（数控加工）数控车床编程精编.

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1、（数控加工）数控车床编 程 1、前言 数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术和现代控制技术、 传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于 壹体，是现代先进制造技术的基础和核心。把传统制造业推进到了信息化制造 时代，是现代工业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是壹种知识密集 型和资金密集型的技术。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术 的不断成熟和发展及市场日益繁荣，其竞争也越来越激烈，人们对数控车床选 择也有了更加广阔的范围，对的数控机床技术的掌握也越来越高。本设计着重 对 MJ-520 型数控车床构造及性能做初步了解及 FANUC-0TE 系

2、统程序的编制 及加工工艺的应用做细致的介绍。 数控加工是机械制造业中的先进加工技术，在生产企业中，数控机床的使 用越来越广泛。随着数控技术的发展，数控机床不仅在航空、造船、军工等领 域广泛使用，而且也进入了汽车、机床等民用机械制造行业。目前，在机械制 造行业中，单件小批量的生产所占的比例越来越大，机械产品的精度和质量也 在不断的提高。因此，数控机床被广泛使用。 2、课题的现实意义 数控机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控机床有很 强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。 根据教学要求，结合自己的资料掌握状况，选择数控机床工艺编程及操作 加工作为毕业设计课题。 毕业设计

3、是学生必须要经历的壹个重要的实践环节。通过本环节的锻炼力争 能把以前所学的知识融会贯通，从而达到温故而知新的目的，提高解决实际工 程课题的能力。 3、数控编程的概念 众所周知，在普通机床上加工零件时，壹般是由工艺人员按照设计图样事 先制定好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制定出零件的加工工序、切削用 量、机床的规格及刀具夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床， 加工出图样所给定的零件。也就是说零件的加工过程是由人来完成的。例如开 车、停车、改变主轴转速、改变进给方向和速度、切削液的开、关等都是由工 人手工操作的。 再有凸轮控制的自动车床或由仿形机床加工零件时，虽然不需要人对它进 行操

4、作，但必须根据零件的特点及工艺要求，设计出凸轮的运动曲线或靠模， 由凸轮或靠模控制机床运动，最后加工出零件。在这个加工过程中，虽然避免 了操作者直接操纵机床，但每壹个凸轮机构或靠模，只能加工壹种零件。当改 变加工零件时，就要更换凸轮、靠模。因此，只能用于大批量、专业化生产中。 数控机床和之上俩种机床是不壹样的。它是按照事先便好的加工程序，自 动的对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工业参数、刀具的 运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、背吃刀量等）以及辅助功 能（换刀、主轴正传、反转、切削液开、关等） ，按照数控机床规定的指令代码 及程序格式编写成加工程序单，然后输入到数控

5、机床的系统中，从而指挥机床 加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫做数控程序的编 制。 从之上分析能够见出，数控机床和普通机床加工零件的区别在于数控机床 是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床 动作的程序就能够达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别是用于加工 小批量且行装复杂、要求精度高的零件。 从外观见，数控机床都有 CRT 屏幕，我们能够从屏幕上见到加工程序、各 种工艺参数等内容。从内部结构见，数控机床没有变速箱，它的主运动和进给 运动都是由直流或交流无机变速伺服电动机来完成的。另外，数控机床壹般都 有工件测量系统，在加工过程中，能够减少对

6、工件进行人工测量的次数。 数字控制是用数字、字母和其他控制字符进行编程，来实现机械设备自动 化的壹种形式。号码，字母和符号是为特定的工作环境或工作而设定的壹种适 当的内编码。根据程序指示的改变，机械的加工也随之改变方式。更易改写程 序的优越性使 NC 系统更适合加工微小体积的产品。和更换生产设备相比，通 过编辑新的程序来实现产品的加工要容易得多。 4、数控机床的组成和工作原理 数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC） 、伺服驱动 及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。 数控机床的床体和传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、 工作台以及辅助运动装置、液压气

7、动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数 控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方 面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分 发挥数控机床的特点。 5、数控车床的结构特点 和传统车床相比，数控车床的结构有以下特点： 5.1、由于数控车床刀架的俩个方向运动分别由俩台伺服电动机驱动，所以 它的传动链短。不必使用挂轮、光杠等传动部件，用伺服电动机直接和丝杠联 结带动刀架运动。伺服电动机丝杠间也能够用同步皮带副或齿轮副联结。 5.2、多功能数控车床是采用直流或交流主轴控制单元来驱动主轴，按控制 指令作无级变速，主轴之间不必用多级齿轮副来进行变速。为

8、扩大变速范围， 当下壹般仍要通过壹级齿轮副，以实现分段无级调速，即使这样，床头箱内的 结构已比传统车床简单得多。数控车床的另壹个结构特点是刚度大，这是为了 和控制系统的高精度控制相匹配，以便适应高精度的加工。 5.3、数控车床的第三个结构特点是轻拖动。刀架移动壹般采用滚珠丝杠副。 滚珠丝杠副是数控车床的关键机械部件之壹，滚珠丝杠俩端安装的滚动轴承是 专用铀承，它的压力角比常用的向心推力球辆承要大得多。这种专用轴承配对 安装，是选配的，最好在轴承出厂时就是成对的。 5.4、为了拖动轻便，数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润 滑。 5.5、由于数控机床的价格较高、控制系统的寿命较长，所以

9、数控车床的滑 动导轨也要求耐磨性好。数控车床壹般采用镶钢导轨，这样机床精度保持的时 间就比较长，其使用寿命也可延长许多。 5.6、数控车床仍具有加工冷却充分、防护较严密等特点，自动运转时壹般 都处于全封闭或半封闭状态。 5.7、数控车床壹般仍配有自动排屑装置。 6、数控机床选择 首先应根据被加工工件的尺寸，技术要求进行工艺分析，根据工件加工数 量且考虑工件加工各项技术经济指标，合理选用数控机床。若被加工件是圆柱 形，圆锥形，各种成型回转表面，螺纹以及各种盘类工件且进行钻、扩、镗孔 加工，可选用 MJ-520 数控车床及 FANUC-0TE 系统。 6.1、MJ-520 数控车床（FANUC-0

10、TE 系统）的组成及操作 MJ-520 数控车床由济南第壹机床厂生产，配置 FANUC-0TE 系统，是壹种 全功能型的数控车床。 MJ520 型数控车床的外形图。 6.1.1、主传动系统 数控车床主运动要求速度在壹定范围内可调，有足够的驱动功率，主轴回转 轴心线的位置准确稳定，且有足够的刚性和抗振性。 6.1.2、进给传动系统 数控车床进给传动系统是用数字控制 X、Z 坐标轴的直接对象，工件最后的 尺寸精度和轮廓精度都直接受进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。 为此，数控车床的进给传动系统应充分注意减少摩擦力，提高传动精度和刚度， 消除传动间隙以及减少运动件的惯量等。 为使全功能型数控

11、车床进给传动系统要求高精度、快速响应、低速大转矩， 壹般采用交、直流伺服进给驱动装置，通过滚珠丝杠螺母副带动刀架移动。刀 架的快速移动和进给移动为同壹条传动路线。 6.1.3、自动回转刀架 数控车床的刀架是机床的重要组成部分，其结构直接影响机床的切削性能和 工作效率。回转式刀架上回转头各刀座用于安装或支持各种不同用途的刀具， 通过回转头的旋转分度和定位，实现机床的自动换刀。回转刀架分度准确， 定位可靠，重复定位精度高，转位速度快，夹紧性好，能够保证数控车床的高 精度和高效率。 按照回转刀架的回转轴相对于机床主轴的位置，可分为立式和卧式回转刀架。 6.2、MJ-520 数控车床的主要功能 6.2

12、.1、主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成型回转体 表面。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床仍能够完成 车端面、切槽、倒角等加工。 6.2.2、车床加工工件的毛坯多为圆棒料或铸锻件，加工余量较大，壹个表面需 要进行多次反复的加工。如果对每个加工循环都编写若干个程序段就要大大增 加编程的工作量。因此，为了简化编程，机床的数控系统中备有车外圆、车端 面、车螺纹等不同形式的循环功能。 6.2.3、在壹个程序段中能够采用绝对值编程，也能够采用增量值编程，仍能够 采用绝对值编程和增量值编程的混合编程。 6.2.4、在数控车床的控制系统中，都有刀具的补偿功能。刀具的补偿

13、功能为编 程提供了方便。在加工过程中，对刀具位置的变化、刀具几何形状的变化、刀 尖的圆弧半径，编程人员能够按照工件的实际轮廓编制程序，无需改变程序， 只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中，刀具便能自动补偿。 6.2.5、为了提高机床径向尺寸加工精度，数控系统 X 向的脉冲当量取 Z 向脉冲 当量的壹半。 6.3、机床的主要参数： 允许最大工件回转直径 500 最大切削直径 310 最大切削长度 650 主轴转数范围 353500r/min（连续无级） 其中恒扭距范围 35437r/min 其中恒功率范围 4373500r/min 主轴通孔直径 80 拉管通孔直径 65 刀架有效行程 X 轴

14、：182Z 轴：675 快速移动速度 X 轴：10m/minZ 轴：15m/min 安装刀具数 10 把 刀具规格车刀 2525；镗刀 1245 选刀方式刀盘就近转位 分度时间单步：0.8s；180：2.2s 尾座套筒直径 90 尾座套筒行程 130 主轴交流伺服电动机连续 11kW；30min 超载 15kW 进给交流伺服电动机 X 轴:0.9kW;Z 轴：1.8kW 机床外形尺寸（长宽高）299516671796 6.4、数控系统的操作面板 MJ520 机床操作面板 6.5、数控系统的主要技术规格： 机床配置的 FANUC-0TE 系统的主要技术规格见表-1 表1FANUC-0TE 系统基

15、本规格 序 号 名称规格 1 控制轴数X 轴、Z 轴，手动方式同时仅壹轴 2 最小设定单位X 轴、Z 轴 0.001 0.0001in X 轴 0.0005 0.00005in3 最小移动单位 Z 轴 0.001 0.0001in 9999.9994 最大编程尺寸 9999.999in 5 定位执行 G00 指令时机床快速运动且减速停止在终点 6 直线插补 G01 7 全象限圆弧插补G02(顺圆),G03(逆圆) 8 快速倍率LOW,25,50,100 9 手摇轮连续进给每次仅壹轴 10 切削进给率G98 指令每分钟进给量(/min)G99 指令每转进给量(/r) 11 进给倍率从 0150范

16、围内以 10递增 12 自动加/减速快速移动时依比例加/减速,切削时依指数加/减速 13 暂停G04(09999.999s) 14 空运行空运行时为连续进给 15 进给保持在自动运行状态下暂停 X 轴、Z 轴进给,按程序启动按钮能够恢复自 动运行 16 主轴速度命令主轴转速由地址 S 和 4 位数字指令指定 17 刀具功能由地址 T 和 2 位数刀具编号2 位数刀具补偿号组成 18 辅助功能由地址 M 和俩位数字组成,每个程序段只能指令壹个 M 码 19 坐标系统设定 G50 20 绝对值/增量值混合编 程 绝对值编程和增量值编程可在同壹程序段中使用 21 程序号O4 位数字(EIA 标准),:4 位数字(ISO 标准) 22 序列号查找使用 MDI 和 CRT 查找程序中的顺序号 23 程序号查找使用 MDI 和 CRT 查找 0 或(:)后面 4 位数字的程序号 24 读出器/穿孔机接口PPR 便携式纸带读出器 25 纸带读出器250 字符/s(50