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1、數(shù) 控 編 程 與 操 作機(jī)電一體化教研室 1.2 數(shù)控車床編程基礎(chǔ)v 1.2.1 FANUC 0i數(shù)控車床的編程指令v 1.FANUC 0i數(shù)控車床的準(zhǔn)備功能(G指令)v 格式：G。v 它是指定數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)備好某種運(yùn)動(dòng)和工作方式的一種命令，由地址G和后面的兩位數(shù)字“”組成。v常用G功能指令如表1-5所示。 v注：表中代碼00組為非模態(tài)代碼，只在本程序段中有效；其余各組均為模態(tài)代碼，在被同組代碼取代之前一直有效。同一組的G代碼可以互相取代；不同組的G代碼在同一程序段中可以指令多個(gè)，同一組的G代碼出現(xiàn)在同一程序段中，最后一個(gè)有效。 v 2. FANUC 0i數(shù)控車床的輔助功能(M指令)v格式：M。

2、v它主要用來表示機(jī)床操作時(shí)的各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)。由M及其后面的兩位數(shù)字“”組成。v常用M功能指令如表1-6所示。 v 3.FANUC 0i數(shù)控車床的刀具功能(T指令)v 格式：T。v 該功能主要用于選擇刀具和刀具補(bǔ)償號(hào)。執(zhí)行該指令可實(shí)現(xiàn)換刀和調(diào)用刀具補(bǔ)償值。它由T和其后的4位數(shù)字組成，其前兩位“”是刀號(hào)，后兩位“”是刀補(bǔ)號(hào)。v 例如，T0101表示第1號(hào)刀的1號(hào)刀補(bǔ)；T0102則表示第1號(hào)刀的2號(hào)刀補(bǔ)，T0100則表示取消1號(hào)刀的刀補(bǔ)。 v 4.FANUC 0i數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速功能(S指令)v 格式：S。v 它由地址碼S和其后的若干數(shù)字組成，單位為r/min，用于設(shè)定主軸的轉(zhuǎn)數(shù)。例如，S3

3、20表示主軸以每分鐘320轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。v (1)恒線速控制指令G96指令。v當(dāng)數(shù)控車床的主軸為伺服主軸時(shí)，可以通過指令G96來設(shè)定恒線速控制。系統(tǒng)執(zhí)行G96指令后，便認(rèn)為用S指定的數(shù)值表示切削速度。例如，G96S150，表示切削速度為150 mmin，單位變成了mmin。v (2)恒轉(zhuǎn)速控制指令G97指令。v G97是取消恒線速控制指令，程序出現(xiàn)G97以后，S指定的數(shù)值表示主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速。單位由G96指令的mmin變回G97指令的rmin。v (3)主軸最高轉(zhuǎn)速限制指令G50指令。v G50指令除有工件坐標(biāo)系設(shè)定功能外，還有主軸最高轉(zhuǎn)速限制功能。例如，G50S2000，表示主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)定

4、為2000 rmin，用于限制在使用G96恒線速切削時(shí)，避免刀具在靠近軸線時(shí)主軸轉(zhuǎn)速會(huì)無限增大而出現(xiàn)飛車事故。 v 5.FANUC 0i數(shù)控車床的進(jìn)給功能(F指令)v 格式：F。v 進(jìn)給功能F表示刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的前進(jìn)速度。由地址碼F和其后的若干數(shù)字組成。F功能用于設(shè)定直線(G01)和圓弧(G02、G03)插補(bǔ)時(shí)的進(jìn)給速度。一般情況下，數(shù)控車床進(jìn)給方式有以下兩種。v (1)分進(jìn)給用G98指令。進(jìn)給單位為mmmin，即按每分鐘前進(jìn)的距離來設(shè)定進(jìn)刀速度，進(jìn)給速度僅跟時(shí)間有關(guān)。例如，G98F100表示進(jìn)給量設(shè)定為100mmmin。v (2)轉(zhuǎn)進(jìn)給用G99指令。進(jìn)給單位為mmr，即按主軸旋轉(zhuǎn)一周刀具沿進(jìn)

5、給方向前進(jìn)的距離來設(shè)定進(jìn)刀速度，進(jìn)給速度與主鈾轉(zhuǎn)速建立了聯(lián)系。例如，G99F0.2表示進(jìn)給量為0.2mm/r。 v 6.數(shù)控車床坐標(biāo)尺寸在編程時(shí)的注意事項(xiàng)v (1)絕對(duì)編程和相對(duì)編程v 絕對(duì)編程是指程序段中的坐標(biāo)值均是相對(duì)于工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)來計(jì)量的，用X、Z來表示。相對(duì)編程是指程序段中的坐標(biāo)值均是相對(duì)于起點(diǎn)來計(jì)量的，用U、W來表示。如對(duì)圖1-14所示的由A點(diǎn)到B點(diǎn)的移動(dòng)，分別用絕對(duì)方式和相對(duì)方式編程，其程序如下。v絕對(duì)編程：X35.0 Z40.0；v相對(duì)編程：U20.0 W-60.0； v 2)直徑編程和半徑編程v 當(dāng)?shù)刂稾后坐標(biāo)值是直徑時(shí)，稱直徑編程；當(dāng)?shù)刂稾后的坐標(biāo)值是半徑時(shí)，稱半徑編

6、程。由于回轉(zhuǎn)體零件圖紙上標(biāo)注的都為直徑尺寸，所以在數(shù)控車床編程時(shí)，我們常采用的是直徑編程。但需要注意的是，無論是直徑編程還是半徑編程，圓弧插補(bǔ)時(shí)地址R、I和K的坐標(biāo)值都以半徑值編程。v (3)公制尺寸編程和英制尺寸編程v 數(shù)控系統(tǒng)可根據(jù)所設(shè)定的狀態(tài)，利用代碼把所有的幾何值轉(zhuǎn)換為公制尺寸或英制尺寸。公制尺寸用G2l設(shè)定，英制尺寸用G20設(shè)定。使用公制英制轉(zhuǎn)換時(shí)，必須在程序開頭一個(gè)獨(dú)立的程序段中指定上述G代碼，然后才能輸入坐標(biāo)尺寸。 1.2.2 FANUC 0i數(shù)控車床基本指令的用法v(1)快速點(diǎn)定位(G00)v指令格式如下：v絕對(duì)編程：G00 X Z；v相對(duì)編程：G00 U W；vG00指令用于

7、快速定位刀具到指定的目標(biāo)點(diǎn)(X，Z)或(U，W)。 v例1-1 如圖1-15所示，刀具從起始點(diǎn)A點(diǎn)快速定位到B點(diǎn)準(zhǔn)備車外圓，分別用絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)編寫該指令段。 絕對(duì)編程：G00 X40.0 Z40.0； 相對(duì)編程：G00 U-40.0 W-30.0； v說明：v (1)使用G00時(shí)，快速移動(dòng)的速度是由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定的，跟程序中指定的F進(jìn)給速度無關(guān)，且受到修調(diào)倍率的影響在系統(tǒng)設(shè)定的最小和最大速度之間變化。G00不能用于切削工件，只能用于刀具在工件外的快速定位。v (2)在執(zhí)行G00指令段時(shí)，刀具沿X、Z軸分別以該軸的最快速度向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)行，故運(yùn)行路線通常為折線。如圖2-2所示，刀具由A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)

8、行的路線是ACB。所以使用G00時(shí)一定要注意刀具的折線路線，避免與工件碰撞。 v2.直線插補(bǔ)(G01)v指令格式如下：v絕對(duì)編程：G01 X ZF；v相對(duì)編程：G01 U WF；vG01指令用于直線插補(bǔ)加工到指定的目標(biāo)點(diǎn)(X，Z)或(U，W)，插補(bǔ)速度由F后的數(shù)值指定。 v例1-2 如圖1-16所示，零件各表面已完成粗加工，試分別用絕對(duì)坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編寫精車外圓的程序段。 v圖1-16 G01指令示例 v (1)絕對(duì)坐標(biāo)編程：v G50 X150.0 Z100.0； 設(shè)定坐標(biāo)系v G00 X18.0Z5.0； 快速定位PAv G01 X18.0 Z-15.0 F0.2； 切削ABvX3

9、0.0 Z-26.0； 切削BCvZ-36.0； 切削CDvX42.0； 切出退刀DEv G00 X150.0 Z100.0； 快速回到起點(diǎn)EPv (2)增量坐標(biāo)編程：v G00 U-132.0 W-95.0； 快速定位PAv G01 W-20.0 F0.2； 切削ABvU12.0 W-11.0； 切削BC vW-10.0； 切削CDvU12.0； 切削DEv G00 U108.0 W136.0； 快速回到起點(diǎn)EP v 3.圓弧插補(bǔ)(G02G03)v指令格式如下：v G02(G03) X Z I K (R) F；v G02(G03) U W I K (R) F；v G02、G03指令表示刀具以

10、進(jìn)給速度從圓弧起點(diǎn)向圓弧終點(diǎn)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)。 v(1)G02為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，G03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令。(a)后置刀架 (b)前置刀架 圖1-17 圓弧的順、逆時(shí)針方向 v (2)采用絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，X、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值；v采用增量坐標(biāo)編程時(shí)，U、W為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量。v R是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對(duì)圓心角為0180時(shí)，R取正值；當(dāng)圓心角為180360時(shí)，R取負(fù)值。v I、K分別為圓心在X、Z軸方向上相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量(用半徑值表示)，I、K為零時(shí)可以省略。 v例1-3 如圖1-18所示，走刀路線為ABCDEF，試分別用絕對(duì)坐標(biāo)方式和增量坐標(biāo)方式編程。 v (1)絕對(duì)坐

11、標(biāo)編程：v G03 V34.0 Z-5.0 K-5.0(或R5.0)F0.1； ABv G01 Z-20.0； BCv G02 Z-40.0 R20.0； CDv G01 Z-58.0； DEv G02 X50.0 Z-66.0 I8.0(或R8.0)； EFv (2)增量坐標(biāo)編程：v G03 U10.0 W-5.0 K-5.0(或R5.0) F0.1； ABv G01 W-15.0； BCv G02 W-20.0 R20.0； CDv G01 W-18.0； DE v G02 U16.0W-8.0 I8.0(或R8.0)； EF v (4)自動(dòng)倒角(倒圓)指令(G01)v指令格式：v G01

12、XZC(R)F；v FANUC 0i系統(tǒng)中G01指令還可以用于在兩相鄰軌跡線間，自動(dòng)插入倒角和倒圓的控制功能。使用時(shí)在指定直線插補(bǔ)的程序段終點(diǎn)坐標(biāo)后加上：v l ）直線倒角v格式： G01X_Z_ C功能：v直線倒角G01，指令刀具從A點(diǎn)到B點(diǎn),然后到C點(diǎn)(見圖1）。說明：X、Z：在G90時(shí)，是兩相鄰直線的交點(diǎn),即G點(diǎn)的坐標(biāo)值；在 G91 時(shí)是G點(diǎn)相對(duì)于起始直線軌跡的始點(diǎn)A點(diǎn)的移動(dòng)距離。C ：是相鄰兩直線的交點(diǎn)G，相對(duì)于倒角始點(diǎn)A的距離。 v2 ）圓弧倒角v格式：G01X_Z_R_:功能：圓弧倒角G01，指令刀具從A點(diǎn)到B點(diǎn)，然后到c點(diǎn)(見圖1一11）。說明：X、Z：在G90時(shí)是兩相鄰直線的交

13、點(diǎn)，即G點(diǎn)的坐標(biāo)值；在091時(shí)，是G點(diǎn)相對(duì)于起始直線軌跡的始點(diǎn)A點(diǎn)的移動(dòng)距離。R：是倒角圓弧的半徑值。 v5.暫停延時(shí)指令(G04)v指令格式：v G04P；后跟整數(shù)值，單位為ms(微秒)v或G04X(U)；后跟帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位為s(秒)v該指令可使刀具短時(shí)間無進(jìn)給地進(jìn)行光整加工。主要用于車槽、鉆盲孔以及自動(dòng)加工螺紋等工序。 v例1-5 要求刀具暫停2.5s，試編寫加工程序。v加工程序如下：vG04X2.5；v或G04U2.5；v或G04P2500； 2.2.6 數(shù)控車床基本指令綜合舉例v例1-6 試編寫如圖1-20所示零件的輪廓精車和槽加工程序。 v圖1-20 數(shù)控車床基本指令綜合示例 v

14、 (1)數(shù)控車床編程說明v一個(gè)完整的加工程序是由程序頭、程序主干和程序尾組成。v數(shù)控車床程序頭要完成以下設(shè)置任務(wù)：v選定程序名、v建立工件坐標(biāo)系、v選定刀具及刀補(bǔ)值、v啟動(dòng)主軸、v設(shè)定進(jìn)刀方式和開啟切削液，v還要使刀具快進(jìn)到工件切削起點(diǎn)的附近等。v程序的主干則是由具體的車削輪廓的各程序段組成，各程序段可由基本指令、單循環(huán)、復(fù)合固定循環(huán)和子程序等組成。 v程序尾則必須要有退刀、主軸停止、切削液停止和程序結(jié)束且復(fù)位等指令段。 v (2)簡單工藝分析v 此工件包括外輪廓和槽的加工，所以要使用兩把刀，即外輪廓車刀和切槽刀。v輪廓的精加工余量通常要連續(xù)一次性去除。因輪廓中有凹弧存在，所以外輪廓車刀必須具

15、有合適的副偏角，切槽刀選用刀寬為4mm的切斷刀。v選擇工件的右端面中心為工件原點(diǎn)，如圖1-20中O點(diǎn)所示。根據(jù)圖中尺寸的標(biāo)注特點(diǎn)，此程序宜采用絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)混合編程的方法。 v 3)加工程序v外輪廓加工程序：v O0001； 程序名v G50 Xl00.0 Z100.0； 建立工件坐標(biāo)系v G99 G97 G00 M03 S1000 F0.3； 設(shè)定進(jìn)給方式、啟動(dòng)主軸和進(jìn)給速度v T0101； 選擇刀具，建立刀補(bǔ)v XO Z3.0； 快速定位到毛坯的右端v G01 Z0 F0.15； 以車削速度進(jìn)刀到圓弧的起始點(diǎn)v G03 X16.0 Z-8.0 R8.0； 車R8逆圓弧v G01 X20.0

16、； 車端面v W-4.0； 車204外圓 v G02 W-14.0 R12.0； 車R12圓弧v G01 W-8.0； 車208外圓v X25.0 W-18.0； 車錐面v W-8.0 R3.0； 車258外圓且倒R3圓角v X38.0 C2.0； 車端面且倒245度倒角v W-10.0； 車3810外圓 v G00 X100.0 Z150.0 M09； 退刀保證換刀安全，切削液關(guān)v切槽程序:v T0202 S200 F0.05； 換刀，換主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度v G00 X22.0 Z-34.0； 快速定位到切槽位置v G01 X16.0； 切槽v G04 X3.0； 暫停3sv GOO X22.0； 沿徑向退刀，使切槽刀從槽中退讓v X100.0 Z150.0； 退刀v M05； 主軸停轉(zhuǎn)v M30； 程序結(jié)束且復(fù)位