数控车床的编程与操作.ppt

数控车床的编程与操作 （时间：4次课，8学时）第5章 数控车床的编程与操作n教学目标：n了解数控车削编程的特点，学习数控系统的常用指 令与代码掌握数控车床常用系统的规则及方法 尤其是循环指令的编程规则和方法通过对数控车 床的操作面板、操作步骤和方法的介绍，学会对数 控车床的操作与零件加工 第5章 数控车床的编程与操作n教学重点和难点：n数控加工指令的特点n简单循环指令n刀具补偿指令nCKA6150车床的面板功能，操作方法及步骤nCJK6130数控车削系统操作面板及功能简介 第5章 数控车床的编程与操作n5.1 数控车床的编程特点 n5.2 数控车床编程指令 n5.3 数控车床的基本操作 n5.4 CJK6130数控车床系统操作面板及功能介绍 ( 华中世纪星) n5.5 实训 n5.6 习 题 5.1 数控车床的编程特点u5.1.1 数控车床编程坐标系的建立 u5.1.2 数控车床的编程特点 5.1 数控车床的编程特点n数控车床主要用于轴类、盘类回转体零件的 加工，以卧式数控车床的使用最为广泛，本 章主要讨论卧式车床的程序编制 5.1.1 数控车床编程坐标系的建立n数控加工中，对工件的加工是建立在一定的坐标系上进行的，数控机床坐标系分为机床坐 标系和工件坐标系。

n1. 机床坐标系n是以机床原点为坐标系原点建立起来的一个Z轴与X轴的直角坐标系，车床的机床原点为车 床上的一个固定点，车床的机床原点定义为主轴旋转中心线与卡盘后端面的交点，如图 5.1所示机床原点在机床装配、调试时就已确定下来n2. 参考点n参考点也是机床上的一固定点，其位置由Z向与X向的机械挡块或行程开关来确定，如图 5.1所示n3. 工件坐标系n工件图样上存在设计基准点，其主要尺寸是以此点为基准进行标注的，该基点称为工件原 点以工件原点为坐标原点建立一个Z轴和X轴的直角坐标系成为工件坐标系(也称编程坐 标系)n加工工件时在车床上要建立一个与编程坐标系对应的工件原点，在车床上工件的原点可以 选择在工件左端面、右端面等位置，工件坐标系的Z轴一般与主轴轴线重合，X轴随工件原 点位置不同而不同n工件坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴(主轴)的 运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为+C向，顺时针为-C向，如图5.2所示5.1.1 数控车床编程坐标系的建立图5.1 机床原点和参考点 图5.1 机床原点和参考点 5.1.1 数控车床编程坐标系的建立图5.2 车床上工件坐标系 5.1.2 数控车床的编程特点 n(1)数控车床工件坐标的设定大都使用准备功能G50完成，也可以用G54～ G59预置工件坐标系，G50与G54～G59不能出现在同一程序段中，否则G50 会被G54～G59取代。

n(2)在程序段中，坐标值可以用绝对值或增量值，或二者混合编程用坐标地 址X、Z为绝对编程方式，使用坐标地址U、W时为增量编程方式一般情况下 ，利用自动编程软件编程时，通常采用绝对值编程n(3)数控车床的编程有直径、半径两种方法，直径编程是指X轴上的有关尺寸 为直径值，半径编程是指X轴上的有关尺寸为半径值采用直径编程比较方便， FANUCOi数控机床是采用直径编程n(4)数控机床上的加工的工件常用棒料或锻件作为毛坯，加工余量较大，为简 化程序，一般情况下，数控车床的数控系统中都有车外圆、车端面和车螺纹等不 同形式的循环功能n(5)数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能(G42/G41)，在加工过程中，对 刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖半径的变化，都无需更改加工程序 ，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中，刀具便能自动进行补偿，这类 机床可以直接按工件的轮廓编程5.2 数控车床编程指令 u5.2.1 工件坐标系的设定指令 u5.2.2 S、F和T指令 u5.2.3 基本加工类指令 u5.2.4 螺纹加工指令 u5.2.5 简单循环指令 u5.2.6 复合循环指令 u5.2.7 刀具补偿类指令 u5.2.8 子程序指令 u5.2.9 车削编程实例 5.2 数控车床编程指令 n数控车床常用的功能指令有准备功能指令、辅助功能指令 、刀具指令、主轴转速功能指令、进给功能指令。

数控车 床的种类不同，系统的指令也不尽相同n下面介绍以BEIJING-FANUC0i系统为例介绍数控车削系 统的功能指令，表5.1为BEIJING-FANUC0i系统常用G 指令，表5.2为BEIJING-FANUC0i系统辅助M指令 5.2 数控车床编程指令 G代码A.组功 能G代码A. 组功 能G0001快速定位G6500调用宏指令G01直线插补(切削进给)G70精加工循环G02圆弧插补(顺时针)G71外圆粗循环G03圆弧插补(逆时针)G72端面粗车循环G0400暂停G73多重车削循环G10可编程数据输入G74排屑钻端面孔G11可编程数据输入方式取消G75外径/内径钻孔循环G2006英制输入G76多头螺纹循环G21米制输入G8010固定钻循环取消G2700返回参考点检查G83钻孔循环G28返回参考点位置G84攻丝循环G3201螺纹切削G85正面镗循环G34变螺距螺纹切削G87侧钻循环G3600自动刀具补偿XG88侧攻丝循环G37自动刀具补偿ZG89侧镗循环G4007取消半径补偿G9001外径/内径循环G41刀尖半径左补偿G92螺纹车削循环G42刀尖半径右补偿G94端面车削循环G5000坐标系设定或主轴最大速度设定G9602恒表面切削速度控制G52局部坐标系设定G97恒表面切削速度控制取消G53机床坐标系设定G9805每分钟进给G54～G5914选择工件坐标系1～6G99每转进给5.2 数控车床编程指令 表5.2 BEIJING-FANUCOi系统辅助M指令 功 能用 途M00程序暂停，可用NC启动命令(CYCLE START)使程序继续运行M01计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止”按键选择是否有效M02该指令编在程序的最后一条，表示执行完程序内所有指令后，主轴停止、进给停止、切 削液关闭，机床处于复位状态M03主轴顺时针旋转M04主轴逆时针旋转M05主轴旋转停止M08 M09冷却液开，冷却液关M30程序停止，程序复位到起始位置5.2.1 工件坐标系的设定指令n1. 用G50设定工件坐标系n对于刀架后置式(刀架活动范围主要在回转轴心线的后部)的车床来说， X轴正向是由 轴心指向后方，如图5.3(a)所示；而对于刀架前置式的车 床来说，X轴的正向应是由轴心指向前方，如图5.3(b)所示。

由于车削 加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论是前置式还是后置式，X轴 指向前后对编程来说并无多大差别为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图 时都按如图5.3(a)所示后置式的方式表示(从俯视方向看)，机床坐标系 在进行回参考点操作后便开始在数控系统内部自动建立了n格式：G50 X__ Z__n说明：X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置G50使用方法与G92 类似n在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值 n例如：按图5.4设置加工坐标的程序段如下nG50 X180 Z117.4;5.2.1 工件坐标系的设定指令图5.3 刀架的位置 5.2.1 工件坐标系的设定指令图5.4 G50建立坐标系 5.2.1 工件坐标系的设定指令n2. 预置工件坐标系 G54～G59n具有参考点设定功能的机床还可用工件零点预置G54～G59指令来代替G50建立工件坐标 系它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置值，并把该偏置值通过参数设 定的方式预置在机床参数数据库中，因而该值无论断电与否都将一直被系统所记忆，直到 重新设置为止当工件原点预置好以后，便可用“G54 G00 X_ Z_；”指令让刀具移到该 预置工件坐标系中的任意指定位置。

不需要再通过试切对刀的方法去测定刀具起刀点相对 于工件原点的坐标，也不需要再使用G50指令了很多数控系统都提供G54～G59指令， 完成预置6个工件原点的功能nG54～G59与G50之间的区别是：用G50时，后面一定要跟坐标地址字；而用G54～G59 时，则不需要后跟坐标地址字，且可单独作一行书写若其后紧跟有地址坐标字，则该地 址坐标字是附属于前次移动所用的模态G指令的，如G00，G01等用G54等设立工件原 点可在【数据设定】|【零点偏置】菜单中进行在运行程序时若遇到G54指令，则自此 以后的程序中所有用绝对编程方式定义的坐标值均是以G54指令的零点作为原点的直到 再遇到新的坐标系设定指令，如G50、G55～G59等后，新的坐标系设定将取代旧的 G54建立的工件原点是相对于机床原点而言的，在程序运行前就已设定好而在程序运行中 是无法重置的，G50建立的工件原点是相对于程序执行过程中当前刀具刀位点的可通过 编程来多次使用G50而重新建立新的工件坐标系5.2.2 S、F和T指令 n1. 主轴转速功能设定n主轴功能指令由地址码S和其后面的若干数字组成，单位为r/min、m/minn例如：S1000表示主轴的转速为1000r/min。

n主轴转速功能还有恒表面切削速度的控制、恒转速控制，主轴最大速度控制，适用于具有主轴无级调速的数控机床n(1)恒表面切削速度的控制指令G96(模态指令)n格式：G96S___n说明：线速度的单位为m/minn在切削过程中，如果主轴的转速保持不变，则随着加工零件的直径减小，切削速度变小，影响切削质量，采用此功能可 使选择的最佳切削速度保持不变n(2)恒表面切削速度的控制取消指令G97n格式：G97S___n说明：主轴转速单位为r/minn该指令设定主轴转速并取消恒线速度控制n(3)主轴最高速度限制指令 G50 (模态指令)n格式：G50 S___n单位：r/minn采用该指令可以限制执行恒线速度指令时的最大主轴转速，即主轴的转速被限制在一个最大值的范围内，可以防止主轴 的转速过高，离心力过大，产生危险及影响机床的寿命n例：设定主轴的转速nG96S100; 线速度恒定，切削速度100m/minnG50S2000; 设定主轴的最高转速为2000r/minnG97S500; 取消线速度恒定功能，主轴的转速500r/min5.2.2 S、F和T指令 n2. 进给功能设定(G98、G99、G04)n进给速度可用两种方式指定。

n(1)每分钟进给量G98(模态指令)n格式：G98 F__n说明：单位为mm/minn指定G98后，在F后用数值直接指定刀具每分钟的进给量n(2)每转进给量G99 (模态指令)n格式：G99 F__n说明：单位为mm/rn指定G99后，在F后用数值直接指定刀具每转的刀具进给量G99为数控车床的初始状态n(3)停刀功能(G04)(非模态)n格式：G04 P… 后跟整数值，单位ms(毫秒)n或 G04 X ( U )…后跟带小数点的数，单位s(秒)n由于在两个不同的轴进给程序段转换时存在各轴的自动加减速调整，可能导致刀具在拐角处的切削不完 整如果拐角精度要求很严，其轨迹必须是直角时，应在拐角处使用暂停指令按指令的时间延迟执行 下个程序段 n例如：欲停留1.2s时，程序段为：nG04 X1.2; n或：G04 P1200;5.2.2 S、F和T指令 n3. 刀具功能指令T(模态指令)n格式：T __ __ __ __n说明：选择刀具及刀具补偿，地址字T后接四位数字，前两 位是刀具号(00～99)，后两位是刀具补偿值组别号例如 ：nT0202表示选择第二号刀具，二号偏置量。

nT0300表示选择第三号刀具，刀具偏置取消n刀具号与刀具补偿号不必相同，但为了方便一般选择相同 刀具补偿值一般作为参数设定并由手动输入(MDI)方式输入 数控装置5.2.3 基本。