《數(shù)控編程技術(shù)》課件教案,數(shù)控編程技術(shù),數(shù)控,編程,技術(shù),課件,教案 第3章 數(shù)控車床編程,3.1 數(shù)控車床編程基礎(chǔ) 3.2 FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床程序的編制,3.1 數(shù)控車床編程基礎(chǔ),3.1.1 數(shù)控車床概述 1．?dāng)?shù)控車床的分類 數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)的功能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡(jiǎn)易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車削中心。,（1）簡(jiǎn)易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）：是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。 （2）多功能數(shù)控車床：也稱全功能型數(shù)控車床，由專門的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。,（3）數(shù)控車削中心：在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。 按結(jié)構(gòu)和用途數(shù)控車床主要可分為數(shù)控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)控絲杠車床等）。,2．?dāng)?shù)控車床的基本構(gòu)成 （1）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)是由CNC裝置、輸入輸出設(shè)備、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置以及位置測(cè)量系統(tǒng)等幾部分組成。,（2）主軸箱 （3）主軸伺服電機(jī) （4）夾緊裝置 （5）往復(fù)拖板 （6）刀架 （7）控制面板,3．?dāng)?shù)控車床的加工特點(diǎn) 數(shù)控車床加工具有如下特點(diǎn)。 （1）加工生產(chǎn)效率高 （2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件 （3）對(duì)零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好 （4）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定 （5）有利于生產(chǎn)管理,3.1.2 數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng) 1．機(jī)床坐標(biāo)系 數(shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向?yàn)閤軸方向，縱向?yàn)閦軸方向。指向主軸箱的方向?yàn)閦軸的負(fù)方向，指向尾架方向是z軸的正方向。x軸是以操作者面向的方向?yàn)閤軸正方向。 x坐標(biāo)和z坐標(biāo)指令，在按絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，使用代碼x和z；按增量坐標(biāo)（相對(duì)坐標(biāo)）編程時(shí)，使用代碼U和W。,2．程序原點(diǎn) 程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以也稱為“對(duì)刀點(diǎn)”。 3．機(jī)械原點(diǎn) （或稱機(jī)床原點(diǎn)） 以L-10MC數(shù)控車銑中心為例介紹x和y軸機(jī)械原點(diǎn)。,（1）x軸機(jī)械原點(diǎn) x軸的機(jī)械原點(diǎn)被設(shè)定在刀盤中心距離主軸中心500mm的位置。 （2）z軸機(jī)械原點(diǎn) z軸的機(jī)械原點(diǎn)可以通過改變擋塊的安裝位置來(lái)改變。z軸機(jī)械原點(diǎn)擋塊可以被安裝在?、?、?或?4個(gè)不同的位置上 。,3.2 FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床程序的編制,3.2.1 程序結(jié)構(gòu) 1．程序段的構(gòu)成 N＿G＿X(U)＿Z(W)＿F＿M(jìn)＿S＿T＿；,其中，N＿：程序段順序號(hào)； G＿：準(zhǔn)備； X(U)＿：x軸移動(dòng)指令； Z(W)＿：z軸移動(dòng)； F＿：進(jìn)給功能； M＿：輔助功能； S＿：主軸功能； T＿：工具功能。,2．程序段的要求 程序段格式如下： N4 G1 X(U)±4.3 Z(W)±4.3 F3.4 M8 S4 T2 其中， N4：代表第4個(gè)程序段，用4位數(shù)（1～9999）表示，不允許為“0”； X(U)±4.3：坐標(biāo)可以用正負(fù)小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)以前4位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后3位數(shù)；,F3.4：進(jìn)給速度可以用小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)以前3位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后4位數(shù)； 幾種等效的表示方法： N0012 G00 M08 X0012.340 X5000 X5.0 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ N12 G0 M8 X12.34 X5. X5.,3.2.2 準(zhǔn)備功能指令 準(zhǔn)備功能也稱為G功能（或稱G代碼），它是用來(lái)指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。準(zhǔn)備功能是用地址G及其后面的數(shù)字來(lái)指令機(jī)床動(dòng)作的。如用G00來(lái)指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)快速定位。表3-2為FANUC-0TD系統(tǒng)的準(zhǔn)備功能G代碼表。,注：（1）號(hào)表示電源接通時(shí)的G代碼狀態(tài)； （2）00組的G代碼為一次性G代碼； （3）一旦指定了G代碼，一覽表中沒有的G代碼顯示報(bào)警信號(hào)； （4）無(wú)論有幾個(gè)不同組的G代碼，都能在同一程序段內(nèi)指令，如果同組的G代碼在同一程序段內(nèi)指令了2個(gè)以上時(shí)，后指令者有效； （5）可按組號(hào)顯示G代碼。,3.2.2.1 插補(bǔ)功能 1．定位G00 定位指令命令刀具以點(diǎn)位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，無(wú)運(yùn)動(dòng)軌跡要求，不需特別規(guī)定進(jìn)給速度。,輸入格式： G00 X(U) Z(W) ； （1）“X(U) Z(W) ”目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)（下文同）； （2）X(U)坐標(biāo)按直徑值輸入； （3）“；”表示一個(gè)程序段的結(jié)束。,2．直線插補(bǔ)指令（G01） 直線插補(bǔ)指令用于直線或斜線運(yùn)動(dòng)。可使數(shù)控車床沿x軸、z軸方向執(zhí)行單軸運(yùn)動(dòng)，也可以沿x、z平面內(nèi)任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。 輸入格式： G01 X(U) Z(W) F ；,3．圓弧插補(bǔ)指令（G02 G03） 輸入格式： G02 X Z I K F ； 或 G02 X Z R F ； G03 X Z I K F ； 或 G03 X Z R F ； （1）用增量坐標(biāo)U、W也可以； （2）C軸不能執(zhí)行圓弧插補(bǔ)指令。,3.2.2.2 螺紋切削指令（G32） G32指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐螺紋、端面螺紋（渦形螺紋） 輸入格式： G32 X(U) Z(W) F ；“F ”為螺紋的螺距。,3.2.2.3 工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50） 工件坐標(biāo)系設(shè)定指令以程序原點(diǎn)為工件坐標(biāo)系的中心（原點(diǎn)），指定刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)值（如圖3-19所示）。圖3-19 G50設(shè)定工作坐標(biāo)系 輸入格式：G50 X Z ，其中X Z 為刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)（如圖3-19所示）。,3.2.2.4 自動(dòng)回原點(diǎn)指令（G28） 自動(dòng)回原點(diǎn)指令使刀具自動(dòng)返回機(jī)械原點(diǎn)或經(jīng)某一中間點(diǎn)回機(jī)械原點(diǎn)（如圖3-20和圖3-21所示）。 輸入格式： G28 X(U) Z(W) T00； （1）X(U) 和Z(W) 為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。 （2）T00（刀具復(fù)位）指令必須寫在G28指令的同一程序段或該程序段之前。,3.2.3 主軸及輔助功能指令 1．主軸功能指令（S指令）和主軸轉(zhuǎn)速控制指令（G96、G97、G50） 主軸功能指令（S指令）是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的指令。 （1）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（G50）。 （G50） S ；中S 為主軸最高轉(zhuǎn)速。,（2）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速指令（G97），主軸速度用轉(zhuǎn)速設(shè)定，單位為r/min。 （G97） S （M38或M39）； （G97） ：取消主軸線速度，恒定功能。 S （M38或M39）：設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速（r/min），指令范圍為0～9999。,（3）設(shè)定主軸線速度恒定指令（G96），主軸速度用線速度（m/min）值輸入，并且主軸線速度恒定。 （G96） S （M38或M39）； （G96） ：主軸轉(zhuǎn)速恒定。 S （M38或M39）：設(shè)定主軸線速度，即切削速度（m/min）。,（1）G96（控制線速度恒定指令）：當(dāng)工件直徑變化時(shí)主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)也隨之變化，這樣就可保證切削速度不變，從而提高了切削質(zhì)量。 （2）主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，M38設(shè)定主軸在低速范圍變化（粗加工），M39設(shè)定主軸在高速范圍變化（精加工）。,2．輔助功能指令（M指令） M指令設(shè)定各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)，表3-4是數(shù)控車床及車銑中心的M指令說明。,下面介紹幾個(gè)特殊M代碼的使用方法。 M03：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CW）； M04：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CCW）； M05：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具停止旋轉(zhuǎn)；,3.2.4 進(jìn)給功能指令 1．每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令（G99）、每分鐘進(jìn)給量指令（G98） 指定進(jìn)給功能的指令方法有如下兩種。 （1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（G99）（如圖3-23所示）。 輸入格式：G99 （F ）； F ：主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（進(jìn)給速度mm/r）。,（2）每分鐘進(jìn)給量（G98） 。 輸入格式：G98 (F )； F ：每分鐘進(jìn)給量 （進(jìn)給速度mm/min）。,2．暫停指令（G04） (G99)G04 U(P) ；指令暫停進(jìn)刀的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)。 (G98)G04 U(P) ；指令暫停進(jìn)刀的時(shí)間。,3．進(jìn)給功能指令（F指令） 進(jìn)給功能指令指定刀具的進(jìn)給速度，有3種形式。 （1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r），如圖3-26所示。 (G99) F ； F :主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量小數(shù)點(diǎn)輸入指令范圍為0.0001～500.0000(mm/r)。,（2）每分鐘進(jìn)給量（mm/min），如圖3-27所示。 (G98) F ； 其中F 為每分鐘刀具進(jìn)給量，指令范圍為1～15000(mm/min)。 （3）螺紋切削進(jìn)給速度（mm/r），如圖3-28所示。,F 指定螺紋的螺距，指令范圍為0.0001～500.0000(mm/r)。 ① 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量切螺紋時(shí)，快速進(jìn)給速度沒有指定界限； ② 接入電源時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)G99模式（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量）。,3.2.5 刀具功能指令 1．T功能 T功能也稱為刀具功能，表示選擇刀具和刀補(bǔ)號(hào)。 輸入格式： T□□□□,2．刀具半徑補(bǔ)償功能（G40、G41、G42） （1）刀尖半徑和假想刀尖的概念 ① 刀尖半徑 ② 假想刀尖,（2）刀尖半徑補(bǔ)償模式的設(shè)定（G40、G41、G42指令） ① G40（解除刀具半徑補(bǔ)償） ② G41（左偏刀具半徑補(bǔ)償） ③ G42（右偏刀具半徑補(bǔ)償）,（3）刀尖半徑補(bǔ)償注意事項(xiàng) ① G41、G42指令不能與圓弧切削指令寫在同一個(gè)程序段，可以與G00和G01指令寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，在這個(gè)程序段的下一程序段始點(diǎn)位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。,② 必須用G40指令取消刀尖半徑補(bǔ)償，在指定G40程序段的前一個(gè)程序段的終點(diǎn)位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。 ③ 在使用G41或G42指令模式中，不允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象 。,④ 切斷端面時(shí)，為了防止在回轉(zhuǎn)中心部位留下少切削的小錐 。 ⑤ 加工終端接近卡爪或工件的端面時(shí)，指令G40為了防止卡爪或工件的端面被切 。 ⑥ 想在工件階梯端面指定G40時(shí)，必須使刀具沿階梯端面移動(dòng)到F點(diǎn)，再指定G40，且XA＞R ；,⑦ 在G74～G76、G90～G92固定循環(huán)指令中不用刀尖半徑補(bǔ)償。 ⑧ 在手動(dòng)輸入中不用刀尖半徑補(bǔ)償。 ⑨ 在加工比刀尖半徑小的圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警。 ⑩ 在階梯錐面連接處退刀時(shí)指定G40，在指定G40的程序段里使用反映斜面方向的I、K地址來(lái)防止工件被過切。,3.2.6 固定循環(huán)切削功能指令 3.2.6.1 單一形狀的固定循環(huán) 1．外圓車削循環(huán)G90 G90是單一形狀固定循環(huán)指令，該循環(huán)主要用于軸類零件的外圓、錐面的加工。 指令格式：G90 X(U) Z(W) F ； 利用G90可以切削錐面。 指令格式：G90 X(U) Z(W) I F ；,2．螺紋切削循環(huán)G92 螺紋切削循壞G92可以切削錐螺紋和圓柱螺紋。 指令格式為： G92 X(U) Z(W) I F ；,3．端面切削循環(huán)G94 G94是用于一些短、面大的工件加工的固定循環(huán)指令。 （1）車大端面循環(huán)切削指令格式： G94 X(U) Z(W) F ； （2）車大錐面切削循環(huán)指令格式： G94 X(U) Z(W) K F ；,3.2.6.2 多重固定循環(huán) 1．圓粗車循環(huán)G71 G71指令將工件切削至精加工之前的尺寸，精加工前的形狀及粗加工的刀具路徑由系統(tǒng)根據(jù)精加工尺寸自動(dòng)設(shè)定。,輸入格式： G71 Pns Qnf U?u W?w D?d (F S T )； 其中：ns—精加工程序第一個(gè)程序段的序號(hào)； nf—精加工程序最后一個(gè)程序段的序號(hào)； ?U—x軸方向精加工留量（直徑值）； ?W—z軸方向精加工留量； ?d—精加工每次切深。,2．端面粗車循環(huán)G72 G72指令與G71指令類似，不同之處就是刀具路徑是按徑向方向循環(huán)的，輸入格式同G71指令，刀具循環(huán)路徑如圖3-44所示。 G72 Pns Qnf U?u W?w D?d (F S T )； 其中：?d——粗加工每次切深（半徑值）。其他參數(shù)與G71相同。,3．固定形狀粗車循環(huán)G73 G73指令與G71、G72指令功能相同，只是刀具路徑是按工件精加工輪廓進(jìn)行循環(huán)的，如圖3-45所示。,輸入格式： G73 Pns Qnf I?I K?K U?U W?W D?d (F S T )； 其中：?I——x軸方向的退出距離（半徑值）和方向； ?k—z軸方向的退出距離和方向； ?d—粗切次數(shù)。其他參數(shù)與G71相同。,4．精車循環(huán)G70 輸入格式： G70Pns Qnf； 參數(shù)與G71相同。,