1、2.3 数控车床编程基础,一、数控车床的坐标系 1、机床坐标系 Z坐标轴：平行于车床纵向导轨，正方向为远离卡盘的方向。 X坐标轴：在工件径向上，平行于车床横向导轨，正方向为远离工件的方向。 (1) 机床原点一般在X、Z坐标的正方向极限位置上,(2) 机床参考点离机床原点最远的极限点。通常将机床参考点坐标值设为零，此时机床参考点也就是机床坐标系原点。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作。只有完成了返回参考点操作后，刀架运动到机床参考点，此时CRT上才会显示出刀架基准点在机床坐标系中的坐标值，即建立了机床坐标系。,(3) 机床参考点相关指令 返回参考点检
2、查指令G27用于加工过程中，检查是否准确地返回参考点指令格式：G27 X(U) ；X向参考点校验G27 Z(W) ；Z向参考点校验G27 X(U) Z(W) ；参考点校验注意：执行G27指令的前提是机床在通电后必须返回过一次参考点（手动或用G28返回）, 自动返回参考点指令G28和G30 第一参考点返回指令G28 X(U) ；X向回参考点G28 Z(W) ；Z向回参考点G28 X(U) Z(W) ；刀架回参考点 G30 P2 X(U) Z(W) ；第二参考点返回G30 P3 X(U) Z(W) ；第三参考点返回G30 P4 X(U) Z(W) ；第四参考点返回,与G28指令关联的轴坐标值通常表
3、示中间点 程序中使用G28指令时，至少要在程序段中指定一根轴，轴的位置便是中间点, 从参考点返回指令G29 使刀架从机床参考点经过G28指令设定的中间点，快速移动到G29指令设定的返回点 指令格式：G29 X(U) Z(W) ； 从参考点返回时，可不用G29而用G00或G01，但此时不经过G28设置的中间点，直接运动到返回点 G28、G29后面可跟X、Z中的任一轴，也可二轴都跟,2、工件坐标系工件坐标系原点可由编程人员根据具体情况确定，一般设在图样的设计基准或工艺基准处。根据数控车床的特点，工件坐标系原点通常设在工件左、右端面的中心或卡盘前端面的中心。,1、绝对编程与相对编程 (1) 绝对坐标
4、编程 绝对尺寸表示切削刀具相对于原点的目标位置 根据预先设定的编程原点计算出绝对坐标进行编程 采用绝对坐标编程时，首先要指出编程原点的位置，用地址X、Z编程，X、Z值均是在工件坐标系中的坐标值，因此工件坐标系也称绝对坐标系。 注意：车床一般用X、Z指定绝对坐标编程。,二、数控车床的编程特点,(2) 相对坐标（增量值）编程 增量尺寸表示切削刀具相对于当前位置的实际大小和方向 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，即程序中终点坐标是相对于起点坐标而言。 采用相对坐标编程时，X、Z（U、W）的正负指定刀具运动的方向，行程方向与机床坐标方向相同时为正，反之为负。 相对坐标系：把当前的机
5、床位置当作原点的坐标系。注意：车床一般用U、W指定相对值编程。,刀具沿着直线AB 绝对编程G01 X100.0 Z50.0； 相对编程G01 U60.0 W-100.0； 混合编程G01 X100.0 W-100.0； 或G01 U60.0 Z50.0；,车削实例：N60 G01 X12.56 W-2.5 F0.3切削刀具必须达到刀具直径为12.56的地方，同时沿Z轴负方向移动2.5。,2、直径编程和半径编程 (1) 直径编程用G23指令绝对坐标方式编程时，X值为零件直径值；增量坐标方式编程时，X为刀具径向实际位移量的2倍。 (2) 半径编程用G22指令X值为零件半径值或刀具实际位移量。,三、
6、数控车床编程的基本指令,1、公制和英制单位指令G20、G21格式：G20 英制输入制式 英寸输入G21 公制输入制式 毫米输入 (默认)说明：以上均为模态指令，可互相注销。,2、主轴功能指令S和主轴转速控制指令G96、G97、G50 用来指定主轴的转速 地址符：S，又称S功能或S指令 用S后加数字直接表示每分钟主轴转速 恒线速度功能使切削速度保持不变，在切削过程中，如切削部位的回转直径不断变化，主轴转速也不断作相应变化。在这种场合，程序中S指令是指定车削加工的线速度。,(1) 用G96方式的指令 G96是接通恒线速度控制的指令，用S指定的数值表示切削速度，单位：m/min。 车削过程中，若主轴
7、转速不变，随着被加工工件直径减小，切削速度会下降，最佳车削状态被破坏。为保证在同一材料上加工时选取的最佳线切削速度保持不变，可以用G96指令保持恒线速度切削。 在恒线速度控制中，数控系统根据刀尖所在处的X坐标值，作为工件的直径来计算主轴转速，在使用G96指令前必须正确地设定工件坐标系。,(2) 用G97方式的指令G97是取消恒线速度控制的指令，此时S指定的数值表示主轴每分钟的转速，单位：r/min 。 (3) 主轴最高转速限定 G50有坐标系设定和主轴最高转速设定两种功能。用G50指定的数值设定主轴每分钟的最高转速。 用恒定速度控制（G96）加工端面、锥度和圆弧时，X坐标不断变化，当刀具逐渐移
8、近工件旋转中心时，主轴转速会越来越高，工件有可能从卡盘中飞出，为防止出现事故，必须限定主轴最高转速。,可以在单独的程序段中确定最大主轴转速N380 G50 S1250; 也可在包含当前刀具坐标设置的程序段中设置N120 G50 X20.0 Z3.0 S1500;,思考题：G96 S200；G50 S1200；G97 S600；,主轴以200m/min的恒线速度旋转,主轴的最高转速为1200r/min,主轴以600r/min的转速旋转,3、进给功能指令F、G99、G98 (1)进给速度 点位、二坐标和三坐标联动数控加工，以每分钟进给距离的形式指定刀具切削进给速度 数控车床，缺省的进给速度形式为m
9、m/r进给速度是各坐标的合成运动速度，用F字母和其后面的若干位数字来表示。各运动坐标方向的分速度根据进给速度与各运动坐标分量来计算,(2)F功能的分类 每分钟进给 用F指令表示每分钟的进给量 用G94表示（HNC-21/22）车床：用G98指令表示；加工中心与铣床：用G94表示（FANUC） 系统在执行了有G98的程序段后，在遇到F指令时，便认为F所指定的进给速度单位为mm/min。G98被执行一次后，系统将保持G98状态，直至系统又执行了含有G99的程序段，此时G98便被否定，而G99将发生作用。, 每转进给 用F指令表示每转的进给量 用G95表示（HNC-21）车床：用G99表示；加工中心
10、与铣床：用G95表示（FANUC） 若系统处于G99状态，则认为F所指定的进给速度单位mm/r，要取消G99状态，必须重新指定G98。 在数控车床上，接通电源时便处于G99状态，在程序上不需要特别指令G99 F功能一经设定，只要不变更，前面的指令仍然有效，故只在变更进给时才需指定F功能,每转进给与每分钟进给的关系为：fm=FrS, 进给速度倍率 在操作面板上有一个专用的旋转开关来控制进给率倍率，旋转开关标出了分度和刻度，表示程序进给率的百分率。 在试切削时使用，选取最佳的进给速度。,思考题：G98 F10；G99 F0.2；,车削进给速度为10mm/min,车削进给速度为0.2mm/r,4、刀
11、具功能指令T数控车床采用 T 指令建立工件坐标系，由地址码T和四位数字组成，前两位是刀具号，后两位是刀具补偿号。,5、刀具快速点定位（点定位）指令G00编程格式：G00 X(U) Z(W) ; 说明： 字母后数字为目标点坐标 G00指令一般作为空行程 G00指令后不需给定进给速度，进给速度由参数设定,G00的运动轨迹不一定是直线，在使用G00指令时，一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。如果忽略这一点，就容易发生碰撞，而快速运动状态下的碰撞就更加危险。,G00指令是模态代码，它命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求。 当用绝对值编程时，
12、刀具分别以各轴的快速进给速度运动到工件坐标系X、Z点。 当用增量值编程时，刀具以各轴的快速进给速度运动到距离现有位置为X、Z的点。,从A点到B点 绝对值方式编程为：G00 X60.0 Z100.0； 增量值方式编程为：G00 U40.0 W80.0；,工件采用卡盘夹持，不用尾座，让刀具从a点快速移动到b点，可命令刀具同时沿X轴和Z轴向b点运动。,工件采用卡盘夹持，使用尾座顶尖时，因为有尾座顶尖干涉。如果命令刀具从点a移动到c点时，就只能指令刀具先沿一个轴运动，再沿另一个轴运动。即先从a点到b点，再从b点到c点。,6、直线插补指令G01 (1) 直线插补功能编程格式：G01 X(U) Z(W)
13、F ；说明： 字母后数字为目标点坐标 F 为进给速度，单位一般设定为mm/r G01指令一般作为加工行程 G01可单坐标运动，也可两坐标联动,直线插补指令是直线运动指令，它命令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度作任意斜率的直线运动，G01指令是模态(续效)指令。 绝对坐标程序：G01 X50.0 Z75.0 F0.2；X100.0；增量坐标程序：G01 U0.0 W-75.0 F0.2；U50.0；,说明： G01指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字地址（X、Z、U、W）决定，有的数控车床由数控系统当时的状态(G90、G91)决定 进给速度由F指令决定，F指
14、令也是模态指令，它可以用G00指令取消。如果在G01程序段之前的程序段没有F指令，而现在的G01程序段中也没有F指令，则机床不运动，因此，G01程序中必须含有F指令。,毛坯直径45mm，长120mm，要求车出一段长为 80mm，直径为40mm的轴 O0002； N10T0101M03S800； N20G00X40.0Z2.0； N30G01Z-80.0F0.2； N40X46.0； N50G00X100.0Z50.0； N60T0100； N70M30；,N30,N40,N50,(2) 倒角倒圆功能 倒角编程格式：G01 X(U)_ Z(W)_ C_ ；X(U) Z(W)：未倒角前两相邻程序段
15、轨迹交点的坐标C：从假设没有倒角的拐角交点距倒角起始点或终点之间的距离。, 45倒角 由轴向切削向端面切削倒角编程格式：G01 Z(W)_ C(i)；i的正负如图,Z轴向X轴,由端面切削向轴向切削倒角编程格式：G01 X(U)_ C(k )；k的正负如图,X轴向Z轴, 倒圆角 编程格式： G01 X(U)_ Z(W)_ R_；X(U) Z(W)：未倒角前两相邻程序段轨迹交点的坐标R：从假设没有圆角的拐角交点与圆角起始点、终点连线相切的圆弧半径。, 倒1/4圆角 编程格式：G01 Z(W)_ R(r) ；圆弧倒角如图或G01 X(U)_ R(r)；圆弧倒角如图,Z轴向X轴,X轴向Z轴,加工如图所
16、示零件的倒棱程序N20 G00 X10.0 Z2.0; N30 G01 Z-11.0 R5.0 F0.2; N40 X38.0 C-4.0; N50 Z-21.0;,B,C,D,N30,N40,N50,N20,7、圆弧插补指令 G02/G03命令刀具在指定平面内按给定的F进给速度作圆弧运动，切削出圆弧轮廓。 (1) 圆弧顺逆的判断圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。圆弧插补的顺逆判断：沿圆弧所在平面的垂直坐标轴的负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03,(2) 编程格式G02(G03) X(U) Z(W) I K F ；或G02(G03) X(U) Z
17、(W) R F ；说明： 采用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z表示。当采用增量值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。 圆心坐标I、K为圆心相对起点的相对坐标。,绝对坐标程序G02 X100. Z90. I100. K0. F0.2； 或 G02 X100. Z90. R50. F0.2； 增量坐标程序G02 U20. W-30. I100. K0. F0.2； 或 G02 U20. W-30. R50. F0.2；,如图所示，刀具起刀点（70，50），编写该轴类 零件的精加工程序。,O2001； N10 T0101； N20
18、G00 X70. Z50. M03 S1200； N30 G00 X0. Z2.； N40 G01 Z0. G98 F50； N50 X36.； N60 X40. W-2.； N70 Z-35.；,N80 X50. W-25.； N90 Z-82.； N100 G02 X66. Z-90. R8.； N110 G01 Z-100.； N120 G01 X70.； N130 Z50.； N140 M30；,毛坯直径100mm，L=200mm，3号为外圆车刀，编 写如图所示零件的精加工程序 要求：主轴转速800r/min，进给速度0.1mm/r,O0001； N010 T0303 M03 S800
19、； N020 G00 X0.0 Z2.0； N030 G01 Z0.0 F0.1； N040 G03 X80.0 Z-40.0 R40.0； N050 G01 W-90.0； N060 G02 X100.0 Z-140.0 R10.0； N070 G01 X102.0； N080 G00 X150.0 Z100.0； N090 M30；,A,8、暂停指令G04 G04指令用于中断进给（暂停） 指令格式：G04 X2.0；（长暂停时间格式）G04 P2000；（短或中等暂停时间格式）G04 U2.0；（只用于车床，单位：s） P后面的数字为整数，单位为ms，X(U)后面的数字为带小数点的数，单位为s。有些机床，后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。,G04为非模态指令，只在本程序段中才有效。 G04指令作用：使刀具作短时间的无进给光整加工，在车槽、钻镗孔时使用，可用于拐角轨迹控制。,
