数控车床的加工编程

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1、第 3 章 数控机床概述31 数控车床加工的编程基础32 数控车床编程指令3.1 数控车床编程基础3.1.1 数控编程的步骤1、图纸分析：分析零件的加工精度要求（尺寸精度、形位精度、表面粗糙度）、材料切削性能、零件的加工批量等项目进行分析比较，判定加工的可行性。2、工艺准备：拟定加工工艺方案，分配加工余量、确定装夹位置及夹具、选定刀具和切削用量。3、数值计算：计算加工轨迹上的节点坐标，为程序编制做准备。应将零件的尺寸公差处理对称公差，必要时应进行尺寸链的解算。4、程序编制：用手工方法或由CAM软件编制机床的加工程序。同时应编制相应的技术文件：加工示意图、刀具安装图、机床调整卡、加工工序卡等。5

2、、程序校验：上机验证程序的准确性。切削用量是否合适、加工精度是否保证、加工过程是否顺利。大批量加工需进行工艺试验，以确定加工过程最佳状态。3.1.2 数控机床的坐标系右手笛卡尔 坐标系，确定 坐标轴的方向 X轴方向与 刀架的位置有 关。数控车床上刀架位置不同坐标系也不同：3.1.3 加工准备和工艺处理1刀具的选择：考虑工件的材料和热处理规范，确定加工切削用量，选择切削刃的几何尺寸和角度 。用有限数量的刀具，保证工件加工质量。2对刀：对刀是确定数控机床上安装刀具的刀尖在机床绝对坐标系下的准确位置，每把刀具加工前 必须进行对刀。3刀具补偿：根据加工过程，确定刀具的补偿方 式（左刀补、右刀补），消除

3、刀具半径R对加工精度的影响。 对刀 仪对刀 试切法对刀：试切法对刀后坐标系设定：工件图3.基本工艺原则（1）先粗后精（2）先近后远（3）内外交叉（4）刀具集中（5）基面先行3.1.4 程序段的构成1. 信息字N：后跟数字，表示程序段号。如：N10、N0900等。G：准备功能，其后跟数字表示准备功能的类别。如：G1 ：直线差补、G2：圆弧差补。M：辅助功能，其后跟2位数字组成，代表机床的工艺动作 。如：M03：主轴正转。T：刀具功能，用于换刀或调入刀补数据。如：T0101，表 示换“1”号刀，调入“1”刀补数据。S：主轴速度功能，用于设定主轴的工作速度。单位为转/ 分。如：S2000，表示主轴转

4、速为2000转/分。F：进给速度功能，用于设定加工过程中加工运动的速度 。如：F400，表示进给速度为400毫米/分。2. 程序段构成N007 G90 G01 X50 Z30 F140 S300 T0101 M03 ；表示：该程序段为“7”号，使用绝对方式编程（G90），主轴正转（M03），转速为300转/分（S300），加工中使用“1”号刀及“1”号刀补，以140mm/min的进给速度直线差补（G01）至绝对坐标X50、Z30处。3. 加工程序的构成完 整的 程序 通常 包括 程序 号、 程序 内容 和程 序结 束几 个部 分， 如表 所示 ：加工程序举例程序结构说 明%0001 程序号用作

5、加工程序的 开始标识N10 G90 G92 X100 Z100 程序内容由加工顺序、刀 具的运动轨 迹和 各种辅助动作的 一个个程序段组 成N20 S500 M03N30 M06 T0101N40 G00 X32 Z-2N50 G01 X32 Z50 F200N220 M05N230 M02程序结束表示加工结束3.2 数控车床编程指令在数控机床上编程控制指令有G指令、M指令、S指令、T 指令和F指令等几类。这些指令通常由数控系统制造商构建 ，数控机床制造商和数控机床用户是不能改变的；部分完成 特别功能的M指令由数控机床制造商构建，数控机床的用户 在购置数控机床时可以向制造商提出对M指令功能的具

6、体要 求，以方便用户使用。 各个数控系统制造商构建的指令代码体系，大多符合ISO 推荐的代码标准，但每个数控系统制造商均开发有自己特色 的编程控制代码，同样的代码在不同的数控系统上使用方法 也稍有差别，甚至完全不同。因此数控编程人员在使用特定 数控系统的机床时，一定要仔细阅读数控系统的编程说明书 。3.2.1 M指令介绍指令功 能说 明 M00程序暂停执行M00后，机床所有动作均被切断，重新按“程序启动”按扭 后，再继续执 行后面的程序段。M01任选暂停执行过程和M00相同，只有在机床控制面板上的“任选停止”开 关置于接通位置时，该指令才有效。M02程序结束切断机床所有动作，使程序复位，清除所

7、有加工状态。M03主轴正转M04主轴反转 M05主轴停止 M06刀塔转位须与相应刀号（T代码）结合才构成完整换刀指令。 M07切削液开 M09切削液关 M30主程序结束切断机床所有动作，返回程序开头，保留加工过程的部分状态 M98调用子程序其后用“P”“数字”地址指定子程序号 M99子程序结束子程序结束并返回到主程序中“M98”指令所在程序行的下一行3.2.2 G代码介绍代码组号意 义代码组 号意 义G00 G01 G02 G0301快速定位 直线插补 圆弧插补(顺时针 ) 圆弧插补(逆时针)G6500宏指令简单调 用 G66 G6712宏指令模态调用 宏指令模态调用取消 G90 G9103绝

8、对坐标编程 增量值编程 G0400延时 G20 G2106英制输入 公制输入G9200工件坐标系设计G80 G81 G8201内/外径车削固定循环 端面车削固定循环 螺纹车削固定循环G28 G2900返回到参考点 由参考点返回G3201螺纹切削G98 G9905每分进给 每转进给G40 G41 G4207刀具补偿取消 左刀补 右刀补G71 G72 G73 G7600内/外径车削复合循环 端面车削复合循环 封闭轮廓车削复合循 环 螺纹车削复合循环G5200局部坐标系设定 G54 G5911坐标系零点偏置华中数控系 统G指令3.2.3 G指令功能及应用1绝对坐标方式和增量坐标方式 指令格式：G90

9、 （绝对方式）G91 （增量方式） 功 能：在G90模式下，程序段中的坐标数值为 对应于工件坐标系的绝对坐标值；在G91模式下， 程序段中的坐标数值为对应于前一个位置的坐标的 变化量，且有正、负之分。2工件坐标系的设定G92指令格式：G92 X Z 功 能：建立工件坐标系。 说 明：（1）当执行指令“G92 Xa Zb ”时，系统建立 一个以刀具当前点坐标为（a，b）的坐标系，即在建立的工 件坐标系中刀具的刀尖坐标为（a，b）。（2）当使用G92建立工件坐标系时，刀具无任 何动作，仅仅是系统坐标发生变化。（3）如果执行“G92 Xa Zb”指令时，刀尖的坐 标正好是编程坐标系中的（a，b），则

10、工件坐标系和编程坐 标系重合，可以加工出正确的零件；如果工件坐标系和编程 坐标系没有重合，可能会引起工件的加工误差偏大，或发生 加工事故。设定O1为工件坐 标系原点： G92 X70 Z70设定O2为工件坐 标系原点： G92 X70 Z60设定O3为工件坐 标系原点： G92 X70 Z203返回参考点和从参考点返回指令格式：G28 X_ Z_ （返回参考点） G29 X_ Z_（ 从参考点返回） 功 能：G28指令可使刀具以空行程速度（G00），从当前点运行至G28设定的中间点，再返回机床的参考点；G29指令可使刀具以空行程速度，从参考点返回到G28设定的中间点，再运动至G29设定的指定点

11、。说 明：（1）执行G28指令一般用于刀具的自动更换或者消除机械机构的传动误差。（2）在系统启动之后，当没有执行手动返回参考点功能 时，指定G28指令无效。G28指令为非模态指令。（3）执行G28指令时，如果以绝对坐标方式编程时X、Z是中间点的坐标值；如果以增量坐标方式编程，是中间点相 对刀具当前点的移动距离。（4）执行 G29指令时，数控系统控制刀具从参考点快速 移动到G28指令的中间点，然后再移动到G29所指令的返回 点定位。其中X、Z值在绝对坐标方式编程时是返回点的坐标值，增量坐标方式编程时是返回点相对中间点的移动距离。 （5）G29指令在G28指令后使用。举例：要求刀具从当前点A，经中

12、间点B，返回到参考点R ，换刀“02”号刀后，再从参考点返回C 绝对方式编程： N10 G90 G28 X160 Z200 N20 M06 T0202 N30 G29 X80 Z250 增量方式编程： N10 G91 G28 X60Z100 N20 M06 T0202 N30 G29 X-80 Z504直径方式（G36）和半径方式（G37）指令格式：G36（G37） 功 能：设定当前编程模式为直径编程或为半 径编程。 说 明：（1）数控机床的默认设置通常为直径 编程（G36）。（2）二者为同组模态指令，在使用中 可以相互注销。（3）本书所涉及的示例如无特别说明 均为直径编程。直径方式编程：39

13、11N10 G92 G36 X160 Z280N20 G01 X80 Z250N30 Z100N40 U20N50 G00 X160 Z280N60 M30半径方式编程：3912N10 G92 G37 X80 Z280N20 G01 X40 Z250N30 Z100N40 U10N50 G00 X80 Z280N60 M30举例：直径和半径方式编程5.快速定位G00指令格式：G00 X_ Z_ 功 能：加工前快速定位以及加工后快速退刀 。 说 明：（1）G00执行时，以各轴设定的最高 快移速度运动，F值对G00无效。（2）因各轴预设的最高快移速度不同 ，目标点的X、Z坐标值不同，执行G00时，

14、不能保 证各轴同时到达终点，因此直线轴联动的结果可能 不是直线。在使用中应避免刀具和工件发生碰撞。（3）G00执行的实际速度可以由操作 面板上的快速修调旋钮调节。举例：绝对方式编程：G90 G00 X76 Z202增量方式编程：G91 G00 X-84 Z-786直线插补及倒角（G01） （1）直线插补 指令格式：G01 X_ Z_ F_ 功 能：使刀具以F指令指定的速度，从当前点 运动至G01指定的目标点。 说 明：（1）X、Z为目标点坐标。在绝对值编 程方式为目标点的坐标；在增量值编程方式，X、Z 为目标点相对于当前点的坐标增量。（2）F为进给速度，根据系统设置单 位可以为：每分钟进给量m

15、m/min或每转进给量 mm/r。绝对方式编程：3912N10 G90 G92 X160 Z280N20 G00 X80 Z202N30 G01 X80 Z100N40 X104 Z100N50 G00 X160 Z280N60 M30增量方式编程：N10 G91 G92 X160 Z280N20 G00 X-80 Z-78N30 G01 X0 Z-102N40 X24 Z0N50 G00 X56 Z180N60 M30（2）倒角指令格式：G01 X_ Z_ C_ （直线倒角）G01 X_ Z_ R_ （圆弧倒角）功 能：可以在相邻轨迹之间插入直线倒角和圆弧倒角。说 明：（1）在绝对值编程方式

16、下，X、Z为轨迹交点G的坐标；在增量值编程在方式下，X、Z为轨迹交点G相对于起始直线轨迹的起点E的坐标增量。（2）C为轨迹交点G相对于倒角的起点F的距离；R为倒圆弧的半径。【例3.1】图3.18 a）所示零件毛坯的各加工面已完 成了粗加工工序，试设计一个精车程序加工至图示 尺寸。解：(1) 设定工件坐标系原点在工件端面（与设计基准重合），如图3.18b）所示。(2) 确定刀具工艺路线。如图3.18b)所示，刀具从起点A出发，加工结束后再回到A点，走刀路线为：ABCDEFGHA (3) 计算刀尖运动轨迹坐标值。 根据图7-26b)得各点绝对坐标值为：A(60,15)、B(20,15) 、C (20,2)、D