数控车床编程基础课件

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1、第1节 数控车床及其组成第2节 数控车床编程基础第3节 基本编程指令第4节 车削循环指令第5节 螺纹车削指令第6节 刀具补偿与换刀程序第7节 综合车削技术数控车床数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。是目前使用最广泛的数控机床之一。主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。铰孔等工作。车削中心车削中心可在一次装夹中完成

2、更多的加工工可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。复杂形状回转类零件的加工。图例图例1 1、按数控系统的技术水平或机床的机械结按数控系统的技术水平或机床的机械结构分类构分类经济型数控车床经济型数控车床全功能型数控车床全功能型数控车床车削中心车削中心FMC车床：柔性加工单元车床：柔性加工单元数 控 车 床 的 类 型2 2、按主轴的配置形式分类按主轴的配置形式分类卧式数控车床：主轴轴线处于水平位置卧式数控车床：主轴轴线处于水平位置 有水平床身或有水平床身或倾斜式床身；倾斜式床身；有单轴和双轴之分有单轴和

3、双轴之分立式数控车床：主轴轴线处于垂直位置立式数控车床：主轴轴线处于垂直位置 分单柱立式和双柱立式数控车床分单柱立式和双柱立式数控车床数 控 车 床 的 类 型3 3、按数控系统控制的轴数分类按数控系统控制的轴数分类二轴数控车床：只有一个回转刀架二轴数控车床：只有一个回转刀架可实现两坐标联动控制可实现两坐标联动控制带带C 轴数控车床轴数控车床四轴数控车床：有两个独立的回转刀架四轴数控车床：有两个独立的回转刀架 可实现四坐标可实现四坐标联动控制联动控制二、数控系统简介二、数控系统简介v数控系统是数控机床的核心。数控系统是数控机床的核心。v数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控数控机床根据功能

4、和性能要求，配置不同的数控系统。系统。v编程时应按使用的数控系统的代码编程规则进行编程时应按使用的数控系统的代码编程规则进行编程。编程。v主导产品：主导产品：FANUC （日本）（日本）SIEMENS（德国）（德国）FAGOR （西班牙）（西班牙）MITSUBISHI（日本）（日本）华中数控、广州数控、航天数控华中数控、广州数控、航天数控三、数控系统的主要功能三、数控系统的主要功能一般可用于机床的数控系统的基本功能：一般可用于机床的数控系统的基本功能：1、多坐标控制功能：、多坐标控制功能：最多控制轴数最多控制轴数2、插补功能：、插补功能：能够实现的运动轨迹能够实现的运动轨迹3、进给功能：、进给

5、功能：快进、工进、点动、手动连续进给、修调快进、工进、点动、手动连续进给、修调4、主轴功能：、主轴功能：恒转速、恒线速度、主轴定向、修调恒转速、恒线速度、主轴定向、修调5、刀具功能：、刀具功能：自动选刀、换刀自动选刀、换刀6、刀具补偿功能：、刀具补偿功能：刀具半径补偿、长度补偿刀具半径补偿、长度补偿7、机械误差补偿功能：、机械误差补偿功能：闭环、半闭环闭环、半闭环数数 控控 系系 统统 的的 主主 要要 功功 能能8、操作功能：、操作功能：程序单段、跳段、连续运行、暂停、机械锁程序单段、跳段、连续运行、暂停、机械锁住、模拟仿真住、模拟仿真9、程序管理功能：、程序管理功能：对程序的检索、编程、修

6、改、插入、对程序的检索、编程、修改、插入、删除、锁住、存储通信删除、锁住、存储通信10、图形显示功能：、图形显示功能：刀具轨迹动态显示、缩放、旋转、刀具轨迹动态显示、缩放、旋转、11、辅助编程功能：、辅助编程功能：固定循环、镜像、子程序、宏程序固定循环、镜像、子程序、宏程序12、自诊断报警功能：、自诊断报警功能：故障自我诊断、监视、异常报警故障自我诊断、监视、异常报警13、通信与通信协议功能：、通信与通信协议功能：RS232接口、接口、DNC接口接口四、常用车刀类型四、常用车刀类型1 1、机夹可转位车刀、机夹可转位车刀11-11-内槽车刀内槽车刀 12-12-通孔车刀通孔车刀 13-13-盲孔

7、车刀盲孔车刀2、焊接车刀、焊接车刀2、1 数控车床编程特点数控车床编程特点一、坐标系统一、坐标系统机床坐标系机床坐标系:是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。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，参考点在机床原点在主轴端面中心，参考点在X X轴和轴和Z Z轴的正向极限位置处轴的正向极限位置处编程坐标系编程坐标系: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。该坐标系的坐标值。工件坐标系工件坐标系时编程坐标系在机床上的具体体现。由相应的编程指令建时编程坐标系在机床上的具体体现。由相应的

8、编程指令建立。立。对刀操作对刀操作机床原点、工件原点、参考点机床原点、工件原点、参考点XWM参 考 点定 位 开 关XZXZXYZMRWZ机 床 原 点参 考 点程 序 原 点MWP工 件 原 点RRa 刀架后置式刀架后置式b 刀架前置式刀架前置式工件原点工件原点说明：说明：由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论是前置还是后置式的，是前置还是后置式的，X X 轴指向前后对编程来说并无多大差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，编程绘图时按后置式的方式进别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时按后置式的方式进行表示行表示XWM参

9、 考 点定 位 开 关XZXZXYZMRWZ机 床 原 点参 考 点程 序 原 点MWP工 件 原 点RRXWM参 考 点定 位 开 关XZXZXYZMRWZ机 床 原 点参 考 点程 序 原 点MWP工 件 原 点RRZX二、直径编程方式v在车削加工的数控程序中，在车削加工的数控程序中，X X 轴轴的坐标值取为的坐标值取为零件零件图样上的直径值图样上的直径值的编程方式。设与计、标柱的编程方式。设与计、标柱一致、减少换算。一致、减少换算。v如图所示：图中如图所示：图中A点的坐点的坐标值为（标值为（40，150），），B点的坐标值为（点的坐标值为（100,50）。）。v编程方式可由指令指定。也可

10、由参数设定。编程方式可由指令指定。也可由参数设定。v一般默认直径方式一般默认直径方式。如：华中数控如：华中数控 G36|直径编程直径编程 G37半径编程半径编程 西门子西门子 G22直径编程直径编程 G23半径编程半径编程三、进刀和退刀方式三、进刀和退刀方式v进刀时进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则速走到该点

11、时刀尖不与工件发生碰撞为原则。v退刀时退刀时，沿轮廓延长，沿轮廓延长线工进退出至工件附近，线工进退出至工件附近，再快速退刀。一般先退再快速退刀。一般先退X轴，后退轴，后退Z轴。轴。四、绝对编程与增量编程 数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的端点的坐标来进行的。端点的坐标来进行的。绝对编程：绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝指令轮廓终点相对于工件原点绝对坐标值的编程方式。对坐标值的编程方式。增量编程：增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐指令轮廓终点相对于轮廓起点坐标增量的编程方式。标增量的编程方式。有些数控系统还可采用极坐标编程有些数控系统还

12、可采用极坐标编程绝绝 对对 编编 程程 和和 增增 量量 编编 程程绝对编程绝对编程G90增量编程增量编程G91 均均为为模态指令模态指令绝对编程：绝对编程：G90 G01 X100.0 Z50.0;增量编程：增量编程：G91 G01 X60.0 Z-100.0;在越来越多车床中在越来越多车床中X、Z表示绝对编程表示绝对编程U、W表示增量编程表示增量编程允许同一程序段中二者混合使用允许同一程序段中二者混合使用绝绝 对对 编编 程程 和和 增增 量量 编编 程程绝对绝对:G01 X100.0 Z50.0;相对相对:G01 U60.0 W-100.0;混用混用:G01 X100.0 W-100.0

13、;或或 G01 U60.0 Z50.0;直线直线AB,可用：可用：一、关于建立工件坐标系指令一、关于建立工件坐标系指令1 1、设定工件坐标系、设定工件坐标系指令：坐标系设定指令：坐标系设定G92 G92（G50）格式：格式：G92（G50）X _ Z_ X _ Z_ 参数说明：参数说明：X X、Z Z、为当前刀具位置相对于要建立的工为当前刀具位置相对于要建立的工件原点的坐标值。件原点的坐标值。若设定工件原点若设定工件原点O1,则程序段为则程序段为:G92 X 128.7 Z 375.1若设定工件原点若设定工件原点O2,则程序段为则程序段为:G92 X 128.7 Z 375.1以刀具当前所在位

14、置为起刀点以刀具当前所在位置为起刀点ZXv执行执行G92G92指令时，是通过刀具当前所在位置（刀具起指令时，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。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）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。的变化而变化的。若起刀点位置向左移动20mm,则执行上述指令时,结果怎样呢?1 1、一旦执行一旦执行G92指令建立坐标系，后序的绝对值指令坐标指令建立坐标系，后序的绝对值指令坐标位置都是此工件坐标系中的坐标值。位置都是此工件坐标系中的坐标值。2、G92G92指令必须跟坐标地址字，须单独一个程序段指定

15、。且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。一般写在程序开始。3 3、执行此指令、执行此指令并不会产生机械位移并不会产生机械位移，只是让系统内部用新，只是让系统内部用新的坐标值取代旧的坐标值，的坐标值取代旧的坐标值，从而建立新的坐标系从而建立新的坐标系 4、执行此指令之前必须保证刀位点与程序起点（或对刀点）、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。符合。5 5、该指令为非模态指令。、该指令为非模态指令。指令：工件坐标系选择指令：工件坐标系选择G54G59GGGGGG545556575859格式格式它是先测定出欲它是先测定出欲预置的预置的工件原点相对于机床

16、原点的偏置工件原点相对于机床原点的偏置值值，并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数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。数据库中。当工件原点预置好以后，便可用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指令让刀具移到该预置工件坐标系中的任意指定位置定位置。G54G59 方式在机床坐标系中直接设定工方式在机床坐标系中直接设定工件原点，与起刀点的位置无关。件原点，与起刀点的位置无关。1、G54G59是系统预置的六个坐标系，可根据是系统预置的六个坐标系，可根据需要选用。需要选用。2、G54G59建立的工件坐标原点是相对于机床建

17、立的工件坐标原点是相对于机床原点而言的，原点而言的，在程序运行前已设定好在程序运行前已设定好，在程序运行，在程序运行中是无法重置的。中是无法重置的。3、G54G59预置建立的工件坐标原点在机床坐预置建立的工件坐标原点在机床坐标系中的坐标值可用标系中的坐标值可用 MDI 方式输入，系统自动记忆。方式输入，系统自动记忆。4、使用该组指令前，必须先、使用该组指令前，必须先回参考点回参考点。5、G54G59为为模态模态指令，可相互注销。指令，可相互注销。越来越多的数控车床采用越来越多的数控车床采用 T 指令建立工件坐标系。指令建立工件坐标系。把对刀过程记录的坐标值以把对刀过程记录的坐标值以MDI方式输

18、入到某方式输入到某刀偏表地址码中（如刀偏表地址码中（如 01 地址号），则在编程中地址号），则在编程中直接用指令直接用指令 TXX01 即可自动按机床坐标系的绝对即可自动按机床坐标系的绝对偏置坐标关系建立起工件坐标系。偏置坐标关系建立起工件坐标系。这种方式这种方式与与 G54 预置的方式实质是一样的预置的方式实质是一样的，只不过只不过不用去记录和计算不用去记录和计算预置的预置的 X、Z轴坐标，轴坐标，而是数控系统自动计算这两个值。而是数控系统自动计算这两个值。二、关于参考点操作的指令二、关于参考点操作的指令G27、G28、G29.-参考点控制参考点控制1 1、格式：、格式：G27 X.Z.T0

19、000;回指令参考点检验回指令参考点检验G28 X.Z.T0000;经指令中间点再自动回参考点经指令中间点再自动回参考点G29 X.Z.;从参考点经中间点返回指令点从参考点经中间点返回指令点2、各指令功能：、各指令功能：G27用于检查用于检查X X轴与轴与Z Z轴是否能正确返回参考点轴是否能正确返回参考点。执行执行G28指令时，各轴先以指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。坐标方向的指示灯亮。执行执行G29指令时，各轴先以指令时，各轴先以G00的速

20、度快移到由前段的速度快移到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。定位。目标点参考点三、几个常用三、几个常用M指令的异同指令的异同M00-进给暂停，保持当前所有模态值，按循环进给暂停，保持当前所有模态值，按循环启动后可继续运行。启动后可继续运行。M01-条件暂停，当机床操作面板上的条件暂停，当机床操作面板上的“选择暂选择暂停停”按键按下时，功能同按键按下时，功能同M00，否则无效，否则无效。M02-程序结束，清除所有模态值。程序结束，清除所有模态值。M30-程序结束，清除所有模态值，并复位返回程序结束，清除所有模态值

21、，并复位返回到程序开始处。到程序开始处。四、主轴功能四、主轴功能 S 在具有恒线速度功能的机床上，在具有恒线速度功能的机床上，S S 功能还有其功能还有其它作用：它作用：1 1、主轴最高转速限定：、主轴最高转速限定：格式：格式：G 50 例如：例如：G50 S2000 表示限制主轴的最高转速为表示限制主轴的最高转速为2000 r/min.2000 r/min.2 2、恒线速控制、恒线速控制 编程格式编程格式 G96 S S S后面的数字表示的是恒定的线速度：后面的数字表示的是恒定的线速度：m/min。例：例：G96 S150 表示切削点线速度控制在表示切削点线速度控制在150 m/min。3

22、3、恒线速取消、恒线速取消 编程格式编程格式 G97 S S 后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速后面的数字表示恒线速度控制取消后的主轴转速。如如S S 未指定，将保留未指定，将保留G96的最终值。的最终值。例：例：G97 S1000 表示恒线速控制取消后主轴转速表示恒线速控制取消后主轴转速1000 r/min。为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速？为什么要用恒线速度和限制主轴最高转速？五、进给功能五、进给功能FF 指令表示刀具相对于工件的合成进给速度，指令表示刀具相对于工件的合成进给速度，F的单位有两种：的单位有两种：每分钟进给每分钟进给 G94（G98）：mm/min 每转进给每转进给 G95 （G99）：r/mm实际进给速度可借助机床控制面板上的进给倍率实际进给速度可借助机床控制面板上的进给倍率按键，在一定范围内进行修调。而螺纹加工时倍按键，在一定范围内进行修调。而螺纹加工时倍率开关失效。率开关失效。F指令为模态指令指令为模态指令第7讲 数控车床基本编程指令第8讲 车削循环指令第9讲 螺纹车削编程指令第10讲 数控车床刀具补偿第11讲 数控车综合编程技术（1）第12讲 数控车综合编程技术（2）