數(shù)控車床程序的編制與生產(chǎn)實例(ppt 72頁).ppt

1、第6章 數(shù)控車床,學習目標,1了解數(shù)控車床的功能和結(jié)構(gòu)，掌握數(shù)控車床的加工特點 2熟悉數(shù)控車床常用的編程指令和編程方式 3熟悉國產(chǎn)華中數(shù)控系統(tǒng)在指令格式上與FANUC系統(tǒng)的區(qū)別 4熟練掌握典型車削類零件的加工程序編制方法和宏程序的應用,6.1數(shù)控車床簡介,數(shù)控車床是當今應用較為廣泛的數(shù)控機床之一，它主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件的內(nèi)外圓柱面，任意角度的內(nèi)外圓錐面，復雜回轉(zhuǎn)內(nèi)外曲面，圓柱、圓錐螺紋等，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔等切削加工,6.1.1 數(shù)控車床加工特點,數(shù)控車床與普通車床相比較，主要具有以下一些特點 ： 高精度 高效率 高柔性 工藝能力強 高可靠性,6.1.2 數(shù)控車

2、床的組成及分類,1數(shù)控車床的組成 數(shù)控車床由車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、 輔助裝置等幾部分組成,數(shù)控車床,6.2數(shù)控車床程序的編制,6.2.1 數(shù)控車床系統(tǒng)的功能 數(shù)控車床系統(tǒng)的主要功能包括準備功能、輔助 功能、進給速度功能、主軸轉(zhuǎn)速功能、刀具功 能等,1準備功能（G功能） 準備功能也稱G功能或G代碼，它是用來指令車 床工作方式或控制系統(tǒng)工作方式的一種命令， G功能由地址符G和其后的兩位數(shù)字組成（00 99），用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡、 機床坐標系、坐標平面、刀具補償、坐標偏置 等多種加工操作,FANUC 0i系統(tǒng)常用的G功能一覽表,FANUC 0i系統(tǒng)常用的G功能一覽表,2輔助功能

3、（M功能） 輔助功能也稱M功能，由地址符M和其后的兩位 數(shù)字組成，主要用于控制零件程序的走向，以 及機床各種輔助功能的開關(guān)動作，如表示主軸 的旋轉(zhuǎn)方向、啟動、停止，切削液的開關(guān)等功 能,FANUC 0i系統(tǒng)常用的M功能一覽表,3S、F和T功能 （1）S功能 S功能即主軸轉(zhuǎn)速指令功能，它是由地址符S 及其后面的數(shù)字表示，用來指定車床的主軸 速度，需配合指令G96和指令G97來使用。 （2）F功能 F功能即進給速度功能，用來指定車刀車削表 面時的走刀速度。 （3）T功能 T功能即刀具功能，用來指定加工中所用的刀具號及 其所調(diào)用的刀具補償號，一般T后面可有4位數(shù)值，前 2位表示刀具號，后2位表示刀具

4、補償號,6.2.2 數(shù)控車床的基本編程指令 1編程中的有關(guān)規(guī)定 （1）數(shù)控車床坐標系 數(shù)控車床一般是兩坐標機床（X軸、Z軸）。 隨著數(shù)控車床刀架的位置不同，坐標系的方位 不同,數(shù)控車床坐標系的兩種形式,2）數(shù)控車床的編程方式 直徑編程和半徑編程。 絕對編程和相對編程,數(shù)控車床編程方法,2G00與G01指令（快速定位與直線插補） 指令格式： G00 ()_()_； 01 ()_()_； _表示目標點絕對坐標。 _表示目標點相對刀具當前點的相對 坐標位移。 X(U)坐標按直徑輸入,3G02/G03指令（圓弧插補） 指令格式： X（U）_ Z（W）_ F ; 順時針圓弧插補（G02）與逆時針圓弧插補

5、（G03）的判 斷方法：沿著弧所在平面（如平面）的正法線方向 （+Y軸）向負方向（Y軸）觀察，圓弧插補按順時針方 向為02，逆時針方向為03，如圖6-7所示,順圓與逆圓的判別,圓弧插補指令說明,4G04（暫停） 指令格式：G04 X_；或 G04 P_； X表示指定時間，單位為s（秒），允許使用小數(shù)點，如G04 X2.0表示暫停2s。 P表示指定時間，單位為ms（毫秒），不允許使用小數(shù)點，如G04 P2000也表示暫停2s。 G04常用于車槽、鏜孔、鉆孔指令后，以提高表面質(zhì)量及有利于鐵屑充分排出,5G41/G42/G40（刀尖圓角半徑補償） （1）刀尖半徑補償 40：取消刀尖半徑補償，這時，刀

6、尖運動軌 跡與編程軌跡重合。 41：刀尖半徑左補償，即操作者處于+Y軸向 Y軸觀察，并沿著車刀進給方向看，車 刀在工件的左側(cè)，稱左刀補 42：刀尖半徑右補償，即操作者處于+Y軸向 Y軸觀察，并沿著刀具進給方向看，車 刀在工件的右側(cè)，稱右刀補,2）指令格式 X（U） Z（W） ; （3）刀尖的方位,刀尖方位的規(guī)定（前置刀架,4）補償值的設(shè)定,刀具補償?shù)脑O(shè)定,6G90與G94指令（簡單固定循環(huán)） （1）內(nèi)、外圓切削循環(huán)G90 指令格式：G90 X (U) Z (W) R F ; 執(zhí)行該指令刀具從循環(huán)起點開始按ABCDA作循環(huán)運動，最后又回到循環(huán)起點。 _為切削終點（C點）的坐標；U_ W_為切削終

7、點（C點）相對于循環(huán)始點（A點）的位移量。 _為錐體面切削始點與切削終點的半徑差 _進給速度,G90外形加工循環(huán),2）端面切削循環(huán)G94 指令格式：G94 X (U) Z (W) R F ; 如圖6-20所示，執(zhí)行該指令刀具從循環(huán)起點開始按ABCDA作循環(huán)運動，最后又回到循環(huán)起點。 _為切削終點（C點）的坐標；U_W_為切削終點（C點）相對于循環(huán)始點（A點）的位移量。 _為錐體面切削始點與切削終點在Z軸方向的差，即ZbZc，如圖6-21所示；當R=0時，即為切削端平面，可省略。 _進給速度,94車削端面循環(huán)軌跡,94車削帶有錐度的端面循環(huán)軌跡,G94切削循環(huán)例圖,7G70、G71、G72、G7

8、3、G75指令（復合固定循環(huán)） （1）71（內(nèi)、外徑粗車循環(huán)） G71指令通過與Z軸平行的運動來實現(xiàn)內(nèi)孔、外 圓加工，常用于毛坯為棒料的粗加工。 指令格式： G00 X Z ； 71 d e； 71 ns nf u w f,G71外徑粗車循環(huán)路線圖,，為粗車循環(huán)起刀點位置 d為循環(huán)切削過程中徑向的背吃刀量，半徑值。單位為mm。 e為循環(huán)切削過程中徑向的退刀量，半徑值，單位為mm。 ns為精加工形狀程序段中的開始程序段號。 nf為精加工形狀程序段中的結(jié)束程序段號 u為軸方向的精加工余量，直徑值，單位為mm。在圓筒毛坯料粗鏜內(nèi)孔時，應指定為負值。 w為軸方向的精加工余量，單位為mm。 f為粗加工循

9、環(huán)中的進給速度,編程時注意以下幾點。 在使用71進行粗加工循環(huán)時，只有含在71程序段中的、功能才有效。而包含在nsnf精加工形狀程序段中的、功能，對粗車循環(huán)無效。 在AA間順序號ns的程序段中只能含有G00或G01指令，而且必須指定，也不能含有Z軸指令。 A必須符合、軸方向的單調(diào)增大或減少的模式,即一直增大或一直減小。 在加工循環(huán)中可以進行刀具補償,2）G70（精車循環(huán)） G70指令用于切除G71或G73指令粗加工后留下的加工余量 指令格式： G00 X Z； 70 ns nf f ； 程序段中各地址的含義同G71,3）72（端面粗加工循環(huán)） G72指令通過與X軸平行的運動來實現(xiàn)內(nèi)外圓端面粗加

10、工，常用于徑向尺寸大，軸向尺寸較小的零件粗車加工。 指令格式： G00 X Z； 72 W d e ； 72 ns nf u w f,G72端面粗車循環(huán)路線圖,編程時注意以下幾點。 在使用72進行粗加工循環(huán)時，只有含在72程序段中的、功能才有效。而包含在nsnf精加工形狀程序段中的、功能，對粗車循環(huán)無效。 在A間順序號ns的程序段中只能含有G00或G01指令，而且必須指定，且不能含有X軸指令。 之間必須符合軸、軸方向的單調(diào)增大或減少的模式，即一直增大或一直減小。 在加工循環(huán)中可以進行刀具補償,4）G73（仿形粗車循環(huán)） G73仿形切削循環(huán)就是按照一定的切削形狀逐漸地接近最終形狀。 指令格式：

11、G00 X Z； 73 i k d； 73 ns nf u w f,i為X軸方向退刀總距離及方向，半徑值； k為Z軸方向退刀總距離及方向； d為分割次數(shù)，等于粗車次數(shù)。 其他各項與G71相同,G73仿形粗車循環(huán)路線圖,5）G75（切槽循環(huán)指令） G75指令主要用于加工徑向環(huán)形槽。加工中徑 向斷續(xù)切削起到斷屑、及時排屑的作用，特別 適合加工寬槽。 指令格式： G00 X 1 Z 1 ； 75 R e ； 75 X 2 Z 2 Pi Qk Rw F f,1、1為切槽起始點坐標。 2為槽底直徑。 2為切槽時的Z向終點位置坐標，同樣與切槽起始位置有關(guān) e為切槽過程中徑向的退刀量，半徑值，單位為mm。

12、i為切槽過程中徑向的每次切入量，半徑值，單位為m。 k為沿徑向切完一個刀寬后退出，在Z向的移動量，單位為m，但必須注意其值應小于刀寬。 w為刀具切到槽底后，在槽底沿Z方向的退刀量，單位為m，注意：盡量不要設(shè)置數(shù)值，取0，以免斷刀,8螺紋加工 （1）G32（單行程螺紋切削指令） 指令格式： G32 （）_（）_Q_； （）_（）_與G00相同。 _為螺紋導程。 如45，Z軸為長軸，螺距是Lz； 如45，X軸為長軸，螺距是Lx。 Q_為螺紋起始角。該值為不帶小數(shù)點的非模態(tài)值。如果是單線螺紋，則該值不用制定，這時該值為0；若是雙線螺紋，Q值為180000,2）G92（單一循環(huán)螺紋切削指令） 指令格式

13、：92 （）_（）_ R_； 執(zhí)行該指令刀具從循環(huán)起點開始按ABCDA作循環(huán)運動，最后又回到循環(huán)起點。 _為切削終點（C點）的坐標；U_W_為切削終點（C點）相對于循環(huán)始點（A點）的位移量。 _為螺紋切削始點與切削終點的半徑差，即RbRc；加工圓柱螺紋時，R為0，表示加工圓柱螺紋，可省略。 如果螺紋牙型較深、螺距較大，可分幾次進給。每次進給的背吃刀量用螺紋深度減精加工背吃刀量所得的差按遞減規(guī)律分配,螺紋切削單一循環(huán)指令G92,常用螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量,3）G76（復合循環(huán)螺紋切削指令） 指令格式： G76 P m r a Q d min R d G76 X ( U ) Z ( W )

14、R i P k Q d F f m為精加工最終重復次數(shù)（199）。 r為倒角量。 a為刀尖的角度。 dmin為最小切入量（用半徑值指定）。 d為精加工余量。 X（U）Z（W）為螺紋切削終點坐標（絕對坐標或相對坐標）。 i為螺紋錐度。 k為螺紋牙形的高度（用半徑值指令x軸方向的距離）。 d為第1次的切入量（半徑值，無符號）。 f為螺紋的導程,G76指令運動軌跡,9子程序調(diào)用 在加工工件時，當相同的切削路線重復出現(xiàn)， 可以把這類路徑作為子程序編寫，先存儲起 來，再多次調(diào)用，使程序簡化。 格式：M98 P XXXXX 其中，XXXX為要調(diào)用的子程序號；為重 復調(diào)用次數(shù)，省略為一次,6.2.3 華中數(shù)

15、控系統(tǒng)編程指令 1復合循環(huán)指令 （1）G71（內(nèi)/外徑粗車復合循環(huán)指令） 無凹槽加工時 指令格式：G00 X Z ； 71 d r ns nf Xx Zz f ； 指令中的各地址參數(shù)與FANUC 0i系統(tǒng)相同，不 再贅述。不同之處在于華中數(shù)控系統(tǒng)將所有地 址寫在一行，且X軸方向的精加工余量和Z軸方 向的精加工余量分別用地址X和地址Z描述,有凹槽加工時 指令格式：G00 X Z； 71 d r ns nf Ee f ； e為精加工余量，為X方向的等高距離，外徑切 削時為正，內(nèi)徑切削時為負。其余各項同前,2）G73（仿形粗車復合循環(huán)指令） 指令格式：G00 X Z； 73 i Wk r ns nf

16、 Xx Zz f ； i為X軸方向的粗加工總余量，k為Z軸方向的 粗加工總余量，r為粗切削次數(shù)。其余各項的含 義同G71指令,3）G76（螺紋切削復合循環(huán)指令） 使用復合循環(huán)指令G76，刀具會自動進行多次 進給切削，只需一個指令即可加工出整個螺紋。 指令格式： G00 X Z； G76 C c R r E e A a Xx Zz I i Kk Ud V d min Q d P p F L,c為精車次數(shù)（0199），必須用兩位數(shù)表示，為模態(tài)值。 r為螺紋Z向退尾長度（0099），為模態(tài)值。 e為螺紋X向退尾長度（0099），為模態(tài)值。 a為刀尖的角度（兩位數(shù)字），有80、60、55、30、29和

17、0 6種，為模態(tài)值。 X、Z為螺紋切削終點坐標（絕對坐標或相對坐標）。 i為螺紋錐度。 k為螺紋牙形的高度（用半徑值指令X軸方向的距離）。 dmin為最小背吃刀量（半徑值）。 d為精加工余量（半徑值）； d為第一次背吃刀量（半徑值，無符號）； P為主軸基準脈沖處距離切削起始點的主軸轉(zhuǎn)角。 L為螺紋的導程,2宏程序 （1）宏變量及常量 宏變量：宏變量范圍為#0#599，分層如下： #0#49：當前局部變量 #50#199：全局變量 #200#249：0層局部變量 #250#299：1層局部變量 #300#349：2層局部變量 #350#399：3層局部變量 #400#449：4層局部變量 #45

18、0#599：5層局部變量 #500#549：6層局部變量 #550#599：7層局部變量,常量：常量有PI、TRUE、FALSE。 PI：圓周率。 TRUE：條件成立（真）。 FALSE：條件不成立（假,2）運算符與表達式 算術(shù)運算符：+、/。 條件運算符：EQ（=）、NE（）、GT（）、GE（）、LT（）、LE（）。 邏輯運算符：AND、OR、NOT。 函數(shù)：SIN（正弦）、COS（余弦）、TAN（正切）、ATAN（反正切）、ABS（絕對值）、INT（取整）、SIGN（取符號）、SQRT（開方）、EXP（指數(shù)）。 表達式：用運算符連接起來的常數(shù)、宏變量構(gòu)成表達式，例如：#1+#3/2+2，S

19、QRT#1*#1#18*#18,3）賦值語句 把常數(shù)或表達式的值賦給一個宏變量稱為賦值。 格式：宏變量=常數(shù)或表達式 例如：#1=10，#112=#6*COS#100 （4）條件判斷語句（IF,ELSE,ENDIF） 格式： IF條件表達式 ELSE ENDIF IF條件表達式 ENDIF,5）循環(huán)語句（WHILE,ENDW） 格式： WHILE 條件表達式 ENDW,6.3數(shù)控車床編程生產(chǎn)實例,6.3.1 軸類零件 用數(shù)控車床完成如圖所示軸類零件加工。材料 為45鋼，毛坯為45100，按照圖樣要求完成 節(jié)點、基點計算，設(shè)定工件坐標系，制定正確 的工藝方案，選擇合理的刀具和切削工藝參 數(shù)，編制數(shù)控加工程序（以華中數(shù)控系統(tǒng)指令 編程,軸類零件編程實例,1工藝路線 工件的外形有R20凹圓弧，故可用有凹槽的外徑粗加工復合循環(huán)G71指令進行粗加工。 車槽94。 加工M122外螺紋。 切斷，放1mm長度余量。 調(diào)頭車端面保總長,2刀具的選擇,3切削參數(shù)的選擇,軸類零件各工序刀具的切削參數(shù),6.3.2 套類零件,用數(shù)控車床完成圖所示套類零件的加工。材料 為45鋼，毛坯為40100，預制孔20，按照 圖樣要求完成節(jié)點、基點計算，設(shè)定工件坐標 系，制定正確的工藝方案，選擇合理的刀具和 切削工藝參數(shù)，編制數(shù)控加工程序以FANUC數(shù) 控系統(tǒng)