数控车削编程基础知识

数控车削编程基础知识学习目标与要求数控车削编程概述部分指令的编程要点参考点编程要点坐标指令编程要点部分功能指令的编程要点程序编制中的数学处理小结学习知识目标掌握数控车削编程的内容、种类和方法；数控编程中程序的构成和常用的程序段格式；了解典型数控系统的指令代码及部分指令的编程要点。数控车削编程概述数控编程的内容数控编程的种类手工编程自动编程CAD/CAM计算机辅助数控编程程序的构成典型数控系统的指令代码FANUC0-TD系统SIMENS802S/C系统数控编程的内容分析零件图、确定加工工艺数值计算编写零件加工程序单程序输入数控系统程序校对和首件试切程序的构成基本编程术语编程格式程序字主程序和子程序程序的组成一个完整的程序，一般由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。例如：程序号O0100N1G0Z100.000N2G17T1N3G0Z2.000S2000程序内容N4G1Z1-10.000F200M70N5G42G46A5.000X50.000Y5.000G1G60M61…N18G0Z100.00程序结束N19M30程序段中包含：程序刀具指令、机床状态指令、机床坐标轴运动方向（即刀具运动轨迹）指令等各种信息代码。字地址可变程序段格式如下：N□□□□G□□X□□…Y□□…Z□□…□□…□程序段号准备功能运动坐标其他坐标F□□□□S□□□□T□□□□M□□工艺性指令辅助功能可见每个程序段的开头是程序段的序号，以字母N和4位（有的数控系统不用4位）数字表示，接着是准备功能指令，由G和两位数字组成。再接着是运动坐标；如有圆弧半径R等尺寸，放在其他坐标位置；在工艺指令中，F指令为进给速度，S指令为主轴转速，T指令为刀具号，M为辅助功能指令；还可以有其他的附加指令。程序段格式机能地址意义程序段顺序号N顺序地址符字母准备功能G由G后面两位数字决定该程序段意义进给功能F刀具进给功能主轴转速功能S指定主轴转速刀具功能T指定刀具号辅助功能M指定机床上的辅助功能机能地址意义尺寸字地址字母X、Y、Z坐标轴地址指令U、V、W附加轴地址指令A、B、C附加回转轴地址指令I、J、K圆弧起点相对于圆弧中心的坐标指令表3-1（a）非尺寸字地址字母表3-1（b）尺寸字地址字母表程序字G代码组功能G代码组功能ABCABCG00G00G0001快速定位G70G70G7200精加工工循环G01G01G01直线插补（切削进给）G71G71G73外圆粗车循环G02G02G02圆弧插补（顺时针）G72G72G74端面粗车循环G03G03G03圆弧插补（逆时针）G73G73G75多重车削循环G04G04G0400暂停G74G74G76排屑钻端面孔G10G10G10可编程数据输入G75G75G77外径/内径钻孔循环G11G11G11可编程数据输入方式取消G76G76G78多头螺纹循环G20G20G7006英制输入G80G80G8010固定循环取消G21G21G71公制输入G83G83G83钻孔循环G27G27G2700返回参考点检查G84G84G84攻丝循环G28G28G28返回参考点位置G85G85G85正面镗循环G32G33G3301螺纹切削G87G87G87侧面循环G34G34G34变螺距螺纹切削G88G88G88侧镗丝循环G36G36G3600自动刀具补偿XG89G89G89侧镗循环表3-2FANUC0-TD系统常用G指令表续表G代码组功能G代码组功能ABCABCG37G37G37自动刀具补偿ZG90G77G2001外径/内径车削循环G40G40G4007取消刀尖半径补偿G92G78G21螺纹车削循环G41G41G41刀尖半径左补偿G94G79G24端面车削循环G42G42G42刀尖半径右补偿G96G96G9602恒表面切削速度控制G50G92G9200坐标系或主轴最大速度设定979797恒表面切削速度控制取消G52G52G5200局部坐标系设定G98G94G9405每分钟进给G53G53G53机床坐标系设定G99G95G95每转进给G54~G5914选择工件坐标系1~6---G90G9003绝对值编程G65G65G6500调用宏指令---G91G91增量值编程续表3-2FANUC0-TD系统常用G指令表路径数据暂停时间G4绝对/增量尺寸G90，F91程序结束M02公制/英制尺寸G71，G70主轴运动半径/直径尺寸G22，G23主轴速度S可编程零点偏置G158旋转方向M03/M04可庙宇零点偏置G54~G57，G500，G53主轴速度限制G25，G26轴运动主轴定位SPOS快速直线运动G0特殊车床功能进给直线插补G1恒速切削G96/G97进给圆弧插补G2/G3圆弧倒角/直线倒角CHF/RND中间点的圆弧插补G5刀具及刀具偏听偏置定螺距螺纹加工G33刀具T接近固定点G75刀具偏置D回参考点G74刀具半径补偿选择G41/G42进给率F转角处加工G450/G451准确停/连续路径加工G9，G60，G64取消刀具半径补偿G40在准确停时的段转换G601/G602辅助功能M表3-3SIMENS802S/C系统常用指令表机床原点机床原点又称机械原点，它是机床坐标系的原点。该点是机床上的一个固定的点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，通常用户不允许改变。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点（图3-3中的O点）。机床参考点机床参考点是机床制造商在机床上用行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂之前由机床制造商精密测量确定。程序原点程序原点是编程员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点，有时也称为工件原点，是由编程人员根据情况自行选择的。在车床上工件原点如图3-4所示。参考点编程要点图3-3车床的机床原点图3-4车床的工件原点坐标指令编程要点绝对坐标刀具运动过程中，刀具的位置坐标以程序原点为基准标注或计量，这种坐标值称为绝对坐标。在程序中用G90指定。增量坐标刀具运动的位置坐标是指刀具从当前位置到下一个位置之间的增量。增量坐标也称为相对坐标。在程序中用G91指定。主轴功能（S功能）（1）线速度控制（G96）（2）主轴转速控制（G97）（3）最高速度限制（G50）刀具功能（T功能）（1）采用T指令编程由地址功能码T和其后面的若干位数字组成（2）采用T、D指令编程利用T功能可以选择刀具，利用D功能可以选择相关的刀偏进给功能（F代码）（1）在程序启动第一个G01或G02或G03功能时，必须同时启动F功能。（2）如果没有编写F功能，则CNC采用F0；当执行G00指令时，机床将按设定的快速进给率移动，与编写的F指令无关。（3）F功能为模态指令，实际进给率可以通过CNC操作面板上的进给倍率旋钮，在0~120％之间调整。•辅助功能（M代码）常用的M指令有：M00：程序停止M02－程序结束M03、M04、M05分别为主轴顺时针旋转、主轴逆时针旋转及主轴停止M06－换刀M08－冷却液开M09－冷却液关M30－程序结束并返回程序编制中的数学处理数学处理的内容数值换算选择原点、换算尺寸标注尺寸换算基点与节点坐标值常用的计算方法坐标值常用的计算方法在手工编程的数值计算工作中，除了非圆曲线的节点坐标值需要进行较复杂和繁琐的拟合计算及其误差的分析计算外，其余各种计算均比较简单，通常借助具有三角函数运算功能的计算器即可进行。所需数学基础知识也仅仅为代数、三角函数、平面几何、平面解析几何中较简单的内容。坐标值计算的一般方法如图3-16所示。平面解析几何计算法三角函数计算法代数计算法平面几何计算法作图计算法演绎计算法平面几何计算法平面解析几何计算法基点的直接计算节点的拟合计算坐标值计算本章主要讲述了数控编程的方法、种类及程序的构成，介绍了数控车床中常见的FANUC0-T数控系统程序指令。以FANUC0-T数控系统为例，介绍了S功能、F功能、T功能、M功能、部分G功能指令的编程要点，介绍了数控车床机床坐标系、机床参考点、程序原点的确定进行了说明，为后阶段理论与实践一体化学习、实训打下基础。小结