第五章数控车床的程序编制介绍

第五章数控车床的程序编制第1节数控车床编程基础第2节基本编程指令与简单程序编写第3节车削循环指令及编程第4节螺纹车削编程第5节刀尖圆弧自动补偿功能第6节数控车削加工综合举例四川机电职业技术学院5.1数控车床的编程基础5.1.1数控车床编程特点一、坐标系统机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。机床原点在主轴端面中心，参考点在X轴和Z轴的正向极限位置处编程坐标系:是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。工件坐标系时编程坐标系在机床上的具体体现。由相应的编程指令建立。由对刀操作建立三者之间的相互联系机床原点、工件原点、参考点XWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRa刀架后置式b刀架前置式工件原点说明：由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论是前置还是后置式的，X轴指向前后对编程来说并无多大差别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时按后置式的方式进行表示XWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRXWM参考点定位开关XZXZXYZMRWZ机床原点参考点程序原点MWP工件原点RRZX二、直径编程方式在车削加工的数控程序中，X轴的坐标值取为零件图样上的直径值的编程方式。与设计、标注一致、减少换算。如图所示：图中A点的坐标值为（30，80），B点的坐标值为（40,60）。编程方式可由指令指定。也可由参数设定。一般默认直径方式。如：华中数控G36|—直径编程G37—半径编程西门子G22—直径编程G23—半径编程XZ三、进刀和退刀方式进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。退刀时，沿轮廓延长线工进退出至工件附近，再快速退刀。一般先退X轴，后退Z轴。四、绝对编程与增量编程数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。有些数控系统还可采用极坐标编程绝对编程G90增量编程G91均为模态指令绝对编程：G90G01X100.0Z50.0;增量编程：G91G01X60.0Z-100.0;在越来越多车床中X、Z表示绝对编程U、W表示增量编程允许同一程序段中二者混合使用绝对编程和增量编程绝对:G01X100.0Z50.0;相对:G01U60.0W-100.0;混用:G01X100.0W-100.0;或G01U60.0Z50.0;直线A→B,可用：5.2指令介绍一、关于建立工件坐标系指令1、设定工件坐标系指令：坐标系设定G92（G50）格式：G92（G50）X_Z_参数说明：X、Z、为当前刀具位置相对于将要建立的工件原点的坐标值。例:若设定工件原点O1,则程序段为:G92X100.Z50.若设定工件原点O2,则程序段为:G92X100.Z110.以刀具当前所在位置为起刀点ZX执行G92指令时，是通过刀具当前所在位置（刀具起始点）来设定工件坐标系的。G92设置的工件原点是随刀具当前位置（起始位置）的变化而变化的。若起刀点位置向左移动20mm,则执行上述指令时,结果怎样呢?说明1、一旦执行G92指令建立坐标系，后续的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。2、G92指令必须跟坐标地址字，须单独一个程序段指定。且一般写在程序开始。3、执行此指令刀具并不会产生机械位移，只建立一个工件坐标系.4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点（或对刀点）符合。5、该指令为非模态指令。X、Z取值原则：1、方便数学计算和简化编程；2、容易找正对刀；3、不要与机床、工件发生碰撞；4、方便拆卸工件；5、空行程不要太长；2、预置工件坐标系指令：工件坐标系选择G54～G59GGGGGG545556575859格式它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置值，并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中。当工件原点预置好以后，便可用“G54G00X—Z—”指令让刀具移到该预置工件坐标系中的任意指定位置。G54～G59方式在机床坐标系中直接设定工件原点，与起刀点的位置无关。说明1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。2、G54～G59建立的工件坐标原点是相对于机床原点而言的，在程序运行前已设定好，在程序运行中是无法重置的。3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入，系统自动记忆。4、使用该组指令前，必须先回参考点。5、G54～G59为模态指令，可相互注销。机床原点G59G543030ZZZXXX304050508030AB例:如下图所示,使用工件坐标系编程:要求刀具从当前点移动到A点,再从A点移动到B点.G54G00G90X40.Z30.G59G00X30.Z30.3、T指令建立工件坐标系越来越多的数控车床采用T指令建立工件坐标系。把对刀过程记录的坐标值以MDI方式输入到某刀偏表地址码中（如01地址号），则在编程中直接用指令TXX01即可自动按机床坐标系的绝对偏置坐标关系建立起工件坐标系。这种方式与G54预置的方式实质是一样的，只不过不用去记录和计算预置的X、Z轴坐标，而是数控系统自动计算这两个值。1、尺寸单位选择：格式：G20英制输入制式英寸输入G21公制输入制式毫米输入(默认)2、进给速度单位的设定每分钟进给G94（G98）：mm/min(默认)每转进给G95（G99）：r/mm以上均为模态指令,可互相注销.二、有关单位设定三、主轴功能S在具有恒线速度功能的机床上，S功能还有其它作用：1、恒线速控制编程格式G96S～S后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：G96S150表示切削点线速度控制在150m/min。(主轴转速非恒定)2、恒线速取消(恒转速)编程格式G97S～单位:r/min。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：G97S1000表示恒线速控制取消后主轴转速1000r/min。(恒转速控制一般在车螺纹或车削工件直径变化不大时使用)3、主轴最高转速限定：格式：G50—例如：G50S2000表示限制主轴的最高转速为2000r/min.为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速？在车削端面或工件直径变化较大时,为了保证车削表面质量一致性,使用恒线速度控制.用恒线速度控制加工端面、锥面和圆弧面时,由于X轴的值不断变化,当刀具接近工件的旋转中心时,主轴的转速会越来越高.采用主轴最高转速限定指令,可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.返回上层5.3车削循环指令及编程车削循环指令概述车削循环指令是指用含G功能的一个程序段来完成本来需要用多个程序段指令的编程指令，使程序简化。车削循环一般用在去除大部分余量的粗加工中。各类数控系统循环指令的形式和编程方法相差甚大.本节主要介绍华中数控系统的车削循环指令.一、车削循环指令分类车削循环简单车削循环复合车削循环外圆车削循环端面车削循环外圆粗车复合循环端面粗车复合循环环状粗车复合循环二、简单车削循环指令1、外圆车削循环—G80动作组成指令格式G80X...Z...I...F...参数意义X、Z表示切削终点位置I表示切削起点与切削终点的半径差值。F切削速度外圆车削循环编程算法：G80XxbZzbI(xc/2-xb/2)FfG80U(xb-xa)W(zb-za)I(xc/2-xb/2)Ff适于：毛坯轴向余量比径向余量多(Xa,Za)(Xc,Zc)(Xb,Zb)G80可用于加工外（内）圆柱面和外（内）圆锥面（I取不同值时）BACXACBXACBZZI0I=0I0ZXG80编程举例1G80编程举例2(φ70,50)O0005G92X70Z50G00X40Z3S400M03G80X30Z-30I-5.5F10G80X27Z-30I-5.5G80X24Z-30I-5.5G00X70Z50M05M302、端面车削循环—G81动作组成指令格式G81X...Z...K...F...参数意义X、Z表示切削终点位置K表示切削起点与切削终点的Z坐标差值。F切削速度端面车削循环适于：毛坯径向余量比轴向余量多编程算法：G81XxbZzbK(Zc-Zb)FfG81U(xb-xa)W(zb-za)K(Zc-Zb)Ff(Xa,Za)(Xc,Zc)(Xb,Zb)G81可用于加工外（内）圆柱端面和外（内）锥端面（K取不同值时）ACBZZACBACBXXXK=0K0K0G81编程举例1G80、G81综合编程举例φ1520202010φ40φ30ZX10BbaA三、复合车削循环指令要完成一个多型面粗车过程,，用简单车削循环编程需要人工计算分配车削次数和吃刀量，再一段段地用简单循环程序实现。比用基本加工指令要简单，但使用起来还是很麻烦。若使用复合车削循环则只须指定精加工路线和吃刀量，系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数。可大大简化编程工作。三、复合车削循环指令1、外圆粗车复合循环—G71（1）粗车外径走刀路线精车路线：A→A1→B→A（2）适于：圆柱毛坯料粗车外圆圆筒毛坯料粗车内径数控车编程及仿真操作内（外）径粗车复合循环G71及应用一、复习1.简单循环:外径切削简单循环G80X_Z_F_的轨迹2.简单循环的特点:(1)优点：一条指令完成四个动作，形成一个简单循环，切除一层金属，比用G00,G01写四段程序要简单得多；(2)缺点：一条G80指令不能实现多层切削，要实现多层切削，,就必须多次重复使用该命令,显然编程很烦琐；有没有一种办法，用一条指令就能完成粗加工多层切削，使毛坯形状接近工件形状呢?答案是肯定的。二、外径粗车复合循环G71（一）G71的功能：粗车复合循环,完成多层切削，使毛坯形状接近工件形状(见仿真）。（二）G71粗加工循环指令刀具的轨迹：1.观察仿真轨迹2.分析G71加工轨迹：如右图所示△ozAB△d△drrx△z△x/2△z△x/2（三）格式：G71U(△d)R(r)P(ns)Q(nf)X(△x)Z(△z)F(f)S(s)T(t)；（四）参数说明：△d：切削深度(每次切入量)r：每次退刀量；ns：精加工路径第一程序段的段号；nf：精加工路径最后程序段段号；△x：X方向精加工余量；△z：Z方向精加工余量；f，s，t：粗加工时所用的走刀速度、主轴转速、刀具号；（四）G71的特点：（1）自动进行多次循环，实现多层切削,使毛坯形状接近工件形状。（2）切削进给方向平行于Z轴；△ozAB△d△drrx△z△x/2△z△x/2（五）、G71编程实例例14：用外径粗加工复合循环编制右图所示零件的加工程序：1．工艺：用粗加工循环粗加工→沿工件轮廓精加工；２．工艺参数：△d：1.5mmr：1mm△x：0.4mm△z：0.1mmS：400F：100T：01３．要求循环起始点在A(50，5)×45°%3327N1G92X50Z5N2T01N3M03S400N4G00X50Z5(循环）N5G71U1.5R1P6Q13X0.4Z0.1F100（粗切量1.5mm精切量：X0.4mmZ0.1mm）N6G00X4z1N7G01X10Z-2N8Z-20N9G02U10W-5R5N10G01W-10N11G03U14W-7R7N12G01Z-52N13U10W-10N14W-20N15X50N16G00X80Z80N17M05N18M30×45°三、小结：1.格式：G71U(△d)R(r)P(ns)Q(nf)X(△x)Z(△z)F(f)S(s)T(t)；2.G71的特点：只要指定精加工