床原点O+Z+XLФd旋转中心线图3-1数控车床坐标系O´参考点3.工件坐标系设定G50XdZL该FANUC-6T指令设定刀尖与工件原点的位置关系。三、对刀问题对刀就是确定刀尖在工件坐标系中的位置。常用的对刀方法为试切法。O(b)确定刀尖在X向的位置O(a)确定刀尖在Z向的位置L图3-3数控车床的对刀根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。O(a)确定刀尖在Z向的位置L图3-3数控车床的对刀O(a)确定刀尖在Z向的位置L图3-3数控车床的对刀O(b)确定刀尖在X向的位置dO(b)确定刀尖在X向的位置d三、有关编程代码说明（一）F代码

F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。1、每转进给量

编程格式G99F~F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。

例：G99F0.2表示进给量为0.2mm/r。2、每分钟进给量

编程格式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。

三、有关编程代码说明（二）S代码S功能指令用于控制主轴转速。编程格式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。1、最高转速限制

编程格式G50S～

S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50S3000.0表示最高转速限制为3000r/min。

2、恒线速控制

编程格式G96S～

S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。

例：G96S150.0表示切削点线速度控制在150m/min。

对图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：

A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/min

B：n=1000×150÷(π×60)=795r/min

C：n=1000×150÷(π×70)=682r/min3、恒线速取消

编程格式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。

（三）T代码码T功能指令用用于选择加工工所用刀具。。编程格式T～T后面通常有有两位数表示示所选择的刀刀具号码。但但也有T后面面用四位数字字，前两位是是刀具号，后后两位是刀具具长度补偿号号，又是刀尖尖圆弧半径补补偿号。例例：：T0303表示选用用3号刀及3号刀具长度度补偿值和刀刀尖圆弧半径径补偿值。T0300表表示取消刀刀具补偿。（四）M代代码M00：程程序暂停，可可用NC启动动命令（CYCLESTART））使程序继续续运行；M01：计划划暂停，与M00作用相相似，但M01可以用机机床“任选停停止按钮”选选择是否有效效；

M03：主轴顺时时针旋转；M04：主主轴逆时针旋旋转；

M05：主轴旋旋转停止；M08：冷冷却液开；M09：冷冷却液关；M30：程程序停止，程程序复位到起起始位置。M02：程序序停止，程序序光标停在此此位置。（五）G功能能1.绝对坐坐标G90它是加工程序序的第一条指指令，以便后后面给出起刀刀点。2.相对坐坐标G91螺纹加工、循循环加工、子子程序调用须须用相对坐标标编程。3.快速点位位运动G00 X ZO图3-3G00指令运用8090640XZO图3-3G00指令运用406ZX绝对坐标编程程为：G00X40.0Z6.0相对坐标编程程为：G00U-40.0W-84.0混合编成为：：G00X40.0W-84.0G00U-40.0Z6.04.直线插插补G01X ZFO图3-4G01指令运用40ZX80O图3-4G01指令运用40ZX80绝对坐标编程程为：G01X40.0Z-80.0F0.4相对坐标编程程为：G01U0.0W-80.0F0.4倒角、倒圆编编程1、45°倒倒角由轴向切削向向端面切削倒角，即即由Z轴向X轴倒角，i的的正负根据倒角是向X轴轴正向还是负向,如如图所示。其编程格式为为G01Z(W)～I±i。由端面切削向向轴向切削倒倒角，即由X轴向Z轴倒倒角，k的正正负根据倒角角是向Z轴正正向还是负向向，如图所示示编程格式G01X(U)～K±k。2、任意角角度倒角在在直线进进给程序段尾尾部加上C～～，可自动插插入任意角度度的倒角。C的数值是从从假设没有倒倒角的拐角交交点距倒角始始点或与终点点之间的距离离，如图所示示。例例：G01X50C10.0X100.0Z-100.03、倒圆角角编程格式G01Z(W)～R±r时，圆圆弧倒角情况况如图所示。。编程格式G01X(U)～R±r时，圆圆弧倒角情况况如图所示。。4、任意角度度倒圆角若程序为G01X50.0R10.0F0.2X100.0Z-100.0则加工情况如如图所示。例题：加工图所示零零件的轮廓，，程序如下：G00X10.0Z22.0G01Z10.0R5.0F0.2X38.0K-4.0Z05、刀尖圆弧弧自动补偿功功能编程时，通常常都将车刀刀刀尖作为一点点来考虑，但但实际上刀尖尖处存在圆角角，如图所示示。当用按理论刀刀尖点编出的的程序进行端端面、外径、、内径等与轴轴线平行或垂垂直的表面加加工时，是不不会产生误差差的。但在进进行倒角、锥锥面及圆弧切切削时，则会会产生少切或或过切现象，，如图3.25所示。具具有刀尖圆弧弧自动补偿功功能的数控系系统能根据刀刀尖圆弧半径径计算出补偿偿量，避免少少切或过切现现象的产生有关刀具半径径补偿的指令令G40--取取消刀具半径径补偿，按程程序路径进给给。

G41--左偏刀刀具半径补偿偿，按程序路路径前进方向向刀具偏在零零件左侧进给给。

G42--右偏刀刀具半径补偿偿，按程序路路径前进方向向刀具偏在零零件右侧进给给。

在设置置刀尖圆弧自自动补偿值时时，还要设置置刀尖圆弧位位置编码，指指定编码值的的方法参考图图。5.圆弧插插补指令G02、G031）用圆弧半半径R指定圆圆心位置编程程G2(或G3)XZRF(绝对)；G2(或G3)UWRF(相对)。。2）用I,K指定圆心心位置的编程程G2(或G3)XZIKF(绝对);G2(或G3)UWIKF(相对)。X,Z是圆圆弧终点的坐坐标值；I,K是圆圆心相对于圆圆弧起点的坐坐标值；U,K是终终点相对始点点的坐标值；；R是圆弧的半半径值。IKWU/2XR+X+Z图3-5圆弧插补ZXOR236014ZXO6014ZXO6014A.绝对坐坐标编程(1)顺圆圆插补G02半径法：G02X60.0Z-23.0R23F30圆心法：G02X60.0Z-23.0I23K0F30B.相对坐坐标编程半径法：G02U46.0W-23.0R23F30圆心法：G02U46.0W-23.0I23K0F30ZXO60图3-5G02指令运用(2)逆圆圆插补G03A.绝对坐坐标编程半径法：G03X60.0Z-30.0R30.0F30.0圆心法：G03X60.0Z-30.0I0K-30.0F30.0B.相对坐坐标编程半径法：G03U60.0W-30.0R30.0F30.0圆心法：G03U60.0W-30.0I0K-30.0F30.0ZXO60图3-5G02指令运用ZXO60图3-5G03指令运用6.进给暂暂停G04PP值可输入四四位整数，表表示延迟时间间，单位为毫毫秒。主要用于车削削环槽、不通通孔和自动加加工螺纹等场场合。图3-6暂停指令G04图3-6暂停指令G04图3-6暂停指令G04图3-6暂停指令G04G04P10007.沿X方方向返回程序序起点（或对对刀点）径向向位置G28当前位置程序起点图3-7返回程序起点指令G28+X+Z当前位置程序起点图3-7返回程序起点指令G28+X+Z单一固定循环环单一固定循环环可以将一系系列连续加工工动作，如““切入-切削削-退刀-返返回”，用一一个循环指令令完成，从而而简化程序。。1、圆柱面或或圆锥面切削削循环圆柱面或圆锥锥面切削循环环是一种单一一固定循环，，圆柱面单一一固定循环如如图a所示，，圆锥面单一一固定循环如如图b所示。。

（1）圆圆柱面切削循循环a编编程格式:G90X(U)～Z(W)～F～式中：X、Z--圆柱柱面切削的终终点坐标值；；U、、W--圆柱柱面切削的终终点相对于循循环起点坐标标分量。例题：N10G00G40G97G99T0101M03S500F0.15;N20G00X52.0Z2.0M08;N30G01G90X45.0Z-25.0F0.2;N50X40.0;N70X35.0;N80G00X150.0Z150.0;N90M30;b编编成成格格式式：：G90X(U)～～Z(W)～～I～～F～～式中中：：X、、Z-圆圆锥锥面面切切削削的的终终点点坐坐标标值值；；U、、W-圆圆柱柱面面切切削削的的终终点点相相对对于于循循环环起起点点的的坐坐标标；；I-圆圆锥锥面面切切削削的的起起点点相相对对于于终终点点的的半半径径差差。。如如果果切切削削起起点点的的X向向坐坐标标小小于于终终点点的的X向向坐坐标标，，I值值为为负负，，反反之之为为正正。。例题题：：G01X62.0Z2.0G90X60.0Z-25.0I-5.0F0.2X50.0G00X100.0Z200.0………例1如图图3-10所所示示的的圆圆柱柱螺纹纹，，螺螺纹纹导导程程为为1.5mm。。2.螺螺纹纹切切削削(G32)G32X(U)Z(W)F或或EG00Z104.0X29.3ap1=0.35G32Z56.0F1.5G00X40.0Z104.0X28.9ap2=0.2G32Z56.0G00X40.0Z104.0X28.5ap2=0.2……….3056104图3-10车螺纹例2如图图3-11所所示示的的圆圆锥锥螺纹纹，，螺螺纹纹导导程程为为3.5mm，，1=2mm，，2=1mm，，每每次次背背刀刀量量为为1mm。。1240431450图3-11车削圆锥螺纹G00X12.0G32X41.0W-43.0F3.5G00X50.0W43.0X10.0G32X39.0W-43.0W43.03.螺螺纹纹切切削削循循环环(G92)G92X(U)Z(W)IF或或EX,Y为为螺螺纹纹终终点点坐坐标标值值，，U,W为为螺螺纹纹终终点点相相对对循循环环起起点点的的坐坐标标分分量量，，I为为锥锥螺螺纹纹始始点点与与终终点点的的半半径径差差。。G97S300主轴轴300r/minT0101M03主轴轴正正转转G00X35.0Z104.0G92X29.2Z56.0F1.5切削削循循环环1X28.6切削削循循环环2X28.2切削削循循环环3X28.04切削削循循环环4G00X150.0Z150.0M05回起起刀刀点点，，主主轴轴停停M02/M30程序序结结束束例3车如如3-12所所示示的的圆圆柱柱螺螺纹纹。。3056104图3-12车螺纹例4车如如3-13所所示示的的圆圆锥锥柱柱螺螺纹纹。。126222+Z+X504050图3-13车削圆锥螺纹80G97S300M03T0101G00X80.0Z62.0G92X49.6Z12.0I-5.0F2.0X48.7X48.1X47.5X47.1G00X150.0Z150.0M05M02/M30复合合固固定定循循环环1、、外外圆圆粗粗切切循循环环外圆圆粗粗切切循循环环是是一一种种复复合合固固定定循循环环。。适适用用于于外外圆圆柱柱面面需需多多次次走走刀刀才才能能完完成成的的粗粗加加工工，，如如图图所所示示。。编程程格格式式：G71U(△△d)R(e)G71P(ns)Q(nf)U(△△u)W(△△w)F(f)S(s)T(t)式中中：：△△d-背背吃吃刀刀量量；；e--退退刀刀量量；；ns--精精加加工工轮轮廓廓程程序序段段中中开开始始程程序序段段的的段段号号；；nf--精精加加工工轮轮廓廓程程序序段段中中结结束束程程序序段段的的段段号号；；△△u--X轴轴向向精精加加工工余余量量；；△△w--Z轴轴向向精精加加工工余余量量；；f、、s、、t--F、、S、、T代代码码。。注注意意：：1、、ns→→nf程程序序段段中中的的F、、S、、T功功能能，，即即使使被被指指定定也也对对粗粗车车循循环环无无效效。。2、、零零件件轮轮廓廓必必须须符符合合X轴轴、、Z轴轴方方向向同同时时单单调调增增大大或或单单调调减减少少；；X轴轴、、Z轴轴方方向向非非单单调调时时，，ns→→nf程程序序段段中中第第一一条条指指令令必必须须在在X、、Z向向同同时时有有运运动动。。例：：按按图图所所示示尺尺寸寸编编写写外外圆圆粗粗切切循循环环加加工工程程序序。。N10G00G40G97G99T0101M03S500F0.15;N20X122.0Z2.0;N40G71U2.0R0.5;N50G71P60Q120U2.0W0.03F0.25;N60G00G42X40.0;//nsN70G01Z-30.0F0.15;N80X60.0Z-60.0;N90Z-80.0;N100X100.0Z-90.0;N110Z-110.0;N120X120.0Z-130.0;//nfN130G00X122.0;N140X150.0Z150.0;N150M30;2、、端端面面粗粗车车循循环环端面面粗粗切切循循环环是是一一种种复复合合固固定定循循环环。。端端面面粗粗切切循循环环适适于于Z向向余余量量小小，，X向向余余量量大大的的棒棒料料粗粗加加工工。。3、封闭切削削循环封闭切削循环环是一种复合合固定循环，，如图所示。。封闭切削循循环适于对铸铸、锻毛坯切切削，对零件件轮廓的单调调性则没有要要求。编程格式：G73U(i)W(k)R(d)G73P(ns)Q(nf)U(△u)W(△w)F(f)S(s)T(t)式中：i--X轴向向总退刀量；；（半径值值）

k--Z轴向总总退刀量；d--重复复加工次数；；

ns--精加工轮廓廓程序段中开开始程序段的的段号；nf--精加加工轮廓程序序段中结束程程序段的段号号；

△u--X轴向精精加工余量；；

△w--Z轴向精加加工余量；f、s、t--F、S、T代码。。例题：按图所所示尺寸编写写封闭切削循循环加工程序序。N10G00G40G97G99T0101M03S600F0.15;N30X102.0Z2.0M08;N50G73U30.0W0R7;N60G73P70Q130U1.0W0;N70G00G42X20.0;//nsN80G01Z-20.0F0.15;N90X40.0Z-30.0;N100Z-50.0;N110G02X80.0Z-70.0R20.0;N120G01X100.0Z-80.0;N130X102.0;//nfN140G00X150.0Z150.0M09M05;N150M30;4、精加工循循环由G71、G72、G73完成粗加加工后，可以以用G70进进行精加工。。精加工时，G71、G72、G73程序段中的的F、S、T指令无效，，只有在ns----nf程序段中中的F、S、、T才有效。。编程格式G70P(ns)Q(nf)式中：ns-精加工工轮廓程序段段中开始程序序段的段号；；nf-精加工轮廓廓程序段中结结束程序段的的段号。5、深孔钻循循环深孔钻循环功功能适用于深深孔钻削加工工，如图所示示。编程格式G74R