数控机床编程技术.ppt

1,1-1 数控系统及数控机床的基本概念,第1章 绪 论,一、定义,1.数字控制(数控NC)(Numerical Control),它是指用数字化信号对机床运动及其加工过程中进行控制的一种方法。,数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。我国制造业数控化率年增长率达6%，据预测到2020年，制造业数控化率将达到60%。,2,2.数控系统（NC Control System）,数控设备的数据处理和控制电路以及伺服机构等统称数控控制系统。它由程序输入、输出设备、计算机数字控制装置、可编程控制器、主轴进给及驱动装置等组成。,数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的高效自动化机床。它综合了综合了计算机、自动控制、精密测量、机床的机构设计与制造等方面的最新成果。,3.数控机床（NC Machine Tools）,3,二、数控加工的原理,4,三、数控加工技术的特点,1.适应性强。,2.生产效率和加工精度高、加工质量稳定。,3.能完成复杂型面的加工。,5.数控机床具有故障诊断的能力，监控功能强，有利于生产管理的现代化。,4.工序集中，一机多用。,3.需要高度熟练和经过适当培训的零件编程员。,缺点：,1.造价相对较高。,2.测试和维修比较复杂，需要专门的技术人才。,5,1.2 数控技术的发展趋势 1高精度化 从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国的发展方向。其加工精度已从微米级发展到亚微米级，乃至纳米级。,2高速化 机床向高速化发展，可以充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅提高加工效率、降低加工成本，而且还可以提高零件的表面加工质量和精度。,6,3高柔性化 柔性自动化技术是制造业适应市场动态需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势。,4高自动化 高自动化是指在全部加工过程中尽量减少人的介入而自动完成任务，它包括物料流和信息流的自动化。,5智能化 数控系统的智能化主要体现在以下几个方面：（1）应用自适应控制技术,7,（2）自动编程技术（3）具有故障自动诊断功能（4）应用模式识别技术,6开放式体系结构,为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的是体系结构的开放性，如设计生产开放式的数控系统。,7基于网络的数控系统 网络的任务主要是进行通讯，共享信息。数控机床作为车间的基本设备。,8,8 提高数控系统的可靠性 可靠性是数控机床用户最为关注的问题，提高可靠性通常可采取下列一些措施：（1）提高线路的集成度 采用大规模集成电路、专用芯片及混合式集成电路，以减少元器件数量，精简外部连线和降低功耗。（2）建立由设计、试制到生产的完整质量保证体系 例如采取防电源干扰，输入、输出隔离；使数控系统模块化、通用化及标准化，以便组织批量生产和维修；在安装制造时注意严格筛选元器件；对系统可靠性进行全面检查考核等。,9,（3）增强故障自诊断功能和保护功能。由于元器件失效、编程及人为操作失误等原因，数控系统完全可能出现故障。数控系统一般具有故障预报和自恢复功能。,9 复合化,复合化包括工序复合化和功能复合化。复合加工机床的含义是在一台机床上实现或尽可能从毛胚至成品的全部加工。复合数控机床可以减少在不同数控机床间进行工序的转换而引起的待工以及多次上下料等时间。,10,数控机床编程技术编者：逯晓勤等机械工业出版社,11,第2章 数控编程基础,2.1 程序编制的基础,一、程序编制的基本概念,从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程，称为程序编制。,程序编制分为手工和自动编程两种。,手工编程的步骤：,12,13,二、数控加工工艺基础,（一）数控加工工序的划分,工序的划分原则：先面后孔的原则；刀具集中的原则；粗、精分开的原则；按部位分序的原则。,（二）对刀点与换刀点,对刀点：刀具相对于工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。,14,15,换刀点：一把刀具用完后，为防止刀具与工件相碰，刀具要先到工件之外，再进行换刀这个位置就叫换刀点。,对刀点的选择原则：,对刀点应便于数学处理和程序编制；,对刀点在机床上容易校准；,在加工过程中便于检查；,引起的加工误差小。,对刀点可以设置在零件、夹具上面或机床上面。,换刀点应根据工序内容的安排。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点往往设在零件的外面。,（三）走刀路线的选择,走刀路线是指数控加工过程中刀位点相对于被加工工件的运动轨迹。,16,走刀路线的选择原则：,保证零件的加工精度和表面租糙度；,方便数值计算，减少编程工作量；,缩短走刀路线，减少空行程。,17,（四）刀具的选择、切削用量的确定,加工刀具的选择，应尽可能选用硬质合金刀具或性能更好的更耐磨的带涂层的刀具。铣平面轮廓用平头立铣刀，铣空间轮廓时选球头立铣刀。,切削用量的选择，数控机械加工的切削深度、切削速度和进给量的确定原则与普通机械加工相似，也可根据实际经验或查问有关手册。数控机床的使用说明书上一般都会给出切削参数的推荐值。,选择刀具时要规定刀具的结构尺寸，供刀具组装预调使用；还要保证有可调用的刀具文件；对选定的新刀具应建立刀具文件供编程用。,18,（五）数控机床的选择,1.平面孔系零件的加工,这类零件或孔数较多，或孔位置精度要求较高，宜用点位直线控制的数控钻床与镗床加工。,2.旋转体类零件的加工,此类零件多选用数控车床或数控磨床加工。,3.平面轮廓的加工,此类零件的轮廓多由直线和圆弧组成，一般选两坐标联动的数控铣床加工。,19,（六）程编中的误差控制,误差源：,逼近误差；,4.立体轮廓表面的加工,一般选用具有三轴或三轴以上联动功能的数控铣床加工此类零件。,插补误差；,圆整误差；程编中的误差应控制在总误差的10%20%之内。,20,三、数控编程系统,数控编程可分为机内编程和机外编程。机内编程指利用数控机床本身提供的交互功能进行编程，机外编程则是脱离数控机床本身在其他设备上进行编程。,四、利用CAM系统进行自动编程的基本步骤,1 加工工艺确定,（1）校准加工零件的尺寸、公差和精度要求；,（2）确定装卡位置；,（3）选择刀具；,（4）确定加工路线；,21,（5）选定工艺参数。,2加工模型建立,利用CAM系统提供的图形生成和编辑功能将零件的被加工部位绘制在计算机屏幕上，作为计算机自动生成刀具轨迹的依据。,3刀具轨迹生成,建立了加工模型后，即可利用CAM系统提供的多种形式的刀具轨迹生成功能进行数控编程。,4后置代码生成,后置处理的目的是形成数控指令文件，利用CAM系统提供的后置处理器可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。,5加工代码输出,22,2.2 数控加工的编程基础,程序字按其功能的不同可分为：顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字、刀具功能字和辅助功能字7种类型。,一、编制数控程序常用的指令代码,（一）准备功能代码（G代码）,准备功能代码用于指定一些动作或选择一种操作方式，它使用G字编程。G字可接3位整数，也可以带一位小数。,1与坐标设定有关的指令,模态代码是指某些G代码在一个程序段被指定后，直到以后程序段出现同组的另一个代码时才失效的G代码。,非模态代码是指只有书写了该代码时才有效的代码。,23,表2-1与坐标设定有关的指令,24,2与坐标轴移动有关的指令,表2-2与坐标轴移动有关的指令,25,3刀具补偿指令,表2-3与刀具补偿有关的指令,26,4与指令确定的数值有关的指令,表2-4与指令确定的数值有关的指令,27,5可简化编程的指令,表2-5 可简化编程的指令,28,6宏指令,G100120各代码可供建立用户指令，以简化程序编制。,7其他功能G代码,表2-6 其他功能G代码,29,（1）快速直线插补(G0),G0快速直线插补控制机床各轴以最大速率从现在位置移动到指令位置。G0是模态代码。,其编程格式为：G0 X Y Z。,30,（2）直线插补(G1),直线插补G1程序段控制各轴以指定的进给速率沿直线方向从现在位置移动到指令位置。G1是模态代码,其编程格式为：G1 X Y Z F(进给速率)。,31,（3）顺圆弧插补（G2）,圆弧插补G2程序段可以使机床从现在位置沿圆顺时针弧轨迹运动到指令位置，进给速率沿圆弧的切线方向，大小等于编程的进给率F。G2表示刀具沿顺圆运动(CW)。,32,（4）逆圆弧插补（G3）,圆弧插补G3程序段可以使机床从现在位置沿逆时针圆弧轨迹运动到指令位置，进给速率沿圆弧的切线方向，大小等于编程的进给率F。G3表示刀具沿逆圆运动(CCW)。,33,圆弧插补可以用两种方式编程：,编程G2或G3及I、J、K字定义圆弧中心点，称为中心编程，当圆弧的中心是关键尺寸时，选用该编程方法；,其编程格式为：G2 X Y Z I J K F(进给速率)。,34,半径编程 当圆弧的半径R或终点坐标为关键尺寸时，选用该编程方法。,其编程格式为：G2 X Y Z R F(进给速率)。,当圆心角180时，R以正值表示；当圆心角180时，R以负值表示。但整圆不能用此编程方法。,35,（二）辅助功能代码（M代码）,辅助功能代码（M代码）用于指令控制功能和机床功能，多与程序执行和机械控制有关。,1M00 程序停止。执行M00后程序停止，可按机床上的起动按钮使机床重新起动，继续执行以后的程序。,2M01 可选择的程序停止。当按下机床操作面板上的“选择开机”按钮时，执行M0l以后程序停止，重新起动则继续执行下段。,3M02和M30 程序结束。,36,4M03、M04和M05 主轴正转、反转和停转。,5M06 换刀。,6M15、M16 第四旋转轴正转、反转。,7Ml9 主轴定位。执行M19后可使主轴正转后停在规定的角度上。,8M118 主轴定位(反转)。执行M118后可使主轴反向旋转后停在规定的角度上。,9M119 主轴定位(以较短的路径转)。,10M52、M 53和M54 与G指令固定循环配合使用。,11M132、M133 决定机床上的“单段执行”开关(程序逐段执行)有效、无效。,12M134、M135 决定机床上的“主轴转速倍率”开关有效、无效。,37,13M136、M137 决定机床上的“进给速度倍率”开关有效、无效。,14Ml38、M139 决定机床上的“空运转”开关有效、无效。,l5M140、M14l 决定机床上的“进给保持”开关有效、无效。,16M201M210 与G100G120各代码一样可供建立用户宏指令，以简化程序的编制。,（三）F、S、T指令都是续效代码,（1）F指令为进给速度指令，该表示方法有：,a代码法：F后跟两位数，这两位数字表示该进给速度的序号。,38,b直接指定法：F后所跟的数字就是实际进给速度。如F50表示进给速度为50mm/min。,（2）S指令主轴转速指令，也有两种表示方法：,a代码法：S后跟两位数，表示主轴转速的序号。,b直接指定法：S后所跟的数字就是实际主轴转速。如S1000表示主轴转速为1000r/min。,（3）T指令刀号指令，T后跟两位数字，这两位数字表示刀具的编号。,二、数控加工程序的结构,1程序的组成,一个完整的零件加工程序由程序段组成；一个程序段 由若干个代码字组成；每个代码字由字符（字母、数字、符号）组成。,39,N01 G91 G00 X50 Y60N02 G01 X1000 Y5000 F150 S300 T12 M03N10 G00 X-50 Y-60 N11 M02,每个程序段以序号“N”开头，M02=END作为整个程序的结束。,2程序段格式,（1）地址符可编程序段格式,这种格式称字-地址程序格式，其特点是程序简单，可读性强，易于检查，因此，现代数控机床广泛采用这种格式。,40,（2）分隔符固定顺序程序段格式,该种格式是用分隔符“HT”代替地址符，而且预先规定了所有可能出现的代码的固定排列顺序，根据分隔符出现的顺序，就可判断其功能。由于该格式不直观，编程不便，现在已很少使用。,3主程序和子程序,（1）子程序：将重复出现的程序串单独抽出来，按一定的格式写成子程序，供主程序调用。,（2）子程序的格式：除有子程序名或子程序开头代码字外，还要有子程序结束代码字。其余部分与主程序相同。,（3）主程序：程序中字子程序以外的部分便称为主程序。,41,1.定义,机床坐标系是指用于确定机床的运动方向和移动距离的坐标系。,三、机床坐标系,标准的数控机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。,42,+X、+Y、+Z 表示工件的正移动方向。,43,2.各坐标轴的确定,（1）Z轴的确定,Z轴是传递切削力的主轴所规定的主轴轴向。对于铣床、镗床、钻床等是带动刀具旋转的轴；对于车床、磨床等是带动工件旋转的轴。其方向是平行于主轴轴线，远离工件方向为正方向。,（2）X轴的确定,X轴一般是水平的，平行于工件的装夹平面。它平行于主要的切削方向，且以此方向为主方向。,1）对于工件旋转的机床（如车床、磨床等），X坐标是工件的径向且平行于横向拖板，刀具远离回转中心是正向；,44,图2-11 卧式数控车床,45,当Z轴水平时，沿刀具主轴向工件看，X轴的正方向指向右边。,图-12 卧式升降台铣床,2）对于刀具旋转的机床（如铣、钻、镗床）,46,a对于单立柱机床，X 轴的正方向指向右边。,当Z轴为铅垂方向（立式主轴）时,47,图2-15 龙门式轮廓铣床,b对于双立柱机床（如龙门机床），当站在操作台一侧从主轴向左侧立柱看时，X轴的正方向指向右边。,48,（3）Y轴的确定,Y轴的运动方向则根据X轴和Z轴按右手法则确定。,（4）转动方向的确定,围绕X、Y、Z轴的转动分别用A、B、C表示，它们的正方向为右旋螺纹前进的方向。,3机床原点,机床原点是指机床坐标系的原点，即X=0,Y=0,Z=0的点，一般在机床上是固定的。,49,四、工件坐标系和工件原点,工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件图纸上的某一固定点位原点（也称工件原点）所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。工件坐标系的各坐标轴与机床坐标系相应的坐标轴平行。,工件原点选择的原则：,（1）工件原点选在工件图样的尺寸基础上。,（2）能使工件方便地装卡、测量和检验。,（3）工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度较细的工件表面上。,（4）对于有对称形状的几何零件，工件零件最好选在对称中心上。,50,51,五、绝对坐标系与相对坐标系,1绝对坐标系,所有的坐标值均从同一固定坐标点计量的坐标系。,2相对坐标系,运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系（或增量坐标系）。,52,绝对：XA=12,YA=15,XB=30,YB=35，XC=38,YB=39,相对：XA=0,YA=0,XB=18,YB=20，XC=8,YC=4,53,第3章 数控车床编程,3.1 数控车床编程基础,一、数控车床编程特点,1.在一个程序段中，可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程。,2.用绝对坐标编程时，坐标值X取工件的直径；增量坐标编程时，用径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。,3.为提高工件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量取Z向的一半。,4.由于车削加工的余量较大，因此，为简化编程数控装置常具备不同形式的固定循环。,54,5.编程时，常认为刀尖是一个点，而实际中刀尖为一个半径不大的圆弧，因此需要对刀具半径进行补偿。,二、编程规则,1绝对编程与增量编程,(1)绝对编程,绝对值编程是根据预先设定的编程原点计算出绝对值坐标尺寸进行编程的一种方法。即采用绝对值编程时，首先要指出编程原点的位置，并用地址X，Z进行编程(X为直径值)。,55,增量值编程是根据与前一个位置的坐标值增量来表示位置的一种编程方法。即程序中的终点坐标是相对于起点坐标而言的。,(2)增量值编程,(3)混合编程,绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法叫混合编程。编程时也必须先设定编程原点。,采用增量编程时，用地址U，W代替X，Z进行编程。U，W的正负方向由行程方向确定，行程方向与机床坐标方向相同时为正；反之位负。,56,2直径编程与半径编程,当用直径值编程时，称为直径编程法。车床出厂时设定为直径编程，所以，在编制与X轴有关的各项尺寸时，一定要用直径值编程。,三、坐标系统,数控车床是以机床主轴轴线方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴位于与工件安装面相平行的水平面内，垂直于工件旋转轴线的方向，且刀具远离主轴轴线的方向为X轴的正方向。,用半径值编程时，称为半径编程法。如需用半径编程，则要改变系统中相关的参数。,1.机床坐标系,57,2.工件坐标系,一般将工件坐标系的Z轴设成与机床主轴中心线重合，X轴设在工件的左端面或右端面。,3.工件坐标系设定,G50 Xd ZL,该FANUC-6T指令设定刀尖与工件原点的位置关系。,58,四、对刀问题,对刀就是确定刀尖在工件坐标系中的位置。常用的对刀方法为试切法。,根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。,59,五、有关编程代码说明,（一）G功能,1.绝对坐标G90 它是加工程序的第一条指令，以便后面给出起刀点。,3.起刀点和换刀点设置 以绝对坐标方式给出换刀时刀尖的位置。,2.相对坐标G91 螺纹加工、循环加工、子程序调用须用相对坐标编程。,对于CK0630型数控车床，其控制系统为FANUC OET-A 指令为：G92 X Z,对于FANUC-6T控制系统其指令为：G50 X Z,60,4.快速点位运动G00XZ,绝对坐标编程为：G00 X40.0 Z6.0,相对坐标编程为：G00 U-40.0 W-84.0,61,5.直线插补G01XZF,绝对坐标编程为：G01 X40.0 Z-80.0 F0.4,相对坐标编程为：G01 U0.0 W-80.0 F0.4,62,6.圆弧插补指令G2、G3,1）用圆弧半径R指定圆心位置编程,G2(或G3)X Z R F(绝对)；G2(或G3)U W R F(相对)。,2）用I,K指定圆心位置的编程,G2(或G3)X Z I K F(绝对);G2(或G3)U W I K F(相对)。,X,Z是圆弧终点的坐标值；,I,K是圆心相对于圆弧起点的坐标值；,U,W是终点相对始点的坐标值；,R是圆弧的半径值。,63,A.绝对坐标编程,(1)顺圆插补 G02,半径法：G02 X60.0 Z-23.0 R23 F30,圆心法：G02 X60.0 Z-23.0 I23 K0 F30,B.相对坐标编程,半径法：G02 U46.0 W-23.0 R23 F30,圆心法：G02 U46.0 W-23.0 I23 K0 F30,64,(2)逆圆插补 G03,A.绝对坐标编程,半径法：G03 X60.0 Z-30.0 R30 F30,圆心法：G03 X60.0 Z-30.0 I0 K-30 F30,B.相对坐标编程,半径法：G03 U60.0 W-30.0 R30 F30,圆心法：G03 U60.0 W-30.0 I0 K-30 F30,65,7.进给暂停G04P P后为时间值，表示延迟时间，单位为毫秒。主要用于车削环槽、不通孔和自动加工螺纹等场合。,G04 P1000,66,8.回参考点检验(G27),G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点。,9.沿X方向返回程序起点（或对刀点）径向位置G28,67,9.沿Z方向返回程序起点(或对刀点)Z向位置 G29,68,10.螺纹切削G33D IX L PQ D螺纹段外径；I 螺纹段内径；X 每次径向切深(直径值)；L 螺纹有效段总长，正为左旋，负为右旋；P 螺纹导程；Q 锥螺纹的大小头半径之差。注意：1在进入螺纹加工之前必须是相对坐标；2 必须设置2mm升速进刀段与2mm 的降速退刀段。,69,例1 如图3-10所示的圆柱螺纹，螺纹导程为1.5mm。,11.整数导程螺纹切削(G32)G32 X(U)Z(W)F或E,G00 Z104.0 X29.3 ap1=0.35G32 Z56.0 F1.5G00 X40.0 Z104.0 X28.9 ap2=0.2G32 Z56.0G00 X40.0 Z104.0 X28.5 ap2=0.2.,70,例2 如图3-11所示的圆锥螺纹，螺纹导程为3.5mm，1=2mm，2=1mm，每次背刀量为1mm。,G00 X12.0G32 X41.0 W-43.0 F3.5G00 X50.0 W43.0 X10.0G32 X39.0 W-43.0 W43.0,71,12.螺纹切削循环(G92)G92 X(U)Z(W)I F或E,X,Y为螺纹终点坐标值，U,W为螺纹终点相对循环起点的坐标分量，I为锥螺纹始点与终点的半径差。,G50 X270.0 Z260.0 坐标设定M03 S300 主轴正转,300r/minG00 X35.0 Z104.0 G92 X29.2 Z56.0 F1.5 切削循环1 X28.6 切削循环2 X28.2 切削循环3 X28.04 切削循环4G00 X270.0 Z260.0 M05 回起刀点，主轴停M02 程序结束,例3 车如3-12所示的圆柱螺纹。,72,例4 车如3-13所示的圆锥柱螺纹。,G50 X270.0 Z260.0G97 S300M03T0101G00 X80.0 Z62.0G92 X49.6 Z12.0 I-5.0 F2.0 X48.7 X48.1 X47.5 X47.1G00 X270.0 Z260.0 T0000 M05M02,73,13.G36 A 子程序调用 A为子程序号，199。须以增量方式进入。,14.G37 A 子程序开始 A为子程序号，199。,G38 子程序结束,子程序格式：G37 A子程序体G38,说明：1）子程序中不得有循环体；2）子程序必须在M02以后建立；3）G38必须位于子程序的最后。,74,例5 编制如图3-14所示零件的数控程序，已知毛坯32mm，长度77mm。,N1 G90 T01N2 G92 X60.Z50.M03 S1000,75,N3 G00 X34.Z0N4 G01 X0 F110 车端面N5 G00 Z2.N6 X30.N7 G01 Z-55.F110 车外圆,76,N8 G28N9 G29 M06 T02 换切槽刀,77,N10 G00 X32.Z-12.以左刀尖对刀N11 G91 G36 A1 调用子程序A1车右端两个槽,N19 G37 A1 子程序N20 G01 U-12.F80 以增量方式径向车槽N21 G04 P1000 槽刀径向移动暂停以使车削面光华N22 G00 U12.径向快速退刀N23 W-8.轴向快速移至下一个槽的进刀点N24 G01 U-12.F80 径向车槽N25 G04 P1000 径向暂停N26 G00 U12.径向快退N27 G38 子程序结束,78,N12 G90 G00 X32.Z-32.以左刀尖对刀N13 G91 G36 A1 调用子程序A1车左端两个槽,N19 G37 A1 子程序N20 G01 U-12.F80 以增量方式径向车槽N21 G04 P1000 槽刀径向移动暂停以使车削面光华N22 G00 U12.径向快速退刀N23 W-8.轴向快速移至下一个槽的进刀点N24 G01 U-12.F80 径向车槽N25 G04 P1000 径向暂停N26 G00 U12.径向快退N27 G38 子程序结束,79,N14 G90 G00 Z-52.快速移至割断的进刀处N15 G01 X-0.5 F80 割断工件N16 G28N17 G29 M05 回换刀位，主轴停N18 M02,80,17.G81 P 循环加工开始 P为循环次数，最多为99次。须以增量方式进入。,18.G80 循环加工结束 循环体必须建立在G81和G80之间,16.设定刀尖的起始位置，FANUC OTE-A 为G92；FANUC 6T为G50,81,图3-15所示，工件毛坯直径为d，加工目标直径为D，每次切深为S，则单边径向加工余量T=|d-D|/2，循环次数P=T/S，若车削长度为L，则循环程序为:,G00 X(d+2s)ZB 循环起始位置BG91 G81 P(T/S)增量式进入循环G00 U-4S 径向进刀B至CG01 W-L F 轴向切削C至D U2S 径向退刀D至EG00 WL 轴向退刀E至FG80 循环程序结束,82,例6 如图3-16所示，用循环方式编制一个粗车外圆的加工程序（每次切深2mm）。,解：T=(40-20)/2=10mm S=2mm，则：P=T/S=10/2=5,N1 T11N2 G90 G92 X60.0 Z100.0N3 S600 M03N4 G00 X44.0 Z2.0N5 G91 G81 P5N6 G00 U-8.0N7 G01 W-32.0 F100N8 U4.0N9 G00 W32,N10 G80N11 G90 M05N12 G00 X60.0 Z100.0N13 M02,83,梯形组合循环：,图3-16所示，工件毛坯直径为d，径向单边综余量为T，每次切深为S，切削长度分别为L1、L2，循环次数P=T/S，则循环程序为:,G00 X(d+2T)ZB 循环起始位置BG91 G81 P(T/S)增量式进入循环G00 U-(2T+2S)径向进刀B至CG01 W-L1 F 轴向切削C至DG01 U(2T)W-L2 F 径向退刀D至EG00 W(L1+L2)轴向退刀E至FG80 循环程序结束,84,例6 编制如图3-18所示零件的加工程序，每次切深2mm。,解：T=(60-40)/2=10mm P=T/S=10/2=5,N1 G90 T31N2 G92 X90.Z20.设刀尖起始位置N3 M03 S800 N4 G00 X80.Z2.快进至循环起点N5 G91 G81 P5 增量进入循环N6 G00 U-24.径向进刀N7 G01 W-47.F100 车柱面N8 U20.W-40.车锥面N9 G00 W87.快速轴向退刀N10 G80 循环结束N11 G90 M05N12 G00 X90.Z20.快速退刀至起始位N13 M02,85,（二）M指令,程序暂停M00,程序结束M02,主轴正转M03S,主轴反转M04S,主轴停止M05,换刀M06T,20.G98 表示每分进给量,21.G99 表示每转进给量,18.G96 主轴恒速度控制指令19.G97 恒速度控制取消指令,86,3.2 数控车削的编程实例,87,1根据图纸的要求确定工艺路线。,(1)先从右至左切削外轮廓面。,其路线为：倒角切削螺纹的实际外圆切削锥度部分车削62mm外圆车端面倒角车80mm外圆切削圆弧部分车削80mm外圆。,88,(3)车M48 1.5的螺纹。,(2)切3mm 45mm的槽。,2选择刀具并绘制刀具布置图,根据加工要求需选用三把刀具，如图3-19(b)所示。T01号外圆车刀，T02号切槽刀，T03号螺纹车刀。,89,3.编制的程序,N01 G50 X200.0 Z350.0 T01,N02 S630 M03,N03 G00 X44.8 Z292.0 M08,90,N04 G01 X47.8 Z289.0 F20N05 Z227.0 N06 X50.0,91,N07 X62.0 W-60.0 N08 Z155.0 N09 X78.0,92,N10 X80.0 W-1.0 N11 W-19.0,93,N12 G02 W-60.0 R70 N13 G01 Z65.0 N14 X90.0,94,N15 G00 X200.0 Z350.0 M09,N16 M06 T02,N17 S315 M03,95,96,N21 G00 X51.0 N22 X200.0 Z350.0 M09,N23 M06 T03,97,N24 S200 M03,N25 G00 X62.0 Z292.0 M08,98,N26 G92 X47.54 Z228.5 F1.5 X46.94 X46.38,99,N27 G00 X200.0 Z350.0 M09,N28 M05,N29 M30,100,例2 编制图3-20所示零件的数控程序，双点画线为2570的坯料，粗车每次切深约1mm，精车余量为0.5。,101,N1 G90 T01N2 G92 X200.Z100.建立工件坐标系N3 S1000 M03主轴正转1000r/minN4 G00 X27.Z0车端面进刀点N5 G01 X-0.5 F80N6 G00 Z2.X23.第一次粗车进刀点N7 G01 Z-44.5 F100 X25.N8 G00 Z2.X21.第二次粗车进刀点,102,N9 G01 Z-44.5 F100 X23.N10 G00 Z2.X19.第三次粗车进刀点N11 G01 Z-30.5 F100 X21.N12 G00 Z2.X17.第四次粗车进刀点N13 G01 Z-30.5 F100 X19.N14 G00 Z2.X15.第五次粗车进刀点,103,N15 G01 Z-10.F100 X17.N16 G00 Z2.X13.第六次粗车进刀点N17 G01 Z-10.F100 X15.N18 G00 Z2.X9.第七次粗车进刀点N19 G01 X13.Z-5.F80N20 G00 Z2.X0.精车进刀点N21 G01 Z0 F70,104,N22 G03 X12.Z-6.I0 K-6.车头部圆弧N23 G01 Z-10.F80 车12柱面 X14.X16.Z-25.车锥面 Z-31 X18 X20.Z-32.车C1倒角 Z-45.X23.X24.Z-45.5 车C0.5倒角 Z-55.车24柱面,105,N24 G00 X100.Z200.快退至换刀点N25 M06 T02 换切槽刀T02,106,N26 G00 X25.Z-45.快进至切槽进刀点N27 G01 X16.F60 切槽N28 G04 P1000 切槽暂停1秒N29 G01 X25.F150 径向进刀N30 G00 Z-54.切断进刀点N31 G01 X-0.5 F60 切断N32 G00 X200.Z100.M05 快速退至起始位置N33 M02,107,第4章 数控铣床编程,4.1 概述,图4-1 数控立式铣床,一、数控铣床简介,1.数控立式铣床,108,2.数控卧式铣床,图4-2 卧式数控铣床,109,3.数控龙门铣床,图4-3 龙门数控铣床,110,二、数控铣削的特点,1.平面轮廓加工,需要两轴联动的数控铣床。,图4-4 平面轮廓加工,111,2.挖槽加工,需要两轴联动的数控铣床。,图4-5 挖槽加工,112,3.空间曲面类零件加工,需用三轴联动的数控铣床和球头铣刀。,图4-6 空间曲面零件加工,113,4.孔系加工,图4-7 孔系加工,114,4.2 数控铣床常用指令,一、快速定位和直线进给,1.快速定位,G00 X Y Z,2.直线进给运动,G01 X Y Z F,例1 编制加工右图所示的轮廓加工程序，工件的厚度为5mm。设起刀具点相对工件的坐标为(-10,-10,300)。,115,N01 G90 G92 X-10 Y-10 Z300设定起刀点的位置,N02 G00 X8 Y8 Z2快速移动至A点的上方,N03 S1000 M03起动主轴,N04 G01 Z-6 F50下刀至切削厚度,N05 G17 X40铣AB段,116,N06 X32 Y28铣BC段,N07 X16铣CD段,N08 X8 Y8铣DA段,N09 G00 Z20 M05抬刀且主轴停,N010 X-10 Y-10 Z300返回起刀点,N011 M02 程序结束,117,二、圆弧进给,1.平面定义指令,G17 指令XY平面；G02或G03 X Y I J(或R)FG18 指令ZX平面；G02或G03 X Z I K(或R)FG19 指令YZ平面；G02或G03 Y Z J K(或R)F。,I,J,K为圆心坐标，圆弧半径R。,例2 编制图4-8圆弧加工的程序。,绝对坐标编程：G90 G03 X25 Y40 I-20 J0 F50或G90 G03 X25 Y40 R20 F50,相对坐标编程：G91 G03 X-20 Y20 I-20 J0 F50或G91 G03 X-20 Y20 R20 F50,118,例3 用数控铣床加工图4-9所示的轮廓ABCDEA。分别用绝对坐标和相对坐标方式编写加工程序。,119,1.绝对坐标程序 G92 X-10 Y-10N01 G90 G17 G00 X10 Y10N02 G01 X30 F100N03 G03 X40 Y20 I0 J10N04 G02 X30 Y30 I0 J10N05 G01 X10 Y20N06 Y10N07 G00 X-10 Y-10 N08 M02,G92 X-10 Y-10：设定机床坐标系与工件编程坐标系的关系，给出机床坐标原点O机相对编程原点O工的坐标值。,120,N01 G90 G17 G00 X10 Y10,G90绝对坐标指令，G17 XY平面内的加工指令，G00快速定位指定，X10 Y10 指A点在工件坐标系内的坐标值。,该段程序的含义是指令刀具相对于工件由起刀点O机快速移动到A点。,121,N02 G01 X30 F100,G01直线插补指令，F100进给速度为100mm/min,该程序段的含义是以直线插补和进给速度100mm/min的方式从点A向点B加工直线AB段。,122,N03 G03 X40 Y20 I0 J10,G03逆时针圆弧插补指令；X40 Y20圆弧的终点相对于工件坐标原点的坐标值；I0 J10 为圆弧的圆心相对于的起点坐标。,该段程序的含义是以逆时针圆弧插补的方式从点B到点C加工BC圆弧段。,123,N04 G02 X30 Y30 I0 J10,G02顺时针圆弧插补指令；X30 Y30圆弧的终点相对于工件坐标原点的坐标值；I0 J10 为圆弧的圆心相对于起点的坐标。,该段程序的含义是以顺时针圆弧插补的方式从点C到点D加工CD圆弧段。,124,N05 G01 X10 Y20,该程序段的含义是以直线插补的方式从点D向点E加工直线DE段。,125,N06 Y10,该程序段的含义是以直线插补的方式从点E向点A加工直线EA段。,126,N07 G00 X-10 Y-10,G00快速定位指定，X-10 Y-10 指O机点在工件坐标系内的坐标值,N08 M02,127,2.相对坐标程序N01 G91 G17 G00 X20 Y20N02 G01 X20 F100N03 G03 X10 Y10 I0 J10N04 G02 X-10 Y10 I0 J10N05 G01 X-20 Y-10 N06 Y-10N07 G00 X-20 Y-20 N08 M02,128,三、刀具半径补偿指令,数控程序时刀具的中心轨迹按零件轮廓编制的，加工时，刀具中心轨迹相对于零件轮廓让开一个刀具半径的距离，即所谓的刀具偏置或刀具半径补偿。,具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点：1）在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按零件轮廓编程，只要在实际加工时把刀具半径输入刀具半径补偿地址中即可。2）刀具磨损后可以通过补偿弥补。3）可以使粗加工的程序简化。,1.基本概念,129,2.指令,G40是取消刀具半径补偿功能。G41是刀具半径左补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。,130,G42是刀具半径右补偿指令。即沿着刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧。,131,刀补指令的程序段格式：1）G00G01 G41G42 D X Y F 2）G00G01 G40 X Y,1）中的D为刀具半径补偿地址，地址中存放的是刀具半径的补偿量；X Y为由非刀补状态进入刀具半径补偿状态的起始位置。2）中的X Y为由刀补状态过渡到非刀补状态的终点位置，这里的X Y即为刀具中心的位置。,1）只能在G00或G01指令下建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径补偿状态。,注意：,132,2）在建立刀补时，必须有连续两段的平面位移指令。这是因为，在建立刀补时，控制系统要连续读入两段平面位移指令，才能正确计算出进入刀补状态时刀具中心