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数控车床零件编程与加工FANUC0iMateTC系统西南交通大学峨眉校区现代制造技术实验室目录第1章数控编程基础1.1数控、数控编程的概念1.2坐标系的设定1.3绝对坐标编程及增量坐标编程1.4数控程序的格式及组成第2章指令解释及编程2.1FANUC0i—MateTC数控车床系统的基本指令表2.2F、S、T功能2.2.1进给功能(F功能)2.2.2主轴转速功能（S功能）2.2.3刀具功能（T功能）2.3有关坐标的指令2.4有关运动的指令2.4.1快速定位指令（G00）2.4.2直线插补指令（G01）2.4.3圆弧插补指令（G02、G03）2.5程序暂停指令（G04）2.6刀尖圆弧半径补偿指令（G41G42G40）2.7螺纹切削指令（G32）2.8回参考点指令（G27—G29）2.8.1返回参考点检查（G27）2.8.2自动返回参考点（G28）2.8.3从参考点返回（G29）2.9单一固定循环指令（G90、G92、G94）2.9.1内外直径（轴向）的切削循环G902.9.2切削螺纹循环G922.10复合固定循环指令（G71—G76）2.10.1外圆粗车固定循环（G71）2.10.2端面车削固定循环（G72）2.10.3成型加工复式循环（G73）2.10.4精加工循环（G70）2.10.5端面啄式钻孔、Z向切槽循环（G74）2.10.6外径/内径啄式钻孔、X向切槽循环（G75）2.10.7螺纹切削循环（G76）2.11子程序2.9.3台阶切削循环G942.12加工实例第3章数控车床的操作3.1数控车床控制面板的组成3.2数控车床的数控系统操作面板3.3机床操作面板3.4数控车床的基本操作3.4.1机床的开启及原点复位3.4.2手动操作机床3.4.3程序的编辑3.4.4刀具补偿值的输入3.4.5工件原点偏移值的输入3.4.6图形模拟3.4.7对刀数控编程手工编程自动编程第1章数控编程基础1.1数控、数控编程的概念数控（NumericalControlNC）是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控编程是指将加工顺序，工件与刀具相对运动轨迹的尺寸数据，工艺参数（主轴运动、进给运动、进给量等）以及辅助操作（换刀、冷却液开关、工件夹紧松开）等加工信息，用规范的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序单的过程。数控编程的分类数控程序的分类数控程序主程序子程序1.2坐标系的设定1、机床坐标系的设定：机床欲对工件的车削进行程序控制，必须首先设定机床坐标系，数控车床坐标系的概念有机床原点、机床坐标系以及机床参考点。机床原点是机床上的一个固定点，数控车床一般将其设定在卡盘前端面或后端面的中心。机床坐标系XZ机床坐标系：机床坐标系是以机床原点为坐标原点建立的X，Z轴两维坐标系，Z轴与主轴中心线重合，为纵向进刀方向，X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。采用右手笛卡儿直角坐标系:机床参考点是机床坐标系中一个固定不变的位置点，是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点。该点在机床制造厂出厂时已调试好，并将数据输入到数控系统中。机床参考点通常设在机床各轴靠近正向极限的位置，通过减速行程开关粗定位而由零位点脉冲精确定位。数控车床开机时，必须先确定机床参考点，我们也称之为刀架返回机床参考点的操作。只有机床参考点确定以后，车刀移动才有了依据，否则，不仅编程无基准，还会发生碰撞等事故。注意2、工件坐标系的设定：当采用绝对值编程时，必须首先设定工件坐标系，该坐标系与机床坐标系是不重合的。设定工件坐标系就是以工件原点为坐标原点，确定刀具起始点的坐标值。工件坐标系设定后，屏幕上显示的是车刀刀尖相对工件原点的坐标值。编程时，工件各尺寸的坐标值都是相对工件原点而言的，因此，数控车床的工件原点又是程序原点。工件坐标系的原点就是工件原点，而工件原点是人为设定的。数控车床工件原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。1.3绝对坐标编程及增量坐标编程数控加工程序中表示几何点的坐标位置有绝对值和增量值两种方式。绝对值是以“工件原点”为依据来表示坐标位置，增量值是以相对于“前一点”位置坐标尺寸的增量来表示坐标位置。在数控程序中绝对坐标与增量坐标可单独使用，也可在不同程序段上交叉设置使用，数控车床上还可以在同一程序段中混合使用，使用原则主要看何种方式编程更方便。1.4数控程序的格式及组成数控程序由程序名、程序段和相应的指令代码组成如下面的程序：O0001N100G92X0.Y0.Z0.；N102G43X-50.0Y0.F300；N104G02X50.0R50.0；N106G01G40X0.Y0.；N108M30;程序名O0001程序号地址码程序编号程序段N102G01X70.0Y50.0Z-10.F300；程序段号运动方式指令坐标移动指令进给速度指令第2章指令解释及编程2.1FANUC0i—MateTC数控车床系统的基本指令表FANUC0i—MateTC数控系统中常见的G指令和M指令功能表见2—1和表2—2。表2—1G指令功能表表2—2M指令功能表带*者表示开机时会初始化的代码关于M功能的几点说明1）、M00：程序暂停程序中若使用M00指令，于执行至M00指令时，程序即停止执行，且主轴停止、切削液关闭，若欲再继续执行下一段程序，只要按下循环启动（CYCLESTART）键即可。2）、M01：选择停止M01指令必须配合执行操作面板上的选择性停止功能键OPTSTOP一起使用，若此键“灯亮”时，表示“ON”，则执行至M01时，功能与M00相同；若此键“灯熄”时，表示“OFF”，则执行至M01时，程序不会停止，继续往下执行。3）、M02：程序结束此指令应置于程序最后，表示程序执行到此结束。此指令会自动将主轴停止（M05）及关闭切削液（M09）但程序执行指针不会自动回到程序的开头。4）、M03：主轴正转程序执行至M03，主轴即正方向旋转（由主轴向尾座看，顺时针方向旋转）。5）、M04：主轴反转程序执行至M04，主轴即反方向旋转（由主轴向尾座看，逆时针方向旋转）。6）、M05：主轴停止程序执行至M05，主轴即瞬间停止，此指令用于下列情况：①、程序结束前（但一般常可以省略，因为M02，M30指令，皆包含M05）。②、若数控车床有主轴高速挡（M42）、主轴低速挡（M41）指令时，在换挡之前，必须使用M05，使主轴停止，再换挡，以免损坏换挡机构。③、主轴正、反转之间的转换，也必须加入此指令，使主轴停止后，再变换转向指令，以免伺服电机受损。7）、M08：切削液开程序执行至M08，即启动润滑油泵。8）、M09：切削液关用于程序执行完毕之前，将润滑油泵关闭，停止喷切削液，该指令常可省略，因为M02，M30指令，都包含M09。9）、M30：程序结束复位此指令应置于程序最后，表示程序执行到此结束。此指令会自动将主轴停止（M05）及关切削液（M09），且程序执行指针会自动回到程序的开头，以方便此程序再次被执行。此即是M02指令不同之处，故程序结束大都使用M30较方便。10）、M98：子程序调用当程序执行M98指令时，控制器即调用M98所指定的子程序出来执行。该指令格式为：M98P□□□□□□□□调用次数，若省略则调用一次子程序号11）、M99：子程序结束并返回主程序此指令用于子程序最后程序段，表示子程序结束，且程序执行指针跳回主程序中M98下一程序段继续执行。M99指令也可用于主程序最后程序段，此时程序执行指针会跳回主程序的第一程序段继续执行此程序，所以此程序将一直重复执行，除非按下RESET键才能中断执行。使用M指令时，一程序段只允许出现一个，若同时出现两个以上，则以最后面的M代码有效，前面的M代码将被忽略而不执行。例如：G97S2000M03M08;则执行此程序段时，主轴不会正转，只有切削液开。注意：2.2F、S、T功能2.2.1、进给功能(F功能)功能用于指定进给速度,它有每转进给和每分进给两种指令模式。1、每分钟进给模式（G98）格式：G98__F__；该指令在F后面直接指定刀具每分钟的进给量。G98为模态指令，在程序中指定后，直到G99被指定前，一直有效。图a、G98指令2、每转进给模式（G99）格式：G99__F__；该指令在F后面直接指定主轴转一转刀具的进给量。G99为模态指令，在程序中指定后，直到G98指定以前一直有效。机床通电后，该指令为系统默认状态。图b、G99指令2.2.2、主轴转速功能（S功能）S功能用于指定主轴转速，它有恒线速度控制和恒转速控制两种指令方式，并可以限制主轴最高转速。1）、主轴最高转速限制（G50）格式：G50S__；例如：G50S2000:表示设定主轴最高转速为2000r/min该指令可以防止因主轴转速过高，离心力太大，产生危险及影响机床寿命。2）、恒线速度控制（G96）格式：G96S__；例如：G96S180M03；表示主轴正转，使切削点的线速度为180m/min。该指令在车削端面或工件直径变化较大时使用。转速与线速度的转换关系为：n=1000ν/πdν––线速度d––切削点的直径n––主轴的转速3）恒线速度控制取消（G97）指令格式：G97S__；S后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速，如S未指定，将保留G96的最终值。例如：G97S1500M03；表示主轴以1500r/min转速正转恒转速控制一般在车螺纹或车削工件直径变化不太大时使用，该指令可以设定主轴转速并取消恒线速度控制。2.2.3、刀具功能（T功能）指令格式T□□□□；T后的前两位表示刀具号，后两位为刀具补偿号。例如：T0808；表示选择8号刀，用8号刀具补偿。T0212；表示选择2号刀，用12号刀具补偿。T0300表示取消刀具补偿。刀具补偿包括刀具长度补偿和刀尖圆弧半径补偿。2.3、有关坐标的指令1、坐标的取法Z轴X轴主轴轴线方向主轴径向方向正方向：刀具远离工件的方向2、绝对值和增量值绝对值：X、Z增量值：U、WX—直径尺寸Z—轴向尺寸U—增量的两倍W—增量值3、G54～G59工件坐标系选择格式：G54(G55～G59)X__Z__；功能：确定工件坐标系原点在机床坐标系的位置。通过使用G54～G59命令，最多可设置六个工件坐标系（1～6）。在接通电源和完成了原点返回后，系统自动选择工件坐标系1(G54)。在有“模态”命令对这些坐标做出改变之前，它们将保持其有效性。2.4、有关运动的指令2.4.1、快速定位指令（G00）指令格式G00X（U）_Z（W）_；指令说明:X、Z后面的值为终点坐标值；U、W后面的值是现在点与目标点之间的距离与方向；指令功能:这个指令把刀具从当前位置移动到指令指定的位置（在绝对坐标方式下），或者移动到某个距离处（在增量坐标方式下）。点击这里看动画效果此时的刀具一般处于非加工状态，其速度不需要指定，而是由所使用的机床决定。例：如图所示，刀具从换刀点A（刀具起点）快速进给到B点，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00程序段。增量坐标编程：G00U-60.0W-80.0；绝对坐标编程：G00X40.0Z122.0；2.4.2、直线插补指令（G01）指令格式G01X（U）_Z（W）_F_；指令功能G01指令是以直线方式和指令给定的移动速度，从当前位置移动到指令位置。指令说明X、Z要求移动到的位置的绝对坐标值；U、W要求移动到的位置的增量坐标值；F以F给定速度进行切削加工，在无新的F指令替代前一直有效。点击这里看动画效果例：如图所示，设零件各表面已完成粗加工，试分别用绝对坐标方式和增量坐标方式编写G00，G01程序段。绝对坐标程序：G00X18.0Z2.0；A-BG01X18.0Z-15.0F50；B-CG01X30.0Z-26.0；C-DG01X30.0Z-36.0；D-EG01X42.0Z-36.0；E-F增量坐标程序：G00U-62.0W-58.0；A-BG01Ｗ-17.0Ｆ50；Ｂ-ＣG01U12.0W-11.0；Ｃ-ＤG01W-10.0；Ｄ-ＥG01U12.0；Ｅ-Ｆ2.4.3、圆弧插补指令（G02、G