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1、,数控车削编程与加工 项目式教学,项目5 数控车床坐标系建立及编程指令认识,一、机床坐标及运动方向的确定,1刀具相对于静止工件运动原则,在考虑机床坐标命名时，被加工工件的坐标系均看作是相对静止的，而刀具是运动。,一、机床坐标及运动方向的确定,2标准坐标系的规定,一、机床坐标及运动方向的确定,3运动部件正方向规定（1）,（1）Z坐标轴的确定 通常把传递切削力的主轴定为Z轴。对工件旋转的数控车床来说，工件回转中心轴则为Z轴，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。 （2）X坐标轴的确定 X坐标是水平的，一般平行于工件装卡面且与Z轴垂直，它是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于数控车床而言，X坐标是沿
2、工件的径向并平行于横向导轨，刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。对于前置刀架而言，水平指向操作者的方向为X轴的正方向；对于后置刀架而言，水平远离操作者的方向为X轴的正方向。 （3）Y坐标轴的确定 Y坐标轴垂直于X坐标轴和Z坐标轴，Y轴的正方向应根据X、Z的正方向按右手定则确定。,一、机床坐标及运动方向的确定,3运动部件正方向规定（2）,一、机床坐标及运动方向的确定,二、数控车床机床坐标系建立,1机床坐标系有关基本概念 （1）,（1）机床坐标系含义 由数控车床坐标原点与车床坐标轴X、Z组成的坐标系称为机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，在机床出厂前已经预调好，不允许用户随意改动。 机
3、床通电后，数控车床每次开机的第一步操作应为回参考点操作。当完成回参考点操作后，则面板显示器上显示的是刀位点(刀架中心)在机床坐标系的坐标值(空间位置)，相当于数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床标系。,二、数控车床机床坐标系建立,1机床坐标系有关基本概念 （2）,（2）机床原点含义 机床原点是机床的一个固定点，不能改变。车床的机床原点定义为主轴端面与主轴回转中心线的交点，如图，O点即为机床原点。,二、数控车床机床坐标系建立,1机床坐标系有关基本概念 （3）,（3）机床参考点含义 机床参考点也是机床的一个固定点，其固定位置是由Z向与X向的机械挡块来确定，该点与机床原点的相对位置如图2
4、-3所示，O是机床参考点，它是X、Z轴最远离工件的那一点。当发出回考点的指令时，装在纵向和横向滑板上的行程开关碰到相应的挡块后，由数控系统控制滑板停止运动，完成回参考点的操作。由于参考点与机床原点的位置是固定的，找到了机床参考点，也就间接找到了机床原点。,二、数控车床机床坐标系建立,2机床坐标系建立,1）按下返回参考点按钮； 2）选择合适的快速移动速度倍率值； 3）分别或同时按住与返回参考点相应的进给轴X、Z和方向选择开关，直至刀具返回到参考点。当刀具返回到参考点后，返回参考点完成指示灯LED点亮。 当完成上面操作后，就建立了机床坐标系。,二、数控车床机床坐标系建立,三、数控车床工件坐标系建立
5、,1工件坐标系、坐标原点、对刀点含义（1）,（1）工件坐标系 编制数控程序时，首先要建立一个工件坐标系，零件加工程序中的坐标值均以工件坐标系为依据确定。工件坐标系是编程人员在编程时使用的坐标系，编程人员选择工件上的某一已知点为坐标原点，以平行于机床的坐标轴为坐标轴建立一个新的坐标系，称为工件坐标系(也称编程坐标系)。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。,三、数控车床机床坐标系建立,1工件坐标系、坐标原点及对刀点含义（2）,（2）工件坐标系原点 工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。工件原点是人为设定的，数控车削加工工件原点一般都设在主
6、轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。,三、数控车床机床坐标系建立,1工件坐标系、坐标原点及对刀点含义（3）,三、数控车床机床坐标系建立,2工件坐标系设定指令G50 （1）,(1)G50指令格式 G50指令格式为： G50 X Z ； 该指令是规定刀具起刀点距工件原点在X、Z方向的距离。坐标值X、Z为刀位点在工件坐标系中的起始点(即起刀点)位置。当刀具的起刀点空间位置一定时，工件原点选择不同，刀具在工件坐标系中的坐标X、Z也不同。,三、数控车床机床坐标系建立,2工件坐标系设定指令G50 （2）,如图所示，以工件左端面中心作为工件坐标系原点，刀尖的起始点距工件原点的X向尺寸和Z向尺寸分别为200
7、（直径方向编程）和263，则执行下面程序段： G50 X200 Z263；,三、数控车床机床坐标系建立,3绝对对刀操作 （1）,三、数控车床机床坐标系建立,四、零件程序结构认识,1程序结构认识（1）,O0001 程序号 N05 G00 U50. W60.； 程序段 N10 G01 U100. W150. F150. M03 S300； N200 M30； 指令字,四、零件程序结构认识,1.程序结构认识（2）,关于零件程序，有以下几点说明： 1）从上图可以看出，一个零件的程序必须包括其始符和结束符：程序号为起始符，M02或M30为程序结束符； 2）一个零件的程序是按程序的输入顺序执行的，而不是按
8、程序段号的顺序执行的，但在书写程序时，建议按升序书写程序段号，程序段号之间允许有一定的间隔。,四、零件程序结构认识,四、零件程序结构认识,2.指令字结构（1）,四、零件程序结构认识,2.指令字结构（2）,3.程序段结构 （1）,（1）程序段格式 数控机床程序段格式为： N G X Z F S T M ； 一个程序段以程序段号开始（也可省略），以程序结束代码结束。程序段中各字的先后顺序要求并不严格，不需要的字以及与上一程序段相同的继续使用的字可以省略。数控车床程序段各指令字含义如下：,四、零件程序结构认识,3.程序段结构 （2）,1）程序段号N：程序段号用字母N及数字表示，如N0005，段号之间
9、的间隔不要求连续，便于程序修改和编辑。程序段号可有可无。另外，编写程序时可以不写程序段号，程序输入数控系统后可以通过系统设置自动生成程序段号； 2）准备功能G：由表示准备功能的地址符G和数字组成，如G01、G02分别代表直线插补和圆弧插补。G功能的代号已经标准化；,四、零件程序结构认识,3.程序段结构 （3）,3）坐标字：坐标字由坐标地址及数字组成，且按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址码的地址符（如X、Y等）开头。数控系统一般对坐标值的小数点有严格的要求（有的系统可以用参数进行设置），如“26”编程时应写成“26.”，否则有的系统会将“26”视为“26m”； 4）进给功能F：进给功
10、能由进给地址符及数字组成，数字表示所给定的进给速度，如F120.表示进给速度为120/min，其小数点与X、Y、Z后的小数点表示同样含义；,四、零件程序结构认识,3.程序段结构 （4）,5）主轴转速功能S：主轴转速功能由主轴地址符及数字组成，数字表示主轴转速，单位为r/min； 6）刀具功能T：刀具功能由地址符T和数字组成，用以指定刀具的刀号，如T0101，表示1刀具；,四、零件程序结构认识,3.程序段结构 （5）,7）辅助功能M：辅助功能由辅助操作地址符和两位数字组成，如M03表示主轴正转； 8）程序段结束符号：程序段结束符号在程序段最后一个有用符号之后，表示程序段结束。结束符号应根据编程手
11、册的规定而定，本教材用“；”表示。,四、零件程序结构认识,3.程序段结构 （6）,（2）程序段举例 如下面程序段： N005 G01 X70. Z-40. F140. S300 T01 M03； 程序段含义为命令数控机床主轴正向旋转、转速为300r/min，使用1号刀具以140/min的进给速度直线移动到工件坐标系中坐标值为X=70、Z=-40的地方。,四、零件程序结构认识,五、FANUC指令系统认识,1准备功能G代码（1）,五、 FANUC指令系统认识,1准备功能G代码（2）,五、 FANUC指令系统认识,1准备功能G代码（3）,五、 FANUC指令系统认识,五、 FANUC指令系统认识,1
12、准备功能G代码（4）,1准备功能G代码（5）,五、 FANUC指令系统认识,1准备功能G代码（6）,五、 FANUC指令系统认识,2辅助功能M代码（1）,五、 FANUC指令系统认识,2辅助功能M代码（2）,五、 FANUC指令系统认识,2.辅助功能M代码 （3）,（2）辅助功能M代码相关说明 1）M00、M01、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，是CNC内定的辅助功能，不由机床制造商设计决定，与PLC程序无关。 2）其余M代码用于控制机床各种辅助功能开关动作，其功能不由CNC内定，是由PLC程序指定的，所以有可能因机床制造厂的不同而有所不同，使用时请注意机床说明书。,五、
13、 FANUC指令系统认识,2.辅助功能M代码 （4）,（2）辅助功能M代码相关说明 3）M代码也有非模态功能和模态功能两种，模态功能中包含一个缺省功能，如M05、M09，系统上电时将被初始化为该功能。 4）MOO为程序暂停指令，完成编有MOO指令的程序段中的其他指令后主轴停止，进给停止，冷却液关断，程序停止。此时可执行某一手动操作，如工件调头，手动变速等。重新按“循环启动”按钮，机床将继续执行下一程序段。,五、 FANUC指令系统认识,2.辅助功能M代码 （5）,（2）辅助功能M代码相关说明 5）M01为计划停止(任选暂停)，与MOO相似，不同之处在于必须在操作面板上预先(程序启动前)按下任选
14、停止开关按钮，使其相通；当执行完编有M01指令的程序段的其他指令后，程序停止。如不按任选停止，则M01指令不起作用，程序继续执行。当零件加工时间较长或要在加工过程中需要停机检查、测量关键部位以及交接班等情况使用该指令很方便。 6）M02为程序结束 执行该程序后，表示程序内所有指令均已完成，因此切断机床所有动作，机床复位。但程序结束后，不返回到程序开头的位置。 7）M30为纸带结束 在完成程序段的所有指令后，使主轴进给复位，与M02相似，不同在于该指令还使纸带回到起始位置。,五、 FANUC指令系统认识,3.进给功能F代码（1）,1）每分钟进给(G98)：在一条含有G98的程序段后面，再遇到F指
15、令时，则认为F所指定的进给速度单位为mmmin。当G98被执行一次后，系统将保持G98状态，直到被G99取消为止。如G98 F20.54即表示进给速度为20.54mmmin。,五、 FANUC指令系统认识,3.进给功能F代码（2）,2）每转进给(G99)：在一条含有G99的程序段后面，再遇到F指令时，则认为F所指定的进给速度单位为mmr。若系统开机状态为G95状态，则只有输入G98指令后，G99才被取消。如G99 F0.25即表示进给速度为0.25mmr。,五、 FANUC指令系统认识,3.进给功能F代码（3）,3）每分钟进给速度和每转进给量之间存在以下数量关系： Fm每分钟进给（mmmin）； Fr每转进给（mmr） S主轴转速（r/min）,五、 FANUC指令系统认识,4.主轴转速功能S代码 （1）,1）一般情况下表示主轴旋转速度，单位为r/min，如M03 S300表示主轴正转速度为300 r/min。 2）用于限定恒线速度控制：G96是接通恒线速度控制的指令。系统执行G96指令后，用S指定主轴切削速度c(mmin)。例如，G96 S150表示控制主轴转速，使切削点的速度始终保持在150mmin。,五、 FANUC指令系统认识,4.主轴转速功能S代码 （2）,3）用于主轴转速控制：G97是取消恒线速度控制的指令。此时，S指定的数值表示主轴每分钟的转
