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1、CNC車床內部教育訓練(第一階段)CNC車床歷程簡介及基本程式構成說明報告人:賴明昌1 1第一章CNC車床的歷史及車床的歷史及加工規劃加工規劃2 2CNC車床的歷史一一，普通車床普通車床大約在70年代以前。用扁平皮帶傳動以塔輪方式換檔改變轉速。必須自己配置齒輪才能車牙。最高轉速大約1200RPM。二，高速車床二，高速車床大約在70年代以後。用V型皮帶帶動主軸旋轉以搖桿撥動齒輪組，即可快速換檔改變轉速車牙時，依照表列撥動齒輪組即可車牙最高轉速大約1800RPM3 3CNC車床的歷史三三，NC車床車床NCNC是英文是英文(NumericalControl)(NumericalControl)的縮寫
2、，中文是的縮寫，中文是(數值控制數值控制)工具機。工具機。所謂所謂(數值控制數值控制)就是將我們所需要的各種控制資料，例就是將我們所需要的各種控制資料，例如：主軸轉速、加工條件、工件尺寸等，製成一系列的如：主軸轉速、加工條件、工件尺寸等，製成一系列的數值指令，輸入控制器內，以控制機器運作。數值指令，輸入控制器內，以控制機器運作。控制控制NCNC機器時，必須要將加工過程的程式，使用打孔機器時，必須要將加工過程的程式，使用打孔機製成孔帶碼紙帶，再使用讀帶機將之讀入機器運作。機製成孔帶碼紙帶，再使用讀帶機將之讀入機器運作。修改程式困難，且不易操作及控制。修改程式困難，且不易操作及控制。美國麻省理工學
3、院於美國麻省理工學院於19521952年發展出第一部年發展出第一部NCNC銑床銑床楊鐵於楊鐵於19761976年最早量產銷售數控車床。年最早量產銷售數控車床。，4 4CNC車床的歷史四四，CNC車床車床CNC是英文(ComputrNumericalControl)的縮寫，中文是(電腦數值控制)。所以CNC車床可稱為電腦數值控制車床。目前主要控制器有：1.日本發那科(Fanuc)2.三菱(Mitsubishi)3.德國西門子(Siemens)，5 5CNC工具機的一般操作流程用CNC工具機加工零件，必須先準備加工切削程式，再用這個程式操作CNC機器。(1)首先從零件圖準備CNC機器的程式，然後將
4、程式讀入CNC系統。(2)然後再機器上安裝工件和刀具，刀具依程式指令移動，實際進行加工。加工計劃工件圖面程式設計CNC工具機CNC程式製作方式:電腦自動設計;人工設計實際製作程式前，先做如何加工的加工計劃6 6加工計劃的規劃決定工件的加工範圍決定工件的安裝方法決定每一切削工程的加工順序決定切削刀具、切削條件決定每一切削工程的切削方法7 7CNC程式設計師應具備的條件具備機械零件圖的識圖能力良好的數學基礎刀具切削的常識熟悉機器的性能及原理實際的切削加工經驗8 8第二章CNC座標軸及原點座標軸及原點9 9CNC座標軸當刀具要到達的位置被指令時，CNC移動刀具到該位置。刀具要到達的位置，在座標系中，
5、以座標值表現。座標值由每個程式軸的成分組成。使用右手座標系統,通常主軸方向為Z軸.在在CNC車床座標設定通常有兩種方式車床座標設定通常有兩種方式,如下面如下面所示所示:1.座標零點設定在夾頭面2.座標零點設定在工件端面10101.座標零點設定在夾頭面11112.座標零點設定在工件端面1212CNC車床車床 座標系座標系 的設定的設定1313(A)設定設定 工件座標系工件座標系Z軸零點軸零點 WORK SHIFT(基準刀基準刀)記憶器的值記憶器的值用基準刀，在手動操作下，沿端面切削工件用基準刀，在手動操作下，沿端面切削工件,約約10MM10MM左右左右.僅在方向退回刀具，不可移動軸。停止主軸。僅
6、在方向退回刀具，不可移動軸。停止主軸。按按OFFSETOFFSET出現補正畫面。出現補正畫面。按按 PageDownPageDown翻頁翻頁 直到出現工件平移座標直到出現工件平移座標 WORKWORKSHIFTSHIFT按按 0INPUT,(0INPUT,(將工件端面設定為將工件端面設定為Z Z軸零點軸零點)螢幕將顯示工件座標系螢幕將顯示工件座標系,在機械原點位置的軸座標在機械原點位置的軸座標值值,例如例如:Z358.15:Z358.151414(B)設定設定 工件座標系工件座標系X軸零點軸零點 記憶器的記憶器的X值值方式方式1.(1.(以主軸中心為基準以主軸中心為基準 設定零點設定零點)查詢
7、機器設定說明書查詢機器設定說明書.內孔刀座中心點內孔刀座中心點,由機械原點到主軸中心線的距離由機械原點到主軸中心線的距離.(可用中心鑽檢驗可用中心鑽檢驗)將其值打入工件座標將其值打入工件座標X X軸軸.例如是例如是220MM,220MM,按按X220.INPUT,X220.INPUT,此值將設定工件此值將設定工件座標系記憶器的值座標系記憶器的值.螢幕將顯示工件座標系螢幕將顯示工件座標系,在機械原點位置的在機械原點位置的X X軸軸Z Z軸軸座標值為座標值為 X220.X220.工件座標系零點工件座標系零點(X0,Z0)(X0,Z0)即設定完成即設定完成.Z358.15.Z358.151515(B
8、)設定設定 工件座標系工件座標系X軸零點軸零點 記憶器記憶器的的X值值 方式方式2.(2.(以基準刀為基準以基準刀為基準 設定零點設定零點)用手動操作，沿外徑切削工件。用手動操作，沿外徑切削工件。不可移動軸，僅在軸方向退回刀具。停止主軸。不可移動軸，僅在軸方向退回刀具。停止主軸。測量切削後的外徑測量切削後的外徑,例如是例如是50.350.3按按50.3INPUT,50.3INPUT,此值將設定基準刀記憶器的此值將設定基準刀記憶器的值值.螢幕將顯示相對於基準刀螢幕將顯示相對於基準刀X X軸座標值軸座標值,例如例如:X220.5:X220.5基準刀即設定完成基準刀即設定完成.1616(C)調整設定
9、調整設定 工件座標系工件座標系 記憶器的記憶器的Z值值當工件座標零點要調整時,必須設定工件座標系記憶器的Z值1.用增量座標W值輸入2.例如:W0.2INPUT,工件長度將減少0.2MM3.工件座標系零點將向左修正0.2MM,亦即向負(-)方向修正0.2MM註註:工件座標系工件座標系Z軸補正調整值與一般補正值軸補正調整值與一般補正值W正負號相反正負號相反.1717直徑值指定和半徑值指定直徑值指定和半徑值指定一般工件的外徑及內徑用直徑值指定一般工件的外徑及內徑用直徑值指定在直徑指定，指定直徑值（示於圖上）為在直徑指定，指定直徑值（示於圖上）為X X軸的值。軸的值。1818半徑值指定半徑值指定一般工
10、件的切槽深度及車牙深度及內外徑切削循環一般工件的切槽深度及車牙深度及內外徑切削循環的切削深度用半徑值指定的切削深度用半徑值指定在半徑指定，指定從工件中心算起的距離。即半徑在半徑指定，指定從工件中心算起的距離。即半徑值為值為X X軸的值。軸的值。1919第三章CNC程式的組成程式的組成2020程式的組成O1234(0T-CTEST);O1234(0T-CTEST);N1G00X200.Z120.T0;N1G00X200.Z120.T0;T1000(MTJNR2525);T1000(MTJNR2525);G50S2000M8;G50S2000M8;G96S180M3;G96S180M3;X90.Z
11、3.T0002;X90.Z3.T0002;G1Z-20.F.25;G1Z-20.F.25;U0.5;U0.5;G0Z-1.5;G0Z-1.5;G1U-3.Z0F.2;G1U-3.Z0F.2;X20.;X5.F.1;X20.;X5.F.1;X-1.F.05M9;X-1.F.05M9;G0U1.Z20.M5;G0U1.Z20.M5;X200.Z120.T0;X200.Z120.T0;M30;M30;程式開始程式開始 第一工程第一工程,刀具定位刀具定位 選選1010號刀號刀 G50G50限制最高轉速限制最高轉速程式內容程式內容 e e程式內容程式內容 程式結束程式結束2121程式程式程式程式:一群為
12、操作機器而給一群為操作機器而給一群為操作機器而給一群為操作機器而給CNCCNC的指令，稱為程式。的指令，稱為程式。的指令，稱為程式。的指令，稱為程式。單節單節單節單節:每一順序步驟的一群指令稱為單節。每一順序步驟的一群指令稱為單節。每一順序步驟的一群指令稱為單節。每一順序步驟的一群指令稱為單節。序號序號序號序號:辨別單節的號碼，稱為序號。辨別單節的號碼，稱為序號。辨別單節的號碼，稱為序號。辨別單節的號碼，稱為序號。每單節開頭有序號，指示每單節開頭有序號，指示CNCCNC操作的順序，而結尾有一操作的順序，而結尾有一EOBEOB碼指示單節的結束。碼指示單節的結束。一般一般CNCCNC機器，單節結束
13、碼機器，單節結束碼EOB(EndOfBlock)EOB(EndOfBlock)，以，以;或或 RR來表示。來表示。在個人電腦為在個人電腦為 NL(NL(下一行下一行)或或 Enter,Enter,但不顯示出來。但不顯示出來。一個一個 單節單節(BLOCK)(BLOCK)由一個以上的由一個以上的 單語單語(WORD)(WORD)構成。構成。例例:G00:G00X120.X120.Z120.Z120.T00*T00*單語單語 單語單語 單語單語 單語單語 一個一個 單語單語(WORD)(WORD)由一個英文字母稱為位址由一個英文字母稱為位址(Address)(Address)或或(稱為指稱為指令令
14、)及一些數字構成（數字可用或符號）如下所示。及一些數字構成（數字可用或符號）如下所示。-100.0-100.0指令指令(位址位址)數值數值 22222323第四章M機能機能(輔助機能輔助機能)2424輔助機能輔助機能(M 機能機能)當實際加工工件，需要鬆緊夾頭，旋轉主軸和供應當實際加工工件，需要鬆緊夾頭，旋轉主軸和供應冷卻液。冷卻液。用於機械機能的用於機械機能的ON/OFFON/OFF開關動作控制，使用位址開關動作控制，使用位址後的兩位數指令，後的兩位數指令，在一個單節通常可指定一個碼。在一個單節通常可指定一個碼。2525標準標準M碼一覽表碼一覽表2626第五章S機能機能(主軸轉速機能主軸轉速
15、機能)2727主軸轉速機能主軸轉速機能(S 機能機能)位址的位數值指令，用於控制主軸速度。位址的位數值指令，用於控制主軸速度。一個單節可指定一個碼。一個單節可指定一個碼。在CNC當切削工件時主軸的旋轉有兩種方式指定:1.固定轉速2.固定週速G96S180-固定週速(每分鐘180米)G97S1500-固定轉速(每分鐘1500轉)G50S2500-設定最高轉速(最高每分鐘2500轉)2828最高轉速設定（最高轉速設定（G50）防止主軸轉速太高,離心力太大產生危險及影響機器使用年限.最高轉速設定碼指令如下：G50*註:表主軸最高轉速（rpm）(轉/每分鐘）（每分鐘幾轉）例:G50S2500表示限制主
16、軸最高轉速2500RPM2929週速一定控制（週速一定控制（G96）車削直徑變化較大的工件時使用車削直徑變化較大的工件時使用.週速一定控制是位址後設定週速週速一定控制是位址後設定週速（刀具及工件間的相對速度），（刀具及工件間的相對速度），配合刀具位置計算主軸轉速，使週速固定在指定值。配合刀具位置計算主軸轉速，使週速固定在指定值。所以所以,使用週速一定控制時，加工座標系必須設定，使旋轉中心與使用週速一定控制時，加工座標系必須設定，使旋轉中心與Z Z軸（）一致。軸（）一致。這樣計算出來的轉速值才會正確這樣計算出來的轉速值才會正確.週速的單位：週速的單位：/min/min（公尺（公尺/每分鐘）（每分
17、鐘幾公尺）（每分鐘幾米）每分鐘）（每分鐘幾公尺）（每分鐘幾米）指令方法指令方法週速一定控制的碼指令如下：週速一定控制的碼指令如下：9696*註註:表週速（表週速（M/minM/min）（公尺）（公尺/每分鐘）每分鐘）例例 G96S180M3G96S180M3表示主軸以週速每分鐘表示主軸以週速每分鐘180180米旋轉米旋轉 轉速與週速的轉換轉速與週速的轉換換算公式換算公式 V=V=pDNpDN(週速週速V)=(V)=(圓週率圓週率p)*(p)*(直徑直徑D)*(D)*(轉速轉速N)N)V=(3.1416*D*N)/1000V=(3.1416*D*N)/1000N=(1000*V)/(3.1416
18、*D)N=(1000*V)/(3.1416*D)3030轉速一定控制（轉速一定控制（G97）一般在車牙或車削工件直徑變化較小時使用一般在車牙或車削工件直徑變化較小時使用.設定主軸轉速並取消週速控制設定主軸轉速並取消週速控制,轉速不隨車削直徑改變轉速不隨車削直徑改變.主軸轉速單位主軸轉速單位:(RPM)(r:(RPM)(revev/min)(/min)(轉轉/分鐘分鐘)()(每分鐘幾轉每分鐘幾轉)指定轉速指令指定轉速指令,並取消週速一定控制：並取消週速一定控制：9797*；註註:表主軸轉速（表主軸轉速（rpmrpm）(轉轉/每分鐘）（每分鐘幾轉）每分鐘）（每分鐘幾轉）例例:G97S1200M3:
19、G97S1200M3表示主軸以每分鐘表示主軸以每分鐘12001200轉旋轉轉旋轉 3131第六章T機能機能(刀具機能刀具機能)3232刀具機能刀具機能(T 機能機能)當執行粗車,精車,螺紋切削,切槽時,需要選擇一把適合的刀具.將每一把刀具分配一個號碼,在程式指定一個號碼,機器就選擇相對的刀具.指令的前兩位數指令，用於機械側的刀具選擇。補正號碼用碼的後兩位數指定3333刀具幾何形狀刀具幾何形狀(大小大小)補正補正因此，選一標準刀具，先測量標準刀具鼻尖位置和每一把刀具鼻尖位置的差值。在CNC設定測量值，即使刀具改變，不用更改程式，就能進行加工。這種機能稱為刀具幾何形狀(大小)補正。加工工件，經常需
20、要數支刀具。這些刀具有不同的形狀。依照這些刀具來改變程式將很煩雜3434(A)設定設定 刀具幾何形狀刀具幾何形狀(大小大小)補正補正 的值的值將要設定的刀具，在手動操作下，沿端面切削工件將要設定的刀具，在手動操作下，沿端面切削工件,約約10MM10MM左右左右.僅在方向退回刀具，不可移動軸。停止主軸。僅在方向退回刀具，不可移動軸。停止主軸。按按OFFSETOFFSET出現補正畫面。出現補正畫面。按按 PageDownPageDown翻頁翻頁 直到出現外形幾何座標直到出現外形幾何座標 OFFSET/OFFSET/GEOMETRYGEOMETRY 按按 上下鍵上下鍵 移動游標到要輸入補正的號碼上移
21、動游標到要輸入補正的號碼上.按按 0INPUT,(0INPUT,(將工件端面設定為將工件端面設定為Z Z軸零點軸零點)螢幕將顯示刀具軸座標值。螢幕將顯示刀具軸座標值。3535(B)設定設定 刀具幾何形狀刀具幾何形狀(大小大小)補正補正 的的X值值用手動操作，沿外徑切削工件。用手動操作，沿外徑切削工件。不可移動軸，僅在軸方向退回刀具。停止主軸。不可移動軸，僅在軸方向退回刀具。停止主軸。測量切削後的外徑測量切削後的外徑,例如是例如是50.350.3。按按OFFSETOFFSET出現補正畫面。出現補正畫面。按按 PageDownPageDown翻頁翻頁 直到出現外形幾何座標直到出現外形幾何座標 OF
22、FSET/OFFSET/GEOMETRYGEOMETRY。按按 上下鍵上下鍵 移動游標到要輸入補正的號碼上。移動游標到要輸入補正的號碼上。按按50.3INPUT,50.3INPUT,此值將設定工件座標系記憶器的值。此值將設定工件座標系記憶器的值。螢幕將顯示刀具螢幕將顯示刀具X X軸座標值。軸座標值。3636第七章F機能機能(進給速率機能進給速率機能)3737每分鐘進給（每分鐘進給（G98）用每分鐘進給模式用每分鐘進給模式G98G98，刀具每分鐘進給率是以數字接，刀具每分鐘進給率是以數字接在在F F後面直接指令。後面直接指令。G98G98是持續型指令，一旦指定，直到是持續型指令，一旦指定，直到G99G99（每轉進給）（每轉進給）被指令前，它一直有效。被指令前，它一直有效。分分分分3838每轉進給（G99）用用G99G99指定每轉進給模式。在指定每轉進給模式。在F F後面，直接指定主軸轉後面，直接指定主軸轉一圈刀具的進給量。一圈刀具的進給量。它需要在主軸上，安裝一個位置信號器。它需要在主軸上，安裝一個位置信號器。G99G99是持續指令。是持續指令。G99G99指定以後，直到指定以後，直到G98(G98(每分鐘進給每分鐘進給)被指定前，它一直有效。被指定前，它一直有效。3939