数控车床编程

©2005GDGM机电《数控机床与编程》模块七数控车床编程模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20052单元一数控车床编程基础单元二编程中的数学处理单元三数控车床编程指令单元四数控车床编程实例模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20053单元一数控车床编程基础一、程序编制的内容Exit二、程序编制的方法三、数控机床的坐标系四、数控车床坐标系中的各原点五、程序段的构成与格式六、程序编制中的工艺处理模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20054单元一数控车床编程基础一、程序编制的内容Exit图样分析辅助准备制定加工工艺数值计算编写加工程序制作控制介质程序校核零件图样零件图样修改修改1、图样分析2、辅助准备3、制定加工工艺4、数值计算5、编写加工程序单6、制作控制介质7、程序校核模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20055单元一数控车床编程基础Exit二、程序编制的方法1、手工编程适用零件：形状不复杂；编程工作量小；加工程序段不多；出错几率小；不需具备特别条件（相应的硬件、软件）。2、自动编程适用零件：形状复杂，如非圆曲线、曲面加工；编程工作量大；工艺及其处理复杂；数值计算繁琐。模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20056单元一数控车床编程基础Exit三、数控车床的坐标系数控机床标准坐标系是一个右手直角笛卡儿坐标系，如右图所示：+C+Z+A+X+B+Y+A、+B或+C+X、+Y或+Z+X+Z+Y+Z+X′+Y+Z′+X+Y′+C′+B+A′+C+B′+A1、坐标轴和运动方向命名的原则①数控车床运动都指刀具相对于静止工件的运动；②刀具远离工件的运动方向为坐标轴的正方向；③机床主轴旋转运动的正方向是按右旋进入工件的方向。2、坐标轴的规定（1）Z坐标轴（2）X坐标轴（3）Y坐标轴（4）与X、Y、Z主要直线运动平行的坐标（5）旋转坐标[1、2]模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20057单元一数控车床编程基础Exit三、数控机床的坐标系[1、2]3、各类数控车床的坐标系+Z+X+X+Z+U+W+X+Z+Z+X(b)倾斜导轨卧车(c)双刀架卧车(d)单刀架立车(a)水平导轨卧车模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20058单元一数控车床编程基础Exit四、数控车床坐标系中的各原点数控车床的坐标系统，包括坐标系、坐标原点和运动方向，对于数控加工和编程是一个十分重要的概念。数控车床上的主要原点及其坐标系，如图7－4所示+X+Z机床原点卡盘工件毛坯料工件编程原点程序原点机械原点Z参X参图7－4坐标系中的各原点1、机床原点；2、机械原点（机械零点）；3、工件编程原点；4、程序起点。模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM20059单元一数控车床编程基础Exit五、程序段的构成与格式1、加工程序加工程序由程序开始、程序内容及程序结束等3个部分组成。2、信息字信息字由地址符和数据符组成。3、程序段格式程序段由顺序号字、功能字、尺寸字及其他地址字组成，末尾用“LF”或“；”作为这一段程序的结束以及与另一段程序的分隔。如：N007G01X50Z30F140S300T0101M03；4、加工程序的结构[1、2]模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200510单元一数控车床编程基础Exit五、程序段的构成与格式4、加工程序的结构加工程序举例程序结构说明%0001程序号程序号用作加工程序的开始标识N10G92X100Z100程序内容程序内容由加工顺序、刀具的运动轨迹和各种辅助动作的一个个程序段组成N20G90S500M03N30M06T0101N40G00X32Z-2N50G01X32Z50F200……N220M05N230M02程序结束程序结束表示加工结束，并返回至开头[1、2]模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200511单元一数控车床编程基础Exit六、程序编制中的工艺处理1、工艺准备的处理方法2、加工工艺的处理方法模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200512单元一数控车床编程基础Exit六、程序编制中的工艺处理1、工艺准备的处理方法（1）分析零件图样①检查构成加工轮廓的几何条件有无缺陷；②分析尺寸公差、表面粗糙度要求；③形状和位置公差要求。（2）刀具选择（3）工件装夹①基准与定位；②数控车削用夹具；（4）对刀①刀位点（如右图）；②对刀；刀位点图7－5各类车刀的刀位点（5）对刀点和换刀点的位置确定①对刀点的含义；②确定对刀点位置的方法；③换刀点位置的确定；模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200513单元一数控车床编程基础Exit六、程序编制中的工艺处理2、加工工艺的处理方法（1）确定加工方案①先粗后精（如右图7-6）；②先近后远（如右图7-7）；③先内后外（如下图7-8）；④程序段最少；⑤走刀线路最短；⑥特殊处理（如下图7-9)。404040160Φ32Φ30Φ28Φ26753035Φ80Φ30Φ40R粗车余量精车余量图7-6先粗后精加工工艺图7-7先近后远加工工艺R全部3.24080325Φ30Φ20Φ48175Φ6080+0.120+0.030Φ52图7-8先内后外加工工艺图7-9特殊处理模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200514单元一数控车床编程基础Exit六、程序编制中的工艺处理2、加工工艺的处理方法（2）切削用量与切削速度①切削深度的确定；②主轴转速的确定；③进给量的确定；④切削速度的确定；⑤车螺纹的主轴转速确定；（3）制定补偿方案①机械间隙补偿；a、自动补偿法b、编程补偿法②刀位偏差补偿模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200515单元二编程中的数学处理Exit一、数学处理的内容二、尺寸链解算三、坐标值计算的基本知识四、坐标值的常用计算方法模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200516单元二编程中的数学处理Exit一、数学处理的内容1、数值换算（1）选择原点、换算尺寸（2）标注尺寸换算①直接换算②间接换算③尺寸链解算2、基点与节点（1）基点（2）节点38242.159.94Φ16Φ20Φ35Φ(a)(b)Φ20±0.03Φ60-0.1233°4030140+0.160Φ352×45°140.083033°图7-10标注尺寸换算ABCDEABCDEF(a)(b)图7-11零件轮廓上的基点和节点模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200517单元二编程中的数学处理Exit二、尺寸链解算1、尺寸链的基本概念①设计尺寸链②工艺尺寸链2、尺寸链简图A1A0A1A0A2（a）（b）图7-12工艺尺寸链简图3、尺寸链的环①封闭环②组成环③增环④减环4、解尺寸链①封闭环的基本尺寸②封闭环的最大极限尺寸③封闭环的最小极限尺寸模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200518单元二编程中的数学处理Exit三、坐标值计算的基本知识1、编程坐标系（1）绝对坐标系（2）增量坐标系OYXZXOB（Z2,X2）A（Z1,X1）D(Z4,X4）C(Z3,X3)C(Z3,X3)D(Z4,X4)A(Z1,X1)B(Z2,X2)XZO（a）（b）（c）C(X3,Y3)D(X4,Y4)A(X1,Y1)B(X2,Y2)图7-13绝对坐标系ABCDEFW3U3W2U2W1U1图7-14增量坐标系2、坐标值计算的方法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图7-15坐标值计算的一般方法[1、2]模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200519单元二编程中的数学处理Exit三、坐标值计算的基本知识3、坐标值计算的基本环节（1）分析计算①图形各要素的分析②对编程图形的描述③确定几何关系（2）计算步骤（3）计算结果（4）结果检验（5）检验后的处理[1、2]模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200520单元二编程中的数学处理Exit四、坐标值的常用计算方法（1）作图计算法的实质①要求绘图工具质量较高②绘图应做到认真、仔细，并保证度量准确③图线应尽量细而清晰，多次绘制同一个圆心时，要避免圆心移位（2）作图计算法的要求1、作图法④绘图要严格按比例进行2、三角函数计算法①正弦定理②余弦定理RCcBbAa2sinsinsinbcacbA2cos2223、平面解析几何法模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200521单元三数控车床编程指令Exit一、M指令二、G指令三、与坐标系相关的G指令四、与运动方式相关的G指令五、螺纹加工指令六、简单循环指令七、复合循环指令八、刀具补偿指令模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200522单元三数控车床编程指令Exit一、M指令用地址字M及2位数字表示，主要用于机床加工操作时的工艺性指令。特点：靠继电器的通断来实现控制过程。指令功能说明M00程序暂停执行M00后，机床所有动作均被切断，重新按动程序启动按扭后，再继续执行后面的程序段。M01任选暂停执行过程和M00相同，只是在机床控制面板上的“任选停止”开关置于接通位置时，该指令才有效。M02主程序结束切断机床所有动作，并使程序复位。M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M06刀塔转位刀塔转位必须与相应刀号（T代码）结合才构成完整的换刀指令M07切削液开M09切削液关M98调用子程序其后P地址指定子程序号，L地址指定调用次数M99子程序结束子程序结束并返回到主程序中M98所在程序行的下一行表7-2M指令功能说明模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200523单元三数控车床编程指令Exit二、G指令代码组号意义代码组号意义G00G01G02G0301定位直线插补圆弧插补（顺时针）圆弧插补（逆时针）G6500宏指令简单调用G66G6712宏指令模态调用宏指令模态调用取消G90G9103绝对坐标编程增量值编程G0400延时G20G2106英制输入公制输入G9200工件坐标系设计G80G81G8201内/外径车削固定循环端面车削固定循环螺纹车削固定循环G28G2900返回到参考点由参考点返回G98G9905每分进给每转进给G3201螺纹切削G40G41G4207刀具补偿取消左刀补右刀补G71G72G73G7600内/外径车削复合固定循环端面车削复合固定循环封闭轮廓车削复合固定循环螺纹车削复合固定循环G5200局部坐标系设定G54~G5911零点偏置表7-3G指令功能说明模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200524单元三数控车床编程指令Exit三、与坐标系相关的G指令1、工件坐标系设定2、绝对坐标方式与增量坐标方式3、换刀点设置4、返回参考点和从参考点返回模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200525单元三数控车床编程指令Exit三、与坐标系相关的G指令1、工件坐标系设定指令：G92功能：建立一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。格式：G92X_Z_(b)(a)LZpφDLZpXpXpOpOpφD图7－16设定工件坐标系模块七：数控车床编程©2005GDGM机电GDGM200526单元三数控车床编程指令Exit三、与坐标系相关的G指令2、绝对坐标方式与增量坐标方式指令：G90（绝对坐标）G91（增量坐标）功能：G90状态下，程序段中的尺寸数字为绝对值，即刀尖所有轨迹点的坐标值均以工件零点为基准而得；G91状态下，程序段中的尺寸数字为增量坐标值，即刀尖当前点的坐标值，是以刀尖前一点为基准而得。格式：G90X_Z_G91X_Z_Xp(b)(a)-500-4230100-9080-4050-4040ZXZXDCB增量坐标绝对坐标点绝对、增量坐标值2ZpDCBAOpφ40φ50φ80409030图7-18绝对、增量坐标模块七：数控车床编程©2