数控车床编程的基本知识

数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制数控车床程序的编制内容提要：数控加工对象数控车床编程的基础知识数控车床的基本功能指令数控车床程序段格式与组成数控车床编程的基本方法数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制第一节数控车削的主要加工对象数控车削加工包括：内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等，数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制数控机床上的有关点在数控机床中，刀具的运动是在坐标系中进行的。在一台机床上，有各种坐标系与零点。理解他们对使用、操作以及编程都有作用。1.机床原点机床原点是机床坐标系的原点。对某一具体的机床来说，机床原点是固定的，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置2.机床参考点是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系统进行定标和控制的点，也称为机床零点。参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮使移动部件移动到机床坐标系中的一个固定不变的极限点。数控机床在工作时，移动部件必须首先返回参考点，测量系统置零，之后测量系统即可以以参考点作为基准，随时测量运动部件的位置。3.工件坐标系和工件零点用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系。工件坐标系的原点就是工件零点数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制工件零点的一般选用原则：工件零点选在工件图样的尺寸基准上，这样可以直接用图纸标注的尺寸作为编程点的坐标值，减少计算工作量；能使工件方便地装卡、测量和检验；工件零点尽量选择尺寸精度较高、粗糙度比较低地工件表面上，以提高加工精度和同一批零件的一致性；对于有对称形状地几何零件，工件零点最好选择对称中心上。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制4.程序原点为了编程方便，在图纸上选择一个适当位置作为程序原点，也叫编程原点或程序零点。对于简单零件，工件零点就是程序零点，这时的编程坐标系就是工件坐标系。对于形状复杂的零件，需要编制几个程序或子程序，为了编程方便和减少许多坐标值的计算，编程零点就不一定设在工件零点上，而设在便于程序编制的位置。程序原点一般用G92或G54~G59（对于数控镗铣床）和G50（对于数控车床）指定数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制第二节数控车床编程的基础知识1、机床坐标系按JB3051—82的规定，车床主轴中心线为Z轴，垂直于Z轴的为X轴，车刀远离工件的方向为两轴的正方向。机床原点（机床零点）一般定在主轴中心线（即Z轴）和主轴安装夹盘面的交点上。为使数控装置得知机床原点所在位置的信息，常借助访问参考点来完成，机床参考点是由机床制造厂在机床装配、调试时确定的一个点，此点坐标值为X参、Z参。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制2、对刀对刀：就是使“对刀点”与“刀位点”重合的操作。数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系，同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响。这些都需要通过对刀来解决。一般对刀一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。下面以Z向对刀为例说明对刀方法，见图a。刀具安装后，先移动刀具手动切削工件右端面，再沿X向退刀，将右端面与加工原点距离N输入数控系统，即完成这把刀具Z向对刀过程。手动对刀是基本对刀方法，但它还是没跳出传统车床的“试切--测量--调整”的对刀模式，占用较多的在机床上时间。此方法较为落后。图a相对位置检测对刀数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制图b机外对刀仪对刀图c自动对刀*机外对刀仪对刀机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z方向的距离。利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用，如图b所示。*自动对刀自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。自动对刀过程如图c所示。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制3、数控车床的编程特点加工坐标系加工坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴（主轴）的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为＋C向，顺时针为－C向，如图所示：加工坐标系的原点选在便于测量或对刀的基准位置，一般在工件的右端面或左端面上。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制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，如图所示：图中A点的坐标值为（30，80），B点的坐标值为（40，60）。采用直径尺寸编程与零件图样中的尺寸标注一致，这样可避免尺寸换算过程中可能造成的错误，给编程带来很大方便。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制进刀和退刀方式对于车削加工，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。如图所示。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制第二节、数控车床编程的基本功能指令1，准备功能指令准备功能指令又称G指令或G代码，它是建立机床或控制数控系统工作的一种指令,规定了机床运动线型、坐标系、坐标平面、刀补、刀偏、暂停等多种操作。G指令由字母G和其后两位数字组成，不同的数控车床，其指令系统也不尽相同。G00:快速定位G01：直线插补G02：圆弧插补（顺时针）G03：圆弧插补（逆时针）G04：暂停G20：英制输入G21：公制输入数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制G32:螺纹切削G40:取消刀具半径补偿G41:刀具半径左补偿G42:刀具半径右补偿G50:坐标设定，主轴最大转速设定G70:精加工符合循环G71:外圆粗加工复合循环G72:断面粗加工复合循环G73:固定形状粗加工复合循环G74:端面切槽、钻孔复合循环G75:外圆切槽复合循环G76:螺纹切削复合循环G90:外圆切削循环G92:螺纹切削循环G94：断面切削循环G96:主轴横线速控制G97:主轴横转速控制取消G98：每分钟进给G99:每转进给数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制2，辅助功能指令辅助功能指令又称M指令或M代码，这类指令的作用是控制机床或系统的辅助功能动作，如：冷却液的开、关；主轴的正、反转；程序结束等。M指令由字母M和其后两位数字组成。注意：在同一程序段中，若有两个或两个以上的辅助功能指令，则读后面的指令M00:程序停止M01:程序选择停止M02:程序结束M03:主轴正传M04:主轴反转M05:主轴停止M08:冷却液开M09:冷却液关M30:程序结束M98:调用子程序M99:程序结束并返回主程序数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制3，F、S、T功能能指令（1）、F功能F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法。每转进给量编程格式G99F…F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。例：G99F0.2表示进给量为0.2mm/r。每分钟进给量编程格式G98F~F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mm/min。例：G98F100表示进给量为100mm/min。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制（2）S功能S功能指令用于控制主轴转速。编程格式S…S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。在具有恒线速功能的机床上，S功能指令还有如下作用。最高转速限制编程格式G50S…S后面的数字表示的是最高转速：r/min。例：G50S3000表示最高转速限制为3000r/min。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。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制例：对图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在150m/min，则各点在加工时的主轴转速分别为：A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/minB：n=1000×150÷(π×60)=795r/minC：n=1000×150÷(π×70)=682r/min恒线速取消编程格式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：G97S3000表示恒线速控制取消后主轴转速3000r/min。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制（3）、T功能T功能指令用于选择加工所用刀具。编程格式T…T后面通常有两位数表示所选择的刀具号码。但也有T后面用四位数字，前两位是刀具号，后两位是刀具长度补偿号，又是刀尖圆弧半径补偿号。例：T0303表示选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。T0300表示取消刀具补偿。数控技术第二章数控加工程序编制2020/9/8数控机床加工程序编制字地址可变程序段：地址指明指令的意义，字的数目可变。NGXYFSTMLF序号准备功能坐标运动尺寸速度指令转速指令刀具指令辅助指令结束指令第三节、数控加工程序的格式与组成1、.程序段格式数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制2、小数点输入（1）对于距离，小数点的单位是mm或in；对于时间，小数点的位置单位是s例如：X35.0即为X(坐标）35mm或35inF1.35即为F1.35mm/r或1.35mm/min（米制）G04X2.0表示暂停2s（2）程序中有无小数点的含义不同无小数点时，与参数设定的最小输入增量有关G21X1.0即为X1inG21X1即为X0.001mm或0.01mm（因参数设定不同）一般的数控系统允许使用小数点输入数值，也可以不用。小数点可以用于距离、时间和速度等单位。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制3、零件加工程序的结构例：%O0600N001G92X0Y0Z1.0;N002S300M03;N003G90G00X5.5Y6.0;::N014G00X5.0Y10.0Z3.0;N015X0Y0;N016M30;%一个完整的加工程序由若干程序段组成，每个程序段由若干指令组成，每个指令又由字母、数字、符号组成。程序开头程序内容部分程序结束由此可见：一个完整的程序必须包括程序开始部分、程序内容部分和程序结束部分。数控技术第二章数控加工程序编制数控技术数控车床编程的基本知识2020/9/8数控机床加工程序编制第四节、数控车床编程的基本方法CNC车床编程时，可以采用绝对值编程方式、相对值编程方式或混合编程方式。1、绝对值编程坐标指令绝对值编程是用刀具移