数控车床编程基础

第2章数控车床编程第1节数控车床及其组成第2节数控车床编程基础第3节基本编程指令第4节车削循环指令第5节螺纹车削指令第6节刀具补偿与换刀程序第7节综合车削技术多媒体教程第2章数控车床编程数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。图例第1节数控车床的组成车床主机数控系统伺服驱动系统辅助装置一、数控车床的类型1、按数控系统的技术水平或机床的机械结构分类经济型数控车床全功能型数控车床车削中心FMC车床：柔性加工单元数控车床的类型2、按主轴的配置形式分类卧式数控车床：主轴轴线处于水平位置有水平床身或倾斜式床身；有单轴和双轴之分立式数控车床：主轴轴线处于垂直位置分单柱立式和双柱立式数控车床数控车床的类型3、按数控系统控制的轴数分类二轴数控车床：只有一个回转刀架•可实现两坐标联动控制•带C轴数控车床四轴数控车床：有两个独立的回转刀架可实现四坐标联动控制二、数控系统简介数控系统是数控机床的核心。数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。编程时应按使用的数控系统的代码编程规则进行编程。主导产品：FANUC（日本）SIEMENS（德国）FAGOR（西班牙）MITSUBISHI（日本）华中数控、广州数控、航天数控三、数控系统的主要功能一般可用于机床的数控系统的基本功能：1、多坐标控制功能：最多控制轴数2、插补功能：能够实现的运动轨迹3、进给功能：快进、工进、点动、手动连续进给、修调4、主轴功能：恒转速、恒线速度、主轴定向、修调5、刀具功能：自动选刀、换刀6、刀具补偿功能：刀具半径补偿、长度补偿7、机械误差补偿功能：闭环、半闭环数控系统的主要功能8、操作功能：程序单段、跳段、连续运行、暂停、机械锁住、模拟仿真9、程序管理功能：对程序的检索、编程、修改、插入、删除、锁住、存储通信10、图形显示功能：刀具轨迹动态显示、缩放、旋转、11、辅助编程功能：固定循环、镜像、子程序、宏程序12、自诊断报警功能：故障自我诊断、监视、异常报警13、通信与通信协议功能：RS232接口、DNC接口四、常用车刀类型1、机夹可转位车刀11-内槽车刀12-通孔车刀13-盲孔车刀2、焊接车刀第2节数控车床的编程基础2、1数控车床编程特点一、坐标系统机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。机床原点在主轴端面中心，参考点在X轴和Z轴的正向极限位置处编程坐标系:是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。工件坐标系时编程坐标系在机床上的具体体现。由相应的编程指令建立。由对刀操作建立三者之间的相互联系机床原点、工件原点、参考点XWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRa刀架后置式b刀架前置式工件原点说明：由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论是前置还是后置式的，X轴指向前后对编程来说并无多大差别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时按后置式的方式进行表示XWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRXWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRZX二、直径编程方式在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值取为零件图样上的直径值的编程方式。设与计、标柱一致、减少换算。如图所示：图中A点的坐标值为（40，150），B点的坐标值为（100,50）。编程方式可由指令指定。也可由参数设定。一般默认直径方式。如：华中数控G36|—直径编程G37—半径编程西门子G22—直径编程G23—半径编程三、进刀和退刀方式进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。退刀时，沿轮廓延长线工进退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X轴，后退Z轴。四、绝对编程与增量编程数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。有些数控系统还可采用极坐标编程绝对编程和增量编程绝对编程G90增量编程G91均为模态指令绝对编程：G90G01X100.0Z50.0;增量编程：G91G01X60.0Z-100.0;在越来越多车床中X、Z表示绝对编程U、W表示增量编程允许同一程序段中二者混合使用绝对编程和增量编程绝对:G01X100.0Z50.0;相对:G01U60.0W-100.0;混用:G01X100.0W-100.0;或G01U60.0Z50.0;直线A→B,可用：2.2指令介绍一、关于建立工件坐标系指令1、设定工件坐标系指令：坐标系设定G92（G50）格式：G92（G50）X_Z_参数说明：X、Z、为当前刀具位置相对于要建立的工件原点的坐标值。例:若设定工件原点O1,则程序段为:G92X128.7Z375.1若设定工件原点O2,则程序段为:G92X128.7Z375.1以刀具当前所在位置为起刀点ZX执行G92指令时，是通过刀具当前所在位置（刀具起始点）来设定工件坐标系的。G92设置的工件原点是随刀具当前位置（起始位置）的变化而变化的。若起刀点位置向左移动20mm,则执行上述指令时,结果怎样呢?说明1、一旦执行G92指令建立坐标系，后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。2、G92指令必须跟坐标地址字，须单独一个程序段指定。且一般写在程序开始。3、执行此指令并不会产生机械位移，只是让系统内部用新的坐标值取代旧的坐标值，从而建立新的坐标系4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点（或对刀点）符合。5、该指令为非模态指令。X、Z取值原则：1、方便数学计算和简化编程；2、容易找正对刀；3、不要与机床、工件发生碰撞；4、方便拆卸工件；5、空行程不要太长；2、预置工件坐标系指令：工件坐标系选择G54～G59GGGGGG545556575859格式它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置值，并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中。当工件原点预置好以后，便可用“G54G00X—Z—”指令让刀具移到该预置工件坐标系中的任意指定位置。G54～G59方式在机床坐标系中直接设定工件原点，与起刀点的位置无关。说明1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。2、G54～G59建立的工件坐标原点是相对于机床原点而言的，在程序运行前已设定好，在程序运行中是无法重置的。3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入，系统自动记忆。4、使用该组指令前，必须先回参考点。5、G54～G59为模态指令，可相互注销。3、T指令建立工件坐标系越来越多的数控车床采用T指令建立工件坐标系。把对刀过程记录的坐标值以MDI方式输入到某刀偏表地址码中（如01地址号），则在编程中直接用指令TXX01即可自动按机床坐标系的绝对偏置坐标关系建立起工件坐标系。这种方式与G54预置的方式实质是一样的，只不过不用去记录和计算预置的X、Z轴坐标，而是数控系统自动计算这两个值。二、关于参考点操作的指令G27、G28、G29.-----参考点控制1、格式：G27X...Z...T0000;回指令参考点检验G28X...Z...T0000;经指令中间点再自动回参考点G29X...Z...;从参考点经中间点返回指令点2、各指令功能：G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点。执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。目标点参考点三、几个常用M指令的异同M00--进给暂停，保持当前所有模态值，按循环启动后可继续运行。M01--条件暂停，当机床操作面板上的“选择暂停”按键按下时，功能同M00，否则无效。M02--程序结束，清除所有模态值。M30--程序结束，清除所有模态值，并复位返回到程序开始处。四、主轴功能S在具有恒线速度功能的机床上，S功能还有其它作用：1、主轴最高转速限定：格式：G50—例如：G50S2000表示限制主轴的最高转速为2000r/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表示切削点线速度控制在150m/min。3、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：G97S1000表示恒线速控制取消后主轴转速1000r/min。为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速？五、进给功能FF指令表示刀具相对于工件的合成进给速度，F的单位有两种：每分钟进给G94（G98）：mm/min每转进给G95（G99）：r/mm实际进给速度可借助机床控制面板上的进给倍率按键，在一定范围内进行修调。而螺纹加工时倍率开关失效。F指令为模态指令数控加工技术第6讲数控车床编程的基本概念第7讲数控车床基本编程指令第8讲车削循环指令第9讲螺纹车削编程指令第10讲数控车床刀具补偿第11讲数控车综合编程技术（1）第12讲数控车综合编程技术（2）