數(shù)控編程第章

第3章數(shù)控車床編程3.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)3.2FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床程序的編制3.1數(shù)控車床編程基礎(chǔ)3.1.1數(shù)控車床概述1．?dāng)?shù)控車床的分類數(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)型數(shù)控車床）、多功能數(shù)控車床和數(shù)控車削中心。（1）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)計的。（2）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，具備數(shù)控車床的各種結(jié)構(gòu)特點。（3）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。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)控專用車床（如數(shù)控凸輪車床、數(shù)控曲軸車床、數(shù)控絲杠車床等）。2．?dāng)?shù)控車床的基本構(gòu)成（1）數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)是由CNC裝置、輸入輸出設(shè)備、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動裝置和進(jìn)給驅(qū)動裝置以及位置測量系統(tǒng)等幾部分組成。（2）主軸箱（3）主軸伺服電機(jī)（4）夾緊裝置（5）往復(fù)拖板（6）刀架（7）控制面板3．?dāng)?shù)控車床的加工特點數(shù)控車床加工具有如下特點。（1）加工生產(chǎn)效率高（2）減輕勞動強度、改善勞動條件（3）對零件加工的適應(yīng)性強、靈活性好（4）加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定（5）有利于生產(chǎn)管理3.1.2數(shù)控車床坐標(biāo)系統(tǒng)1．機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控車床的坐標(biāo)系以徑向為x軸方向，縱向為z軸方向。指向主軸箱的方向為z軸的負(fù)方向，指向尾架方向是z軸的正方向。x軸是以操作者面向的方向為x軸正方向。x坐標(biāo)和z坐標(biāo)指令，在按絕對坐標(biāo)編程時，使用代碼x和z；按增量坐標(biāo)（相對坐標(biāo)）編程時，使用代碼U和W。2．程序原點程序原點是指程序中的坐標(biāo)原點，即在數(shù)控加工時，刀具相對于工件運動的起點，所以也稱為“對刀點”。3．機(jī)械原點（或稱機(jī)床原點）以L-10MC數(shù)控車銑中心為例介紹x和y軸機(jī)械原點。（1）x軸機(jī)械原點x軸的機(jī)械原點被設(shè)定在刀盤中心距離主軸中心500mm的位置。（2）z軸機(jī)械原點z軸的機(jī)械原點可以通過改變擋塊的安裝位置來改變。z軸機(jī)械原點擋塊可以被安裝在?、?、?或?4個不同的位置上。3.2FANUC系系統(tǒng)數(shù)數(shù)控車車床程程序的的編制制3.2.1程程序序結(jié)構(gòu)構(gòu)1．程程序段段的構(gòu)構(gòu)成N＿G＿X(U)＿＿Z(W)＿F＿M(jìn)＿S＿T＿；；其中，，N＿＿：程程序段段順序序號；；G＿：：準(zhǔn)備備；X(U)＿＿：x軸移動動指令令；Z(W)＿＿：z軸移動動；F＿：：進(jìn)給給功能能；M＿：：輔助助功能能；S＿：：主軸軸功能能；T＿：：工具具功能能。2．程程序段段的要要求程序段段格式式如下下：N4G1X(U)±±4.3Z(W)±4.3F3.4M8S4T2其中，，N4：：代表表第4個程程序段段，用用4位位數(shù)（（1～～9999）表表示，，不允允許為為“0”；；X(U)±4.3：坐坐標(biāo)可可以用用正負(fù)負(fù)小數(shù)數(shù)表示示，小小數(shù)點點以前前4位位數(shù)，，小數(shù)數(shù)點以以后3位數(shù)數(shù)；F3.4：：進(jìn)給給速度度可以以用小小數(shù)表表示，，小數(shù)數(shù)點以以前3位數(shù)數(shù)，小小數(shù)點點以后后4位位數(shù)；；幾種等等效的的表示示方法法：N0012G00M08X0012.340X5000X5.0↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓N12G0M8X12.34X5.X5.3.2.2準(zhǔn)準(zhǔn)備備功能能指令令準(zhǔn)備功功能也也稱為為G功功能（（或稱稱G代代碼）），它它是用用來指指令機(jī)機(jī)床動動作方方式的的功能能。準(zhǔn)準(zhǔn)備功功能是是用地地址G及其其后面面的數(shù)數(shù)字來來指令令機(jī)床床動作作的。。如用用G00來來指令令運動動坐標(biāo)標(biāo)快速速定位位。表表3-2為為FANUC-0TD系系統(tǒng)的的準(zhǔn)備備功能能G代代碼表表。注：（（1））☆號號表示示電源源接通通時的的G代代碼狀狀態(tài)；；（2））00組的的G代代碼為為一次次性G代碼碼；（3））一旦旦指定定了G代碼碼，一一覽表表中沒沒有的的G代代碼顯顯示報報警信信號；；（4））無論論有幾幾個不不同組組的G代碼碼，都都能在在同一一程序序段內(nèi)內(nèi)指令令，如如果同同組的的G代代碼在在同一一程序序段內(nèi)內(nèi)指令令了2個以以上時時，后后指令令者有有效；；（5））可按按組號號顯示示G代代碼。。3.2.2.1插插補補功能能1．定定位G00定位指指令命命令刀刀具以以點位位控制制方式式從刀刀具所所在點點快速速移動動到目目標(biāo)位位置，，無運運動軌軌跡要要求，，不需需特別別規(guī)定定進(jìn)給給速度度。輸入格格式：：G00X(U)Z(W)；（1））“X(U)Z(W)”目標(biāo)標(biāo)點的的坐標(biāo)標(biāo)（下下文同同）；；（2））X(U)坐標(biāo)標(biāo)按直直徑值值輸入入；（3））“；；”表表示一一個程程序段段的結(jié)結(jié)束。。2．直直線插插補指指令（（G01））直線插插補指指令用用于直直線或或斜線線運動動?？煽墒箶?shù)數(shù)控車車床沿沿x軸、z軸方向向執(zhí)行行單軸軸運動動，也也可以以沿x、z平面內(nèi)內(nèi)任意意斜率率的直直線運運動。。輸入格格式：：G01X(U)Z(W)F；3．圓圓弧插插補指指令（（G02G03））輸入格格式：：G02XZIKF；或G02XZRF；G03XZIKF；或G03XZRF；（1））用增增量坐坐標(biāo)U、W也可可以；；（2））C軸不能能執(zhí)行行圓弧弧插補補指令令。3.2.2.2螺螺紋紋切削削指令令（G32）G32指令令能夠夠切削削圓柱柱螺紋紋、圓圓錐螺螺紋、、端面面螺紋紋（渦渦形螺螺紋））輸入格格式：：G32X(U)Z(W)F；“F”為螺螺紋的的螺距距。3.2.2.3工工件件坐標(biāo)標(biāo)系設(shè)設(shè)定指指令（（G50））工件坐坐標(biāo)系系設(shè)定定指令令以程程序原原點為為工件件坐標(biāo)標(biāo)系的的中心心（原原點）），指指定刀刀具出出發(fā)點點的坐坐標(biāo)值值（如如圖3-19所所示））。圖3-19G50設(shè)設(shè)定工工作坐坐標(biāo)系系輸入格格式：：G50XZ，其中中XZ為刀具具出發(fā)發(fā)點的的坐標(biāo)標(biāo)（如如圖3-19所所示））。3.2.2.4自自動動回原原點指指令（（G28））自動回回原點點指令令使刀刀具自自動返返回機(jī)機(jī)械原原點或或經(jīng)某某一中中間點點回機(jī)機(jī)械原原點（（如圖圖3-20和圖圖3-21所示示）。。輸入格格式：：G28X(U)Z(W)T00；（1））X(U)和Z(W)為中間間點的的坐標(biāo)標(biāo)。（2））T00（（刀具具復(fù)位位）指指令必必須寫寫在G28指令令的同同一程程序段段或該該程序序段之之前。。3.2.3主主軸軸及輔輔助功功能指指令1．主主軸功功能指指令（（S指指令））和主主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控控制指指令（（G96、、G97、、G50））主軸功功能指指令（（S指指令））是設(shè)設(shè)定主主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的的指令令。（1））主軸軸最高高轉(zhuǎn)速速的設(shè)設(shè)定（（G50））。（G50））S；中S為主軸軸最高高轉(zhuǎn)速速。（2））直接接設(shè)定定主軸軸轉(zhuǎn)速速指令令（G97），，主軸軸速度度用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速設(shè)設(shè)定，，單位位為r/min。（G97））S（M38或或M39））；（G97））：取消消主軸軸線速速度，，恒定定功能能。S（M38或或M39））：設(shè)設(shè)定主主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（（r/min）），指指令范范圍為為0～～9999。（3））設(shè)定定主軸軸線速速度恒恒定指指令（（G96）），主主軸速速度用用線速速度（（m/min））值輸輸入，，并且且主軸軸線速速度恒恒定。。（G96））S（M38或或M39））；（G96））：主軸軸轉(zhuǎn)速速恒定定。S（M38或或M39））：設(shè)設(shè)定主主軸線線速度度，即即切削削速度度（m/min）。。（1））G96（（控制制線速速度恒恒定指指令））：當(dāng)當(dāng)工件件直徑徑變化化時主主軸每每分鐘鐘轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)也隨隨之變變化，，這樣樣就可可保證證切削削速度度不變變，從從而提提高了了切削削質(zhì)量量。（2））主軸軸轉(zhuǎn)速速連續(xù)續(xù)變化化，M38設(shè)定定主軸軸在低低速范范圍變變化（（粗加加工）），M39設(shè)定定主軸軸在高高速范范圍變變化（（精加加工））。2．輔輔助功功能指指令（（M指指令））M指令令設(shè)定定各種種輔助助動作作及其其狀態(tài)態(tài)，表表3-4是是數(shù)控控車床床及車車銑中中心的的M指指令說說明。。下面介介紹幾幾個特特殊M代碼碼的使使用方方法。。M03：主主軸或或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀具具順時時針旋旋轉(zhuǎn)（（CW）；；M04：主主軸或或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀具具逆時時針旋旋轉(zhuǎn)（（CCW））；M05：主主軸或或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀具具停止止旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；3.2.4進(jìn)進(jìn)給給功能能指令令1．每每轉(zhuǎn)進(jìn)進(jìn)給量量指令令（G99）、、每分分鐘進(jìn)進(jìn)給量量指令令（G98）指定進(jìn)進(jìn)給功功能的的指令令方法法有如如下兩兩種。。（1））每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)進(jìn)給給量（（G99））（如如圖3-23所所示））。輸入格格式：：G99（F）；F：主軸軸每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)進(jìn)給給量（（進(jìn)給給速度度mm/r）。。（2））每分分鐘進(jìn)進(jìn)給量量（G98）。。輸入格格式：：G98(F)；F：每分分鐘進(jìn)進(jìn)給量量（進(jìn)給給速度度mm/min）。。2．暫暫停指指令（（G04））(G99)G04U(P)；指令令暫停停進(jìn)刀刀的主主軸回回轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)。(G98)G04U(P)；指令令暫停停進(jìn)刀刀的時時間。。3．進(jìn)進(jìn)給功功能指指令（（F指指令））進(jìn)給功功能指指令指指定刀刀具的的進(jìn)給給速度度，有有3種種形式式。（1））每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)進(jìn)給給量（（mm/r），，如圖圖3-26所示示。(G99)F；F:主軸軸每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)刀具具進(jìn)給給量小小數(shù)點點輸入入指令令范圍圍為0.0001～～500.0000(mm/r)。（2））每分分鐘進(jìn)進(jìn)給量量（mm/min）），如如圖3-27所所示。。(G98)F；其其中中F為每分分鐘刀刀具進(jìn)進(jìn)給量量，指指令范范圍為為1～～15000(mm/min)。。（3））螺紋紋切削削進(jìn)給給速度度（mm/r）），如如圖3-28所所示。。F指定螺螺紋的的螺距距，指指令范范圍為為0.0001～500.0000(mm/r)。。①每每轉(zhuǎn)進(jìn)進(jìn)給量量切螺螺紋時時，快快速進(jìn)進(jìn)給速速度沒沒有指指定界界限；；②接接入電電源時時，系系統(tǒng)默默認(rèn)G99模式式（每每轉(zhuǎn)進(jìn)進(jìn)給量量）。。3.2.5刀刀具具功能能指令令1．T功能能T功能能也稱稱為刀刀具功功能，，表示示選擇擇刀具具和刀刀補號號。輸入格格式：：T□□□□□□2．刀刀具半半徑補補償功功能（（G40、、G41、、G42））（1））刀尖尖半徑徑和假假想刀刀尖的的概念念①刀刀尖半半徑②假假想刀刀尖（2））刀尖尖半徑徑補償償模式式的設(shè)設(shè)定（（G40、、G41、、G42指指令））①G40（解解除刀刀具半半徑補補償））②G41（左左偏刀刀具半半徑補補償））③G42（右右偏刀刀具半半徑補補償））（3））刀尖尖半徑徑補償償注意意事項項①G41、G42指令令不能能與圓圓弧切切削指指令寫寫在同同一個個程序序段，，可以以與G00和G01指令令寫在在同一一個程程序段段內(nèi)，，在這這個程程序段段的下下一程程序段段始點點位置置，與與程序序中刀刀具路路徑垂垂直的的方向向線過過刀尖尖圓心心。②必必須用用G40指指令取取消刀刀尖半半徑補補償，，在指指定G40程序序段的的前一一個程程序段段的終終點位位置，，與程程序中中刀具具路徑徑垂直直的方方向線線過刀刀尖圓圓心。。③在在使用用G41或或G42指指令模模式中中，不不允許許有兩兩個連連續(xù)的的非移移動指指令，，否則則刀具具在前前面程程序段段終點點的垂垂直位位置停停止，，且產(chǎn)產(chǎn)生過過切或或少切切現(xiàn)象象。。④切切斷斷端端面面時時，，為為了了防防止止在在回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中中心心部部位位留留下下少少切切削削的的小小錐錐。。⑤加加工工終終端端接接近近卡卡爪爪或或工工件件的的端端面面時時，，指指令令G40為為了了防防止止卡卡爪爪或或工工件件的的端端面面被被切切。。⑥想想在在工工件件階階梯梯端端面面指指定定G40時時，，必必須須使使刀刀具具沿沿階階梯梯端端面面移移動動到到F點，，再再指指定定G40，，且且XA＞R；⑦在在G74～～G76、、G90～～G92固固定定循循環(huán)環(huán)指指令令中中不不用用刀刀尖尖半半徑徑補補償償。。⑧在在手手動動輸輸入入中中不不用用刀刀尖尖半半徑徑補補償償。。⑨在在加加工工比比刀刀尖尖半半徑徑小小的的圓圓弧弧內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)時時，，產(chǎn)產(chǎn)生生報報警警。。⑩在在階階梯梯錐錐面面連連接接處處退退刀刀時時指指定定G40，，在在指指定定G40的的程程序序段段里里使使用用反反映映斜斜面面方方向向的的I、、K地地址址來來防防止止工工件件被被過過切切。。3.2.6固固定定循循環(huán)環(huán)切切削削功功能能指指令令3.2.6.1單單一一形形狀狀的的固固定定循循環(huán)環(huán)1．．外外圓圓車車削削循循環(huán)環(huán)G90G90是是單單一一形形狀狀固固定定循循環(huán)環(huán)指指令令，，該該循循環(huán)環(huán)主主要要用用于于軸軸類類零零件件的的外外圓圓、、錐錐面面的的加加工工。。指令令格格式式：：G90X(U)Z(W)F；利用用G90可可以以切切削削錐錐面面。。指令令格格式式：：G90X(U)Z(W)IF；2．．螺螺紋紋切切削削循循環(huán)環(huán)G92螺紋紋切切削削循循壞壞G92可可以以切切削削錐錐螺螺紋紋和和圓圓柱柱螺螺紋紋。。指令令格格式式為為：：G92X(U)Z(W)IF；3．．端端面面切切削削循循環(huán)環(huán)G94G94是是用用于于一一些些短短、、面面大大的的工工件件加加工工的的固固定定循循環(huán)環(huán)指指令令。。（1））車車大大端端面面循循環(huán)環(huán)切切削削指指令令格格式式：：G94X(U)Z(W)F；（2））車車大大錐錐面面切切削削循循環(huán)環(huán)指指令令格格式式：：G94X(U)Z(W)KF；3.2.6.2多多重重固固定定循循環(huán)環(huán)1．．圓圓粗粗車車循循環(huán)環(huán)G71G71指指令令將將工工件件切切削削至至精精加加工工之之前前的的尺尺寸寸，，精精加加工工前前的的形形狀狀及及粗粗加加工工的的刀刀具具路路徑徑由由系系統(tǒng)統(tǒng)根根據(jù)據(jù)精精加加工工尺尺寸寸自自動動設(shè)設(shè)定定。。輸入入格格式式：：G71PnsQnfUuWwDd(FST)；；其中中：：ns——精精加加工工程程序序第第一一個個程程序序段段的的序序號號；；nf——精精加加工工程程序序最最后后一一個個程程序序段段的的序序號號；；U—x軸方方向向精精加加工工留留量量（（直直徑徑值值））；；W—z軸方方向向精精加加工工留留量量；；d—精精加加工工每每次次切切深深。。2．．端端面面粗粗車車循循環(huán)環(huán)G72G72指指令令與與G71指指令令類類似似，，不不同同之之處