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第三章 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 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) 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 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 二、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 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 机床 原点 O +Z +X L Фd 旋转中心线 图3-1 数控车床坐标系 O´ 参考点 工件 原点 O +Z +X L Фd 图3-2 工件坐标系 起刀点 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 三、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 O (b) 确定刀尖在X向的位置 O (a) 确定刀尖在Z向的位置 L 图3-3 数控车床的对刀 根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。

O (a) 确定刀尖在Z向的位置 L 图3-3 数控车床的对刀 O (a) 确定刀尖在Z向的位置 L 图3-3 数控车床的对刀 O (b) 确定刀尖在X向的位置 d O (b) 确定刀尖在X向的位置 d 三、有关编程代码说明 （一）G功能 准备功能也称为G功能（或称G代码），它是用 来指令机床动作方式的功能准备功能是用地址G及 其后面的数字来指令机床动作的如用G00来指令运 动坐标快速定位表3-2为FANUC-0TD系统的准备功 能G代码表 （1）号表示电源接通时的G代码状态； （2）00组的G代码为一次性G代码； （3）一旦指定了G代码，一览表中没有的G代 码显示报警信号； （4）无论有几个不同组的G代码，都能在同一 程序段内指令，如果同组的G代码在同一程序 段内指令了2个以上时，后指令者有效； （5）可按组号显示G代码 注： 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 4.快速点位运动 G00X(U) Z(W) ; O 图3-3 G00指令运用 80 90 6 40 X Z O 图3-3 G00指令运用 40 6 Z X 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; 这个命令把刀具从当前位置移动到命令指定的位置 (在绝对 坐标方式下)， 或者移动到某个距离处 (在增量坐标方式下)。

1、非直线切削形式的定位 我们的定义是：采用独立的快速移动速率来决定每 一个轴的位置刀具路径不是直线，根据到达的顺 序，机器轴依次停止在命令指定的位置 定位方式： 2、 直线定位 刀具路径类似直线切削(G01) 那样，以最短的时间 （不超过每一个轴快速移动速率）定位于要求的位 置 5. 直线插补 G01 X(U) Z(W)F ; O 图3-4 G01指令运用 40 Z X 80 O 图3-4 G01指令运用 40 Z X 80 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; 直线插补以直线方式和命令给定的移动速率从当前位 置移动到命令位置 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, K是终点相对始点的坐标值； R是圆弧的半径值。

I K W U/2 X R +X +Z 图3-5 圆弧插补 Z X O R23 60 14 Z X O 60 14 Z X O 60 14 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; Z X O 60 图3-5 G02指令运用 (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; Z X O 60 图3-5 G03指令运用 Z X O 60 图3-5 G03指令运用 7. 进给暂停G04X(P) ; X值可输入两位整数,(P值可输入四位整数)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 图3-6 暂停指令G04图3-6 暂停指令G04图3-6 暂停指令G04图3-6 暂停指令G04 G98(G99) G04 P1000; G98(G99) G04 X1.0; 8. 回参考点检验 (G28) 输入格式： G28 X(U) Z(W) T00； （1）X(U) 和Z(W) 为中间点的坐标 （2）T00（刀具复位）指令必须写在G28指令的同一 程序段或该程序段之前 自动回原点指令使刀具自动返回机械原点或经某一 中间点回机械原点（如图3-20和图3-21所示） 9. 整数导程螺纹切削 (G32) G32 X (U) Z (W) F ; F –螺纹导程设置 (mm) 在编制切螺纹程序时应当带主轴转速RPM 均匀控制的功能 (G97)，并且要考虑螺纹部 分的某些特性在螺纹切削方式下移动速率 控制和主轴速率控制功能将被忽略而且在 送进保持按钮起作用时，其移动进程在完成 一个切削循环后就停止了 例1 如图3-10所示的圆柱螺纹，螺纹导程为1.5mm G00 Z104.0 X29.3 ap1=0.35 G32 Z56.0 F1.5 G00 X40.0 Z104.0 X28.9 ap2=0.2 G32 Z56.0 F1.5 G00 X40.0 Z104.0 X28.5 ap2=0.2 ……. 30 56 104 图3-10 车螺纹 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。

1 2 40 43 14 50 图3-11 车削圆锥螺纹 G00 X12.0 G32 X41.0 W-43.0 F3.5 G00 X50.0 W43.0 X10.0 G32 X39.0 W-43.0 W43.0 10.刀具偏置功能 (G40/G41/G42) 1. 格式 G41 X_ Z_;G42 X_ Z_; 在刀具刃是尖利时，切削进程按照程序指定的形 状执行不会发生问题不过，真实的刀具刃是由圆弧 构成的 (刀尖半径) 就像上图所示，在圆弧插补和攻 螺纹的情况下刀尖半径会带来误差 2. 偏置功能 命令切削位置刀具路径 G40取消刀具按程序路径的移动 G41右侧刀具从程序路径左侧移动 G42左侧刀具从程序路径右侧移动 补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向，它总是与切 削表面法向里的半径矢量不重合因此，补偿的基准点是 刀尖中心通常，刀具长度和刀尖半径的补偿是按一个假 想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难 把这个原则用于刀具补偿，应当分别以 X 和 Z 的基准 点来测量刀具长度刀尖半径 R，以及用于假想刀尖半径补 偿所需的刀尖形式数 (0-9) 这些内容应当事前输入刀具偏置文件。

“刀尖半径偏置” 应当用 G00 或者 G01功能来 下达命令或取消不论这个命令是不是带圆弧插 补， 刀不会正确移动，导致它逐渐偏离所执行 的路径因此，刀尖半径偏置的命令应当在切削 进程启动之前完成； 并且能够防止从工件外部 起刀带来的过切现象反之，要在切削进程之后 用移动命令来执行偏置的取消过 . 11、 工件坐标系设定指令 主轴最高转速的设定 工件坐标系设定指令以程序原点为工件坐标系的中 心（原点），指定刀具出发点的坐标值（如图3-19所示 ）图3-19 G50设定工作坐标系 输入格式：G50 X Z ，其中X Z 为刀具出发点 的坐标（如图3-19所示） （G50） S ；中S 为主轴最高转速 （G50） 11、工件坐标系选择(G54-G59) 1. 格式 G54 X_ Z_; 2. 功能 通过使用 G54 – G59 命令，来将机床坐标系的一个任 意点 (工件原点偏移值) 赋予 1221 – 1226 的参数，并设 置工件坐标系（1-6）该参数与 G 代码要相对应如下： 工件坐标系 1 (G54) ---工件原点返回偏移值--参数 1221 工件坐标系 2 (G55) ---工件原点返回偏移值--参数 1222 工件坐标系 3 (G56) ---工件原点返回偏移值--参数 1223 工件坐标系 4 (G57) ---工件原点返回偏移值--参数 1224 工件坐标系 5 (G58) ---工件原点返回偏移值--参数 1225 工件坐标系 6 (G59) ---工件原点返回偏移值--参数 1226 在接通电源和完成了原点返回后，系统自动选择工件坐 标系 1 (G54) 。

在有 “模态”命令对这些坐标做出改变之 前，它们将保持其有效性 除了这些设置步骤外，系统中还有一参数可立刻变更 G54~G59 的参数工件外部的原点偏置值能够用 1220 号参 数来传递 12、精加工循环(G70) 1. 格式 G70 P(ns) Q(nf) ns:精加工形状程序的第一个段号 nf:精加工形状程序的最后一个段号 2. 功能 用G71、G72或。