数控车实验课件.ppt

数控车实训课程 电子教案昆明理工大学工程实训中心王 乾 香• 一.学习目的和要求 • 二.数控车床简介 • 三.数控车床零件加工工艺顺序 • 四.数控车床编程指令简介 • 五.现场讲解并演示 • 六.安全操作要点学习目的和要求u了解数控车床的组成、原理、特点、应用和数控车 床和普通车床加工的异同点 u掌握数控车编程的基本知识，常用指令 u了解安全操作规范 u完成一个零件的程序编制 u掌握所编零件程序的模拟仿真（校验） u掌握数控车床基本操作方法及加工步骤学会对刀 u握在数控车床上简单零件的实际加工 返回返回二.数控车床简介• 1.数控机床概述• 2.数控车床组成和传动原理• 3.数控车床加工范围• 4.数控车床加工特点返回返回1.数控机床概述2.发展趋势： （1）高速化、高精度化高速化指数控机床的高速切削和高速插补进 给，目标是在保证加工精度的前提下，提高加工 速度这不仅要求数控系统的处理速度快，同时 还要求数控机床具有大功率和大转矩的高速主轴 、高速进给电动机、高性能的刀具、稳定的高频 动态刚度 高精度包括高进给分辨率、高定位 精度和重复定位精度、高动态刚度，高性能闭环 交流数字伺服系统等 。

（2）多功能化、智能化具有多种监控,检测及补偿的功能具有拟人 智能特征，智能数控系统通过对影响加工精度和 效率的物理量进行检测、建模、提取特征、自动 感知加工系统的内部状态及外部环境，快速做出 实现最佳目标的智能决策 （3）高可靠性选用高质量的印制电路和元器件，对元器件 进行严格地筛选，建立稳定的制造工艺及产品性 能测试等一整套质量保证体系 软件，硬件的 模块化，标准化，通用化 （4）柔性化1.数控机床的产生和发展： 1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院研 制成功了世界上第一台数控铣床半个世 纪以来，数控技术得到了迅猛的发展，加 工精度和生产效率不断提高数控机床的发展至今已经历了两个阶段 和六代1952年第一代——电子管数控机床1959年第二代——晶体管数控机床1965年第三代——集成电路数控机床1970年第四代——小型计算机数控机床1974年第五代——微型计算机数控系统1990年第六代——基于PC的数控机床2.数控机床的基本概念 • （1）数控（Numerical Control，简称 NC） • 是采用数字化信息对机床的运动及其加工 过程进行控制的方法• （2）数控机床（Numerically Controlled Machine tool ） • 是指装备了微处理器或专用微机数控系统 的机床，简称CNC机床。

返回返回2.数控车床组成•数控车床由数控系统和机床本体组成 •数控系统包括控制电源、轴伺服控制器、主机、轴编码器 、显示器组成 •机床本体包括床身、电动机、主轴箱、回转刀架、进给传 动系统、冷却系统、润滑系统、机床安全保护系统组成 主轴箱回转刀架尾座导轨溜板操作面板伺 服 电 机滚珠 丝杆返回返回2.数控车床传动原理1.主运动：主轴带动工件旋转形成数 控车床主运动 2.进给运动：X、Z两方向伺服电机 直接驱动滚珠丝杠运动同时带动刀 架移动，形成纵横向切削运动返回返回数控车床传动原理图返回返回3.数控车床加工范围： 适于回转体零件的单件、小批量生产，特别是复杂型面 零件的的加工• 1.数控车床能够加工各种轴类(图 片)和盘套类(图片)零件 • 2.数控车床能够加工各种复杂回 转体曲面(图片) • 3.数控车床能够加工各种螺距甚 至变螺距螺纹返回返回轴类零件返回返回盘套类零件返回返回回转体曲面返回返回变螺距螺纹返回返回4.数控车床加工特点•进给传动机构简单：进给传动机构一般为滚珠丝杆副伺服电 动机与滚珠丝杆连接或通过同步带连接。

数控车床是采用伺 服电动机经滚珠丝杠，传到滑板和刀架，实现Z向（纵向）和 X向（横向）进给运动 •能加工复杂型面：能多轴联动而实现许多普通机床难以完成 的工作如球面） •加工精度高、质量稳定：普通数控机床的脉冲量为0.01mm 高精度的机床可达0.001mm具有位置检测装置加工零件质 量由机床保证 •减轻了操作者的劳动强度：数控车床的动作是由程序控制的 ，操作者一般只需装卸零件和更换刀具并监视机床的运行 •具有故障诊断的能力：现代CNC系统一般具备软件查找故障的 功能包括查找计算机本身和外围设备的故障极大的提高 检修效率 返回返回三.数控车床零件加工工艺顺序• 1.分析加工图纸 • 2.建立工件坐标系 • 3.制定加工工艺 • 4.确定切削用量 • 5.选择刀具 • 6.编制加工程序 • 7.调试加工程序 • 8.完成零件加工 返回返回坐标系返回返回机械原点工件原点（编程原点 ）参考点+X+ZG92设定起刀点机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定 好的一固定的坐标系统机床原点：在主轴端面中心， Z轴与主轴中心线重合，为纵 向进刀方向，X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。

刀具远离 工件的方向为它们的正方向 参考点：在X轴和Z轴的正向 极限位置处，该点在机床制造 厂出厂时以调试好，并将数据 输入到数控系统中数控车床 开机时，必须先确定机床参考 点，我们也称之为回零只有 机床参考点确定以后，车刀移 动才有了依据，否则，不仅编 程无基准，还会发生碰撞等事 故返回返回• 编程坐标系:是在对图纸上零件编程时就建立的， 程序数据便是基于该坐标系的坐标 值编程原点：是根据工件的图样 及工艺要求选定的，一般选在设计 基准或定位基准上对数车而言一般选在工件轴线与左端面 或右端面的交点上• 工件坐标系：是编程坐标系在机床上的具体 体现由相应的编程指令建立 （如G92）由由对刀操作建立机床坐建立机床坐 标系、编程坐标系、工标系、编程坐标系、工 件坐标系三者间的相互件坐标系三者间的相互 联系联系返回返回建立工件坐标系：G92 X_Z_Ø参数说明：X、Z、为当前刀具位置相对于将要建立的工件原点 的坐标值•执行G92指令时，是通过刀具当前所在位置（刀具起始点）来设 定工件坐标系的vG92 设置的工件原点是随刀具当前位置（起始位置）的变化而变化的 • • 说明说明•1、一旦执行G92指令建立坐标系，后续的绝对值指令坐标位置都 是此工件坐标系中的坐标值。

•2、G92指令必须跟坐标地址字，须单独一个程序段指定且一般写 在程序开始•3、执行此指令刀具并不会产生机械位移，只建立一个工件坐标系.•4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点（或对刀点）符合 返回返回四.数控车床编程指令介绍• 1.文件名：O_ _ _ _ •由字母O和四位数字或字母组成系统通过调用文件名来调用程序 ，进行加工或编辑• 2.程序结构： •一个完整的数控加工程序由程序开始部分(程序号)、若干个程序 段、程序结束部分组成 • 程序开始部分： 程序号：%_ _ _ _（引导程序）包括：预设速度，丝杠间隙 等检测补偿 • 程序段基本格式： N_ G_ X_ Z_ M_ S_ T_ F_程序 准备 尺寸字 辅助 主轴 刀具 进给段号 功能 功能 功能 功能 功能 • 程序结束：M02 或M30 返回返回主轴功能 ：S指令• 编程格式: • G96 S～ 单位: m/min • G97 S～ 单位: r/min。

•例：G96 S150 表示切削点线速度控制在150 m/min主轴转速非恒定)•例：G97 S1000 表示恒线速控制取消后主轴转速1000 r/min，如S 未指定，将保留G96的最终值• (恒转速控制一般在车螺纹或车削工件直径变 化不大时使用)返回返回进给功能：F指令• 格式:F~; 其中~代表数字,单位:mm • 指令含义:代表每分钟车刀移动~mm • G94 F~单位：~mm/min（默认） • G95 F~单位：~mm/r • 加工时使用:100~800mm/min • 切断或加工深孔宜选较低进给速度 • 刀具空行程，远距离“回零”时使用机床 设定的最高速度返回返回刀具功能：T指令• 格式：T×× ××返回返回刀具号 刀具补偿号l 功能：实现选刀，换刀和刀具补偿注：1）刀具的序号与刀盘上的刀位号相对应；2）刀具补偿包括几何形状补偿和磨损补偿；3）刀具序号和刀具补偿序号不必相同，但为了方便尽量一致；4）每次刀具加工结束后必须取消其刀具补Txx00M指令•1.程序暂停指令M00 •2.主轴正转指令M03 •3.主轴反转指令M04 •4.主轴停止指令M05 。

•5.程序结束指令M02,M30 返回返回G指令重要提示：√表示机床默认状态G代码功能格式G00快速定位G00X（U）------Z（W）------ X，Z：为直径编程时，快速定位终点在工件坐标系中的坐标 U，W：为增量编程时，快速定位终点相对于起点的位移量 √G01直线插补G01 X(U)-----Z(W)-----F----- X，Z：绝对编 程时，终点在工件坐标系中的坐标. U，W：增量编程时，终点相对于起点的位移量 F：合成进给速度G02顺圆插补G02X-----Z-----R------F----- X，Z：绝对编 程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标 R：圆弧半径 F：编程的两个轴的合成进给速度G03逆圆插补同上G20 √G21英寸输入 毫米输入G20X-----Z----- 同上√G36 G37直径编程 半径编程 返回返回G71内（外）径粗车复合循 （无凹槽加工时） 内（外）径粗车复合循环 （有凹槽加工时）G71U(△d) R(r) P(ns) Q(nf) X(△x) Z(△z) F(f) S(s) T(t) G71U(△d)R(r)P(ns)Q(nf)E(e)F(f)S(s)T(t) △d ：切削深度（每次切削量），指定时不加符号。

r： 每次退刀量 ns： 精加工路径第一程序段的顺序号 nf： 精加工路径最后程序段的顺序号 △x： X方向精加工余量 △z ： Z方向精加工余量 f，s，t：粗加工时G71种编程的F，S，T有效，而精加工时处于ns到nf程序段之间的F，S，T有效 e： 精加工余量，其为X方向的等高距离；外径切削时为正，内径切 削时为负G82直螺纹切削循环 锥螺纹切削循环G82X-----Z-----R-----E-----C-----P-----F----- G82X-----Z-----I-----R-----E-----C-----P----F--- R，E：螺纹切削的退尾量，R，E均为向量，R为Z向回退量；E为X向 回退量，R，E可以省略，表示不用回退功能 C：螺纹头数，为0或1时切削单头螺纹 P：单头螺纹切削时，为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转 角（缺省值为0）；多头螺纹切削时，为相邻螺纹头的切削起 始点之间对应 的主轴转角 F：螺纹导程 I：螺纹起点B与螺纹终点C的半径差G92工件坐标系设定G92X-----Z-----返回返回编程实例：• 例：用外径粗车复合循环编制下图所示零件的加工程序 ：要求循环起始点在（40，2），切屑深度为1.5mm 。

退刀量为0.5mm，X方向精加工余量为0.5mm,Z方 向精加工余量为0.03mm粗车和精车时的进给速度 分别为200mm/min和100mm/min返回返回%0001N10 G92 X100 Z100N20 T0101N30 M03N40 G90 G00 X40 Z2N50 G71 U1.5 R0.5 P60 Q130 X0.5 Z0.03 F200N55 G00 。