数控机床概述_数控编程与操作3.ppt
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1、数控编程与操作,1,第三章 数控车床编程,数控编程与操作,2,第三 数控车床编程,概述 第一节 控制数控车床的指令 第二节 数控车削加工实例 第三节 FANUC Oi数控系统操作及机床的基本操作 第四节 广州数控980TD系统操作及机床的基本操作 第五节 华中世纪星HNC-21T系统操作及机床的基本操作 第六节 数控车削加工实训(2周课程实训) 习题,数控编程与操作,3,数车加工视频,数控编程与操作,4,概述,数控编程与操作,5,概述,纵向 Z向进给装置,主电机,数控装置,床体,尾座,四工位立式电动刀塔,床头箱,全封闭防护,冷却水箱,床鞍 X向进给装置,数控编程与操作,6,主要技术参数 1.
2、技术规格 床身上最大工件回转直径 360 mm 刀架上最大工件回转直径(非排刀架) 180 mm 最大工件长度 750mm / 1000 mm 最大加工长度 580mm / 830 mm 最大车削直径(立式四工位刀架) 360 mm (卧式六工位刀架) 300 mm(特殊定货) 主轴中心高 186 mm 床身导轨宽度 300 mm,2. 主传动 双速电机驱动 有级变速 主电动机(双速电机) 3/4.5kW 主轴孔直径 48 mm 主轴孔锥度 莫氏6号 主轴前端轴承内径 90 mm 主轴转速范围(12级) 322000 r/min 32/62/140/160/230/270/320/450/72
3、0/1000/1400/2000 r/min,概述,数控编程与操作,7,3进给系统 刀架最大行程 横向(X) 230 mm 纵向(Z) 580mm / 830 mm 横向快速进给 4000mm/min 纵向快速进给 5000mm/min 切削进给范围 0.01500mm/r 定位精度 横向(X) 0.03 mm 纵向(Z) 0.04 mm 重复定位精度 横向(X) 0.012 mm 纵向(Z) 0.016 mm 工件加工精度 IT6 IT7,概述,数控编程与操作,8,4数控系统:,FANUC 0i- Mate TD,大连数控 18T,概述,数控编程与操作,9,西门子802Dsl,广州数控 GS
4、K980TDa,概述,数控编程与操作,10,机床控制系统图,概述,数控编程与操作,11,概述,数控编程与操作,12,机床各主要部件,概述,数控编程与操作,13,机床标准配置部件,概述,数控编程与操作,14,机床选择配置部件,概述,数控编程与操作,15,概述,数控编程与操作,16,主轴伺服电机 功率:5.5/7.5kw,主轴转速505000r/min,床体 60倾斜布局,液压尾座 套筒直径:80mm套筒行程:130mm,八工位液压刀塔 切削直径:轴类165mm盘类200mm,床鞍 最大行程:X轴120mm Z轴260/340mm,概述,数控编程与操作,17,概述,数控编程与操作,18,概述,数控
5、编程与操作,19,机床标准配置部件,概述,数控编程与操作,20,机床选择配置部件,概述,数控编程与操作,21,直径编程,切削起始点的确定,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,22,一 控制数控车床的辅助功能指令(M指令),辅助功能指令用于各种辅助动作及其状态的设定,由M及后面的两位数字组成。,1、程序暂停功能指令(M00),数控车床在执行完编有M00指令的程序段后,主轴停转、进给停止、切削液关、程序停止。在实际加工过程中需要停机检查、测量工件、排除切屑、手工换刀等操作时,可以使用M00程序暂停功能指令。如果想继续执行下一个程序段,可以重新按下控制面板上的“循环启动”按钮。,第一节 控制
6、数控车床的指令,数控编程与操作,23,2、计划(选择)停止功能指令(M01),M01指令与M00指令的功能相似,但需要注意的是,只有在预先按下数控车床上的“任选停止”按钮,并当程序执行到M01指令段时才有暂停效果,否则将不执行M01指令功能,程序继续执行。在对工件的关键尺寸进行检查时常该指令,检查完毕后按下“启动”按钮可以继续执行接下来的程序。,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,24,3、程序结束功能指令(M02),常用在程序的最后一个程序段中,表示程序全部完成、主轴、进给、切削液停止,数控车床复位。需要注意的是程序结束后光标并不返回程序的起始位置。,4、程序结束并返回功能指令(M3
7、0),M30指令除了具有M02的指令功能外,区别在于在使用M30指令编程时,当全部程序执行完毕后光标会制动返回到程序的起始位置,如果需要再次执行该程序,只需按下“循环启动”按钮即可。,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,25,5、主轴控制功能指令(M03、M04、M05),M03:主轴正转,M04:主轴反转),M05:主轴停止,主轴的旋转方向如何判断? 刀架后置: 从数控车床的尾座向主轴的方向观察,顺时针旋转时为主轴的正转,反之为反转, 刀架前置: 从数控车床的尾座向主轴的方向观察,顺时针旋转时为主轴的反转,反之为正转。 需要注意的是当改变主轴的旋转方向时,需先用M05停止主轴的旋转。
8、,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,26,6、子程序调用功能指令M98与子程序调用返回功能指令M99,在编制加工程序时,有时会出现在一个加工程序中重复使用某一组加工程序的情况,如在工件上出现连续的相同的槽时;有的时候是几个加工程序都需要用到某一组程序,如端面车削;为了方便使用和简化程序编制,我们可以将该组程序按照一定的格式另外编写并单独储存,以供其他程序(主程序)调用,这组程序就是子程序。,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,27,二 F、S 、T功能,F功能表示进给速度,在程序中进给速度由地址符F后面加数字来表示,如:F500。其属于模态指令,数控车床工作时F一直有效,直到
9、被新的指令所代替。在执行GOO快速定位时,速度与F无关。目前数控车床中的进给速度有两种:,(1)每分钟进给:数控车系统在执行了G98指令后,遇到带有F的程序段时,数控系统就将进给速度的单位认为mm/min。,(2)每转进给:当数控车系统执行了G99指令后,处于G99状态,此时F所表示的进给速度单位为mm/r。,需要注意的是一旦数控车床执行了G98或G99两个指令中的任何一个,其数控系统就会保持相应的状态,甚至断电都不会改变。即当执行了G98指令后只有通过执行G99指令,数控车床的进给速度单位状态才会改变,由每分进给变为每转进给,反之同理。,1、F功能(进给功能),第一节 控制数控车床的指令,数
10、控编程与操作,28,S功能表示主轴的转速或线速度,由地址符S和后面的数字组成,例如:S500表示设置的主轴转速为500r/min。,(1)恒线速度控制指令G96,G96为激活恒线速度控制的指令。系统在执行G96之后,便认定S所指定的数值为切削速度(线速度),例如:“G96 S100”表示当前的切削速度是100m/min。在恒线速度控制时,数控车系统是根据刀尖所处的X坐标值来计算主轴转速,当使用G96指令时,务必要正确地设定工件坐标系。,特别需要注意的是用恒线速度控制车削加工端面、椎体、圆弧时,由于X坐标不断变化,故当刀具逐渐接近旋转中心时,主轴转速会越来越高。为了防止出现安全事故,必须限定主轴
11、的最高转速。,(2)恒线速度控制取消指令G97,G97是取消恒线速度控制的指令。系统在执行G97后,S后面的数字重新变为主轴转速,单位为r/min。例如:“G97 S500”表示取消恒线速度控制,主轴转速为500r/min。一般情况下,系统默认的为G97状态。,2、F功能(进给功能),第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,29,刀具功能地址符T,又叫T指令,指定加工时所用刀具的标号,在数控车床上具有换刀功能。T功能由地址符和其后四位数字组成,前两位数字为刀具号(099),后两位数字为刀具补偿号,后两位数字为“00”时,表示取消刀具补偿。例如:,3、T功能(刀具功能),T0101 前两位数
12、字“01”表示所选刀具为1号刀,后两位数字“01”指定了1号刀具的刀具补偿。,T0100 表示取消一号刀具的刀具补偿,此时也可以理解为1号刀具刀补为0。,注意:当一个程序段同时包含T代码和刀具移动指令时,系统先执行刀具功能(T代码),再执行刀具移动指令。一般情况下我们编程时把刀具功能指令(换刀)编写在一个单独的程序段。,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,30,三 准备功能指令,准备功能指令G,用于规定刀具和工件的相对运动轨迹,建立某种加工操作,它由G和其后的一位或两位数字组成,两位数字中前面的0可以省略,如G00可以简写为G0。,G指令有模态和非模态两种。模态指令在程序中一旦被应用就
13、一直有效,直到同一组的G指令的出现才会失效(被代替)。如GO1与GOO,特别要强调的是在编程中要注意G01与GOO的程序段的替换,避免在执行线性加工时漏编GO1而导致用G00的速度进行车削加工,从而引起撞刀事故。(常用的G指令见下表),第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,31,第一节 控制数控车床的指令,数控编程与操作,32,数控编程与操作,33,1、工件坐标系设定指令G50,格式:G50 X_ Z_,功能:建立一个以工件原点为坐标原点的工件坐标系。,说明:该指令是规定刀具起点(或换刀点)到工件原点的距离,X、Z为刀尖起刀点在工件坐标系中的坐标。如图3-1所示, 假定刀尖起始点距工件坐
14、标系的坐标值为(D,L),则执行程序段G50 XD ZL 后,系统内部对(D、L)进行记忆,并建立了工件坐标系XpOpZp。,图31 设定工件坐标系,基本指令,一、常用基本指令,数控编程与操作,34,例:如图3-2所示,在配有FANUC 0i数控系统的数控车床上,分别设O1、O2、O3为工件零点时,工件坐标系的建立。,解:,设O1为坐标原点时:G50 X70 Z70;,设O2为坐标原点时:G50 X70 Z60;,设O3为坐标原点时:G50 X70 Z20;,基本指令,数控编程与操作,35,2、绝对值编程与增量编程,(1)在编程时一般采用的是绝对值编程。但在实际的加工中,我们可以根据工件图样上
15、的的尺寸选择绝对编程(绝对坐标值)和增量编程(相对坐标值),也可混合使用。,例如:,1)采用绝对编程时用(X,Z)设定绝对坐标值,2)采用增量编程时用(U,W)设定相对坐标值,3)混合编程时为(X,W)或(U,Z),基本指令,数控编程与操作,36,(2)绝对尺寸由绝对坐标产生,相对尺寸由相对坐标系产生。,所有坐标点的坐标值均从某一个固定坐标原点(一般为工件原点)计量的坐标系,称为绝对坐标系。如图33所示,点A、B都是以工件原点O为参考点,点A的绝对坐标值为(35,0),点B的绝对坐标值为(35,100)。,增量方式的描述方法是刀具(或车床)运动轨迹的终点坐标是以起点坐标开始计算的,这样的坐标系
16、称为增量(相对)坐标系。在图中,点B以点A为起始点,即点B相对点A的增量(相对)坐标值为(0,100)。,基本指令,数控编程与操作,37,图3-7 片状凸轮,例:如图34所示,试用绝对、相对、混用的编程方法写出直线AB的程序。,解:,图34 编程方式示例,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;,基本指令,数控编程与操作,38,3、直径编程与半径编程,X轴向尺寸可以用两种方式加以指定,直径编程,半径编程,一般机床在出厂时默的是直径编程模式。,在FANUC 0i Mat
17、e系统中不用G指令制定半径或直径编程模式, 其直径或半径编程由1006号参数的第三位(DIA)指定,在使用直径编程时需注意的事项如表所示。,基本指令,数控编程与操作,39,4、返回参考点指令与由参考点返回指令,自动返回参考点:非模态指令,该功能是用于接通电源已经进行手动参考点返回后,在程序中需要返回参考点进行换刀时使用的自动参考点返回功能。,(1)参考点返回检查指令G27,格式:G27 X(U);X向参考点检查; G27 Z(W);Z向参考点检查; G27 X(U) Z(W);X、Z向参考点检查。,说明: 1)执行该指令时刀具以快速运动方式在被指定的位置上定位,到达的位置如果是参考点,则返回参
18、考点灯亮。执行该指令前也应取消刀具位置偏置。 2)X、Z为参考点的坐标值,U、W表示到参考点的距离。 3)执行G27指令的前提是机床在通电后必须返回过一次参考点。,基本指令,数控编程与操作,40,(2)自动返回参考点指令G28,格式:G28 X(U)_ Z(W)_;,说明:X(U),Z(W)为返回时的中间点,X、Z为绝对坐标,U、W为相对坐标。刀具返回路径是先由当前点,经中间点后返回参考点。在执行G28前为了安全起见,先消除刀剑半径补偿和刀具偏置。,格式:G29 X(U)_ Z(W)_;,(3)由参考点返回切削点指令G29,说明:X(U),Z(W)为切削点的坐标,X、Z为绝对坐标,U、W为相对
19、坐标。一般G29指令是在执行过G28指令后使用,其刀具路径是先从参考点运动到先前G28制定的中间点,再从中间点运动到G29制定的切削点。,基本指令,数控编程与操作,41,为什么要设置中间点?,参考点返回过程,由参考点到新指定切削点的路径为BCD,其指令如下:,绝对值编程: G28 X54.0,Z-17.0,增量值编程: G28 U24.0,W9.0,绝对值编程: G29 X30.0,Z-36.0,增量值编程: G29 U-24.0,W-19.0,基本指令,数控编程与操作,42,5、快速定位指令G00,快速定位指令G00是模态指令。使刀具以点位控制方式,以数控系统预先设定的最大进给速度,从刀具当
20、前所在点快速移动到目标点。,格式:G00 X(U)_ Z(W)_,说明:,(1)指令后的参数X(U),Z(W)是目标点的坐标;,(2)X,Z采用绝对值编程时,终点的坐标值;,(3)U,W采用增量值编程时,刀具的终点相对起点的移动距离。,基本指令,数控编程与操作,43,注意:,在使用G00,其实际的运动路径并不是一条直线,而是一条折线,特别要注意是否与工件或者夹具发生干涉,以免发生撞刀事故;,使用G00时,进给量对它没有影响,其速度不能由地址F中规定,是数控系统预先设定的,但可通过倍率来调整。,从A到B的G00编程如下:,绝对值编程: G00 X xb Z zb ;,增量值编程: G00 U (
21、xb-xa) W (zb-za) ;,点、线控制图例,基本指令,数控编程与操作,44,例:如图所示,车外圆前,用G00将刀具由起点A快速定位到终点B。试用以上所讲公式。,解:,点A坐标(80,20) 点B坐标(32,2),绝对值编程: G00 X 32.0 Z 2.0 ;,增量值编程: G00 U 48.0 W 18.0;,基本指令,数控编程与操作,45,6、直线插补指令G01,该指令为模态指令,使刀具以指令中F指定的进给速度沿直线移动到指定的位置,F所指定的速度一直都有效,直到被新的指定值代替,在编程时如果是同一进给速度不需要每个程序段都指定F值。,格式:G01 X(U)_ Z(W)_ F_
22、,说明:,(1)X,Z采用绝对值编程时,终点的坐标值;,(2)U,W采用增量值编程时,刀具的终点相对起点的移动距离。,(3)F是进给速度。有两种表示方法:每分钟进给(mm/min);每转进给量(mm/r);通过G98指令选择每分钟进给,G99选择每转进给量,系统默认为每转进给。,基本指令,数控编程与操作,46,例:如图39所示的工件已经进行了粗加工,试用G01指令对其轮廓进行精加工。,(1)工件零点为右端面中心,换刀点A(80,60),(2) 确定刀具工艺路线。刀具从起点A(换刀点)出发,加工结束后再回到A点,走刀路线为:,A(80,60)、B(24,2)、C(24,-20)、D(40,-30
23、),ABCDA,(3) 计算刀尖运动轨迹坐标值。各结点绝对坐标值为:,(4)编程。,基本指令,数控编程与操作,47,基本指令,数控编程与操作,48,o0005 G98; T0101; G00 X100. Z10.; X16. Z2. S600 M03; G01 U10. W-5. F300; Z-48.; U34 W-10.; U20 Z-73.; X90.; G00 X100. Z10.; M05 ; M30;,课堂练习:编制图示零件的加工程序,基本指令,数控编程与操作,49,7、圆弧插补指令G02、G03,说明:,(1)X ,Z采用绝对值编程时,终点的坐标值;,(2)U, W采用增量值编程
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