【FANUC系统】数控车床的编程与操作实例

数控车床编程与操作实例数控车床及坐标系数控车床常用指令常用指令的综合应用典型零件加工宏程序的应用数控车床操作教学内容：数控车床编程与操作实例第一节数控车床及坐标系一、数控车床概述1．数控车床种类（1）按主轴配置形式分类1)立式数控车床2)卧式数控车床（2）按刀架数量分类1）单刀架单刀架数控车床多采用水平床身，两坐标控制。2）双刀架双刀架数控车床多采用倾斜床身，四坐标控制。（3）按数控车床控制系统和机械结构的不同分类可分为经济型数控车床、全功能数控车床和数控车削中心。数控车床编程与操作实例2．数控车床典型结构（1）液压卡盘和液压尾座液压卡盘和液压尾座用来夹紧工件，具有稳定可靠的特点。（2）数控车床的刀架系统（卧式）3．车削用刀具数控车床一般选用硬质合金可转位车刀。（1）刀片的紧固方式在国家标准中，一般紧固方式有上压式、上压与销孔夹紧、销孔夹紧和螺钉夹紧四种。（2）刀杆及刀片形式数控车床编程与操作实例1．坐标系的确定数控车床的坐标系是以径向为X轴方向，轴向为Z轴方向，以刀具远离工件的方向为坐标轴正向。刀架前置时＋X向前；刀架后置时＋X向后。2．机床原点（机械原点）机床原点一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。机床原点也可设置在卡盘端面与主轴轴线的交点处。3．机床参考点机床参考点一般不同于机床原点。二、数控车床的坐标系三、工作坐标系工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系，设置时一般用G54～G59和G92等指令。编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点，称工作原点。工作原点一般设在工件的设计工艺基准处，便于尺寸计算。数控车床编程与操作实例第二节FANUC系统的常用指令1.绝对值编程和增量值编程绝对值编程时，用X、Z表示X轴与Z轴的坐标值；增量值编程时，用U、W表示X轴与Z轴的移动量。2.直径编程和半径编程3.车削固定循环功能4.刀具位置补偿一、数控车床的编程特点数控车床编程与操作实例1.快速定位指令G00指令格式：G00X（U）＿Z（W）＿；2.直线插补指令G01指令格式：G01X（U）＿Z（W）＿F＿；使用G01指令可以实现纵向切削、横向切削、锥度切削等形式的直线插补运动，如图1-14所示。二、数控车床常用各种指令图1-14直线插补指令G01数控车床编程与操作实例a）图G01Z-10.0F0.2；或G01W-15.0F0.2；b）图G01X0F0.2；或G01U-65.0F0.2；c）图G01X60.0Z-40.0F0.2；或G01U30.0W-40.0F0.2；数控车床编程与操作实例G01指令在数控车床编程中，还可以直接用来进行倒角（C指令）、倒圆角（R指令）。如图1-15、图1-16所示。图1-15倒角例1：倒角G01Z-35.0C4.0F0.2；X80.0C-3.0；Z-60.0；注：C4.0倒角，因为Z轴切削向X轴正向倒角，所以为C4.0；C-3.0倒角，因为X轴切削向Z轴负向倒角，所以为C-3.0；数控车床编程与操作实例图1-16倒圆例2：倒圆G01Z-35.0R5.0F0.2；X80.0R-4.0；Z-60.0；数控车床编程与操作实例3.圆弧插补指令G02、G03该指令使刀具从圆弧起点，沿圆弧移动到圆弧终点。指令格式：G02/G03X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；或:G02/G03X（U）＿Z（W）＿I＿K＿F＿；例3：图1-18a）（1）G02X80.0Z－10.0R10.0；或G02U20.0W－10.0R10.0；（2）G02X80.0Z－10.0I10.0K0；或G02U20.0W－10.0I10.0K0；例4：图1-18b）（1）G03X45.0Z－35.9R25.0；或G03U45.0W－35.9R25.0；（2）G03X45.0Z－35.9I0K－25.0；或G03U45.0W－35.9I0K－25.0；数控车床编程与操作实例图1-18圆弧插补举例数控车床编程与操作实例4.主轴转速设置S指令和转速控制指令G96、G97、G50（1）主轴线速度恒定指令G96格式：G96S＿；S的单位为m/min（2）直接设定主轴转速指令G97格式：G97S＿；S的单位为r/min5.每转进给指令G99；每分钟进给指令G98指令格式：G99F＿；F单位mm/rG98F＿；F单位mm/minG98、G99均为模态指令，机床初始状态默认G99；数控车床编程与操作实例6.暂停指令G04该指令可以使刀具作短时间的无进给光整加工，用于切槽、钻镗孔、自动加工螺纹，也可用于拐角轨迹控制等场合。格式：G04P＿；U＿；数控车床编程与操作实例7.工作坐标系的原点设置指令G50格式：G50X＿Z＿；数车亦可进行设置刀具数据来确定工作坐标系原点。（详见机床操作）8.工作坐标系的原点设置选择指令G54～G59一般数控机床可以预先设定6个（G54～G59）工作坐标系，这些坐标系在机床重新开机时仍然存在。9.参考点返回指令G28该指令使刀具自动返回参考点（一般设置为机床原点）或经过某一中间位置，再回到参考点。输入格式：G28X（U）＿Z（W）＿T00；数控车床编程与操作实例10.螺纹车削加工在数控车床上用车削的方法可加工直螺纹和锥螺纹。车螺纹的进刀方式有直进式和斜进式，螺纹切削时应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。在这两段螺纹导程小于实际的螺纹导程。（1）螺纹切削指令G32G32指令可车削直螺纹、锥螺纹和端面螺纹（涡形螺纹）。G32进刀方式为直进式。指令格式：G32X（U）＿Z（W）＿F＿；式中的X（U）＿Z（W）＿为螺纹终点坐标，F＿为螺距。数控车床编程与操作实例1)直螺纹加工例7：如图1-24，螺纹外径已车至29.8；4×2的槽已加工，此螺纹加工查表知切削5次（0.9；0.6；0.6；0.4；0.1），至小径d=30-1.3×2=27.4。程序：O1；G00X32.0Z5.0；螺纹进刀至切削起点X29.1；切进G32Z-28.0F2.0；切螺纹G00X32.0；退刀Z5.0；返回X28.5；切进G32Z-28.0F2.0；切螺纹…X向尺寸按每次吃刀深度递减，直至终点尺寸27.4Z5.0；X27.4；切至尺寸G32Z-28.0F2.0；G00X32.0；Z5.0；…图1-24直螺纹加工数控车床编程与操作实例2)锥螺纹加工如图1-25。图1-25锥螺纹加工数控车床编程与操作实例例8：程序O1；……Z5.0；X20.0；进刀至尺寸G32X50.0Z-32.0F2.0；车螺纹……（2）螺纹加工循环G92G92用于螺纹加工，其循环路线与单一形状固定循环基本相同。如图1-26所示，循环路径中，除螺纹车削一般为进给运动外，其余均为快速运动。数控车床编程与操作实例输入格式：直螺纹G92X（U）＿Z（W）＿F＿；锥螺纹G92X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；式中：X（U）＿Z（W）＿为螺纹终点坐标；R＿为锥螺纹始点与终点的半径差；F＿为螺距。图1-26螺纹切削循环G92数控车床编程与操作实例例9：完成图1-27螺纹切削。图1-27螺纹切削程序：……G00X22.0Z5.0；起刀点G92X19.2Z-18.0F1.5；螺纹加工第一次循环X18.6；螺纹加工第二次循环X18.2；螺纹加工第三次循环X18.05；螺纹加工第四次循环G00X100.0Z150.0；退刀，取消循环……数控车床编程与操作实例例10：完成图1-28螺纹切削。图1-28螺纹切削162)3020(162030程序：…G00X32.0Z5.0；G92X31.2Z-18.0R-7.5F1.5；X30.4；X29.8；X29.46；X29.30；G00X100.0Z150.0；注：R=×（6+18）=－7.5经验公式：d=D－1.3pd－螺纹小径D－螺纹大径p－螺距锥螺纹大端直径为：30+2×－1.3×1.5=29.3（3）复式螺纹切削循环指令G76G76指令用于多次自动循环切削螺纹。G76复式螺纹切削循环指令G76格式G76P(m)（r）（a）Q（△dmin）R(d)；G76X(u)Z（w）R（i）P(k)Q（△d）F(f)；数控车床编程与操作实例例11:完成图1-30螺纹切削。现加工M68×6螺纹,螺纹高度为3.9mm，螺距为6mm，螺纹尾端倒角为1.1L，刀尖角为60º，第一次车削背吃刀量为1.8mm，最小背吃刀量为0.1mm，精车余量为0.2mm，精车削次数1次，螺纹精车前先精车外圆柱面至尺寸。螺纹加工程序如下：O0011；…G97S200T0303M03；G00X70.0Z7.0；G76P011160Q100R200；G76X60.2Z-65.0P3900Q1800F6.0；G00X200.0Z200.0；…M30；图1-30螺纹切削数控车床编程与操作实例11.刀具功能指令T指令该指令可指定刀具及刀具补偿。输入格式：T0202刀具补偿号00－99刀具号00－99刀具12.刀具半径补偿功能G40/G41/G42(1)刀具半径补偿的作用刀具半径补偿的方法是通过键盘输入刀具参数，并在程序中采用刀具半径补偿指令。(2)刀具参数包括刀尖半径、车刀形状、刀尖圆弧位置。假想刀尖圆弧位置序号共有10个(0~9)。1）G40取消刀具半径补偿指令2）G41:刀具半径左补偿G42:刀具半径右补偿(4)刀具半径补偿注意事项加刀具半径补偿或去除刀具半径补偿最好在工件轮廓线以外且未加刀补点至加刀补点距离应大于刀具﹙尖﹚半径，未去刀补点至去除刀补点处距离应大于刀具﹙尖﹚半径。在使用G41或G42指令时，不允许有两句连续的非移动指令，否则刀具在前面程序段的终点的垂直位置停止，且产生过切或欠切现象。数控车床编程与操作实例13.固定循环指令(1)单一形状固定循环有三种循环指令，分别是G90、G92和G94，其中G92已在螺纹切削部分介绍过。1)外径、内径切削循环G90a）圆柱面切削循环格式：G90X（U）Z（W）F；X（U）、Z（W）为切削终点坐标。b）锥面车削循环指令格式：G90X（U）Z（W）RF；X（U）、Z（W）为切削终点坐标；R（或I）为圆锥面加工起、终点半径差，有正、负号。2)端面切削循环指令G94a）垂直端面车削固定循环。指令格式：G94X（U）Z（W）F；X（U）、Z（W）表示切削终点坐标。b）锥形端面车削固定循环。指令格式：G94X（U）Z（W）RF；X（U）、Z（W）为切削终点坐标；R为圆锥面起、终点Z坐标的差值，有正、负号。数控车床编程与操作实例(2)多重复合固定循环指令1)精加工循环指令G70在采用G71、G72、G73指令进行粗车后，用G70指令进行精车循环切削。指令格式：G70PnsQnf；其中：ns为精加工程序组的第一个程序段的顺序号；nf为精加工程序组的最后一个程序段的顺序号。2)外径、内径粗加工循环指令G71G71指令用于粗车圆柱棒料，以切除较多的加工余量。指令格式：G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；数控车床编程与操作实例例17：使用G71、G70完成图1-43所示零件加工，棒料直径φ105mm，工件不切断（刀尖R0.4）。图3-31G71、G70加工实例图1-43G71、G70加工实例数控车床编程与操作实例程序：O0017；G40G97G99S500M03T0101；（T0101粗车刀）G00X106.0Z5.0M08；（刀具快速运动到循环起点）G71U2.0R0.5；（G71切深2.0㎜，退刀量0.5㎜）G71P10Q20U0.4W0.2F0.2；（X向留精车余量0.4㎜，Z向留精车余量0.2㎜）N10G42X0；（加右刀补，N10～N20是精车程序）G01Z0F0.15S600；X40.0；X60.0Z-30.0；Z-65.0；G02X70.0Z-70.0R5.0；G01X88.0；G03X98.0Z-75.0R5.0；G01Z-90.0；N20G40X106.0；（去刀补）G00X150.0Z200.0M09；（换刀点）T0202；（换精车刀）G00X106.0Z5.0；（外圆精车