1、第3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
2、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；反之为负。,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
3、程。,三、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。,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。,3. 工件坐标系设定,G50 Xd ZL 一般用G92设定,该FANUC-6T指令设定刀尖与工件原点的位置关系。,四、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。,根据试切后工件的尺寸确定刀尖的位置。,五、有关编程代码说明,（一）G功能,1. 绝对坐标G9
4、0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G00 X Z,绝对坐标编程为：G00 X40.0 Z6.0,相对坐标编程为：G00 U-40.0 W-84.0,5. 直线插补G01 X Z F,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
5、.4,6. 圆弧插补指令G02、G03,1）用圆弧半径R指定圆心位置编程,G02(或G03) X Z R F (绝对)； G02(或G03) U W R F (相对) 。,2）用I, K指定圆心位置的编程,G02(或G03) X Z I K F (绝对); G02(或G03) 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, W是终点相对始点的坐标值；,R是圆弧的半径值。,A. 绝对坐标编程,(1) 顺圆插补 G02 凹圆弧,半径法： G02 X60.0 Z-23.0 R23 F30,圆心法： G02 X60.0 Z-23.0 I23
6、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,(2) 逆圆插补 G03 凸圆弧,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,图 圆弧顺逆的判断,7. 进给暂停G04 PP后为时间值，表示延迟时间，单位为毫秒。 主要用于车削环槽、不通孔
7、和自动加工螺纹等场合。,G04 P1000,8. 回参考点检验 (G27),G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点。,9. 沿X方向返回程序起点（或对刀点）径向位置G28,9. 沿Z方向返回程序起点(或对刀点)Z向位置 G29,T功能,T功能指令：选择刀具,编程格式 T,若T后面两位数则表示,若T后面四位数字,所选择的刀具号码,前两位是刀具号,后两位是刀具长度补偿号，或是刀尖圆弧半径补偿号,例：T0303 表示,选用3号刀及3号刀具长度补偿值和刀尖圆弧半径补偿值。,T0300 表示取消刀具补偿,M功能 (辅助功能),M00： 程序暂停，可用NC启动命令（CYCLE START）使程序继续
8、运行 M01： 计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用 机床“任选停止按钮”选择是否有效 M03： 主轴顺时针旋转 M04： 主轴逆时针旋转 M05： 主轴旋转停止 M08： 冷却液开 M09： 冷却液关 M30： 程序停止，程序复位到起始位置,程序(绝对值编程)如下： O0301(程序号) N010 G92 X200.0 Z100.0；(设定工件坐标系) N020 G00 X30.0 Z5.0 S800 T0101 M03； (点) N030 G01 X50.0 Z-5.0 F1.3； (刀尖从点按值运动到点) N040 Z-45.0； (点) N050 X80.0 Z-65.0； (点
9、) N060G00 X200.0 Z100.0 T0100； (点，取消刀补) N070 M05；(主轴停转) N080 M02； (程序结束),程序(增量值编程)如下： O0312； (程序号) N010 G00 U-170.0 W-95.0 S800 T0101 M03 (点) N020 G01 U20.0 W-10.0 F1.3；(刀尖从点按值运动到点) N030 W-40.0； (点) N040 U30.0 W-20.0； (点) N050 G00 U120.0 W165.0 T0100； (点) N060 M05； (主轴停转) N070 M02； (程序结束),程序如下： O030
10、2； (程序号) N001 G50 X100.0 Z52.7； (设定工件坐标系) N002 S800 M03； (主轴800转/分钟,正转) N003 G00 X6.0 Z2.0； (引入点) N004 G01 Z-20.0 F1.3； (切6外圆) N005 G02 X14.0 Z-24.0 R4.0；(车R4圆弧) N006 G01 W-8.0；(切14外圆) N007 G03 X20.0 W-3.0 R3.0； (车R3圆弧) N008 G01 W-37.0；(切20外圆) N009 G02 U20.0 W-10.0 R10.0； (车R10圆弧) N010 G01 W-20.0； (
11、切40外圆) N011 G03 X52.0 W-6.0 R6.0； (车R6圆弧) N012 G02 U10.0 W-5.0 R5.0； (车R5圆弧) N013 G00 X100.0 Z52.7；(快速退刀至编程起点) N014 M05； (主轴停转) N015 M02；(程序结束),O0002 （程序号） N10 G50 X70.0 Z150.0 ; ( 建立工件坐标系) N20 S630 M03 ; (让主轴以630 r/min正转) N30 G00 X20.0 Z88.0 M08; (快速移到毛坯右端,开切削液) N40 G01 Z78.0 F100 ; (车外圆20) N50 G02
12、 Z64.0 R12.0 ; (车R12圆弧成型面) N60 G01 Z60.0 ; (车外圆 20) N70 G04 X2.0 ; (转角处暂停秒，清根) N80 G01 X24.0 ; (车端面 ) N90 G03 X44.0 Z50.0 R10.0 ; (车转角圆弧R10) N100 G01 Z20.0 ; (车外圆 44 ) N110 X55.0 ; (车端面并退出到工件外) N120 G00 X70.0 Z150.0 M09 ; (返回起刀点，头切削液) N130 M05; (主轴停转) N140 M02; (程序结束),10. 螺纹切削G33 D I X L P Q （循环）D螺纹
13、段外径；外螺纹为大径，内螺纹为小径I 螺纹段内径；外螺纹为小径，内螺纹为大径X 每次径向切深(直径值)；L 螺纹有效段总长，正为左旋，负为右旋；P 螺纹导程；Q 锥螺纹的大小头半径之差。 注意：1在进入螺纹加工之前必须是相对坐标；2 必须设置2mm升速进刀段与2mm 的降速退刀段。,G50 X270.0 Z260.0 坐标设定 S300 主轴300r/min T0101 M03 主轴正转 G00 X35.0 Z104.0 循环起点G91 G33 D30. I28.4 X0.2 L48.P1.5G90 G00 X270.0 Z260.0 T0000 M05 回起刀点，主轴停 M02 程序结束,例
14、1 车如3-12所示的圆柱螺纹。,I=30-1.0725*1.5=28.4,14. G81 P 循环加工开始P为循环次数，最多为99次。须以增量方式进入。,15. G80 循环加工结束循环体必须建立在G81和G80之间,13. 设定刀尖的起始位置，FANUC OTE-A 为G92； FANUC 6T为G50,G91 G81 P 循环开始指令.G80 循环结束指令,说明：1）P为循环次数，最多为99次2）循环必须以增量方式进入3）循环体必须建立在G81与G80之间，且G80必须位于G81之后4）循环不能嵌套，也不能调用子程序,图3-15所示，工件毛坯直径为d，加工目标直径为D，每次切深为S，则单
15、边径向加工余量T=|d-D|/2，循环次数P=T/S，若车削长度为L，则循环程序为:,G00 X(d+2s) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 X-4S 径向进刀B至C G01 Z-L F 轴向切削C至DX2S 径向退刀D至E G00 ZL 轴向退刀E至F G80 循环程序结束,B-C-D-E-F,例5 如图3-16所示， 用循环方式编制一个粗车外圆的加工程序（每次切深2mm）。,解：T=(40-20)/2=10mmS=2mm，则：P=T/S=10/2=5,N1 T11 N2 G92 X60.0 Z100.0 N3 S600 M03 N4 G00 X4
16、4.0 Z2.0 循环起始位置 N5 G91 G81 P5 N6 G00 X-8.0 N7 G01 Z-32.0 F100 N8 X4.0 N9 G00 Z32.,N10 G80 N11 G90 M05 N12 G00 X60.0 Z100.0 N13 M02,待车内孔直径为d，加工目标直径为D，每次切深为S，则单边径向加工余量T=|d-D|/2，循环次数P=T/S，若车削长度为L，则循环程序为:,G00 X(d-2s) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 X4S 径向进刀B至C G01 Z-L F 轴向切削C至DX-2S 径向退刀D至E G00 ZL
17、轴向退刀E至F G80 循环程序结束,B-C-D-E-F,G00 X(d-2s) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 X4S 径向进刀B至C G01 Z-L F 轴向切削C至DX-2S 径向退刀D至E G00 ZL 轴向退刀E至F G80 循环程序结束,车外圆循环,车内孔循环,G00 X(d+2s) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 X-4S 径向进刀B至C G01 Z-L F 轴向切削C至DX2S 径向退刀D至E G00 ZL 轴向退刀E至F G80 循环程序结束,比较车外圆循环和车内孔循环,梯形组合循环：,图
18、3-17所示，工件毛坯直径为d，径向单边综余量为T，每次切深为S，切削长度分别为L1、 L2 ，循环次数P=T/S，则循环程序为:,G00 X(d+2T) ZB 循环起始位置B G91 G81 P(T/S) 增量式进入循环 G00 X-(2T+2S) 径向进刀B至C G01 Z-L1 F 轴向切削C至D G01 X(2T) Z- L2 F 径向退刀D至E G00 Z(L1 + L2) 轴向退刀E至F G80 循环程序结束,例6 编制如图3-18所示零件的加工程序，每次切深2mm。,解：T=(60-40)/2=10mmP=T/S=10/2=5,N1 G90 T31 N2 G92 X90. Z20
19、. 设刀尖起始位置 N3 M03 S800 N4 G00 X80. Z2. 快进至循环起点 N5 G91 G81 P5 增量进入循环 N6 G00 X-24. 径向进刀 N7 G01 Z-47. F100 车柱面 N8 X20. Z-40. 车锥面 N9 G00 Z87. 快速轴向退刀 N10 G80 循环结束 N11 G90 M05 N12 G00 X90. Z20. 快速退刀至起始位 N13 M02,16. G36 A 子程序调用 A为子程序号，199。须以增量方式进入。,17. G37 A 子程序开始A为子程序号，199。,18. G38 子程序结束,子程序格式： G37 A 子程序体
20、G38,说明：1）子程序中不得有循环体；2）子程序必须在M02以后建立；3）G38必须位于子程序的最后。,例7 编制如图3-14所示零件的数控程序，已知毛坯32mm，长度77mm。,N1 G90 T11 N2 G92 X60. Z50. M03 S1000,N3 G00 X34. Z0 N4 G01 X0 F110 车端面 N5 G00 Z2. N6 X30. N7 G01 Z-55. F110 车外圆,N8 G28 N9 G29 M06 T30 换切槽刀,N10 G00 X32. Z-12. 以左刀尖对刀 N11 G91 G36 A1 调用子程序A1车右端两个槽,N19 G37 A1 子程序
21、 N20 G01 X-12. F80 以增量方式径向车槽 N21 G04 P1000 槽刀径向移动暂停以使车削面光华 N22 G00 X12. 径向快速退刀 N23 Z-8. 轴向快速移至下一个槽的进刀点 N24 G01 X-12. F80 径向车槽 N25 G04 P1000 径向暂停 N26 G00 X12. 径向快退 N27 G38 子程序结束,N12 G90 G00 X32. Z-32. 以左刀尖对刀 N13 G91 G36 A1 调用子程序A1车左端两个槽,N19 G37 A1 子程序 N20 G01 X-12. F80 以增量方式径向车槽 N21 G04 P1000 槽刀径向移动暂
22、停以使车削面光滑 N22 G00 X12. 径向快速退刀 N23 Z-8. 轴向快速移至下一个槽的进刀点 N24 G01 X-12. F80 径向车槽 N25 G04 P1000 径向暂停 N26 G00 X12. 径向快退 N27 G38 子程序结束,N14 G90 G00 Z-52. 快速移至割断的进刀处 N15 G01 X-0.5 F80 割断工件 N16 G28 N17 G29 M05 回换刀位，主轴停 N18 M02,例7 在CK7815型数控车床上对图3-19(a)所示的零件进行精加工，图中85mm不加工。要求编制，精加工程序。, 3. 2 编程实例,1首先根据图纸要求按先主后次的
23、加工原则，确定工艺路线。,(1) 先从右至左切削外轮廓面。,其路线为：倒角切削螺纹的实际外圆切削锥度部分车削62mm外圆倒角车80mm外圆切削圆弧部分车削80mm外围。,(3) 车M48 1.5的螺纹。,(2) 切3mm 45mm的槽。,2选择刀具并绘制刀具布置图,根据加工要求需选用三把刀具，如图3-19(b)所示。T10号外圆车刀，T20号切槽刀，T30号螺纹车刀。,(a),(b),图2-6 例7图,80,85,80,62,50,M48X1.5,65,60,20,60,60,3X45,R70,1X45,155,290,44.8,200,O,350,X,2,Z,1X45,3. 编制的程序,N0
24、001 G50 X200.0 Z350.0 T11 设定起刀点,N0002 S630 M03 主轴正转，转速630r/min,N0003 G00 X42. Z292.0 M08 快进至X=42mm，Z=292mm，开切削液,N0004 G01 X48. Z289.0 F0.15 工进至X=48mm，Z=289mm，速度0.15mm/r（倒角）Z227.0 Z向工进至Z =227mm(精车48mm螺纹外径)X50.0 X向工进至X =50mm(退刀),X62.0 W-60.0 X向工进至X =62mm(退刀)，-Z向工进60mm(精车锥面)Z155.0 Z向工进至Z =155mm(精车62mm外
25、圆)X78.0 X向工进至X =78mm(退刀),X80.0 W-1.0 X向工进至X =80mm(退刀)，-Z向工进1mm(倒角)W-19.0 -Z向工进19mm(精车80mm外圆),N0005 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0 顺圆-Z向工进60mm(精车圆弧) N0006 G01 Z65.0 Z向工进至Z =65mm(精车80mm外圆)X90.0 X向工进至X =90mm,N0007 G00 X200.0 Z350.0 T10 M09 返回起刀点，取消刀具补偿，同时关切削液,N0008 M06 T21 换刀，并进行刀具补偿,N0009 S315 M03 主轴正转，转速31
26、5r/min,N0013 G00 X51.0 X向快退至X =51mm(退刀)X200.0 Z350.0 T20 M09 返回起刀点，取消刀具补偿，同时关切削液,N0014 M06 T31 换刀，并进行刀具补偿,N0015 S200 M03 主轴正转，转速200r/min,N0016 G00 X62.0 Z292.0 M08 快进至X=62mm，Z=292mm，开切削液,N0017 G92 X47.54 Z228.5 F1.5 X46.94 螺纹切削循环，螺距1.5mmX46.38,N0018 G00 X200.0 Z350.0 T30 M09 返回起刀点，取消刀具补偿，同时关切削液,N001
27、9 M05 主轴停,N0020 M30 程序结束,例8 编制图3-20所示零件的数控程序，双点画线为2570的坯料，粗车每次切深约1mm，精车余量为0.5mm。,10,25,31,41,50,65,4,25,24,16,20,16,12,14,图3-20 例8,C0.5,C1,N1 G90 T11 N2 G92 X200. Z100. 建立工件坐标系 N3 S1000 M03 主轴正转1000r/min N4 G00 X27. Z0 车端面进刀点 N5 G01 X-0.5 F80 N6 G00 Z2.X23. 第一次粗车进刀点 N7 G01 Z-44.5 F100X25. N8 G00 Z2.
28、X21. 第二次粗车进刀点,N9 G01 Z-44.5 F100X23. N10 G00 Z2.X19. 第三次粗车进刀点 N11 G01 Z-30.5 F100X21. N12 G00 Z2.X17. 第四次粗车进刀点 N13 G01 Z-30.5 F100X19. N14 G00 Z2.X15. 第五次粗车进刀点,N15 G01 Z-10. F100X17. N16 G00 Z2.X13. 第六次粗车进刀点 N17 G01 Z-10. F100X15. N18 G00 Z2.X9. 第七次粗车进刀点 N19 G01 X13. Z-5. F80 N20 G00 Z2. X0. 精车进刀点 N
29、21 G01 Z0 F70,N22 G03 X12. Z-6. I0 K-6. 车头部圆弧 N23 G01 Z-10. F80 车12柱面X14.X16. Z-25.车锥面 Z-31X18X20. Z-32.车C1倒角Z-45.X23.X24. Z-45.5 车C0.5倒角 Z-55. 车24柱面,N24 G00 X100. Z200. 快退至换刀点 N25 M06 T21 换切槽刀T20,N26 G00 X25. Z-45. 快进至切槽进刀点 N27 G01 X16. F60 切槽 N28 G04 P1000 切槽暂停1秒 N29 G01 X25. F150 径向退刀 N30 G00 Z-5
30、4. 切断进刀点 N31 G01 X-0.5 F60 切断 N32 G00 X200. Z100. M05 快速退至起始位置 N33 M02,N01 G92 X200.Z100. T10 N02 S500 M03 N03 G00 X110.Z-60. N04 G91 G36 A1 N05 G00 Z-40. N06 G36 A1 N07 G00 Z-40. N08 G36 A1 N09 G90 G00 X200.Z100. N10 M05 M02,N11 G37 A1 N12 G01 X-50.F50. N13 G04 P1000 N14 G01 X50. N15 G38,设右端为工件坐标系零
31、点 刀具起点位于X200,Z100处.,练习：精车如果所示的零件，设右端为工件零点，刀具 起点为X200.Z100 外圆车刀T10,设右端为工件零点 G92 X200.Z100.T10 S1000 M03 G00 X20.Z2. X14. G01 X20.Z-1.F50 Z-30. X25.W-25. W-7. X33. X35.W-1. W-16. G02 X35.W-28.R24. G01 W-9. X60. G00 X200.Z100. M06 T20,S500 M03 G00 X22.Z-30. G01 X15.F30 G04 P1000 G01 X22. G00 X200.Z100. M06 T30 S100 M03 内径=20-1.0725*1.5=18.4 0.7 0.5 0.4 G00 X22.Z0. G92 X19.3 Z25.F1.5 X18.8 X18.4 G00 X200.Z100.T00 M05 M02.,思考与练习,1.有棒类零件如图所示，C1.0表示145倒角，试编写精加工程序，其中58mm柱面不加工。,2.试用循环程序编写图所示零件的加工程序单。,3试用子程序编写图所示零件的槽加工程序。,4 综合练习（二） , 试编程。,
