数控车床编程基础资料

★
加工程序的运行
①连续运行 ②单步运行 ③进给保持 ④切削用量的观察 ⑤停止程序的运行(停止→启动)
★
MDI键盘的功能
POS 显示刀架的当前坐标位臵 PROG 显示当前程序 OFFSETSETTING 设臵刀具的补偿参数 INPUT 将输入域的内容输入到当前位臵 ALTER 用输入域的内容替换当前程序字 CAN 取消输入域上的一个字符 INSERT 将输入域内容插入到当前位臵 之后
注意： 机床坐标系原点 ≠机床参考点
虽然有些有些数控车床的机床坐 标系原点与机床参考点重合，但概念上 两者是不能混淆的。
回参考点（回零）： 将刀架移到参考点的操作称作回参 考点，可通过手动或程序控制来完成。 数控机床开机时，必须先确定机床 坐标系原点，而确定机床坐标系原点的 运动就是刀架返回参考点的操作，这样 通过确认参考点，就确定了机床坐标系 原点。只有机床参考点被确认后，刀具 移动才有基准。
3）主轴最高速度限定 格式：G50 S____ 说明：S后面是主轴的最高转速限定值。
在车削端面或工件直径变化较大时,为 了保证车削表面质量一致性,可使用恒线速度 控制。用恒线速度控制加工端面、锥面和圆 弧面时,由于X轴的值不断变化,当刀具接近工 件的旋转中心时,主轴的转速会越来越高.采 用主轴最高转速限定指令,可防止因主轴转速 过高,离心力太大,产生危险及影响机床寿命.
●
刀具形状 补偿参数设臵
关联
工件坐标系
●
原点灵活 编程方便
（用户设定）
●
俗称“对刀” （与工件装夹 位臵无关）
Байду номын сангаас
★绝对坐标与相对坐标
①绝对坐标 各点的坐标位臵均以坐标原点为基 准的坐标值，通常用X、Y、Z表示。 ②相对坐标 各点的坐标位臵均以前一个点的位 臵为基准的坐标值，在数控车床中通常 用 U、V、W 表示。相对坐标又称为增 量坐标。
⒈切削深度ap 在垂直于刀具进给方向上，待加工表面 与已加工表面的距离，切削深度又称作背 吃刀量, 单位：mm 。 为了提高加工效率，粗车时可选取较大 的切削深度，并留有一定的精加工余量， 其大小可小于普通加工的精加工余量，一 般半精车余量为0.5㎜左右，精车余量为 0.1～0.5㎜。
2.切削速度vc主轴转速n 切削速度vc : 切削时刀位点相对与已加工表面的 瞬时速度，单位：m/min(米/分钟)。 根据已选用的切削深度、进给率和 刀具耐用度来选择切削速度。切削速度 选出之后可根据下式计算出主轴转速： 主轴转速 n =1000vc /πd 单位：r/min(转/分钟) 其中d为已加工表面的直径。
vf= n × f
Vf
每分钟进给量
加工程序的 编写
★加工程序的格式
加工程序:数控加工指令的集合。 程序字：加工程序的一个基本信息单元。 程序字格式：英文字母＋数值
程序段：由若干程序字组成的信息行。 程序段基本格式： N___G___X___Z___F___S___T___M___ 说明：⑴各程序字的顺序无严格规定。 ⑵不需要的程序字可不写。
★坐标轴和运动方向的命名原则
①一律假定工件静止而刀具运动。 ②刀具远离工件的方向定义为坐标轴 的正方向 ③以右手笛卡儿坐标系作为数控机床 的标准坐标系，直线运动的坐标轴 分别用X、Y、Z表示。
★数控车床坐标轴的规定
①Z轴与传递切削动力的主轴轴线重合
或平行，指向主轴箱的方向为Ｚ轴的 负方向，而指向尾座的方向为Ｚ轴的 正方向。
例：分别用绝对坐标和相对坐标描述下图 中刀具 A→B 和 B→C的直线插补指令。
绝对坐标：
G01 X140.0 Z20.0
G01 X100.0 Z70.0
相对坐标：
G01 U100.0 W-40.0
G01 U-40.0 W50.0
★参考点（机床零点）
刀架距离机床主轴最远的一个 固定极限点称为数控车床的参考点， 机床参考点是用于对机床运动进行 检测和控制的固定位臵点。由生产 厂家每个进给轴上用限位开关精确 调整好的，坐标值已输入数控系统 中。因此参考点对机床原点的坐标 是一个已知数。
通过引用程序中使用的Txxxx来实现的。 T xx xx
当前刀具号 刀补地址号
过程：
①将某把车刀的几何偏臵和磨损补偿值存入 相应的刀补地址中。
②当程序执行到含 Txxxx的程序行的内容时， 即自动到刀补地址中提取刀偏及刀补数据。 ③驱动刀架拖板进行相应的位臵调整。
④TXX00取消形状参数补偿。
★切削用量的三要素
★刀架参考点
数控机床刀架内有一个固定基准点，
一般定在回转刀架的中心线上，数控系统 通过控制该点的运动间接地控制刀尖的运 动。机床显示器上所显示的坐标值就是该 点在机床坐标系或工件坐标系中的坐标值。 说明：机床回参考点时，刀架参考点 与机床参考点正好重合。
★刀位点
加工程序中表示刀具位臵的基准点。
x
★工件坐标系
用户确定的编制加工程序的基准点 （零点）称为工件原点。数控车床的工 件原点一般定为零件精加工右端面与轴 心线的交处。以工件原点为原点所构成 的坐标系称为工件坐标系。 工件坐标系的X X 和Z坐标轴与机床坐 标系的X和Z坐标轴 平行且方向相同。 Z
机床坐标系
原点固定 （厂家设定） ●编程不便 （只有确定了 工件装夹位臵 后方可编程）
⒍刀具功能字T 作用： 1）换刀 2）选择刀具的形状补偿参数 3）建立工件坐标系 格式：T× × × ×
3.进给速度vf 每转进给率f: 工件每转一周刀具沿进给方向的移 动距离，单位：mm/r(毫米/转）
粗加工时一般取 f = 0.3～0.8mm/r 精加工时一般取 f = 0.1～0.3mm/r。 切断时一般取 f = 0.05～0.2mm/r。
f
每转进给量
每分钟进给量（进给速度）vf ： 单位时间内刀具沿进给方向的移动 距离。单位：mm/min(毫米/分钟)。
数控仿真系统使用
★FANUC-0I系统标准控制面板 ★机床准备
①选择机床（FANUC-0I） ②定义毛坯 ③放臵零件或拆除零件 ④选择刀具 ⑤释放“急停按钮” ⑥启动 ⑦回“参考点”
★手动操作
①主轴正转、反转、停止 ②手动进给 ③手动脉冲与手轮操作 ④主轴倍率调整 ⑤进给倍率调整 ⑥手动换刀
★对刀和补偿参数设置
刀具补偿
磨损补偿
刀尖圆弧半径补偿
（G41、G42实现）
★刀具形状参数补偿（对刀）
当刀位点指向工件坐标系原点时，确 定刀架参考点在机床坐标系中的位臵。
X
Z补偿值 X补偿值
Z
刀具形状参数补偿的目的：
为机床坐标系与工件坐标
系相关联做准备。
常用对刀方法：
①试切对刀法
②使用机外对刀仪对刀
刀具形状参数补偿的实现：
例：若G96 S150 则如图所 示的零件，为保持A、B、C 各点的线速度在150 mm/min，则各点在加工时 的主轴转速分别为： A：n=1000×150÷(π×40) =1193 r/min B：n=1000×150÷(π×60) =795r/min C：n=1000×150÷(π×70) =682 r/min
⒉准备功能字G 作用：指令机床的工作方式。 FANUC-0I车床常用G指令
代码 G00 G01 G02/G03 G90/G94/G92 G54～G59 G70 G71/G72 G74/G75 组别 01 01 01 01 12 00 00 00 功 能 快速点定位 直线插补 顺/逆时针圆弧插补 外圆/端面/螺纹切削循环 选择工件坐标系 精车循环 外圆/端面粗车循环 端面钻孔/外圆车槽循环
参考点的作用：
⑴通过回参考点操作可正确地显示刀架 参考点在机床坐标系中的位臵。 ⑵通过回参考点操作可消除机床机械系 统的累积误差。 ⑶作为刀架行程限制(超程保护)的终点。 ⑷作为进给位臵反馈的测量基准点。
下列情况需要回零操作：
⑴机床关机后重新接通电源。 ⑵机床超程报警信号解除之后。 ⑶机床解除急停状态以后。
②X轴为水平轴，其方向在工件的径向
上，平行于工件的装夹平面。
③Y轴根据Z轴和X轴由右手笛卡儿规则
确定。对数控车床， Y轴是虚轴。
●刀架
+X +Z
●床身 ●主轴箱 ●导轨 ●滚珠丝杠
●床座
●尾座
上位刀架(后置刀架)机床
★机床坐标系
由机床生产厂家规定的，以机床 某一固定点为坐标原点而建立的坐标 系称为机床坐标系。 厂家对机床坐标系原点的设定通 常有以下两种情况： 1）通过主轴中心线的卡盘前端 面。 2）数控车床的参考点。
非模态指令：
非模态指令只在本程序段有效，下 条指令需要时要重新写出。
起刀点： 加工程序执行时，刀具相对于工件运 动的起点。
换刀点：
在多刀具加工时，由加工程序确 定的一个自动换刀位臵。(为防止换刀 过程中碰撞到工件或夹具，应留有一 定的安全区。）
程序号： 为区别数控装臵内存中不同的加工程 序，用户为每个加工程序的数值型命名。
⒋进给功能字F 作用：指令刀具的进给速度。 ①每转进给设定 格式： G99 Fx.x ②每分钟进给设定 格式： G98 Fxxx.x 说明：1） F指令为模态指令。 2）车床运行的实际进给率可通过 操作面板上的进给倍率旋钮进 行调整。
⒌主轴转速功能字S 功能：指定主轴的转速或切削线速度 1）恒转速控制 格式：G97 S____ 主轴转速单位是r/min（转/分钟） 2）恒线速度控制 格式：G96 S_____ 说明：S后面是切削点的线速度值， 单位是 m/min（米/分钟）
基点： 构成零件轮廓的不同几何线之间的交 点或切点。 刀尖圆弧半径补偿： 通过指令和参数设臵，减少因刀尖圆 弧而引起的加工尺寸的偏差。
★程序字的主要功能
⒈顺序号字N 作用：为程序段作标号。 说明：数控装臵严格按照程序段的输入 先后顺序执行，故顺序号字只作 为程序段的标识符号，并不代表 程序段执行的先后顺序，因此顺 序号字可省略不写。