數(shù)控車(chē)床技術(shù)綜合手冊(cè)

1、數(shù)控車(chē)床技術(shù)手冊(cè)制作人：黃濤基本概念 數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容，通常包括分析零件圖樣，確定加工工藝過(guò)程；計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；編寫(xiě)數(shù)控加工程序；制作控制介質(zhì)；校對(duì)程序及首件試切?？傊?它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過(guò)程。 實(shí)際操作 手工編程手工編程1.定義 手工編程是指編程的各個(gè)階段均由人工完成。利用一般的計(jì)算工具，通過(guò)各種數(shù)學(xué)方法，人工進(jìn)行刀具軌跡的運(yùn)算，并進(jìn)行指令編制。 這種方式比較簡(jiǎn)單，很容易掌握，適應(yīng)性較大。適用于中等復(fù)雜程度程序、計(jì)算量不大的零件編程，對(duì)機(jī)床操作人員來(lái)講必須掌握。 2. 編程步驟 人工完成零件加工的數(shù)控工藝 分析零件圖紙 制定工藝決策 . 確定

2、加工路線 選擇工藝參數(shù) 計(jì)算刀位軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù) 編寫(xiě)數(shù)控加工程序單 驗(yàn)證程序 手工編程 3. 優(yōu)點(diǎn) 主要用于點(diǎn)位加工（如鉆、鉸孔）或幾何形狀簡(jiǎn)單（如平面、方形槽）零件的加工，計(jì)算量小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實(shí)現(xiàn)的情況等。 4. 缺點(diǎn) 對(duì)于具有空間自由曲面、復(fù)雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計(jì)算相當(dāng)繁瑣，工作量大，極易出錯(cuò)，且很難校對(duì)，有些甚至根本無(wú)法完成。數(shù)控自動(dòng)編程1. 定義 對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件需借助計(jì)算機(jī)使用規(guī)定的數(shù)控語(yǔ)言編寫(xiě)零件源程序，經(jīng)過(guò)處理后生成加工程序，稱(chēng)為自動(dòng)編程。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶(hù)編程提供了一般的準(zhǔn)備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴(kuò)展數(shù)控功能的手段

3、。FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)編程，應(yīng)用靈活，形式自由，具備計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的表達(dá)式、邏輯運(yùn)算及類(lèi)似的程序流程，使加工程序簡(jiǎn)練易懂，實(shí)現(xiàn)普通編程難以實(shí)現(xiàn)的功能。 . 數(shù)控編程同計(jì)算機(jī)編程一樣也有自己的語(yǔ)言,但有一點(diǎn)不同的是,現(xiàn)在電腦發(fā)展到了以微軟的Windows為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)全球市場(chǎng).數(shù)控機(jī)床就不同了,它還沒(méi)發(fā)展到那種相互通用的程度,也就是說(shuō),它們?cè)谟布系牟罹嘣炀土怂鼈兊臄?shù)控系統(tǒng)一時(shí)還不能達(dá)到相互兼容.所以,當(dāng)我要對(duì)一個(gè)毛坯進(jìn)行加工時(shí),首先要以我們已經(jīng)擁有的數(shù)控機(jī)床采用的是什么型號(hào)的系統(tǒng).基本步驟基本步驟1.分析零件圖確定工藝過(guò)程 對(duì)零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進(jìn)行分析，明確加工

4、內(nèi)容與要求；確定加工方案、走刀路線、切削參數(shù)以及選擇刀具及夾具等。 2.數(shù)值計(jì)算 根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線、計(jì)算出零件輪廓上的幾何要素的起點(diǎn)、終點(diǎn)及圓弧的圓心坐標(biāo)等。 3.編寫(xiě)加工程序 在完成上述兩個(gè)步驟后，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫(xiě)加工程序單。 . 4.將程序輸入數(shù)控系統(tǒng) 程序的輸入可以通過(guò)鍵盤(pán)直接輸入數(shù)控系統(tǒng)，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)通信接口輸入數(shù)控系統(tǒng)。 5.檢驗(yàn)程序與首件試切 利用數(shù)控系統(tǒng)提供的圖形顯示功能，檢查刀具軌跡的正確性。對(duì)工件進(jìn)行首件試切，分析誤差誤差產(chǎn)生的原因，及時(shí)修正，直到試切出合格零件。 雖然,每個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的編程語(yǔ)言和指令各不相同,但其間也有很多相

5、通之處. 功能代碼字與字的功能 1、字符與代碼 字符是用來(lái)組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號(hào)，如數(shù)字、字母、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等。國(guó)際上廣泛采用兩種標(biāo)準(zhǔn)代碼： 1）ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)代碼 2）EIA美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)代碼 2、字 在數(shù)控加工程序中，字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個(gè)信息單元存儲(chǔ)、傳遞和操作。字是由一個(gè)英文字母與隨后的若干位十進(jìn)制數(shù)字組成，這個(gè)英文字母稱(chēng)為地址符。 如：“X2500”是一個(gè)字，X為地址符，數(shù)字“2500”為地址中的內(nèi)容。3、字的功能 組成程序段的每一個(gè)字都有其特定的功能含義，以下是以FANUC-0M數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范為主來(lái)介紹的。 （1）順序號(hào)字N 順序號(hào)又

6、稱(chēng)程序段號(hào)或程序段序號(hào)。順序號(hào)位于程序段之首，由順序號(hào)字N和后續(xù)數(shù)字組成。其作用為校對(duì)、條件跳轉(zhuǎn)、固定循環(huán)等。使用時(shí)應(yīng)間隔使用，如N10 N20 N30 （2）準(zhǔn)備功能字G 準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱(chēng)為G功能或G指令，是用于建立機(jī)床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。G00G99 .（3）尺寸字 尺寸字用于確定機(jī)床上刀具運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的坐標(biāo)位置。 其中，第一組 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于確定終點(diǎn)的直線坐標(biāo)尺寸；第二組 A，B，C，D，E 用于確定終點(diǎn)的角度坐標(biāo)尺寸；第三組 I，J，K 用于確定圓弧輪廓的圓心坐標(biāo)尺寸。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用P指令暫停時(shí)間、用R指令圓弧的半徑等。 （4）進(jìn)

7、給功能字F 進(jìn)給功能字的地址符是F，又稱(chēng)為F功能或F指令，用于指定切削的進(jìn)給速度。對(duì)于車(chē)床，F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，對(duì)于其它數(shù)控機(jī)床，一般只用每分鐘進(jìn)給。F指令在螺紋切削程序段中常用來(lái)指令螺紋的導(dǎo)程。 .（5）主軸轉(zhuǎn)速功能字S 主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S，又稱(chēng)為S功能或S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。 （6）刀具功能字T 刀具功能字的地址符是T，又稱(chēng)為T(mén)功能或T指令，用于指定加工時(shí)所用刀具的編號(hào),如T01。對(duì)于數(shù)控車(chē)床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償用，如T0101。 （7）輔助功能字M 輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為13位正整數(shù)，又稱(chēng)為M功能

8、或M指令，用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，如M00M99。程序格式程序段格式一個(gè)數(shù)控加工程序是若干個(gè)程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。程序段格式舉例： N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08； N40 X90；（本程序段省略了續(xù)效字“G01，Y30.2，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效） 在程序段中，必須明確組成程序段的各要素： 移動(dòng)目標(biāo)：終點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z； 沿怎樣的軌跡移動(dòng)：準(zhǔn)備功能字G； 進(jìn)給速度：進(jìn)給功能字F； 切削速度：主軸轉(zhuǎn)速功能字S； 使用刀具：刀具功能字T； 機(jī)床輔助動(dòng)作：輔助功能字M。 .

9、程序格式1）程序開(kāi)始符、結(jié)束符 程序開(kāi)始符、結(jié)束符是同一個(gè)字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書(shū)寫(xiě)時(shí)要單列段。 2）程序名 程序名有兩種形式：一種是英文字母O（%或P）和14位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開(kāi)頭，字母數(shù)字多字符混合組成的程序名(如TEST1 等)。一般要求單列一段。 3）程序主體 程序主體是由若干個(gè)程序段組成的。每個(gè)程序段一般占一行。 .4）程序結(jié)束 程序結(jié)束可以用M02或M30指令。一般要求單列一段。 加工程序的一般格式舉例： % / 開(kāi)始符 O2000 / 程序名 N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 / 程序主體 N20 G01 X6

10、0.0 Y30.0 F100 T02 M08 N30 X80.0 N200 M30 / 程序結(jié)束 % / 結(jié)束符 機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系的確定（1）機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)定 在機(jī)床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運(yùn)動(dòng)的。這樣編程人員在不考慮機(jī)床上工件與刀具具體運(yùn)動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過(guò)程 （2）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。 在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來(lái)控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和運(yùn)動(dòng)的方向，這就需要通過(guò)坐標(biāo)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)坐標(biāo)系被稱(chēng)之為機(jī)床坐標(biāo)系。

11、例如銑床上，有機(jī)床的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)以及垂向運(yùn)動(dòng)。在數(shù)控加工中就應(yīng)該用機(jī)床坐標(biāo)系來(lái)描述。 . 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角 坐標(biāo)系決定： 1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90。則大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。 2)大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。 3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向。 （3）運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定 增大刀具與工件距離的方向即為各坐標(biāo)軸的正方向

12、，下圖為數(shù)控車(chē)床上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的正方向。 坐標(biāo)軸方向的確定（1）Z坐標(biāo) Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向是由傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向?yàn)榈毒唠x開(kāi)工件的方向。（2）X坐標(biāo) X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時(shí)，要考慮兩種情況： 1）如果工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則刀具離開(kāi)工件的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。 2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則分為兩種情況： Z坐標(biāo)水平時(shí)，觀察者沿刀 具主軸向工件看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方；Z坐標(biāo)垂直時(shí)，觀察者面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方。 下圖所示為數(shù)控車(chē)床的X坐標(biāo)。 （3）Y坐標(biāo) 在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來(lái)確定Y