数控车削编程.ppt

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课题二数控车床编程基础,1.机床坐标系,一、数控机床的坐标系统,机床坐标系的方向统一规定增大工件与刀具间距的方向为正方向机床坐标系含义由数控车床坐标原点与车床坐标轴X、Z组成的坐标系称为机床坐标系。

机床坐标系是机床固有的坐标系，在机床出厂前已经预调好，不允许用户随意改动。

机床通电后，数控车床每次开机的第一步操作应为回参考点操作。

当完成回参考点操作后，则面板显示器上显示的是刀位点（刀架中心）在机床坐标系的坐标值（空间位置），相当于数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床标系。

永远假定刀具相对于静止的工件而运动,2.机床原点与机床参考点,机床原点机床原点是机床的一个固定点，不能改变。

车床的机床原点定义为主轴端面与主轴回转中心线的交点，如图，O点即为机床原点。

机床参考点机床参考点也是机床的一个固定点，其固定位置是由Z向与X向的机械挡块来确定，该点与机床原点的相对位置如上图所示，O是机床参考点，它是X、Z轴最远离工件的那一点。

当发出回考点的指令时，装在纵向和横向滑板上的行程开关碰到相应的挡块后，由数控系统控制滑板停止运动，完成回参考点的操作。

由于参考点与机床原点的位置是固定的，找到了机床参考点，也就间接找到了机床原点。

3机床坐标系建立

（1）按下返回参考点按钮；

（2）选择合适的快速移动速度倍率值；（3）分别或同时按住与返回参考点相应的进给轴X、Z和方向选择开关，直至刀具返回到参考点。

当刀具返回到参考点后，返回参考点完成指示灯LED点亮。

（4）当完成上面操作后，就建立了机床坐标系。

1工件坐标系、坐标原点、对刀点含义

（1）工件坐标系编制数控程序时，首先要建立一个工件坐标系，零件加工程序中的坐标值均以工件坐标系为依据确定。

工件坐标系是编程人员在编程时使用的坐标系，编程人员选择工件上的某一已知点为坐标原点，以平行于机床的坐标轴为坐标轴建立一个新的坐标系，称为工件坐标系（也称编程坐标系）。

工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。

二、数控车床工件坐标系建立,

（2）工件坐标系原点工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。

工件原点是人为设定的，数控车削加工工件原点一般都设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。

2工件坐标系设定指令G50（较少使用，不太安全）

（1）G50指令格式G50指令格式为：

G50XZ；该指令是规定刀具起刀点距工件原点在X、Z方向的距离。

坐标值X、Z为刀位点在工件坐标系中的起始点（即起刀点）位置。

当刀具的起刀点空间位置一定时，工件原点选择不同，刀具在工件坐标系中的坐标X、Z也不同。

如图所示，以工件左端面中心作为工件坐标系原点，刀尖的起始点距工件原点的X向尺寸和Z向尺寸分别为200（直径方向编程）和263，则执行下面程序段：

G50X200Z263；,3.对刀操作设定（常用，安全可靠）,三、数控加工程序的格式与组成,1.程序的组成O0001程序号N10G98G40G21；程序段N20T0101；程序段N30G00X100Z100N40M03S800N200G00X100Z100N210M30；程序结束

（1）一个零件的程序必须包括其始符和结束符：

程序号为起始符，M02或M30为程序结束符

（2）一个零件的程序是按程序的输入顺序执行的，而不是按程序段号的顺序执行的，但在书写程序时，建议按升序书写程序段号，程序段号之间允许有一定的间隔,程序内容,程序号是加工程序的识别标记，因此同一机床中的程序号不能重复,2.程序段结构程序段格式数控机床程序段格式为：

NGXZFSTM；一个程序段以程序段号开始（也可省略），以程序结束代码结束。

程序段中各字的先后顺序要求并不严格，不需要的字以及与上一程序段相同的继续使用的字可以省略。

数控车床程序段各指令字含义如下：

1）程序段号N：

程序段号用字母N及数字表示，如N0005，段号之间的间隔不要求连续，便于程序修改和编辑。

程序段号可有可无。

另外，编写程序时可以不写程序段号，程序输入数控系统后可以通过系统设置自动生成程序段号；2）准备功能G：

由表示准备功能的地址符G和数字组成，如G01、G02分别代表直线插补和圆弧插补。

G功能的代号已经标准化；,3）坐标字：

坐标字由坐标地址及数字组成，且按一定的顺序进行排列，各组数字必须具有作为地址码的地址符（如X、Z等）开头。

数控系统一般对坐标值的小数点有严格的要求（有的系统可以用参数进行设置），如“26”编程时应写成“26.”，否则有的系统会将“26”视为“26m”；4）进给功能F：

进给功能由进给地址符及数字组成，数字表示所给定的进给速度，如F120.表示进给速度为120/min，其小数点与X、Y、Z后的小数点表示同样含义；5）主轴转速功能S：

主轴转速功能由主轴地址符及数字组成，数字表示主轴转速，单位为r/min；6）刀具功能T：

刀具功能由地址符T和数字组成，用以指定刀具的刀号，如T0101，表示1刀具；,7）辅助功能M：

辅助功能由辅助操作地址符和两位数字组成，如M03表示主轴正转；8）程序段结束符号：

程序段结束符号在程序段最后一个有用符号之后，表示程序段结束。

结束符号应根据编程手册的规定而定，一般用“；”表示。

程序段举例如下面程序段：

/N005G01X70.Z-40.F140T0101M03S300；程序段含义为命令数控机床主轴正向旋转、转速为300r/min，使用1号刀具以140/min的进给速度直线移动到工件坐标系中坐标值为X=70、Z=-40的地方。

1绝对值编程与增量值编程、混合编程,四、数控车床编程原则,2）增量值编程N10G01U10.0W-25.0F100；（刀具至P1点）N15U20.0W-15.0；（刀具至P2点）,1）绝对值编程N10G01X30.0Z0F100；（以工件右端面中心为工件坐标系原点，刀具至P0点）N15X40.0Z-25.0；（刀具至P1点）N20X60.0Z-40.0；（刀具至P2点）,3）混合编程N10G01U10.0Z-25.0F100；N15X60.0W-15.0；,2.米制与英制编程用G21/G20进行米、英制的切换3.脉冲数编程与小数点编程

（1）脉冲数编程与数控系统最小设定单位（脉冲当量）有关。

当系统脉冲当量为0.001时，表示对应一个脉冲，运动部件移动0.001mm。

程序中移动距离数值以m为单位，例如X60000表示移动60000m，即移动60mm。

若小数点后面的数位超过4位时，数控系统则按四舍五入处理。

（2）小数点输入编程表明以mm为单位，要特别注意小数点的输入。

例如，X60.0表示采用小数点编程移动距离为60mm；而X60则表示采用脉冲数编程，移动距离60m（0.06mm）。

小数点编程时，小数点后的零可省略，如X60.0与X60是等效的。

1.快速点定位指令G00G00X（U）Z（W）；,五、常用编程指令,AB段G00X120.0Z100.0实际路径ACB是一折线,C,2.直线插补指令编程G01G01X（U）Z（W）F；,O2001T0101；M03S800；G00X16.0Z2.0；G01X26.0Z-3.0F60.；Z-48.0；X60.0Z-58.0；X80.0Z-73.0；X90.0；G00X100.0Z10.0；M05；M30；,O2002T0101;G00X100Z100;M03S500;G00X31.0Z3.0;G01Z-50.0F80.0;X36.0;Z3.0;X30.0;Z-50.0;X36.0;G00X100.0Z100.0;M05;M30;,3.圆弧插补指令编程G02/G03

（1）数控车床加工圆弧顺圆、逆圆判断,后置刀架,前置刀架,圆弧插补指令可指令刀具沿圆弧移动，圆弧有顺圆与逆圆之分。

对于数控车床，根据X、Z轴的正方向，用右手法则判断出Y轴的正方向。

从Y轴正方向向Y轴负方向看过去，顺着加工方向，是顺时针方向的圆弧即为顺圆，逆时针方向的圆弧即为逆圆。

（2）格式,（3）指令中字符含义指令中符号含义如下：

1）指令格式中G02表示顺圆插补，G03表示逆圆插补。

2）采用绝对值编程时，用X、Z表示圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；采用增量编程时，用U、W表示圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。

3）圆心坐标I、K为圆弧起点到圆弧中心所作矢量分别在X、Z轴方向上的分矢量（矢量方向指向圆心），当分矢量方向与坐标轴的方向一致时为“+”号，反之为“-”号，圆心坐标I、K正负取值如图所示。

编程时I0、K0可以省略不写。

4）用半径R指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧（优弧和劣弧）的可能性，因此，在编程的时候规定圆心角小于或等于180圆弧时R值为正；圆心角大于180圆弧时R值为负，如图所示。

5）程序段中同时给出I、K和R值，以R值优先，I、K无效。

6）G02、G03用半径指定圆心位置时，不能描述整圆，如果需要用指令描述整圆时，只能使用分矢量编程，同时终点坐标可以省略不写，如“G02（G03）IK；”。

但在数控车床上，由于刀具结构的原因，一般不超过180。

7）F为圆弧切削时的圆弧切线方向进给速度。

（1）采用后置刀架加工时：

1）绝对值编程：

G02X50.0Z-20.0R25.0F0.3；2）增量值编程：

G02U20.0W-20.0I25.0F0.3；,

（2）采用前置刀架加工时：

1）绝对值编程：

G02X50.0Z-20.0R25.0F0.3；2）增量值编程：

G02U20.0W-20.0I25.0F0.3；,4.暂停指令编程G04,G04X（s）或G04P（ms）其中X、U、P为暂停时间：

P后面的数值为整数，单位为ms；X（U）后面为带小数点的数，单位为s。

例如，欲停留1.5s的时间，则程序段为：

G04X1.5或G04P1500。

1）该指令为非模态指令，仅在其规定的程序段中有效。

2）G04指令可使刀具作短暂的停留，以获得圆整而光滑的表面质量，常用于钻镗孔、车槽等加工时，刀具在很短时间内实现无进给光整加工。

3）G04指令除了用于切槽、钻镗孔外，还可以用于拐角轨迹的控制，如车台阶轴，以弥补跟随误差。

4）G04指令可以用于实现暂停，暂停结束后，继续执行下一段程序。

5.自动返回参考点指令G28,G28X（U）Z（W）；执行该指令时，刀具先快速移动到指令中X（U）、Z（W）所指的中间点坐标位置，然后自动回参考点。

到达参考点后，相应的坐标指示灯亮。

1）X、Z表示绝对编程时，中间点在工件坐标系中的坐标，U、W表示增量编程时，中间点相对于起点的位移量。

2）G28指令用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前用T0000方式取消刀具位置偏置及刀尖半径补偿。

3）在G28程序段中不仅产生坐标轴移动指令，而且记忆了中间点坐标值，以供G29使用。

4）电源接通后，在没有手动返回参考点的状态下，指定G28时，从中间点自动返回参考点，与手动返回参考点相同。

这时从中间点到参考点的方向就是机床参数“回参考点方向”设定的方向。

5）G28指令仅在其被规定的程序段中有效。

6.自动从参考点返回指令G29,G29X（U）Z（W）；执行该指令后，各轴由中间点移动到指令中所指定的位置处定位。

其中X（U）、Z（W）为返回目标点的绝对坐标或相对于G28中间点的增量坐标值。

1）G29指令通常紧跟在G28指令之后。

2）G29指令仅在其被规定的程序段中有效。

O2005G28X80.0Z200.0；T0202；G29X40.0Z250.0；,7.常用M功能,%O0001;T0101;G00X100Z100;M0S800;G00X52Z2;G01X10F0.2;G01Z0;G03X30Z-10R10;G01Z-20;X40;X45W-20;X48;X50W-1;G00X52;X100Z100;M05;M30;,六、数控车床基本指令编程举例,例1,选择内孔为25，外形尺寸为50100的毛坯棒料；选择内孔车刀作为孔加工刀具,例2,建立工件系（对刀方式）装夹毛坯在工件内表面试切一刀；保持刀具位置不变测量刀具所在位置X、Z方向坐标尺寸（注意Z坐标带符号）；进行形状补正设定，通过“测量”方式输入测量参数；工件坐标系由此建立。

O0002T0101;M03S600;G00X24.0Z2.0;G01X30F0.15;Z-20.0;G02X26.0W-2.0R2.0;G01Z-40.0;X24.0;G00Z100.0;X100.0;M05;M30;,