數(shù)控編程技術(shù) 第03章數(shù)控車床編程

1、數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)的功數(shù)控車床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)的功能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車削中心。削中心。（1）簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車）簡易數(shù)控車床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床）：是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板床）：是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。（2）多功能數(shù)控車床：也稱全功能）多功能數(shù)控車床：也稱全功能型數(shù)控車床，由專門的數(shù)控系統(tǒng)控制，具型數(shù)控車床，由專門的數(shù)控系統(tǒng)

2、控制，具備數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。備數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（3）數(shù)控車削中心：在數(shù)控車床的）數(shù)控車削中心：在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸?；A(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。按結(jié)構(gòu)和用途數(shù)控車床主要可分為數(shù)按結(jié)構(gòu)和用途數(shù)控車床主要可分為數(shù)控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車控臥式車床、數(shù)控立式車床和數(shù)控專用車床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)控絲杠車床等）?？亟z杠車床等）。（1）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控車床的數(shù)控系）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)是由統(tǒng)是由CNC裝置、輸入輸出設(shè)備、可編程裝置、輸入輸出設(shè)備、可編程控制器（控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)）、主軸

3、驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置以及位置測量系統(tǒng)等幾部分組成。動(dòng)裝置以及位置測量系統(tǒng)等幾部分組成。 （2）主軸箱）主軸箱（3）主軸伺服電機(jī)）主軸伺服電機(jī)（4）夾緊裝置）夾緊裝置（5）往復(fù)拖板）往復(fù)拖板（6）刀架）刀架（7）控制面板）控制面板 數(shù)控車床加工具有如下特點(diǎn)。數(shù)控車床加工具有如下特點(diǎn)。（1）加工生產(chǎn)效率高）加工生產(chǎn)效率高（2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件（3）對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好）對零件加工的適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好（4）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定（5）有利于生產(chǎn)管理）有利于生產(chǎn)管理數(shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向?yàn)閿?shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向?yàn)閤軸方向，軸方向，縱

4、向?yàn)榭v向?yàn)閦軸方向。指向主軸箱的方向?yàn)檩S方向。指向主軸箱的方向?yàn)閦軸軸的負(fù)方向，指向尾架方向是的負(fù)方向，指向尾架方向是z軸的正方向。軸的正方向。x軸是以操作者面向的方向?yàn)檩S是以操作者面向的方向?yàn)閤軸正方向。軸正方向。 x坐標(biāo)和坐標(biāo)和z坐標(biāo)指令，在按絕對坐標(biāo)編坐標(biāo)指令，在按絕對坐標(biāo)編程時(shí)，使用代碼程時(shí)，使用代碼x和和z；按增量坐標(biāo)（相對；按增量坐標(biāo)（相對坐標(biāo)）編程時(shí)，使用代碼坐標(biāo)）編程時(shí)，使用代碼U和和W。程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以也稱為點(diǎn)，所以也稱為“對刀點(diǎn)對刀點(diǎn)”。以以L-1

5、0MC數(shù)控車銑中心為例介紹數(shù)控車銑中心為例介紹x和和y軸機(jī)械原點(diǎn)。軸機(jī)械原點(diǎn)。x軸的機(jī)械原點(diǎn)被設(shè)定在刀盤中心距軸的機(jī)械原點(diǎn)被設(shè)定在刀盤中心距離主軸中心離主軸中心500mm的位置。的位置。 z軸的機(jī)械原點(diǎn)可以通過改變擋塊的安軸的機(jī)械原點(diǎn)可以通過改變擋塊的安裝位置來改變。裝位置來改變。z軸機(jī)械原點(diǎn)擋塊可以被安軸機(jī)械原點(diǎn)擋塊可以被安裝在裝在、或或4個(gè)不同的位置上個(gè)不同的位置上 。NGX(U)Z(W)FMST；其中，其中，N：程序段順序號；：程序段順序號；G：準(zhǔn)備；：準(zhǔn)備；X(U)：x軸移動(dòng)指令；軸移動(dòng)指令；Z(W)：z軸移動(dòng)；軸移動(dòng)；F：進(jìn)給功能；：進(jìn)給功能；M：輔助功能；：輔助功能；S：主軸功能；

6、：主軸功能；T：工具功能。：工具功能。程序段格式如下：程序段格式如下：其中，其中，N4：代表第：代表第4個(gè)程序段，用個(gè)程序段，用4位數(shù)（位數(shù)（19999）表示，不允許為）表示，不允許為“0”；X(U)4.3：坐標(biāo)可以用正負(fù)小數(shù)表示，?。鹤鴺?biāo)可以用正負(fù)小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)以前數(shù)點(diǎn)以前4位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后3位數(shù)；位數(shù)；F3.4：進(jìn)給速度可以用小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)：進(jìn)給速度可以用小數(shù)表示，小數(shù)點(diǎn)以前以前3位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)以后4位數(shù)；位數(shù)；幾種等效的表示方法：幾種等效的表示方法：N0012 G00 M08 X0012.340 X5000 X5.0 N12 G0 M8 X12.34 X

7、5. X5.準(zhǔn)備功能也稱為準(zhǔn)備功能也稱為G功能（或稱功能（或稱G代代碼），它是用來指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。碼），它是用來指令機(jī)床動(dòng)作方式的功能。準(zhǔn)備功能是用地址準(zhǔn)備功能是用地址G及其后面的數(shù)字來指及其后面的數(shù)字來指令機(jī)床動(dòng)作的。如用令機(jī)床動(dòng)作的。如用G00來指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)來指令運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)快速定位。表快速定位。表3-2為為FANUC-0TD系統(tǒng)的準(zhǔn)系統(tǒng)的準(zhǔn)備功能備功能G代碼表。代碼表。注：（注：（1 1）號表示電源接通時(shí)的）號表示電源接通時(shí)的G G代碼狀代碼狀態(tài)；態(tài)；（2 2）0000組的組的G G代碼為一次性代碼為一次性G G代碼；代碼；（3 3）一旦指定了）一旦指定了G G代碼，一覽表中沒有的代

8、碼，一覽表中沒有的G G代碼顯示報(bào)警信號；代碼顯示報(bào)警信號；（4 4）無論有幾個(gè)不同組的）無論有幾個(gè)不同組的G G代碼，都能在代碼，都能在同一程序段內(nèi)指令，如果同組的同一程序段內(nèi)指令，如果同組的G G代碼在同一程代碼在同一程序段內(nèi)指令了序段內(nèi)指令了2 2個(gè)以上時(shí)，后指令者有效；個(gè)以上時(shí)，后指令者有效；（5 5）可按組號顯示）可按組號顯示G G代碼。代碼。定位指令命令刀具以點(diǎn)位控制方式從定位指令命令刀具以點(diǎn)位控制方式從刀具所在點(diǎn)快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，無運(yùn)動(dòng)刀具所在點(diǎn)快速移動(dòng)到目標(biāo)位置，無運(yùn)動(dòng)軌跡要求，不需特別規(guī)定進(jìn)給速度。軌跡要求，不需特別規(guī)定進(jìn)給速度。輸入格式：輸入格式：G00 X(U) Z(W

9、) ；（1）“X(U) Z(W) ”目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)（下文同）；（下文同）；（2）X(U)坐標(biāo)按直徑值輸入；坐標(biāo)按直徑值輸入；（3）“；”表示一個(gè)程序段的結(jié)束。表示一個(gè)程序段的結(jié)束。直線插補(bǔ)指令用于直線或斜線運(yùn)動(dòng)。直線插補(bǔ)指令用于直線或斜線運(yùn)動(dòng)?？墒箶?shù)控車床沿可使數(shù)控車床沿x軸、軸、z軸方向執(zhí)行單軸運(yùn)軸方向執(zhí)行單軸運(yùn)動(dòng)，也可以沿動(dòng)，也可以沿x、z平面內(nèi)任意斜率的直線平面內(nèi)任意斜率的直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。輸入格式：輸入格式：輸入格式：輸入格式：G02 X Z I K F ； 或或 G02 X Z R F ；G03 X Z I K F ； 或或 G03 X Z R F ；（1）用增量坐標(biāo)）用增量

10、坐標(biāo)U、W也可以；也可以； （2）C軸不能執(zhí)行圓弧插補(bǔ)指令。軸不能執(zhí)行圓弧插補(bǔ)指令。G32指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐螺指令能夠切削圓柱螺紋、圓錐螺紋、端面螺紋（渦形螺紋）紋、端面螺紋（渦形螺紋）輸入格式：輸入格式：G32 X(U) Z(W) F ；“F ”為螺紋的為螺紋的螺距。螺距。3.2.2.3 工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（G50）工件坐標(biāo)系設(shè)定指令以程序原點(diǎn)為工工件坐標(biāo)系設(shè)定指令以程序原點(diǎn)為工件坐標(biāo)系的中心（原點(diǎn)），指定刀具出發(fā)件坐標(biāo)系的中心（原點(diǎn)），指定刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)值（如圖點(diǎn)的坐標(biāo)值（如圖3-19所示）。所示）。圖3-19 G50設(shè)定工作坐標(biāo)系輸入格式：輸入格式：G50 X Z ，其中，其中

11、X Z 為為刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)（如圖刀具出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)（如圖3-19所示）。所示）。自動(dòng)回原點(diǎn)指令使刀具自動(dòng)返回機(jī)械自動(dòng)回原點(diǎn)指令使刀具自動(dòng)返回機(jī)械原點(diǎn)或經(jīng)某一中間點(diǎn)回機(jī)械原點(diǎn)（如圖原點(diǎn)或經(jīng)某一中間點(diǎn)回機(jī)械原點(diǎn)（如圖3-20和圖和圖3-21所示）。所示）。輸入格式：輸入格式： G28 X(U) Z(W) T00；（1）X(U) 和和Z(W) 為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。（2）T00（刀具復(fù)位）指令必須寫在（刀具復(fù)位）指令必須寫在G28指令的同一程序段或該程序段之前。指令的同一程序段或該程序段之前。1主軸功能指令（S指令）和主軸轉(zhuǎn)速控制指令（G96、G97、G50）主軸功能指令（主軸功能指令（S

12、指令）是設(shè)定主軸指令）是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的指令。轉(zhuǎn)速的指令。（1）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（）主軸最高轉(zhuǎn)速的設(shè)定（G50）。）。（G50） S ；中；中S 為主軸最高轉(zhuǎn)速。為主軸最高轉(zhuǎn)速。（2）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速指令（）直接設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速指令（G97），），主軸速度用轉(zhuǎn)速設(shè)定，單位為主軸速度用轉(zhuǎn)速設(shè)定，單位為r/min。（G97） S （M38或或M39）；）；（G97） ：取消主軸線速度，恒：取消主軸線速度，恒定功能。定功能。S （M38或或M39）：設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速）：設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速（r/min），指令范圍為），指令范圍為09999。（3）設(shè)定主軸線速度恒定指令）設(shè)定主軸線速度恒定指令（G96），主軸速度用線

13、速度（），主軸速度用線速度（m/min）值輸入，并且主軸線速度恒定。值輸入，并且主軸線速度恒定。（G96） S （M38或或M39）；）；（G96） ：主軸轉(zhuǎn)速恒定。：主軸轉(zhuǎn)速恒定。S （M38或或M39）：設(shè)定主軸線速度，）：設(shè)定主軸線速度，即切削速度（即切削速度（m/min）。）。（1）G96（控制線速度恒定指令）：（控制線速度恒定指令）：當(dāng)工件直徑變化時(shí)主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)也隨之當(dāng)工件直徑變化時(shí)主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)也隨之變化，這樣就可保證切削速度不變，從而變化，這樣就可保證切削速度不變，從而提高了切削質(zhì)量。提高了切削質(zhì)量。（2）主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，）主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，M38設(shè)定主設(shè)定主軸在低速范圍變化

14、（粗加工），軸在低速范圍變化（粗加工），M39設(shè)定設(shè)定主軸在高速范圍變化（精加工）。主軸在高速范圍變化（精加工）。M指令設(shè)定各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)，表指令設(shè)定各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)，表3-4是數(shù)控車床及車銑中心的是數(shù)控車床及車銑中心的M指令說明。指令說明。下面介紹幾個(gè)特殊下面介紹幾個(gè)特殊M代碼的使用方代碼的使用方法。法。M03：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具順時(shí)針旋轉(zhuǎn)：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CW）；）；M04：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CCW）；）； M05：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具停止旋轉(zhuǎn)；：主軸或旋轉(zhuǎn)刀具停止旋轉(zhuǎn)；1每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令（G99）、每分鐘進(jìn)給量指令（G98）指定進(jìn)給功能的指令方法

15、有如下兩種。指定進(jìn)給功能的指令方法有如下兩種。（1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（G99）（如圖）（如圖3-23所示）。所示）。輸入格式：輸入格式：G99 （F ）；）；F ：主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（進(jìn)給速度：主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（進(jìn)給速度mm/r）。）。（2）每分鐘進(jìn)給量（）每分鐘進(jìn)給量（G98） 。輸入格式：輸入格式：G98 (F )；F ：每分鐘進(jìn)給量：每分鐘進(jìn)給量（進(jìn)給速度（進(jìn)給速度mm/min）。）。(G99)G04 U(P) ；指令暫停進(jìn)刀；指令暫停進(jìn)刀的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)。的主軸回轉(zhuǎn)數(shù)。(G98)G04 U(P) ；指令暫停進(jìn)刀；指令暫停進(jìn)刀的時(shí)間。的時(shí)間。進(jìn)給功能指令指定刀具的進(jìn)給速度，進(jìn)給功能指令指定

16、刀具的進(jìn)給速度，有有3種形式。種形式。（1）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r），如圖），如圖3-26所示。所示。(G99) F ；F :主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量小數(shù)點(diǎn)輸入主軸每轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給量小數(shù)點(diǎn)輸入指令范圍為指令范圍為0.0001500.0000(mm/r)。（2）每分鐘進(jìn)給量（）每分鐘進(jìn)給量（mm/min），如），如圖圖3-27所示。所示。 (G98) F ； 其中其中F 為每分鐘刀具為每分鐘刀具進(jìn)給量，指令范圍為進(jìn)給量，指令范圍為115000(mm/min)。（3）螺紋切削進(jìn)給速度（）螺紋切削進(jìn)給速度（mm/r），），如圖如圖3-28所示。所示。F 指定螺紋的螺距，指令范圍為指定螺紋的螺距，指

17、令范圍為0.0001500.0000(mm/r)。 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量切螺紋時(shí)，快速進(jìn)給速每轉(zhuǎn)進(jìn)給量切螺紋時(shí)，快速進(jìn)給速度沒有指定界限；度沒有指定界限； 接入電源時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)接入電源時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)G99模式模式（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量）。（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量）。T功能也稱為刀具功能，表示選擇刀功能也稱為刀具功能，表示選擇刀具和刀補(bǔ)號。具和刀補(bǔ)號。 輸入格式：輸入格式： T G41、G42指令不能與圓弧切削指指令不能與圓弧切削指令寫在同一個(gè)程序段，可以與令寫在同一個(gè)程序段，可以與G00和和G01指令寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，在這個(gè)程序段指令寫在同一個(gè)程序段內(nèi)，在這個(gè)程序段的下一程序段始點(diǎn)位置，與程序中刀具路的下一程序段始點(diǎn)位置，與

18、程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。徑垂直的方向線過刀尖圓心。 必須用必須用G40指令取消刀尖半徑補(bǔ)償，指令取消刀尖半徑補(bǔ)償，在指定在指定G40程序段的前一個(gè)程序段的終點(diǎn)程序段的前一個(gè)程序段的終點(diǎn)位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過位置，與程序中刀具路徑垂直的方向線過刀尖圓心。刀尖圓心。 在使用在使用G41或或G42指令模式中，不指令模式中，不允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具允許有兩個(gè)連續(xù)的非移動(dòng)指令，否則刀具在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)在前面程序段終點(diǎn)的垂直位置停止，且產(chǎn)生過切或少切現(xiàn)象生過切或少切現(xiàn)象 。 切斷端面時(shí)，為了防止在回轉(zhuǎn)中心切斷端面時(shí)，為了防止在回轉(zhuǎn)中心部位留下少

19、切削的小錐部位留下少切削的小錐 。 加工終端接近卡爪或工件的端面時(shí)，加工終端接近卡爪或工件的端面時(shí)，指令指令G40為了防止卡爪或工件的端面被切為了防止卡爪或工件的端面被切 。 想在工件階梯端面指定想在工件階梯端面指定G40時(shí)，必時(shí)，必須使刀具沿階梯端面移動(dòng)到須使刀具沿階梯端面移動(dòng)到F點(diǎn)，再指定點(diǎn)，再指定G40，且，且XAR ； 在在G74G76、G90G92固定循環(huán)固定循環(huán)指令中不用刀尖半徑補(bǔ)償。指令中不用刀尖半徑補(bǔ)償。 在手動(dòng)輸入中不用刀尖半徑補(bǔ)償。在手動(dòng)輸入中不用刀尖半徑補(bǔ)償。 在加工比刀尖半徑小的圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，在加工比刀尖半徑小的圓弧內(nèi)側(cè)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警。產(chǎn)生報(bào)警。 在階梯錐面連接處退刀時(shí)指定

20、在階梯錐面連接處退刀時(shí)指定G40，在指定在指定G40的程序段里使用反映斜面方向的程序段里使用反映斜面方向的的I、K地址來防止工件被過切。地址來防止工件被過切。G90是單一形狀固定循環(huán)指令，該循環(huán)是單一形狀固定循環(huán)指令，該循環(huán)主要用于軸類零件的外圓、錐面的加工。主要用于軸類零件的外圓、錐面的加工。指令格式：指令格式：G90 X(U) Z(W) F ；利用利用G90可以切削錐面?？梢郧邢麇F面。指令格式：指令格式：G90 X(U) Z(W) I F ；螺紋切削循壞螺紋切削循壞G92可以切削錐螺紋和可以切削錐螺紋和圓柱螺紋。圓柱螺紋。指令格式為：指令格式為：G94是用于一些短、面大的工件加工是用于一些短、面大的工件加工的固定循環(huán)指令。的固定循環(huán)指令。 （1）車大端面循環(huán)切削指令格式：）車大端面循環(huán)切削指令格式：G94 X(U) Z(W) F ；（2）車大錐面切削循環(huán)指令格式：）車大錐面切削循環(huán)指令格式：G94 X(U) Z(W) K F ；G71指令將工件切削至精加工之前的指令將工件切削至精加工之前的尺寸，精加