1、4.1 数控车床概述数控车床概述v 数控车床与普通车床一样以车削加工为主，也可用来加工零件旋转数控车床与普通车床一样以车削加工为主，也可用来加工零件旋转表面的。因为配备了数控系统，能自动完成零件的加工，具有加工精度表面的。因为配备了数控系统，能自动完成零件的加工，具有加工精度高、加工速度快、操作方便省力、加工范围宽等特点，是工厂机加工车高、加工速度快、操作方便省力、加工范围宽等特点，是工厂机加工车间应用比较广泛的一种数控机床。间应用比较广泛的一种数控机床。v 数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统、冷却和润滑系统
2、等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用控制电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的控制电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。一般数控车床的主轴由直流或交流调速电动机驱动，主结构大为简化。一般数控车床的主轴由直流或交流调速电动机驱动，主轴作主运动，刀架的纵、横向分别由伺服电动机驱动。为了车削螺纹，轴作主运动，刀架的纵、横向分别由伺服电动机驱动。为了车削螺纹，
3、在主传动系统里装有主轴脉冲发生器，以检测主轴的转速，保证车削螺在主传动系统里装有主轴脉冲发生器，以检测主轴的转速，保证车削螺纹时，主轴（工件）每转一转，刀具移动一个加工螺纹的导程。纹时，主轴（工件）每转一转，刀具移动一个加工螺纹的导程。4.1 数控车床概述数控车床概述v4.1.1 数控车床主要加工对象数控车床主要加工对象v 数控车床主要用于轴类或盘类零件的内数控车床主要用于轴类或盘类零件的内/外圆柱面、任意角度的内外圆柱面、任意角度的内/外圆锥面、外圆锥面、复杂回转内复杂回转内/外曲面和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩外曲面和圆柱、圆锥螺纹等的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩
4、孔、铰孔及镗孔等，特别适合加工形状复杂的零件孔、铰孔及镗孔等，特别适合加工形状复杂的零件。v 与普通车床相比，数控车床比较适合于车削具有以下要求和特点的回转体零与普通车床相比，数控车床比较适合于车削具有以下要求和特点的回转体零件：件：v（1）精度要求高的零件）精度要求高的零件v（2）表面粗糙度好的回转体零件）表面粗糙度好的回转体零件v（3）轮廓形状复杂的零件）轮廓形状复杂的零件v（4）带一些特殊类型螺纹的零件）带一些特殊类型螺纹的零件v（5）超精密、超低表面粗糙度的零件）超精密、超低表面粗糙度的零件4.1 数控车床概述数控车床概述v4.1.2 数控车床主要功能数控车床主要功能v 1、直线插补功
5、能、直线插补功能 v 控制刀具沿直线进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆柱面、控制刀具沿直线进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆柱面、圆锥面和倒角。圆锥面和倒角。v 2、圆弧插补功能、圆弧插补功能 v 控制刀具沿圆弧进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆弧面控制刀具沿圆弧进行切削，在数控车床中利用该功能可加工圆弧面和曲面。和曲面。v 3、固定循环功能、固定循环功能 v 固化了机床常用的一些功能，如粗加工、切螺纹、切槽、钻孔等，固化了机床常用的一些功能，如粗加工、切螺纹、切槽、钻孔等，使用该功能简化了编程。使用该功能简化了编程。v 4、恒线速度车削、恒线速度车削 v 通过控制主轴转速保
6、持切削点处的切削速度恒定，可获得一致的加通过控制主轴转速保持切削点处的切削速度恒定，可获得一致的加工表面。工表面。v 5、刀尖半径自动补偿功能、刀尖半径自动补偿功能 v 可对刀具运动轨迹进行半径补偿，具备该功能的机床在编程时可不可对刀具运动轨迹进行半径补偿，具备该功能的机床在编程时可不考虑刀具半径，直接按零件轮廓进行编程，从而使编程变得方便简单。考虑刀具半径，直接按零件轮廓进行编程，从而使编程变得方便简单。4.1 数控车床概述数控车床概述v4.1.3 数控车床的类型数控车床的类型1、按车床主轴的配置形式分类、按车床主轴的配置形式分类 (1)立式数控车床立式数控车床 (2)卧式数控车床卧式数控车
7、床 图4-2 卧式数控车床图4-1 立式数控车床 4.1 数控车床概述数控车床概述v 2、按加工零件的基本类型分类、按加工零件的基本类型分类v (1)卡盘式数控车床卡盘式数控车床 v (2)顶尖式数控车床顶尖式数控车床3、按刀架数量分类、按刀架数量分类 (1)单刀架数控车床单刀架数控车床 (2)双刀架数控车床双刀架数控车床图4-3 单刀架数控车床图4-4 双刀架数控车床4.1 数控车床概述数控车床概述v 4、按功能分类、按功能分类v (1)经济型数控车床经济型数控车床v (2)全功能型数控车床全功能型数控车床v (3)车削加工中心车削加工中心 （4）FMC车床车床v 图4-5 经济型数控车床图
8、4-6 全功能型数控车床图4-7 车削中心图4-8 带工件装卸机器人的数控车床4.1 数控车床概述数控车床概述v4.1.4 数控车床的工艺装备数控车床的工艺装备 刀具刀具 夹具等夹具等v1.数控车床的刀具数控车床的刀具v（1）对刀具的要求）对刀具的要求v 数控车床能兼作粗、精加工。为使粗加工能以较大地切削深度、数控车床能兼作粗、精加工。为使粗加工能以较大地切削深度、进给速度加工，要求粗车刀具强度高、耐用度好。精车首先是保进给速度加工，要求粗车刀具强度高、耐用度好。精车首先是保证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。为减少换刀时证加工精度，所以要求刀具的精度高、耐用度好。为减少换刀时间和方便
9、对刀，应可能多地采用机夹刀。间和方便对刀，应可能多地采用机夹刀。v 数控车床还要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具寿数控车床还要求刀片耐用度的一致性好，以便于使用刀具寿命管理功能。在使用刀具寿命管理时，刀片耐用度的设定原则是命管理功能。在使用刀具寿命管理时，刀片耐用度的设定原则是以该批刀片中耐用度最低的刀片作为依据的。在这种情况下，刀以该批刀片中耐用度最低的刀片作为依据的。在这种情况下，刀片耐用度的一致性甚至比其平均寿命更重要片耐用度的一致性甚至比其平均寿命更重要。4.1 数控车床概述数控车床概述v（2）数控车床的刀具）数控车床的刀具v 数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀
10、和成型数控车削用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖尖(同时也为其刀位点同时也为其刀位点)由直线形的主、副切削刃构成，如外圆车刀、左由直线形的主、副切削刃构成，如外圆车刀、左右端面车刀（图右端面车刀（图4-9），内孔车刀（图），内孔车刀（图4-10），切槽），切槽(断断)车刀（图车刀（图4-11）。）。图4-9 外圆车刀图4-10 内孔车刀图4-11 切槽或切断车刀4.1 数控车床概述数控车床概述v2.数控车床的夹具数控车床的夹具a液压中空卡盘b液压中实卡盘
11、图4-13 液压卡盘图4-14 顶尖4.1 数控车床概述数控车床概述v3.数控车床的尾座数控车床的尾座图4-15 可编程控制的液压尾座4.1 数控车床概述数控车床概述 4.数控车床的刀架数控车床的刀架图4-16 电动或液压回转刀架（斜床身、后置刀架）图4-17 排式刀架图4-18 方刀架（平床身、前置刀架）4.1 数控车床概述数控车床概述v4.1.5 数控车床的选择配置与机械结构组成数控车床的选择配置与机械结构组成图图4-19为典型数控车为典型数控车床的选择配置与机械床的选择配置与机械结构组成，包括主轴结构组成，包括主轴驱动机构、进给驱动驱动机构、进给驱动机构、床身、刀架、机构、床身、刀架、导
12、轨、辅助装置（自导轨、辅助装置（自动换刀装置、润滑装动换刀装置、润滑装置、切削液装置、排置、切削液装置、排屑、限位开关、照明屑、限位开关、照明装置）等部分。装置）等部分。图4-19 典型数控车床的选择配置与机械结构组成4.1 数控车床概述数控车床概述v4.1.6 数控车床的数控系统数控车床的数控系统 目前社会在役数控车床常见配套的数控系统有十多个品牌、几目前社会在役数控车床常见配套的数控系统有十多个品牌、几十个系列。国外品牌主要以日本法那科（十个系列。国外品牌主要以日本法那科（FANUC）和德国西门子）和德国西门子（SIEMENS）为主，国产品牌以华中和广数为主，近年发展很快，）为主，国产品牌
13、以华中和广数为主，近年发展很快，逐步占领了部分市场。逐步占领了部分市场。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v4.2.1 数控车床的编程特点数控车床的编程特点v 在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程或二者混合使用编程。值编程或二者混合使用编程。v 由于被加工零件的径向尺寸都是以直径值表示，所以直径方向用绝对值由于被加工零件的径向尺寸都是以直径值表示，所以直径方向用绝对值编程时，编程时，X以直径表示。当用增量值编程时，以径向实际位移量的两倍表示，并以直径表示。当用增量值编程时，以径向实际
14、位移量的两倍表示，并附上方向符号。附上方向符号。为提高工件的径向尺寸精度，为提高工件的径向尺寸精度，X方向的脉冲当量经常是方向的脉冲当量经常是Z向的向的一半。一半。v 由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控系由于车削加工常用棒料作为毛坯，加工余量较大，为简化编程，数控系统常备有不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。统常备有不同形式的固定循环，可进行多次重复循环切削。v 编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上是一个半径不大的圆弧，编程时，常认为车刀刀尖是一个点，而实际上是一个半径不大的圆弧，因此为提高加工精度，需要对刀具半径进行补偿因此为提高加工精度，需要对刀具半径
15、进行补偿 4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v4.2.2 数控车床的编程规则数控车床的编程规则v1.绝对值编程和增量值编程绝对值编程和增量值编程v 用绝对值方式编程时，程序段中的轨迹坐标都是相对于某一固定编用绝对值方式编程时，程序段中的轨迹坐标都是相对于某一固定编程坐标系原点所给定的绝对尺寸，用程坐标系原点所给定的绝对尺寸，用X、Z及其后面的数字表示。及其后面的数字表示。v 用增量值编程时，程序段中的轨迹坐标都是相对于前一位置坐标的用增量值编程时，程序段中的轨迹坐标都是相对于前一位置坐标的增量尺寸，用增量尺寸，用U、W及其后的数字分别表示及其后的数字分别表示X、Z方向的增量尺
16、寸方向的增量尺寸4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令图4-20 绝对与增量编程N01 G01 X40.0 Z10.0 F120;(OA)(进给速度为120mmmin)N02 X80.0 Z30.0；(AB)N03 X120.0 Z40.0；(BC)N04 X60.0 ZS0.0；(CD)N05 M02；N01 G01 U40.0 W10.0 F120；(OA)N02 U40.0 W20.0；(AB)N03 U40.0 W10.0；(BC)N04 U-60.0 W40.0；(CD)N05 M02；绝对编程增量编程4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v 2.直径编程
17、直径编程/半径编程半径编程 v X坐标的尺寸可按直径或半径指定。不同的机床可以使用不同的指坐标的尺寸可按直径或半径指定。不同的机床可以使用不同的指令方法：直径编程或半径编程。为了编程方便，对于令方法：直径编程或半径编程。为了编程方便，对于X方向的尺寸，可方向的尺寸，可以根据实际情况通过以根据实际情况通过1006号参数第三位设定成直径或半径方式编程。通号参数第三位设定成直径或半径方式编程。通常情况下设定成直径编程。常情况下设定成直径编程。v (1)直径编程直径编程v 在直径编程中，指令图纸上的直径值作为在直径编程中，指令图纸上的直径值作为X轴的值。轴的值。v (2)半径编程半径编程v 在半径编程
18、中，指令从工件中心至外表面的距离亦即半径值作为在半径编程中，指令从工件中心至外表面的距离亦即半径值作为X轴轴的值的值.4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v 3.小数点编程小数点编程v 数值可以用小数点输入。距离、时间或速度的输入可使用小数点。数值可以用小数点输入。距离、时间或速度的输入可使用小数点。下列地址可用小数点：下列地址可用小数点：v X，Y，Z，U，V，W，A，B，C，I，J，K，R和和F。v 有两种类型的小数点表示法：计算器型表示法和标准表示法。当用有两种类型的小数点表示法：计算器型表示法和标准表示法。当用计算器型表示法时，不带小数点的值的单位认为是计算器型表示法时
19、，不带小数点的值的单位认为是mm。当用标准表示。当用标准表示法时，这样的值以最小输入增量为单位指定。小数点表示法的选择由法时，这样的值以最小输入增量为单位指定。小数点表示法的选择由3401号参数的第号参数的第0位位(DPI)确定。确定。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v4.2.3 数控车床坐标系数控车床坐标系v 数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。v 机床坐标系是机床固有的坐标系，在出厂前已调好，一般情况下，不允许机床坐标系是机床固有的坐标系，在出厂前已调好，一般情况下，不允许用户随意改动。数控车床是回转类零件加工机床，一
20、般只有用户随意改动。数控车床是回转类零件加工机床，一般只有X和和Z两个坐标轴，两个坐标轴，只需要两坐标联动。只需要两坐标联动。Z轴是主轴的回转轴线，远离工件的方向为正。轴是主轴的回转轴线，远离工件的方向为正。X轴与轴与Z轴相垂直，且平行于车床径向运动的导轨方向也是远离工件的方向为正。根据轴相垂直，且平行于车床径向运动的导轨方向也是远离工件的方向为正。根据Z、X轴坐标确定原则，卧式数控车床刀架运动的纵方向即为轴坐标确定原则，卧式数控车床刀架运动的纵方向即为Z 方向，刀架的横向即方向，刀架的横向即为为X方向，当刀架沿方向，当刀架沿Z向和向和X向协调运动时，可形成各种复杂的平面曲线，以这向协调运动时
21、，可形成各种复杂的平面曲线，以这条曲线绕轴线回转时，可形成各种复杂的回转体。同样数控立式车床也是刀架条曲线绕轴线回转时，可形成各种复杂的回转体。同样数控立式车床也是刀架沿着工件的轴向和径向运动实现两坐标联动的。卧式数控车床的机床坐标系见沿着工件的轴向和径向运动实现两坐标联动的。卧式数控车床的机床坐标系见图图4-21（机床参考点与机床原点重合）和图（机床参考点与机床原点重合）和图4-22（机床参考点与机床原点不重（机床参考点与机床原点不重合）。合）。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v4.2.4 数控车床常用指令数控车床常用指令表4-2 FANUC OiT的地址及功能4.2 数
22、控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v 1.程序号程序号v 为了识别存在存储器中的程序，给每个程序分配一个程序号，它由英为了识别存在存储器中的程序，给每个程序分配一个程序号，它由英文字母文字母O后面紧跟不超过后面紧跟不超过4位的数字位的数字(19999)组成，放在程序的开头。例如：组成，放在程序的开头。例如：O8，O54，O4567。（注意：程序号。（注意：程序号O8000 到到O9999 由机床制造商使用，由机床制造商使用，用户不能使用这些号）。用户不能使用这些号）。v2 程序段号（顺序号）程序段号（顺序号）v 在程序段的开头，可以放
23、置一个顺序号，它由英文字母在程序段的开头，可以放置一个顺序号，它由英文字母N 后跟不超过后跟不超过5 位的数字（位的数字（199999）组成。顺序号可以随意指定，也可以没有顺序号，）组成。顺序号可以随意指定，也可以没有顺序号，可以跳过任何号。可以为所有的程序段指定顺序号，也可以只为那些程序可以跳过任何号。可以为所有的程序段指定顺序号，也可以只为那些程序中想要加顺序号的程序段指定顺序号。但是，通常还是习惯于按照与加工中想要加顺序号的程序段指定顺序号。但是，通常还是习惯于按照与加工步骤相协调的递增次序指定顺序号（注：为了与其它数控系统兼容，不能步骤相协调的递增次序指定顺序号（注：为了与其它数控系统
24、兼容，不能用用N0。不能使用程序号。不能使用程序号O0）。）。v 例如例如 N300 X200.0 Z300.0；该程序段中；该程序段中N300是顺序号。是顺序号。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v3、G指令（准备功能指令）指令（准备功能指令）v FANUC OiT有三种有三种G代码系统：代码系统：A、B和和C（表（表4-3）。用）。用3401号参号参数的第数的第6位位(GSB)和第和第7位位(GSC)选择选择G代码系统。一般情况下，使用代码系统。一般情况下，使用G代代码系统码系统A。除了。除了G10和和G11外，外，00组的组的G代码都是非模态代码都是非模态G代码。代码。
25、注：注：带带为系统默认指令。不少数控机床为系统默认指令。不少数控机床G指令的前置指令的前置“0”允许允许省略，如：省略，如：G1表示表示G01，G3表示表示G03。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v表表4-3 FANUC OiT的的G指令列表指令列表4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（1）英制）英制/公制转换公制转换(G20、G21)v 指令格式：指
26、令格式：G20；Inch 输入输入(1Inch=25.4mm)v G21；mm输入输入v G20或或G21代码必须在程序的开始设定坐标系之前在一个单独的程序段中指定。代码必须在程序的开始设定坐标系之前在一个单独的程序段中指定。在英制（在英制（Inch）/公制（公制（mm）转换的）转换的G代码指定后，角度单位不变。下列值的单代码指定后，角度单位不变。下列值的单位在英位在英/公制转换后要随之改变：公制转换后要随之改变：v F指令的进给速度指令的进给速度v 位置指令位置指令v 工件零点偏移值工件零点偏移值v 刀具补偿值刀具补偿值v 手摇脉冲发生器的刻度单位手摇脉冲发生器的刻度单位v 增量进给中的移动
27、距离增量进给中的移动距离v 某些参数某些参数v 通电时的通电时的G代码与断电前的代码与断电前的G代码相同，在程序执行时，绝对不能切换代码相同，在程序执行时，绝对不能切换G20和和G21。英制和公制输入也可用。英制和公制输入也可用SETTING的设定值切换。的设定值切换。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v （2）机床坐标系选择（）机床坐标系选择（G53）v 机床坐标系以机床零点为原点，在开机通电后通过手动返回参考点而建立设机床坐标系以机床零点为原点，在开机通电后通过手动返回参考点而建立设定。机床坐标系是机床能够直接建立和识别的基准坐标系，但在实际加工时很少定。机床坐标系是机床
28、能够直接建立和识别的基准坐标系，但在实际加工时很少直接采用，只有在进行一些特定的操作时才考虑选择采用机床坐标系。直接采用，只有在进行一些特定的操作时才考虑选择采用机床坐标系。v机床坐标系选择采用机床坐标系选择采用G53指令，它是非模态指令，即只在其指令的程序段中有效。指令，它是非模态指令，即只在其指令的程序段中有效。G53指令必须用绝对值指定，如果采用增量值编程，指令必须用绝对值指定，如果采用增量值编程，G53指令将被忽略。如果编指令将被忽略。如果编程了程了G53指令，刀具半径补偿和刀具偏置也就同时被取消。指令，刀具半径补偿和刀具偏置也就同时被取消。v （3）设定工件坐标系（设定工件坐标系（G
29、50）v 编程人员在编程时，还不可能知道工件在机床坐标系中的确切位置，因而就编程人员在编程时，还不可能知道工件在机床坐标系中的确切位置，因而就无法在机床坐标系中取得编程所需要的相关几何数据信息，也就无法进行编程。无法在机床坐标系中取得编程所需要的相关几何数据信息，也就无法进行编程。为了使得编程人员能够直接根据图纸进行编程，通常可以在工件图上选择确定一为了使得编程人员能够直接根据图纸进行编程，通常可以在工件图上选择确定一个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为编程坐标系或工件坐标个与机床坐标系有一定关系的坐标系，这个坐标系即称为编程坐标系或工件坐标系，其原点即为编程原点或工件原点。系，
30、其原点即为编程原点或工件原点。指令格式：指令格式：G50 X_ Z_；4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（4）选择工件坐标系（）选择工件坐标系（G54G59）v G54G59在程序中是选择第在程序中是选择第16工件坐标系的指令，第工件坐标系的指令，第16工件工件坐标系是在操作面板通过坐标系是在操作面板通过OFFSETSETING在工件编置方式下预先设在工件编置方式下预先设定设定好的。一经设定，工件坐标系的零点在机械坐标系中的位置是不定设定好的。一经设定，工件坐标系的零点在机械坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过O
31、FFSETSETING方式方式更改。更改。v（5）局部坐标系设定（）局部坐标系设定（G52）v 采用采用G52指令，可以在工件坐标系指令，可以在工件坐标系(G54G59)中通过指定偏置量中通过指定偏置量产生新的坐标原点，从而变更坐标系位置，生成新的子坐标系产生新的坐标原点，从而变更坐标系位置，生成新的子坐标系局部局部坐标系，如图坐标系，如图4-28所示。所示。编程格式编程格式 G52 X_ Z_；4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令图4-28 G52局部坐标系设定4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（6）快速定位（快速定位（G00）v G00是使刀具以系统预先
32、设定的速度快速移动定位至所指定的位置。是使刀具以系统预先设定的速度快速移动定位至所指定的位置。主要是特点是刀具移动速度快，以便节省时间，常用在刀具快速接近工主要是特点是刀具移动速度快，以便节省时间，常用在刀具快速接近工件或快速返回等不切削工件的场合。件或快速返回等不切削工件的场合。v 指令格式为：指令格式为：G00 X(U)_Z(W)_；v 其中：其中：X、Z表示目标点绝对值坐标；表示目标点绝对值坐标；U、W表示目标点相对前一点表示目标点相对前一点的增量坐标。的增量坐标。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令图4-30 G00的应用4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程
33、指令v（7）直线插补（直线插补（G01）v G01是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点。主要特点是是使刀具以指令的进给速度沿直线移动到目标点。主要特点是刀具移动的速度可通过刀具移动的速度可通过F后面的数值调整，以适应不同的切削状态和要后面的数值调整，以适应不同的切削状态和要求，常用在刀具以直线路线的形式车外圆、端面、锥面、台阶、倒角、求，常用在刀具以直线路线的形式车外圆、端面、锥面、台阶、倒角、切槽等。切槽等。v 1)指令格式为：指令格式为：G01 X(U)_Z(W)_F_；v 其中：其中：X、Z表示目标点绝对值坐标；表示目标点绝对值坐标；U、W表示目标点相对前一点表示目标点相对前一点的
34、增量坐标，的增量坐标，F表示进给量即进给速度，若在前面已经指定，可以省略。表示进给量即进给速度，若在前面已经指定，可以省略。v 通常，在车削端面、沟槽等与通常，在车削端面、沟槽等与X轴平行的加工时，只需单独指定轴平行的加工时，只需单独指定X(或或U)坐标；在车外圆、内孔等与坐标；在车外圆、内孔等与Z轴平行的加工时，只需单独指定轴平行的加工时，只需单独指定Z(或或W)值。值。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v2)G01粗车锥面的方法粗车锥面的方法v 在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两种情况，而在车床上车外圆锥时可以分为车正锥和车倒锥两种情况，而每一种情况又有两种加工路
35、线。图每一种情况又有两种加工路线。图4-36所示为车正锥的两种加工所示为车正锥的两种加工路线，当按图路线，当按图a的加工路车正锥时，需要计算终刀距的加工路车正锥时，需要计算终刀距S，假设圆锥，假设圆锥大径为大径为D，小径为，小径为d,锥长为锥长为L，背吃刀量为，背吃刀量为p，则可计算出，则可计算出v (D-d)/2L=p/S S=2Lp/(D-d)v 当按图的走刀路线车正锥时，则不需要计算终刀距，只当按图的走刀路线车正锥时，则不需要计算终刀距，只要确定了背吃刀量，即可车出圆锥轮廓。但在每次切削中，背吃要确定了背吃刀量，即可车出圆锥轮廓。但在每次切削中，背吃刀量是变化的。刀量是变化的。v 车倒锥
36、的原理与车正锥的原理相同。车倒锥的原理与车正锥的原理相同。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（8）圆弧插补（）圆弧插补（G02/G03）v 指令格式：指令格式：G02/G03 X(U)_Z(W)_I_K_F_；v 或或G02/G03 X(U)_Z(W)_R_F_；v1)圆弧顺逆的判断圆弧顺逆的判断图4-37 圆弧顺逆的判断4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v 2)说明：说明：v 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
37、弧终点表示。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，用相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。表示。v 圆心坐标圆心坐标I、K为圆弧起点相对于圆弧中心的增量坐标。本系统为圆弧起点相对于圆弧中心的增量坐标。本系统I、K为增量值，并带有为增量值，并带有“”号。号。v 当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径值的情况下，从圆当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径值的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角180时，用时，用“R”表示。若圆弧圆心角表示。若圆弧圆心角180时，用时，用“R”表示
38、。表示。v 用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v 3)G02/G03粗车圆弧的方法：粗车圆弧的方法：v 应用应用G02（或（或G03）指令粗车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，）指令粗车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。下面介绍车圆弧常用加工路线。将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。下面介绍车圆弧常用加工路线。图4-41 车锥法图4-42 车圆法4
39、.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（9）暂停暂停(G04)v G04指令使刀具的进给运动暂时停止一段时间，主轴的状态不变化，指令使刀具的进给运动暂时停止一段时间，主轴的状态不变化，以达到光整加工表面的效果，提高表面粗糙度，主要在切槽、车削不通以达到光整加工表面的效果，提高表面粗糙度，主要在切槽、车削不通孔时用到。孔时用到。v 指令格式：暂停指令格式：暂停 G04 X_；或；或G04 U_；或；或G04 P_；v X_：指定时间：指定时间(允许小数点，单位秒允许小数点，单位秒)v U_：指定时间：指定时间(允许小数点，单位秒允许小数点，单位秒)v P_：指定时间：指定时间(不允
40、许小数点，单位毫秒不允许小数点，单位毫秒)4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（10）自动返回参考点（自动返回参考点（G28）v 刀具经由中间点沿指定轴自动移动到参考点。在参考点返回完成后，刀具经由中间点沿指定轴自动移动到参考点。在参考点返回完成后，指示返回完成的灯点亮。设置中间点，是为防止刀具返回参考点时与工指示返回完成的灯点亮。设置中间点，是为防止刀具返回参考点时与工件或夹具发生干涉。通常件或夹具发生干涉。通常G28指令是用于自动换刀，原则上应在执行该指令是用于自动换刀，原则上应在执行该指令前取消各种刀具补偿。但在车床中没有必要一定要返回参考点换刀，指令前取消各种刀具补偿
41、。但在车床中没有必要一定要返回参考点换刀，在任意不与工件发生干涉的位置都可以作为换刀点。在任意不与工件发生干涉的位置都可以作为换刀点。v 指令格式：指令格式：G28 X(U)_Z(W)_；v 指令中的指令中的X(U)_Z(W)_为中间点坐标，如果不通过中间点面直接为中间点坐标，如果不通过中间点面直接回机床参考点，可用增量值回机床参考点，可用增量值U0、W0，即中间点就是当前坐标值，如图，即中间点就是当前坐标值，如图4-44 所示。所示。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（11）返回参考点检查（返回参考点检查（G27）v 检查刀具是否按程序正确地返回到参考点。检查刀具是否按程
42、序正确地返回到参考点。G27指令是以快速移动指令是以快速移动速度定位刀具。如果刀具到达参考点，参考点返回灯点亮。如果刀具正速度定位刀具。如果刀具到达参考点，参考点返回灯点亮。如果刀具正确地沿指定轴返回到参考点，该轴灯点亮。确地沿指定轴返回到参考点，该轴灯点亮。v 但是，如果刀具到达的位置不是参考点，则显示但是，如果刀具到达的位置不是参考点，则显示092号报警。号报警。v 指令格式：指令格式：G28 X(U)_Z(W)_；v 指令中的指令中的X(U)_Z(W)_为机床参考点为机床参考点4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（12）刀尖圆弧自动补偿功能刀尖圆弧自动补偿功能v 数控车
43、床的车刀在进行加工时都以刀尖为基准进行对刀，进行切削数控车床的车刀在进行加工时都以刀尖为基准进行对刀，进行切削加工。为了提高刀具寿命，降低加工表面的粗糙度，实际加工中的车刀加工。为了提高刀具寿命，降低加工表面的粗糙度，实际加工中的车刀不是理想的尖锐的一个点，而是一个半径不大的圆弧。由于切削点沿着不是理想的尖锐的一个点，而是一个半径不大的圆弧。由于切削点沿着圆弧不断在变化，加工会产生尺寸误差。作为尺寸精度要求高的产品，圆弧不断在变化，加工会产生尺寸误差。作为尺寸精度要求高的产品，这种误差是不容许的，必须对因车刀刀尖圆弧引起的误差进行补偿，才这种误差是不容许的，必须对因车刀刀尖圆弧引起的误差进行补
44、偿，才能加工出高精度的零件。能加工出高精度的零件。1）车刀刀尖圆弧产生加工误差的原因）车刀刀尖圆弧产生加工误差的原因4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v2）使用刀具半径补偿功能）使用刀具半径补偿功能G40、G41、G42取消加工误差取消加工误差v G40-取消刀具半径补偿，按程序路径进给。取消刀具半径补偿，按程序路径进给。v G41-左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。进给。v G42-右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。进给。v
45、 以上规定适用于后置刀架的数控车床，如果是以上规定适用于后置刀架的数控车床，如果是CKA6150经济型前置经济型前置刀架的机床，刀架的机床，G41、G42的定义正好相反，即的定义正好相反，即G41为刀具半径右补偿，为刀具半径右补偿，即沿刀具前进方向看刀具位于工件的右侧。即沿刀具前进方向看刀具位于工件的右侧。G42为刀具半径左补偿，即为刀具半径左补偿，即沿刀具前进方向看，沿刀具前进方向看，v 刀具位于工件的左侧，如图刀具位于工件的左侧，如图4-47 所示。所示。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令图4-47 刀具半径补偿图4-48 刀尖R方位代码的确定方法4.2 数控车床常用的编
46、程指令数控车床常用的编程指令v 3)刀具半径补偿必须遵循以下规则：刀具半径补偿必须遵循以下规则：v G40、G41、G42只能用只能用G00、G01结合编程，不允许与结合编程，不允许与G02、G03等其他指令结合编程，否则将报警。等其他指令结合编程，否则将报警。v 在编入在编入G41、G42的的G00与与G0 1的程序段，其以后两个程序段中，的程序段，其以后两个程序段中，坐标值坐标值X、Z要有变化，否则报警。要有变化，否则报警。v 在调用新的刀具前，必须取消刀具补偿，否则也产生报警。在调用新的刀具前，必须取消刀具补偿，否则也产生报警。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v（13
47、）车削固定循环（简化编程）车削固定循环（简化编程）v 固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床位移或主轴运转，固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床位移或主轴运转，从而完成各项加工。对非一刀加工完成的轮廓表面，即加工余量较大的从而完成各项加工。对非一刀加工完成的轮廓表面，即加工余量较大的表面，采用循环编程，以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。固定表面，采用循环编程，以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。固定循环一般分为单一形状固定循环和复合形状固定循环。循环一般分为单一形状固定循环和复合形状固定循环。v 1）单一形状粗车循环）单一形状粗车循环v 有三种固定循环：外径有三种固定循环：外径
48、/内径切削固定循环内径切削固定循环(G90)，螺纹切削，螺纹切削固定循环固定循环(G92)，以及端面切削固定循环，以及端面切削固定循环(G94)。v 外径外径/内径切削循环内径切削循环(G90)v 外圆切削循环外圆切削循环v 指令格式：指令格式：G90 X(U)_ Z(W)_ F_；4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令v2)端面切削循环端面切削循环(G94)v 指令格式指令格式(1)：G94 X(U)_ Z(W)_ F_；v 其中：其中：X、Z取值为端平面切削终点绝对坐标值；取值为端平面切削终点绝对坐标值；U、W取值为端取值为端平面切削终点相对循环起点的增量坐标值；平面切削终点
49、相对循环起点的增量坐标值；F为工进速度。为工进速度。v 如图如图4-55 所示，以上指令格式为端面切削循环。所示，以上指令格式为端面切削循环。v 指令格式指令格式(2)：G94 X(U)_ Z(W)_ R_F_；其中：其中：R为端面切削始点至终点位移在为端面切削始点至终点位移在Z方向的坐标增量。方向的坐标增量。4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令图4-55 G94端面切削走刀路线图 图4-56 G94带有锥度的端面切削走刀路线图4.2 数控车床常用的编程指令数控车床常用的编程指令2）粗精车多重固定循环）粗精车多重固定循环v 精车循环（精车循环（G70）v 当用当用G71、G72
50、、G73粗车工件后，可以用粗车工件后，可以用G70来指定精车循环，切除粗加来指定精车循环，切除粗加工中留下的余量。其指令格式为：工中留下的余量。其指令格式为：G70 P(ns)Q(nf)；v ns精车加工程序中第精车加工程序中第个程序段段号。个程序段段号。v nf精车加工程序中最后精车加工程序中最后个程序段段号。个程序段段号。v 精车过程中的精车过程中的F、S、T必须在必须在P(ns)Q(nf)之间的中指定，而在之间的中指定，而在G71、G72、G73中的中的F、S、T无效。无效。N(ns)N(nf)之间的程序段中不能调用子程序。当之间的程序段中不能调用子程序。当G70 循环加工结束时，刀具返
