《数控编程技术》(湖北职业技术学院).ppt

数控编程技术,第一章,第1章数控技术概论,引言数控技术的发展 数控机床的工作原理及基本组成 数控机床的分类 数控机床的特点和应用范围 典型数控系统简介,21世纪机械制造业的竟争，其实质是数控技术的竟争。,引言,覆盖领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术,第1章数控技术概论,1.1数控技术的发展,1.1.1数控机床的出现,第1章数控技术概论,1.1.2 数控技术发展的几个主要阶段,1.1.3我国数控技术发展概况,1.1.4 数控技术发展趋势,1.2数控机床的工作原理及基本组成,1.2.1数控机床的工作原理,第1章数控技术概论,1.2.2 数控机床的组成,1.3数控机床的分类,1.3.1按加工方式分类,第1章数控技术概论,1.切削机床类。如数控车床、铣床、镗床、钻床和加工中心等。2.成型机床类。如数控冲压机、弯管机、折弯机等。3.特种加工机床类。如数控电火花、线切割、激光加工机床等。4.其它机床类。如数控等离子切割、火焰切割、点焊机、三坐标测量机等。,1.3数控机床的分类,1.3.2 按控制系统功能分类,第1章数控技术概论,1.点位控制数控机床,2.点位直线控制数控机床,1.3数控机床的分类,1.3.2 按控制系统功能分类,第1章数控技术概论,3.轮廓控制数控机床,1.3数控机床的分类,1.3.3按伺服控制方式分类,第1章数控技术概论,1.开环控制数控机床,1.3数控机床的分类,1.3.3按伺服控制方式分类,第1章数控技术概论,2.闭环控制数控机床,1.3数控机床的分类,1.3.3按伺服控制方式分类,第1章数控技术概论,3.半闭环控制数控机床,1.3数控机床的分类,1.3.4按数控系统的功能水平分类,第1章数控技术概论,1.4数控机床的特点和应用范围,1.4.1数控机床的加工特点,第1章数控技术概论,1.可以加工有复杂型面的工件,2.加工精度高，产品质量稳定,3.自动化程度高，劳动强度低,4.生产效率高,5.良好的经济效益,6.有利于生产管理的现代化,1.4数控机床的特点和应用范围,1.4.2数控机床的使用特点,第1章数控技术概论,1.对操作维修人员的技术水平要求较高,2.对夹具和刀具的要求较高,1.最适合于数控加工的零件,2.比较适合数控加工的零件,3.不适合于数控加工的零件,1.4.3数控机床的应用范围,1.5典型数控系统简介,1.5.1FANUC公司的主要数控系统,第1章数控技术概论,1高可靠性的power Mate 0系列,2普及型CNC0-D系列,4高性/价比的0i系列,5具有网络功能CNC16i/18i/21i系列,6.个性化CNC16/18/160/180系列,3全功能型的0-C系列,1.5典型数控系统简介,1.5.2SIEMENS公司的主要数控系统,第1章数控技术概论,1SINUMERIK 802S/C,2SINUMERIK802D,4SINUMERIK 840D,3SINUMERIK 810D,1.5典型数控系统简介,1.5.3FAGOR公司的数控系统,第1章数控技术概论,1CNC8070,28055系列数控系统,48040/8055-i/8055TCO/MCO系列,58040/8055-i/8055TC/MC系列,68025/8035系列,38040/8055-i标准系列,1.5典型数控系统简介,1.5.4 华中数控系统,第1章数控技术概论,1.5.5 北京航天数控,本章小结,第2章数控加工编程基础,插补的基本知识数控机床坐标系 刀具补偿的概念 数控加工工艺分析 数控加工的程序格式及编程方式,插补的基本概念,2.1 插补的基本知识,第2章数控加工编程基础,常用的插补方法,2.2 数控机床坐标系,2.2.1 机床坐标系及运动方向,第2章数控加工编程基础,图2.2右手笛卡尔坐标系,2.2 数控机床坐标系,2.2.2 绝对坐标与增量坐标,第2章数控加工编程基础,所有坐标值均以机床或工件原点计量的坐标系称为绝对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为绝对坐标，也叫绝对尺寸，所用的编程指令称为绝对坐标指令。运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系称为增量坐标系，也叫相对坐标系。在这个坐标系中移动的尺寸称为增量坐标，也叫增量尺寸，所用的编程指令称为增量坐标指令,2.2 数控机床坐标系,2.2.3 机床原点与机床参考点,第2章数控加工编程基础,机床原点又称为机械原点，它是机床坐标的原点。该点是机床上的一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常不允许用户改变。机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参考的基准点。这个点不是一个硬件点，而是一个定义点。机床参考点是采用增量式测量的数控机床所特有的，机床原点是由机床参考点体现出来的。机床参考点是一个硬件点,2.2 数控机床坐标系,2.2.4 工件坐标系,第2章数控加工编程基础,工件坐标系的原点就是工件原点，也叫做工件零点。与机床坐标系不同，工件坐标系是人为设定的，选择工件坐标系的原点的一般原则是：1尽量选在工件图样的基准上，便于计算，减少错误，以利于编程。2尽量选在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上，以提高被加工件的加工精度。3要便于测量和检验。4对于对称的工件，最好选在工件的对称中心上。5对于一般零件，选在工件外轮廓的某一角上。6Z轴方向的原点，一般设在工件表面。,2.3 刀具补偿的概念,2.3.1 刀位点,第2章数控加工编程基础,刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点。,2.3.2 位置补偿,刀具位置补偿包括刀具半径和刀具长度补偿。,图2.8 加工内外轮廓表面的刀具半径补偿,2.4 数控加工工艺分析,2.4.1 加工方法的选择,第2章数控加工编程基础,1、数控车床的加工内容 2、立式数控铣镗床或立式加工中心的加工内容 3、卧式数控铣镗床或卧式加工中心的加工内容,2.4.2 加工工序的编排原则,1、按工序集中划分工序的原则2、按粗、精加工划分工序的原则 3、按刀具划分工序的原则 4、按加工部位划分工序的原则,2.4 数控加工工艺分析,2.4.3 工件的装夹,第2章数控加工编程基础,在决定零件的装夹方式时，应力求使设计基准、工艺基准和编程计算基准统一，同时还应力求装夹次数最少。,2.4.4 对刀点和换刀点位置的确定,选择对刀点的原则是：1、便于数学处理（基点和节点的计算）和使程序编制简单。2、在机床上容易找正。3、加工过程中便于测量检查。4、引起的加工误差小。,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章数控加工编程基础,确定加工路线的原则：1、应尽量缩短加工路线，减少空刀时间以提高加工效率。2、能够使数值计算简单，程序段数量少，简化程序，减少编程工作量。3、使被加工工件具有良好的加工精度和表面质量（如表面粗糙度）。4、确定轴向移动尺寸时，应考虑刀具的引入长度和超越长度。,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章数控加工编程基础,图2.11最短加工路线的选择,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章数控加工编程基础,图2.12钻孔循环加工路线,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章数控加工编程基础,图2.13刀具切入和切出方式,2.4 数控加工工艺分析,2.4.5 加工路线的确定,第2章数控加工编程基础,(a)(b)图2.14圆柱铣的顺铣和逆铣a 逆铣 b 顺铣,2.4 数控加工工艺分析,2.4.6 刀具及切削用量的选择,第2章数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.1 程序的结构,加工程序可分为主程序和子程序，无论是主程序还是子程序，每一个程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。程序的内容则由若干程序段组成，程序段是由若干程序字组成，每个程序字又由地址符和带符号或不带符号的数值组成，程序字是程序指令中的最小有效单位。,第2章数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.2 程序的格式,第2章数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.3 主程序和子程序,第2章数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.4 常用地址符及其含义,第2章数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.5 数控程序的编制方法及步骤,图2.21手工编程过程,1、手工编程,2、自动编程,第2章数控加工编程基础,2.5 数控加工程序的格式及编程方法,2.5.5 数控程序的编制方法及步骤,第3章数控机床的操作,数控车床操作数控铣床操作 加工中心操作,FANUC O-TD-II型数控车床控制面板及操作面板,3.1 数控车床的操作,1 方式译码开关,第3章数控机床的操作,FANUC O-TD-II型数控车床控制面板及操作面板,3.1 数控车床的操作,2 CRT/MDI控制面板,第3章数控机床的操作,FANUC O-TD-II型数控车床控制面板及操作面板,3.1 数控车床的操作,3 机床操作面板,第3章数控机床的操作,FANUC O-TD-II型数控车床控制面板及操作面板,3.1 数控车床的操作,3 机床操作面板,第3章数控机床的操作,回参考点及手动操作,3.1 数控车床的操作,1、回参考点操作,第3章数控机床的操作,（1）将机床操作模式开关设置在ZRN手动方式位置上。（2）操作机床面板上的“X”方向按钮，进行X轴回零操作。（3）X轴回零后，操作机床面板上的“Z”方向按钮，进行Z轴回零操作。（4）当坐标轴返回参考点时，刀架返回参考点，确认灯亮后，操作完成。,回参考点及手动操作,3.1 数控车床的操作,2、手动操作,第3章数控机床的操作,（1）手动连续进给。（2）快速进给。（3）步进进给（STEP）可实现步进移动。,对刀及刀具补偿设置,3.1 数控车床的操作,1、对刀,第3章数控机床的操作,回参考点操作。试切测量。计算坐标增量。对刀。建立工件坐标系。,2、刀具补偿,直接输入刀具偏置值。偏置量的计数器输入。,数控铣床控制面板及操作面板,3.2 数控铣床的操作,1、软件操作界面,第3章数控机床的操作,数控铣床控制面板及操作面板,3.2 数控铣床的操作,2、NC键盘,第3章数控机床的操作,数控铣床控制面板及操作面板,3.2 数控铣床的操作,3、操作面板,第3章数控机床的操作,手动操作,3.2 数控铣床的操作,手动移动机床坐标轴，手动控制主轴，机床锁住、Z轴锁住，刀具松紧、冷却液启停。,第3章数控机床的操作,MDI操作,3.2 数控铣床的操作,第3章数控机床的操作,按F4键进入MDI功能子菜单 1、输入MDI指令段 2、运行MDI指令段 3、修改某一字段的值 4、清除当前输入的所有尺寸字数据 5、停止当前正在运行的MDI指令,坐标系数据设置,3.2 数控铣床的操作,第3章数控机床的操作,刀具库及刀具参数的设置,3.2 数控铣床的操作,第3章数控机床的操作,刀具库及刀具参数的设置,3.2 数控铣床的操作,第3章数控机床的操作,控制面板及操作面板,3.3 加工中心的操作,第3章数控机床的操作,操作面板,软菜单键,控制面板及操作面板,3.3 加工中心的操作,第3章数控机床的操作,控制面板,控制面板及操作面板,3.3 加工中心的操作,第3章数控机床的操作,屏幕显示,软件区,参数设定,3.1 数控车床的操作,1、刀具参数及刀具补偿参数 2、零点偏置,第3章数控机床的操作,1、开机后首先必须执行手动返回参考点。2、操作时首先选择工作方式。3、在调试加工程序进行试切时，一般选择比较小的进给倍率。如5%，10%等。4、在进行加工之前，必须在NC上通过参数的输入和修改对机床、刀具进行调整。,操作要点,第4章数控编程常用指令,概述与坐标和坐标系有关的指令运动路径控制指令辅助功能及其他功能指令不同数控系统功能的比较,一、数控编程常用指令代码分类,4.1 概述,1、准备功能、辅助功能、主轴功能、进给功能、刀具功能代码 2、模态代码和非模态代码 3、模态功能和非模态功能 4、前作用功能和后作用功能,第4章数控编程常用指令,二、我国JB3208-1983、M代码,见表4.1、4.2,工作坐标系设定指令,4.2 与坐标和坐标系有关的指令,92模态指令程序段格式为：G92 X Y ZX、Y、Z为刀位点在工件坐标系中的初始位置。G92X25.0Z350.0设定工件坐标系为X1O1Z1G92X25.0Z10.0设定工件坐标系为X2O2Z2,第4章数控编程常用指令,工件坐标系选择指令,工件坐标系选择指令有G54、G55、G56、G57、G58、G59。均为模态指令。加工之前，通过MDI(手动键盘输入)方式设定这6个坐标系原点在机床坐标系中的位置，系统则将它们分别存储在6个寄存器中。程序中出现G54G59中某一指令时，就相应地选择了这6个坐标系中的一个。程序段格式为：G54,第4章数控编程常用指令,4.2 与坐标和坐标系有关的指令,G52，属于非模态指令，仅在本程序段中有效。程序段格式为：G52 X Y Z A B C,第4章数控编程常用指令,局部坐标设定指令,4.2 与坐标和坐标系有关的指令,直接机床坐标系编程指令,直接机床坐标系编程指令G53，属于非模态指令，只在本程序段中有效。在含有G53指令的程序段中，利用绝对值编程的移动指令的坐标位置是相对于机床坐标系的。,G17、G18、G19指令功能为指定坐标平面，都是模态指令，相互之间可以注销。G17、G18、G19分别指定空间坐标系中的XY平面、ZX平面和YZ平面,第4章数控编程常用指令,坐标平面选择指令,4.2 与坐标和坐标系有关的指令,绝对值编程指令与增量值编程指令,绝对值编程指令是G90，增量值编程指令是G91，它们是一对模态指令。G90出现后，其后的所有坐标值都是绝对坐标，当G91出现以后，G91以后的坐标值则为相对坐标,1、尺寸单位设定指令,第4章数控编程常用指令,单位设定指令,4.3 运动路径控制指令,尺寸单位设定指令有G20、G21。其中G20表示英制尺寸，G21表示公制尺寸。G21为缺省值。SIMENS和FAGOR系统采用G71/G70代码。,2、进给速度单位的设定指令,G94、G95，均为模态指令，G94为缺省值。程序段格式为：G94 F；或G95 F G94设定每分钟进给量，G20 in/min、G21mm/min。G95设定每转进给量，G20 in/r、G21mm/r。,3、半径和直径编程,第4章数控编程常用指令,单位设定指令,4.3 运动路径控制指令,半径和直径编程指令分别为G22和G23。注意，华中数控世纪星HNC-21/22T系统的直径/半径编程采用G36/G37代码。如图，刀尖从A到B时，以绝对值编程为例，程序段为：直径编程 G90 G01 X36 Z8 半径编程 G90 G01 X18 Z8,第4章数控编程常用指令,快速定位指令,4.3 运动路径控制指令,G00为快速定位指令，刀具以点位控制方式从刀具所在位置以各轴设定的最高允许速度移动到指定位置，属于模态指令。程序段格式为：G00XYZ，X Y Z为目标点坐标。指令F对G00程序段无效,G60与G00的功能相似，它们都是快速地进行定位。只不过G60定位的方式不同，它先快速到达一个中间点，然后再以一固定速度移到定位点。为非模态指令，仅在本程序段中有效。程序段格式为：G60 X Y Z，其中X、Y、Z为定位终点。,方向定位指令,第4章数控编程常用指令,4.3.4 线性进给指令,4.3 运动路径控制指令,G01指令即直线插补指令，按程序段中规定的进给速度F，由某坐标点移动到另一坐标点，插补加工出任意斜率的直线。机床在执行G01指令时，在该程序段中必须具有或在该程序段前已经有F指令，如无F指令则认为进给速度为零。G01和F均为模态代码。程序段格式为：G01 X Y Z F XYZ为目标点坐标。,第4章数控编程常用指令,4.3.4 线性进给指令,4.3 运动路径控制指令,例如图4.6所示路径，要求用G01，坐标系原点O是程序起始点，要求刀具由O点快速移动到A点，然后沿AB、BC、CD、DA实现直线切削，再由A点快速返回程序起始点O，其程序如下：,%0001 N01G92X0Y0N10 G90 G00 X10 Y12 S600 T01 M03N20G01Y28F100N30X42N40Y12N50X10N60G00X0Y0N70MO5N80M02,第4章数控编程常用指令,4.3.5 圆弧进给及螺旋线进给指令,4.3 运动路径控制指令,G02、G03为圆弧插补指令，该指令的功能是使机床在给定的坐标平面内进行圆弧插补运动。圆弧插补指令首先要指定圆弧插补的平面，插补平面由G17、G18、G19选定。圆弧插补有两种方式，一是顺时针圆弧插补02，一是逆时针插补03。编程格式有两种，一是I、J、K格式，另一种是R格式。,1、圆弧插补指令,第4章数控编程常用指令,4.3.5 圆弧进给及螺旋线进给指令,4.3 运动路径控制指令,1、圆弧插补指令,程序段格式：G02XYIJF或G02XYRFG03XYIJF或G03XYRF,第4章数控编程常用指令,4.3.5 圆弧进给及螺旋线进给指令,4.3 运动路径控制指令,1、圆弧插补指令,如图4.9所示图例，设刀具由坐标原点O相对工件快速进给到A点，从A点开始沿着A、B、C、D、E、F、A的线路切削，最终回到原点O。,%0001N10G92X0Y0N20G90G17M03N30GOOX15Y10N40G01X43F180 S400N50G02X20Y20 I20F80,N60G01X0Y18F180 N70X-40 N80G03 X-23Y-23 J-23F80 N90G01Y-15F180 N100G00X-15Y-10N110M02,使用R格式编程 N50G02X78Y30R20F80N80G03X15Y25R23F80R表示圆心角小于180的圆弧用R-表示圆心角大于180的圆弧,整圆只能用圆心坐标编程,第4章数控编程常用指令,4.3.5 圆弧进给及螺旋线进给指令,4.3 运动路径控制指令,2、螺旋线进给指令,以XY平面为例，程序段格式为：G17 G02/G03 X Y I J Z F或G17 G02/G03 X Y R Z F螺旋线进给指令的执行方式如图4.12所示。,图4-12 螺旋线插补,第4章数控编程常用指令,4.3.6 暂停指令,4.3 运动路径控制指令,G04为暂停指令，该指令的功能是使刀具作短暂的无进给加工(主轴仍然在转动)，经过指令的暂停时间后再继续执行下一程序段，以获得平整而光滑的表面。G04指令为非模态指令。其程序段格式为：G04X（或P或F或S）,N05G90G1F120Z-50S300M03N10G04X2.5；暂停2.5秒N15Z70N20G04S30；主轴暂停30转N30G00XOY0；进给率和主轴转速继续有效N40,第4章数控编程常用指令,4.4.1 辅助功能指令,4.4 辅助功能及其它功能指令,M00指令实际上是一个暂停指令。功能是执行此指令后，机床停止一切操作。按下控制面板上的启动指令后，机床重新启动，继续执行后面的程序。,1、M00程序停止指令,2、M01计划停止指令,M01指令的功能与M00相似，不同的是，M01只有在预先按下控制面板上“选择停止开关”按钮的情况下，程序才会停止。,3、M02程序结束指令,M02指令的功能是程序全部结束。此时主轴停转、切削液关闭，数控装置和机床复位。该指令写在程序的最后一段。,第4章数控编程常用指令,4.4.1 辅助功能指令,4.4 辅助功能及其它功能指令,M03表示主轴正转，M04表示主轴反转。所谓主轴正转，是从主轴向Z轴正向看，主轴顺时针转动；反之，则为反转。M05表示主轴停止转动。,4、M03、M04、M05主轴正转、反转、停止指令,5、M06自动换刀指令,M06为手动或自动换刀指令。当执行M06指令时，进给停止，但主轴、切削液不停。,6、M07、M08、M09冷却液开关指令,M07表示2号冷却液或雾状冷却液开。M08表示1号冷却液或液状冷却液开。M09表示关闭冷却液开关。,第4章数控编程常用指令,4.4.1 辅助功能指令,4.4 辅助功能及其它功能指令,M30指令与M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自动返回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。,7、M30程序结束指令,8、M98、M99子程序调用与返回指令,M98为调用子程序指令，M99为子程序结束并返回到主程序的指令。,第4章数控编程常用指令,4.4.2 刀具功能指令,4.4 辅助功能及其它功能指令,刀具功能用地址符T加4位数字表示，前两位是刀具号，后两位是刀补号。如果后两位数为00，则表示刀具补偿取消。,1、指令编程,2、指令编程,T后接两位数字，表示刀号，选择刀具；D后面也是接两位数，表示刀补号。如果选用了D0，则表示取消刀具补偿。,第4章数控编程常用指令,4.4.3 进给功能指令,4.4 辅助功能及其它功能指令,也称F功能，表示进给速度，属于模态代码。在G01、G02、G03和循环指令程序段中，必须要有F指令，或者在这些程序段之前已经写入了F指令。进给功能用地址符F和其后1至5位数字表示，通常（F）表示。单位一般为mm/min，当进给速度与主轴转速有关时（如车削螺纹），单位为mm/r。,1、切向进给速度的恒定控制,2、进给量设定 9495、9899,3、进给速度的调整 进给修调开关,4、快速移动速度 进给修调开关,第4章数控编程常用指令,4.4.4 主轴转速功能指令,4.4 辅助功能及其它功能指令,也称S功能，主要表示主轴转速或速度，属于模态代码。主轴转速功能用地址符S加二到四位数字表示。用G97和G96分别指令单位为r/min或m/min，通常使用G97(r/min)。G96S300；主轴转速为300m/minG97S1500；主轴转速为1500r/min在车床系统里，G97表示主轴恒转速，G96表示恒切削速度。,4.5 不同数控系统功能的比较,第5章数控车床编程,概述数控车床的刀具补偿固定循环数控车床加工编程实例,5.1.1 数控车削加工的对象,5.1 概述,第5章数控车床编程,主要用于轴类和盘类回转体工件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、精度要求高的零件、特殊的螺旋零件、淬硬工件的加工等等。,5.1.2 数控车削编程要点,1、绝对、增量灵活运用 5、进、退刀采用快速 2、直径编程更方便 3、常用固定循环 4、按工作轮廓编程，采用刀具半径补偿,刀具位置补偿,5.2 数控车床的刀具补偿,第5章数控车床编程,图5.1 基准刀 图5.2 刀具位置补偿,刀具在加工过程中出现的磨损也要进行位置补偿,5.2.2刀具半径补偿,5.2 数控车床的刀具补偿,第5章数控车床编程,图5.3 刀尖圆弧半径和理想刀尖点,图5.4 刀尖圆弧半径对加工精度的影响,图5.5 理想刀尖位置号,第5章数控车床编程,5.2.3刀具圆弧半径补偿的实现,5.2 数控车床的刀具补偿,G40(G41/G42)G01(G00)X Z FG40：取削刀尖圆弧半径补偿，也可用T00取消刀补；G41：刀尖圆弧半径左补偿（左刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件左侧，如图（a）。G42：刀尖圆弧半径右补偿（右刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件右侧，如图（b）。,（a）（b）,第5章数控车床编程,5.2.3刀具圆弧半径补偿的实现,5.2 数控车床的刀具补偿,1、G40、G41、G42指令为模态指令，G40为缺省值。要改变刀尖半径补偿方向，必须先用G40指令解除原来的左刀补或右刀补状态。2、G40、G41、G42指令不能与G02、G03、G71、G72、G73、G76指令出现在同一程序段。G01程序段有倒角控制功能时也不能进行刀具补偿。3、当刀具磨损、重新刃磨或更换新刀具后，刀尖半径发生变化，这时只需在刀具偏置输入界面中改变刀具参数的R值，而不需修改已编好的加工程序。4、可以用同一把刀尖半径为R的刀具按相同的编程轨迹分别进行粗、精加工。设精加工余量为，则粗加工的刀具半径补偿量为R，精加工的补偿量为R。,例：车削如图所示工件。毛坯为锻件，用一把90偏刀分粗、精车两次进给，已知刀尖圆弧半径R0.2mm，精车余量0.3mm。,第5章数控车床编程,5.2.3刀具圆弧半径补偿的实现,5.2 数控车床的刀具补偿,O0100 主程序N10 G90 G92 X60 Z80N20M03 N30M06T0101N40M98P0111N50T0100 N60M06T0102N70M98P0111L1 N80T0100 N90M05N100M02,O0111 子程序 N120 G01 Z40 N130 X40 Z15 N140 Z0 N150 G40 G00 X60 Z80 N160M99,1、内(外)径切削循环G80,简单固定循环,5.3 固定循环,(1)圆柱面内(外)径切削循环程序段格式为：G80 X Z F,第5章数控车床编程,(2)圆锥面内(外)径切削循环程序段格式为：G80 X Z I F I值为切削起点B与切削终点C的X坐标值之差（半径值）。,第5章数控车床编程,1、内(外)径切削循环G80,简单固定循环,5.3 固定循环,例：如图所示，用G80指令编程，毛坯直径34，工件直径24，分三次车削。用绝对值编程。,O080 N05 M03 S400N10 G90 G92 X60 Z80N15 G00 X40 Z60N20 G80 X30 Z20 N30 G80 X27 Z20 N40 G80 X24 Z20 N50 G00 X60 Z80 N60 M02,2、端面切削循环G81,简单固定循环,5.3 固定循环,(1)端平面切削循环程序段格式为：G81 X Z F,第5章数控车床编程,(2)端锥面切削循环程序段格式为：G81 X Z K F K值为切削起点B与切削终点C的X坐标值之差（半径值）。,G81与G80的区别只是切削方向的不同，G81的切削方向是X轴方向，主要适用于X向进给量大于Z向进给量的情况,第5章数控车床编程,2、端面切削循环G81,简单固定循环,5.3 固定循环,例：如图所示，每次吃刀2mm，每次切削起点位距工件外圆面5mm。,O0081N10 G54 G90 G00 X60 Z45 M03N20 G81 X25 Z31.5 K-3.5 F100N30 X25 Z29.5 K-3.5N40 X25 Z27.5 K-3.5N50 X25 Z25.5 K-3.5N60 M05N70 M02,第5章数控车床编程,1、内(外)径粗车复合循环G71,复合固定循环,5.3 固定循环,程序段格式如下：G71 U(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F S T 其中：d切削深度(背吃刀量、每次切削量)，半径值，无正负号，方向由矢量AA决定；e每次退刀量，半径值，无正负；ns精加工路线中第一个程序段(即图中AA段)的顺序号；nf-精加工路线中最后一个程序段(即图中BB段)的顺序号；uX方向精加工余量，直径编程时为u，半径编程为u/2；wZ方向精加工余量；,第5章数控车床编程,1、内(外)径粗车复合循环G71,复合固定循环,5.3 固定循环,使用G71编程时的说明：(1)G71程序段本身不进行精加工，粗加工是按后续程序段nsnf给定的精加工编程轨迹AABB，沿平行于Z轴方向进行。(2)G71程序段不能省略除F、S、T以外的地址符。G71程序段中的F、S、T只在循环时有效，精加工时处于ns到nf程序段之间的F、S、T有效。(3)循环中的第一个程序段(即ns段)必须包含G00或G01指令，即AA的动作必须是直线或点定位运动，但不能有Z轴方向上的移动。(4)ns到nf程序段中，不能包含有子程序。(5)G71循环时可以进行刀具位置补偿，但不能进行刀尖半径补偿。因此在G71指令前必须用G40取消原有的刀尖半径补偿。在ns到nf程序段中可以含有G41或G42指令，对精车轨迹进行刀尖半径补偿。,第5章数控车床编程,1、内(外)径粗车复合循环G71,复合固定循环,5.3 固定循环,例：用G71指令编程。如图5.13所示，粗车背吃刀量d=3mm，退刀量e=1mm，X、Z轴方向精加工余量均为0.3mm。,O0071N10 G98 G92 X70 Z90 N20 M06 T0101N30 M03 S700N40 G00 X58 Z62N50 G71 U3 R1 P60 Q140 X0.3 Z0.3 F200N60 G41 G00 X13 Z62 F500N70 G01 X20 Z58.5N80 X20 Z43,N90 G03 X26 Z40 R3N100 G01 X31N110 X34 Z38.5N120 Z25N130 X50 Z15N140 Z-2N150 G00 X70 Y90 G40N160 M05N170 M02,第5章数控车床编程,2、端面粗车复合循环G72,复合固定循环,5.3 固定循环,程序段格式如下：G72 U(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F S TN(ns)N(nf)G72指令与G71指令的区别仅在于切削方向平行于X轴，在ns程序段中不能有X方向的移动指令，其它相同。,第5章数控车床编程,3、封闭轮廓复合循环G73,复合固定循环,5.3 固定循环,程序段格式如下：G73 U(i)W(k)R(d)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F S T iX轴方向粗车的总退刀量，半径值；kZ轴方向粗车的总退刀量；d粗车循环次数；其余同G71。在ns程序段可以有X、Z方向的移动。G73适用于已初成形毛坯的粗加工。,第5章数控车床编程,3、封闭轮廓复合循环G73,复合固定循环,5.3 固定循环,例：如图5.16所示工件。粗车分三次循环进给，每次背吃刀量为3mm，X、Z轴方向的精加工余量为0.3mm。,O0073N10 G98 G92 X70 Z90N20 M03N30 G73 U9 W9 R3 P40 Q120 X0.3 Z0.3 F200N40 G00 X13 Z62 F500N50 G01 X20 Z58.5N60 Z43N70 G03 X26 Z40 R3N80 G01 X31N90 X34 Z38.5N100 Z25N110 X50 Z15,N120 Z0N130 G00 X70 Z90N140 M05N150 M02,第5章数控车床编程,1、螺纹切削G32,螺纹切削循环,5.3 固定循环,程序段格式：G32 X(U)Z(W)R E P F使用G32指令能加工圆柱螺纹、锥螺纹和端面螺纹。程序段中地址X省略为圆柱螺纹车削，地址Z省略为端面螺纹车削，地址X、Z都不省略为圆锥螺纹车削。F为螺纹导程。,注意：螺纹车削加工为成型车削，且切削进给量大，刀具强度较差，一般要求分数次进给加工。在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段和降速退刀段，以消除伺服滞后造成的螺距误差。,第5章数控车床编程,1、螺纹切削G32,螺纹切削循环,5.3 固定循环,例：车削图5.18所示工件，车削M161的螺纹部分，螺纹大径为16mm，总背吃刀量为0.65mm，三次进给背吃刀量（半径值）分别为ap1=0.3mm、ap2=0.2mm、ap3=0.15mm，进退刀段取1=2mm、21mm，进刀方法为直进法。,O032N10 G90 G92 X30 Z2N20 M06 T0302N30 M03 S100N40 G00X15.4N50 G32 Z26 F1 N60 G00 X30N70 Z2N80 X15,N90 G32 Z-26 F1N100 G00 X30N110 Z2N120 X14.7 N130 G32 Z26 F1 N140 G00 X30N150 Z2N160 T0300N170 M05N180 M02,第5章数控车床编程,2、螺纹切削循环G82,螺纹切削循环,5.3 固定循环,程序段格式：G82 X(U)Z(W)R E C P F 其中：C螺纹头数，为0或1时切削单头螺纹；,程序段格式：G82 X(U)Z(W)I R E C P F 其中：I螺纹起点B与螺纹终点C的半径差。其符号为差的符号,第5章数控车床编程,2、螺纹切削循环G82,螺纹切削循环,5.3 固定循环,例：车削图5.18所示工件，车削M161的螺纹部分，螺纹大径为16mm，总背吃刀量为0.65mm，三次进给背吃刀量（半径值）分别为ap1=0.3mm、ap2=0.2mm、ap3=0.15mm，进退刀段取1=2mm、21mm，进刀方法为直进法。,O0082N10 G90 G92 X30 Z2N20 M03N30 M06 T0302N40 G82 X15.4 Z-26 F1N50 G82 X15 Z-26 F1 N60 G82 X14.7 Z-26 F1,N70 T0300N80 M05N90 M02,第5章数控车床编程,2、螺纹切削循环G82,螺纹切削循环,5.3 固定循环,例：车削如图所示圆锥螺纹。螺距为3.5mm，螺纹大径为16mm，总背吃刀量为3mm，三次进给背吃刀量（半径值）均为1mm，进退刀段取1=3mm、21.5mm，进刀方法为直进法。用G82指令编程。,O0082N10 M06 T0303N20 M03N30 G82 G91 X-9 Z-44.5 I-12.5 F3.5N40 X-11 Z-44.5 I-12.5 F3.5N50 X-13 Z-44.5 I-12.5 F3.5,N60 T0300N70 M05N80 M02,第5章数控车床编程,3、螺纹车削复合循环G76,螺纹切削循环,5.3 固定循环,程序段格式为：G76C(c)R(r)E(e)A(a)X(x)Z(z)I(i)K(k)U(d)V(dmin)Q(ap1)P(p)F(l)c螺纹精加工次数r螺纹Z向退尾长度，e螺纹X向退尾长度a螺纹牙型角i螺纹两端的半径差k螺纹牙型高度（半径值）；d精加工余量；dmin最小背吃刀量(半径值)ap1第一次背吃刀量（半径值）；p主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转角；l螺纹导程。,第5章数控车床编程,螺纹切削循环,5.3 固定循环,例：车削如图所示工件的M303.5螺纹。取精加工次数2次，螺纹退尾长度为7mm，螺纹车刀刀尖角度60，最小背吃刀量取0.1mm，精加工余量取0.3mm，螺纹牙型高度为2.3mm，第一次背吃刀量取0.6mm，螺纹小径为25.4mm。前端倒角245。,O0076N10 G92 X80 Z50N20 M03N30 M06 T0101N40 G90 G00 X22 Z2N50 G01 X30 Z-2 F100N60 Z-40N70 X34 N80 Z-55N90 G00 X80 Z50,N100 T0100N110 M06 T0202N120 G00 X45 Z10N130 G76 C2 R7 A60 X-24.6 Z-35 I0 K2.3 U0.3 V0.1 Q0.6 F3.5N140 G00 X80 Z50N150 T0200N160 M05N170 M02,3、螺纹车削复合循环G76,第5章数控车床编程,5.4 数控车床加工编程实例,例1：用G71和G82指令编写车削如图所示工件的加工程序。毛坯直径为28mm。工件外圆分粗、精车，精车余量在X轴方向为0.4mm（直径值），在Z轴方向为0.1mm。粗车时背吃刀量1mm，退刀量0.7mm。根据普通螺纹标准和加工工艺，M16粗牙普通螺纹的大径尺寸为15.8mm，螺距为2mm，总背吃刀量1.3mm（半径值），用高速钢螺纹车刀低速七次进给车削，背吃刀量（半径值）分别为ap1=0.4mm、ap2=ap3=ap4=0.2mm，ap5=ap6=ap7=0.1mm，进退刀段取1=2mm、2=1mm。1号刀为90外圆车刀，基准刀；2号刀为车槽刀，主切削刃宽3mm，左刀尖为刀位点；3号刀为60螺纹车刀；4