任务八在80T数控车床系统上编程加工

任务八在80T数控车床系统上编程加工教学目标能掌握80T数控系统的指令。能根据所给图纸在80T数控系统上编写加工程序。能在80T数控系统上模拟显示零件加工过程和加工现状。一、8OT系统指标（一）主要规格脉冲当量：X：0.001mmZ：0.001mm控制／联动轴数：2/2编程范围：－9999.999~＋9999.999mm快进速度：60000mm／min（0.001mm当量）程序容量：电子盘128K，可存储30个程序插补：直线，圆弧，公、英制直／锥、多头／单头螺纹（二）系统资源显示：采用6”液晶屏，320X240点阵电子盘：128KB闪存，保存程序状态及参数输入信号：24路开关量，光电隔离手轮接口：1路，l、10、100倍率编码器接日：1路，四倍频处理输出信号：17路开关量。其中12路继电器功率驱动输出和5路继电器触点输出X、Z两个方向步进电机驱动信号（CP、CW）输出一路8位模拟量输出，0~5V或0~10V串行口：RS232C异步串行口1.坐标系规定在数控机床上加工零件时，刀具与零件的相对运动，必须在确定的坐标系中才能按规定的程序进行加工。为了便于编程时描述机床的运动，简化程序的编制方法，保证记录数据的互换性，数控机床的坐标和运动方向均已标准化。机械工业部于1982年颁布了JB3051—82数字控制机床坐标和运动方向的命名标准，其命名原则和规定如下：2.相对于静止的工件而运动的原则。这一原则是为了编程人员能够在不知道是刀具移动，还是工件移动的情况下，就能够依据零件图纸，确定机床的加工过程。3.标准坐标系的规定标准坐标系是一个直角坐标系。如右图：这个坐标系的各个坐标轴与机床主要导轨相平行。3.1机床运动部件方向的规定机床的某一运动部件的运动正方向，是增大刀具和工件距离的方向。3.2Z坐标运动Z坐标的运动，是由传递切削动力的主轴所规定。在标准坐标系中，始终与主轴平行的坐标被规定为Z坐标。3.3X坐标运动X坐标是水平的，它平行于工件的装夹表面。X坐标是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。在车床上，规定大拖板沿床身（纵向）向尾架侧移动为Z坐标正向，刀架朝摇把方向移动为X坐标正向（后置刀架正好相反）。4.机床参考点机床参考点也称机械零点，它是指X、Z两方向沿正向移动到接近极限位置，感应到该方向参考点开关时所决定的位置。一台机床是否有回参考点功能，取决于机床制造商是否安装了参考点开关（也称机械原点开关）。5.工件坐标系所有坐标值，其含义是刀尖相对于坐标原点的位置。坐标原点不同，即使刀尖在机床上处于同一绝对位置，其坐标值也不同。为了保证加工中刀尖坐标的唯一性，必须确定坐标原点（也称零点），而零点位置是由刀尖的位置及坐标值大小反推而得到。例如：假设刀尖坐标为u0，250X则沿X负方向走25mm处为X坐标原点；沿Z负方向走250mm处为Z坐标原点（见右图中的A处）。注：在车床上，规定X方向（也称横向）坐标为直径量。现在假设刀尖位置不变，而坐标为（20，100）则零点在图中的B处，这就是浮动零点的概念。但请记住，对于一个加工程序，必须将零点确定后才能加工，不得随意改变（除非通过坐标平移指令）。浮动零点一旦确定，便构成实际加工中使用的工件坐标系。程序中所有刀尖移动，均以该坐标系为参考。坐标零点的确定，详见G92指令。6.换刀时刀补的原理加工比较复杂的工件时，往往需要多把刀具。而加工程序是按其中某一把刀具的刀尖进行编制的，换刀后，当前刀尖相对于前一把刀的刀尖在X和Z两个方向必定会有编移，也就是说即使大小拖板不动。换刀后刀尖位置会变化，刀补的作用是来弥补这种变化。例如：当前刀为T1，其刀尖位置为A1；换成二号刀后（T2），二号刀刀尖处于A2位置，换刀后刀尖坐标由A1（X1，Z1）变为A2（X2，Z2），刀补的作用就是将刀尖坐标值由原来的坐标（X1，Z1）转换成（X2，Z2），A1和A2在X、Z方向的相对差值是可以预先测出的，这个值就是数控系统记忆的刀补值。在实际应用中，为了简化这一过程，数控系统不是测出各把刀两两之间的差值，而采取更简洁的方法来记忆刀补值。即记忆坐标值的方法来确定。例如：将每把刀的刀尖沿X、Z方向—一靠上某一固定点（芯棒或试件）。把刀尖刚刚接触这一固定点时作为标准，由于各把刀的长度不同，靠到固定点时显示的坐标点也不同。数控系统分别记忆各把刀靠到时的坐标值。这些各不相同的坐标值两两之间实际上就包含了这两把刀之间的长度差信息。在产生刀补值时有多种方法，80T采用的是切一刀后输入工件尺寸的方法，相当于把轴线作为对刀基准，可以方便地对出外圆，内孔等刀具的刀补值，而且消除了工艺系统弹性变形造成的误差。二、编程（一）程序段格式所谓程序段格式，是指程序段书写规则，它包括数控机床要执行的功能和执行该功能所需的参数，一个零件加工程序是由若干程序段组成，每个程序段又由不同的功能字组成，车床数控系统常用的功能字如下：数控系统不要求每个程序段都具有上面这些指令，但在每个程序段中，指令要遵照一定格式来排列。每个功能字在不同的程序段定义中可能有不同的定义，详见具体指令。80T数控系统采用的程序格式是可变程序段格式，所谓可变程序段格式就是程序段的长度随字数和字长的变化而改变。一个程序段由一个或多个程序字组成。程序字通常由地址字和地址字后的数字和符号组成，例如：这种程序字格式，以地址功能字为首，后跟一串数字组成，若干个字构成一个程序段。在上一程序段已写明而本程序段里不发生变化的那些字仍然有效，可以不再重写。尺寸字中，可只写有效数字，不规定每个字要写满固定数。例如：N0420G03X70Z—40I0K—20F100上段程序中N、G、X、Z、I、K、F均为地址功能字N程序段号G03准备功能，也可写成G3XZIK坐标也址F进给量“=”“一”表示符号0370－400－20100为数据字在程序段中，表示地址功能的英文字母可以分为尺寸字地址和非尺寸字地址，尺寸字地址用以下字母表示：X、Z、I、K、R、J、D：非尺寸字地址用以下字母表示：N、S、T、G、F、M、P、L，在X方向，所有尺寸均以直径或直径差表示。例如：X50表示刀尖移动到φ50处，I10表示圆心相对于圆弧起点的直径差为西Δφ10。一个完整的程序由程序名。程序段号和相应的符号组成，请看如下程序N0010G92X50Z100N0020S1200M03N0030G01X40F300N0040Z90N0050G02X30Z85I0K—5”N0060G01Z60N0070G02X40Z55I10K0N0080G01X51N0090G76XZN0100M02在通常情况下，一个程序段是零件加工的一个工步，数控程序是一个程序段语句序列，贮存在存储器里。加工零件时，这些语句从存储器里整体读出并一次性解释成可执行数据格式，然后加以执行。程序段号用来标识组成程序的每一个程序.段，它由字母N后面跟数字0000－9999组成，程序段号必须写在每一段的开始，可使用段号自动生成器产生段号。（见程序编辑功能）在一个程序中，程序段号可以采用0000－9999中的任意值，但各程序段号原则上应按其在程序中的先后次序由小到大排列。为了便于在需要的地方插入新的程序段，建议在编程时不要给程序段以连续序号，如果在CNC面板上进行编程，建议程序段以10为间隔进行编号，这样便于插入程序时赋予不同段号。（参数27#）（二）参变量程序段中可以使用参变量（P0~P9）来替代数字。首先在程序中用赋值语句对参变量（P0~P9）进行赋值，在以后的程序中，即可用已赋值的参变量代换该数值，程序在执行时自动将参变量换回该变量最近一次的赋值数。如果程序中对该参变量再次赋值，则新值只对改变后的引用有效，之前的引用仍为原值。例如：N0010P2=1P5=55P7=200N0020GP2XPSZ100FP7N0030P2=40P5=160N0040XP2ZP5N0050M02这个程序执行时等同于：N0020G1X55Z100F200N0040X40Z160N0050M02（三）准备功能（G功能）准备功能用字母G后跟两位数来编程，G功能也称G指令，用来定义轨迹的几何形状和CNC的工作状态。任何一种数控装置，其功能均包括基本功能和选择功能两大部分。基本功能是系统必备的功能，选择功能是供用户根据机床特点和用途选择的功能，编程时一定要先看懂机床说明书之后才能着手编程。机床可根据数控系统的功能来配置控制功能，即机床不一定能实现数控系统的全部功能。80T系列数控系统的部分G功能如下：模态G00快速定位模态G01直线插补模态G02顺时针圆弧插补模态G03逆时针圆弧插补注意：所谓模态，当该G功能被编程后，它一直维持有效，直至被相同性质的另一模态功能所取代。下面，对以上G功能作详细说明。1.G00－一快速定位格式：G00XZ说明：（1）所有编程轴同时以0#参数所定义的速度移动，当某轴走完编程值便停止，而其他轴继续运动。（2）不运动的坐标无须编程。（3）目标点的坐标值可以用绝对值，也可以用增量值，小数点前最多允许5位数（包括符号），小数点后最多允许3位，正数可省略“+’号（该规则适用于所有坐标编程）。（4）G00编程时，也可以写作G0例：右图程序如下：绝对值方式编程：G90G00X75Z200增量值方式编程：G91G00X－25Z－100先是X和Z同时走25快速到A点，接着Z向再走75快速到B点。2.C01—一直线插补格式：G01XZFG01XFG01ZF说明：（1）每次加工开始，自动处于G01状态。（2）不运动的坐标可以省略。（3）目标点的坐标可以用绝对值或增量值书写。（4）G1加工时，其进给速度按所给的F值运行，F范围：1~60000mm／Min。（5）G01也可以写成G1。例：右图程序如下：（假设刀尖在A点）绝对值方式编程：G90G01X40Z20F150增量值方式编程：G91G01X10Z－35F1503.G02——顺圆插补：格式：G02XZIKFG02XZRF说明：（1）X、Z在G90时，圆弧终点坐标是相对编程零点的绝对坐标值。在G9l时，圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。无论G90、G91，I和K均是圆心相对圆弧起点的坐标值，I是X方向直径量、K是Z方向。圆心坐标在圆弧插补时不得省略，除非用R（圆弧半径）编程。（2）G02指令编程时，可以直接编过象限圆，整圆等（R编程不能用于整圆）。注：过象限时，会自动进行间隙补偿，如果参数区未输入间隙补偿或参数区的间隙补偿与机床实际反向间隙相差悬殊，都会在工件上产生明显的切痕。（3）整圆不能用R编程。（4）R为工件单边R弧的半径。R为带符号数，“+”表示圆弧角小于180；“-”表示圆弧角大于180。（5）G02也可以写成G2。例：加工右图AB段圆弧程序如下：绝对值方式：G90G02X60Z30I20K0F150（圆心坐标编程）G90G02X60Z30R10FI50（半径R编程）增量值方式：G91G02X20Z-10I20K0F150（圆心坐标编程）G91G02X20Z-10R10F150（半径R编程）4.G03——逆圆插补格式：G03XZIKFG03XZRF说明：用G03指令编程时，除圆弧旋转方向相反外，其余跟G02指令相同。例：右图程序如下：绝对值方式：G90G03X60Z30I0K—10F100（圆心坐标编程）G90G03X60Z30R10FI00（半径R编程）增量方式：G91G03X20Z－10I0K－10F100圆心坐标编程）G91G03X20Z—10R10F100（半径R编程）5.G91——增量方式编程格式：G91说明：G91编人程序时，之后所有坐标值均以前一个坐标位置作为起始点来计算运动的编程值。在下列坐标系中，始终以前一点作为起始点来编程。例：N0010G91G92X20Z85N0020G01X20Z—10F100N0030Z—20N0040X20Z—15N0050M026.G92——设定工件座标系格式：G92XZ说明：（1）G92只改变系统当前显示的座标值，不移动座标轴，达到设定座标原点的目的。（2）G92的效果是将显示的