《數(shù)控機床編程與操作》第一章

一、數(shù)控車床的概念數(shù)控機床是指采用數(shù)控技術(shù)進行控制的機床。數(shù)控機床按用途進行分類，用于完成車削加工的數(shù)控機床稱為數(shù)控車床。第一節(jié)

數(shù)控車床概述數(shù)控車床實物圖二、數(shù)控車床的分類1．按車床主軸位置分類

（1）臥式數(shù)控車床：主軸軸線平行于水平面。（2）立式數(shù)控機床：主軸軸線垂直于水平面。經(jīng)濟型臥式數(shù)控車床立式數(shù)控車床2．按功能分類

經(jīng)濟型數(shù)控車床全功能型數(shù)控車床車削中心車銑復(fù)合加工中心

3．按其他方式分類加工零件的基本類型刀架數(shù)量數(shù)控系統(tǒng)的不同控制方式三、數(shù)控車床的特點1.適應(yīng)性強2.加工精度高3.生產(chǎn)效率高4.自動化程度高，

勞動強度低四、數(shù)控車床的加工對象適合數(shù)控車削加工的零件a）軸、套類零件b)盤類零件c)形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件d)帶特殊輪廓的回轉(zhuǎn)體零件第二節(jié)數(shù)控車床組成和典型數(shù)控系統(tǒng)一、數(shù)控車床的組成數(shù)控車床主要由車床本體和數(shù)控系統(tǒng)兩大部分組成。車床本體由床身、主軸、滑板、刀架、冷卻裝置等組成；數(shù)控系統(tǒng)由程序的輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置三部分組成。CKA61100型數(shù)控車床外形圖1—床身2—主軸箱3—電氣控制箱4—刀架5—數(shù)控裝置6—尾座7—導(dǎo)軌8—絲杠9—防護板1.床身

包括床身與床身底座。床身部分2.主軸箱

主軸箱用于固定機床主軸。主電動機通過三角帶直接把運動傳給主軸。主軸與編碼器

3.電氣控制箱

電氣控制箱內(nèi)部用于安裝各種機床電氣控制元件、數(shù)控伺服控制單元、控制芯板和其他輔助裝置。機床電氣控制箱4.刀架

刀架固定在中滑板上。常用的有四工位立式電動刀架和六工位電動刀架，用于安裝車削刀具，通過自動轉(zhuǎn)位來實現(xiàn)刀具的交換。數(shù)控車床刀架a)四工位立式刀架b)六工位刀架5.數(shù)控裝置

數(shù)控裝置主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置和伺服電動機組成。數(shù)控裝置6.尾座

尾座在長軸類零件加工時起支撐等作用。7.進給系統(tǒng)數(shù)控車床的縱向、橫向進給均由伺服電動機通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠連接來實現(xiàn)。伺服電動機、彈性聯(lián)軸器和各種滾珠絲杠二、典型車床數(shù)控系統(tǒng)

1.FANUC數(shù)控系統(tǒng)

應(yīng)用于車床的數(shù)控系統(tǒng)主要有FANUC18iTA/TB、FANUC0iTA/TB/TC、FANUC0TD等。FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)操作界面

2.SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)

SIEMENS802D數(shù)控系統(tǒng)操作界面3.國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)

廣州數(shù)控系統(tǒng)，如GSK928T、GSK980T等。華中數(shù)控系統(tǒng)，如HNC–21T等。北京航天數(shù)控系統(tǒng)，如CASNUC2100等。南京仁和數(shù)控系統(tǒng)，如RENHE–32T/90T/100T等。廣數(shù)GSK980T系統(tǒng)操作界面華中HNC21T系統(tǒng)操作界面4.其他系統(tǒng)

國內(nèi)使用較多的數(shù)控系統(tǒng)還有：日本三菱數(shù)控系統(tǒng)和大森數(shù)控系統(tǒng)。法國施耐德數(shù)控系統(tǒng)。西班牙的法格數(shù)控系統(tǒng)。美國的A–B數(shù)控系統(tǒng)。第三節(jié)

數(shù)控加工與數(shù)控編程概述一、數(shù)控加工1．數(shù)控加工的定義概念：數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上進行自動加工零件的一種工藝方法。實質(zhì)：數(shù)控機床按照事先編制好的加工程序并通過數(shù)字控制過程，自動地對零件進行加工。

2．數(shù)控加工的內(nèi)容數(shù)控加工流程

（1）分析圖樣，確定加工方案。（2）工件的定位與裝夾。（3）刀具的選擇與安裝。（4）編制數(shù)控加工程序。（5）試運行、試切削并校驗數(shù)控加工程序。（6）數(shù)控加工。（7）工件的驗收與質(zhì)量誤差分析。二、數(shù)控編程1．數(shù)控編程的定義

為了使數(shù)控機床能根據(jù)零件加工的要求進行動作，必須將這些要求以機床數(shù)控系統(tǒng)能識別的指令形式告知數(shù)控系統(tǒng)，這種數(shù)控系統(tǒng)可以識別的指令稱為程序，制作程序的過程稱為數(shù)控編程。2．數(shù)控編程的分類（1）手工編程手工編程是指所有編制加工程序的全過程，即圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗都是由手工來完成。（2）自動編程自動編程是指通過計算機自動編制數(shù)控加工程序的過程。當前常用的數(shù)控車床自動編程軟件有：MastercamCAXAMastercamX5數(shù)控車床自動編程界面CAXA數(shù)控車床自動編程界面3．手工編程的步驟

4．數(shù)控車床的編程特點與要求（1）混合編程（2）徑向尺寸以直徑量表示（3）徑向加工精度高

（4）固定循環(huán)簡化編程（5）刀尖圓弧半徑補償

（6）采用刀具位置補償

第四節(jié)

數(shù)控車床編程基礎(chǔ)知識一、數(shù)控機床的坐標系1．機床坐標系（1）機床坐標系的定義為了確定機床的運動方向和移動距離，就要在機床上建立一個坐標系，這個坐標系就叫機床坐標系，又稱標準坐標系。（2）機床坐標系中的規(guī)定

1）確定機床坐標系的方向時規(guī)定：永遠假定刀具相對于靜止的工件而運動。

2）對于機床坐標系的方向，統(tǒng)一規(guī)定增大工件與刀具間距離的方向為正方向。

3）數(shù)控機床的坐標系采用符合右手定則規(guī)定的笛卡兒坐標系。右手笛卡兒坐標系（3）機床坐標系的方向1）Z坐標方向Z坐標的運動由主要傳遞切削動力的主軸所決定。2）X坐標方向X坐標一般為水平方向并垂直于Z軸。

3）Y坐標方向Y坐標垂直于X、Z坐標軸。4）旋轉(zhuǎn)軸方向旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C對應(yīng)表示其軸線分別平行于X、Y、Z坐標軸的旋轉(zhuǎn)坐標。數(shù)控車床的坐標系

a）前置刀架式數(shù)控車床的坐標系b）后置刀架式數(shù)控車床的坐標系b）（4）機床原點與機床參考點

1）機床原點

機床原點（又稱為機床零點）是機床上設(shè)置的一個固定的點，即機床坐標系的原點。機床原點的位置

a）機床原點位于卡盤中心b）機床原點位于刀架正向運動極限點2）機床參考點

數(shù)控車床的第一參考點一般位于刀架正向移動的極限點位置，并由機械擋塊來確定其具體的位置。

機床原點與參考點O—機床原點O1—機床參考點

2．工件坐標系（1）工件坐標系的定義為了便于尺寸計算與檢查，加工程序的坐標原點一般都盡量與零件圖樣的尺寸基準相一致。這種針對某一工件并根據(jù)零件圖樣建立的坐標系稱為工件坐標系（又稱編程坐標系）。（2）工件坐標系原點

工件坐標系原點又稱編程原點，指工件裝夾完成后，選擇工件上的某一點作為編程或工件加工的基準點。工件坐標系原點在圖中以符號“

”表示。工件坐標系原點的選取二、數(shù)控加工程序的格式與組成1．程序的組成一個完整的程序由程序號、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分組成。O0001；程序號

N10G99G40G21；

N20T0101；

N30G00X100.0Z100.0；程序內(nèi)容

N40M03S800；

……N200G00X100.0Z100.0；

N210M30；程序結(jié)束（1）程序號每一個存儲在系統(tǒng)存儲器中的程序都需要指定一個程序號以相互區(qū)別，這種用于區(qū)別零件加工程序的代號稱為程序號。O0001；程序號

N10G99G40G21；

N20T0101；

N30G00X100.0Z100.0；程序內(nèi)容

N40M03S800；

……N200G00X100.0Z100.0；

N210M30；程序結(jié)束（2）程序內(nèi)容程序內(nèi)容是整個加工程序的核心，它由許多程序段組成，每個程序段由一個或多個指令構(gòu)成，它表示數(shù)控機床中除程序結(jié)束外的全部動作。O0001；程序號N10G99G40G21；N20T0101；N30G00X100.0Z100.0；程序內(nèi)容N40M03S800；

……N200G00X100.0Z100.0；N210M30；程序結(jié)束（3）程序結(jié)束結(jié)束部分由程序結(jié)束指令構(gòu)成，它必須寫在程序的最后?？梢宰鳛槌绦蚪Y(jié)束標記的M指令有M02和M30，它們代表零件加工程序的結(jié)束。O0001；程序號

N10G99G40G21；

N20T0101；

N30G00X100.0Z100.0；程序內(nèi)容

N40M03S800；

……N200G00X100.0Z100.0；

N210M30；程序結(jié)束2．程序段的組成（1）程序段基本格式例N50G01X30.0Z30.0F100S800T01M03；（2）程序段的組成1）程序段號程序段號由地址符“N”開頭，其后為若干位數(shù)字。2）程序段內(nèi)容程序段的中間部分是程序段的內(nèi)容，程序內(nèi)容應(yīng)具備六個基本要素：準備功能字、尺寸功能字、進給功能字、主軸功能字、刀具功能字、輔助功能字。例如圖所示，為了將刀具從P1點移到P2點，必須在程序段中明確以下幾點：①移動的目標是那里？②沿什么樣的軌跡移動？③移動速度有多快？④刀具的切削速度是多少？⑤選擇哪一把刀移動？⑥機床還需要哪些輔助動作?

程序段的內(nèi)容對于圖中的直線刀具軌跡，其程序段可寫成如下格式：N10G90G01X100.0Z60.0F100S300T01M03；如果在該程序段前已指定了刀具功能、轉(zhuǎn)速功能、輔助功能，則該程序段可寫成：N10G01X100.0Z60.0F100；3）程序段結(jié)束程序段以結(jié)束標記“CR（或LF）”結(jié)束，實際使用時，常用符號“；”或“＊”表示“CR（或LF）”。（3）程序的斜杠跳躍有時，在程序段的前面有“/”符號，該符號稱為斜杠跳躍符號，該程序段稱為可跳躍程序段。例/N10G00X100.0；（4）程序段注釋例O0000；（程序號）G98G40G21；（程序初始化）T0101；（換1號刀，取1號刀具補償）……第五節(jié)數(shù)控機床的有關(guān)功能及規(guī)則

一、準備功能準備功能也稱G功能或G指令，是用于數(shù)控機床做好某些準備動作的指令。它由地址G和后面的兩位數(shù)字組成，從G00到G99共100種，如G01、G41等。二、輔助功能輔助功能也稱M功能或M指令。它由地址M和后面的兩位數(shù)字組成，從M00到M99共100種。輔助功能主要控制機床或系統(tǒng)的開、關(guān)等輔助動作，如開、停冷卻泵，主軸正反轉(zhuǎn)，程序的結(jié)束等。

三、其他功能1．坐標功能坐標功能字（又稱尺寸功能字）用來設(shè)定機床各坐標的位移量。它一般以X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R（用于指定直線坐標）和A、B、C、D、E（用于指定角度坐標）及I、J、K（用于指定圓心坐標）等地址為首，在地址符后緊跟“+”或“－”號及一串數(shù)字。2.刀具功能刀具功能是指系統(tǒng)進行選刀或換刀的功能指令，也稱為T功能。刀具功能用地址T及后綴的數(shù)字來表示，常用刀具功能指定方法有T4位數(shù)法和T2位數(shù)法。（1）T4位數(shù)法例T0101；表示選用1號刀具及選用1號刀具補償存儲器號中的補償值；T0102；表示選用1號刀具及選用2號刀具補償存儲器號中的補償值。（2）T2位數(shù)法

T2位數(shù)法僅能指定刀具號，目前絕大多數(shù)的加工中心采用T2位數(shù)法。例T05D01；表示選用5號刀具及選用1號刀具補償存儲器號中的補償值。3．進給功能用來指定刀具相對于工件運動的速度功能稱為進給功能，由地址F和其后綴的數(shù)字組成。（1）每分鐘進給例G98G01X20.0F100；表示進給速度為100mm/min。（2）每轉(zhuǎn)進給例G99G01X20.0F0.2；表示進給速度為0.2mm/r。在編程時，進給速度不允許用負值來表示，一般也不允許用F0來控制進給停止。

4．主軸功能用來控制主軸轉(zhuǎn)速的功能稱為主軸功能，又稱為S功能，由地址S和其后綴數(shù)字組成。（1）轉(zhuǎn)速S

例G97S1000；表示主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min。（2）恒線速度V

例G96S100；表示主軸轉(zhuǎn)速為100m/min。例G96S100；表示主軸轉(zhuǎn)速為100m/min。線速度v與轉(zhuǎn)速n之間可以相互換算：V=πDn/1000n=1000V/πD式中V——切削線速度，m/min；D——刀具直徑，mm；n——主軸轉(zhuǎn)速，r/min。線速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系（3）主軸的啟、停M03表示主軸正轉(zhuǎn)，M04表示主軸反轉(zhuǎn)，M05表示主軸停轉(zhuǎn)。例G97M03S300；表示主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為300r/min。M05；表示主軸停轉(zhuǎn)。四、坐標功能指令規(guī)則1．絕對坐標與增量坐標（1）FANUC系統(tǒng)中的絕對坐標與增量坐標絕對坐標與增量坐標（2）SIEMENS系統(tǒng)中的絕對坐標與增量坐標

B點的絕對坐標G90X20Z10；增量坐標G91X-20Z-20。D點的絕對坐標G90X40Z0；增量坐標G91X40Z-20。絕對坐標與增量坐標用符號“AC”和“IC”通過賦值的形式來表示絕對坐標和增量坐標：=AC（）（絕對坐標，賦值必須要有一個等于符號，數(shù)值寫在括號中）=IC（）

（增量坐標）混合坐標表示方法如下：B點的混合坐標G90X20Z=IC（-20）D點的混合坐標G91X40Z=AC（0）2．公制與英制編程坐標功能字是使用公制還是英制，多數(shù)系統(tǒng)用準備功能字來選擇。其中G21或G71表示公制，而G20或G70表示英制。例G91G20G01X20.0；（或G91G70G01X20.0；）表示刀具向X正方向移動20in。G91G21G01X50.0；（或G91G71G01X50.0；）則表示刀具向X正方向移動50mm。公英制對旋轉(zhuǎn)軸無效，旋轉(zhuǎn)軸的單位總是度（deg）。3．小數(shù)點編程數(shù)字單位以公制為例分為兩種，一種是以毫米為單位，另一種是以脈沖當量即機床的最小輸入單位為單位，現(xiàn)在大多數(shù)機床常用的脈沖當量為0.001mm。如從A點（0，0）移動到B點（50，0）有以下三種表達方式：X50.0X50.（小數(shù)點后的零可省略）X50000（脈沖當量為0.001mm）4．平面選擇指令（G17/G18/G19）當機床坐標系及工件坐標系確定后，對應(yīng)地就確定了三個坐標平面，即XY平面、ZX平面和YZ平面，可分別用G代碼G17、G18、G19表示這三個平面。平面選擇指令第六節(jié)數(shù)控車床編程中的常用功能指令

一、常用插補指令1．快速點定位指令（G00）（1）指令格式G00X

Z

；X

Z

為刀具目標點坐標。例G00X30.0Z10.0；（2）指令說明G00不用指定移動速度,其移動速度由機床系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。快速移動的軌跡通常為折線型軌跡，

圖中快速移動軌跡OA和BD的程序段如下：OA：G00X20.0Z30.0；BD：G00X60.0Z0；G00軌跡實例2．直線插補指令（G01）（1）指令格式G01X

Z

F

；X

Z

為刀具目標點坐標，F(xiàn)

為刀具切削進給的進給速度。例圖中切削運動軌跡CD的程序段為：G01X40.0Z0F0.2；G01軌跡實例（2）

指令說明G01指令是直線運動指令，它命令刀具在兩坐標軸間以插補聯(lián)動的方式按指定的進給速度做任意斜率的直線運動。在G01程序段中必須含有F指令。如果在G01程序段中沒有F指令，而在G01程序段前也沒有指定F指令，則機床不運動，有的系統(tǒng)還會出現(xiàn)系統(tǒng)報警。（3）編程實例例試采用G00和G01指令編寫如圖所示工件右端輪廓的精加工程序。G00及G01指令應(yīng)用實例FANUC0i系統(tǒng)程序SIEMENS802D系統(tǒng)程序程序說明O0001；AA01.MPF；程序號G21；G40；程序初始化T0101；T1D1；換刀G00X100.0Z100.0；G00X100.0Z100.0；M03S600；M03S600；主軸正轉(zhuǎn)，600r/minG00X34.0Z2.0；

G00X34.0Z2.0；

刀具定位X15.0；X15.0；G01Z－0.2；G01Z－0.2；進給速度為/rX24.0Z-25.0；X24.0Z-25.0；車圓錐面X34.0；X34.0；X向切出G00X100.0Z100.0；G00X100.0Z100.0；刀具快速退刀M05；M05；主軸停轉(zhuǎn)M02；M02；程序結(jié)束加工程序

3．圓弧插補指令（G02/G03）

（1）指令格式G02（03）X

Z

R(CR=)

；G02（03）X

Z

I

K

；G02表示順時針圓弧插補；G03表示逆時針圓弧插補。X

Z

為圓弧的終點坐標值，其值可以是絕對坐標，也可以是增量坐標。R

為圓弧半徑。在SIEMENS系統(tǒng)中，圓弧半徑用符號“CR=”表示。I

J

K

為圓弧的圓心相對其起點并分別在X、Y和Z坐標軸上的增量值。（2）指令說明1）順逆圓弧判斷圓弧順逆判斷a)后置刀架，Y軸朝上b）前置刀架，Y軸朝下2）I、J、K值判斷圓弧編程時的I、K值R及I、K編程舉例例如圖所示軌跡

AB，用圓弧指令編寫的程序段如下所示：（AB）1G03X40.0Z2.68R20.0；G03X40.0Z2.68I-10.0K-17.32；（AB）2G02X40.0Z2.68R20.0；G02X40.0Z2.68I10.0K-17.32；3）圓弧半徑的確定例如圖中軌跡AB，用R指令格式編寫的程序段如下：（AB）1G03X60.0Z40.0R50.0F100；（AB）2G03X60.0Z40.0R-50.0F100；圓弧半徑正負值的判斷（3）圓弧編程舉例例試編寫下圖所示工件的圓弧加工程序（外圓輪廓已加工完成）。圓弧編程實例FANUC0i系統(tǒng)程序SIEMENS802D系統(tǒng)程序程序說明O0002；AA02.MPF；程序號G21；G40；程序初始化G28U0W0；G74X0Z0；T0101；T1D1；換刀G00X100.0Z100.0；G00X100.0Z100.0；M03S1000；M03S1000；主軸正轉(zhuǎn)，1000r/minG00X22.0Z7.0；

G00X22.0Z7.0；

刀具定位X0.0；X0.0；加工程序FANUC0i系統(tǒng)程序SIEMENS802D系統(tǒng)程序程序說明G03X20.0Z－3.0R0.2；G03X20.0Z－3.0CR=0.2；圓弧Z向偏移并分多刀去除余量G00X22.0Z4.0；G00X22.0Z4.0；X0.0；X0.0；G03X20.0Z－6.0R10.0；G03X20.0Z－6.0CR=10.0；G00X22.0Z1.0；G00X22.0Z1.0；X0.0；X0.0；G03X20.0Z－9.0R10.0；G03X20.0Z－9.0CR=10.0；G00X22.0Z0.0；G00X22.0Z0.0；精加工圓弧G01X0.0；G01X0.0；G03X20.0Z－10.0R50；G03X20.0Z－10.0CR=0.1；G00X100.0Z100.0；G00X100.0Z100.0；刀具退出M05；M05；主軸停轉(zhuǎn)M02；M02；程序結(jié)束續(xù)表二、與坐標系相關(guān)的功能指令1．工件坐標系零點偏置指令（G54～G59）（1）指令格式G54；（程序中設(shè)定工件坐標系零點偏移指令）G53；（程序中取消工件坐標系設(shè)定，即選擇機床坐標系）（2）指令說明工件坐標系零點偏置指令的實質(zhì)是：

通過對刀找出工件坐標系原點在機床坐標系中的絕對坐標值，并將這些值通過機床面板操作,輸入機床偏置存儲器(參數(shù))中，從而將機床原點偏移至該點。工件坐標系零點偏置O0050；……G54G00X0Z0；（選擇與機床坐標系重合的G54坐標系，快速定位到O點）M98P100；G55X0Z0；（選擇G55坐標系，重新快速定位到A點）M98P100；G57X0Z0；（選擇G57坐標系，重新快速定位到B點）M98P100；G59X0Z0；（選擇G59坐標系，重新快速定位到C點）M98P100；M02；（程序結(jié)束）

2．FANUC系統(tǒng)工件坐標系設(shè)定指令（G50）（1）指令格式G50X

Z

；X

Z

為刀具當前位置相對于新設(shè)定的工件坐標系的新坐標值。G50X80.0Z60.0；（工件坐標系零點設(shè)為O點）G50X40.0Z40.0；（工件坐標系零點設(shè)為O1點）（2）指令說明用G50指令設(shè)定工件坐標系3．返回參考點指令FANUC系統(tǒng)與返回參考點相關(guān)的編程指令主要有G27、G28、G30三種，這三種指令均為非模態(tài)指令。（1）返回參考點校驗指令G271）指令格式G27X(U)

Z(W)

；X

Z

為參考點在工件坐標系中的坐標值。

2）

指令說明返回參考點校驗指令G27用于檢查刀具是否正確返回程序中指定的參考點位置。（2）自動返回參考點指令G281）指令格式G28X(U)

Z(W)

；(FANUC系統(tǒng)返回參考點指令)G74X0Z0；(SIEMENES系統(tǒng)返回參考點指令)X(U)

Z(W)為返回過程中經(jīng)過的中間點。X0Y0為SIEMENS系統(tǒng)返回參考點指令中的固定格式，該值不是指返回過程中經(jīng)過的中間點坐標值，當編入其他坐標值時也不被識別。例G28X50.0W0；刀具先快速定位到工件坐標系的中間點（50.0，-20.0）

處，再返回機床X軸、Z軸的參考點。2）指令說明在返回參考點過程中，設(shè)定中間點的目的是防止刀具與工件或夾具發(fā)生干涉。自動返回參考點指令G28（3）從參考點返回指令G29

1）指令格式G29X

Y

Z

；X

Y

Z

從參考點返回后刀具所到達的終點坐標。2）指令說明執(zhí)行G29指令時，刀具從參考點出發(fā)，經(jīng)過一個中間點到達G29指令后X_Y_Z坐標值所指定的位置。（4）返回固定點指令G301）指令格式G30P2/P3/P4X

Z

；（FANUC系統(tǒng)返回固定點指令）G75X0Y0；（SIEMENS系統(tǒng)返回固定點指令）P2為第二參考點，P3、P4分別表示第三和第四參考點。X

Z

為中間點坐標值。2）指令說明執(zhí)行這條指令時，可以使刀具從當前點出發(fā)，經(jīng)過一個中間點到達第二、第三、第四參考點位置。三、常用M功能指令序號代碼功

能序號代碼功

能1M00程序暫停7M30程序結(jié)束2M01程序選擇停止8M08冷卻液開3M02程序結(jié)束9M09冷卻液關(guān)4M03主軸正轉(zhuǎn)10M98調(diào)用子程序5M04主軸反轉(zhuǎn)

11M99返回主程序6M05主軸停轉(zhuǎn)常用M指令及其功能四、倒角與倒圓指令1．FANUC系統(tǒng)的倒角與倒圓指令

（1）倒角指令格式

G01X（U）_C_F；G01Z（W）

C

F

；X（U）

為倒角前輪廓尖角處（圖中A、C點）在X向的絕對坐標或增量坐標；Z（W）

為倒角前輪廓尖角處（圖中A、C點）在Z向的絕對坐標或增量坐標；C

為倒角的直角邊邊長。倒角與倒圓（2）倒圓指令格式G01X（U）

R

F

；G01Z（W）

R

F

；X（U）

為倒圓前輪廓尖角處（圖中B點）在X向的絕對坐標或增量坐標；Z（W）

為倒圓前輪廓尖角處（圖中B點）在Z向的絕對坐標或增量坐標；R

為倒圓半徑。倒角與倒圓（3）使用倒角與倒圓指令時的注意事項1）倒角與倒圓指令中的R值與C值有正負之分。當?shù)菇桥c倒圓的方向指向另一坐標軸的正方向時，其R值與C值為正，反之則為負。2）FANUC系統(tǒng)中的倒角與倒圓指令僅適用于兩直角邊間的倒角與倒圓。3）倒角與倒圓指令格式可用于凸、凹形尖角輪廓。（4）編程實例例采用倒角與倒圓指令格式編寫如圖所示刀具從O點到D點的加工程序。O0302；……G01X30.0C-5.0F100；（倒角指向另一軸Z的負方向，C為負值）W-20.0R5.0；（倒圓指向另一軸X的正方向，R為正值）X50.0C-2.0；（倒角指向另一軸Z的負方向，C為負值）……倒角與倒圓2．SIEMENS系統(tǒng)的倒角與倒圓指令格式（1）倒角指令G01X

Z

CHF=

F

；X

Z

為倒角前輪廓尖角處的坐標值（圖中的A點）；CHF=

為倒角輪廓的邊長。倒角與倒圓（2）倒圓指令G01X

Z

RND=

F

；X

Z

為倒圓前輪廓尖角處的坐標值（圖中的C點）；RND=

為倒圓半徑。倒角與倒圓（3）使用倒角與倒圓指令時的注意事項1）編寫倒角、倒圓程序段時，應(yīng)注意在其指令“CHF”、“RND”與其數(shù)值間，必須寫入“=”，否則出錯。2）應(yīng)特別注意“CHF”為指令倒角后得到新輪廓的邊長，不是指令被倒去原輪廓上兩條邊的邊長。如倒角C1時，應(yīng)指令“CHF=1.414”。3）倒角后得到的新輪廓邊的中垂線，必通過倒角前輪廓尖角處。4）倒圓的圓弧均與原輪廓形成相切關(guān)系。5）SIEMENS系統(tǒng)的倒角與倒圓指令格式適用面很廣，既可用于任意角度的兩相交直線及兩相交圓弧的編程，也可用于直線與圓弧相交輪廓的編程。（4）編程實例例采用SIEMENS系統(tǒng)規(guī)定的倒角與倒圓指令，編寫如圖所示刀具從O點到E點的加工程序。AA302；……G01X0Z0F100；X30CHF=4；X40Z-20RND=5；X50；……倒角與倒圓五、程序開始與結(jié)束程序號FANUC0i系統(tǒng)程序SIEMENS802D系統(tǒng)程序程序說明O0021；AA21.MPF；程序號N10G21；G40；程序初始化N20T0101；T1D1；換刀并設(shè)定刀具補償N30M03S

；

M03S

；

主軸正轉(zhuǎn)N40G00X100.0Z100.0；G00X100.0Z100.0；刀具至目測安全位置N50X

Z

；X

Z

；刀具定位至循環(huán)起點……………工件車削加工N150G00X100.0Z100.0；（或G28U0W0；）G00X100Z100；（或G74X0Z0；）刀具退出N160M05；M05；主軸停轉(zhuǎn)N170M30；M02；程序結(jié)束注：N10～N50為程序內(nèi)容的開始段，N150～N170即為程序結(jié)束段程序開始部分與結(jié)束部分第七節(jié)基礎(chǔ)編程綜合實例

一、繪制刀具軌跡例

根據(jù)數(shù)控車削加工程序，畫出刀具在Z－X坐標平面內(nèi)從輪廓車削的起點A到其終點H的刀具軌跡并描繪加工后工件的輪廓形狀。數(shù)控車削加工程序解該加工程序從A點到H點的刀位點運動軌跡如圖a所示，加工后的輪廓形狀如圖b所示。刀位點運動軌跡和加工后的輪廓形狀a)刀位點運動軌跡b)輪廓形狀二、加工外圓柱面例

如圖所示工件，毛坯為φ50mm×55mm的45鋼，試編寫其數(shù)控車加工程序。簡單零件編程實例零件圖

三維立體圖1．加工準備（1）選擇數(shù)控機床加工本例工件時，選用的機床為CK6140型FANUC0i（或SIEMENS802D）系統(tǒng)數(shù)控車床，刀架為前置刀架。（2）選擇刀具及切削用量選擇如圖所示硬質(zhì)合金端面、外圓車刀。加工過程中的切削用量推薦值如下：粗加工時，n=1000r/min，f=0.1～0.2mm/r，ap=1～2mm。精加工時，n=1500r/min，f=0.05～0.1mm/r，ap=0.1～0.3mm。95°端面、外圓車刀2．設(shè)計加工路線加工本例工件時，采用分層切削的方式進行加工，先粗加工，再精加工，精加工余量為0.3mm。切削軌跡3．編制加工程序加工外圓柱面參考程序

三、加工外圓弧面例如圖所示的工件內(nèi)孔已加工完成，外圓輪廓已加工至?50mm，以內(nèi)孔定位裝夾加工外形輪廓，試編寫其數(shù)控加工程序。圓弧類零件編程實例a)零件圖b)三維立體圖1．加工準備（1）選擇數(shù)控機床加工本例工件時，選用的機床為CK6140型FANUC0i（或SIEMENS802D）系統(tǒng)數(shù)控車床，刀架為前置刀架。（2）選擇刀具及切削用量選擇如圖所示硬質(zhì)合金外圓車刀。加工過程中的切削用量推薦值如下：粗加工時，n=1000r/min，f=0.1～0.2mm，ap=1～2mm。精加工時，n=1500r/min，f=0.05～0.1mm/r，ap=0.1～0.3mm。外圓車刀2．設(shè)計加工路線采用X向偏移的方法進行分層切削，分3次粗加工和一次精加工，其切削軌跡如圖所示，精加工余量為0.3mm。切削軌跡3．編制加工程序加工外圓弧面參考程序

第八節(jié)數(shù)控車床的刀具補償功能

一、數(shù)控車床用刀具的交換功能1．刀具的交換指令格式一：T0101；該指令為FANUC系統(tǒng)轉(zhuǎn)刀指令，前面的T01表示換1號刀，后面的01表示使用1號刀具補償。指令格式二：T04D01；該指令為SIEMENS系統(tǒng)轉(zhuǎn)刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號刀的1號刀沿作為刀具補償存儲器。2．換刀點所謂換刀點是指刀架自動轉(zhuǎn)位時的位置。二、刀具補償功能1．刀具補償功能的定義

定義：數(shù)控機床根據(jù)刀具實際尺寸，自動改變機床坐標軸或刀具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程軌跡完全一致的功能。分類：刀具偏移（也稱為刀具長度補償）、刀尖圓弧半徑補償。2．刀位點的概念

概念：指編制程序和加工時，用于表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準點。數(shù)控車刀的刀位點三、刀具偏移補償

1．刀具偏移的含義含義：用來補償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差的功能。車床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時實現(xiàn)刀具偏移。分類：刀具幾何偏移、刀具磨損偏移。刀具偏移補償功能示例刀具項目T01（基準刀具）T02T04X（直徑）ZX（直徑）ZX（直徑）Z長度差值00-1051010刀具移動距離203030251020圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號，也不是指刀補號。FANUC系統(tǒng)的刀具幾何偏移補償參數(shù)設(shè)置2．利用刀具幾何偏移進行對刀操作（1）對刀操作的定義定義：調(diào)整每把刀的刀位點，使其盡量重合于某一理想基準點。（2）對刀操作的過程1）手動操作加工端面，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測量工件直徑，計算出主軸中心的機械坐標值。3）將X、Z值輸入相應(yīng)的刀具幾何偏移存儲器中。數(shù)控車床的對刀過程

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實質(zhì)利用刀具幾何偏移進行對刀的實質(zhì)就是利用刀具幾何偏移使工件坐標系原點與機床原點重合。3．刀具偏移的應(yīng)用利用刀具偏移功能，可以修整因?qū)Φ恫徽_或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。例加工外圓表面時，如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時只需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，并用原刀具及原程序重新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現(xiàn)Z方向的誤差，則其修整辦法相同。四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）1．刀尖圓弧半徑補償?shù)亩x為確保工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應(yīng)與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。2．假想刀尖與刀尖圓弧半徑在理想狀態(tài)下，我們總是將尖形車刀的刀位點假想成一個點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。假想刀尖示意圖所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實際加工中是不存在的。假想刀尖示意圖3．未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析（1）加工臺階面或端面時，對加工表面的尺寸和形狀影響不大，但在端面的中心位置和臺階的清角位置會產(chǎn)生殘留誤差，如圖所示。（2）加工圓錐面時，對圓錐的錐度不會產(chǎn)生影響，但對錐面的大小端尺寸會產(chǎn)生較大的影響，通常情況下，會使外錐面的尺寸變大，而使內(nèi)錐面的尺寸變小，如圖所示。（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。加工外凸圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變小，其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，如圖所示。加工內(nèi)凹圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變大，其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，如圖所示。4．刀尖圓弧半徑補償指令（1）指令格式G41G01/G00X

Y

F

；（刀尖圓弧半徑左補償）G42G01/G00X

Y

F

；（刀尖圓弧半徑右補償）G40G01/G00X

Y

；（取消刀尖圓弧半徑補償）（2）指令說明刀尖圓弧半徑補償偏置方向的判別：刀尖圓弧半徑補償偏置方向的判別a）后置刀架，+Y軸向外b）前置刀架，+Y軸向內(nèi)5．圓弧車刀刀沿位置的確定數(shù)控車刀的刀沿位置a）后置刀架，+Y軸向外b）前置刀架，+Y軸向內(nèi)c）具體刀具的相應(yīng)刀沿號P–假想刀尖點S–刀沿圓心位置r–刀尖圓弧半徑部分典型刀具的刀沿號a）后置刀架的刀沿位置號b）前置刀架的刀沿位置號6．刀尖圓弧半徑補償過程刀尖圓弧半徑補償?shù)倪^程分為三步：即刀補的建立，刀補的進行和刀補的取消。刀尖圓弧半徑補償過程FC—刀補建立CDE—刀補執(zhí)行EF—刀補取消O0010；N10G99G40G21；（程序初始化）N20T0101；（轉(zhuǎn)1號刀，執(zhí)行1號刀補）N30M03S1000；（主軸按1000r/min正轉(zhuǎn)）N40G00X85.0Z10.0；（快速點定位）N50G42G01X40.0Z5.0F0.2；（刀補建立）N60Z－18.0；（刀補進行）N70X80.0；（刀補進行）N80G40G00X85.0Z10.0；（刀補取消）N90G28U0W0；（返回參考點）N100M30；補償過程加工程序如下：7．進行刀具半徑補償時應(yīng)注意的事項（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動指令模式下才有效。（2）G41／G42不帶參數(shù)，其補償號(代表所用刀具對應(yīng)的刀尖半徑補償值)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏置補償號對應(yīng)。（3）采用切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補。對于不便于沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時，可根據(jù)情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段。（4）為了防止在刀具半徑補償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象，在建立與取消補償時，程序段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同一側(cè)。（5）在刀具補償模式下，一般不允許存在連續(xù)兩段以上的補償平面內(nèi)非移動指令，否則刀具也會出現(xiàn)過切等危險動作。（6）在選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和后置刀架的區(qū)別。8．使用刀具補償功能時的加工實例例試用刀具補償功能等指令編寫圖所示工件外輪廓的加工程序（內(nèi)輪廓已加工完成,以內(nèi)孔定位與裝夾）。刀具補償功能加工實例參考程序

刀具補償功能編程實例a)零件圖b)三維立體圖第九節(jié)數(shù)控車床的日常維護和保養(yǎng)一、數(shù)控車床的使用要求1.對工作環(huán)境的要求2.對所用電源