第二章第三节数控车床程序编制

第三节数控车床程序编制一、数控车床概述（FANUC系统）……………………数控轴：二轴（X、Z）二联动脉冲当量：0.01或0.001(mm)…………二、数控车床编程基础1．数控车床编程特点1）绝对值、增量值[注]本系统在此车床中无G90、G91绝对、增量功能。①X、Z后的数值总是绝对值；②若想用增量，可直接用U、W编写。2）径向——车床中，X（数值）（总是）直径量3）（刀尖半径补偿功能本课程不讨论）2．数控系统的指令1）G功能见表2-52）M功能以书上P.42为准3）F功能：G98………F-（F的单位：mm/min）G99………F-（F的单位：mm/r）[注]①G98（G99）写在程序段的最前面，F写在最后；②本系统默认G99。即，若G98、G99均不写，则系统认定F的单位为：mm/r。③G98和G99可相互注销。4）T功能：T0101——1号刀具，1号刀补；T0100——1号刀具取消刀补。5）S功能S——通常表示的是主轴转速（r/min）{在实际加工中，切削速度（决定）主轴转速（的选定）但经常是，一道工序用一种转速，这样一来，对应不同的加工直径，切削速度其实是在变化的（v=πnd），为保证工艺要求的切削速度不变，遂设计出恒线速控制指令。}①恒线速控制格式：G96S-S后面的数字表示的是恒定的线速度（单位：m/min）。例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。②恒线速取消格式：G97S-S后面的数字表示恒线速控制取消后的主轴转速；若S未指定，则保留G96的最终值。例：G97S1500表示恒线速控制取消后主轴转速为1500r/min。3．坐标系1）机床坐标轴由于车床只有两个进给方向，所以没有Y轴。车床Z轴总是定义在工件（主轴）回转中心上；X轴不定。2）机床原点、参考点及机床坐标系①机床原点——车床主轴回转中心与主轴前端面的交点确定为机床原点。（但该点刀具无法到达，因此有必要设置一参考点作为刀具的运行基准）②参考点——远离卡盘的某一点设置为参考点。（车床的操作面盘上常将此点叫做“原点”）。机床启动或中间出故障均需回此点“清零”。（之所以“清零”，其目的是消除重复定位误差）③机床坐标系——以机床原点为原点的X、Z直角坐标系。3）编程坐标系（工件坐标系）（工件坐标系主要是用来讨论工件加工及进行工艺分析的）编程坐标系的确定主要是X坐标的确定。车床中，一般将X坐标确定在工件右端面，这与零件图的标注比较一致，读数方便。X坐标工件右端面三、基本编程方法1．坐标系设定指令1）G50X-Z-[注1]①G50后的X和Z值为以编程原点为基准的绝对值。②式中：X-和Z-实际就是换刀点位置。[注2]图2-39的坐标系不利于加工和编程时的坐标计算。图2-40中的X＇和Z＇的写法容易产生误会。2）G53~G59G53~G59具有同等效果，均为在对刀后或参数设置后建立的工件坐标系。（与铣床编程时的G54~G59相当）[注]上机模拟车床操作时，系统规定：①每条程序段以“；”结尾。②每个坐标值均需要有小数点。2．直线插补G01G01X（U）-Z（W）-F-式中：X或U，Z或W可以随时考虑形成不同组合，即：G01X-Z-F-或G01X-W-F-或G01U-Z-F-或G01U-W-F-[注]1）该系统在车床中凡涉及坐标值的指令均同此。2）该系统在车床中不以G90、G91来区分绝对和相对坐标。想用绝对坐标就写X--或Z--；想用相对坐标就写U--或W--。3．圆弧插补4．外圆粗车循环G71外圆精车循环G70每次径向进刀量（半径值）每次（单）循环退刀量（半径值）G71U-R-G71P-Q-U-W-F-参考程序起始段号Z向精车余量参考程序结束段号X向精车余量（直径值）或（与以上两行G71等效的）：G71P-Q-U-W-D-F-（[注]退刀量由系统内定）每次径向进刀量（半径值）G70P-Q-（粗车循环后必有精车循环）1）矩形循环2）外圆粗车循环G713）外圆粗车循环中的最后一刀[注]此粗车轮廓直接精车显然对加工精度是不利的。所以，粗车最后一刀是平行精车轮廓运行，以保证均匀的精车余量。4）外圆精车循环G70①参考程序完全按精车要求写；②G71根据参考程序按粗车要求运行；③G70完全按照参考程序运行。例：如下图，要求粗车、精车外轮廓。毛坯长度48，直径Φ30（未考虑卡盘夹持段）。粗车切深为2mm，退刀量为1mm；精车余量:X向0.6mm（直径值），Z向0.3mm。O7071N010G50X100.0Z150.0；（设置工件坐标系；确定换刀点）N020T0101；（使用1号刀具，确定1号刀补）N030G96M04S50；（主轴启动；50m/min恒线速控制）N040G00X31.6Z3.0；（快速到达循环起点）N050G71U2R1；（外圆粗车循环，切深2，退刀量1）N060G71P080Q120U0.6W0.3F0.2；（精车轮廓为N080~N120）N070G00X0；（从粗车循环起终点快速接近精车起点）N080G01Z0F0.1S90；（慢速到精车起点；精车：降低进给量，提高线速度）N090G03X12.0Z-6.0R6；（车R6圆弧）N100G01Z-18.0；（车Φ12外圆）N110X25.0Z-38.0；（车锥面）N120Z-48.0；（车Φ25外圆）N130G70P080Q120；（精车循环；结束后返回粗车起点）N140G00X100.0Z150.0；（退回换刀点）N145M05；（主轴停转）N150M30；（程序结束）[注]P.56最后一段5．端面粗车循环G72端面精车循环G70每次轴向进刀量每次（单）循环退刀量G72W-R-G72P-Q-U-W-F-参考程序起始段号Z向精车余量参考程序结束段号X向精车余量（直径值）或（与以上两行G72等效的）：G72P-Q-U-W-D-F-（[注]退刀量由系统内定）每次轴向进刀量G70P-Q-（粗车循环后必有精车循环）6．平行轮廓粗车循环G73（平行轮廓精车循环G70）G73U(i)W(k)R(d)G73P-Q-U-W-F-或：G73P-Q-I(i)K(k)U-W-D-F-i——X向总退刀量k——Z向总退刀量[注]每次进刀量=d总进刀量d——重复循环次数7．割槽8．螺纹切削G32G32X(U)-Z(W)-F-只写Z（W）为圆柱螺纹；只写X（U）为端面螺纹；X（U）和Z（W）均写，为锥螺纹。F——螺纹导程（mm）[注]G32与G01所走轨迹均为一条直线，写法上也一样。所不同的是：G01指令与主轴的转速大小及转速误差无关；F的单位：mm/min或mm/r。而G32对主轴旋转和刀架运行有严格的相对运动关系要求，即，主轴每转一转，刀架走过一个工件导程。（由数控系统保证）F为螺纹导程（mm）!例：图2-48[注]G32前的X值必须严格按加工要求计算准确9．螺纹切削循环G92G92X(U)-Z(W)-I-F-I——锥螺纹螺纹段小端和大端的半径差。（圆柱螺纹半径差为零，则不写I）[注]1）G92是简单矩形循环；2）G92的续效性简化了程序的书写。3）注意：图2-51例的写法不允许出现！即，在螺纹两端应设置空刀段δ1、δ2，以工进速度（F）碰到工件切入，以工进速度切出。（螺纹加工）举例1：采用G32编写下图所示螺纹的加工程序。[螺纹导程4mm,δ1=2mm，δ2=1.5mm，螺纹深度2.165mm（单边）]（螺纹加工）举例2：（以书上P.50图2-51为例加以说明。）………56G00X35Z10454.5G92X29.2Z54.5F1.5X28.6X28.2X28.04G00X270Z260………10．子程序格式：M98P××××L××重复调用次数子程序号主程序子程序子程序O0001O1000O2000………M98P1000M98P2000（M98P3000）………M30M99M991重嵌套2重嵌套N010G50X150.0Z100.;（换刀点）N020M03S800M08T0101;（主轴启动；切削液；1#—外圆车刀）N030G00X35.Z0;N040X-1.0F0.3;（车端面）N050G00Z2.;N060G00X30.;N070G01Z-55.F0.3;（车外圆）N080G00X150.Z100.T0303;（换刀点；3#—割刀）N090X32.Z0;（注意：该点不能随意！）N100M98P15L2;（调子程序；重复两次）N110G00W-12.;N120G01X0F0.12;（割断）N130G04X2.0;（停留2秒）N140G00X150.Z100.M09;（回到换刀点；切削液关）N150M05;N160M30;O15（子程序）N210G00W-12.;（割第一条槽到位）N220G01U-12.F0.15;（割槽）N230G04X1;（停留1秒）N240G00U12.;（退出槽外）N250W-8.;N260G01U-12.F0.15;N270G04X1.0;（同理，割第二条槽）N280G00U12.0;N290M99O717092G50X100Z50M03S630T0100（外圆车刀）G00X62.Z2.G71U2R1G71P70Q120U0.2W0.1F0.3G00X0N070G01Z0S1000F0.1（精车：提高v，降低f）G03U20.W-10.R10G01X44.X48.W-2.W-68.N120X60.G70P70Q120G00X100.Z50.T0200S320（换割刀；降低v）G00X50.Z-60.G01X44.F0.1X50.G00X100.Z50.T0300S250（换螺纹刀；调整v）G00X50.Z2.G92X47.1Z-57.5F2X46.6X46.2X46.0X45.835G00X100.（在外圆位置：先X向退刀，再Z向退刀）Z50.M05M30数控车床程序基本格式O××××N010G54∶G00X_Z_（此处的坐标值一般是定在换刀点位置）∶M03S_T_∶G00X_Z_（快速接近切削加工起刀点）∶∶∶G00X_Z_（需要换刀时：退回换刀点）∶（M06）T_(S_)(F_)（T必须有！S和F则可能有变更）∶∶∶G00X_Z_（加工结束时：退回换刀点）∶M05∶M30