數(shù)控車床數(shù)控編程(非機(jī)械類)課件

1、數(shù)控車床編程（非機(jī)械類）1.概論 數(shù)控加工就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的方法。數(shù)控加工是伴隨數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們長(zhǎng)期從事數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。一般來說，數(shù)控加工包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容： 1.確定零件上需要數(shù)控加工的表面； 2.對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析； 3.數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)； 4.編制加工程序； 5.輸入加工程序； 6.對(duì)加工程序進(jìn)行校驗(yàn)和修改； 7.運(yùn)行加工程序?qū)α慵M(jìn)行加工。數(shù)控編程是將零件的工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量、位移方向及其他輔助動(dòng)作按動(dòng)作順序、規(guī)定的指令代碼及程序格式編成加工程序，稱為數(shù)控編程。2.數(shù)控編程的方法手工編程 是從分析零件

2、圖樣、確認(rèn)加工工藝過程、編寫零件加工程序等都是人工完成。對(duì)形狀簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、程序不多的零件，采用手工編程較簡(jiǎn)單，而且經(jīng)濟(jì)、及時(shí)。在加工直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程的應(yīng)用較廣泛。自動(dòng)編程 是利用計(jì)算機(jī)專用軟件編制數(shù)控加工程序的過程。根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及后置處理，編寫出零件加工程序單，以直接通訊的方式送入數(shù)控機(jī)床。3.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令來控制的。為了確定機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方向、移動(dòng)的距離，就要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，也叫機(jī)床坐標(biāo)系。在編制程時(shí)，可以以該坐標(biāo)系來規(guī)定運(yùn)動(dòng)方向

3、和距離。3.1機(jī)床坐標(biāo)系建立的原則：（1）假定刀具相對(duì)于靜止的零件運(yùn)動(dòng)的原則。（2）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（機(jī)床坐標(biāo)系）采用右手迪卡爾直角坐標(biāo)系。3.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系（3）運(yùn)動(dòng)方向的確定規(guī)定：以增大刀具與工件之間的距離的方向?yàn)樽鴺?biāo)正方向。3.2數(shù)控車床坐標(biāo)系的建立 數(shù)控車床的坐標(biāo)系為一個(gè)平面的直角坐標(biāo)系Z軸：在標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定平行于機(jī)床主軸（傳遞切削力）的刀具運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸為Z軸，取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较颍?Z）。X軸：X軸為水平方向，且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面。 3.4不同刀架位置數(shù)控車床的坐標(biāo)系 數(shù)控車床根據(jù)刀架位置可分為前置刀架和后置刀架且后置刀架車床床身多為傾斜式，按上述情況相有兩種坐標(biāo)形

4、式。 3.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系3.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系3.5.1工件坐標(biāo)系： 機(jī)床坐標(biāo)系的建立保證了刀具在機(jī)床上的正確運(yùn)動(dòng)。但是加工程序的編寫通常是針對(duì)某一工件并根圖樣進(jìn)行的。為了便于尺寸計(jì)算與檢查，加工程序的坐標(biāo)原點(diǎn)一般都盡量與零件圖樣的尺寸基準(zhǔn)相一致。這種針對(duì)某一工件建立的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。3.5.3換刀點(diǎn)的設(shè)置: 在車削加工零件過程中，根據(jù)工件的加工要求需選用不同的刀具，數(shù)控車床可以進(jìn)行自動(dòng)換刀。編程中需設(shè)置換刀點(diǎn)的位置并采用相應(yīng)的換刀指令，以完成換刀過程。為防止在自動(dòng)換刀過程中，刀架回轉(zhuǎn)換刀時(shí)刀具與工件等發(fā)生碰撞，程序中必須設(shè)置一個(gè)換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)是指加工過程中

5、自動(dòng)換刀裝置的位置。在車床上，該點(diǎn)可以任意設(shè)定，但要注意換刀點(diǎn)位置應(yīng)保證刀具在轉(zhuǎn)位換刀時(shí)，不碰撞工件及其他部件。 其位置值根據(jù)我們實(shí)際使用的零件毛坯尺寸，參考值為：X(150- 200) mm, Z距零件右端面(10-20）mm左右。3.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系（1）G50工件坐標(biāo)系的設(shè)定：格式：G50 X() Z()； 其中（直徑值）、 分別為刀尖的起始點(diǎn)距工件原點(diǎn)在X向和Z向的坐標(biāo)值。通過G50坐標(biāo)系設(shè)定指令告訴系統(tǒng)，刀尖點(diǎn)相對(duì)工件原點(diǎn)的位置，即建立一個(gè)工件坐標(biāo)系。G50是一個(gè)非運(yùn)動(dòng)指令只起預(yù)置寄存作用，一般作為第一條指令放在整個(gè)程序的前面。 執(zhí)行G50 X() Z()后，系統(tǒng)內(nèi)部即對(duì)（，）

6、進(jìn)行記憶，并顯示在顯示器上，這就相當(dāng)于在系統(tǒng)內(nèi)部建立了一個(gè)以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的工件坐標(biāo)系，采用G50設(shè)定的工件坐標(biāo)系，不具有記憶功能，當(dāng)機(jī)床關(guān)機(jī)后，設(shè)定的坐標(biāo)系立即消失。在執(zhí)行該指令前，必須將刀具的刀位點(diǎn)先通過手動(dòng)的方式準(zhǔn)確移動(dòng)到新坐標(biāo)系的指定位置。3.5工件坐標(biāo)系G50坐標(biāo)系的設(shè)定方法 如圖示，通過指令1以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)設(shè)定一個(gè)坐標(biāo)系其格式為：G50 X80. Z60.；通過指令2以O(shè)1點(diǎn)為原點(diǎn)設(shè)定一個(gè)坐標(biāo)系其格式為：G50 X40. Z40.；3.機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系4.數(shù)控車床的編程特點(diǎn) 絕對(duì)坐標(biāo)：刀具從A點(diǎn)直線移動(dòng)到B點(diǎn)，其值表示指令如下：B:X50.Z70.相對(duì)坐標(biāo)：刀具從A點(diǎn)直線移

7、動(dòng)到B點(diǎn)，其值指令如下：B: U-30.W-40. 混合坐標(biāo)：B:X50.W-40.或U-30. Z70.4.數(shù)控車床的編程特點(diǎn)4.3直徑編程：在圖樣上標(biāo)注和測(cè)量時(shí)，零件的徑向尺寸均以直徑表示，所以多數(shù)數(shù)控車床系統(tǒng)采用直徑編程，即絕對(duì)坐標(biāo)方式編程，X值為零件的直徑值；相對(duì)坐標(biāo)方式下，X為刀具徑向?qū)嶋H位移量的二倍。 .B點(diǎn)的坐標(biāo)值用直徑表示為X50.; 如果刀尖從B點(diǎn)向里移動(dòng)2mm,到C點(diǎn)，該點(diǎn)的坐標(biāo)值為：X_(絕對(duì)坐標(biāo)值）；U_(相對(duì)坐標(biāo)值）5.程序的結(jié)構(gòu)與格式 5.1程序的結(jié)構(gòu)以數(shù)控車床精車外輪廓程序?yàn)槔篛0001；N10 S800 M03；N20 T0101 M08； N30 G01 X

8、40. Z0. F0.2；N40 X60. Z-10.；N50 Z-30.；N60 X80.；N70 G03 X100. Z-40. R10.；N80 G01 Z-50.；N90 G00 X120.；N110 M30；一個(gè)程序是由若干個(gè)程序段組成。每個(gè)程序段完成某一動(dòng)作，它由若干功能字組合而成。 一個(gè)功能字包括一個(gè)地址符和若干數(shù)字。 程序段格式就是指一個(gè)程序段中各功能字的排列順序及其表達(dá)形式。 程序號(hào)程序開始程序內(nèi)容程序結(jié)束5.程序的結(jié)構(gòu)與格式 一個(gè)完整的程序由程序號(hào)、程序的內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。1）程序號(hào)。程序號(hào)即為程序的開始部分，為了區(qū)別存儲(chǔ)器中的程序，每個(gè)程序都要有程序編號(hào)，在編號(hào)前

9、采用程序編號(hào)地址碼。如在FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，一般采用英文字母O作為程序編號(hào)地址，而其它數(shù)控系統(tǒng)則分別采用“P”、“L”、“%”以及“：”等不同形式。2）程序內(nèi)容。程序內(nèi)容部分是整個(gè)程序的核心，它由許多程序段組成，每個(gè)程序段由一個(gè)或多個(gè)指令構(gòu)成，表示數(shù)控機(jī)床要完成的全部動(dòng)作。3）程序結(jié)束。程序結(jié)束以程序結(jié)束指令M02或M30作為整個(gè)程序結(jié)束的符號(hào)，用來結(jié)束程序。用地址符的含義 5.程序的結(jié)構(gòu)與格式5.2程序段格式 程序的內(nèi)容由若干個(gè)程序段組成，程序段由若干字組成，每個(gè)字由字母和數(shù)字組成，由表示地址的英文字母、特殊文字和數(shù)字集合而成。程序段格式是指一個(gè)程序段中字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī)則。現(xiàn)在最常采

10、用字-地址程序段格式。字-地址程序段格式是由順序號(hào)字、數(shù)據(jù)字和程序段與結(jié)束符組成。各字首前是地址，各字的順序可自由排列，數(shù)據(jù)的位數(shù)按規(guī)定有多有少，與上一程序段相同的續(xù)效字可以省略不寫。程序段格式如下：N-G-X-Y-Z-R-F-S-T-M-EOB（End Of Block程序段結(jié)束符號(hào)的縮寫）5.程序的結(jié)構(gòu)與格式5.2數(shù)控車床的常見程序段格式一5.程序的結(jié)構(gòu)與格式注意：上述程序段中的各種指令并非在加工程序中每個(gè)程序段中都必須具有，而是根據(jù)各程序段中的具體內(nèi)容來編寫相應(yīng)的指令。1）順序號(hào)字 用以識(shí)別程序段的編號(hào)。用地址碼N和后面的若干位數(shù)字來表示。例如：N20表示該語句的語句號(hào)為20。2）準(zhǔn)備功

11、能字（G功能字） G功能是指讓數(shù)控機(jī)床做某種操作的指令，用地址G和兩位數(shù)字來表示，從G00-G99。G代碼按照功能的不同分為模態(tài)代碼（又稱為續(xù)效代碼）和非模態(tài)代碼。 模態(tài)代碼：是指程序段中一旦指定了G功能字，在此之后的程序段地址也一直有效，直到同組另一個(gè)G功能字替代它或撤消它為止； 非模態(tài)代碼：被限定在指定的程序段中有效。5.程序的結(jié)構(gòu)與格式3） 尺寸字 尺寸字由地址符、+、-號(hào)及絕對(duì)值（或增量）的數(shù)值構(gòu)成。 尺寸字的地址碼有X、Z、U、W，R等。例如：X20 Z-40。尺寸字中的“+”可以省略不寫。4） 進(jìn)給功能字F 表示刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度。它由地址碼F和后面若干位數(shù)字構(gòu)成。數(shù)字的單位取決

12、于數(shù)控系統(tǒng)所采用的進(jìn)給速度的指定方法。5.程序的結(jié)構(gòu)與格式5） 主軸轉(zhuǎn)速功能字 主軸功能也稱為S功能，用來指定主軸的轉(zhuǎn)速，用字母S和其后的若干位數(shù)字表示。有恒轉(zhuǎn)速和恒線轉(zhuǎn)速兩種指令。S代碼只是設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速的大小，并不會(huì)使主軸反轉(zhuǎn)，必須用M03（主軸正轉(zhuǎn)）指令或M04（主軸反轉(zhuǎn)）指令時(shí)，主軸才開始轉(zhuǎn)動(dòng)。格式為S_單位為轉(zhuǎn)速單位（r/min) 我們使用的數(shù)控車床為主軸不受控機(jī)床，轉(zhuǎn)速的調(diào)整仍然需要在停機(jī)狀態(tài)下扳動(dòng)機(jī)床主軸箱變速手柄。編程時(shí)輸入的轉(zhuǎn)速僅起提示的作用。5.程序的結(jié)構(gòu)與格式6） 刀具功能字 刀具功能也稱為T功能，在自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床中，該指令用來選定所需的刀具，同時(shí)還用來指定刀具補(bǔ)償值。

13、我們編程時(shí)以其中一把的刀具為基準(zhǔn)刀（稱為基準(zhǔn)具），以該刀具刀尖為依據(jù)建立工件坐標(biāo)系。 當(dāng)其他刀具轉(zhuǎn)到工作位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)位置偏差X和Z，刀具的磨損也會(huì)產(chǎn)生同樣的誤差，這必須通過刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，既對(duì)刀尖位置進(jìn)行修正來解決。5.程序的結(jié)構(gòu)與格式 在數(shù)控車床中的T代碼后面的數(shù)字既包含所選刀具號(hào)，也包含刀具補(bǔ)償號(hào)，刀具功能由T代碼和四位數(shù)字來實(shí)現(xiàn)格式 ：T 例如T0101表示選擇1號(hào)刀，調(diào)用1號(hào)刀具補(bǔ)償號(hào)進(jìn)行刀具長(zhǎng)度和半徑的補(bǔ)償。T0100為調(diào)用1號(hào)刀不用刀補(bǔ)或取消刀補(bǔ)采用該指令時(shí)必須先設(shè)置換刀點(diǎn)，并注意換刀點(diǎn)和換刀指令不能在同一程序段。有刀補(bǔ)的刀具在使用后必須回到換刀點(diǎn)后取消刀補(bǔ)。前兩位表示選擇刀號(hào)后兩位

14、表示刀具補(bǔ)償號(hào)5.程序的結(jié)構(gòu)與格式7） 輔助功能字（M功能） 輔助功能表示機(jī)床輔助動(dòng)作的指令。用地址碼M和后面兩位數(shù)字表示，從M00 M99。 M03-主軸正轉(zhuǎn) M30-程序結(jié)束并返回 8） 程序段結(jié)束符 寫在每一程序段末尾，表示程序段結(jié)束。 “EOB” （End Of Block程序段結(jié)束符號(hào)的縮寫）書面和顯示的表達(dá)有的用“；”，6.常用編程指令的含義與格式6.1 G00快速點(diǎn)定位指令編程格式：G00 X（U）Z（W） ; 該指令命令刀具以點(diǎn)定位方式快速從刀具所在點(diǎn)到達(dá)指定點(diǎn)，G00為模態(tài)指令。不對(duì)工件進(jìn)行加工，可以在兩個(gè)軸上同時(shí)執(zhí)行快速移動(dòng)。對(duì)不適合聯(lián)動(dòng)的場(chǎng)合，每軸可單動(dòng)。X_ Z_ 為目

15、標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。G00的移動(dòng)速度由機(jī)床的進(jìn)給倍率指定。G00指令只能用于刀具快速接近或快速退離工件用，不能作為切削指令使用。6.常用編程指令的含義與格式G00快速點(diǎn)定位指令的應(yīng)用實(shí)例快速定位G00 圖示的定位指令如下：G50 X200. Z260.；G00 X40. Z232.；或G00 U-160. W-28.6.常用編程指令的含義與格式6.2 G01直線插補(bǔ)指令格式：G01 X(U)_Z(W)_ F_； 其中，X(U)、Z(W)為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度。 機(jī)床執(zhí)行G01指令時(shí)，如果之前的程序段中無F指令，在該程序段中必須含有F指令。G01和F都是模態(tài)指令。通常，在車削端面、溝槽等與x軸平行的加

16、工時(shí)，只需單獨(dú)指定X(或U)坐標(biāo)；在車外圓、內(nèi)孔等與Z軸平行的加工時(shí)，只需單獨(dú)指定Z(或W)值。在車削圓錐時(shí)，需要同時(shí)指定X(U)和Z(W)終點(diǎn)坐標(biāo)值。 6.常用編程指令的含義與格式插補(bǔ)的基本概念 需要指出的是，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡是折線，而不是光滑的曲線。刀具不能嚴(yán)格地沿著要求的曲線運(yùn)動(dòng)，只能沿折線逼近所要加工的曲線。一般已知運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)坐標(biāo)，終點(diǎn)坐標(biāo)和軌跡的曲線方程，由數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算出各個(gè)中間點(diǎn)的坐標(biāo)，插入、補(bǔ)上運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值，通常把這個(gè)過程稱為插補(bǔ)。插補(bǔ)有多種方法，最常用的是逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法和數(shù)字積分插補(bǔ)法每進(jìn)給一步,算一次偏差,比較一次,決定下一步的進(jìn)給方向.具有速度快,脈沖分配均勻,易實(shí)現(xiàn)

17、多軸聯(lián)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn).6.常用編程指令的含義與格式O301N1 G50 X200. Z100. ；N5 G99 M03;N10 T0100; N20 G00 X30. Z5.; N30 G01 X50. Z-5.F0.1；N40 Z-45.；N50 X80. Z-65.；N60 G00 X200 .Z100.;N70 M30；步驟：1、建立坐標(biāo)系 2、選擇進(jìn)給方式 3、啟動(dòng)主軸 4、選擇刀號(hào) 5、編寫程序內(nèi)容 6、程序結(jié)束步驟：1、建立坐標(biāo)系 2、選擇進(jìn)給方式 3、啟動(dòng)主軸 4、選擇刀號(hào) 5、編寫程序內(nèi)容 6、程序結(jié)束O123 程序名(程序號(hào))G50 X150. Z60. ； 建立坐標(biāo)系 G99 M

18、03 ; 設(shè)定轉(zhuǎn)進(jìn)給、起動(dòng)主軸T0100 ; 選擇1號(hào)刀N10 G00 X20. Z60. ；刀具快速定位 N12 G01 Z0. F0.2 ； 車削20外 圓走 圓走刀0.2mm/rN14 G00 X22. Z60. ； 退刀 N16 X15. ； 快速進(jìn)刀 N18 G01 Z10. ； 車15外圓N20 G00 X17. Z60. ； 退刀準(zhǔn)備下一步車削 N22 X10. ； 快速進(jìn)刀 N24 G01 Z25. ； 車10外圓N26 G00 X150. Z60. ; 返回起刀點(diǎn) N28 M30 ； 程序結(jié)束6.常用編程指令的含義與格式6.常用編程指令的含義與格式6.3 G02、G03-圓弧插補(bǔ)指令指令格式: G02 X(U)_Z(W)_R_F_； G03 X(U)_Z(W)_R