教学材料《数控技术》-第2章

2.1数控车床编程基础数控车床概述数控车削加工的对象数控车床是当前使用最广泛的数控机床之一，它主要用于加工精度要求高，表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件。下一页返回12.1数控车床编程基础数控车床编程特点在一个编程段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程或增量值编程，也可以采用混合编程。被加工零件的径向尺寸在图样上和测量时，一般用直径值表示。因此通常采用直径尺寸进行编程比较方便。车削加工常采用棒料或锻料作为毛坯，加工余量大，为简化编程，数控装置常具备同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。在车削编程时，认为车刀刀尖是一点，而实际上为了提高刀具寿命和工件表面质量，车刀刀尖常磨成一个半径不大的圆弧。下一页上一页返回2.1数控车床编程基础数控车尿的组成及其作用现今数控车床的布局大都采用全封闭防护，它主要由以下几个部分组成主体机床主体主要包括床身、主轴箱、床鞍、尾座、进给机构等机械部件计算机数控装置(CNC装置)数控装置是数控车床的控制核心，一般采用专用计算机控制，主要由输入和输出装置、存储器及系统软件等组成上一页下一页返回2.1数控车床编程基础伺服驱动系统伺服驱动系统是数控车床执行机构的驱动部件，将CNC装置输出的运动指令转换成机床运动部件的运动，主要包括主轴驱动、进给驱动及位置伺服驱动等部件。辅助装置辅助装置是指数控车床的一些配套部件，包括换刀装置、对刀仪、液压、润滑、气动装置、冷却系统和排屑装置等。上一页下一页返回2.1数控车床编程基础数控车床的分类数控车床的分类方法较多，通常都以与普通车床相似的方法进行分类。按车床主轴位置分类立式数控车床、卧式数控车床按加工零件的基本类型分类卡盘式数控车床、顶尖式数控车床按数控系统的功能分类经济型数控车床、全功能型数控车床、精密型数控车床。上一页下一页返回2.1数控车床编程基础数控车床坐标系Z轴方向的判定:Z轴平行与主轴，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴方向的判定:刀具远离工件的方向为X轴的正方向，根据刀具布置形式不同(刀具前置与刀具后置)，X轴的坐标正方向也不同。上一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制程序组成及程序结构程序段的构成程序段是可作为一个单位来处理的连续的字组，它实际是数控加工程序中的一句。零件加工程序的主体由若干个程序段组成。多数程序段是用来指令机床完成或执行某一动作。程序段由尺寸字、非尺寸字和程序段结束指令构成。在书写、打印和屏幕显示时，每个程序段一般占一行。字(Word)是程序字的简称，它是数控机床数字控制的专用术语下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制零件加工程序零件加工程序是用来描述零件加工过程的指令代码集合，由程序号、程序段组成。程序号程序号是零件程序的存储代号，与文件名的作用相似。它一般以特殊符号开头，后续数字码，如040表示第40号程序.程序段一个程序段由若干个功能指令字组成，用来指定一个加工步骤上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制准备功能准备功能G指令是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。G指令由地址符G和其后的两位数字组成，从G00一G99共100种。在一个程序段G指令有两种:一种是其功能仅在出现的程序段中起作用，称为非模态(或非续效)指令，这种非模态的G指令每次使用时都必须指定;另一种为模态(续效)指令，只要指定一次，在它被同组的其他G指令取代或被注销以前，其功能一直有效上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制辅助功能辅助功能指令是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关，工件或刀具的夹紧或松开，刀具的更换等功能。辅助功能指令由地址符M及其后面的两位数字组成。在JB/T3208-1999标准中有相关的规定。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制准备功能指令应用工件坐标系设定(G50)编程时，首先应该确定工件原点并用G50指令设定工件坐标系。车削加工工件原点一般设置在工件右端面或左端面与主轴轴线的交点上。快速定位指令(G00)G00是使刀具以系统预先设定的速度移动定位至所指定的位置。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制直线插补指令(G01)G01是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点圆弧插补指令(G02,G03)圆弧插补在切削圆弧时使用，顺时针切削用G02，逆时针切削用G03。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制暂停指令(G04)该指令控制系统按指定时间暂时停止执行后续程序段。暂停时间结束则继续执行。该指令为非模态指令，只在本程序段有效。指令格式为:上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制G04主要应用于以下两种情况:在车削沟槽或钻孔时，为使槽底或孔底得到准确的尺寸精度及光滑的加工表面，在加工到槽底或孔底时，应该暂停一适当时间，使工件回转一周以上;使用G96(主轴以恒线速度回转)车削工件轮廓后，改成G97(主轴以恒定转速回转)车削螺纹时，指令暂停一段时间，使主转转速稳定后再执行车削螺纹，以保证螺距加工精度要求。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制绝对坐标编程与增量坐标编程数控车床的绝对、增量坐标的表示方法一般不用G90,G91表示，一般用X,Z表示绝对坐标，用U,W表示增量坐标。如图2-7中的移动用绝对坐标编程与增量坐标编程，以直径值指令表示的程序如下。绝对坐标编程:X70.0Z40.0;增量坐标编程:U40.0W60.0;上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制小数字输入数控编程可以使用小数点编程也可以使用脉冲数编程直径值指令与半径值指令由于数控车削加工工件的剖面一般为圆形，因此数控车床编程时其径向尺寸可按直径值或半径值两种方法指定，分别称为直径编程和半径编程。数控车床一般默认为直径编程公制/英制变换指令(G21,G20)用G代码可选择公制尺寸输入或英制尺寸输出。G20指令的分辨率为0.0001英寸，G21指令的分辨率为0.001mm上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制返回参考点功能参考点是指机床上刀具容易移到的某特定位置。图2-8中的R点为参考点。返回参考点指令可使刀具以快速运动方式从当前点返回机床的有关参考点。该功能主要用于以下几个方面。自动返回参考点(G28)返回参考点检测(G27)上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制辅助功能指令应用程序停止指令M00在完成编有M00指令的程序段的其他指令后，主轴停止、进给停止、冷却液关断、序停止执行。按启动按钮、程序接着执行。带有M00的程序段中可以不编入坐标数据计划停止指令M01M01与M00的功能相似。两者唯一不同的是M01指令只有控制面板上的“选择停开关”处于接通状态时，才起作用上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制主轴控制指令M03,M04,MOSM03,M04,M05指令的功能分别为控制主轴顺时针方向转动、逆时针方向转动和停止转动冷却液控制指令M07，M08，M09数控车床的冷却液通常使用液态或者雾态冷却液M07—2号冷却液开，用于雾状冷却液开。M08—1号冷却液开，用于液状冷却液开。M09—冷却液关。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制夹紧、松开指令M10,M11M10,M11分别用于机床滑座、工件、夹具、主轴等的夹紧、松开程序结束指令M02,M30M02的功能是在完成工件加工程序段的所有指令后，使主轴、进给和冷却液停止。常用来使数控装置和机床复位。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制进给、主轴、刀具功能指令F、S、T功能进给功能—F功能设定每转进给量(mm/r)设定每分钟进给速度(mm/min)上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制主轴功能—S功能主轴功能也称S功能，用来设定主轴转速或切削速度，具体设定方法如下。恒切削速度控制(G96)最高转速控制G50该指令用于采用恒切削速度控制时限制主轴的最高转速。编程时一般设在程序的开头。直接转速控制G97。采用G97代码编程，可直接指定主轴转速。电源接通时即为G97方式。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制刀具功能——指令格式:T刀具补偿功能刀具位置偏置刀具位置偏置补偿是对编程时假想刀具(一般为基准刀具)与实际加工使用刀具位置的差进行补偿，分为刀具形状补偿和刀具磨损补偿。刀具半径补偿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2-10所示。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制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、车刀形状、刀尖圆弧位置，这些都与工件的形状有关，必须将参数输入刀具数据库。如图2-13所示为9种刀尖圆弧位置上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制单一循环功能指令应用(G90,G94)单一固定循环可以将一系列连续加工动作，即“切入一切削一退刀一返回”，操作完成图2-16所示1-2-3路径的循环操作。U和W的正负号(+/-)在增量坐标程序里是根据1和2的方向改变的。用一个循环指令完成，从而简化程序圆柱面或圆锥面切削循环圆柱面或圆锥面切削循环是一种单一固定循环，圆柱面单一固定循环如图2-17所示，圆锥面单一固定循环如图2-18所示圆锥面切削循环上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制端面切削循环端面切削循环也是一种单一固定循环。适用于端面切削加工，进给路线如图2-19所示，其中1,4步快速走刀，2,3步以进给速度走刀平面端面切削循环锥面端面切削循环上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制螺纹加工指令应用(G32,G92)螺纹加工基本原理数控车床加工螺纹，主要是利用主轴运动与刀具进给的同步性进行的。螺纹车刀与工件作相对旋转运动，并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具作轴向移动，逐层切削直至加工完成。基本螺纹切削指令基本螺纹切削方法如图2-22所示。螺纹切削循环指令螺纹切削循环指令把“切入一螺纹切削一退刀一返回”4个动作作为一个循环，如图2-24所示，用一个程序段来控制。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制螺纹加工的数值计算及余量分配通常螺纹加工中要进行大小径的计算，螺纹大小径计算公式如下:复合循环功能指令应用(G70-G76)外圆粗切循环外圆粗切循环是一种复合固定循环。适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工，如图2-27所示端面粗切循环端面粗切循环是一种复合固定循环。端面粗切循环适于Z向余量小、X向余量大的棒料粗加工，如图2-29所示上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制封闭切削循环封闭切削循环是一种复合固定循环，如图2-31所示。封闭切削循环适于对铸、锻毛坯切削，对零件轮廓的单调性则没有要求。复合螺纹切削循环指令复合螺纹切削循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务刀具的切削条件，在编程中应优先考虑应用该指令，如图2-33。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制精加工循环由G71,G72,G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。精加工时，G71,G72,G73程序段中的F,S,T指令无效，只有在ns-nf程序段中的F,S,T才有效深孔钻循环通常全功能数控车床及数控车削中心还可以进行深孔加工。深孔钻循环功能适用于深孔钻削加工，如图2-35所示外径切槽循环外径切削循环功能适合于在外圆面上切削沟槽或切断加下上一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制子程序功能应用主程序程序分为主程序和子程序，通常CNC系统按主程序指令运行，但在主程序中遇见调用子程序的情形时，则CNC系统将按子程序的指令运行，在子程序调用结束后控制权重新交给主程序。子程序在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。上一页下一页返回2.2FANUC系统

数控车床程序的编制子程序的编制在子程序的开始为0地址指定的程序号，子程序中最后结束子程序指令M99，为一单独程序段。子程序的执行子程序是由主程序或上层子程序调用并执行的。子程序由程序调用字、子程序号和调用次数组成。FANUC子程序调用格式如下:上