数控车床编程技术()ppt课件

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1、.,数控车床编程技术,FANUC 0i 系统 无锡金城职业学校编制,.,一. 数控加工的编程概述,1. 数控加工程序结构与格式 在CNC机床上加工零件，首先要编制程序，然后用该程序控制CNC机床。CNC指令的集合称为程序。在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。 一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干个程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个“字”组成、一个“字”由地址符和数字组成。 为了区分每个程序、要对程序进行编号，程序号由程序的编号和程序号地址组成。,.,程序号必须放在程序的开头 例：O2288 O程序号地址（编号的指令码） 2288 程序的编号（2288号程序）

2、不同的数控系统、程序号地址也有所不同，而FANUC系统用O作为程序号地址码。编程时一定要参考说明书、否则程序无法执行。 程序字: 一个程序字的组成如下所示 Z-25.8 Z 地址符 - 符号（负号）,.,25.8数据字（数字） 程序段号加上若干个程序字就可以组成一个程序段，在程序段中表示地址的英文字母可分为尺寸地址和非尺寸地址两种。 表示尺寸地址的英文字母有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、D、E、R、H、共18个字母。 表示非尺寸地址的有N、G、F、S、T、M、L、O等8个字母。 程序段的格式： 程序段的格式可以分为地址格式、分隔地址格式、,.,固定程序段格式和可变程序

3、段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛。我国1985年颁布了JB3838-85数控机床点位切削和轮廓加工用可变程序段格式，所谓可变程序段格式就是程序段的长短可以变的。 其格式如下： N01 G01 X50.0 Z80.5 F180； N01 程序段号 G01 运动方向指令（直线插补） X50.0 Z80.5坐标移动距离指令 F180 进给速度指令 其中N是程序段的地址符，用于指定程序段号，G,.,是指令动作方式的准备功能地址，G01为直线插补；X、Z是坐标轴地址，其后的数字表示刀具在相应坐标上的移动距离，F是进给速度指令地址，其后的数字表示进给速度，F180表示进给速度为180mm/min

4、。 2.手工编程的步骤 （1）加工工艺分析 在数控机床上加工零件，操作者拿到的原始资料是零件图，根据零件图，可以对零件的形状、尺寸、精度、表面粗糙度、材料、毛坯种类、热处理状况等进行分析，从而选择机床，刀具，确定定位夹紧装置，加工方法，加工顺序及切削用量的大小，在确定工艺过程中，应充分考虑数控机床的所,.,有功能，做到加工路线短，走刀次数少，换刀次数少等。 （2）数值的计算 根据零件的形状、尺寸、走刀路线、计算出零件轮廓上各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标、若数控系统没有刀补功能、则应计算刀心轨迹，当用直线、圆弧来逼近非圆曲线时，应计算曲线上各节点的坐标值，若某尺寸带有上下偏差时，编程时应

5、取平均值。 （3）编写零件加工程序单 根据工艺过程的先后顺序，按照指定数控系统的功能指令码及程序段格式，逐段编写加工程序，编程员应对数控机床的性能，程序代码非常熟悉，,.,才能编写出正确的零件加工程序。 （4）制备控制介质 目前常用的方法是通过键盘直接将程序输入机床。 （5）程序校对与首件试切 对有图形模拟功能的数控机床，可进行图形模拟加工，检查刀具轨迹是否正确，对无此功能的数控机床可进行空运转检验，以上工作只能检查出刀具运动轨迹的正确性，验不出对刀误差和因某些计算误差引起的加工误差及加工精度，所以还要进行首件试切，可先用铝，石蜡等易切材料，试切后若发现工件不符合要求，可修改程序或进行刀具尺寸

6、补偿。,.,二. 基本功能指令的编程方法 1. 刀具功能的编程方法 刀具功能 T 刀具功能字由地址功能码T和数字组成。 编程格式： T T后面的数字用来指定刀具号和刀具补偿号。 例如： T0101表示选择1号刀，1号偏置值。 T0300表示选择3号刀，刀具偏置取消。 2. 主轴功能的编程方法 主轴转速功能 S 主轴转速功能S表示机床主轴的转速，由S和其后,.,的若干数字组成。 （1） 转速 S表示主轴转速，单位 r/min 例如： S1000 表示主轴转速为1000r/min （2） 线速 在恒线速状态下，S表示切削点的线速度，单位为 m/min。 例如： S80 表示切削点的线速度恒定位80

7、m/min。 3. 进给功能的编程方法 进给功能F，由F和其后的若干数字组成。 （1） 直线进给率的编程格式 （ G98 ）状态下 F F的单位为 mm/min。,.,例如：（G98）F100； 进给率为 100 mm/min。 （2）旋转进给率的编程格式 （ G99 ）状态下 F F的单位为 mm/r。 例如： （G99）F0.2； 进给率为 0.2mm/r。 4. 常用辅助功能的编程 辅助功能也叫M功能或M代码，用地址字M和若干 数字组成，是控制机床或系统开关功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。,.,常用M代码 M00 程序停止 M01 选择性停止 M02 程序结束 M03 主轴

8、正转 M04 主轴反转 M05 主轴停止 M08 切削液开 M09 切削液关 M30 程序结束，返回程序首 M98 调用子程序 M99 子程序结束，返回主程序 三. 常用准备功能的编程方法 1. 工件坐标系设定 FANUC系统数控车床的编程坐标系，纵向为Z 轴，正方向是远离卡盘而指向尾座的方向，径向,.,为 X 轴方向，与 Z 轴相垂直，正方向亦为刀架远离主轴轴线的方向。 编程原点 O ，一般取在主轴的回转中心线与工件右端面的交点处。,.,数控车床的编程特点： （1）数控车床上的工件的毛坯大多为圆棒料，加工余量较大，一个表面往往需要进行多次反复加 工，如果对每个加工循环都编写若干个程序段，就会

9、增加编程的工作量。为了简化加工程序，一般情况下，数控车床的数控系统中都有车外圆，车端面，车螺纹等不同形式的循环功能。 （2）数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能， 在加工过程中，对于刀具位置的变化、刀具几何 形状及刀尖圆弧半径的变化，都无需更改加工程 序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到储存器 中，刀具便能自动进行补偿。 （3）数控车床的编程有直径、半径两种方法。所 谓直径编程是指 X 轴上有关尺寸为直径值，半径 编程是指 X 轴上的有关尺寸为半径值。FANUC数,.,控车床是采用直径编程。 （4）绝对编程方式与增量编程方式 采用绝对编程方式时，数控车床的程序中目标 点的坐标以地址 X 、Z

10、表示；采用增量编程方式 时，目标的的坐标以地址 U、W 表示。此外，数控车床还可以采用混合编程方式，即在同一程序段中绝对编程方式与增量编程方式同时出现。 例如： G00 X48 W10； 2. 基本运动控制指令的编程 1）常用G代码 G00 快速点定位 G01 直线插补 G02 顺圆弧插补 G03 逆圆弧插补,.,G04 暂停（延时） G10 可编程数据输入 G20 英制输入 G21 公制输入 G22 存储行程检测功能接通 G23 存储行程检测功能断开 G27 返回参考点检测 G28 返回参考点 G29 从参考点 返回 G30 返回第二参考点 G32 螺纹切削 G40 取消刀具半径补偿 G41

11、 刀具半径左补偿 G42 刀具半径右补偿 G50 工件坐标系设定或设置主轴最高转速 G70 精车循环 G71 内、外径粗车循环 G72 端面粗车循环 G73 固定形状粗车循环 G76 多重螺纹切削循环 G90 外圆切削循环,.,G92 螺纹切削循环 G94 端面切削循环 G96 恒线速度控制 G97 恒线速度控制取消 G98 进给速度按每分钟进给量指定 G99 进给速度按主轴每转进给量指定 2）常用准备功能代码详解 （1） G00 快速点定位 格式：G00 X（U） Z（W） ； X、Z 绝对坐标方式时目标点坐标。 U、W 增量坐标方式时目标点坐标。 （2） G01 直线插补 格式：G01 X

12、（U） Z（W）F； X、Z 绝对坐标方式时目标点坐标。,.,U、W 增量坐标方式时目标点坐标。 F 是进给速度。 （3）G02/G03 顺、逆圆弧插补 格式：G02/G03 X（U） Z（W） ）R F； G02/G03 X（U） Z（W） I K F； X（U）、Z（W）是圆弧的终点坐标。 R是圆弧半径编程。 I、K分别是圆心相对于圆弧起点的增量值（圆心角 180）。 F 是进给速度。 下图为数控车床上圆弧的顺、逆方向图。,.,上为外侧刀架、下为内侧刀架。,.,（4）G04 暂停（延时） 格式：G04 X（U）； 或：G04 P； 指令中出现 X、U 或 P 均为延时，X 和 U 用法相同

13、，在其后跟延时时间，单位是秒（s），其后允许小数点，P 后面的数字为整数，单位是毫秒（ms）。如需延时 2 s ,则该指令可表述为： G04 X2；或 G04 U2；或 G04 P2000；。 （5）G41、G42、G40 刀具半径补偿 G41为刀具半径左补偿。 G42为刀具半径右补偿。 G40为刀具半径补偿取消。 刀具半径补偿的过程分为三部：刀补的建立、刀补的,.,进行、刀补的取消。 格式： G00（G01）G41/G42 X（U） Z（W）（F）； G00（G01）G40 X（U） Z（W）（F）； （6）G90 外圆切削循环 格式：G90 X（U） Z （W） F ；（圆柱 G90 X（

14、U） Z（W） R F ；（圆锥 R 字代表被加工锥面两端直径差的1/2，即表示单边 量锥度差值，具体的计算方法为右端面半径尺寸减去左端面半径尺寸。对外径车削，锥度左大右小 R 为负；反之为正。,.,下图为G90圆柱面切削循环路线轨迹图：,.,（7）G92 螺纹切削循环 圆柱螺纹加工 格式：G92 X（U） Z（W） F ； 圆锥螺纹加工 格式：G92 X（U） Z（W） R F ； F 为螺纹导程、螺距，轨迹与G90圆柱面切削循环 类似。 R 字代表被加工锥螺纹两端外径差的1/2，即表示单边锥度差值。对外螺纹车削，锥度左大右小 R 值为负；反之为正。对内螺纹车削，锥度左小右大 R 值为正；反

15、之为负。,.,下图为G92圆柱螺纹切削循环路线轨迹图：,.,编程示例： O1122 M03 S500； T0303； G00 X26 Z2； G92X17.2 Z-20 F1.5； X16.6； X16.2； X16.05； G00 X100 Z100；,.,M05； M30； 螺纹小径的计算公式： 螺纹小径 d 螺纹大径 D 1.3P（螺距） （8）G71 外径粗车循环 适用于圆柱毛坯料粗车外圆和圆筒毛坯料粗车内径。 该功能只需指定精加工路线，系统会自动给出粗加工路线，从而大大简化编程。 格式： G71 U（d）R（e）； G71 P（ns）Q（nf）U（u）W（w）F S T ； 其中：d

16、 每次循环的切削深度（半径值）；,.,e 每次切削退刀量； ns 精加工程序的开始循环程序段的顺序号； nf 精加工程序的结束循环程序段的顺序号； u X 轴方向精车预留量（直径值）； w Z 轴方向精车预留量； 下图为G71指令段内部参数示意图：,.,典型零件的加工编程示例（1） 下图所示零件，毛坯材料为45130 mm的45钢棒料，要求切根，并根据图样编写出零件加工程序单。,.,1. 工艺分析 （1）先车出右端面，并以此端面的中心为原点，建立工件坐标系。 （2 ）该零件加工面有圆弧、外圆、圆锥、螺纹和槽，可利用G71指令粗车出圆弧、外圆和圆锥，然后，采用G70指令精车圆弧、外圆和圆锥，接着切槽 、车螺纹、最后切根。注意退刀时，先从X 轴方向 进行退刀，再从 Z 轴方向退刀，以免刀具撞击工件。 2. 确定工艺方案 （1）从右至左粗加工各面； （2）从右至左精加工各面； （3）车退刀槽； （4）车螺纹； （5）切根。,.,3. 选择刀具及切削用量 （