數(shù)控車床的程序設(shè)計第3章

第3章數(shù)控車床的程序設(shè)計3.1數(shù)控車床的概述

加工各種復(fù)雜回轉(zhuǎn)體零件，只需兩坐標(biāo)聯(lián)動。主運(yùn)動——

主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，由直流或交流測速電機(jī)驅(qū)動。在主傳動系統(tǒng)裝有主軸脈沖發(fā)生器，檢測主軸的轉(zhuǎn)速。進(jìn)給運(yùn)動——

刀架的縱、橫（Z,X）向運(yùn)動，由伺服電動機(jī)驅(qū)動。3.2數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)

——以FANUC-0T系統(tǒng)的數(shù)控車床為例。3.2.1數(shù)控車床的編程特點(diǎn)（1)在一個程序段中可以采用絕對值編程、增量值編程或混合編程。（2)工件徑向尺寸X以直徑量表示，當(dāng)用增量值編時，以徑向?qū)嶋H位移量兩倍表示。（3）為提高工件徑向尺寸精度，X方向的脈沖當(dāng)量經(jīng)常是Z向的一半。（4）棒料毛坯加工余量大，為簡化編程，數(shù)控系統(tǒng)常備有“固定循環(huán)”可進(jìn)行多次重復(fù)循環(huán)切削。（5）為提高加工精度，需要對車刀刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償。3.2.2數(shù)控車床的編程規(guī)則

X、U坐標(biāo)值=2*實(shí)際位移量

Z、W坐標(biāo)值=實(shí)際位移量如圖3-1所示絕對值編程：軌跡（終點(diǎn)）X、Z坐標(biāo)值都相對于工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的絕對尺寸。增量值編程：軌跡（終點(diǎn)）U、W坐標(biāo)值都相對于前一

點(diǎn)（起始點(diǎn)）的增量尺寸。如圖3-1所示，刀具從坐標(biāo)原點(diǎn)O依次運(yùn)動到D。絕對值方式編程：N10G01X40.Z10.F120；O→AN20X80.Z30.；A→BN30X120.Z40.；B→CN40X60.Z80.；C

→DN50M02；增量值方式編程:N10G01U40.W10.F120;O

→AN20U40.W20.;A

→BN30U40.W10.；B

→CN40U-60.W40.；C

→DN50M02；3.2.3程序原點(diǎn)和坐標(biāo)值程序原點(diǎn)——工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，在主軸軸線（或工件回轉(zhuǎn)中心）與工件右端面的交點(diǎn)上。如圖3-2所示。Z軸——為主軸軸線，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎?Z。X軸——為工件半徑方向，指向刀架，刀具遠(yuǎn)

離工件方向?yàn)檎?X。注意：坐標(biāo)值一定要帶小數(shù)點(diǎn)。

帶小數(shù)點(diǎn)——坐標(biāo)值單位為mm。

不帶小數(shù)點(diǎn)——坐標(biāo)值單位為um。3.3數(shù)控車床常用指令3.3.1F指令每轉(zhuǎn)進(jìn)給量G95F___；主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r

例：G95F0.2；表示進(jìn)給量為0.2mm/r每分鐘進(jìn)給量G94F___；單位為mm/min。例：G94F100；表示每分鐘進(jìn)給量100mm/min3.3.2S指令1.最高轉(zhuǎn)速限制

G50S____

；表示主軸最高轉(zhuǎn)速，單位為r/min

例：G50S3000；表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min2.恒線速度控制

G96S____

；單位為m/min。例：G96S150；表示切削點(diǎn)線速度控制在150m/min3.恒線速度取消

G97S____

；恒線速度取消后的主軸轉(zhuǎn)速，若S未指定，將保留G96的最終值。例：G97S3000；表示恒線速度取消后的主軸轉(zhuǎn)速

3000r/min。3.3.4M功能M00——程序暫停，可按“啟動”（CYCLESTART）按鈕使程序繼續(xù)運(yùn)行。測量工件、工件調(diào)頭、手動變速M(fèi)01——計劃暫停，與M00作用相似，可用“任選停止”（OPTSTOP）按鈕選擇M01是否有效。M03——主軸正轉(zhuǎn)M04——主軸反轉(zhuǎn)M05——主軸停止M08——冷卻液開M09——冷卻液關(guān)M30——程序停止，程序復(fù)位到起始位置。3.3.5G指令1.工件坐標(biāo)系設(shè)置（1）指令格式

G50X___Z___；非運(yùn)動指令，刀具不動設(shè)定工件坐標(biāo)系。（數(shù)銑用G92）

X、Z——起刀點(diǎn)相對于工件原點(diǎn)位置坐標(biāo)值。該值在編程前就已通過對刀確定，隨著起刀點(diǎn)

位置不同，（X，Z）數(shù)值也不同。如圖3-3所示選工件右端面0點(diǎn)：G50X150.0Z20.0；選工件左端面0'點(diǎn)：G50X150.0Z100.0；（2）對刀問題

——對于數(shù)車工件坐標(biāo)系原點(diǎn)一般選擇在工件右端面中心處，通常采用試切對刀法來確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。如圖3-4所示

2.快速定位G00

——刀具以數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的最快速度移動到（X,Z）指定的位置。指令格式：G00X(U)____Z(W)____；如圖3-5所示注意：刀具路徑，避免與障礙物相碰。

絕對值編程：G00X50.0Z6.0；

增量值編程：G00U-70.0W-84.0

；

3.直線插補(bǔ)G01（1）指令格式

G01X(U)____Z(W)____F____；如圖3-6

所示

絕對編程：G01X80.0Z-80.0F0.25；

增量編程：G01U20.0W-80.0F0.25；說明：1）尺寸字地址決定坐標(biāo)值取絕對編程還是增量編程，或有數(shù)控系統(tǒng)的狀態(tài)（G90，G91）決定。

2）F指令也是模態(tài)指令，它可用G00

指令取消。如果G01指令之前和本程序段無F指令，則機(jī)床不運(yùn)動。因此，G01程序段中必須含有F指令（2）G01車錐的方法

1）加工路線一：吃刀量不變，需計算終刀距S=2aPL/(D-d)

圖3-7（a）

2）加工路線二：吃刀量變化。圖3-7（b）

4.G01倒直角功能指令格式：G01Z(W)___I±___F____；圖3-8（a）Z軸向X軸倒角G01X(U)___K±___F____；圖3-8（b）X軸向Z軸倒角

5.G01倒圓角功能指令格式：G01Z(W)___R±___F____；圖3-9（a）Z軸向X軸倒圓角G01X(U)___R±___F____；圖3-9（b）X軸向Z軸倒圓角例3-1加工圖3-10所示零件的輪廓，程序如下：

1）毛坯：￠40X100mm45號鋼棒料2）刀具：T01——90度外圓車刀

T02——切斷刀（刃寬4mm）

T03——螺紋刀3）刀位補(bǔ)正：XZR

T0101-260.000-495.8330

T0202-260.000-500.0000

T0303-260.000-500.00004)數(shù)控加工程序（NC代碼）O0310T0101G00X100.Z50.M03S800X42.Z2.G71U2.R1.G71P1Q2U0.3W0.2F200N1G00X10.G01Z-11.R5.F100；G01車外圓帶(G02)圓弧指令G01X25.；添加一個過渡直線指令G01X38.Z-15.

；G01車端面帶C4倒角指令Z-25.N2X42.G70P1Q2G00X100.Z50.T0202G00X45.Z-25.G01X1.F80X45.G00X100.Z50.M30

6.G02/G03指令（1）圓弧順逆的判斷圓弧起點(diǎn)相對圓心的增量坐標(biāo)右下左上左上右下一、毛坯：Ф85X150棒料刀位偏置XZ二、刀具：T010190度外圓車刀-260-445.833

T0202螺紋刀-260-450.000

T0303刃寬4mm切斷刀-260-450.000

T0404Ф18鉆頭-480-310.000

T0505鏜刀-495-310.000三、程序注釋%1000;程序頭（華中世紀(jì)星HNC-21T系統(tǒng)）M06T0101;換外圓車刀G00X100Z150;換刀點(diǎn)M03S800;主軸正轉(zhuǎn)300r/minG00X87Z0;下刀G01X0F100;平端面G00X100Z150M05;退回到換刀點(diǎn)主軸停轉(zhuǎn)M06T0404;換Ф18鉆頭G00X0M03S250;下刀主軸正轉(zhuǎn)250r/minZ2;快速接近工件G01Z-60F240;鉆孔G00Z120;快退出X100M05;回?fù)Q刀點(diǎn)M06T0505;換鏜刀G00X24Z2M03S800;下刀主軸正轉(zhuǎn)800r/minG01Z0F150;接近工件G02X20Z-2R2;鏜R2圓弧G01Z-45;鏜Ф20圓孔X17;讓刀G00Z150;快退出X100M05;回?fù)Q刀點(diǎn)主軸停M06T0101;換外圓車刀G00X87Z2M03S800;到G71循環(huán)起點(diǎn)主軸正轉(zhuǎn)800r/minG71U2R1P10Q20X0.3Z0.2F200;G71粗車循環(huán)N10G00X28;精車起始下刀G01Z0F150;到R6圓弧起點(diǎn)G03X40Z-6R6;逆圓插補(bǔ)車R6圓弧G01Z-10;直線插補(bǔ)到R8圓弧起點(diǎn)G02X56Z-18R8;順圓插補(bǔ)車R8圓弧G03X80Z-30R12;逆圓插補(bǔ)車R12圓弧G01Z-50;車%80外圓N20X87;精車結(jié)束抬刀G00X100Z150M05;回?fù)Q刀點(diǎn)主軸停M06T0303;換切斷刀G00X82Z-44M03S400;到切斷起點(diǎn)主軸正轉(zhuǎn)400r/minG01X75F100;預(yù)切槽G00X82;抬刀W2;竄刀G01X80;下刀到R2圓弧起點(diǎn)G03X76W-2R2;逆圓插補(bǔ)車R2圓弧G01X22;切斷G00X82;退刀X100Z150;回?fù)Q刀點(diǎn)M30;程序結(jié)束（2）說明：1）絕對編程時，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)（X,Z）為工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，增量編程時，圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)（U,W）為圓弧終點(diǎn)相對起點(diǎn)的增量坐標(biāo)值(U為實(shí)際位移量的二倍)。2）圓心坐標(biāo)（I,K）為圓弧起點(diǎn)到圓弧中心所作矢量沿（X,Z）向分矢量。3）在同一半徑下，規(guī)定：圓心角≤180°時，用“+R”表示。圓心角>180°時，用“-R”表示。4）用R指定圓心位置時，不能描述整圓如圖3-12所示G02應(yīng)用實(shí)例： (1)用I、K表示圓心位置1）絕對編程：N03G00X20.0Z2.0；N04G01Z-30.0F80；N05G02X40.0Z-40.0I10.0K0F60；2）增量編程：N03G00U-80.0W-98.0；