第2章数控车床的操作与编程

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1 第 2 章 数 控 车 床 的 操 作 与 编 程 2.1 数 控 车 床 及 其 组 成 1. 教 学 目 标 1). 了 解 数 控 车 床 的 类 型 及 基 本 组 成 2). 掌 握 数 控 车 床 的 类 型 3). 掌 握 数 控 车 床 的 传 动 及 速 度 控 制 2. 教 学 重 点 和 难 点 重 点 : 数 控 车 床 的 类 型 及 基 本 组 成 难 点 : 数 控 车 床 的 类 型 及 基 本 组 成 3. 教 学 手 段 与 方 法 : 多 媒 体 实 物 4. 讲 授 学 时 :2 学 时 数 控 车 床 的 类 型 及 基 本 组 成 1. 数 控 车 床 的 类 型 1) 水 平 床 身 ( 即 卧 式 车 床 ) 它 有 单 轴 卧 式 和 双 轴 卧 式 之 分 由 于 刀 架 拖 板 运 动 很 少 需 要 手 摇 操 作, 所 以 刀 架 一 般 安 放 于 轴 心 线 后 部, 其 主 要 运 动 范 围 亦 在 轴 心 线 后 半 部, 可 使 操 作 者 易 接 近 工 件 采 用 短 床 身 占 地 小, 宜 于 加 工 盘 类 零 件 双 轴 型 便 于 加 工 零 件 正 反 面 2) 倾 斜 式 床 身 它 在 水 平 导 轨 床 身 上 布 置 三 角 形 截 面 的 床 鞍 其 布 局 兼 有 水 平 床 身 造 价 低 横 滑 板 导 轨 倾 斜 便 于 排 屑 和 易 接 近 操 作 的 优 点 它 有 小 规 格 中 规 格 和 大 规 格 三 种 3) 立 式 数 控 车 床 它 分 单 柱 立 式 和 双 柱 立 式 数 控 车 床 采 用 主 轴 立 置 方 式, 适 用 于 加 工 中 等 尺 寸 盘 类 和 壳 体 类 零 件 便 于 装 卸 工 件 能 力 4) 高 精 度 数 控 车 床 它 分 中 小 规 格 两 种 适 于 精 密 仪 器 航 天 及 电 子 行 业 的 精 密 零 件 5) 四 坐 标 数 控 车 床 四 坐 标 数 控 车 床 设 有 两 个 X Z 坐 标 或 多 坐 标 复 式 刀 架 可 提 高 加 工 效 率, 扩 大 工 艺 6) 车 削 加 工 中 心 车 削 中 心 可 在 一 台 车 床 上 完 成 多 道 工 序 的 加 工, 从 而 缩 短 了 加 工 周 期, 提 高 了 机 床 的 生 产 效 率 和 加 工 精 度 若 配 上 机 械 手, 刀 库 料 台 和 自 动 测 量 监 控 装 置 构 成 车 加 工 单 元, 用 于 中 小 批 量 的 柔 性 加 工 5 7) 各 种 专 用 数 控 车 床 专 用 数 控 车 床 有 数 控 卡 盘 车 床 数 控 管 子 车 床 等 2. 数 控 车 床 的 基 本 组 成 数 控 车 床 的 整 体 结 构 组 成 基 本 与 普 通 车 床 相 同, 同 样 具 有 床 身 主 轴 刀 架 及 其 拖 板 和 尾 座 等 基 本 部 件, 但 数 控 柜 操 作 面 板 和 显 示 监 控 器 却 是 数 控 机 床 特 有 的 部 件 即 使 对 于 机 械 部 件, 数 控 车 床 和 普 通 车 床 也 具 有 很 大 的 区 别 如 数 控 车 的 主 轴 箱 内 部 省 掉 了 机 械 式 的 齿 轮 变 速 部 件, 因 而 结 构 就 非 常 简 单 了 ; 车 螺 纹 也 不 再 需 要 另 配 丝 杆 和 挂 轮 了 ; 刻 度 盘 式 的 手 摇 移 动 调 节 机 构 也 已 被 脉 冲 触 发 计 数 装 置 所 取 代 下 面 以 CK7815 数 控 车 床 和 CK9330 型

2 数 控 车 床 为 例, 简 单 介 绍 一 下 数 控 车 床 的 结 构 组 成 CK7815 型 数 控 车 床 是 长 城 机 床 厂 的 产 品, 可 选 配 FANUC-6T 或 FANUC-5T 系 统, 为 两 坐 标 联 动 半 闭 环 控 制 的 CNC 车 床 该 车 床 能 车 削 直 线 ( 圆 柱 面 ) 斜 线 ( 锥 面 ) 圆 弧 ( 成 形 面 ) 公 制 和 英 制 螺 纹 ( 圆 柱 螺 纹 锥 螺 纹 及 多 头 螺 纹 ), 能 对 盘 形 零 件 进 行 钻 扩 铰 和 镗 孔 加 工 CK7815 数 控 车 床 其 床 身 导 轨 为 60 倾 斜 布 置, 排 屑 方 便 导 轨 截 面 为 矩 形, 刚 性 很 好 主 轴 由 直 流 ( 配 5T 系 统 时 ) 或 交 流 ( 配 6T 系 统 时 ) 调 速 电 机 驱 动, 主 轴 尾 端 带 有 液 压 夹 紧 油 缸, 可 用 于 快 速 自 动 装 夹 工 件 床 鞍 溜 板 上 装 有 横 向 进 给 驱 动 装 置 和 转 塔 刀 架, 刀 盘 可 选 配 8 位 12 位 小 刀 盘 和 12 位 大 刀 盘 纵 横 向 进 给 系 统 采 用 直 流 伺 服 电 机 带 动 滚 珠 丝 杠, 使 刀 架 移 动 尾 座 套 筒 采 用 液 压 驱 动 可 采 用 光 电 读 带 机 和 手 工 键 盘 程 序 输 入 方 式, 带 有 CRT 显 示 器 数 控 操 作 面 板 和 机 械 操 作 面 板 另 外 还 有 液 动 式 防 护 门 罩 和 排 屑 装 置 若 再 配 置 上 下 料 的 工 业 机 器 人, 就 可 以 形 成 一 个 柔 性 制 造 单 元 (FMC) CK9330 型 数 控 车 床 配 有 由 华 中 数 控 研 制 开 发 的 HCNC-1T 数 控 系 统, 直 接 由 PC 电 脑 通 过 数 控 软 件 进 行 加 工 控 制 的 新 型 CNC 系 统 该 机 床 是 一 开 环 控 制 的 台 式 车 床, 其 机 械 部 分 由 床 身 床 头 箱 工 作 台 大 小 拖 板 普 通 刀 架 尾 座 主 轴 电 机 和 XZ 轴 步 进 电 机 (4NM,1NM 各 一 个 ) 等 组 成, 控 制 部 分 由 机 床 强 电 控 制 柜 机 械 操 作 面 板 PC 电 脑 和 它 的 数 控 软 件 等 组 成 CK9330 数 控 车 床 的 组 成 CK9330 型 数 控 车 床 能 够 控 制 的 主 要 有 X Z 轴 的 运 动 ( 包 括 移 动 量 及 移 动 速 度 的 控 制, 能 进 行 直 线 和 圆 弧 的 插 补 加 工 控 制 ), 一 些 电 器 开 关 的 通 断 ( 包 括 主 轴 正 反 转 及 停 转 进 给 随 意 暂 停 和 重 启 急 停 和 超 程 保 护 控 制 ) 等 由 于 主 轴 采 用 的 是 一 般 交 流 电 机, 故 主 轴 转 速 不 可 任 意 调 节 该 机 床 可 用 于 车 削 内 外 圆 表 面 锥 面 平 面 复 杂 的 回 转 表 面 和 公 制 英 制 螺 纹 等 数 控 车 床 的 传 动 及 速 度 控 制 CK7815 型 数 控 车 床 的 传 动 系 统 图 主 轴 由 AC-6 型 5.5 kw 交 流 调 速 电 动 机 或 DC-8 型 1.1 kw 直 流 调 速 电 动 机 驱 动, 靠 电 器 系 统 实 现 无 级 变 速 由 于 电 机 调 速 范 围 的 限 制, 故 采 用 两 级 宝 塔 皮 带 轮 实 施 高 低 两 挡 速 度 的 手 工 切 换, 在 其 中 某 挡 的 范 围 内 可 由 程 序 代 码 S 任 意 指 定 主 轴 转 速 结 合 数 控 装 置 还 可 进 行 恒 线 速 度 切 削 但 最 高 转 速 受 卡 盘 和 卡 盘 油 缸 极 限 转 速 的 制 约, 一 般 不 超 过 4500 r/min 纵 向 Z 轴 进 给 由 直 流 伺 服 电 机 直 接 带 动 滚 珠 丝 杠 实 现 ; 横 向 X 轴 进 给 由 直 流 伺 服 电 机 驱 动 ; 通 过 同 步 齿 形 带 带 动 横 向 滚 珠 丝 杠 实 现, 这 样 可 减 小 横 轴 方 向 的 尺 寸 刀 盘 转 位 由 电 机 经 过 齿 轮 及 蜗 杆 副 实 现, 可 手 动 或 自 动 换 刀 排 屑 机 构 由 电 机 减 速 器 和 链 轮 传 动 实 现 CK7815 的 主 要 速 度 指 标 为 : 工 作 转 速 :0.01~500 mm/ r 1~2000 mm/ min 快 进 速 度 : 纵 向 Z 轴 ~50 in/ r 0.01~600 in/ min 12 m/ min 横 向 X 轴 9 m/ min 工 进 速 度 和 快 进 速 度 还 受 控 制 面 板 上 相 应 的 速 度 修 调 旋 钮 影 响 实 际 速 度 还 应 乘 以 速 度 修 调 的 倍 率 CK9330 型 数 控 车 床 的 传 动 系 统 较 为 简 单, 该 机 床 主 轴 是 由 电 机 经 三 角 胶 带 传 至 车 头 主 轴, 由 皮 带 塔 轮 传 动 实 施 有 级 变 速 主 轴 转 速 不 受 S 代 码 的 控 制, 其 调 整 需 靠 手 工 进 行 按 变 换 各 皮 带 位 置, 即 可 得 到 六 种 主 轴 转 速 由 于 主 轴 转 速 不 可 无 级 调 控, 所 以 在 螺 纹 车 削 时, 只 有 靠 编 码 器 检 测 主 轴 的 实 际 转 速 并 反 馈 到 数 控 系 统 后, 再 由 系 统 自 动 调 整 进 给 轴 的 进 给 速 度 来 保 证 ( 主 轴 每 转 一 圈, 刀 架 移 动 一 个 螺 距 值 ) CK9330 数 控 车 床 的 纵 向 Z 轴 进 给 由 4NM 的 三 相 六 拍 感 应 式 步 进 电 机 直 接 带 动 普 通 丝 杠

3 实 现, 横 向 X 轴 进 给 由 1NM 的 步 进 电 机 带 动 一 对 18/27 的 减 速 齿 轮 后 再 带 动 普 通 丝 杠 实 现 由 于 小 拖 板 上 的 丝 杠 手 柄 调 节 位 移 量 不 计 入 数 控 装 置, 因 此 只 用 于 加 工 前 对 刀 时 的 辅 助 调 节, 它 在 加 工 过 程 中 的 任 何 移 动 都 将 影 响 尺 寸 精 度 CK9330 型 数 控 车 床 的 主 要 规 格 与 技 术 参 数 为 : 床 身 上 最 大 工 件 回 转 直 径 最 大 工 件 长 度 刀 架 上 最 大 工 件 回 转 直 径 主 轴 通 孔 直 径 主 轴 孔 莫 氏 锥 度 刀 架 最 大 横 向 行 程 刀 架 最 大 纵 向 行 程 加 工 公 制 螺 纹 种 数 14 φ300 mm 500 mm φ140 mm φ26 mm NO mm 100 mm 加 工 公 制 螺 纹 螺 距 0.5~3 ( 或 更 大 ) 加 工 英 制 螺 纹 种 数 20 加 工 英 制 螺 纹 螺 距 纵 横 向 进 给 量 级 数 主 轴 每 转 刀 架 的 纵 横 向 进 给 量 主 轴 转 速 范 围 11~40 牙 / 英 寸 无 级 调 速 无 级 调 速 160~1600 r/min 主 轴 转 速 级 数 6 此 外, 还 有 些 车 床 的 主 轴 虽 然 采 用 的 是 机 械 式 的 有 级 变 速, 但 配 合 一 定 的 电 液 动 控 制 系 统, 也 可 通 过 S 代 码 自 动 实 现 主 轴 的 变 速, 当 然 那 也 只 能 是 有 级 变 速 数 控 车 床 的 控 制 面 板 及 其 功 能 用 PC 电 脑 作 控 制 系 统 的 数 控 车 床, 其 程 序 输 入 数 据 设 定 和 NC 控 制 等 操 作 均 可 由 PC 键 盘 进 行, 文 字 和 图 形 信 息 由 显 示 器 显 示 CK9330 数 控 车 床 操 作 面 板 的 布 局 如 图 2-5 所 示 面 板 顶 行 为 一 排 指 示 灯, 分 别 为 指 示 机 床 电 柜 电 源 的 强 电 指 示 灯, 表 示 机 床 与 计 算 机 数 控 软 件 是 否 联 系 上 的 联 机 指 示 灯, 数 控 系 统 内 部 是 否 有 故 障 的 数 控 报 警 和 控 制 轴 行 程 是 否 超 界 的 超 程 报 警 指 示 灯 以 及 回 参 考 点 指 示 灯 右 上 部 按 菱 形 布 置 的 几 个 按 钮 为 拖 板 移 动 用 的 手 动 操 作 按 钮, 相 当 于 普 通 车 床 上 的 旋 转 手 柄, 轴 移 动 方 向 遵 循 标 准 规 定 当 按 住 某 轴 移 动 方 向 按 钮 的 同 时 再 按 住 中 间 的 快 移 按 钮, 则 该 轴 将 以 内 部 设 定 的 最 快 速 度 向 指 定 方 向 移 动 ; 否 则, 将 以 当 前 设 定 的 速 度 修 调 率 移 动 指 示 灯 下 方 的 旋 钮 为 速 度 修 调 钮, 自 动 的 各 挡 用 于 控 制 机 床 自 动 及 MDI 方 式 下 的 进 给 速 度 修 调 率, 手 动 各 挡 用 于 控 制 点 动 及 步 进 移 动 时 的 X Z 轴 移 动 速 度, 增 量 各 挡 则 用 于 决 定 步 进 方 式 下 点 按 一 下 轴 移 动 按 钮 所 产 生 的 移 动 量 左 下 方 的 NC 锁 匙 电 源 是 为 机 床 提 供 的 又 一 道 电 源 开 关 右 下 方 的 急 停 按 钮 是 用 于 紧 急 情 况 下 强 行 切 断 电 源 的 中 部 为 以 下 几 个 功 能 控 制 按 钮 : 超 程 解 除 当 Z 轴 正 负 方 向 出 现 硬 性 行 程 超 界 时, 可 同 时 按 此 钮 和 Z 轴 相 反 方 向 的 按 钮 以 解 除 超 程 进 给 保 持 和 循 环 启 动 用 于 自 动 运 行 中 暂 停 进 给 和 持 续 加 工 单 段 执 行 -- 在 自 动 运 行 方 式 下, 若 按 下 此 钮, 则 每 执 行 一 段 程 序 后 都 将 暂 停 等 待, 需 按 循 环 启 动 方 可 执 行 下 一 段 程 序 机 床 锁 住 若 此 按 钮 按 下, 则 程 序 执 行 时 只 是 数 控 系 统 内 部 进 行 控 制 运 算, 可 模 拟 加 工 校 验 程 序, 但 机 械 部 件 被 锁 住 而 不 能 产 生 实 际 的 移 动 主 轴 正 转 反 转 和 停 转 用 于 手 动 控 制 主 轴 的 正 转 反 转 和 停 转 控 制 软 件 界 面 和 菜 单 结 构 屏 幕 顶 行 为 状 态 行, 用 于 显 示 工 作 方 式 及 运 行 状 态 等, 工 作 方 式 按 主 菜 单 变 化, 运 行 状

4 态 在 不 同 的 工 作 方 式 下 有 不 同 的 显 示 例 如 : 自 动 运 行 时 显 示 :5%~140%( 自 动 运 行 的 进 给 速 度 修 调 倍 率 ); 循 环 停 止 ( 自 动 运 行 处 于 暂 停 状 态 ); 机 床 锁 住 ( 机 械 锁 住 有 效 时 ); 程 序 单 段 ( 单 段 运 行 有 效 时 ) 等 MDI 方 式 时 显 示 : 当 前 默 认 的 G 代 码 模 态 值 ( 如 G00G91G21G94) 点 动 操 作 方 式 :5%~100%( 最 大 速 度 百 分 比 ); X 轴 进 给 或 Z 轴 进 给 步 进 功 能 方 式 : ( 四 种 步 进 倍 率 ); X 轴 进 给 或 Z 轴 进 给 屏 幕 中 间 为 工 件 加 工 的 坐 标 显 示 和 图 形 跟 踪 显 示 或 加 工 程 序 内 容 显 示 屏 幕 下 部 为 提 示 输 入 行 和 菜 单 区 ( 多 级 菜 单 变 化 都 在 同 一 行 中 进 行 ) 屏 幕 右 部 为 信 息 检 索 显 示 区 :O N 索 引 处, 显 示 自 动 运 行 中 的 O 代 码 ( 主 程 序 号 ) 和 N 代 码 ( 程 序 段 号 );P L 索 引 处, 显 示 自 动 运 行 中 的 P 代 码 ( 子 程 序 调 用 ) 和 L 代 码 ( 调 用 次 数 ); M T 索 引 处, 显 示 自 动 运 行 中 的 M 代 码 ( 辅 助 功 能 ) 和 T 代 码 ( 刀 具 号 和 刀 补 号 ); 机 械 坐 标 处, 显 示 刀 具 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 变 化 控 制 软 件 系 统 的 菜 单 结 构 见 附 录 B 整 个 菜 单 的 显 示 切 换 均 在 屏 幕 底 行 上 进 行, 菜 单 选 取 由 功 能 键 F1~F10 操 作 第 一 级 子 菜 单 的 调 出 和 所 有 下 级 菜 单 的 往 上 退 回 均 靠 F1 功 能 键 实 施 例 如 : 在 主 菜 单 级 显 示 时, 按 下 F2 键 选 中 自 动 运 行 方 式 后 该 按 钮 呈 凹 下 状, 但 需 要 再 按 F1 键 方 可 切 换 到 自 动 运 行 方 式 的 下 级 菜 单 然 后, 在 本 级 菜 单 显 示 时, 按 下 相 应 的 选 用 功 能 键 即 可 自 动 调 用 显 示 下 级 菜 单 或 执 行 相 应 的 菜 单 项 功 能 ( 即 除 第 一 级 子 菜 单 调 出 需 按 F1 键 外, 往 下 层 次 的 子 菜 单 调 出, 则 不 需 按 F1 键, 均 可 自 动 调 出 ) 若 从 本 级 菜 单 返 回 到 上 一 级 菜 单, 以 及 当 本 级 某 菜 单 项 执 行 完 后 又 想 执 行 本 级 的 另 一 菜 单 项 功 能 时, 则 需 要 按 F1 功 能 键, 而 不 是 按 ESC 键 ; 若 在 主 菜 单 显 示 时 按 了 ESC 键, 则 自 动 退 出 控 制 软 件 系 统 2.2 数 控 车 床 的 位 置 调 整 与 坐 标 系 的 设 定 手 动 位 置 调 整 及 MDI 操 作 1. 回 参 考 点 操 作 对 于 具 有 参 考 点 功 能 的 数 控 车 床 而 言, 当 系 统 接 通 电 源 复 位 后, 首 先 应 进 行 机 床 各 轴 回 参 考 点 的 操 作, 以 建 立 机 床 坐 标 系 (1) 先 检 查 一 下 各 轴 是 否 在 参 考 点 的 内 侧 如 不 在, 则 应 手 动 回 到 参 考 点 的 内 侧, 以 避 免 回 参 考 点 时 产 生 超 程 (2) 在 主 菜 单 下 按 F3 功 能 键, 选 择 回 零 功 能 (3) 分 别 按 +X +Z 轴 移 动 方 向 按 键, 使 各 轴 返 回 参 考 点 返 回 参 考 点 后, 相 应 的 指 示 灯 将 点 亮 返 回 参 考 点 后, 屏 幕 上 即 显 示 此 时 刀 具 ( 或 刀 架 ) 上 某 一 参 照 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 值 对 某 机 床 来 说, 该 值 应 该 是 固 定 的 系 统 将 凭 这 一 固 定 距 离 关 系 而 建 立 起 机 床 坐 标 系, 机 床 原 点 通 常 就 设 在 车 床 主 轴 端 头 ( 或 卡 盘 ) 的 回 转 中 心 处 2. 点 动 操 作 (1) 在 主 菜 单 下 选 择 点 动 操 作, 即 按 F6 功 能 键, 此 时 屏 幕 显 示 如 图 2-7 (2) 将 机 床 操 作 面 板 上 的 进 给 修 调 旋 钮 旋 转 至 所 需 的 进 给 百 分 比 ( 自 动 的 8 挡 和 手 动 的 4 挡 ); 此 时, 实 际 移 动 速 度 = 最 大 移 动 速 度 进 给 百 分 比 例 如 : 若 某 轴 的 最 大 移 动 速 度 为 6 m/min, 则 5% 挡 时, 点 动 移 动 速 度 为 0.3 m/min;100% 挡 时, 点 动 移 动 速 度 为 6 m/min; (3) 按 机 床 操 作 面 板 上 的 +X 或 +Z 键, 则 刀 具 向 X 或 Z 轴 的 正 方 向 移 动 ; 按 机 床

5 操 作 面 板 上 的?X 或?Z 键, 则 刀 具 向 X 或 Z 轴 的 负 方 向 移 动 (4) 如 欲 使 某 坐 标 轴 快 速 移 动, 只 要 在 按 住 某 轴 的 + 或? 键 的 同 时, 按 住 快 移 键 即 可 说 明 :1 一 次 只 能 使 一 个 坐 标 轴 运 动 2 系 统 通 电 启 动 时, 主 菜 单 默 认 方 式 为 点 动 操 作 3 快 速 移 动 的 速 度 为 系 统 设 定 的 该 轴 的 最 大 移 动 速 度 ( 同 G00 速 度 ) 4 机 械 移 动 的 同 时, 计 算 机 屏 幕 上 的 坐 标 显 示 和 图 形 追 踪 也 跟 着 同 步 变 化 无 论 用 何 种 移 动 操 作 方 式, 当 某 轴 移 动 导 致 刀 架 拖 板 碰 到 机 床 上 的 限 位 挡 块 时, 限 位 行 程 开 关 将 会 产 生 相 应 的 动 作, 数 控 系 统 将 出 现 某 轴 超 程 的 警 告 信 息, 即 超 程 报 警 此 时, 只 可 在 点 动 方 式 下, 同 时 按 住 操 作 面 板 上 的 超 程 解 除 按 钮 和 该 轴 反 方 向 的 移 动 按 钮 而 退 出 到 非 超 程 区, 然 后 才 可 进 行 其 他 操 作 自 动 运 行 时, 若 出 现 超 程 报 警 的 话, 运 行 状 态 无 法 持 续, 程 序 执 行 将 中 止 所 以, 当 要 用 某 程 序 进 行 自 动 加 工 控 制 前, 必 须 先 进 行 空 程 校 验, 确 保 无 误 后 方 可 进 行 实 际 加 工 3. 步 进 功 能 挡 ); (1) 在 主 菜 单 下, 按 F7 选 择 步 进 功 能 (2) 将 机 床 操 作 面 板 上 的 进 给 倍 率 修 调 旋 钮 旋 至 所 需 的 倍 率 ( 增 量 等 4 例 如 : 1 挡 即 表 示 移 动 单 位 为 1 个 脉 冲 当 量 ( 本 系 统 一 个 脉 冲 对 应 mm); 100 挡 即 表 示 移 动 单 位 为 100 个 脉 冲 当 量, 即 0.1 mm; 挡 即 分 别 为 移 动 0.1 mm 1 mm (3) 按 机 床 操 作 面 板 上 的 +X 或 +Z 键, 则 向 X 或 Z 轴 的 正 向 移 动 相 应 脉 冲 当 量 的 距 离 ; 按 机 床 操 作 面 板 上 的?X 或?Z 键, 则 向 X 或 Z 轴 的 负 向 移 动 相 应 脉 冲 当 量 的 距 离 说 明 :1 一 次 只 能 使 一 个 坐 标 轴 运 动 2 通 常 步 进 功 能 是 以 按 键 触 发 的 次 数 来 进 行 脉 冲 计 数 的, 即 按 下 某 轴 向 按 键 后 无 论 持 续 多 久 都 只 视 为 按 动 一 次 3 在 机 械 移 动 的 同 时, 计 算 机 屏 幕 上 的 坐 标 显 示 和 图 形 追 踪 也 跟 着 同 步 变 化 4. 手 摇 操 作 和 点 动 不 同 的 是 其 坐 标 变 化 是 以 倍 率 当 量 为 单 位 跳 变 的 如 果 机 床 配 置 了 MPG 手 持 单 元, 即 可 进 行 手 摇 操 作 控 制 MPG 手 持 单 元 由 手 摇 脉 冲 发 生 器 和 坐 标 轴 选 择 开 关 组 成, 如 图 2-8 所 示 手 摇 操 作 时 : (1) 在 主 菜 单 下, 按 F4 键 选 择 手 摇 进 给 (2) 将 手 持 单 元 上 的 增 量 倍 率 修 调 旋 钮 旋 至 所 需 的 倍 率 ( 增 量 等 3 挡, 分 别 对 应 于 mm 的 增 量 值 ) (3) 将 手 持 单 元 的 坐 标 轴 选 择 开 关 置 于 所 要 移 动 的 X 轴 或 Z 轴 挡 (4) 顺 时 针 / 逆 时 针 旋 转 手 摇 脉 冲 发 生 器 一 格, 可 控 制 相 应 的 轴 向 正 向 或 负 向 移 动 一 个 增 量 值 注 : 手 摇 移 动 小 刀 架 或 手 摇 旋 动 各 轴 端 把 手 是 无 法 进 行 坐 标 计 数 的 5.MDI 操 作 MDI 操 作 就 是 指 命 令 行 形 式 的 程 序 执 行 方 法, 即 当 场 输 入 一 段 程 序 指 令 后, 立 即 就 可 令 其 执 行 从 本 义 上 讲, 它 属 于 自 动 运 行 的 范 畴, 但 一 般 都 习 惯 将 它 作 为 手 动 调 整 操 作 的 手 段 其 操 作 步 骤 为 : (1) 在 主 菜 单 下, 按 F5 键 选 择 MDI 功 能, 此 时 系 统 的 模 态 信 息 将 显 示 在 屏 幕 顶 行 的 运 行 状 态 处 ; 启 动 系 统 时 的 模 态 值 为 G91-- 增 量 编 程 方 式,G00 快 进 状 态,G20-- 公 制 单 位,G94 每 分 钟 进 给 速 度 方 式

6 (2) 再 按 F1 键, 切 入 到 MDI 功 能 的 子 菜 单 (3) 按 F4 键, 选 择 程 序 进 给 菜 单 项, 则 在 菜 单 行 上 部 的 提 示 输 入 行 上 将 出 现 光 标 (4) 在 光 标 处 输 入 想 要 执 行 的 MDI 程 序 段, 此 时 可 左 右 移 动 光 标 以 修 改 程 序 (5) 如 果 前 面 输 入 的 程 序 都 不 要, 可 按 ESC 键 全 部 删 除, 重 新 输 入 (6) 按 F10 键, 执 行 循 环 启 动 功 能, 则 所 输 入 的 程 序 将 立 即 运 行, 如 图 2-9 所 示 (7) 在 运 行 过 程 中, 选 择 F9 键, 执 行 循 环 停 止 功 能, 则 刀 具 将 停 止 运 动, 但 主 轴 并 不 停 转 此 时, 再 按 F10 键, 即 可 继 续 运 行 程 序 (8) 在 运 行 过 程 中 或 程 序 输 入 时, 按 F1 键, 即 可 退 出 该 级 菜 单 而 返 回 到 主 菜 单, 但 并 不 影 响 已 运 行 程 序 的 继 续 执 行 效 注 : 本 级 菜 单 中 的 循 环 启 动, 循 环 停 止 和 机 床 操 作 面 板 上 相 应 的 硬 键 功 能 等 数 控 车 床 坐 标 系 统 的 设 定 1. 车 床 坐 标 系 统 的 组 成 坐 标 系 有 机 床 坐 标 系 编 程 坐 标 系 和 工 件 坐 标 系 等 坐 标 系 统 机 床 坐 标 系 是 数 控 机 床 安 装 调 试 时 便 设 定 好 的 一 固 定 的 坐 标 系 统 对 带 参 考 点 设 定 功 能 的 车 床 而 言, 其 机 床 坐 标 原 点 就 在 车 床 主 轴 端 头 ( 或 卡 盘 ) 的 中 心, 沿 轴 心 方 向 作 为 Z 轴, 其 正 向 指 向 尾 座 顶 尖 以 刀 架 横 向 拖 板 运 动 方 向 作 为 X 轴, 其 正 向 由 主 轴 回 转 中 心 指 向 工 件 外 部 对 于 刀 架 后 置 式 ( 刀 架 活 动 范 围 主 要 在 回 转 轴 心 线 的 后 部 ) 的 车 床 来 说,X 轴 正 向 是 由 轴 心 指 向 后 方,; 而 对 于 刀 架 前 置 式 的 车 床 来 说,X 轴 的 正 向 应 是 由 轴 心 指 向 前 方 所 示 由 于 车 削 加 工 是 围 绕 主 轴 中 心 前 后 对 称 的, 因 此 无 论 是 前 置 还 是 后 置 式 的,X 轴 指 向 前 后 对 编 程 来 说 并 无 多 大 差 别 为 适 应 笛 卡 尔 坐 标 习 惯, 编 程 绘 图 时 都 按 后 置 式 的 方 式 表 示 ( 从 俯 视 方 向 看 ), 机 床 坐 标 系 在 进 行 回 参 考 点 操 作 后 便 开 始 在 数 控 系 统 内 部 自 动 建 立 了 (a) 刀 架 后 置 式 ;(b) 刀 架 前 置 式 编 程 坐 标 系 是 在 对 图 纸 上 零 件 编 程 计 算 时 就 建 立 的, 程 序 数 据 便 是 用 的 基 于 该 坐 标 系 的 坐 标 值 工 件 坐 标 系 则 是 当 系 统 执 行 G92X...Z... 后 才 建 立 起 来 的 坐 标 系, 或 用 G54~G59 预 置 的 坐 标 系 对 刀 操 作 就 是 用 来 沟 通 机 床 坐 标 系 编 程 坐 标 系 和 工 件 坐 标 系 三 者 之 间 的 相 互 关 系 的, 由 于 坐 标 轴 的 正 负 方 向 都 是 统 一 的, 因 此 实 际 上 是 确 立 坐 标 原 点 的 位 置 由 对 刀 操 作, 找 到 编 程 原 点 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 位 置, 然 后 通 过 执 行 G92 或 G54~G59 的 指 令 创 建 和 编 程 坐 标 系 一 致 的 工 件 坐 标 系 可 以 说, 工 件 坐 标 系 就 是 编 程 坐 标 系 在 机 床 上 的 具 体 体 现 编 程 ( 工 件 ) 坐 标 原 点 通 常 选 在 工 件 右 端 面 左 端 面 或 卡 爪 的 前 端 面 当 用 G90 编 程 方 式 时, 通 常 将 工 件 原 点 设 在 工 件 左 端 轴 心 处, 这 样 程 序 中 的 各 坐 标 值 基 本 都 是 正 值, 比 较 方 便 ; 当 用 G91 编 程 时, 取 在 工 件 右 端 较 为 方 便, 因 为 加 工 都 是 从 右 端 开 始 的 工 件 坐 标 系 建 立 以 后, 程 序 中 所 有 绝 对 坐 标 值 都 是 相 对 于 工 件 原 点 的 2.G92 指 令 工 件 坐 标 系 的 建 立 数 控 程 序 中 所 有 的 坐 标 数 据 都 是 在 编 程 坐 标 系 中 确 立 的, 而 编 程 坐 标 系 并 不 和 机 床 坐 标 系 重 合, 所 以 在 工 件 装 夹 到 机 床 上 后, 必 须 告 诉 机 床, 程 序 数 据 所 依 赖 的 坐 标 系 统, 这 就 是 工 件 坐 标 系 通 过 对 刀 取 得 刀 位 点 数 据 后, 便 可 由 程 序 中 的 G92( 有 的 机 床 控 制 系 统 用 G50) 设 定 当 执 行 到 这 一 程 序 段 后 即 在 机 床 控 制 系 统 内 建 立 了 一 工 件 坐 标 系 其 指 令 格 式 为 : G92 ( G50 ) X... Z... ; 该 指 令 是 声 明 刀 具 起 刀 点 ( 或 换 刀 点 ) 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标, 通 过 声 明 这 一 参 照 点 的 坐 标 而 创 建 工 件 坐 标 系 X Z 后 的 数 值 即 为 当 前 刀 位 点 ( 如 刀 尖 ) 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标, 在 实 际 加 工 以 前 通 过 对 刀 操 作 即 可 获 得 这 一 数 据 换 言 之, 对 刀 操 作 即 是 测 定 某 一 位 置 处 刀 具

7 刀 位 点 相 对 于 工 件 原 点 的 距 离 一 般 地, 在 整 个 程 序 中 有 坐 标 移 动 的 程 序 段 前, 应 由 此 指 令 来 建 立 工 件 坐 标 系 ( 整 个 程 序 中 全 用 G91 方 式 编 程 时 可 不 用 G92 指 令 ) 说 明 : (1) 在 执 行 此 指 令 之 前 必 须 先 进 行 对 刀, 通 过 调 整 机 床, 将 刀 尖 放 在 程 序 所 要 求 的 起 刀 点 位 置 上 (2) 此 指 令 并 不 会 产 生 机 械 移 动, 只 是 让 系 统 内 部 用 新 的 坐 标 值 取 代 旧 的 坐 标 值, 从 而 建 立 新 的 坐 标 系 3. 预 置 工 件 坐 标 系 G54~G59 具 有 参 考 点 设 定 功 能 的 机 床 还 可 用 工 件 零 点 预 置 G54~G59 指 令 来 代 替 G92 建 立 工 件 坐 标 系 它 是 先 测 定 出 欲 预 置 的 工 件 原 点 相 对 于 机 床 原 点 的 偏 置 值, 并 把 该 偏 置 值 通 过 参 数 设 定 的 方 式 预 置 在 机 床 参 数 数 据 库 中, 因 而 该 值 无 论 断 电 与 否 都 将 一 直 被 系 统 所 记 忆, 直 到 重 新 设 置 为 止 当 工 件 原 点 预 置 好 以 后, 便 可 用 G54G00 X_ Z_; 指 令 让 刀 具 移 到 该 预 置 工 件 坐 标 系 中 的 任 意 指 定 位 置 不 需 要 再 通 过 试 切 对 刀 的 方 法 去 测 定 刀 具 起 刀 点 相 对 于 工 件 原 点 的 坐 标, 也 不 需 要 再 使 用 G92 指 令 了 很 多 数 控 系 统 都 提 供 G54~G59 指 令, 完 成 共 预 置 六 个 工 件 原 点 的 功 能 G54~G59 与 G92 之 间 的 区 别 是 : 用 G92 时, 后 面 一 定 要 跟 坐 标 地 址 字 ; 而 用 G54~G59 时, 则 不 需 要 后 跟 坐 标 地 址 字, 且 可 单 独 作 一 行 书 写 若 其 后 紧 跟 有 地 址 坐 标 字, 则 该 地 址 坐 标 字 是 附 属 于 前 次 移 动 所 用 的 模 态 G 指 令 的, 如 G00,G01 等 用 G54 等 设 立 工 件 原 点 可 由 数 据 设 定 - 零 点 偏 置 层 次 菜 单 项 中 进 行, 如 图 2-11 所 示 在 运 行 程 序 时 若 遇 到 G54 指 令, 则 自 此 以 后 的 程 序 中 所 有 用 绝 对 编 程 方 式 定 义 的 坐 标 值 均 是 以 G54 指 令 的 零 点 作 为 原 点 的 直 到 再 遇 到 新 的 坐 标 系 设 定 指 令, 如 G92 G55~G59 等 后, 新 的 坐 标 系 设 定 将 取 代 旧 的 G54 建 立 的 工 件 原 点 是 相 对 于 机 床 原 点 而 言 的, 在 程 序 运 行 前 就 已 设 定 好 而 在 程 序 运 行 中 是 无 法 重 置 的,G92 建 立 的 工 件 原 点 是 相 对 于 程 序 执 行 过 程 中 当 前 刀 具 刀 位 点 的 可 通 过 编 程 来 多 次 使 用 G92 而 重 新 建 立 新 的 工 件 坐 标 系 4. 图 形 显 示 的 设 定 通 过 在 数 控 软 件 系 统 中 按 数 据 设 定 - 图 形 参 数 层 次 结 构 选 择 菜 单 功 能 项, 即 可 设 定 用 于 图 形 跟 踪 显 示 的 区 域, 改 变 图 形 跟 踪 显 示 的 效 果, (1) 平 面 选 择 设 定 值 : 0-XZ 平 面 ;1-XY 平 面 (2) 坐 标 系 设 置 : 0-+X 向 右 +Z 向 下 ; 1-+X 向 上 +Z 向 右 ; 2-+X 向 左 +Z 向 上 ; 3-+X 向 右 +Z 向 上 (3) 图 形 上 下 左 右 坐 标 值 : 上 下 值 是 用 于 控 制 纵 轴 的 显 示 边 界 范 围 的, 左 右 值 是 用 于 控 制 横 轴 的 显 示 边 界 范 围 的 (4) 图 形 放 大 系 数 : 如 为 1, 显 示 为 1:1; 如 为 2, 显 示 放 大 两 倍 操 作 : 先 移 动 光 标 到 所 需 行, 在 INPUT: 提 示 符 后 键 入 新 值, 回 车 即 可 在 退 出 本 菜 单 时, 即 自 动 将 设 定 数 据 存 盘, 一 次 更 改, 持 续 有 效 刀 具 装 夹 与 对 刀 调 整 1. 刀 具 类 型 与 装 夹 常 用 车 刀 类 型, 刀 具 装 夹 结 构 如 图 2-14 所 示 对 于 数 控 车 床, 较 适 合 的 应 该 是 可 转 位 刀 片 式 车 刀 当 某 零 件 加 工 需 要 用 到 多 把 车 刀 时, 所 用 刀 架 可 用 所 示 的 普 通 转 塔 刀 架 如 果 不 能 自 动 转 位 换 刀, 换 刀 动 作 得 由 人 工 在 程 序 中 进 行 适 当 处 理 也 有 很 多 机 床 采 用 刀 架 形 式, 为 12 位 自 动 回 转 刀 架, 最 多 可 安 装 12 把 车 刀, 其 中 可 装 外 圆 车 刀 6 把, 内 孔 刀 具 6 把, 此 类 系 统 可 由 程 序 控 制 实 现 自 动 换 刀

8 2. 对 刀 调 整 数 控 车 床 的 对 刀 可 分 为 基 准 车 刀 的 对 刀 和 各 个 刀 具 相 对 位 置 偏 差 的 测 定 两 部 分 先 从 所 需 用 到 的 众 多 车 刀 中 选 定 一 把 作 为 基 准 刀 具, 进 行 对 刀 操 作, 再 分 别 测 出 其 他 各 刀 具 与 基 准 刀 具 刀 位 点 的 位 置 偏 差 值 ( 这 可 通 过 分 别 测 量 各 刀 具 相 对 于 刀 架 中 心 或 相 对 于 刀 座 装 刀 基 准 点 在 X Z 方 向 的 偏 置 值 来 得 到 ), 不 必 对 每 把 刀 具 都 进 行 对 刀 操 作 1) 基 准 车 刀 的 对 刀 基 准 车 刀 的 对 刀 就 是 在 加 工 前 测 定 出 加 工 起 始 点 ( 起 刀 点 ) 处, 刀 具 刀 位 点 ( 如 刀 尖 ) 在 预 想 的 工 件 坐 标 系 ( 编 程 坐 标 系 ) 中 的 相 对 坐 标 位 置 对 刀 操 作 通 常 是 在 建 立 工 件 坐 标 系 以 前 进 行 的, 只 有 通 过 对 刀 才 可 确 保 建 立 一 个 和 编 程 坐 标 系 一 致 的 工 件 坐 标 系 对 于 具 有 参 考 点 功 能 的 数 控 车 床 而 言, 在 经 过 回 参 考 点 操 作 后, 由 于 机 床 原 点 是 已 知 的 固 定 不 变 的, 因 此 在 参 考 点 处 显 示 的 是 刀 架 上 某 参 照 点 ( 如 刀 架 中 心 ) 在 机 床 坐 标 系 中 的 位 置 坐 标 对 刀 操 作 在 机 床 坐 标 系 控 制 下 进 行, 当 刀 具 装 夹 好 后, 刀 架 中 心 和 刀 具 刀 位 点 之 间 的 距 离 即 是 固 定 的, 因 此, 可 以 通 过 刀 架 中 心 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 变 化 来 推 测 出 刀 具 刀 位 点 在 设 想 的 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标 可 以 说, 刀 架 中 心 点 是 用 于 对 刀 的 参 照 点 其 试 切 对 刀 的 过 程 大 致 如 下 : 1 先 进 行 手 动 返 回 参 考 点 的 操 作 2 试 切 外 圆 用 MDI 方 式 操 纵 机 床 将 工 件 外 圆 表 面 试 切 一 刀, 然 后 保 持 刀 具 在 X 轴 方 向 上 的 位 置 不 变, 沿 Z 轴 方 向 退 刀, 记 下 此 时 显 示 器 上 显 示 的 刀 架 中 心 在 机 床 坐 标 系 中 的 X 坐 标 值 Xt, 并 测 量 工 件 试 切 后 的 直 径 D, 此 即 当 前 位 置 上 刀 尖 在 工 件 坐 标 系 中 的 X 值 ( 通 常 X 零 点 都 选 在 回 转 轴 心 上 ) 3 试 切 端 面 用 同 样 的 方 法 再 将 工 件 右 端 面 试 切 一 刀, 保 持 刀 具 Z 坐 标 不 变, 沿 X 方 向 退 刀, 记 下 此 时 刀 架 中 心 在 机 床 坐 标 系 中 的 Z 坐 标 值 Zt, 且 测 出 试 切 端 面 至 预 定 的 工 件 原 点 的 距 离 L, 此 即 当 前 位 置 处 刀 尖 在 工 件 坐 标 系 中 的 Z 值, 如 图 2-15 所 示 4 对 刀 根 据 上 述 得 到 的 四 个 数 据, 可 用 如 下 两 种 方 法 进 行 对 刀 方 法 一 若 已 经 在 将 要 运 行 的 程 序 中 写 好 了 G92 Xa Zb; 的 程 序 行, 那 么 就 应 该 用 手 动 或 MDI 方 法 移 动 刀 具, 将 刀 具 移 至 使 显 示 器 上 所 显 示 的 刀 架 中 心 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 值 为 (Xt+a D,Zt+b L) 的 位 置 这 样 就 实 现 了 将 刀 尖 放 在 程 序 所 要 求 的 起 刀 点 位 置 (a,b) 上 的 对 刀 要 求 方 法 二 将 刀 具 移 到 工 件 外 可 作 为 起 刀 点 的 任 意 某 位 置, 记 下 此 时 刀 架 中 心 在 机 床 坐 标 系 中 的 坐 标 如 (X0,Z0), 可 以 算 出 该 位 置 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标 值 应 该 是 (D+X0 Xt,L+Z0 Zt) 在 运 行 程 序 前 保 持 此 起 刀 点 位 置 不 变 的 情 况 下, 根 据 此 计 算 结 果 值 改 写 程 序 中 G92 X_ Z_, 指 令 为 G92 X (D+X0 Xt) Z (L+Z0 Zt) 5 建 立 工 件 坐 标 系 可 在 上 述 对 刀 完 成 后, 在 保 持 当 前 刀 具 位 置 不 变 的 情 形 下, 用 MDI 方 式 运 行 G92 Xa Zb; ( 方 法 一 ) 或 G92 X (D+X0 Xt) Z (L+Z0 Zt) ; ( 方 法 二 ) 的 程 序 指 令, 或 者 直 接 开 始 运 行 编 好 的 程 序, 则 显 示 器 中 将 显 示 当 前 刀 尖 在 工 件 坐 标 系 中 的 位 置 坐 标 (a,b) 或 (D+X0 Xt,L+Z0 Zt) 对 于 无 参 考 点 功 能 的 数 控 车 床, 因 为 没 有 固 定 的 机 床 坐 标 原 点, 所 以 不 能 利 用 机 床 坐 标 系 来 对 刀 若 系 统 不 能 对 当 前 坐 标 位 置 进 行 断 电 自 动 记 忆, 则 中 途 因 某 些 原 因 退 出 了 控 制 系 统 的 话, 就 必 须 重 新 对 刀 如 下 试 切 对 刀 的 方 法, 可 供 参 考 : 1 装 夹 好 工 件 及 刀 具 后, 在 主 菜 单 下 按 F6 键 选 择 点 动 操 作, 后 按?X?Z 轴 移 动 键, 使 刀 具 慢 慢 靠 近 工 件, 并 调 好 一 定 的 吃 刀 深 度 为 车 外 圆 作 准 备, 再 按 +Z 方 向 键 稍 离 开 工 件 2 按 主 轴 正 转 按 钮, 启 动 主 轴 3 在 主 菜 单 下, 按 F5 键 选 择 MDI 功 能, 再 按 F1 F4 键 直 至 出 现 光 标, 在 输 入 G91G01Z- 20F15 后, 按 F10 键 开 始 执 行 ( 即 让 车 刀 以 15 mm/min 的 速 度 向 Z 轴 负 向 移 动 20 mm 进 行

9 车 外 圆, 见 图 2-16(a)), 车 完 后, 再 输 入 G91G01Z25F100 退 出 按 主 轴 停 转 按 钮, 使 主 轴 停 转 4 测 量 加 工 后 工 件 的 外 径 值, 记 为 D 5 置 点 动 操 作 方 式, 点 按 一 下?Z 方 向 键, 调 整 好 用 于 端 面 车 削 的 吃 刀 深 度, 然 后 正 转 启 动 主 轴 6 切 换 至 MDI 功 能, 按 F1 F4 键 后, 在 光 标 处 输 入 : G91G01X-D/2F15, 然 后 再 按 F10 键 执 行 ( 由 工 件 外 圆 面 处 向 轴 心 处 进 给 以 车 端 面, 算 的 结 果 注 :?D/2 应 为 按 步 骤 4 实 测 值 计 7 待 车 完 端 面 后, 让 主 轴 停 转, 则 刀 尖 就 已 经 定 位 在 工 件 右 端 回 转 轴 心 处 ) 按 F1 键 返 回 到 第 一 层 菜 单 后 再 按 F9 键 执 行 坐 标 清 零, 则 当 前 坐 标 位 置 即 被 设 为 相 对 零 点 如 果 工 件 坐 标 原 点 就 设 在 此 右 端 轴 心 处 的 话, 编 写 程 序 时 就 应 用 G92X0Z0; 指 令 建 立 工 件 坐 标 系 从 图 (c) 可 以 看 出, 此 位 置 点 距 当 前 机 床 坐 标 原 点 有 一 定 的 距 离 由 于 图 形 跟 踪 总 是 按 机 床 坐 标 系 来 显 示 的, 所 以 为 便 于 观 察, 有 必 要 令 工 件 坐 标 系 和 机 床 坐 标 系 重 合, 为 此 重 新 启 动 软 件 进 入 控 制 系 统, 即 可 将 此 位 置 点 重 置 为 新 的 机 床 零 点, 8 若 要 执 行 的 程 序 中 指 令 为 G92XaZb;, 则 应 在 运 行 程 序 之 前, 先 用 MDI 方 式 执 行 指 令 G91G00XaZb;, 让 刀 架 移 到 屏 幕 坐 标 显 示 为 (a, b) 的 位 置 2) 其 他 各 刀 具 的 对 刀 其 他 各 刀 具 的 对 刀 就 是 测 定 出 每 一 把 刀 具 转 位 到 加 工 方 位 时, 其 刀 位 点 相 对 于 基 准 车 刀 刀 位 点 在 X Z 两 方 向 上 的 位 置 偏 差 ; 然 后, 将 偏 差 值 存 入 对 应 的 刀 具 数 据 库 即 可 这 样, 只 需 要 在 加 工 程 序 中 用 指 令 标 明 所 用 的 刀 具, 则 执 行 到 刀 具 指 令 时, 机 床 会 自 动 移 动 调 整 刀 架, 直 到 新 刀 具 刀 位 点 与 前 一 把 刀 具 刀 位 点 重 合 整 个 程 序 均 可 按 基 准 车 刀 刀 位 点 进 行 编 写 各 刀 具 的 具 体 对 刀 过 程 可 参 阅 本 章 节

10 2.3 基 本 编 程 指 令 与 程 序 调 试 1. 教 学 目 标 1). 了 解 程 序 中 用 到 的 各 功 能 字 2). 掌 握 程 序 中 用 到 的 各 功 能 字 3). 掌 握 车 床 的 编 程 方 式 2. 教 学 重 点 和 难 点 重 点 : 直 径 编 程 与 半 径 编 程 难 点 : 直 径 编 程 与 半 径 编 程 3. 教 学 手 段 与 方 法 : 多 媒 体 实 物 4. 讲 授 学 时 :2 学 时 程 序 中 用 到 的 各 功 能 字 1.G 功 能 ( 格 式 :G2,G 后 可 跟 2 位 数 ) 表 2-2 常 用 G 功 能 指 令 注 :(1) 表 内 00 组 为 非 模 态 指 令, 只 在 本 程 序 段 内 有 效 其 他 组 为 模 态 指 令, 一 次 指 定 后 持 续 有 效, 直 到 被 本 组 其 他 代 码 所 取 代 (2) 标 有 * 的 G 代 码 为 数 控 系 统 通 电 启 动 后 的 默 认 状 态 2.M 功 能 ( 格 式 :M2,M 后 可 跟 2 位 数 ) 车 削 中 常 用 的 M 功 能 指 令 有 : M00 进 给 暂 停 M01 条 件 暂 停 M02 程 序 结 束 M03-- 主 轴 正 转 M04-- 主 轴 反 转 M05-- 主 轴 停 转 M07 M08 开 切 削 液 M09 关 切 削 液 M30-- 程 序 结 束 并 返 回 到 开 始 处 M98 子 程 序 调 用 M99 子 程 序 返 回 3.T 功 能 ( 格 式 :T2 或 T4 ) 有 的 机 床 T 后 只 允 许 跟 2 位 数 字, 即 只 表 示 刀 具 号, 刀 具 补 偿 则 由 其 他 指 令 表 示 有 的 机 床 T 后 则 允 许 跟 4 位 数 字, 前 2 位 表 示 刀 具 号, 后 2 位 表 示 刀 具 补 偿 号 例 如 :T0211 表 示 用 第 二 把 刀 具, 其 刀 具 偏 置 及 补 偿 量 等 数 据 在 第 11 号 地 址 中 4.S 功 能 ( 格 式 :S4,S 后 可 跟 4 位 数 ) 用 于 控 制 带 动 工 件 旋 转 的 主 轴 的 转 速 实 际 加 工 时, 还 受 到 机 床 面 板 上 的 主 轴 速 度 修 调 倍 率 开 关 的 影 响 按 公 式 :N=1000Vc / (D, 可 根 据 某 材 料 查 得 切 削 速 度 Vc, 然 后 即 可 求 得 N 例 如 : 若 要 求 车 直 径 为 60 mm 的 外 圆 时 切 削 速 度 控 制 到 48 mm/min, 则 换 算 得 :N=250 r/min( 转 / 分 钟 ), 则 在 程 序 中 指 令 为 S250 车 削 中 有 时 要 求 用 恒 线 速 加 工 控 制, 即 不 管 直 径 大 小, 其 切 向 速 度 V 为 定 值 这 样 当 进 行 直 径 由 大 到 小 的 端 面 加 工 时, 转 速 将 越 来 越 大, 以 致 于 可 能 会 产 生 因 转 速 过 大 而 将 工 件 甩 出 的 危 险, 因 此, 就 必 须 限 制 其 最 高 转 速 当 超 出 此 值 时, 就 强 制 截 取 在 低 于 此 极 值 的 某 一 速 度 下 工 作 有 的 机 床 是 通 过 参 数 来 设 置 此 值 ; 而 有 的 机 床 则 利 用 G 功 能 来 指 定, 如 : G50 S1600; 即 表 示 限 制 最 高 转 速 为 1600 r/min 车 床 的 编 程 方 式 1. 绝 对 编 程 方 式 和 增 量 编 程 方 式 绝 对 编 程 是 指 程 序 段 中 的 坐 标 点 值 均 是 相 对 于 坐 标 原 点 来 计 量 的, 常 用 G90 来 指 定

11 增 量 ( 相 对 ) 编 程 是 指 程 序 段 中 的 坐 标 点 值 均 是 相 对 于 起 点 来 计 量 的, 常 用 G91 来 指 定 如 绝 对 编 程 :G90 G01 X100.0 Z50.0; 增 量 编 程 :G91 G01 X60.0 Z?100.0; 注 : 在 某 些 机 床 中 用 X Z 表 示 绝 对 编 程, 用 U W 表 示 相 对 编 程, 允 许 在 同 一 程 序 段 中 混 合 使 用 绝 对 和 相 对 编 程 方 法 如 上 图 直 线 AB, 可 用 : 绝 对 :G01 X100.0 Z50.0; 相 对 :G01 U60.0 W?100.0; 混 用 :G01 X100.0 W?100.0; 或 G01 U60.0 Z50.0; 这 种 编 程 方 法 不 需 要 在 程 序 段 前 用 G90 或 G91 来 指 定 2. 直 径 编 程 与 半 径 编 程 当 地 址 X 后 所 跟 的 坐 标 值 是 直 径 时, 称 直 径 编 程, 如 前 所 述 直 线 AB 的 编 程 例 子 当 地 址 X 后 所 跟 的 坐 标 值 是 半 径 时, 称 半 径 编 程, 则 应 写 为 : G90G01X50.0Z50.0; 注 :(1) 直 径 或 半 径 编 程 方 式 可 在 机 床 控 制 系 统 中 用 参 数 来 指 定 ; (2) 无 论 是 直 径 编 程 还 是 半 径 编 程, 圆 弧 插 补 时 R I 和 K 的 值 均 以 半 径 值 计 量 基 本 编 程 指 令 1.G00 G01-- 点 线 控 制 说 明 : 格 式 :G90 (G91) G00 X... Z... G90 (G91) G01 X... Z... F... G00 用 于 快 速 点 定 位 G01 用 于 直 线 插 补 加 工 (1) 在 G00 时,X Z 轴 分 别 以 该 轴 的 快 进 速 度 向 目 标 点 移 动, 行 走 路 线 通 常 为 折 线 在 G00 时, 刀 具 先 以 X Z 的 合 成 速 度 方 向 移 到 C 点, 然 后 再 由 余 下 行 程 的 某 轴 单 独 地 快 速 移 动 而 走 到 B 点 (2) 在 G00 时, 轴 移 动 速 度 不 能 由 F 代 码 来 指 定, 只 受 快 速 修 调 倍 率 的 影 响 一 般 地, G00 代 码 段 只 能 用 于 工 件 外 部 的 空 程 行 走, 不 能 用 于 切 削 行 程 中 (3) 在 G01 时, 刀 具 以 F 指 令 的 进 给 速 度 由 A 向 B 进 行 切 削 运 动, 并 且 控 制 装 置 还 需 要 进 行 插 补 运 算, 合 理 地 分 配 各 轴 的 移 动 速 度, 以 保 证 其 合 成 运 动 方 向 与 直 线 重 合 在 G01 时 的 实 际 进 给 速 度 等 于 F 指 令 速 度 与 进 给 速 度 修 调 倍 率 的 乘 积 HCNC-1T 系 统 中 G01 指 令 还 可 用 于 在 两 相 邻 轨 迹 线 间 自 动 插 入 倒 角 或 倒 圆 控 制 功 能 在 指 定 直 线 插 补 或 圆 弧 插 补 的 程 序 段 尾, 若 : 加 上 C..., 则 插 入 倒 角 控 制 功 能 ; 加 上 R..., 则 插 入 倒 圆 控 制 功 能 C 后 的 数 值 表 示 倒 角 起 点 和 终 点 距 未 倒 角 前 两 相 邻 轨 迹 线 交 点 的 距 离,R 后 的 值 表 示 倒 圆 半 径 几 段 轨 迹 间, 可 使 用 倒 角 或 倒 圆 控 制 功 能 编 程 对 应 部 分 程 序 为 : O0001 G91 G01 Z-75.0 R6.0; X40.0 Z-10.0 C3.0; Z-80.0; M02; 注 : (1) 第 二 直 线 段 必 须 由 点 B 而 不 是 从 点 C 开 始 (2) 在 螺 纹 切 削 程 序 段 中 不 得 出 现 倒 角 控 制 指 令

12 (3) X Z 轴 指 定 的 移 动 量 比 指 定 的 R 或 C 小 时, 系 统 将 报 警 2.G02 G03 圆 弧 控 制 格 式 :G90 (G91) G02 X... Z... R... ( I... K...) F... G90 (G91) G03 X... Z... R... ( I... K... ) F... 绝 对 : G90 G02 X xb Z zb R r1 F f; R 编 程 或 G90 G02 X xb Z zb I(x1 xa)/2 K(z1 za) F f ; 增 量 : G91 G02 X(xb xa) Z(zb za) R r1 F f ; G91G02 X(xb xa) Z(zb za)i(x1 xa)/2 K(z1 za)f f; 弧 BC, 编 程 计 算 方 法 如 下 : 绝 对 : G90 G03 X xb Z zc R r2 Ff ; R 编 程 或 G90 G03 X xb Z zc I(x2 xb)/2 K(z2 zb) Ff ; 增 量 : G91 G03 X(xc xb) Z(zc zb) R r2 F f ; 或 G91 G03 X(xc xb) Z(zc zb) I(x2 xb)/2 K(z2 zb) F f ; 说 明 : (1) G02 G03 时, 刀 具 相 对 工 件 以 F 指 令 的 进 给 速 度, 从 当 前 点 向 终 点 进 行 插 补 加 工 ;G02 为 顺 时 针 方 向 圆 弧 插 补 ;G03 为 逆 时 针 方 向 圆 弧 插 补 (2) 圆 弧 半 径 编 程 时, 当 加 工 圆 弧 段 所 对 的 圆 心 角 为 0~180 时,R 取 正 值, 当 圆 心 角 为 180 ~360 时,R 取 负 值 同 一 程 序 段 中 I K R 同 时 指 令 时,R 优 先,I K 无 效 (3) X Z 同 时 省 略 时, 表 示 起 终 点 重 合 ; 若 用 I K 指 令 圆 心, 相 当 于 指 令 了 360 的 弧 ; 若 用 R 编 程 时, 则 表 示 指 令 为 0 的 弧 G02 (G03) I... ; 整 圆 G02 (G03) R... ; 不 动 (4) 无 论 用 绝 对 还 是 用 相 对 编 程 方 式,I K 都 为 圆 心 相 对 于 圆 弧 起 点 的 坐 标 增 量, 为 零 时 可 省 略 ( 也 有 的 机 床 厂 家 指 令 I K 为 起 点 相 对 于 圆 心 的 坐 标 增 量 ) 3.G04 暂 停 延 时 格 式 :G04 P... 后 跟 整 数 值, 单 位 ms( 微 秒 ) 或 G04 X ( U )... 后 跟 带 小 数 点 的 数, 单 位 s( 秒 ) 由 于 在 两 不 同 轴 进 给 程 序 段 转 换 时 存 在 各 轴 的 自 动 加 减 速 调 整, 可 能 导 致 刀 具 在 拐 角 处 的 切 削 不 完 整 如 果 拐 角 精 度 要 求 很 严, 其 轨 迹 必 须 是 直 角 时, 应 在 拐 角 处 使 用 暂 停 指 令 例 如 : 欲 停 留 1.5 s 时, 程 序 段 为 :G04 X1.5; 或 :G04 P1500 ; 4.G20 G21-- 输 入 数 据 单 位 设 定, 即 单 位 制 式 ( 英 制 和 公 制 ) 的 设 定 G20 和 G21 是 两 个 互 相 取 代 的 G 代 码, 机 床 出 厂 时 将 根 据 使 用 区 域 设 定 默 认 状 态, 但 可 按 需 要 重 新 设 定 在 我 国 一 般 均 以 公 制 单 位 设 定 ( 如 G21), 常 用 于 公 制 ( 单 位 : mm) 尺 寸 零 件 的 加 工 如 果 一 个 程 序 开 始 用 G20 指 令, 则 表 示 程 序 中 相 关 的 一 些 数 据 均 为 英 制 ( 单 位 : in/10); 在 一 个 程 序 内, 不 能 同 时 使 用 G20 与 G21 指 令, 且 必 须 在 坐 标 系 确 定 之 前 指 定 系 统 对 本 指 令 状 态 具 有 断 电 记 忆 功 能, 一 次 指 定, 持 续 有 效, 直 到 被 另 一 指 令 取 代 程 序 输 入 及 上 机 调 试 现 以 HCNC-1T 系 统 为 例 讲 述 程 序 输 入 与 上 机 调 试 1. 程 序 输 入 及 编 辑 修 改 方 法 一 利 用 一 般 的 文 本 编 辑 器, 输 入 编 辑 程 序 程 序 编 写 完 成 后 以 O0001 作 文 件 名 保 存, 不 要 带 后 缀 ( 扩 展 名 ) 方 法 二 可 直 接 在 CNC 软 件 环 境 中 进 行 由 第 二 层 菜 单 中 的 零 件 程 序 编 辑 程 序 打 开 程 序 进 行 之 后 在 光 标 处 输 入 程 序 号 并 回 车, 然 后 即 可 开 始 输 入 编 辑 程 序 程 序 编 写 完 成 后 可 按 F3 功 能 键 保 存 HCNC-1T 数 控 系 统 要 求 程 序 必 须 以 O 作 为 开 头 的 第 一 个 字 母 ; 否 则, 程 序 调 入 时

13 就 要 出 错 此 外, 还 要 求 每 一 程 序 行 行 尾 必 须 以 ; 作 结 束, 程 序 中 尽 量 避 免 写 入 系 统 不 能 识 别 的 指 令 应 牢 记, 程 序 格 式 的 基 本 组 成 是 一 个 字 母 后 跟 一 些 数 字, 不 允 许 出 现 连 续 两 个 字 母, 或 缺 少 字 母 的 连 续 两 组 数 字, 特 别 是, 字 母 O 和 数 字 0 不 能 写 混 编 写 的 程 序 存 成 文 件 时, 文 件 名 必 须 也 是 以 O 作 首 字 母, 后 跟 四 位 数 字, 不 用 带 后 缀 2. 程 序 调 用 要 想 调 入 已 编 写 好 的 程 序, 应 按 自 动 方 式 - 内 存 方 式 菜 单 层 次 项, 至 出 现 程 序 列 表 后, 再 移 动 光 标 到 需 调 入 的 程 序 号 处 并 回 车 即 可 ; 若 当 前 页 没 有 所 需 程 序, 可 按 Pgup Pgdn 前 后 翻 页 查 找 只 要 修 改 过 程 序, 就 必 须 重 新 用 内 存 方 式 调 用, 才 可 按 修 改 后 的 程 序 内 容 运 行 ; 否 则, 运 行 的 还 是 修 改 前 的 程 序 内 容 如 果 程 序 执 行 时 被 非 正 常 中 止, 则 必 须 先 按 F9 键 取 消 自 动 运 行 状 态, 然 后 才 可 进 行 其 他 操 作, 如 点 动 步 进 和 程 序 编 辑 等 3. 自 动 运 行 当 用 上 述 方 法 调 入 某 程 序, 并 对 好 刀 后, 即 可 按 F10 键 或 按 机 床 上 的 循 环 启 动 键, 开 始 自 动 运 行 如 中 途 想 暂 停 运 行, 可 按 机 床 面 板 上 的 进 给 保 持 键, 则 X Z 轴 方 向 的 进 给 将 暂 时 停 止, 直 至 再 按 循 环 启 动 时 便 可 继 续 执 行 ( 此 时, 主 轴 并 不 停 转 ; 若 要 主 轴 停, 应 按 主 轴 停 转 键 ; 但 按 循 环 启 动 前, 必 须 先 按 主 轴 正 转 键 以 启 动 主 轴 ) 若 想 彻 底 中 断 程 序 的 继 续 运 行, 可 按 键 盘 上 的 功 能 键 F9, 取 消 运 行

14 2.4 车 削 循 环 程 序 编 写 与 调 试 1. 教 学 目 标 1). 了 解 车 削 循 环 程 序 编 写 与 调 试 2). 掌 握 粗 车 复 合 循 环 程 序 3). 掌 握 粗 车 复 合 循 环 程 序 2. 教 学 重 点 和 难 点 重 点 : 螺 纹 车 削 的 简 单 固 定 循 环 G82 难 点 : 螺 纹 车 削 的 简 单 固 定 循 环 G82 3. 教 学 手 段 与 方 法 : 多 媒 体 实 物 4. 讲 授 学 时 :2 学 时 简 单 车 削 循 环 1.G80-- 外 圆 车 削 循 环 格 式 :G90 ( G91 ) G80 X... Z... I... F... 算 法 :G90 G80 X xb Z zb I (xc/2 xb/2) F f 或 G91 G80 X(xb xa) Z(zb za)i(xc/2 xb/2) F f 刀 具 从 循 环 起 点 A 开 始, 按 着 箭 头 所 指 的 路 线 行 走, 先 走 X 轴 快 进 (G00 速 度, 用 R 表 示 ), 到 外 圆 锥 面 切 削 起 点 C 后, 再 工 进 切 削 (F 指 令 速 度, 用 F 表 示 ), 到 外 圆 锥 面 的 切 削 终 点 B; 然 后, 轴 向 退 刀 ; 最 后, 又 回 到 循 环 起 点 A 当 用 绝 对 编 程 方 式 时,X Z 后 的 值 为 外 圆 锥 面 切 削 终 点 的 绝 对 坐 标 值 ; 当 用 增 量 编 程 方 式 时,X Z 后 的 值 为 外 圆 锥 面 切 削 终 点 相 对 于 循 环 起 点 的 坐 标 增 量 而 无 论 用 何 种 编 程 方 式,I 后 的 值 总 是 外 圆 锥 面 切 削 起 点 ( 并 非 循 环 起 点 ) 与 外 圆 锥 面 切 削 终 点 的 半 径 差 当 I 值 为 零 省 略 时, 即 为 圆 柱 面 车 削 循 环 X Z I 后 的 值 都 可 正 可 负 也 就 是 说, 本 固 定 循 环 指 令 既 可 用 于 轴 的 车 削, 也 可 用 于 内 孔 的 车 削, 2.G81 端 面 车 削 循 环 格 式 :G90 ( G91 ) G81 X... Z... K... F... 算 法 :G90 G81 X xb Z zb K (zc zb) F f 或 G91 G81 X(xb xa) Z(zb za) K (zc zb) F f 刀 具 从 循 环 起 点 开 始, 按 箭 头 所 指 的 路 线 行 走 ( 先 走 Z 轴 ), 最 后 又 回 到 循 环 起 点 当 用 绝 对 编 程 方 式 时,X Z 后 的 值 为 锥 端 面 切 削 终 点 的 绝 对 坐 标 值 ; 当 用 增 量 编 程 方 式 时,X Z 后 的 值 为 锥 端 面 切 削 终 点 相 对 于 循 环 起 点 的 坐 标 增 量 无 论 用 何 种 编 程 方 式,K 后 的 值 总 为 锥 面 切 削 终 点 与 锥 面 切 削 起 点 ( 并 非 循 环 起 点 ) 的 Z 坐 标 之 差 当 K 值 为 零 省 略 时, 即 为 端 平 面 车 削 循 环 X Z K 后 的 值 都 可 正 可 负 也 就 是 说, 本 固 定 循 环 指 令 既 可 用 于 外 部 轴 端 面 的 车 削, 也 可 用 于 孔 内 端 面 的 车 削 例 1 零 件 切 削 路 线 : 第 一 刀 A B C D A 第 二 刀 A E F D A 第 三 刀 A G H D A 采 用 直 径 绝 对 编 程 方 式 编 程 如 下 : O0004 G92 X56.0 Z70.0; O0005 G92 X35.0 Z41.48;

15 S1000M03; G90 G80 X40.0 Z20.0 I?5.0 F30.0; G80 X30.0 Z20.0 I?5.0; G80 X20.0 Z20.0 I?5.0; M05M02; 117 直 径 增 量 编 程 方 式 : O0006 S1000M03; G90 G81 X15.0 Z33.48 K?3.48 F30.0; G81 X15.0 Z31.48 K?3.48; G81 X15.0 Z28.78 K?3.48; M05M02; O0007 S400 M03; S400 M03; G91 G80 X?16.0 Z?50.0 I?5.0 F30.0; G91 G81 X?20.0 Z?8.0 K?3.48 F30.0; G80 X?26.0 Z?50.0 I?5.0; G80 X?36.0 Z?50.0 I?5.0; M05M02; G81 X?20.0 Z?10.0 K?3.48; G81 X?20.0 Z?12.7 K?3.48; M05M02; 例 2 阶 梯 轴 零 件, 先 用 G80 循 环 两 次 车 至 φ30 的 外 圆 柱 面, 再 用 G81 循 环 四 次 车 锥 端 面 和 前 端 φ15 的 圆 柱 面 两 次 车 削 循 环 的 起 点 分 别 为 a 和 A, 设 其 坐 标 位 置 分 别 为 :A(75,φ35) a(72,φ45), 两 次 的 切 削 路 线 分 别 为 : 矩 形 循 环 区 a b a; 梯 形 循 环 区 A B A 用 直 径 绝 对 方 式 编 程 : O0008 S400 M03; G92 X45.0 Z72.0 ; G90 G80 X38.0 Z20.0 F30.0 ; G80 X30.0 Z20.0 ; G00 X35.0 Z75.0 ; M00; 手 工 换 刀 G81 X15.0 Z65.0 K F30.0 ; G81 X15.0 Z60.0 K ; G81 X15.0 Z55.0 K ; G81 X15.0 Z50.0 K ; M 粗 车 复 合 循 环 程 序 1.G71-- 外 圆 粗 车 复 合 循 环 工 件 成 品 形 状 为 A1-B, 若 留 给 精 加 工 的 余 量 为 (u/2 和 (w, 每 次 切 削 用 量 为 (d, 则 程 序 格 式 为 : G71 U((d) R(e) P(ns) Q(nf) X((u) Z((w) F(f) S(s) T(t) 其 中 : e 为 退 刀 量 ; ns 和 nf 分 别 为 按 A-A1-B 的 走 刀 路 线 编 写 的 精 加 工 程 序 中 的 第 一 个 程 序 行 的 顺 序 号 N(ns) 和 最 后 一 个 程 序 行 的 顺 序 号 N(nf); F S T 为 粗 切 时 的 进 给 速 度 主 轴 转 速 和 刀 补 设 定 此 时, 这 些 值 将 不 再 按 精 加 工 的 设 定 2.G72 端 面 粗 车 复 合 循 环

16 工 件 成 品 形 状 为 A1 B 若 留 给 精 加 工 的 余 量 为 (u/2 和 (w, 每 次 切 削 用 量 为 (d, 则 程 序 格 式 为 : G72 W((d) R(e) P(ns) Q(nf) X((u) Z((w) F(f) S(s) T(t) 其 中 : e 为 退 刀 量 ; ns 和 nf 分 别 为 按 A A1 B 的 走 刀 路 线 编 写 的 精 加 工 程 序 中 的 第 一 个 程 序 行 的 顺 序 号 N(ns) 和 最 后 一 个 程 序 行 的 顺 序 号 N(nf); F S T 为 粗 切 时 的 进 给 速 度 主 轴 转 速 和 刀 补 设 定 若 设 定 后, 这 些 值 将 不 再 按 精 加 工 的 设 定 值 进 行 3.G73 环 状 粗 车 复 合 循 环 工 件 成 品 形 状 为 A1 B 该 切 削 方 式 是 每 次 粗 切 的 轨 迹 形 状 都 和 成 品 形 状 类 似, 只 是 在 位 置 上 由 外 向 内 环 状 地 向 最 终 形 状 靠 近 其 程 序 格 式 为 : 其 中 : G73 U((i) W((k) R(m) P(ns) Q(nf) X((u) Z((w) F(f) S(s) T(t) m 为 粗 切 的 次 数 ; (i (k 分 别 为 起 始 时 X 轴 和 Z 轴 方 向 上 的 缓 冲 距 离 ; (u (w 分 别 为 X 轴 ( 直 径 值 ) 和 Z 轴 方 向 上 的 精 加 工 余 量 ; ns 和 nf 分 别 为 按 A A1 B 的 走 刀 路 线 编 写 的 精 加 工 程 序 中 的 第 一 个 程 序 行 的 顺 序 号 N(ns) 和 最 后 一 个 程 序 行 的 顺 序 号 N(nf); F S T 为 粗 切 时 的 进 给 速 度 主 轴 转 速 和 刀 补 设 定 此 时, 这 些 值 将 不 再 按 精 加 工 的 设 定 上 机 编 程 实 例 1. 粗 车 外 圆 复 合 循 环 方 式 (A-A1-B-A) O0009 G92 X0 Z0; G90 G00 X40.0 Z5.0 M03 ; G71 U1 R2 P100 Q200 X0.2 Z0.2 F50 ; N100 G00 X18.0 Z5.0 ; G01 X18.0 Z 15.0 F30 ; X22.0 Z 25.0 ; X22.0 Z 31.0 ; G02 X32.0 Z 36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z 40.0 ; N200 G01 X36.0 Z 50.0 ; G00 X40.0 Z5.0 ; M05 M02 ; 2. 粗 车 端 面 复 合 循 环 方 式 (A-A2-B1-A) O0010 G92 X0 Z0 ; G90 G00 X40.0 Z5.0 ; G72 W3 R2 P100 Q200 X0.2 Z0.2 F50 M03 ; N100 G00 X40.0 Z 60.0 ; G01 X32.0 Z 40.0 F30 ; X32.0 Z 36.0 ;

17 G03 X22.0 Z 31.0 R5.0 ; G01 X22.0 Z 25.0 ; G01 X18.0 Z 15.0 ; N200 G01 X18.0 Z1.0 ; G00 X40.0 Z5.0 ; M05 M02 ; 3. 环 状 复 合 循 环 方 式 (A-A1-B-A) O0011 G92 X0 Z0 ; G90 G00 X40.0 Z5.0 ; G73 U12 W5 R10 P100 Q200 X0.2 Z0.2F50 M03 ; N100 G00 X18.0 Z0.0 ; G01 X18.0 Z 15.0 F30 ; X22.0 Z 25.0 ; X22.0 Z 31.0 ; G02 X32.0 Z 36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z 40.0 ; N200 G01 X36.0 Z 50.0 ; G00 X40.0 Z5.0 ; M05 M02 ; 2.5 螺 纹 车 削 程 序 的 编 写 与 调 试 基 本 螺 纹 车 削 指 令 G32 格 式 :G90 ( G91 ) G32 X... Z... F... 其 编 程 计 算 方 法 如 下 : 绝 对 :G90 G32 X xb Z zb F f 增 量 :G91 G32 X(xb xa) Z(zb za) F f 对 于 圆 柱 螺 纹, 格 式 为 : G90 (G91) Z... F... 对 于 端 面 螺 纹, 格 式 为 : G90 (G91) X... F... 说 明 : (1) F 为 螺 纹 的 螺 距 ( 即 导 程 ), 单 位 形 式 :mm / r( 转 ) (2) 螺 纹 切 削 应 注 意 在 两 端 设 置 足 够 的 升 速 进 刀 段 δ1 和 降 速 退 刀 段 δ2, 以 剔 除 两 端 因 变 速 而 出 现 的 非 标 准 螺 距 的 螺 纹 段 同 理, 在 螺 纹 切 削 过 程 中, 进 给 速 度 修 调 功 能 和 进 给 暂 停 功 能 无 效 ; 若 此 时 按 进 给 暂 停 键, 刀 具 将 在 螺 纹 段 加 工 完 后 才 停 止 运 动 135 (3) 有 的 机 床 具 有 主 轴 恒 线 速 控 制 (G96) 和 恒 转 速 控 制 (G97) 的 指 令 功 能 那 么, 对 于 端 面 螺 纹 和 锥 面 螺 纹 的 加 工 来 说, 若 恒 线 速 控 制 有 效, 则 主 轴 转 速 将 是 变 化 的, 这 样 加 工 出 的 螺 纹 螺 距 也 将 是 变 化 的 所 以, 在 螺 纹 加 工 过 程 中, 就 不 应 该 使 用 恒 线 速 控 制 功 能 从 粗 加 工 到 精 加 工, 主 轴 转 速 必 须 保 持 一 常 数 ; 否 则, 螺 距 将 发 生 变 化 (4) 对 锥 螺 纹 的 F 指 令 值, 当 锥 度 角 α 在 45 以 下 时, 螺 距 以 Z 轴 方 向 的 值 指 令 ;45 ~ 90 时, 以 X 轴 方 向 的 值 指 令 (5) 牙 型 较 深, 螺 距 较 大 时, 可 分 数 次 进 给, 每 次 进 给 的 背 吃 刀 量 用 螺 纹 深 度 减 去 精 加 工 背 吃 刀 量 所 得 之 差 按 递 减 规 律 分 配, 常 用 螺 纹 切 削 的 进 给 次 数 与 背 吃 刀 量 2-4 例 1 圆 柱 螺 纹 切 削, 螺 纹 导 程 为 1.0 mm 其 车 削 程 序 编 写 如 下 :

18 圆 柱 螺 纹 车 削 编 程 139 O0012 G92 X70.0 Z25.0 ; S160 M03 ; G90 G00 X40.0 Z2.0 M08 ; X29.3 ; 查 表 2-3 得 ap1= 0.7 mm G32 Z 46.0 F1.0 ; G00 X40.0 ; Z2.0 ; X28.9 ; ap2= 0.4 mm G32 Z 46.0 ; G00 X40.0 ; 140 Z2.0 ; X28.7 ; ap3= 0.2 mm G32 Z 46.0 ; G00 X40.0 ; Z2.0 ; X70.0 Z25.0 M09 ; M05 M02 ; 例 2 锥 螺 纹 切 削, 螺 距 1.5mm, d1=2mm, d2=1mm 其 车 削 加 工 程 序 如 下 : 锥 螺 纹 编 程 图 例 O0013 G92 X80.0 Z150.0 S160 M03 ; G90 G00 X50.0 Z122.0 M08 ; X13.2 ; 查 表 3-3, ap1 = 0.8 mm G91 G32 X29.0 Z 43.0 F1.5 ; 车 螺 纹 第 1 刀 ( 增 量 方 式 ) G00 X7.0 ; G90 X12.6 ; 退 刀 至 X= 50 处 Z43.0 ; 退 刀 至 Z=122.0 处 G32 X41.6 Z79.0 ; G00 X50.0 ; Z122.0 ; X12.2 ; G32 X41.2 Z79.0 ; G00 X50.0; Z122.0; X12.04; G32 X41.04 Z79.0; G00 X50.0; Z122.0; X80.0 Z150.0 M09; M05 M03; 吃 刀 ap2 = 0.6 mm 车 螺 纹 第 2 刀 ap3 = 0.4 mm 螺 纹 车 削 的 简 单 固 定 循 环 G82 ap4 = 0.16 mm

19 格 式 :G90(G91)G82 X... Z... I... F... 算 法 :G90 G82 X xb Z zb I (xc/2 xb/2) F f G91G82 X(xb xa) Z(zb za) I(xc/2 xb/2) F f 刀 具 从 循 环 起 点 开 始, 沿 着 箭 头 所 指 的 路 线 行 走, 最 后 又 回 到 循 环 起 点 当 用 绝 对 编 程 方 式 时,X Z 后 的 值 为 螺 纹 段 切 削 终 点 的 绝 对 坐 标 值 ; 当 用 增 量 编 程 方 式 时,X Z 后 的 值 为 螺 纹 段 切 削 终 点 相 对 于 循 环 起 点 的 坐 标 增 量 但 无 论 用 何 种 编 程 方 式,I 后 的 值 总 为 螺 纹 段 切 削 起 点 ( 并 非 循 环 起 点 ) 与 螺 纹 段 切 削 终 点 的 半 径 差 当 I 值 为 零 省 略 时, 即 为 圆 柱 螺 纹 车 削 循 环 螺 纹 车 削 简 单 循 环 和 前 面 介 绍 的 G80 G81 等 简 单 循 环 一 样, 螺 纹 车 削 循 环 也 包 括 四 段 行 走 路 线, 其 中 只 有 一 段 是 主 要 用 于 车 螺 纹 的 工 进 路 线 段, 其 余 都 是 快 速 空 程 路 线 采 用 简 单 固 定 循 环 编 程 虽 然 可 简 化 程 序, 但 要 车 出 一 个 完 整 的 螺 纹 还 需 要 人 工 连 续 安 排 几 个 这 样 的 循 环 比 如 前 述 螺 纹 加 工, 若 采 用 固 定 循 环 指 令, 则 程 序 可 编 写 如 下 : 车 螺 纹 复 合 循 环 G76 格 式 :G76 C(m) R(r) E(e) A(a) X(U) Z(W) I(i) K(k) U(d) V(dmin) Q((d) F(f) 螺 纹 车 削 复 合 循 环 其 中 : m 精 整 次 数 ( 取 值 01~99); r 螺 纹 Z 向 退 尾 长 度 (00~99); e 螺 纹 X 向 退 尾 长 度 (00~99); a 牙 型 角 ( 取 80,60,55,30,29,0 ) 通 常 为 60 ; U W 绝 对 编 程 时 为 螺 纹 终 点 的 坐 标 值 ; 相 对 编 程 时, 为 螺 纹 终 点 相 对 于 循 环 起 点 A 的 有 向 距 离 ; i 锥 螺 纹 的 始 点 与 终 点 的 半 径 差 ; k 螺 纹 牙 型 高 度 ( 半 径 值 ); d 精 加 工 余 量 ; D d 第 一 次 切 削 深 度 ( 半 径 值 ); f 螺 纹 导 程 ( 螺 距 ); dmin 最 小 进 给 深 度, 当 某 相 邻 两 次 的 切 削 深 度 差 小 于 此 值 时, 则 以 此 值 为 准 按 照 车 螺 纹 的 规 律, 每 次 吃 刀 时 的 切 削 面 积 应 尽 可 能 保 持 均 衡 的 趋 势, 因 此 相 邻 两 次 的 吃 刀 深 度 应 按 递 减 规 律 逐 步 减 小 本 循 环 方 式 下, 第 一 次 切 深 为 D d, 第 n 次 切 深 为 D d, 相 邻 两 次 切 削 深 度 差 为 (D d D d ) 若 邻 次 切 削 深 度 差 始 终 为 定 值 的 话, 则 必 然 是 随 着 切 削 次 数 的 增 加 切 削 面 积 逐 步 增 大 有 的 车 床 为 了 计 算 简 便 而 采 用 这 种 等 深 度 螺 纹 车 削 方 法, 这 样 螺 纹 就 不 易 车 光, 而 且 也 会 影 响 刀 具 寿 命 前 螺 纹 车 削 用 复 合 循 环 编 程 如 下 : G76 R03 A60 X28.7 Z 46.0 K0.649 U0.1 V0.2 Q0.7 F1.0 ; 程 序 调 试 说 明 程 序 调 试 说 明 以 CK9330 数 控 车 HCNC-1T 系 统 为 例 螺 纹 车 削 程 序 上 机 调 试 时, 应 注 意 如 下 问 题 : (1) 由 于 CK9330 数 控 车 床 主 轴 转 速 不 能 自 动 调 控, 并 且 由 于 皮 带 传 动 会 引 起 主 轴 转 速 产 生 很 大 的 波 动, 所 以, 在 车 螺 纹 时 的 切 削 进 给 速 度 是 由 连 接 在 主 轴 上 的 编 码 器 检 测 到 实 际 转 速 后 反 馈 到 数 控 装 置 内, 再 由 数 控 装 置 控 制 Z 轴 的 进 给 速 度, 从 而 保 证 主 轴 每 转 一 圈,Z 轴 行 进 一 个 螺 距 车 螺 纹 时 Z 轴 的 进 给 速 度 = 螺 距 主 轴 转 速, 如 果 主 轴 转 速 调 整 在 高 速 挡, 则 Z 轴 进 给 速 度 就 有 可 能 超 出 机 床 参 数 设 定 时 对 该 轴 最 大 进 给 速 度 的 限 定 所 以, 车 螺

20 纹 时 主 轴 转 速 一 般 应 调 整 在 低 速 挡 (2) 对 HCNC-1T 系 统 而 言,G82 固 定 循 环 指 令 不 是 一 个 模 态 指 令, 应 该 在 每 一 起 作 用 的 程 序 行 中 都 必 须 书 写 ; 否 则 就 要 出 错 这 一 点 同 样 适 用 于 G80 G81 指 令 (3) 和 G71 G72 G73 等 复 合 循 环 不 一 样 的 是,G76 指 令 可 在 MDI 方 式 下 直 接 执 行 (4) 由 于 车 螺 纹 时 进 给 速 度 依 赖 于 主 轴 转 速, 所 以, 含 车 螺 纹 的 程 序 在 上 机 空 行 调 试 时, 一 定 不 能 让 主 轴 停 转 若 主 轴 处 于 停 转 状 态 而 又 执 行 到 车 螺 纹 程 序 段 时, 机 床 将 处 于 等 待 状 态, 只 有 启 动 主 轴 才 可 持 续 运 行 (5) 车 螺 纹 时 不 要 使 用 进 给 保 持 功 能, 也 不 要 修 调 进 给 速 度, 以 避 免 产 生 变 螺 距 的 可 能

21 2.6 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 1. 教 学 目 标 1). 了 解 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 2). 掌 握 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 3). 掌 握 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 2. 教 学 重 点 和 难 点 重 点 : 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 难 点 : 3. 教 学 手 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 段 与 方 法 : 多 媒 体 实 物 4. 讲 授 学 时 :2 学 时 刀 具 的 几 何 补 偿 和 磨 损 补 偿 刀 具 几 何 补 偿 是 补 偿 刀 具 形 状 和 刀 具 安 装 位 置 与 编 程 时 理 想 刀 具 或 基 准 刀 具 的 偏 移 的 ; 刀 具 磨 损 补 偿 则 是 用 于 补 偿 当 刀 具 使 用 磨 损 后 刀 具 头 部 与 原 始 尺 寸 的 误 差 的 这 些 补 偿 数 据 通 常 是 通 过 对 刀 后 采 集 到 的, 而 且 必 须 将 这 些 数 据 准 确 地 储 存 到 刀 具 数 据 库 中, 然 后 通 过 程 序 中 的 刀 补 代 码 来 提 取 并 执 行 刀 补 指 令 用 T 代 码 表 示 常 用 T 代 码 格 式 为 :T xx xx, 即 T 后 可 跟 4 位 数, 其 中 前 2 位 表 示 刀 具 号, 后 两 位 表 示 刀 具 补 偿 号 当 补 偿 号 为 0 或 00 时, 表 示 不 进 行 补 偿 或 取 消 刀 具 补 偿 若 设 定 刀 具 几 何 补 偿 和 磨 损 补 偿 同 时 有 效 时, 刀 补 量 是 两 者 的 矢 量 和 若 使 用 基 准 刀 具, 则 其 几 何 补 偿 位 置 补 偿 为 零, 刀 补 只 有 磨 损 补 偿 在 图 示 按 基 准 刀 尖 编 程 的 情 况 下, 若 还 没 有 磨 损 补 偿 时, 则 只 有 几 何 位 置 补 偿,D X=D Xj D Z=D Zj; 批 量 加 工 过 程 中 出 现 刀 具 磨 损 后, 则 :D X=D Xj+D Xm D Z=D Zj+D Zm; 而 当 以 刀 架 中 心 作 参 照 点 编 程 时, 每 把 刀 具 的 几 何 补 偿 便 是 其 刀 尖 相 对 于 刀 架 中 心 的 偏 置 量 因 而, 第 一 把 车 刀 :D X=D X1 D Z=D Z1; 第 二 把 车 刀 :D X=D X2 D Z=D Z3 数 控 系 统 对 刀 具 的 补 偿 或 取 消 刀 补 都 是 通 过 拖 板 的 移 动 来 实 现 的 对 带 自 动 换 刀 的 车 床 而 言, 执 行 T 指 令 时, 将 先 让 刀 架 转 位, 按 前 2 位 数 字 指 定 的 刀 具 号 选 择 好 刀 具 后, 再 按 后 2 位 数 字 对 应 的 刀 补 地 址 中 刀 具 位 置 补 偿 值 的 大 小 来 调 整 刀 架 拖 板 位 置, 实 施 刀 具 几 何 位 置 补 偿 和 磨 损 补 偿 T 代 码 指 令 可 单 独 作 一 行 书 写, 也 可 跟 在 移 动 程 序 指 令 的 后 部 在 本 机 床 系 统 中, 则 不 允 许 将 T 代 码 指 令 写 在 坐 标 系 设 定 指 令 G92X...Z... 的 后 部 当 一 个 程 序 行 中, 同 时 含 有 刀 补 指 令 和 刀 具 移 动 指 令 时, 是 先 执 行 T 代 码 指 令, 后 执 行 刀 具 移 动 指 令 对 于 不 能 自 动 换 刀 的 车 床 来 说, 在 用 T 指 令 前 应 先 用 M00 指 令 暂 停 程 序 的 执 行 此 时, 便 可 进 行 手 动 转 位 换 刀, 然 后 按 循 环 启 动, 执 行 T 指 令, 进 行 自 动 刀 补 移 动, 刀 补 移 动 的 效 果 便 是 令 转 位 后 新 刀 具 的 刀 尖 移 动 到 与 上 一 基 准 刀 具 刀 尖 所 在 的 位 置 上, 新 老 刀 尖 重 合, 它 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标 就 不 产 生 改 变, 这 就 是 刀 位 补 偿 的 实 质 刀 尖 半 径 补 偿 虽 然 采 用 尖 角 车 刀 对 加 工 及 编 程 都 很 方 便, 但 由 于 刀 头 越 尖 就 越 容 易 磨 损, 并 且 当 刀 具 太 尖 而 进 给 速 度 又 较 大 时, 可 明 显 地 感 觉 出 一 般 的 轮 廓 车 削 将 产 生 车 螺 纹 的 效 果, 即 使 减 小 进 给 速 度, 也 会 影 响 到 加 工 表 面 的 粗 糙 度 为 此, 精 车 时 常 将 车 刀 刀 尖 磨 成 圆 弧 过 渡 刃 采 用 这 样 的 车 刀 车 内 外 圆 和 端 面 时, 刀 尖 圆 弧 不 影 响 加 工 尺 寸 和 形 状, 但 转 角 处 的 尖 角 肯 定 是 无 法 车 出 的, 并 且 在 切 削 锥 面 或 圆 弧 面 时, 会 造 成 过 切 或 少 切, 因 此, 有 必 要 对 此 采 用 刀

22 尖 半 径 补 偿 来 消 除 误 差 有 刀 尖 存 在 时, 对 刀 尖 按 轮 廓 线 A 编 程 加 工, 即 可 以 得 到 想 要 的 轮 廓 A, 不 需 要 考 虑 刀 补 ; 而 用 圆 弧 头 车 刀 时, 若 还 按 假 想 刀 尖 编 程 加 工 而 又 不 考 虑 刀 补, 则 实 际 切 削 得 到 的 轮 廓 将 是 线 B, 只 有 考 虑 刀 补 ( 人 工 考 虑 刀 补 量 进 行 编 程 时, 如 果 以 刀 尖 圆 弧 中 心 为 刀 位 点 时 按 图 示 补 偿 后 圆 弧 中 心 轨 迹 线 计 算 ; 如 果 以 假 想 刀 尖 为 刀 位 点 时 按 轨 迹 线 C 计 算 ) 编 程 加 工 后, 方 可 保 证 切 削 得 到 要 求 的 轮 廓 线 A 当 然 也 可 以 还 是 按 照 轨 迹 A 编 程, 再 在 程 序 中 适 当 位 置 加 上 刀 补 代 码, 让 机 床 自 动 进 行 刀 补 刀 补 方 式 及 其 轨 迹 比 较 利 用 机 床 自 动 进 行 刀 尖 半 径 补 偿 时, 需 要 使 用 G40 G41 G42 指 令 当 系 统 执 行 到 含 T 代 码 的 程 序 指 令 时, 仅 仅 是 从 中 取 得 了 刀 具 补 偿 的 寄 存 器 地 址 号 ( 其 中 包 括 刀 具 几 何 位 置 补 偿 和 刀 具 半 径 大 小 ), 此 时 并 不 会 开 始 实 施 刀 尖 半 径 补 偿 只 有 在 程 序 中 遇 到 G41 G42 G40 指 令 时, 才 开 始 从 刀 库 中 提 取 数 据 并 实 施 相 应 的 刀 径 补 偿 G41 刀 尖 半 径 左 补 偿 沿 着 进 给 方 向 看, 刀 尖 位 置 应 在 编 程 轨 迹 的 左 边 G42 刀 尖 半 径 右 补 偿 沿 着 进 给 方 向 看, 刀 尖 位 置 应 在 编 程 轨 迹 的 右 边 2-41 G40 取 消 刀 尖 半 径 补 偿 刀 尖 运 动 轨 迹 与 编 程 轨 迹 一 致 1. 刀 位 点 与 刀 尖 方 位 刀 位 点 即 是 刀 具 上 用 于 作 为 编 程 相 对 基 准 的 参 照 点 当 执 行 没 有 刀 补 的 程 序 时, 刀 位 点 正 好 走 在 编 程 轨 迹 上 ; 而 有 刀 补 时, 刀 位 点 将 可 能 行 走 在 偏 离 于 编 程 轨 迹 的 位 置 上 按 照 试 切 对 刀 的 情 况 看, 对 刀 所 获 得 的 坐 标 数 据 就 是 刀 尖 的 坐 标, 采 用 对 刀 仪, 也 基 本 上 是 按 刀 尖 对 刀 的 而 事 实 上, 对 于 圆 弧 头 车 刀 而 言, 这 个 刀 尖 是 不 存 在 的, 是 一 个 假 想 的 刀 尖 点 ( 如 当 然, 也 可 通 过 测 出 刀 尖 圆 弧 半 径 值 来 推 测 出 刀 尖 圆 弧 中 心 点 中 B 点 ) 编 程 时, 通 常 就 是 用 这 样 两 个 参 照 点 来 作 为 刀 位 点 的, 刀 尖 半 径 补 偿 也 就 是 围 绕 这 两 种 情 况 进 行 的 我 们 已 经 对 这 两 种 情 况 下 是 否 使 用 刀 径 补 偿 的 结 果 进 行 了 比 较 事 实 上, 当 采 用 A 点 编 程 补 偿 方 式 时, 系 统 内 部 只 对 锥 面 及 圆 弧 面 计 算 刀 补, 而 对 车 端 面 与 车 外 圆 则 不 进 行 刀 补 当 采 用 B 点 编 程 刀 补 方 式 时, 则 无 论 什 么 样 的 轮 廓 线 都 需 要 进 行 刀 补 运 算 当 然, 对 有 刀 补 功 能 的 车 床 来 说, 无 论 用 哪 种 补 偿 方 式, 我 们 都 只 需 要 按 零 件 最 终 得 到 的 轮 廓 线 进 行 编 程, 至 于 怎 么 具 体 地 实 施 刀 补, 则 是 数 控 系 统 内 部 要 做 的 事 情 但 对 于 没 有 刀 补 功 能 的 车 床 来 说, 考 虑 如 何 刀 补 则 是 编 程 者 必 须 要 考 虑 的 问 题, 只 有 正 确 的 刀 补 编 程 才 能 得 到 准 确 的 轮 廓 轨 迹 虽 然 说 只 要 采 用 刀 径 补 偿, 就 可 加 工 出 准 确 的 轨 迹 尺 寸 形 状, 但 若 使 用 了 不 合 适 的 刀 具, 如 左 偏 刀 换 成 右 偏 刀, 那 么 采 用 同 样 的 刀 补 算 法 还 能 保 证 加 工 准 确 吗? 肯 定 不 行 为 此, 就 引 出 了 刀 尖 方 位 的 概 念 按 假 想 刀 尖 方 位 以 数 字 代 码 对 应 的 各 种 刀 具 装 夹 放 置 的 情 况 ; 如 果 以 刀 尖 圆 弧 中 心 作 为 刀 位 点 进 行 编 程, 则 应 选 用 0 或 9 作 为 刀 尖 方 位 号, 其 他 号 都 是 以 假 想 刀 尖 编 程 时 采 用 的 只 有 在 刀 具 数 据 库 内 按 刀 具 实 际 放 置 情 况 设 置 相 应 的 刀 尖 方 位 代 码, 才 能 保 证 对 它 进 行 正 确 的 刀 补 ; 否 则, 将 会 出 现 不 合 要 求 的 过 切 和 少 切 现 象 2. 刀 径 补 偿 的 引 入 ( 初 次 加 载 ) 由 没 有 设 定 刀 径 补 偿 的 运 动 轨 迹 到 首 次 执 行 含 G41 G42 的 程 序 段, 即 是 刀 尖 半 径 补 偿 的 引 入 过 程 G40; 先 取 消 以 前 可 能 加 载 的 刀 径 补 偿 ( 如 果 以 前 未 用 过 G41 或 G42, 则 可 以 不 写 这 一 行 ) G41(G42) G01(G00)...Dxx; 在 要 引 入 刀 补 的 含 坐 标 移 动 的 程 序 行 前 加 上 G41 或 G 刀 径 补 偿 的 取 消 ( 卸 载 ) 执 行 过 刀 径 补 偿 G41 或 G42 的 指 令 后, 刀 补 将 持 续 对 每 一 编 程 轨 迹 有 效 ; 若 要 取 消 刀

23 补, 则 需 要 在 某 一 编 程 轨 迹 的 程 序 行 前 加 上 G40 指 令, 或 单 独 将 G40 作 一 程 序 行 书 写 注 意 : (1) 刀 径 补 偿 的 引 入 和 卸 载 不 应 在 G02 G03 圆 弧 轨 迹 程 序 行 上 实 施 (2) 刀 径 补 偿 引 入 和 卸 载 时, 刀 具 位 置 的 变 化 是 一 个 渐 变 的 过 程 (3) 当 输 入 刀 补 数 据 时 给 的 是 负 值, 则 G41 G42 互 相 转 化 (4) G41 G42 指 令 不 要 重 复 规 定, 否 则 会 产 生 一 种 特 殊 的 补 偿 4. 编 程 应 用 示 例 考 虑 刀 径 补 偿 其 程 序 编 写 如 下 : O0017 T0101 ; G92 X100.0 Z10.0; S600 M03; G90 G00 X50.0 Z5.0; G42 G01 X30.0 Z0.0D01; 刀 补 引 入 G01 Z 30.0; X50.0 Z 45.0; G02 X65.0 Z 55.0 R12.0; G01 X80.0; G40 G00 X100.0 Z10.0; 刀 补 数 据 库 启 动 刀 补 实 施 中 刀 补 实 施 中 取 消 刀 补 返 回 T0100; 关 闭 刀 具 数 据 库 M05 M02; 刀 具 参 数 的 设 置 输 入 从 控 制 软 件 菜 单 表 中 按 F2 F3 F4 等 选 任 一 种 工 作 方 式, 都 会 出 现 刀 具 参 数 菜 单 项, 按 F2 键 切 入 到 刀 具 参 数 下 层 菜 单, 即 可 看 到 其 中 有 刀 具 偏 置 几 何 补 偿 和 磨 损 补 偿 等 功 能 设 定 项 如 再 按 F2 键 选 择 刀 具 偏 置, 则 屏 幕 显 示 1. 刀 偏 数 据 的 测 定 事 实 上, 这 里 所 称 的 刀 偏 数 据 就 是 前 面 所 讲 到 的 各 刀 具 相 对 于 基 准 刀 具 的 几 何 补 偿 可 通 过 下 述 方 法 获 得 其 偏 置 数 据 (1) 用 点 动 或 步 进 操 作 移 动 拖 板 并 结 合 旋 动 小 刀 架 手 柄, 使 基 准 刀 具 的 刀 尖 对 准 工 件 上 的 一 基 准 点 ( 如 右 端 面 轴 心 ), 按 F7 F9 键 使 屏 幕 上 显 示 的 X 轴 Z 轴 坐 标 清 零, 再 点 动 使 刀 具 退 到 远 离 刀 架 的 某 位 置 旋 动 刀 架 换 一 把 刀 具, 再 用 点 动 及 步 进 方 式 ( 不 可 再 动 小 刀 架 手 柄 ) 使 该 刀 具 刀 尖 对 准 工 件 上 的 同 一 基 准 点, 此 时 屏 幕 上 显 示 的 坐 标 值 即 是 该 刀 号 刀 具 的 几 何 偏 置 D Xj,D Zj 同 理, 可 测 定 到 其 他 刀 具 相 对 于 基 准 刀 具 的 几 何 偏 置 (2) 用 本 章 节 中 的 试 切 对 刀 方 法, 先 用 基 准 车 刀 试 切, 获 得 X1 D1,Z1 L1, 换 刀 后 再 去 试 切, 获 得 另 一 组 数 据 X2 D2,Z2 L2, 则 该 刀 号 刀 具 的 几 何 偏 置 为 :D X=X2 X1 (D2 D1),D Z=Z2 Z1 (L2 L1) 若 为 半 径 编 程, 则 式 中 D1 D2 应 除 以 2 2. 刀 偏 数 据 的 输 入 (1) 选 择 刀 具 编 号 本 机 床 系 统 共 提 供 32 把 刀 具 数 据 存 储 容 量 如 图 2-45 所 示, 可 通 过 上 下 光 标 键 移 动, 选 择 所 需 刀 号 ; 如 本 画 面 没 有, 请 按 PgUp 和 PgDn 翻 页 选 择 (2) 输 入 数 据 先 在 数 据 区 左 下 端 显 示 INPUT: 处 输 入 数 据, 如 (X, 再 将 刀 号 处 的 光 标 用 左 右 光 标 移 动 键 移 至 X 下 方, 按 回 车 键 即 可 ;(Z 的 输 入 同 样 (3) 按 F1 键 退 出 返 回, 系 统 即 可 自 动 存 储 刀 偏 数 据 用 同 样 的 操 作, 可 输 入 设 置 几 何 补 偿 和 磨 损 补 偿 数 据

24 2.6.4 换 刀 程 序 的 编 写 与 上 机 调 试 车 床 换 刀 时 需 要 让 刀 架 转 位, 因 此 应 在 远 离 工 件 的 位 置 上 进 行 此 时, 刀 具 的 刀 位 点 即 称 为 换 刀 点 对 带 参 考 点 功 能 的 机 床 来 说, 换 刀 位 置 通 常 就 设 在 机 床 参 考 点 上, 此 时 换 刀 点 和 参 考 点 事 实 上 就 是 同 一 位 置 同 一 物 体 上 不 同 的 参 照 点 而 已 所 以, 对 于 有 的 带 参 考 点 功 能 的 车 床, 对 刀 过 程 就 是 测 量 各 个 刀 具 刀 位 点 ( 如 刀 尖 ) 离 刀 架 上 的 参 照 点 ( 如 刀 架 中 心 ) 的 偏 置 值, 将 这 些 值 作 刀 补 数 据 存 入 刀 具 数 据 库, 编 程 时 就 以 刀 架 中 心 点 作 参 照 基 准 点, 加 入 刀 补 代 码, 便 可 以 实 现 从 刀 架 中 心 到 刀 尖 的 位 置 补 偿 为 此, 让 我 们 先 来 了 解 一 些 关 于 对 参 考 点 进 行 操 作 的 指 令 1. 参 考 点 操 作 G28 G29. 参 考 点 控 制 格 式 :G28 X... Z... T0000; 经 指 令 中 间 点 再 自 动 返 回 参 考 点 ( 见 图 2-46) G29 X... Z...; 算 法 :G90G28X xbz zbt0000; 或 G90G29X xcz zc; G91G28 X(xb xa) Z(zb za)t0000; 或 G91G29 X(xc xb) Z(zc zb); 从 参 考 点 经 中 间 点 返 回 指 令 点 执 行 G28 指 令 时, 各 轴 先 以 G00 的 速 度 快 移 到 程 序 指 令 的 中 间 点 位 置, 然 后 自 动 返 回 参 考 点 到 达 参 考 点 后, 相 应 坐 标 方 向 的 指 示 灯 亮 执 行 G29 指 令 时, 各 轴 先 以 G00 的 速 度 快 移 到 由 前 段 G28 指 令 定 义 的 中 间 点 位 置, 然 后 再 向 程 序 指 令 的 目 标 点 快 速 定 位 说 明 : (1) 使 用 G28 指 令 前, 要 求 机 床 在 通 电 后 必 须 ( 手 动 ) 返 回 过 一 次 参 考 点 (2) 使 用 G28 指 令 时, 必 须 预 先 取 消 刀 补 量 ( 用 T0000); 否 则 会 发 生 不 正 确 的 动 作 (3) G28 G29 指 令 均 属 非 模 态 指 令, 只 在 本 程 序 段 内 有 效 (4) G28 G29 指 令 时, 从 中 间 点 到 参 考 点 的 移 动 量 不 需 计 算 G29 指 令 一 般 在 G28 后 出 现 其 应 用 习 惯 通 常 为 : 在 换 刀 程 序 前 先 执 行 G28 指 令 回 参 考 点 ( 换 刀 点 ), 执 行 换 刀 程 序 后, 再 用 G29 指 令 往 新 的 目 标 点 移 动 绝 对 编 程 : 增 量 ( 相 对 ) 编 程 : G90 G28 X70.0 Z130.0; A-B-R G91 G28 X40.0 Z100.0 ; T0202 ; 换 刀 T0202 ; G29 X30.0 Z180.0; R-B-C G29 X-80.0 Z50.0 ; 对 于 没 有 参 考 点 设 定 功 能 的 机 床, 在 需 要 换 刀 时, 应 先 用 G00 快 速 移 到 远 离 工 件 的 某 一 坐 标 处 ( 注 意 不 要 超 程 ); 再 在 M00 程 序 指 令 下, 用 手 工 旋 动 刀 架 进 行 换 刀 ( 旋 动 前 应 松 动 刀 架 锁 紧 手 柄, 转 位 后 则 应 锁 紧 手 柄 ); 然 后, 按 循 环 启 动 或 F10 功 能 键 继 续 运 行 下 一 段 带 刀 补 功 能 T 代 码 的 程 序 实 施 刀 补 如 果 所 用 的 车 床 不 具 备 刀 补 功 能, 则 应 在 为 手 工 换 刀 准 备 的 M00 程 序 段 后, 紧 接 着 写 上 一 段 建 立 新 的 工 件 坐 标 系 的 G92( 或 G50)X_ Z_ 程 序 指 令 X Z 后 跟 的 值 应 按 前 后 两 把 刀 具 的 偏 置 来 计 算, 只 要 保 证 由 新 的 刀 尖 位 置 建 立 的 新 的 坐 标 原 点 与 换 刀 前 的 坐 标 原 点 重 合 即 可 这 样, 换 刀 前 后 的 程 序 都 可 在 同 一 坐 标 系 中 编 写, 基 本 不 受 换 刀 的 影 响 2. 编 程 调 试 实 例 例 零 件 需 要 三 把 车 刀, 分 别 用 于 粗 精 车, 切 槽 和 车 螺 纹 刀 具 装 夹 布 置 如 图 2-49, 将 其 刀 偏 数 据 输 入 刀 库 中, 对 应 程 序 编 写 如 下 :( 有 参 考 点 功 能 时, 可 用 括 号 中 程 序 行 代 替 带 下 划 线 的 程 序 行 ) O0018

25 G92 X0 Z0; G90 G00 X40.0 Z5.0 M03 ; T0101; G71 U1 R2 P100 Q200 X0.2 Z0.2 F50 ; 189 N100 G00 X18.0 Z5.0 ; G01 X18.0 Z 15.0 F30 ; X22.0 Z 25.0 ; X22.0 Z 31.0 ; G02 X32.0 Z 36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z 40.0 ; N200 G01 X36.0 Z 50.0 ; G00 X70.0 Z100.0 T0100 ; (/ G28 X40.0 Z5.0 T0000 ; ) M05 M00 ; T0202 ; 190 G00 X20.0 Z 15.0 M03 ; ( G29 X20.0 Z 15.0 M03 ; ) G01 X15.0 F20 ; G04 X2.0 ; G00 X20.0 ; G00 X70.0 Z100.0 T0200 ; (/ G28 X40.0 Z5.0 T0000 ; ) M05 M00 ; T0303 ; G00 X20.0 Z5.0 M03 ; ( G29 X20.0 Z5.0 M03 ; ) G82 X17.3 Z 16.0 F1.0 ; G82 X16.9 Z 16.0 ; G82 X16.7 Z 16.0 ; G00 X70.0 Z100.0 T0300 ; (/ G28 X40.0 Z5.0 T0000 ; ) M05 M02;

26 2.7 综 合 车 削 技 术 1. 教 学 目 标 1). 了 解 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 2). 掌 握 切 槽 和 钻 孔 的 处 理 3). 掌 握 切 槽 和 钻 孔 的 处 理 2. 教 学 重 点 和 难 点 重 点 : 切 槽 和 钻 孔 的 处 理 难 点 : 切 槽 和 钻 孔 的 处 理 3. 教 学 手 段 与 方 法 : 多 媒 体 实 物 4. 讲 授 学 时 :2 学 时 子 程 序 调 用 数 控 车 床 程 序 的 编 写 也 可 采 用 主 子 程 序 的 形 式 CNC 系 统 按 主 程 序 指 令 运 行, 但 在 主 程 序 中 遇 见 调 用 子 程 序 的 指 令 时, 将 开 始 按 子 程 序 的 指 令 运 行 ; 在 子 程 序 中 遇 见 调 用 结 束 指 令 时, 自 动 返 回 并 将 控 制 权 重 新 交 给 主 程 序 对 程 序 中 有 一 些 顺 序 固 定 或 反 复 出 现 的 加 工 图 形, 可 将 其 写 成 子 程 序, 然 后 由 主 程 序 来 调 用, 这 样 可 以 大 大 简 化 整 个 程 序 的 编 写, 因 工 件 较 薄, 在 一 次 装 夹 中 可 车 三 只, 这 时 可 只 编 第 一 只 工 件 的 镗 内 孔, 车 内 螺 纹, 车 端 面 和 切 断 等 加 工 的 程 序 作 为 子 程 序, 整 个 车 削 过 程 为 主 程 序 编 程 时, 只 需 调 用 三 次 子 程 序, 改 变 编 程 零 点 即 可 车 削 三 只 工 件 机 床 控 制 软 件 中, 子 程 序 调 用 指 令 为 M98, 格 式 为 :M98 Pxxxx Lxxx; 其 中,P 后 跟 子 程 序 号,L 后 可 跟 子 程 序 调 用 次 数 ( 默 认 为 1) 主 子 程 序 的 调 用 关 系 可 表 示 在 程 序 编 写 时,HCNC-1T 系 统 要 求 子 程 序 和 主 程 序 必 须 写 在 同 一 个 文 件 中, 都 是 以 字 母 O 开 头, 以 Oxxxx 单 独 作 为 一 程 序 行 书 写, 子 程 序 中 还 可 以 再 调 用 其 他 子 程 序, 即 可 多 重 嵌 套 调 用 一 个 子 程 序 应 以 M99 ; 作 程 序 结 束 行, 可 被 主 程 序 多 次 调 用, 一 次 调 用 时 最 多 可 重 复 999 次 调 用 一 个 子 程 序 需 要 注 意 的 是, 在 MDI 方 式 下 使 用 子 程 序 调 用 指 令 是 无 效 的 刀 具 补 偿 与 换 刀 程 序 的 处 理 所 谓 单 段 运 行, 即 是 每 次 只 运 行 一 段 程 序, 但 它 和 MDI 运 行 是 不 同 的 MDI 运 行 是 临 时 从 键 盘 输 入 一 段 程 序, 然 后 立 即 执 行, 一 次 可 执 行 一 段 程 序 ; 而 单 段 运 行 则 是 对 由 多 个 程 序 段 组 成 的 已 预 先 编 写 好 的 整 个 程 序 采 用 逐 步 运 行 的 方 法, 一 次 读 入 一 个 程 序 段 的 内 容, 按 循 环 启 动 键 执 行, 执 行 完 后 即 处 于 等 待 状 态, 直 到 再 按 循 环 启 动 后, 才 又 读 入 下 一 段 程 序 并 运 行 它 也 是 一 次 只 运 行 一 段 程 序 从 整 个 运 行 结 果 看, 单 段 运 行 和 自 动 连 续 运 行 并 没 有 什 么 不 同, 由 于 连 续 运 行 时 程 序 的 执 行 往 往 并 不 一 定 要 等 到 前 一 段 完 全 结 束 才 开 始 运 行 下 一 段, 这 样, 图 纸 上 的 尖 角 通 常 都 实 际 加 工 成 了 圆 弧 过 渡 的 效 果 ; 要 想 得 到 尖 角, 应 该 如 前 面 提 到 的 需 增 加 G04 的 暂 停 指 令 而 采 用 单 段 运 行 方 式 就 可 很 好 地 保 证 尖 角 的 形 成, 如 果 程 序 中 没 有 使 用 G04, 而 又 希 望 得 到 尖 角, 可 通 过 监 控 在 需 要 的 时 候 按 下 单 段 运 行 的 开 关 至 灯 亮 有 效, 不 需 要 时 可 再 按 下 单 段 运 行 开 关 至 灯 熄 采 用 单 段 方 式, 还 可 根 据 需 要 暂 停 加 工 来 进 行 中 间 加 工 结 果 的 检 测 和 进 给 保 持 开 关 键 功 能 相 比, 单 段 运 行 则 可 确 保 在 某 段 程 序 运 行 完 成 后 才 暂 停, 因 此, 不 会 像 进 给 保 持 那 样 往 往 在 加 工 中 途 的 工 件 表 面 留 下 刀 具 接 痕 此 外, 还 有 很 重 要 的 一 点 就 是 采 用 单 段 方 式 可 以 很 方 便 地 观 察 到 每 一 段 程 序 的 运 行 效 果, 因 而 既 有 助 于 更 好 地 理 解 程 序, 也 有 助 于 检 查 出 程 序 运 行 的 错 误 所 在 程 序 的 跳 段 运 行 主 要 是 用 于 个 别 不 大 确 定 的 程 序 段 中, 这 些 程 序 段 指 令 在 有 时 候 需 要 运 行, 有 时 候 却 又 不 需 要 运 行 ( 比 如 说, 有 些 程 序 段 是 试 车 时 或 首 次 运 行 时 需 要 用 到, 调 试

27 运 行 通 过 后 就 不 再 需 要 的 ) 跳 段 运 行 的 处 理 是 : 在 可 能 需 要 跳 段 运 行 的 个 别 程 序 段 前, 加 上 一 个 / 符 号, 程 序 执 行 时, 数 控 系 统 在 读 到 带 / 符 号 的 程 序 段 时, 先 去 检 测 判 断 跳 段 开 关 是 否 接 通 有 效 : 若 有 效, 则 跳 过 这 一 程 序 段 而 去 执 行 下 一 段 程 序 指 令 ; 若 未 接 通, 将 无 视 这 一 符 号, 照 常 运 行 这 段 程 序 因 此, 不 需 要 运 行 时, 可 在 运 行 到 该 程 序 段 之 前 先 按 下 跳 段 开 关 至 灯 亮 为 有 效 状 态 ; 需 要 运 行 这 些 程 序 段 时, 应 在 运 行 前 先 按 下 跳 段 开 关 至 灯 灭, 为 断 开 无 效 状 态 空 运 行 检 查 是 正 式 加 工 前 必 须 进 行 的 操 作 之 一 当 程 序 编 写 完 成 以 后, 可 先 进 行 空 运 行 检 查, 检 查 程 序 中 有 无 语 法 错 误 ; 检 查 行 走 轨 迹 是 否 符 合 要 求, 有 无 超 程 的 可 能 ; 还 可 以 检 验 工 艺 顺 序 是 否 安 排 得 合 理 等 等 空 运 行 时, 系 统 将 忽 略 程 序 中 的 进 给 速 度 指 令 的 限 制, 直 接 以 机 床 各 轴 能 移 动 的 最 快 速 度 移 动, 因 此, 应 在 未 安 装 毛 坯 的 情 况 下 进 行 如 果 已 经 装 夹 好 了 工 件 和 刀 具 后, 要 检 查 程 序, 则 需 要 先 按 下 机 械 锁 住 按 钮 再 进 行 切 槽 和 钻 孔 的 处 理 1.G74 端 面 钻 孔 复 合 循 环 格 式 :G74 X...Z...I ( i ) K ( k ) F...D ( d ) 量 ( 无 正 负 );d 为 每 次 切 削 到 Z 向 终 点 后 X 轴 方 向 的 退 刀 量 在 G90 方 式 时,Z 为 Z 向 切 削 终 点 ( 如 孔 底 )B 的 绝 对 Z 坐 标 ; 在 G91 方 式 时,Z 为 从 循 环 起 点 A 开 始 至 Z 向 终 点 B 的 Z 坐 标 增 量 此 循 环 功 能 可 用 于 内 外 圆 的 断 续 切 削 或 端 面 圆 环 槽 的 断 续 切 削 ; 若 省 略 X 和 I D 的 指 令, 则 可 用 于 钻 孔 加 工 钻 孔, 其 程 序 编 写 如 下 : O0019 G92 X50.0 Z100.0; G00 X0 Z68.0; G74 Z8.0 K5.0 F0.08 S800 M03; G00 X50.0 Z100.0; M05 M02; 2.G75 外 圆 切 槽 复 合 循 环 格 式 :G75 X...Z...I ( i ) K ( k ) F...D ( d ) 此 功 能 可 用 于 端 面 的 断 续 切 削, 也 可 用 于 外 圆 槽 的 断 续 切 削 如 图 2-53(a) 所 示, 各 符 号 的 意 义 与 G74 相 同 当 省 略 Z K D, 则 可 用 于 切 断 或 切 窄 槽 宽 外 圆 槽 的 加 工, 其 程 序 编 写 如 下 : O0020 G92 X90.0 Z125.0; G00 X42.0 Z41.0 S600 M03; G75 X20.0 Z25.0 I3.0 K3.9 F0.25; G00 X90.0 Z125.0 M05; M02; HCNC-1T 数 控 车 削 系 统 没 有 提 供 上 述 G74 G75 的 复 合 循 环 功 能 如 果 需 要 进 行 类 似 的 端 面 钻 孔 及 切 槽 加 工, 可 参 照 上 述 循 环 动 作 分 解 为 G00 G01 基 本 动 作 来 编 写 程 序 综 合 加 工 应 用 实 例 实 例 1 一 活 塞 缸 盖 零 件 简 图, 该 零 件 采 用 数 控 车 床 加 工 设 左 端 长 51 mm 的 外 圆 部 分 已 由 上 一 道 工 序 加 工 完 成, 现 为 装 夹 定 位 端 本 次 装 夹 好 后, 先 后 完 成 外 形 内 孔 和 切 槽 等 的 车 削 其 程 序 编 写 如 下 : 实 例 2 车 削 手 柄 试 计 算 并 编 程 取 工 件 右 端 顶 点 处 为 工 件 原 点 W, 则 三 个 光 滑 连 接 的 圆 弧 的 端 点 (A B C) 坐 标 计 算

28 如 下 : O2E=29 9=20 O1O2=29 3=26 则 A 点 的 坐 标 为 :XA= = ( 直 径 值 ),ZA= (O1W O1D)= ( )= 又 算 得 : BF=O2H BG = W1O1+O1E+BF= = EF=O2F O2E =6.923 则 B 点 的 坐 标 为 :XB= = ,ZB= 30.39;C 点 的 坐 标 可 直 接 从 图 中 得 到 为 : Xc=10.0,Zc= 58.0 车 削 该 手 柄 时, 需 要 编 两 个 程 序 第 一 个 程 序 车 削 手 柄 左 端 外 圆 阶 台 到 尺 寸, 对 圆 弧 成 形 面 则 留 下 适 当 的 余 量 先 粗 车 成 斜 面, 其 中 间 工 序 尺 寸, 阶 台 和 锥 面 可 使 用 G71 复 合 循 环 先 粗 车, 再 精 车 台 阶 到 尺 寸 另 一 个 程 序 是 用 于 当 一 端 车 好 后, 将 工 件 调 头, 夹 住 f 8 14 的 外 圆, 先 粗 车 右 端 锥 面, 再 精 车 右 端 所 有 圆 弧 部 分, 其 中 间 工 序 尺 寸 ( 为 了 确 定 粗 车 时 的 中 间 工 序 尺 寸, 可 将 手 柄 画 到 坐 标 纸 上, 利 用 网 格 粗 略 决 定, 或 者 利 用 CAD 绘 图 来 确 定 ) 为 了 确 保 调 头 车 削 时 工 件 尺 寸 的 一 致, 建 议 在 第 一 个 程 序 车 削 的 毛 坯 装 夹 时, 应 调 整 到 工 件 伸 出 卡 爪 长 为 = 64 mm 调 头 车 削 时, 应 让 卡 爪 刚 好 夹 住 f 8 14 的 外 圆, 这 样 调 头 车 削 时 就 不 需 再 对 刀 而 可 直 接 执 行 程 序 ( 如 果 刀 架 所 处 的 位 置 妨 碍 工 件 的 装 卸, 可 根 据 实 际 让 刀 位 置 同 样 地 修 改 两 程 序 中 的 G92 后 跟 的 坐 标 值, 调 头 车 削 时 应 保 持 刀 架 拖 板 位 置 不 动 )