数控车床编程详解

2) 相对编程
N10 N20 N30
7、G40、G41、G42 刀尖半径补偿取消，左偏刀尖半 径补偿，右偏刀尖半径补偿
刀尖圆弧补偿的引出：
• 编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点， 按这个刀尖点或圆心来编程，如图1a所示的P点就是理论刀尖， 图2为刀尖放大图。
（a ）
（b）
图1 圆头刀假想刀尖 图2 刀尖圆弧放大图
例 3： • N5G98F10；(车削进给速度为10mm/min)
图1 每转进给量 图2 每分钟转进给量 图3 螺纹切削
例 4： ( 车削进给速度 0.2mm/r) • N5G99F0.2； 例 5： • N5G32F5； (螺纹螺距为5mm)
M 代码及功能表
代码 模 态 功 能 说 明 代码 M00 M02 非模 态 非模 态 非模 态 程序暂停 程序结束 M03 M04 模态 功 能 说 明 模态 模态 主轴正转 主轴反转
加工图1所示工件的锥面部分。
一、直径编程 O3351 N1 G00 X20. W-44.; N5 G01U30. Z50.F0.5; N10 G00 X180. Z254.; N15 M30;
图1 锥面加工
倒角、倒圆角
• • • • •
格式：G01 X_（Z_）C_ F_；（倒直角） G01 X_（Z_）R_ F_；（倒圆角） 说明： 1）目前倒角已不分正负符号，如C2与C-2等效。 2）在一行程序中只能出现X或Z坐标值。
M30
M98 M99
非模 态 非模 态
程序结束并 返回程序起 点 调用子程序 子程序结束
M05 M07 M08 M09
模态 模态 模态 模态
主轴停止 冷却液打开 冷却液打开 冷却液关闭
M03，M04和M05
• 功能：用于在加工过程中控制主轴，使主 轴启动或停止。 • 说明：主轴正转是指逆着Z轴看去，主轴 逆时针运转；主轴反转则是指逆着Z轴看 去，主轴顺时针运转。 实质上，与铣床 是一致的，如果假定工件不动，刀具旋转， 则逆着Z轴看刀具顺时针旋转即M03。
3) G97 S___表示主轴恒转速切削，S指 定主轴转速，其后的数值单位为：转/每 分(r/min)；模态指令，系统默认。 4) 设定恒线速度可以使工件各表面获得 一致的表面粗糙度。因为线速度 ， V R 半径小的角速度大，反之角速度小。所 以使用G96指令主轴必须能自动变速。 （如：伺服主轴、变频主轴） 5) S所编程的主轴转速可以借助机床控制 面板上的主轴倍率开关进行修调。
•1 主轴功能S___ 1) 主轴功能S控制主轴转速，其后的数 值表示主轴速度，单位由G96、G97决 定； 2) G96 S___表示主轴恒线速度旋转， S指定切削线速度，其后的数值单位为： 米/每分钟(m/min)。常与G50 S___连 用，以限制主轴的最高转速。(G96恒 线速度有效，G97取消恒线速度)模态 指令 。
图2 G02/G03插补方向
3）I、K分别为平行于X、Z的轴，用来表示 圆心的坐标，因为I，K后面数值为圆弧 起点到圆心矢量的分量（圆心坐标－起 点坐标），故始终为增量值, I始终为 半径增量值 。 4) 当已知圆弧终点坐标和半径，可以选取 半径编程的方式插补圆弧，R为圆弧半 径，当圆心角小于180度时R为正；大于 180度时R为负。
图3 刀尖圆弧半径的影响
车刀补偿的应用:
• 车刀刀具补偿功能由程序中指定的T代码来实现。 • T代码由字母T后面跟4位(或2位)数码组成，其中前 两位为刀具号，后两位为刀具补偿号，刀具补偿号 实际上是刀补偿寄器的地址号，该寄存中存放有刀 具的X轴偏臵和Z轴偏臵量（各把刀具长度、宽度不 同），刀尖圆弧半径，假想刀尖位臵序号，刀具补 偿设定界面如图所示。(还包括磨损补偿)
例：命令刀具从点A快速移动到点B，编程如下：
N20 G90 G00 X60.Z25.；或 N20 G00 U40.W15.；或 N20 G00 X60.W15.；或 N20 G00 U40.Z25.；
源自文库
G00移动方式 图
• 刀具的移动方式有三种： 1) 各轴以其最快的速度同时移动，通常 情况下因速度和移动距离的不同先后到达 目标点，刀具移动路线为任意的。 • 2) 各轴按设定的速度以联动的方式移动 到位，刀具移动路线为一条直线。 3) 各轴按输入的坐标字顺序分别快速移 动到位，刀具的移动路线为阶梯形。
• 准备功能G代码 • 准备功能 G指令由 G后一或二位数值组成， 它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、 机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标 偏置等多种加工操作。 • G 功能根据功能的不同分成若干组，其中 00组的G 功能（G04、G28、G70-G76） 称非模态 G 功能，其余组的称模态G功能。
例 1： (主轴以600m/min的恒 • N5G96S600； 线速度旋转) • N10G50S1200； (主轴的最高转速为 1200r/min ) 例 2： • N5G97S600； (主轴以600r/min的转速旋转)
2 进给功能 F
• 1） F指令表示工件被加工时刀具相对于工 件的合成进给速度，其后的数值表示刀具 进给速度，单位由G99、G98及G32、G76、 G92决定。 • 2） G98 F__进给速度单位是每分钟进给量 (mm/min)，范围1～15000(mm/min)；
倒直角 绝对坐标指令： N0001 N0005 N0010 G01 Z-20. C4 F0.4; X50. C2; Z-40.
倒圆角
相对坐标指令：
N0001 N0005 N0010 G01 W-22. R4.; U30. R2.; W-20.
如图2 所示，用直线插补指令编程。
%3306
N10 G00 X0 Z0 M03；（移到倒角延 长线）
• 3） G99 F__进给速度单位是每转进给量 (mm/r），范围0.0001～500.0000(mm/r)， 系统默认； • 4） G32/G76/G92 F__ 指定螺纹的螺距， 范围0.0001～500.0000(mm/r)。
• 5） 借助于机床控制面板上的倍率按键， F可在一定范围内进行修调，当执行螺纹 切削循环G76、G92及螺纹切削G32 时，倍率开关失效，进给倍率固定在 100%。 • 6） F为续效指令，直到被新的 F值所取 代，而工作在 G00方式下，快速定位的 速度是各轴的最高速度，与所编 F无关。
图4 刀具补偿画面
格式：G40/G41/G42 (G00/G01)X__ Z__
说明：
1) 补偿方向的判断：逆着Y轴看，沿着刀具
前进的方向看，刀具在工件左侧为左刀补 G41，在右侧为右刀补G42； 2) 在车床刀具补偿设定的画面中，包括刀具 位臵补偿、刀尖半径补偿、假想刀尖位臵 序号。即除了输入刀具位臵，刀头圆角半 径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中 心的位臵，这是因为内、外圆车刀或左、 右偏刀的刀尖位臵不同，假想刀尖位臵序 号共有10个（1～8，0，9），如图5所示， 均看成后臵刀架。
图 3 G02/G03 参数说明
例1： 如图所示，加工圆弧AB、BC，加工路线为C→B→A， 采用圆心和终点（I、K）的方式编程。
1)绝对编程
N20 N30
G03 X120. Z70. I0 K-40.；加工BC G02 X88. Z38. I0 K-20.；加工AB
G00 X40. Z110.； G03 U80. W-40. I0 K-40. F200；（R40） G02 U-32. W-32. I0 K-20.；（R20）
N20 G01 X26. C3.；（倒3×45°角）
N30 Z-48.；
图2 G01编程实例
（加工Φ 26 外圆） （切第一段锥） （切第二段锥） （退刀）
N40 U34. W-10.； N50 U20. Z-73.； N60 X90.；
N70 G00 X100. Z10.；
N80 M05； N90 M30；
但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗 糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是 0.2—1.6之间，球头车刀可达4mm），如图1b所示X向和Z 向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点， 数控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的 切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工 件表面的点。很显然假想刀尖点P或圆心与实际切削点A、B 是不同的点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖 圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加 工，势必会产生加工误差，如图3所示。
• M03，M04和M05为一组指令，在执行时 一直有效，直到被同组的指令取代，如指 令M03被M04（或M05）取代。 • 编程举例： 设置刀具进给速度为 400mm/min，主轴转速为300r/min，主 轴正转，刀具沿直线插补，主轴反转，刀 具继续沿直线插补，编程如下：
• N30 G01 X20. Z60. F400 S300 M03； 主轴正转直线插补 • N40 M05； 主轴停转 • N50 G01 X70. Z50. M04；主轴反转， 继续直线插补 • 提示：在指令M03和M04之间转换时（主轴 正反转切换时）一般要求使用指令M05（主 轴停）来进行过渡。
（回对刀点）
（主轴停止）
（程序结束并复位）
6、G02顺圆插补、G03逆圆插补 格式：G02/G03 X__Z__I__K__(R__)F__ 说明： 1) G02为顺圆插补；G03为逆圆插补，用 以在指定平面内按设定的进给速度沿圆弧 轨迹切削; 2) 圆弧顺时针（或逆时针）旋转的判别方 式为：利用右手定则为工作坐标系加上Y 轴，沿Y轴正向往负向看去，顺时针方向 用G02，反之用G03，如下图：
3 刀具功能――T 说明： 1）T代码用于选刀，其后的 4 位数字分别 表示选择的刀具号和刀具补偿号； 2）执行 T 指令，转动转塔刀架，选用指定 的刀具； 3）当一个程序段同时包含 T 代码与刀具移 动指令时，先执行 T 代码指令，而后执行 刀具移动指令；
• 4）刀具的补偿包括刀具偏置补偿、刀 具磨损补偿及刀尖圆弧半径补偿，刀 尖位置； • 5）T指令同时调入刀补寄存器中的补 偿值。刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补 偿号对应； • 6）取消刀补 T__00。
指令列表 • 1、主轴功能S • 2、进给功能F • 3、刀具功能T
• 4、辅助功能M
• 5、快速定位G00 • 6、直线插补G01
• 7、顺圆插补G02、逆圆插补G03 • 8、刀尖半径补偿取消G40 、左偏刀尖半径 补偿G41 ，右偏刀尖半径补偿G42
• 9、自动回参考点 G28 • 10、暂停指令 G04 • 11、单一固定循环指令G90、G92、G94 • 12、复合固定循环指令G70、G71、G72
4、快速定位指令 G00 格式：G00 X（U）___ Z（W）___ 说明： 1）X、Z：为绝对编程时，快速定位终 点在工件坐标系中的坐标。X向为直径编 程。因为测量和图纸上的零件尺寸均以直 径值表示，所以用直径值编程。为提高工 件的径向尺寸精度，X向的脉冲当量可取 Z向的一半。
• 2）U、W：为增量编程时，快速定位 终点相对于起点的位移量。U向为直径 编程。 • 3）G00 指令刀具相对于工件以各轴 预先设定的速度，从当前位置快速移 动到程序段指令的定位目标点，不能 用 F-规定。快移速度可由面板上 的 “快速修调”修正。 • 4）同一程序行中X、U、 Z、W可以 混合编程。
5、直线插补指令G01 格式：G01 X_ Z_ F_；（模态） 说明： 1）执行该指令时，刀具以坐标轴联动的方 式，从当前位臵插补加工至目标点。移动路 线为一直线。 2）该指令为模态指令。其它说明与“G00” 相同。
• 编程举例： 命令刀具从点A直线插补至点C
1）绝对编程 N20 G01 Z-30. F0.5；刀具由点A直线插补至点B N30 X60. Z-48.； 刀具由点B直线插补至点C 2）相对编程 N20 G01 W-30.F0.5；刀具由点A直线插补至点B N30 U20. W-18.； 刀具由点B直线插补至点C