數(shù)控車(chē)床教案-課件

數(shù)控車(chē)床教案

1數(shù)控車(chē)床教案1第一章數(shù)控車(chē)床編程知識(shí)

數(shù)控車(chē)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向1．機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向數(shù)控車(chē)床的坐標(biāo)系是以徑向?yàn)椋剌S方向，縱向?yàn)椋谳S方向，指向主軸箱的方向?yàn)椋谳S的負(fù)方向，而指向尾架方向是Ｚ軸的正方向，而Ｘ軸是以沿工件直徑增大的方向?yàn)檎较?。圖1-6所示為數(shù)控車(chē)床的坐標(biāo)系。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第一章數(shù)控車(chē)床編程知識(shí)數(shù)控車(chē)床的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向2332．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(chēng)為“對(duì)刀點(diǎn)”。程序原點(diǎn)的設(shè)定通常是將主軸中心設(shè)為Ｘ軸方向的原點(diǎn)，將加工零件的精切后的右端面或精切后的夾緊定位面設(shè)定為Ｚ軸方向的原點(diǎn)，如圖1-7(a)、(b)所示。42．程序原點(diǎn)4553．機(jī)械原點(diǎn)（或稱(chēng)機(jī)床原點(diǎn)）機(jī)械原點(diǎn)是由數(shù)控車(chē)床的結(jié)構(gòu)決定的，與程序原點(diǎn)是兩個(gè)不同的概念，將機(jī)床的機(jī)械原點(diǎn)設(shè)定以后，它就是一個(gè)固定的坐標(biāo)點(diǎn)。每次操作數(shù)控車(chē)床的時(shí)候，啟動(dòng)機(jī)床之后，必須首先進(jìn)行原點(diǎn)復(fù)歸操作，使刀架返回機(jī)床的機(jī)械原點(diǎn)。（1）X軸機(jī)械原點(diǎn)（2）Z軸機(jī)械原點(diǎn)63．機(jī)械原點(diǎn)（或稱(chēng)機(jī)床原點(diǎn)）6二、數(shù)控車(chē)床常用各種指令

1．快速點(diǎn)定位（G00）輸入格式：

G00IP

；例1：快速進(jìn)刀（G00）程序：G00X50.0Z6.0；或

G00U-70.0W-84.0；如圖6-10所示7二、數(shù)控車(chē)床常用各種指令1．快速點(diǎn)定位（G00）7注)1)符號(hào)代表程序原點(diǎn)；2)本章所有示例均采用公制輸入；3)在某一軸上相對(duì)位置不變時(shí)，可以省略該軸的移動(dòng)指令；4)移動(dòng)速度為：X軸方向、Z軸方向6000mm/min（FANUC0T/15T系統(tǒng)）5)在同一程序段中，絕對(duì)坐標(biāo)指令和增量坐標(biāo)指令可以混用；6)刀具移動(dòng)的軌跡不是標(biāo)準(zhǔn)的直線插補(bǔ)（如圖1-10）。8注)1)符號(hào)代表程序原點(diǎn)；8例2：外圓柱切削程序：G01X60.0Z-80.0F0.3；或G01U0W-80.0F0.3；注)1)X、U指令可以省略

2)X、Z指令與U、W指令可在一個(gè)程序段內(nèi)混用。2．直線插補(bǔ)（G01）輸入格式：G01IP

F

；92．直線插補(bǔ)（G01）9例3：外圓錐切削G01X80.0Z-80.0F0.3；或

G01U20.0W-80.0F0.3；10例3：外圓錐切削10直線插補(bǔ)指令G01在數(shù)控車(chē)床編程中還有一種特殊的用法：倒角及倒圓角，在表1-3中列出的各種情況中，可以用一個(gè)程序段來(lái)代替兩個(gè)程序段倒角或倒圓，如例4、例5。11直線插補(bǔ)指令G01在數(shù)控車(chē)床編程中還有一種特殊的用法：倒角及例4：倒角（絕對(duì)坐標(biāo)指令）N001G01Z-20.C4.F0.4；N002X50.C2.；N003Z-40.；（相對(duì)坐標(biāo)指令）N001G01W-22.C4.F0.4；N002U20.C2.；N003W-20.；12例4：倒角（絕對(duì)坐標(biāo)指令）12例5：倒圓（絕對(duì)坐標(biāo)指令）N001G01Z-20.R4.F0.4；N002X50.R2.；N003Z-40.；（相對(duì)坐標(biāo)指令）N001G01W-22.R4.F0.4；N002U20.R2.；N003W-20.；注)1)N002，N003中的G01、F0.4及類(lèi)似的指令具有續(xù)效性，可以省略。13例5：倒圓133．圓弧插補(bǔ)（G02G03）該指令能使刀具沿著圓弧運(yùn)動(dòng)，切出圓弧輪廓。G02來(lái)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令。輸入格式：

G02X

Z

I

K

F

或G02X

Z

R

F

；

G03X

Z

I

K

F

或G03X

Z

R

F

；143．圓弧插補(bǔ)（G02G03）該指令能使刀具沿著圓弧運(yùn)動(dòng)例6：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)（I，K）指令：

G02X50.Z-10.I20.K17F0.3；

G02U30.W-10.I20.K17.F0.3；（R）指令：

G02X50.Z-10.R27.F0.3；

G02U30.W-10.R27.F0.3；15例6：順時(shí)針圓弧插補(bǔ)15例7：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)（I，K）指令：G03X50.Z-24.I-20.K-29.F0.3；

G03U30.W-24.I-20.K-29.F0.3；（R）指令：

G03X50.Z-24.R35.F0.3；

G03U30.W-24.R35.F0.3；16例7：逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)164．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：

G32IP

F

；注)“F

”為螺紋的螺距

例8：圓柱螺紋切削（絕對(duì)坐標(biāo)指令）

G32Z-40.F3.5；（相對(duì)坐標(biāo)指令）

G32W-45.F3.5；174．螺紋切削指令（G32）G32指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐

注)和表示由于伺服系統(tǒng)的延遲而產(chǎn)生的不完全螺紋。這些不完全螺紋部分的螺距也不均勻，應(yīng)該考慮這一因素來(lái)決定螺紋的長(zhǎng)度。請(qǐng)參考有關(guān)手冊(cè)來(lái)計(jì)算和；經(jīng)驗(yàn)公式:18注)和表示由于伺服系統(tǒng)的延遲而產(chǎn)生的不完全螺紋。這些不完

例9：錐螺紋切削

(絕對(duì)坐標(biāo)指令)G32X50.Z-35.F2；(相對(duì)坐標(biāo)指令)G32U30.Z-40.F2；19例9：錐螺紋切削195．每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（G99）、每分鐘進(jìn)給量（G98）指定進(jìn)給機(jī)能的指令方法有兩種：（1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量G99）輸入格式：

G99

（F

）；

（進(jìn)給速度mm/rev）205．每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（G99）、每分鐘進(jìn)給量（G98）20（2）每分鐘進(jìn)給量（G98）輸入格式：

G98

（F

）；

（進(jìn)給速度mm/min）特別地，當(dāng)接入電源時(shí)，機(jī)床進(jìn)給方式的默認(rèn)方式為G99，即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量方式。只要不出現(xiàn)G98指令，進(jìn)給機(jī)能一直是按G99方式以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量來(lái)設(shè)定。21（2）每分鐘進(jìn)給量（G98）216．暫停指令（G04）該指令可以使刀具作短時(shí)間（幾秒鐘）無(wú)進(jìn)給光整加工。主要用于車(chē)削環(huán)槽、不通孔以及自動(dòng)加工螺紋等場(chǎng)合，如圖6-21所示：輸入格式：

G04U

；G04P

；（G99）G04U（P）

；指令暫停進(jìn)刀的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)（G98）G04U（P）

；指令暫停進(jìn)刀的時(shí)間226．暫停指令（G04）22

例10：（G99）G04U1.0…主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)后執(zhí)行下一個(gè)程序段例11：（G98）G04U1.01秒鐘之后執(zhí)行下一個(gè)程序段23例10：（G99）G04U1.0237．自動(dòng)原點(diǎn)復(fù)歸指令（G28）該指令使刀具自動(dòng)返回機(jī)械原點(diǎn)或經(jīng)過(guò)某一中間位置，再回到機(jī)械原點(diǎn)輸入格式：

G28X（U）

Z（W）

；注)1)X（U）指令必須按直徑值輸入；

2)該指令用快速進(jìn)給方式。247．自動(dòng)原點(diǎn)復(fù)歸指令（G28）248．工作坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50）該指令以程序原點(diǎn)為工作坐標(biāo)系的中心（原點(diǎn)），指令刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)值。輸入格式：G50X

Z

；刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)258．工作坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50）25注）1)設(shè)定工作坐標(biāo)系之后，刀具的出發(fā)點(diǎn)到程序原點(diǎn)之間的距離就是一個(gè)確定的絕對(duì)坐標(biāo)值，這與刀具從機(jī)械原點(diǎn)出發(fā)相比，生產(chǎn)效率提高了。2)刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)以參考刀具（外徑、端面精加工車(chē)刀）的刀尖位置來(lái)設(shè)定。3)確認(rèn)在刀具出發(fā)點(diǎn)換刀時(shí)，刀具、刀庫(kù)與工件及夾具之間沒(méi)有干涉。4)在加工工件時(shí)，也要測(cè)量一下機(jī)械原點(diǎn)和刀具出發(fā)點(diǎn)之間的距離（，）和其他刀具與參考刀具刀尖位置間的距離。26注）1)設(shè)定工作坐標(biāo)系之后，刀具的出發(fā)點(diǎn)到程序原點(diǎn)之間的距9．主軸機(jī)能（S指令）和主軸轉(zhuǎn)速控制指令（G96、G97、G50）主軸機(jī)能（S指令）是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)數(shù)的指令。（1）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（G50）單位：rpm

（G50）S

；

主軸最高轉(zhuǎn)速（rpm）（2）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)數(shù)指令（G97）：主軸速度用轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定，單位：rpm

（G97）S

；

取消主軸線速度設(shè)定主軸轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）恒定機(jī)能指令范圍：0—9999

279．主軸機(jī)能（S指令）和主軸轉(zhuǎn)速控制指令（G96、G97、G（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

；

主軸線速度恒定設(shè)定主軸線速度，即切削速度（m/min）例14：設(shè)定主軸速度

G97S600；取消線速度恒定機(jī)能。主軸轉(zhuǎn)數(shù)600rpm

G97

模式G50S1200；用G50指令設(shè)定主軸最高轉(zhuǎn)速為1200rpmG96S150；線速度恒定，切削速度為150m/min

G96

模式

G97S300；取消線速度恒定機(jī)能。主軸轉(zhuǎn)數(shù)300rpm28（3）設(shè)定主軸線速度恒定指令（G96）：主軸速度用線速度（m10．工具機(jī)能（T指令）該指令可指定刀具及刀具補(bǔ)償。地址符號(hào)為“T”輸入格式：T□

□

刀具補(bǔ)償號(hào)：0—32，刀具序號(hào)：0—32，

注)1)刀具的序號(hào)可以與刀盤(pán)上的刀位號(hào)相對(duì)應(yīng)；

2)刀具補(bǔ)償包括形狀補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償；刀具序號(hào)和刀具補(bǔ)償序號(hào)不必相同，但為了方便通常使它們一致2910．工具機(jī)能（T指令）2911．進(jìn)給機(jī)能（F指令）該指令指定刀具的進(jìn)給速度，有三種形式：（1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/rev）（G99）F

；

主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量小數(shù)點(diǎn)輸入指令范圍：0.0001—500.0000（mm/rev）（2）每分鐘進(jìn)給量（mm/min）（G98）F

；

每分鐘刀具進(jìn)給量指令范圍：1—15000（mm/min）3011．進(jìn)給機(jī)能（F指令）30（3）螺紋切削進(jìn)給速度（G32）（G76）IP

F

；（G92）指定螺紋的螺距指令范圍：0.0001—500.0000（mm/rev）注）1)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量切螺紋時(shí)，快速進(jìn)給速度沒(méi)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）31（3）螺紋切削進(jìn)給速度3112．輔助機(jī)能（M指令）

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)；如圖6-30所示為M03、M04所規(guī)定的主軸或旋轉(zhuǎn)刀具的轉(zhuǎn)向:注)1)當(dāng)卡爪不在夾緊狀態(tài)時(shí)，主軸不能旋轉(zhuǎn)；2)齒輪沒(méi)有掛好在中間位置時(shí)，主軸不能旋轉(zhuǎn)；

3)M04指令之后不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)镸03指令，M03指令之后不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)镸04指令，要想改變主軸轉(zhuǎn)向必須用M05指令使主軸停轉(zhuǎn)，再使用M03指令或M04指令。3212．輔助機(jī)能（M指令）32333313．刀具半徑補(bǔ)償功能（G40、G41、G42）大多數(shù)全功能的數(shù)控機(jī)床都具備刀具半徑（直徑）自動(dòng)補(bǔ)償功能（以下簡(jiǎn)稱(chēng)刀具半徑補(bǔ)償功能），因此，只要按工件輪廓尺寸編程，再通過(guò)系統(tǒng)補(bǔ)償一個(gè)刀具半徑值即可。下面我們討論一下數(shù)控車(chē)床刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍詈头椒ā＃?）刀尖半徑和假想刀尖的概念

1)刀尖半徑：即車(chē)刀刀尖部分為一圓弧構(gòu)成假想圓的半徑值，一般車(chē)刀均有刀尖半徑，用于車(chē)外徑或端面時(shí)，刀尖圓弧大小并不起作用，但用于車(chē)倒角、錐面或圓弧時(shí)，則會(huì)影響精度，因此在編制數(shù)控車(chē)削程序時(shí)，必須給予考慮。2)假想刀尖：所謂假想刀尖如圖6-31（ｂ）所示，Ｐ點(diǎn)為該刀具的假想刀尖，相當(dāng)于圖（ａ）尖頭刀的刀尖點(diǎn)。假想刀尖實(shí)際上不存在。圖6-32所示為由于刀尖半徑Ｒ而造成的過(guò)切削及欠切現(xiàn)象。3413．刀具半徑補(bǔ)償功能（G40、G41、G42）343535（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）：解除刀尖半徑補(bǔ)償，應(yīng)寫(xiě)在程序開(kāi)始的第一個(gè)程序段及取消刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦蚨?，取消G41、G42指令；

2)G41（左偏刀具半徑補(bǔ)償）：面朝與編程路徑一致的方向，刀具在工件的左側(cè)，則用該指令補(bǔ)償；3)G42（右偏刀具半徑補(bǔ)償）：面朝與編程路徑一致的方向，刀具在工件的右側(cè)，則用該指令補(bǔ)償，圖6-33所示為根據(jù)刀具與零件的相對(duì)位置及刀具的運(yùn)動(dòng)方向選用G41或G42指令。36（2）刀尖半徑補(bǔ)償模式的設(shè)定（G40、G41、G42指令）3刀尖半徑補(bǔ)償量可以通過(guò)刀具補(bǔ)償設(shè)定畫(huà)面（圖6-35）設(shè)定，T指令要與刀具補(bǔ)償編號(hào)相對(duì)應(yīng)，并且要輸入假想刀尖位置序號(hào)。假想刀尖位置序號(hào)共有10個(gè)（0～9），如圖6-36所示：37刀尖半徑補(bǔ)償量可以通過(guò)刀具補(bǔ)償設(shè)定畫(huà)面（圖6-35）設(shè)定，T3838圖6-37所示為幾種數(shù)控車(chē)床用刀具的假想刀尖位置：39圖6-37所示為幾種數(shù)控車(chē)床用刀具的假想刀尖位置：3913單一固定循環(huán)指令（G90、G92、G94）（1）外徑、內(nèi)徑切削循環(huán)（G90）切削圓柱面輸入格式：G90X（U）

Z（W）

（F

）；

4013單一固定循環(huán)指令（G90、G92、G94）40例19：用G90指令編程

G96S120T10；

G50X150.0Z200.0M08；

G00X94.0Z10.0T11M03；

Z2.0；…循環(huán)起點(diǎn)

G90X80.0Z-49.8F0.25；1)G90模式X70.0；2)X60.4；3)(取消G90)G00X150.0Z200.0T0000；

M01；41例19：用G90指令編程41切削錐面輸入格式：

G90X（U）

Z（W）

R

（F

）；

外徑、內(nèi)徑錐面切削終點(diǎn)坐標(biāo)刀具切削錐面的切出點(diǎn)至切入點(diǎn)在X向位移42切削錐面輸入格式：42

（2）端面切削循環(huán)指令（G94）切削直端面輸入格式：

G94X（U）

Z（W）

（F

）；端面切削終點(diǎn)坐標(biāo)43（2）端面切削循環(huán)指令（G94）43例20：用G94指令編程

G00X84.0Z2.0；G94X30.4Z-5.0F0.2；

Z-10.0；

Z-14.8；

（取消G94）G00X150.0Z200.0；44例20：用G94指令編程44切削錐度端面輸入格式：

G94X（U）

Z（W）

R（F

）；45切削錐度端面輸入格式：45（3）螺紋切削循環(huán)指令（G92）(如圖6－52、6－53所示)該指令可以使螺紋用循環(huán)切削完成。輸入格式：螺紋的導(dǎo)程（單頭螺紋）

1)圓柱螺紋G92X（U）

Z（W）

F

；

2)錐螺紋G92X（U）

Z（W）

R

F

；46（3）螺紋切削循環(huán)指令（G92）(如圖6－52、6－53所示例22：用G92指令編程

G00X40.0Z5.0M48；

G92X29.3Z-42.0F2.0；

X28.8；

X28.42；

X28.18；

X27.98；

X27.82；

X27.72；

X27.62；（取消G92）G00X150.0Z200.0；47例22：用G92指令編程4714．復(fù)合固定循環(huán)指令（G70～G73）（1）外徑、內(nèi)徑粗加工循環(huán)指令（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：

G71UΔdRΔe；

G71P

ns

Q

nf

UΔu

WΔw

（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)

Δu——X軸方向精加工留量（直徑值）

Δw——Z軸方向精加工留量

Δd——粗加工每次切深

Δe——粗加工每次退刀量4814．復(fù)合固定循環(huán)指令（G70～G73）48494950502）端面粗加工循環(huán)指令（G72）

G72指令與G71指令類(lèi)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)路徑如圖所示。

G72WΔdRΔe；

G72P

ns

Q

nf

UΔu

WΔw

（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)

Δu——X軸方向精加工留量（直徑值）

Δw——Z軸方向精加工留量

Δd——粗加工每次切深

Δe——粗加工每次退刀量512）端面粗加工循環(huán)指令（G72）51（3）閉合車(chē)削循環(huán)指令（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。例如：鑄件、鍛件等工件毛坯已經(jīng)具備了簡(jiǎn)單的零件輪廓，這時(shí)粗加工使用G73循環(huán)指令可以省時(shí)，提高功效。輸入格式：G73UΔi

WΔkRΔdG73P

ns

Q

nf

UΔu

WΔw

（F

S

T

）；其中：ns：精加工程序第一個(gè)程序段序號(hào)

nf：精加工程序最后一個(gè)程序段序號(hào)

Δi——X軸方向的退出距離和方向

Δk——Z軸方向的退出距離和方向

Δu——X軸方向精加工留量

Δw——Z軸方向精加工留量

Δd——粗切次數(shù)52（3）閉合車(chē)削循環(huán)指令（G73）525353（4）精加工循環(huán)指令（G70）執(zhí)行G71、G72、G73粗加工循環(huán)指令以后的精加工循環(huán)，在G70指令程序段內(nèi)要指令精加工程序第一個(gè)程序段序號(hào)和精加工程序最后一個(gè)程序段序