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1、数控机床编程与操作数控机床编程与操作第1页，共46页，编辑于2022年，星期六数控机床编程与操作数控机床编程与操作4.1.1 数控车床概述数控车床概述1数控车床的分类数控车床的分类数控车床品种繁多，按数控系统的功数控车床品种繁多，按数控系统的功能和机械构成可分为简易数控车床（经济能和机械构成可分为简易数控车床（经济型数控车床）、多功能数控车床和数控车型数控车床）、多功能数控车床和数控车削中心。削中心。第2页，共46页，编辑于2022年，星期六（1）经济型数控车床（简易数控）经济型数控车床（简易数控车床）：是低档次数控车床，一般是车床）：是低档次数控车床，一般是用单板机或单片机进行控制，机械部用
2、单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床的基础上改进设计的。分是在普通车床的基础上改进设计的。（2）多功能数控车床：也称全功能）多功能数控车床：也称全功能型数控车床，由专门的数控系统控制，具型数控车床，由专门的数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点。备数控车床的各种结构特点。第3页，共46页，编辑于2022年，星期六（3）数控车削中心：在数控车床的）数控车削中心：在数控车床的基础上增加其他的附加坐标轴。基础上增加其他的附加坐标轴。按结构和用途数控车床主要可分为按结构和用途数控车床主要可分为数控卧式车床、数控立式车床和数控数控卧式车床、数控立式车床和数控专用车床（如数控凸轮车床、数控曲专用
3、车床（如数控凸轮车床、数控曲轴车床、数控丝杠车床等）。轴车床、数控丝杠车床等）。第4页，共46页，编辑于2022年，星期六2数控车床的加工特点数控车床的加工特点数控车床加工具有如下特点。数控车床加工具有如下特点。（1）加工生产效率高）加工生产效率高（2）减轻劳动强度、改善劳动条件）减轻劳动强度、改善劳动条件（3）对零件加工的适应性强、灵活性好）对零件加工的适应性强、灵活性好（4）加工精度高、质量稳定）加工精度高、质量稳定（5）有利于生产管理）有利于生产管理第5页，共46页，编辑于2022年，星期六4.1.2 数控车床坐标系统数控车床坐标系统1机床坐标系机床坐标系数控车床的坐标系以径向为数控车床
4、的坐标系以径向为x轴方向，轴方向，纵向为纵向为z轴方向。指向主轴箱的方向为轴方向。指向主轴箱的方向为z轴轴的负方向，指向尾架方向是的负方向，指向尾架方向是z轴的正方向。轴的正方向。x轴是以操作者面向的方向为轴是以操作者面向的方向为x轴正方向。轴正方向。x坐标和坐标和z坐标指令，在按绝对坐标编坐标指令，在按绝对坐标编程时，使用代码程时，使用代码x和和z；按增量坐标（相对；按增量坐标（相对坐标）编程时，使用代码坐标）编程时，使用代码U和和W。第6页，共46页，编辑于2022年，星期六2编程原点编程原点编程原点是指程序中的坐标原点，即编程原点是指程序中的坐标原点，即在数控加工时，刀具相对于工件运动的
5、起在数控加工时，刀具相对于工件运动的起点，所以也称为点，所以也称为“对刀点对刀点”。3机床原点机床原点（或称机床原点）（或称机床原点）机床原点是生产厂家在制造机床是设机床原点是生产厂家在制造机床是设置的固定坐标系原点，它一般位于卡盘端置的固定坐标系原点，它一般位于卡盘端面与主轴中心线的交点处。面与主轴中心线的交点处。第7页，共46页，编辑于2022年，星期六 FANUC系统数控车床程序的编制系统数控车床程序的编制4.2.1 程序结构程序结构1程序段的构成程序段的构成NGX(U)Z(W)FSTM；第8页，共46页，编辑于2022年，星期六其中，其中，N：程序段顺序号；：程序段顺序号；G：准备功能
6、；：准备功能；X(U)：x轴移动指令；轴移动指令；Z(W)：z轴移动；轴移动；F：进给功能；：进给功能；S：主轴功能；：主轴功能；T：工具功能：工具功能;M：辅助功能：辅助功能.第9页，共46页，编辑于2022年，星期六2程序段的要求程序段的要求程程序段格式如下：序段格式如下：N4 G1 X(U)4.3 Z(W)4.3 F3.4 M8 S4 T2其中，其中，N4：代表第：代表第4个程序段，用个程序段，用4位数（位数（19999）表示，不允许为表示，不允许为“0”；X(U)4.3：坐标可以用正负小数表示，小数：坐标可以用正负小数表示，小数点以前点以前4位数，小数点以后位数，小数点以后3位数；位数
7、；第10页，共46页，编辑于2022年，星期六F3.4：进给速度可以用小数表示，小数点以：进给速度可以用小数表示，小数点以前前3位数，小数点以后位数，小数点以后4位数；位数；几种等效的表示方法：几种等效的表示方法：N0012 G00 M08 X0012.340 X5000 X5.0 N12 G0 M8 X12.34 X5.X5.第11页，共46页，编辑于2022年，星期六第12页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2 准备功能指令准备功能指令准备功能也称为准备功能也称为G功能（或称功能（或称G代码），代码），它是用来指令机床动作方式的功能。准备它是用来指令机床动作方式的功能。准备功能是
8、用地址功能是用地址G及其后面的数字来指令机及其后面的数字来指令机床动作的。如用床动作的。如用G00来指令运动坐标快速来指令运动坐标快速定位。表定位。表3-2为为FANUC-0TD系统的准备功能系统的准备功能G代码表。代码表。第13页，共46页，编辑于2022年，星期六第14页，共46页，编辑于2022年，星期六第15页，共46页，编辑于2022年，星期六注：（注：（1 1）号表示电源接通时的号表示电源接通时的G G代码状态；代码状态；（2 2）0000组的组的G G代码为一次性代码为一次性G G代码；代码；（3 3）无论有几个不同组的）无论有几个不同组的G G代码，代码，都能在同一程序段内指令
9、，如果同组都能在同一程序段内指令，如果同组的的G G代码在同一程序段内指令了代码在同一程序段内指令了2 2个以个以上时，后指令者有效；上时，后指令者有效；（4 4）可按组号显示）可按组号显示G G代码。代码。第16页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2.1 插补功能插补功能1定位定位G00定位指令命令刀具以点位控制方式定位指令命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到目标位置，无从刀具所在点快速移动到目标位置，无运动轨迹要求，不需特别规定进给速度。运动轨迹要求，不需特别规定进给速度。第17页，共46页，编辑于2022年，星期六 输入格式：输入格式：G00 X(U)Z(W)；（1）“
10、X(U)Z(W)”目标点的坐标目标点的坐标（下文同）；（下文同）；（2）X(U)坐标按直径值输入；坐标按直径值输入；（3）“；”表示一个程序段的结表示一个程序段的结束。束。第18页，共46页，编辑于2022年，星期六2直线插补指令（直线插补指令（G01）直线插补指令用于直线或斜线运动。可直线插补指令用于直线或斜线运动。可使数控车床沿使数控车床沿x轴、轴、z轴方向执行单轴运动，轴方向执行单轴运动，也可以沿也可以沿x、z平面内任意斜率的直线运动。平面内任意斜率的直线运动。输入格式：输入格式：G01 X(U)Z(W)F ；第19页，共46页，编辑于2022年，星期六第20页，共46页，编辑于2022
11、年，星期六3圆弧插补指令（圆弧插补指令（G02 G03）输入格式：输入格式：G02 X Z I K F ；或或 G02 X Z R F ；G03 X Z I K F ；或或 G03 X Z R F ；（1）用增量坐标）用增量坐标U、W也可以；也可以；（2）C轴不能执行圆弧插补指令。轴不能执行圆弧插补指令。第21页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2.2 螺纹切削指令螺纹切削指令G32指令为等螺距螺纹加工指令指令为等螺距螺纹加工指令输入格式：输入格式：G32 X(U)Z(W)F ；“F ”为螺纹为螺纹的螺距。的螺距。对于端面螺纹，螺距采用半径值。对于端面螺纹，螺距采用半径值。第22页，
12、共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2.2 螺纹切削指令螺纹切削指令G34指令为变螺距螺纹加工指令指令为变螺距螺纹加工指令输入格式：输入格式：G32 X(U)Z(W)F K ；“K ”为为螺纹的螺距差值（增值或减值）。螺纹的螺距差值（增值或减值）。第23页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2.3 工件坐标系设定指令（工件坐标系设定指令（G50）工件坐标系设定指令以程序原点为工件工件坐标系设定指令以程序原点为工件坐标系的中心（原点），指定刀具出发点的坐标系的中心（原点），指定刀具出发点的坐标值（如图坐标值（如图3-19所示）。所示）。图3-19 G50设定工作坐标系输入格式：输入
13、格式：G50 X Z ，其中，其中X Z 为刀具为刀具出发点的坐标（如图出发点的坐标（如图3-19所示）。所示）。第24页，共46页，编辑于2022年，星期六第25页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2.4 返回参考位置指令（返回参考位置指令（G28）返回参考位置指令使刀具自动返回机械原点或返回参考位置指令使刀具自动返回机械原点或经某一中间点回机械原点（如图经某一中间点回机械原点（如图3-20和图和图3-21所示所示）。输入格式：输入格式：G28 X(U)Z(W)T00；（1）X(U)和和Z(W)为中间点的坐标。为中间点的坐标。（2）T00（刀具复位）指令必须写在（刀具复位）指令必须
14、写在G28指指令的同一程序段或该程序段之前。令的同一程序段或该程序段之前。第26页，共46页，编辑于2022年，星期六第27页，共46页，编辑于2022年，星期六第28页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.2.5暂停指令（暂停指令（G04）(G99)G04 U(P)；指令暂停进；指令暂停进刀的主轴回转数。刀的主轴回转数。(G98)G04 U(P)；指令暂停进；指令暂停进刀的时间。刀的时间。第29页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.3 主轴及辅助功能指令主轴及辅助功能指令1主轴功能指令（S指令）和主轴转速控制指令（G96、G97、G50）主轴功能指令（主轴功能指令（S指令）是设
15、定主轴转指令）是设定主轴转速的指令。速的指令。（1）主轴最高转速的设定（）主轴最高转速的设定（G50）。）。（G50）S ；中；中S 为主轴最高转速。为主轴最高转速。第30页，共46页，编辑于2022年，星期六（2）直接设定主轴转速指令（）直接设定主轴转速指令（G97），主），主轴速度用转速设定，单位为轴速度用转速设定，单位为r/min。（G97）S （M38或或M39）；）；（G97）：取消主轴线速度，恒定功能。：取消主轴线速度，恒定功能。S （M38或或M39）：设定主轴转速（）：设定主轴转速（r/min），指令范围为），指令范围为09999。第31页，共46页，编辑于2022年，星期六（
16、3）设定主轴线速度恒定指令（）设定主轴线速度恒定指令（G96），），主轴速度用线速度（主轴速度用线速度（m/min）值输入，并且主）值输入，并且主轴线速度恒定。轴线速度恒定。（G96）S （M38或或M39）；）；（G96）：主轴转速恒定。：主轴转速恒定。S （M38或或M39）：设定主轴线速度，）：设定主轴线速度，即切削速度（即切削速度（m/min）。）。第32页，共46页，编辑于2022年，星期六（1）G96（控制线速度恒定指令）：（控制线速度恒定指令）：当工件直径变化时主轴每分钟转数也随之当工件直径变化时主轴每分钟转数也随之变化，这样就可保证切削速度不变，从而变化，这样就可保证切削速度不
17、变，从而提高了切削质量。提高了切削质量。（2）主轴转速连续变化，）主轴转速连续变化，M38设定主轴设定主轴在低速范围变化（粗加工），在低速范围变化（粗加工），M39设定主轴设定主轴在高速范围变化（精加工）。在高速范围变化（精加工）。第33页，共46页，编辑于2022年，星期六2辅助功能指令（辅助功能指令（M指令）指令）M指令设定各种辅助动作及其状态，指令设定各种辅助动作及其状态，表表3-4是数控车床及车铣中心的是数控车床及车铣中心的M指令说指令说明。明。第34页，共46页，编辑于2022年，星期六第35页，共46页，编辑于2022年，星期六第36页，共46页，编辑于2022年，星期六下面介绍几
18、个特殊下面介绍几个特殊M代码的使代码的使用方法。用方法。M03：主轴或旋转刀具顺时针旋：主轴或旋转刀具顺时针旋转（转（CW）；）；M04：主轴或旋转刀具逆时针旋：主轴或旋转刀具逆时针旋转（转（CCW）；）；M05：主轴或旋转刀具停止旋转；：主轴或旋转刀具停止旋转；第37页，共46页，编辑于2022年，星期六4.2.4 进给功能指令进给功能指令1每转进给量指令（G99）、每分钟进给量指令（G98）指定进给功能的指令方法有如下两种。指定进给功能的指令方法有如下两种。（1）每转进给量（）每转进给量（G99）（如图）（如图3-23所示）所示）。输入格式：输入格式：G99 （F ）；）；F ：主轴每转进
19、给量（进给速度：主轴每转进给量（进给速度mm/r）。）。第38页，共46页，编辑于2022年，星期六（2）每分钟进给量（）每分钟进给量（G98）。输入格式：输入格式：G98 (F )；F ：每分钟进给量：每分钟进给量 （进给速度（进给速度mm/min）。）。第39页，共46页，编辑于2022年，星期六2进给功能指令（进给功能指令（F指令）指令）进给功能指令指定刀具的进给速度，进给功能指令指定刀具的进给速度，有有3种形式。种形式。（1）每转进给量（）每转进给量（mm/r），如图），如图3-26所示。所示。(G99)F ；F :主轴每转刀具进给量小数点输入指主轴每转刀具进给量小数点输入指令范围为令
20、范围为0.0001500.0000(mm/r)。第40页，共46页，编辑于2022年，星期六第41页，共46页，编辑于2022年，星期六（2）每分钟进给量（）每分钟进给量（mm/min），如），如图图3-27所示。所示。(G98)F ；其中其中F 为每分钟刀具进为每分钟刀具进给量，指令范围为给量，指令范围为115000(mm/min)。（3）螺纹切削进给速度（）螺纹切削进给速度（mm/r），如），如图图3-28所示。所示。第42页，共46页，编辑于2022年，星期六第43页，共46页，编辑于2022年，星期六第44页，共46页，编辑于2022年，星期六第45页，共46页，编辑于2022年，星期六F 指定螺纹的螺距，指令范围为指定螺纹的螺距，指令范围为0.0001500.0000(mm/r)。每转进给量切螺纹时，快速进每转进给量切螺纹时，快速进给速度没有指定界限；给速度没有指定界限；接入电源时，系统默认接入电源时，系统默认G99模式模式（每转进给量）。（每转进给量）。第46页，共46页，编辑于2022年，星期六