数控车床数控编程(非机械类)

（非机械类）1.概论数控加工就是用数控机床加工零件的方法。数控加工是伴随数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们长期从事数控加工实践的经验总结。一般来说，数控加工包括以下几个方面内容：1.确定零件上需要数控加工的表面；2.对零件图纸进行数控加工的工艺分析；3.数控加工的工艺设计；4.编制加工程序；5.输入加工程序；6.对加工程序进行校验和修改；7.运行加工程序对零件进行加工。数控编程—是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量、位移方向及其他辅助动作按动作顺序、规定的指令代码及程序格式编成加工程序，称为数控编程。2.数控编程的方法手工编程是从分析零件图样、确认加工工艺过程、编写零件加工程序等都是人工完成。对形状简单、计算量小、程序不多的零件，采用手工编程较简单，而且经济、及时。在加工直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程的应用较广泛。自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，以直接通讯的方式送入数控机床。3.机床坐标系和工件坐标系在数控机床上加工零件，机床的动作是由数控系统发出的指令来控制的。为了确定机床的运动方向、移动的距离，就要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫标准坐标系，也叫机床坐标系。在编制程时，可以以该坐标系来规定运动方向和距离。3.1机床坐标系建立的原则：（1）假定刀具相对于静止的零件运动的原则。（2）标准坐标系（机床坐标系）采用右手迪卡尔直角坐标系。3.机床坐标系和工件坐标系（3）运动方向的确定规定：以增大刀具与工件之间的距离的方向为坐标正方向。3.2数控车床坐标系的建立数控车床的坐标系为一个平面的直角坐标系Z轴：在标准中，规定平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为正方向（+Z）。X轴：X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装夹面。3.3机床坐标系的原点和参考点3.3.1机床原点（机械原点）：是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。3.3.2机床参考点：是机床坐标系中一个固定基准点。它通常设置在机床各轴靠近正向极限的位置，通过减速形成开关粗定位，由零位点脉冲精确定位。其对于机床原点的坐标是一个已知定值。3.机床坐标系和工件坐标系3.4不同刀架位置数控车床的坐标系数控车床根据刀架位置可分为前置刀架和后置刀架且后置刀架车床床身多为倾斜式，按上述情况相有两种坐标形式。3.机床坐标系和工件坐标系3.机床坐标系和工件坐标系3.5.1工件坐标系：机床坐标系的建立保证了刀具在机床上的正确运动。但是加工程序的编写通常是针对某一工件并根图样进行的。为了便于尺寸计算与检查，加工程序的坐标原点一般都尽量与零件图样的尺寸基准相一致。这种针对某一工件建立的坐标系称为工件坐标系，也称为编程坐标系。3.机床坐标系和工件坐标系3.5.2工件原点（即程序原点）：是人为设定的点。设定的依据是：既要符合图样尺寸的标注习惯，又要便于编程。因此当编程时，一般先找出图样上的设计基准点，并通常以该点作为工作原点，数控车床工件原点一般选择在轴线与工件右端面、左端面或卡爪的前端面的交点上。如图其以工作右端面与轴线的交点作为工作原点。如果以工件原点为坐标原点，就建立一个z轴与x轴的直角坐标系，则此坐标系就称为工件坐标系。数控车床上工件坐标系的Z轴一般与主轴轴线重合。3.机床坐标系和工件坐标系3.5.3工件坐标系的设定：工件坐标系的设定方法有几种（1）零点偏置指令：其实质设通过对刀找出工件坐标系原点在主机床坐标系中的绝对坐标值，并将这些值通过机床面板操作，输入到机床偏置存储器（参数）中，从而将机床原点偏移到工件原点上。通过零点偏置设定的工件坐标系，只要不对其进行修改、删除操作，该工件坐标系将永久保存，即使关机其坐标系也将保留。。机床坐标系O85X′PZXG54坐标系3.机床坐标系和工件坐标系（2）G50工件坐标系的设定：格式：G50X(α)Z(β)；其中α（直径值）、β分别为刀尖的起始点距工件原点在X向和Z向的坐标值。通过G50坐标系设定指令告诉系统，刀尖点相对工件原点的位置，即建立一个工件坐标系。G50是一个非运动指令只起预置寄存作用，一般作为第一条指令放在整个程序的前面。执行G50X(α)Z(β)后，系统内部即对（α，β）进行记忆，并显示在显示器上，这就相当于在系统内部建立了一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系，采用G50设定的工件坐标系，不具有记忆功能，当机床关机后，设定的坐标系立即消失。在执行该指令前，必须将刀具的刀位点先通过手动的方式准确移动到新坐标系的指定位置。3.5工件坐标系G50坐标系的设定方法如图示，通过指令1以O点为原点设定一个坐标系其格式为：G50X80.Z60.；通过指令2以O1点为原点设定一个坐标系其格式为：G50X40.Z40.；3.机床坐标系和工件坐标系4.数控车床的编程特点4.1坐标值的表示方法X(U)_Z(W)_;4.2绝对坐标与相对坐标绝对坐标：以工件原点为依据表示的坐标位置；相对坐标：以相对于“前一点”位置坐标尺寸的增量表示的坐标位置。注意事项：绝对坐标和增量坐标可单独使用，也可在不同程序段上交叉设置，数控车床上还可以在同一程序段中混合使用。一般数控车床上绝对值的坐标以地址X、Z表示；增量值的坐标以地址U、W分别表示X、Z轴向的增量；4.数控车床的编程特点绝对坐标：刀具从A点直线移动到B点，其值表示指令如下：B:X50.Z70.相对坐标：刀具从A点直线移动到B点，其值指令如下：B:U-30.W-40.混合坐标：B:X50.W-40.或U-30.Z70.4.数控车床的编程特点4.3直径编程：在图样上标注和测量时，零件的径向尺寸均以直径表示，所以多数数控车床系统采用直径编程，即绝对坐标方式编程，X值为零件的直径值；相对坐标方式下，X为刀具径向实际位移量的二倍。.B点的坐标值用直径表示为X50.;如果刀尖从B点向里移动2mm,到C点，该点的坐标值为：X____(绝对坐标值）；U____(相对坐标值）4.数控车床的编程特点4.4小数点编程：对于坐标数字的输入，有些系统可以省略小数点，有些系统可以通过系统参数来设定是否可以省略小数点，我们使用的大森系统在目前状态下是不可以省略小数点的。当我们值输入一个坐标数字100mm时，系统即认定为机床的100脉冲当量，也既为0.1mm.如何让系统确定为100mm，在100后面加上“.”即可。在实际编程时，如果坐标数字是带有小数点的，不用加小数点。其它功能字如：F、R后面如果是整数，都要加小数点.4.数控车床的编程特点4.5换刀点的设置:在车削加工零件过程中，根据工件的加工要求需选用不同的刀具，数控车床可以进行自动换刀。编程中需设置换刀点的位置并采用相应的换刀指令，以完成换刀过程。为防止在自动换刀过程中，刀架回转换刀时刀具与工件等发生碰撞，程序中必须设置一个换刀点。换刀点是指加工过程中自动换刀装置的位置。在车床上，该点可以任意设定，但要注意换刀点位置应保证刀具在转位换刀时，不碰撞工件及其他部件。其位置值根据我们实际使用的零件毛坯尺寸，参考值为：X(Ф150-Ф180)mm,Z距零件右端面(10-20）mm左右。5.程序的结构与格式5.1程序的结构以数控车床精车外轮廓程序为例：O0001；N10S800M03；N20T0101M08；N30G01X40.Z0.F0.2；N40X60.Z-10.；N50Z-30.；N60X80.；N70G03X100.Z-40.R10.；N80G01Z-50.；N90G00X120.；N110M30；一个程序是由若干个程序段组成。每个程序段完成某一动作，它由若干功能字组合而成。一个功能字包括一个地址符和若干数字。程序段格式就是指一个程序段中各功能字的排列顺序及其表达形式。程序号程序开始程序内容程序结束5.程序的结构与格式一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束三部分组成。1）程序号。程序号即为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采用程序编号地址码。如在FANUC数控系统中，一般采用英文字母O作为程序编号地址，而其它数控系统则分别采用“P”、“L”、“%”以及“：”等不同形式。2）程序内容。程序内容部分是整个程序的核心，它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，表示数控机床要完成的全部动作。3）程序结束。程序结束以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号，用来结束程序。用地址符的含义5.程序的结构与格式5.2程序段格式程序的内容由若干个程序段组成，程序段由若干字组成，每个字由字母和数字组成，由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而成。程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则。现在最常采用字-地址程序段格式。字-地址程序段格式是由顺序号字、数据字和程序段与结束符组成。各字首前是地址，各字的顺序可自由排列，数据的位数按规定有多有少，与上一程序段相同的续效字可以省略不写。程序段格式如下：N---G---X---Y---Z---I---J---K---P---Q---R---A---B---C---F---S---T---M---LF5.程序的结构与格式12345678910N_G_X_U_Q_Z_W_R_I_J_K_R_F_S_T_M_LF顺序号准备功能坐标字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能结束符号5.2数控车床的常见程序段格式一5.程序的结构与格式注意：上述程序段中的各种指令并非在加工程序中每个程序段中都必须具有，而是根据各程序段中的具体内容来编写相应的指令。1）顺序号字用以识别程序段的编号。用地址码N和后面的若干位数字来表示。例如：N20表示该语句的语句号为20。2）准备功能字（G功能字）G功能是指让数控机床做某种操作的指令，用地址G和两位数字来表示，从G00-G99。G代码按照功能的不同分为模态代码（又称为续效代码）和非模态代码。模态代码：是指程序段中一旦指定了G功能字，在此之后的程序段地址也一直有效，直到同组另一个G功能字替代它或撤消它为止；非模态代码：被限定在指定的程序段中有效。5.程序的结构与格式3）尺寸字尺寸字由地址符、+、-号及绝对值（或增量）的数值构成。尺寸字的地址码有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K、D、H等。例如：X20Y-40。尺寸字中的“+”可以省略不写。4）进给功能字F表示刀具运动时的进给速度。它由地址码F和后面若干位数字构成。数字的单位取决于数控系统所采用的进给速度的指定方法。5.程序的结构与格式G98－每分钟进给量指令:使用G98之后，F代码后的数字单位是mm/min例:…….G98N10G01X－Z－F80.；设定切削速度为每分钟进给量80mm.G99－每转进给量指令:使用G99之后，F代码后的数字单位是mm/r例：……G99N10G01X－Z－F0.3;设定切削速度为每转进给量0.3mm.5.程序的结构与格式5）主轴转速功能字主轴功能也称为S功能，用来指定主轴的转速，用字母S和其后的若干位数字表示。有恒转速和恒线转速两种指令。S代码只是设定主轴转速的大小，并不会使主轴反转，必须用M03（主轴正转）指令或M04（主轴反转）指令时，主轴才开始转动。格式为S_单位为转速单位（r/min)我们使用的数控车床为主轴不受控机床，转速的调整仍然需要在停机状态下扳动机床主轴箱变速手柄。编程时输入的转速仅起提示的作用。5.程序的结构与格式6）刀具功能字刀具功能也称为T功能，在自动换刀的数控机床中，该指令用来选定所需的刀具，同时还用来指定刀具补偿值。我们编程时以其中一把的刀具为基准刀（称为基准具），以该刀具刀尖为依据建立工件坐标系。按基准刀尖编程基准车刀当前车刀刀架转位几何补偿磨损补偿ZjXjXmZmZ1X2X1Z2按刀架中心编程当其他刀具转到工作位置时会出现位置偏差X和Z，刀