數(shù)控機(jī)床操作與編程 演示文稿

1、第2章數(shù)控車(chē)床的操作與編程 2.1 數(shù)控車(chē)床及其組成 2.2 數(shù)據(jù)車(chē)床的位置調(diào)整與坐標(biāo)系的設(shè)定 2.3 基本編程指令與程序調(diào)試 2.4 車(chē)削循環(huán)程序編寫(xiě)與調(diào)試 2.5 螺紋車(chē)削程序的編寫(xiě)與調(diào)試 2.6 刀具補(bǔ)償與換刀程序的處理 2.7 綜合車(chē)削技術(shù) 思考與練習(xí)題 2.1 數(shù)控車(chē)床及其組成2.1.1 數(shù)控車(chē)床的類(lèi)型及基本組成 1數(shù)控車(chē)床的類(lèi)型 1) 水平床身(即臥式車(chē)床) 它有單軸臥式和雙軸臥式之分。由于刀架拖板運(yùn)動(dòng)很少需要手搖操作，所以刀架一般安放于軸心線后部，其主要運(yùn)動(dòng)范圍亦在軸心線后半部，可使操作者易接近工件。采用短床身占地小，宜于加工盤(pán)類(lèi)零件。雙軸型便于加工零件正反面。 2) 傾斜式床身

2、 它在水平導(dǎo)軌床身上布置三角形截面的床鞍。其布局兼有水平床身造價(jià)低、橫滑板導(dǎo)軌傾斜便于排屑和易接近操作的優(yōu)點(diǎn)。它有小規(guī)格、中規(guī)格和大規(guī)格三種。 3) 立式數(shù)控車(chē)床 它分單柱立式和雙柱立式數(shù)控車(chē)床。采用主軸立置方式，適用于加工中等尺寸盤(pán)類(lèi)和殼體類(lèi)零件。便于裝卸工件。 4) 高精度數(shù)控車(chē)床 它分中、小規(guī)格兩種。適于精密儀器、航天及電子行業(yè)的精密零件。 5) 四坐標(biāo)數(shù)控車(chē)床 四坐標(biāo)數(shù)控車(chē)床設(shè)有兩個(gè)X、Z坐標(biāo)或多坐標(biāo)復(fù)式刀架?？商岣呒庸ば?，擴(kuò)大工藝能力。 6) 車(chē)削加工中心 車(chē)削中心可在一臺(tái)車(chē)床上完成多道工序的加工，從而縮短了加工周期，提高了機(jī)床的生產(chǎn)效率和加工精度。若配上機(jī)械手，刀庫(kù)料臺(tái)和自動(dòng)測(cè)量

3、監(jiān)控裝置構(gòu)成車(chē)加工單元，用于中小批量的柔性加工。 7) 各種專(zhuān)用數(shù)控車(chē)床 專(zhuān)用數(shù)控車(chē)床有數(shù)控卡盤(pán)車(chē)床、數(shù)控管子車(chē)床等。 2數(shù)控車(chē)床的基本組成 數(shù)控車(chē)床的整體結(jié)構(gòu)組成基本與普通車(chē)床相同，同樣具有床身、主軸、刀架及其拖板和尾座等基本部件，但數(shù)控柜、操作面板和顯示監(jiān)控器卻是數(shù)控機(jī)床特有的部件。即使對(duì)于機(jī)械部件，數(shù)控車(chē)床和普通車(chē)床也具有很大的區(qū)別。如數(shù)控車(chē)的主軸箱內(nèi)部省掉了機(jī)械式的齒輪變速部件，因而結(jié)構(gòu)就非常簡(jiǎn)單了；車(chē)螺紋也不再需要另配絲桿和掛輪了；刻度盤(pán)式的手搖移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也已被脈沖觸發(fā)計(jì)數(shù)裝置所取代。下面以CK7815數(shù)控車(chē)床和CK9330型數(shù)控車(chē)床為例，簡(jiǎn)單介紹一下數(shù)控車(chē)床的結(jié)構(gòu)組成。 CK78

4、15型數(shù)控車(chē)床是長(zhǎng)城機(jī)床廠的產(chǎn)品，可選配FANUC6T或FANUC5T系統(tǒng)，為兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)半閉環(huán)控制的CNC車(chē)床。該車(chē)床能車(chē)削直線(圓柱面)、斜線(錐面)、圓弧(成形面)、公制和英制螺紋(圓柱螺紋、錐螺紋及多頭螺紋)，能對(duì)盤(pán)形零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸和鏜孔加工。 CK7815數(shù)控車(chē)床如圖2-1所示。其床身導(dǎo)軌為60傾斜布置，排屑方便。導(dǎo)軌截面為矩形，剛性很好。主軸由直流(配5T系統(tǒng)時(shí))或交流(配6T系統(tǒng)時(shí))調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主軸尾端帶有液壓夾緊油缸，可用于快速自動(dòng)裝夾工件。床鞍溜板上裝有橫向進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)塔刀架，刀盤(pán)可選配8位、12位小刀盤(pán)和12位大刀盤(pán)?？v橫向進(jìn)給系統(tǒng)采用直流伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠，使刀

5、架移動(dòng)。尾座套筒采用液壓驅(qū)動(dòng)?？刹捎霉怆娮x帶機(jī)和手工鍵盤(pán)程序輸入方式，帶有CRT顯示器、數(shù)控操作面板和機(jī)械操作面板。另外還有液動(dòng)式防護(hù)門(mén)罩和排屑裝置。若再配置上下料的工業(yè)機(jī)器人，就可以形成一個(gè)柔性制造單元(FMC)。圖2-1 CK7815數(shù)控車(chē)床 CK9330型數(shù)控車(chē)床配有由華中數(shù)控研制開(kāi)發(fā)的HCNC1T數(shù)控系統(tǒng)，直接由PC電腦通過(guò)數(shù)控軟件進(jìn)行加工控制的新型CNC系統(tǒng)。該機(jī)床是一開(kāi)環(huán)控制的臺(tái)式車(chē)床，其機(jī)械部分由床身、床頭箱、工作臺(tái)、大小拖板、普通刀架、尾座、主軸電機(jī)和XZ軸步進(jìn)電機(jī)(4NM,1NM各一個(gè))等組成，控制部分由機(jī)床強(qiáng)電控制柜、機(jī)械操作面板、PC電腦和它的數(shù)控軟件等組成。CK9330

6、數(shù)控車(chē)床的組成如圖2-2所示。圖2-2 CK9300數(shù)控車(chē)床的組成 CK9330型數(shù)控車(chē)床能夠控制的主要有X、Z軸的運(yùn)動(dòng)(包括移動(dòng)量及移動(dòng)速度的控制，能進(jìn)行直線和圓弧的插補(bǔ)加工控制)，一些電器開(kāi)關(guān)的通斷(包括主軸正反轉(zhuǎn)及停轉(zhuǎn)、進(jìn)給隨意暫停和重啟、急停和超程保護(hù)控制)等。由于主軸采用的是一般交流電機(jī)，故主軸轉(zhuǎn)速不可任意調(diào)節(jié)。該機(jī)床可用于車(chē)削內(nèi)外圓表面、錐面、平面、復(fù)雜的回轉(zhuǎn)表面和公制、英制螺紋等。2.1.2 數(shù)控車(chē)床的傳動(dòng)及速度控制 圖2-3是CK7815型數(shù)控車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。主軸由AC6型5.5 kW交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)或DC8型1.1 kW直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，靠電器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。由于電機(jī)調(diào)速

7、范圍的限制，故采用兩級(jí)寶塔皮帶輪實(shí)施高、低兩擋速度的手工切換，在其中某擋的范圍內(nèi)可由程序代碼S任意指定主軸轉(zhuǎn)速。結(jié)合數(shù)控裝置還可進(jìn)行恒線速度切削。但最高轉(zhuǎn)速受卡盤(pán)和卡盤(pán)油缸極限轉(zhuǎn)速的制約，一般不超過(guò)4500 r/min。圖2-3 CK7815數(shù)控車(chē)床傳動(dòng)系統(tǒng) 縱向Z軸進(jìn)給由直流伺服電機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)；橫向X軸進(jìn)給由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；通過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)橫向滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)，這樣可減小橫軸方向的尺寸。 刀盤(pán)轉(zhuǎn)位由電機(jī)經(jīng)過(guò)齒輪及蝸桿副實(shí)現(xiàn)，可手動(dòng)或自動(dòng)換刀。排屑機(jī)構(gòu)由電機(jī)、減速器和鏈輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。CK7815的主要速度指標(biāo)為：主軸轉(zhuǎn)速高速區(qū) 低速區(qū) 直流電機(jī) 383000 r/min 221800

8、r/min 交流電機(jī) 37.55000 r/min 152000 r/min 工作轉(zhuǎn)速：500 50 in/ r 1600 in/ min快進(jìn)速度：縱向Z軸 12 m/ min 橫向X軸 9 m/ min 工進(jìn)速度和快進(jìn)速度還受控制面板上相應(yīng)的速度修調(diào)旋鈕影響。實(shí)際速度還應(yīng)乘以速度修調(diào)的倍率。 CK9330型數(shù)控車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，該機(jī)床主軸是由電機(jī)經(jīng)三角膠帶傳至車(chē)頭主軸，由皮帶塔輪傳動(dòng)實(shí)施有級(jí)變速。主軸轉(zhuǎn)速不受S代碼的控制，其調(diào)整需靠手工進(jìn)行。按圖2-4所示變換各皮帶位置，即可得到表2-1中所列的六種主軸轉(zhuǎn)速。由于主軸轉(zhuǎn)速不可無(wú)級(jí)調(diào)控，所以在螺紋車(chē)削時(shí)，只有靠編碼器檢測(cè)主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速并反

9、饋到數(shù)控系統(tǒng)后，再由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整進(jìn)給軸的進(jìn)給速度來(lái)保證。(主軸每轉(zhuǎn)一圈，刀架移動(dòng)一個(gè)螺距值)圖2-4 CK9330 的主軸變速表2-1 CK9330主軸變速列表 CK9330數(shù)控車(chē)床的縱向Z軸進(jìn)給由4NM的三相六拍感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)直接帶動(dòng)普通絲杠實(shí)現(xiàn)，橫向X軸進(jìn)給由1NM的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)一對(duì)18/27的減速齒輪后再帶動(dòng)普通絲杠實(shí)現(xiàn)。由于小拖板上的絲杠手柄調(diào)節(jié)位移量不計(jì)入數(shù)控裝置，因此只用于加工前對(duì)刀時(shí)的輔助調(diào)節(jié)，它在加工過(guò)程中的任何移動(dòng)都將影響尺寸精度。CK9330型數(shù)控車(chē)床的主要規(guī)格與技術(shù)參數(shù)為： 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 300 mm 最大工件長(zhǎng)度 500 mm 刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 140

10、mm 主軸通孔直徑 26 mm 主軸孔莫氏錐度 NO.4. 刀架最大橫向行程 160 mm 刀架最大縱向行程 100 mm 加工公制螺紋種數(shù) 14 加工公制螺紋螺距 3 (或更大) 加工英制螺紋種數(shù) 20 加工英制螺紋螺距 1140 牙/英寸 縱、橫向進(jìn)給量級(jí)數(shù) 無(wú)級(jí)調(diào)速 主軸每轉(zhuǎn)刀架的縱、橫向進(jìn)給量 無(wú)級(jí)調(diào)速 主軸轉(zhuǎn)速范圍 1601600 r/min 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 6 此外，還有些車(chē)床的主軸雖然采用的是機(jī)械式的有級(jí)變速，但配合一定的電液動(dòng)控制系統(tǒng)，也可通過(guò)S代碼自動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸的變速，當(dāng)然那也只能是有級(jí)變速。2.1.3 數(shù)控車(chē)床的控制面板及其功能 用PC電腦作控制系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，其程序輸入、數(shù)據(jù)

11、設(shè)定和NC控制等操作均可由PC鍵盤(pán)進(jìn)行，文字和圖形信息由顯示器顯示。CK9330數(shù)控車(chē)床操作面板的布局如圖2-5所示。圖2-5 CK9330數(shù)控車(chē)床的操作面板 面板頂行為一排指示燈，分別為指示機(jī)床電柜電源的“強(qiáng)電”指示燈，表示機(jī)床與計(jì)算機(jī)數(shù)控軟件是否聯(lián)系上的“聯(lián)機(jī)”指示燈，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部是否有故障的“數(shù)控”報(bào)警和控制軸行程是否超界的“超程”報(bào)警指示燈以及回參考點(diǎn)指示燈。右上部按菱形布置的幾個(gè)按鈕為拖板移動(dòng)用的手動(dòng)操作按鈕，相當(dāng)于普通車(chē)床上的旋轉(zhuǎn)手柄，軸移動(dòng)方向遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。當(dāng)按住某軸移動(dòng)方向按鈕的同時(shí)再按住中間的快移按鈕，則該軸將以內(nèi)部設(shè)定的最快速度向指定方向移動(dòng)；否則，將以當(dāng)前設(shè)定的速度修調(diào)率

12、移動(dòng)。指示燈下方的旋鈕為速度修調(diào)鈕，“自動(dòng)”的各擋用于控制機(jī)床自動(dòng)及MDI方式下的進(jìn)給速度修調(diào)率，“手動(dòng)”各擋用于控制點(diǎn)動(dòng)及步進(jìn)移動(dòng)時(shí)的X、Z軸移動(dòng)速度，“增量”各擋則用于決定步進(jìn)方式下點(diǎn)按一下軸移動(dòng)按鈕所產(chǎn)生的移動(dòng)量。左下方的NC鎖匙電源是為機(jī)床提供的又一道電源開(kāi)關(guān)。右下方的急停按鈕是用于緊急情況下強(qiáng)行切斷電源的。中部為以下幾個(gè)功能控制按鈕： 超程解除當(dāng)Z軸正負(fù)方向出現(xiàn)硬性行程超界時(shí)，可同時(shí)按此鈕和Z軸相反方向的按鈕以解除超程。 進(jìn)給保持和循環(huán)啟動(dòng)用于自動(dòng)運(yùn)行中暫停進(jìn)給和持續(xù)加工。 單段執(zhí)行-在自動(dòng)運(yùn)行方式下，若按下此鈕，則每執(zhí)行一段程序后都將暫停等待，需按循環(huán)啟動(dòng)方可執(zhí)行下一段程序。 機(jī)床

13、鎖住若此按鈕按下，則程序執(zhí)行時(shí)只是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行控制運(yùn)算，可模擬加工校驗(yàn)程序，但機(jī)械部件被鎖住而不能產(chǎn)生實(shí)際的移動(dòng)。 主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)用于手動(dòng)控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。2.1.4 控制軟件界面和菜單結(jié)構(gòu)圖2-6 控制軟件的環(huán)境界面 屏幕頂行為狀態(tài)行，用于顯示工作方式及運(yùn)行狀態(tài)等，工作方式按主菜單變化，運(yùn)行狀態(tài)在不同的工作方式下有不同的顯示。例如： 自動(dòng)運(yùn)行時(shí)顯示：5%140%(自動(dòng)運(yùn)行的進(jìn)給速度修調(diào)倍率)； 循環(huán)停止(自動(dòng)運(yùn)行處于暫停狀態(tài))； 機(jī)床鎖住(機(jī)械鎖住有效時(shí))； 程序單段(單段運(yùn)行有效時(shí))等。 MDI方式時(shí)顯示：當(dāng)前默認(rèn)的G代碼模態(tài)值(如G00G91G21G94)。 點(diǎn)動(dòng)操作

14、方式：5%100%(最大速度百分比)； X軸進(jìn)給或Z軸進(jìn)給。步進(jìn)功能方式：1、10、100、1000(四種步進(jìn)倍率)； X軸進(jìn)給或Z軸進(jìn)給。 屏幕中間為工件加工的坐標(biāo)顯示和圖形跟蹤顯示或加工程序內(nèi)容顯示。 屏幕下部為提示輸入行和菜單區(qū)(多級(jí)菜單變化都在同一行中進(jìn)行)。 屏幕右部為信息檢索顯示區(qū)：ON索引處，顯示自動(dòng)運(yùn)行中的O代碼(主程序號(hào))和N代碼(程序段號(hào))；P L索引處，顯示自動(dòng)運(yùn)行中的P代碼(子程序調(diào)用)和L代碼(調(diào)用次數(shù))；MT索引處，顯示自動(dòng)運(yùn)行中的M代碼(輔助功能)和T代碼(刀具號(hào)和刀補(bǔ)號(hào))；機(jī)械坐標(biāo)處，顯示刀具在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變化。 控制軟件系統(tǒng)的菜單結(jié)構(gòu)見(jiàn)附錄B。整個(gè)菜單的

15、顯示切換均在屏幕底行上進(jìn)行，菜單選取由功能鍵F1F10操作。第一級(jí)子菜單的調(diào)出和所有下級(jí)菜單的往上退回均靠F1功能鍵實(shí)施。例如：在主菜單級(jí)顯示時(shí)，按下F2鍵選中自動(dòng)運(yùn)行方式后該按鈕呈凹下?tīng)?，但需要再按F1鍵方可切換到自動(dòng)運(yùn)行方式的下級(jí)菜單。然后，在本級(jí)菜單顯示時(shí)，按下相應(yīng)的選用功能鍵即可自動(dòng)調(diào)用顯示下級(jí)菜單或執(zhí)行相應(yīng)的菜單項(xiàng)功能。(即除第一級(jí)子菜單調(diào)出需按F1鍵外，往下層次的子菜單調(diào)出，則不需按F1鍵，均可自動(dòng)調(diào)出。) 若從本級(jí)菜單返回到上一級(jí)菜單，以及當(dāng)本級(jí)某菜單項(xiàng)執(zhí)行完后又想執(zhí)行本級(jí)的另一菜單項(xiàng)功能時(shí)，則需要按F1功能鍵，而不是按ESC鍵；若在主菜單顯示時(shí)按了ESC鍵，則自動(dòng)退出控制軟件系

16、統(tǒng)。 2.2 數(shù)控車(chē)床的位置調(diào)整與坐標(biāo)系的設(shè)定2.2.1 手動(dòng)位置調(diào)整及MDI操作 1回參考點(diǎn)操作 對(duì)于具有參考點(diǎn)功能的數(shù)控車(chē)床而言，當(dāng)系統(tǒng)接通電源、復(fù)位后，首先應(yīng)進(jìn)行機(jī)床各軸回參考點(diǎn)的操作，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。 (1) 先檢查一下各軸是否在參考點(diǎn)的內(nèi)側(cè)。如不在，則應(yīng)手動(dòng)回到參考點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，以避免回參考點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生超程。 (2) 在主菜單下按F3功能鍵，選擇“回零功能”。 (3) 分別按+X、+Z軸移動(dòng)方向按鍵，使各軸返回參考點(diǎn)。返回參考點(diǎn)后，相應(yīng)的指示燈將點(diǎn)亮。 返回參考點(diǎn)后，屏幕上即顯示此時(shí)刀具(或刀架)上某一參照點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。對(duì)某機(jī)床來(lái)說(shuō)，該值應(yīng)該是固定的。系統(tǒng)將憑這一固定距離關(guān)系而

17、建立起機(jī)床坐標(biāo)系，機(jī)床原點(diǎn)通常就設(shè)在車(chē)床主軸端頭(或卡盤(pán))的回轉(zhuǎn)中心處。 2點(diǎn)動(dòng)操作 (1) 在主菜單下選擇“點(diǎn)動(dòng)操作”，即按F6功能鍵，此時(shí)屏幕顯示如圖2-7。圖2-7 點(diǎn)動(dòng)操作時(shí)的畫(huà)面 (2) 將機(jī)床操作面板上的進(jìn)給修調(diào)旋鈕旋轉(zhuǎn)至所需的進(jìn)給百分比(自動(dòng)的8擋和手動(dòng)的4擋)；此時(shí)，實(shí)際移動(dòng)速度 = 最大移動(dòng)速度進(jìn)給百分比。 例如：若某軸的最大移動(dòng)速度為6 m/min，則5%擋時(shí)，點(diǎn)動(dòng)移動(dòng)速度為0.3 m/min；100% 擋時(shí)，點(diǎn)動(dòng)移動(dòng)速度為6 m/min; (3) 按機(jī)床操作面板上的“+X”或“+Z”鍵，則刀具向X或Z軸的正方向移動(dòng)；按機(jī)床操作面板上的“?X”或“?Z”鍵，則刀具向X或Z軸

18、的負(fù)方向移動(dòng)。 (4) 如欲使某坐標(biāo)軸快速移動(dòng)，只要在按住某軸的“+”或“?”鍵的同時(shí)，按住“快移”鍵即可。 說(shuō)明： 一次只能使一個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。 系統(tǒng)通電啟動(dòng)時(shí)，主菜單默認(rèn)方式為“點(diǎn)動(dòng)操作”。 快速移動(dòng)的速度為系統(tǒng)設(shè)定的該軸的最大移動(dòng)速度(同G00速度)。 機(jī)械移動(dòng)的同時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上的坐標(biāo)顯示和圖形追蹤也跟著同步變化。 無(wú)論用何種移動(dòng)操作方式，當(dāng)某軸移動(dòng)導(dǎo)致刀架拖板碰到機(jī)床上的限位擋塊時(shí)，限位行程開(kāi)關(guān)將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，數(shù)控系統(tǒng)將出現(xiàn)某軸超程的警告信息，即超程報(bào)警。此時(shí)，只可在點(diǎn)動(dòng)方式下，同時(shí)按住操作面板上的“超程解除”按鈕和該軸反方向的移動(dòng)按鈕而退出到非超程區(qū)，然后才可進(jìn)行其他操作。自動(dòng)運(yùn)

19、行時(shí)，若出現(xiàn)超程報(bào)警的話，運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法持續(xù)，程序執(zhí)行將中止。所以，當(dāng)要用某程序進(jìn)行自動(dòng)加工控制前，必須先進(jìn)行空程校驗(yàn)，確保無(wú)誤后方可進(jìn)行實(shí)際加工。 3步進(jìn)功能 (1) 在主菜單下，按F7選擇“步進(jìn)功能”。 (2) 將機(jī)床操作面板上的進(jìn)給倍率修調(diào)旋鈕旋至所需的倍率(增量1. 10. 100. 1000等4擋)； 例如：1擋即表示移動(dòng)單位為1個(gè)脈沖當(dāng)量(本系統(tǒng)一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)0.001 mm)； 100擋即表示移動(dòng)單位為100個(gè)脈沖當(dāng)量，即0.1 mm； 10、1000擋即分別為移動(dòng)0.1 mm、1 mm。 (3) 按機(jī)床操作面板上的“+X”或“+Z”鍵，則向X或Z軸的正向移動(dòng)相應(yīng)脈沖當(dāng)量的距離；按機(jī)

20、床操作面板上的“?X”或“?Z”鍵，則向X或Z軸的負(fù)向移動(dòng)相應(yīng)脈沖當(dāng)量的距離。 說(shuō)明： 一次只能使一個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。 通常步進(jìn)功能是以按鍵觸發(fā)的次數(shù)來(lái)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)的，即按下某軸向按鍵后無(wú)論持續(xù)多久都只視為按動(dòng)一次。 在機(jī)械移動(dòng)的同時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上的坐標(biāo)顯示和圖形追蹤也跟著同步變化。 和點(diǎn)動(dòng)不同的是其坐標(biāo)變化是以倍率當(dāng)量為單位跳變的。 4手搖操作 如果機(jī)床配置了MPG手持單元，即可進(jìn)行手搖操作控制。MPG手持單元由手搖脈沖發(fā)生器和坐標(biāo)軸選擇開(kāi)關(guān)組成，如圖2-8所示。手搖操作時(shí)： (1) 在主菜單下，按F4鍵選擇“手搖進(jìn)給”。 (2) 將手持單元上的增量倍率修調(diào)旋鈕旋至所需的倍率(增量1、10、10

21、0等3擋，分別對(duì)應(yīng)于、0.1 mm的增量值)。 (3) 將手持單元的坐標(biāo)軸選擇開(kāi)關(guān)置于所要移動(dòng)的“X”軸或“Z”軸擋。 (4) 順時(shí)針/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器一格，可控制相應(yīng)的軸向正向或負(fù)向移動(dòng)一個(gè)增量值。 注：手搖移動(dòng)小刀架或手搖旋動(dòng)各軸端把手是無(wú)法進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)數(shù)的。圖2-8 MPG手持單元 5MDI操作 MDI操作就是指命令行形式的程序執(zhí)行方法，即當(dāng)場(chǎng)輸入一段程序指令后，立即就可令其執(zhí)行。從本義上講，它屬于自動(dòng)運(yùn)行的范疇，但一般都習(xí)慣將它作為手動(dòng)調(diào)整操作的手段。其操作步驟為： (1) 在主菜單下，按F5鍵選擇MDI功能，此時(shí)系統(tǒng)的模態(tài)信息將顯示在屏幕頂行的“運(yùn)行狀態(tài)”處；啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的模態(tài)值

22、為G91-增量編程方式，G00快進(jìn)狀態(tài)，G20-公制單位，G94每分鐘進(jìn)給速度方式。 (2) 再按F1鍵，切入到MDI功能的子菜單。 (3) 按F4鍵，選擇“程序進(jìn)給”菜單項(xiàng)，則在菜單行上部的提示輸入行上將出現(xiàn)光標(biāo)。 (4) 在光標(biāo)處輸入想要執(zhí)行的MDI程序段，此時(shí)可左右移動(dòng)光標(biāo)以修改程序。 (5) 如果前面輸入的程序都不要，可按 ESC 鍵全部刪除，重新輸入。 (6) 按F10鍵，執(zhí)行“循環(huán)啟動(dòng)”功能，則所輸入的程序?qū)⒘⒓催\(yùn)行，如圖2-9所示。 (7) 在運(yùn)行過(guò)程中，選擇F9鍵，執(zhí)行“循環(huán)停止”功能，則刀具將停止運(yùn)動(dòng)，但主軸并不停轉(zhuǎn)。此時(shí)，再按F10鍵，即可繼續(xù)運(yùn)行程序。 (8) 在運(yùn)行過(guò)程

23、中或程序輸入時(shí)，按F1鍵，即可退出該級(jí)菜單而返回到主菜單，但并不影響已運(yùn)行程序的繼續(xù)執(zhí)行。 注：本級(jí)菜單中的“循環(huán)啟動(dòng)”，“循環(huán)停止”和機(jī)床操作面板上相應(yīng)的硬鍵功能等效。圖2-9 MDI操作時(shí)畫(huà)面2.2.2 數(shù)控車(chē)床坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)定 1車(chē)床坐標(biāo)系統(tǒng)的組成 坐標(biāo)系有機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系等坐標(biāo)系統(tǒng)。 機(jī)床坐標(biāo)系是數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試時(shí)便設(shè)定好的一固定的坐標(biāo)系統(tǒng)。對(duì)帶參考點(diǎn)設(shè)定功能的車(chē)床而言，其機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)就在車(chē)床主軸端頭(或卡盤(pán))的中心，沿軸心方向作為Z軸，其正向指向尾座頂尖。以刀架橫向拖板運(yùn)動(dòng)方向作為X軸，其正向由主軸回轉(zhuǎn)中心指向工件外部。 對(duì)于刀架后置式(刀架活動(dòng)范圍主要在回轉(zhuǎn)軸心線的

24、后部)的車(chē)床來(lái)說(shuō)，X軸正向是由軸心指向后方，如圖2-10(a)所示；而對(duì)于刀架前置式的車(chē)床來(lái)說(shuō)，X軸的正向應(yīng)是由軸心指向前方，如圖2-10(b)所示。由于車(chē)削加工是圍繞主軸中心前后對(duì)稱(chēng)的，因此無(wú)論是前置還是后置式的，X軸指向前后對(duì)編程來(lái)說(shuō)并無(wú)多大差別。為適應(yīng)笛卡爾坐標(biāo)習(xí)慣，編程繪圖時(shí)都按如圖2-10(a)所示后置式的方式表示(從俯視方向看)，機(jī)床坐標(biāo)系在進(jìn)行回參考點(diǎn)操作后便開(kāi)始在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)建立了。圖2-10 車(chē)床坐標(biāo)系(a) 刀架后置式；(b) 刀架前置式 編程坐標(biāo)系是在對(duì)圖紙上零件編程計(jì)算時(shí)就建立的，程序數(shù)據(jù)便是用的基于該坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。 工件坐標(biāo)系則是當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行“G92X.Z.”后才

25、建立起來(lái)的坐標(biāo)系，或用G54G59預(yù)置的坐標(biāo)系。對(duì)刀操作就是用來(lái)溝通機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系三者之間的相互關(guān)系的，由于坐標(biāo)軸的正負(fù)方向都是統(tǒng)一的，因此實(shí)際上是確立坐標(biāo)原點(diǎn)的位置。由對(duì)刀操作，找到編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，然后通過(guò)執(zhí)行G92或G54G59的指令創(chuàng)建和編程坐標(biāo)系一致的工件坐標(biāo)系?？梢哉f(shuō)，工件坐標(biāo)系就是編程坐標(biāo)系在機(jī)床上的具體體現(xiàn)。編程(工件)坐標(biāo)原點(diǎn)通常選在工件右端面、左端面或卡爪的前端面。當(dāng)用G90編程方式時(shí)，通常將工件原點(diǎn)設(shè)在工件左端軸心處，這樣程序中的各坐標(biāo)值基本都是正值，比較方便；當(dāng)用G91編程時(shí)，取在工件右端較為方便，因?yàn)榧庸ざ际菑挠叶碎_(kāi)始的。工件坐標(biāo)系

26、建立以后，程序中所有絕對(duì)坐標(biāo)值都是相對(duì)于工件原點(diǎn)的。 2G92指令工件坐標(biāo)系的建立 數(shù)控程序中所有的坐標(biāo)數(shù)據(jù)都是在編程坐標(biāo)系中確立的，而編程坐標(biāo)系并不和機(jī)床坐標(biāo)系重合，所以在工件裝夾到機(jī)床上后，必須告訴機(jī)床，程序數(shù)據(jù)所依賴(lài)的坐標(biāo)系統(tǒng)，這就是工件坐標(biāo)系。通過(guò)對(duì)刀取得刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)后，便可由程序中的G92(有的機(jī)床控制系統(tǒng)用G50)設(shè)定。當(dāng)執(zhí)行到這一程序段后即在機(jī)床控制系統(tǒng)內(nèi)建立了一工件坐標(biāo)系。其指令格式為：G92 ( G50 ) X. Z. ; 該指令是聲明刀具起刀點(diǎn)(或換刀點(diǎn)) 在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，通過(guò)聲明這一參照點(diǎn)的坐標(biāo)而創(chuàng)建工件坐標(biāo)系。X、Z后的數(shù)值即為當(dāng)前刀位點(diǎn)(如刀尖)在工件坐標(biāo)系中的坐

27、標(biāo)，在實(shí)際加工以前通過(guò)對(duì)刀操作即可獲得這一數(shù)據(jù)。換言之，對(duì)刀操作即是測(cè)定某一位置處刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件原點(diǎn)的距離。一般地，在整個(gè)程序中有坐標(biāo)移動(dòng)的程序段前，應(yīng)由此指令來(lái)建立工件坐標(biāo)系。(整個(gè)程序中全用G91方式編程時(shí)可不用G92指令。) 說(shuō)明： (1) 在執(zhí)行此指令之前必須先進(jìn)行對(duì)刀，通過(guò)調(diào)整機(jī)床，將刀尖放在程序所要求的起刀點(diǎn)位置上。 (2) 此指令并不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械移動(dòng)，只是讓系統(tǒng)內(nèi)部用新的坐標(biāo)值取代舊的坐標(biāo)值，從而建立新的坐標(biāo)系。 3預(yù)置工件坐標(biāo)系 G54G59 具有參考點(diǎn)設(shè)定功能的機(jī)床還可用工件零點(diǎn)預(yù)置G54G59指令來(lái)代替G92建立工件坐標(biāo)系。它是先測(cè)定出欲預(yù)置的工件原點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的偏

28、置值，并把該偏置值通過(guò)參數(shù)設(shè)定的方式預(yù)置在機(jī)床參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中，因而該值無(wú)論斷電與否都將一直被系統(tǒng)所記憶，直到重新設(shè)置為止。當(dāng)工件原點(diǎn)預(yù)置好以后，便可用“G54G00 X_ Z_；”指令讓刀具移到該預(yù)置工件坐標(biāo)系中的任意指定位置。不需要再通過(guò)試切對(duì)刀的方法去測(cè)定刀具起刀點(diǎn)相對(duì)于工件原點(diǎn)的坐標(biāo)，也不需要再使用G92指令了。很多數(shù)控系統(tǒng)都提供G54G59指令，完成共預(yù)置六個(gè)工件原點(diǎn)的功能。 G54G59與G92之間的區(qū)別是：用G92時(shí)，后面一定要跟坐標(biāo)地址字；而用G54G59時(shí)，則不需要后跟坐標(biāo)地址字，且可單獨(dú)作一行書(shū)寫(xiě)。若其后緊跟有地址坐標(biāo)字，則該地址坐標(biāo)字是附屬于前次移動(dòng)所用的模態(tài)G指令的，如G0

29、0，G01等。用 G54等設(shè)立工件原點(diǎn)可由“數(shù)據(jù)設(shè)定”“零點(diǎn)偏置”層次菜單項(xiàng)中進(jìn)行，如圖2-11所示。在運(yùn)行程序時(shí)若遇到G54指令，則自此以后的程序中所有用絕對(duì)編程方式定義的坐標(biāo)值均是以G54指令的零點(diǎn)作為原點(diǎn)的。直到再遇到新的坐標(biāo)系設(shè)定指令，如G92、G55G59等后，新的坐標(biāo)系設(shè)定將取代舊的。G54建立的工件原點(diǎn)是相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)而言的，在程序運(yùn)行前就已設(shè)定好而在程序運(yùn)行中是無(wú)法重置的，G92建立的工件原點(diǎn)是相對(duì)于程序執(zhí)行過(guò)程中當(dāng)前刀具刀位點(diǎn)的。可通過(guò)編程來(lái)多次使用G92而重新建立新的工件坐標(biāo)系。圖2-11 預(yù)置工件坐標(biāo)系的設(shè)定 4圖形顯示的設(shè)定 通過(guò)在數(shù)控軟件系統(tǒng)中按“數(shù)據(jù)設(shè)定”“圖形參數(shù)

30、”層次結(jié)構(gòu)選擇菜單功能項(xiàng)，即可設(shè)定用于圖形跟蹤顯示的區(qū)域，改變圖形跟蹤顯示的效果，如圖2-12所示。 說(shuō)明： (1) 平面選擇設(shè)定值： 0XZ平面；1XY平面。 (2) 坐標(biāo)系設(shè)定： 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) 圖形上、下、左、右坐標(biāo)值：上下值是用于控制縱軸的顯示邊界范圍的，左右值是用于控制橫軸的顯示邊界范圍的。 (4) 圖形放大系數(shù)：如為1，顯示為1:1；如為2，顯示放大兩倍。 操作：先移動(dòng)光標(biāo)到所需行，在“INPUT:”提示符后鍵入新值，回車(chē)即可。在退出本菜單時(shí)，即自動(dòng)將設(shè)定數(shù)據(jù)存盤(pán)，一次更改，持續(xù)有效。圖2-12

31、 圖形顯示設(shè)定2.2.3 刀具裝夾與對(duì)刀調(diào)整 1刀具類(lèi)型與裝夾 常用車(chē)刀類(lèi)型如圖2-13所示，刀具裝夾結(jié)構(gòu)如圖2-14所示。對(duì)于數(shù)控車(chē)床，較適合的應(yīng)該是可轉(zhuǎn)位刀片式車(chē)刀。當(dāng)某零件加工需要用到多把車(chē)刀時(shí)，所用刀架可用如圖2-14(a)所示的普通轉(zhuǎn)塔刀架。如果不能自動(dòng)轉(zhuǎn)位換刀，換刀動(dòng)作得由人工在程序中進(jìn)行適當(dāng)處理。也有很多機(jī)床采用如圖2-14(b)所示的刀架形式，圖(b)所示為12位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，最多可安裝12把車(chē)刀，其中可裝外圓車(chē)刀6把，內(nèi)孔刀具6把，此類(lèi)系統(tǒng)可由程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀。圖2-13 常用車(chē)刀類(lèi)型圖2-14 刀具在刀架上的安裝(a) 普通轉(zhuǎn)塔刀架；(b) 12位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架 2對(duì)刀調(diào)

32、整 數(shù)控車(chē)床的對(duì)刀可分為基準(zhǔn)車(chē)刀的對(duì)刀和各個(gè)刀具相對(duì)位置偏差的測(cè)定兩部分。先從所需用到的眾多車(chē)刀中選定一把作為基準(zhǔn)刀具，進(jìn)行對(duì)刀操作，再分別測(cè)出其他各刀具與基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)的位置偏差值(這可通過(guò)分別測(cè)量各刀具相對(duì)于刀架中心或相對(duì)于刀座裝刀基準(zhǔn)點(diǎn)在X、Z方向的偏置值來(lái)得到)，不必對(duì)每把刀具都進(jìn)行對(duì)刀操作。 1) 基準(zhǔn)車(chē)刀的對(duì)刀 基準(zhǔn)車(chē)刀的對(duì)刀就是在加工前測(cè)定出加工起始點(diǎn)(起刀點(diǎn))處，刀具刀位點(diǎn)(如刀尖)在預(yù)想的工件坐標(biāo)系(編程坐標(biāo)系)中的相對(duì)坐標(biāo)位置。對(duì)刀操作通常是在建立工件坐標(biāo)系以前進(jìn)行的，只有通過(guò)對(duì)刀才可確保建立一個(gè)和編程坐標(biāo)系一致的工件坐標(biāo)系。 對(duì)于具有參考點(diǎn)功能的數(shù)控車(chē)床而言，在經(jīng)過(guò)回參考

33、點(diǎn)操作后，由于機(jī)床原點(diǎn)是已知的、固定不變的，因此在參考點(diǎn)處顯示的是刀架上某參照點(diǎn)(如刀架中心)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)。對(duì)刀操作在機(jī)床坐標(biāo)系控制下進(jìn)行，當(dāng)?shù)毒哐b夾好后，刀架中心和刀具刀位點(diǎn)之間的距離即是固定的，因此，可以通過(guò)刀架中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變化來(lái)推測(cè)出刀具刀位點(diǎn)在設(shè)想的工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)?？梢哉f(shuō)，刀架中心點(diǎn)是用于對(duì)刀的參照點(diǎn)。其試切對(duì)刀的過(guò)程大致如下： 先進(jìn)行手動(dòng)返回參考點(diǎn)的操作。 試切外圓。用MDI方式操縱機(jī)床將工件外圓表面試切一刀，然后保持刀具在X軸方向上的位置不變，沿Z軸方向退刀，記下此時(shí)顯示器上顯示的刀架中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的X坐標(biāo)值Xt，并測(cè)量工件試切后的直徑D，此即當(dāng)前位

34、置上刀尖在工件坐標(biāo)系中的X值。(通常X零點(diǎn)都選在回轉(zhuǎn)軸心上。) 試切端面。用同樣的方法再將工件右端面試切一刀，保持刀具Z坐標(biāo)不變，沿X方向退刀，記下此時(shí)刀架中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的Z坐標(biāo)值Zt，且測(cè)出試切端面至預(yù)定的工件原點(diǎn)的距離L，此即當(dāng)前位置處刀尖在工件坐標(biāo)系中的Z值，如圖2-15所示。圖2-15 利用機(jī)床坐標(biāo)數(shù)據(jù)試切對(duì)刀 對(duì)刀。根據(jù)上述得到的四個(gè)數(shù)據(jù)，可用如下兩種方法進(jìn)行對(duì)刀。 方法一 若已經(jīng)在將要運(yùn)行的程序中寫(xiě)好了“G92 Xa Zb；”的程序行，那么就應(yīng)該用手動(dòng)或MDI方法移動(dòng)刀具，將刀具移至使顯示器上所顯示的刀架中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為(Xt+aD，Zt+bL)的位置。這樣就實(shí)現(xiàn)了

35、將刀尖放在程序所要求的起刀點(diǎn)位置(a，b)上的對(duì)刀要求。 方法二 將刀具移到工件外可作為起刀點(diǎn)的任意某位置，記下此時(shí)刀架中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)如(X0，Z0)，可以算出該位置在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值應(yīng)該是(D+X0Xt，L+Z0Zt)。在運(yùn)行程序前保持此起刀點(diǎn)位置不變的情況下，根據(jù)此計(jì)算結(jié)果值改寫(xiě)程序中“G92 X_ Z_”，指令為“G92 X (D+X0Xt) Z (L+Z0Zt)”。 建立工件坐標(biāo)系。可在上述對(duì)刀完成后，在保持當(dāng)前刀具位置不變的情形下，用MDI 方式運(yùn)行“G92 Xa Zb；”(方法一)或“G92 X (D+X0Xt) Z (L+Z0Zt)；”(方法二)的程序指令，或者直接

36、開(kāi)始運(yùn)行編好的程序，則顯示器中將顯示當(dāng)前刀尖在工件坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)(a，b)或(D+X0Xt，L+Z0Zt)。 對(duì)于無(wú)參考點(diǎn)功能的數(shù)控車(chē)床，因?yàn)闆](méi)有固定的機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)，所以不能利用機(jī)床坐標(biāo)系來(lái)對(duì)刀。若系統(tǒng)不能對(duì)當(dāng)前坐標(biāo)位置進(jìn)行斷電自動(dòng)記憶，則中途因某些原因退出了控制系統(tǒng)的話，就必須重新對(duì)刀。如下試切對(duì)刀的方法，可供參考： 裝夾好工件及刀具后，在主菜單下按F6鍵選擇“點(diǎn)動(dòng)操作”，后按?X、?Z軸移動(dòng)鍵，使刀具慢慢靠近工件，并調(diào)好一定的吃刀深度為車(chē)外圓作準(zhǔn)備，再按+Z方向鍵稍離開(kāi)工件。 按主軸正轉(zhuǎn)按鈕，啟動(dòng)主軸。 在主菜單下，按F5鍵選擇“MDI功能”，再按F1、F4鍵直至出現(xiàn)光標(biāo)，在輸入“G9

37、1G01Z-20F15”后，按F10鍵開(kāi)始執(zhí)行(即讓車(chē)刀以15 mm/min的速度向Z軸負(fù)向移動(dòng)20 mm進(jìn)行車(chē)外圓，見(jiàn)圖2-16(a)，車(chē)完后，再輸入“G91G01Z25F100”退出。按“主軸停轉(zhuǎn)”按鈕，使主軸停轉(zhuǎn)。圖2-16 無(wú)參考點(diǎn)機(jī)床的對(duì)刀 測(cè)量加工后工件的外徑值，記為D。 置點(diǎn)動(dòng)操作方式，點(diǎn)按一下?Z方向鍵，調(diào)整好用于端面車(chē)削的吃刀深度，然后正轉(zhuǎn)啟動(dòng)主軸。 切換至“MDI功能”，按F1、F4鍵后，在光標(biāo)處輸入：“G91G01X-D/2F15”，然后再按F10鍵執(zhí)行(由工件外圓面處向軸心處進(jìn)給以車(chē)端面，見(jiàn)圖2-16(b)。 注：?D/2應(yīng)為按步驟實(shí)測(cè)值計(jì)算的結(jié)果。 待車(chē)完端面后，讓主

38、軸停轉(zhuǎn)，則刀尖就已經(jīng)定位在工件右端回轉(zhuǎn)軸心處，見(jiàn)圖2-16(c)。按F1鍵返回到第一層菜單后再按F9鍵執(zhí)行“坐標(biāo)清零”，則當(dāng)前坐標(biāo)位置即被設(shè)為相對(duì)零點(diǎn)。如果工件坐標(biāo)原點(diǎn)就設(shè)在此右端軸心處的話，編寫(xiě)程序時(shí)就應(yīng)用“G92X0Z0;”指令建立工件坐標(biāo)系。從圖(c)可以看出，此位置點(diǎn)距當(dāng)前機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)有一定的距離。由于圖形跟蹤總是按機(jī)床坐標(biāo)系來(lái)顯示的，所以為便于觀察，有必要令工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系重合，為此重新啟動(dòng)軟件進(jìn)入控制系統(tǒng)，即可將此位置點(diǎn)重置為新的機(jī)床零點(diǎn)，見(jiàn)圖2-16(d)。 若要執(zhí)行的程序中指令為“G92XaZb;”，則應(yīng)在運(yùn)行程序之前，先用MDI方式執(zhí)行指令“G91G00XaZb;”，讓

39、刀架移到屏幕坐標(biāo)顯示為(a, b)的位置，見(jiàn)圖2-16(e)。 2) 其他各刀具的對(duì)刀 其他各刀具的對(duì)刀就是測(cè)定出每一把刀具轉(zhuǎn)位到加工方位時(shí)，其刀位點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)車(chē)刀刀位點(diǎn)在X、Z兩方向上的位置偏差；然后，將偏差值存入對(duì)應(yīng)的刀具數(shù)據(jù)庫(kù)即可。這樣，只需要在加工程序中用指令標(biāo)明所用的刀具，則執(zhí)行到刀具指令時(shí)，機(jī)床會(huì)自動(dòng)移動(dòng)調(diào)整刀架，直到新刀具刀位點(diǎn)與前一把刀具刀位點(diǎn)重合。整個(gè)程序均可按基準(zhǔn)車(chē)刀刀位點(diǎn)進(jìn)行編寫(xiě)。各刀具的具體對(duì)刀過(guò)程可參閱本章節(jié)。2.3 基本編程指令與程序調(diào)試2.3.1 程序中用到的各功能字 1G功能(格式：G2，G后可跟2位數(shù))表2-2 常用G功能指令 注：(1) 表內(nèi)00組為非模態(tài)指

40、令，只在本程序段內(nèi)有效。其他組為模態(tài)指令，一次指定后持續(xù)有效，直到被本組其他代碼所取代。 (2) 標(biāo)有*的G代碼為數(shù)控系統(tǒng)通電啟動(dòng)后的默認(rèn)狀態(tài)。 2M功能(格式：M2，M后可跟2位數(shù)) 車(chē)削中常用的M功能指令有： M00進(jìn)給暫停 M01條件暫停 M02程序結(jié)束 M03-主軸正轉(zhuǎn) M04-主軸反轉(zhuǎn) M05-主軸停轉(zhuǎn) M07、M08開(kāi)切削液 M09關(guān)切削液 M30-程序結(jié)束并返回到開(kāi)始處 M98子程序調(diào)用 M99子程序返回 3T功能(格式：T2 或T4 ) 有的機(jī)床T后只允許跟2位數(shù)字，即只表示刀具號(hào)，刀具補(bǔ)償則由其他指令表示。 有的機(jī)床T后則允許跟4位數(shù)字，前2位表示刀具號(hào)，后2位表示刀具補(bǔ)償號(hào)

41、。 例如：T0211表示用第二把刀具，其刀具偏置及補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)在第11號(hào)地址中。 4S功能(格式：S4，S后可跟4位數(shù)) 用于控制帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的主軸的轉(zhuǎn)速。實(shí)際加工時(shí)，還受到機(jī)床面板上的主軸速度修調(diào)倍率開(kāi)關(guān)的影響。按公式：N=1000Vc / (D，可根據(jù)某材料查得切削速度Vc，然后即可求得N。例如：若要求車(chē)直徑為60 mm的外圓時(shí)切削速度控制到48 mm/min，則換算得：N=250 r/min(轉(zhuǎn)/分鐘)，則在程序中指令為S250。 車(chē)削中有時(shí)要求用恒線速加工控制，即不管直徑大小，其切向速度V為定值。這樣當(dāng)進(jìn)行直徑由大到小的端面加工時(shí)，轉(zhuǎn)速將越來(lái)越大，以致于可能會(huì)產(chǎn)生因轉(zhuǎn)速過(guò)大而將工件甩出

42、的危險(xiǎn)，因此，就必須限制其最高轉(zhuǎn)速。當(dāng)超出此值時(shí)，就強(qiáng)制截取在低于此極值的某一速度下工作。有的機(jī)床是通過(guò)參數(shù)來(lái)設(shè)置此值；而有的機(jī)床則利用G功能來(lái)指定，如：“G50 S1600;”即表示限制最高轉(zhuǎn)速為1600 r/min。2.3.2 車(chē)床的編程方式 1絕對(duì)編程方式和增量編程方式 絕對(duì)編程是指程序段中的坐標(biāo)點(diǎn)值均是相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)來(lái)計(jì)量的，常用G90來(lái)指定。增量(相對(duì))編程是指程序段中的坐標(biāo)點(diǎn)值均是相對(duì)于起點(diǎn)來(lái)計(jì)量的，常用G91來(lái)指定。如對(duì)圖2-17所示的直線段AB編程為：絕對(duì)編程：G90 G01 X100.0 Z50.0;增量編程：G91 G01 X60.0 Z?100.0;圖2-17 編程方式示

43、例 注：在某些機(jī)床中用X、Z表示絕對(duì)編程，用U、W表示相對(duì)編程，允許在同一程序段中混合使用絕對(duì)和相對(duì)編程方法。如上圖直線AB，可用： 絕對(duì)：； 相對(duì)：G01 U60.0 W?100.0; 混用：； 或 G01 U60.0 Z50.0;這種編程方法不需要在程序段前用G90或G91來(lái)指定。 2直徑編程與半徑編程 當(dāng)?shù)刂稾后所跟的坐標(biāo)值是直徑時(shí)，稱(chēng)直徑編程，如前所述直線AB 的編程例子。 當(dāng)?shù)刂稾后所跟的坐標(biāo)值是半徑時(shí)，稱(chēng)半徑編程，則應(yīng)寫(xiě)為: G90G01X50.0Z50.0; 注：(1) 直徑或半徑編程方式可在機(jī)床控制系統(tǒng)中用參數(shù)來(lái)指定； (2) 無(wú)論是直徑編程還是半徑編程，圓弧插補(bǔ)時(shí)R、I和K的

44、值均以半徑值計(jì)量。2.3.3 基本編程指令 1G00、G01-點(diǎn)、線控制 格式：G90 (G91) G00 X. Z. G90 (G91) G01 X. Z. F. G00用于快速點(diǎn)定位、G01用于直線插補(bǔ)加工。如圖2-18所示從A到B，其編程計(jì)算方法如下： 絕對(duì)：G90 G00 X xb Z zb ; 增量：G91 G00 X (xb?xa) Z (zb?za) ; 絕對(duì)：G90 G01 X xb Z zb F f ; 增量：G91 G01 X(xb?xa) Z(zb?za) F f; 圖2-18 點(diǎn)、線控制 說(shuō)明： (1) 在G00時(shí)，X、Z軸分別以該軸的快進(jìn)速度向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)，行走路線通常

45、為折線。圖2-18所示的AB段，在G00時(shí)，刀具先以X、Z的合成速度方向移到C點(diǎn)，然后再由余下行程的某軸單獨(dú)地快速移動(dòng)而走到B點(diǎn)。 (2) 在G00時(shí)，軸移動(dòng)速度不能由F代碼來(lái)指定，只受快速修調(diào)倍率的影響。一般地，G00代碼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時(shí)，刀具以F指令的進(jìn)給速度由A向B進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)，并且控制裝置還需要進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，合理地分配各軸的移動(dòng)速度，以保證其合成運(yùn)動(dòng)方向與直線重合。在G01時(shí)的實(shí)際進(jìn)給速度等于F指令速度與進(jìn)給速度修調(diào)倍率的乘積。 HCNC1T系統(tǒng)中G01指令還可用于在兩相鄰軌跡線間自動(dòng)插入倒角或倒圓控制功能。圖2-19 倒角控制圖例

46、 在指定直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)的程序段尾，若： 加上C.，則插入倒角控制功能； 加上R.，則插入倒圓控制功能。 C后的數(shù)值表示倒角起點(diǎn)和終點(diǎn)距未倒角前兩相鄰軌跡線交點(diǎn)的距離，R后的值表示倒圓半徑。 如圖2-19所示幾段軌跡間，可使用倒角或倒圓控制功能編程。對(duì)應(yīng)部分程序?yàn)椋篛0001G91 G01 Z-75.0 R6.0;X40.0 Z-10.0 C3.0;Z-80.0;M02;注：(1) 第二直線段必須由點(diǎn)B而不是從點(diǎn)C開(kāi)始。(2) 在螺紋切削程序段中不得出現(xiàn)倒角控制指令。(3) X、Z軸指定的移動(dòng)量比指定的R或C小時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警。 2G02、G03圓弧控制 格式：G90 (G91) G02 X.

47、 Z. R. ( I. K.) F. G90 (G91) G03 X. Z. R. ( I. K. ) F.如圖2-20所示弧AB，編程計(jì)算方法如下：絕對(duì): G90 G02 X xb Z zb R r1 F f; R編程 或 G90 G02 X xb Z zb I(x1xa)/2 K(z1za) F f ; 增量: G91 G02 X(xbxa) Z(zbza) R r1 F f ; 或 G91G02 X(xbxa) Z(zbza)I(x1xa)/2 K(z1za)F f; 圖2-20 圓弧控制圖示弧BC，編程計(jì)算方法如下：絕對(duì): G90 G03 X xb Z zc R r2 Ff ; R編程

48、 或 G90 G03 X xb Z zc I(x2xb)/2 K(z2zb) Ff ;增量: G91 G03 X(xcxb) Z(zczb) R r2 F f ; 或 G91 G03 X(xcxb) Z(zczb) I(x2xb)/2 K(z2zb) F f ; 說(shuō)明： (1) G02、G03時(shí)，刀具相對(duì)工件以F指令的進(jìn)給速度，從當(dāng)前點(diǎn)向終點(diǎn)進(jìn)行插補(bǔ)加工；G02為順時(shí)針?lè)较驁A弧插補(bǔ)；G03為逆時(shí)針?lè)较驁A弧插補(bǔ)。 (2) 圓弧半徑編程時(shí)，當(dāng)加工圓弧段所對(duì)的圓心角為 0180時(shí)，R取正值，當(dāng)圓心角為180360時(shí)，R取負(fù)值。同一程序段中I、K、R同時(shí)指令時(shí)，R優(yōu)先，I、K無(wú)效。 (3) X、Z同時(shí)

49、省略時(shí)，表示起終點(diǎn)重合；若用I、K指令圓心，相當(dāng)于指令了360的弧；若用R編程時(shí)，則表示指令為0的弧。 G02 (G03) I. ; 整圓 G02 (G03) R. ; 不動(dòng) (4) 無(wú)論用絕對(duì)還是用相對(duì)編程方式，I、K都為圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量，為零時(shí)可省略。(也有的機(jī)床廠家指令I(lǐng)、K為起點(diǎn)相對(duì)于圓心的坐標(biāo)增量。) 3G04暫停延時(shí) 格式：G04 P. 后跟整數(shù)值，單位ms(微秒) 或 G04 X ( U ) . 后跟帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)，單位s(秒) 由于在兩不同軸進(jìn)給程序段轉(zhuǎn)換時(shí)存在各軸的自動(dòng)加減速調(diào)整，可能導(dǎo)致刀具在拐角處的切削不完整。如果拐角精度要求很?chē)?yán)，其軌跡必須是直角時(shí)，應(yīng)在拐角處

50、使用暫停指令。 例如：欲停留1.5 s時(shí)，程序段為：G04 X1.5; 或：G04 P1500 ; 4G20、G21-輸入數(shù)據(jù)單位設(shè)定，即單位制式(英制和公制)的設(shè)定 G20和G21是兩個(gè)互相取代的G代碼，機(jī)床出廠時(shí)將根據(jù)使用區(qū)域設(shè)定默認(rèn)狀態(tài)，但可按需要重新設(shè)定。在我國(guó)一般均以公制單位設(shè)定(如G21)，常用于公制(單位: mm)尺寸零件的加工。如果一個(gè)程序開(kāi)始用G20指令，則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)均為英制(單位：in/10)；在一個(gè)程序內(nèi)，不能同時(shí)使用G20與G21指令，且必須在坐標(biāo)系確定之前指定。系統(tǒng)對(duì)本指令狀態(tài)具有斷電記憶功能，一次指定，持續(xù)有效，直到被另一指令取代。圖2-21 精車(chē)輪廓

51、編程圖例2.3.4 編程實(shí)例 該零件車(chē)削的整體程序由程序頭、程序主干和程序尾組成。 一般地，程序頭包括程序番號(hào)，建立工件坐標(biāo)系，啟動(dòng)主軸，開(kāi)啟切削液，從起刀點(diǎn)快進(jìn)到工件要加工的部位附近等準(zhǔn)備工作。程序主干則是由具體的車(chē)削輪廓的各程序段組成，有必要的話可含子程序調(diào)用。程序尾包括快速返回起刀點(diǎn)，關(guān)主軸和切削液，程序結(jié)束停機(jī)等。若以工件右端軸心為原點(diǎn)，則程序如下：O0003G92 X70.0 Z64.0;S630 M03;G90 G00 X20.0 Z2.0;G01 Z8.0 F10;G02 Z22.0 R12.0;G01 Z26.0;G04 X2.0;G01 X24.0;G03 X44.0 Z36

52、.0 R10.0;G01 Z66.0; X55.0;G00 X70.0 Z64.0;M05;M02; 程序頭程序主干程序尾 2.3.5 程序輸入及上機(jī)調(diào)試 現(xiàn)以HCNC1T系統(tǒng)為例講述程序輸入與上機(jī)調(diào)試。 1程序輸入及編輯修改 方法一 利用一般的文本編輯器，輸入編輯程序。程序編寫(xiě)完成后以O(shè)0001作文件名保存，不要帶后綴(擴(kuò)展名)。 方法二 可直接在CNC軟件環(huán)境中進(jìn)行。由第二層菜單中的“零件程序”“編輯程序”“打開(kāi)程序”進(jìn)行。之后在光標(biāo)處輸入程序號(hào)并回車(chē)，然后即可開(kāi)始輸入編輯程序。程序編寫(xiě)完成后可按F3功能鍵保存。 HCNC1T數(shù)控系統(tǒng)要求程序必須以“O”作為開(kāi)頭的第一個(gè)字母；否則，程序調(diào)入

53、時(shí)就要出錯(cuò)。此外，還要求每一程序行行尾必須以“；”作結(jié)束，程序中盡量避免寫(xiě)入系統(tǒng)不能識(shí)別的指令。應(yīng)牢記，程序格式的基本組成是一個(gè)字母后跟一些數(shù)字，不允許出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)字母，或缺少字母的連續(xù)兩組數(shù)字，特別是，字母“O”和數(shù)字“0”不能寫(xiě)混。編寫(xiě)的程序存成文件時(shí)，文件名必須也是以”O(jiān)“作首字母，后跟四位數(shù)字，不用帶后綴。 2程序調(diào)用 要想調(diào)入已編寫(xiě)好的程序，應(yīng)按“自動(dòng)方式”“內(nèi)存方式”菜單層次項(xiàng)，至出現(xiàn)程序列表后，再移動(dòng)光標(biāo)到需調(diào)入的程序號(hào)處并回車(chē)即可；若當(dāng)前頁(yè)沒(méi)有所需程序，可按“Pgup”、“Pgdn”前后翻頁(yè)查找。 只要修改過(guò)程序，就必須重新用內(nèi)存方式調(diào)用，才可按修改后的程序內(nèi)容運(yùn)行；否則，運(yùn)行

54、的還是修改前的程序內(nèi)容。如果程序執(zhí)行時(shí)被非正常中止，則必須先按F9鍵取消自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，然后才可進(jìn)行其他操作，如點(diǎn)動(dòng)、步進(jìn)和程序編輯等。 3自動(dòng)運(yùn)行 當(dāng)用上述方法調(diào)入某程序，并對(duì)好刀后，即可按F10鍵或按機(jī)床上的“循環(huán)啟動(dòng)”鍵，開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行。如中途想暫停運(yùn)行，可按機(jī)床面板上的“進(jìn)給保持”鍵，則X、Z軸方向的進(jìn)給將暫時(shí)停止，直至再按“循環(huán)啟動(dòng)”時(shí)便可繼續(xù)執(zhí)行。(此時(shí)，主軸并不停轉(zhuǎn)；若要主軸停，應(yīng)按“主軸停轉(zhuǎn)”鍵；但按循環(huán)啟動(dòng)前，必須先按“主軸正轉(zhuǎn)”鍵以啟動(dòng)主軸。) 若想徹底中斷程序的繼續(xù)運(yùn)行，可按鍵盤(pán)上的功能鍵F9，取消運(yùn)行。2.4 車(chē)削循環(huán)程序編寫(xiě)與調(diào)試2.4.1 簡(jiǎn)單車(chē)削循環(huán) 1G80-外圓車(chē)

55、削循環(huán) 格式：G90 ( G91 ) G80 X. Z. I. F. 算法：G90 G80 X xb Z zb I (xc/2xb/2) F f 或 G91 G80 X(xbxa) Z(zbza)I(xc/2xb/2) F f 如圖2-22所示，刀具從循環(huán)起點(diǎn)A開(kāi)始，按著箭頭所指的路線行走，先走X軸快進(jìn)(G00速度，用R表示)，到外圓錐面切削起點(diǎn)C后，再工進(jìn)切削(F指令速度，用F表示)，到外圓錐面的切削終點(diǎn)B；然后，軸向退刀；最后，又回到循環(huán)起點(diǎn)A。當(dāng)用絕對(duì)編程方式時(shí)，X、Z后的值為外圓錐面切削終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值；當(dāng)用增量編程方式時(shí)，X、Z后的值為外圓錐面切削終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)增量。而無(wú)論

56、用何種編程方式，I后的值總是外圓錐面切削起點(diǎn)(并非循環(huán)起點(diǎn))與外圓錐面切削終點(diǎn)的半徑差。當(dāng)I值為零省略時(shí)，即為圓柱面車(chē)削循環(huán)。X、Z、I后的值都可正可負(fù)。也就是說(shuō)，本固定循環(huán)指令既可用于軸的車(chē)削，也可用于內(nèi)孔的車(chē)削，如圖2-23所示。圖2-22 外圓車(chē)削循環(huán)圖2-23 不同I值時(shí)的情形 2G81端面車(chē)削循環(huán) 格式：G90 ( G91 ) G81 X. Z. K. F. 算法：G90 G81 X xb Z zb K (zczb) F f 或 G91 G81 X(xbxa) Z(zbza) K (zczb) F f 如圖2-24所示，刀具從循環(huán)起點(diǎn)開(kāi)始，按箭頭所指的路線行走(先走Z軸)，最后又回到

57、循環(huán)起點(diǎn)。當(dāng)用絕對(duì)編程方式時(shí)，X、Z后的值為錐端面切削終點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)值；當(dāng)用增量編程方式時(shí)，X、Z后的值為錐端面切削終點(diǎn)相對(duì)于循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)增量。無(wú)論用何種編程方式，K后的值總為錐面切削終點(diǎn)與錐面切削起點(diǎn)(并非循環(huán)起點(diǎn))的Z坐標(biāo)之差。當(dāng)K值為零省略時(shí)，即為端平面車(chē)削循環(huán)。X、Z、K后的值都可正可負(fù)。也就是說(shuō)，本固定循環(huán)指令既可用于外部軸端面的車(chē)削，也可用于孔內(nèi)端面的車(chē)削，如圖2-25所示。圖2-24 端面車(chē)削循環(huán)圖2-25 不同K值時(shí)的情形例1 如圖2-26及圖2-27所示零件。切削路線： 第一刀 ABCDA 第二刀 AEFDA 第三刀 AGHDA圖2-26 外圓車(chē)削圖例 圖2-27 外圓車(chē)削

58、圖例采用直徑、絕對(duì)編程方式編程如下：O0004 O0005G92 X56.0 Z70.0; G92 X35.0 Z41.48;S1000M03; S1000M03;G90 G80 X40.0 Z20.0 I?5.0 F30.0; G90 G81 X15.0 Z33.48 K?3.48 F30.0;G80 X30.0 Z20.0 I?5.0; G81 X15.0 Z31.48 K?3.48;G80 X20.0 Z20.0 I?5.0; G81 X15.0 Z28.78 K?3.48;M05M02; M05M02;直徑、增量編程方式：O0006 O0007S400 M03; S400 M03;G9

59、1 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; G81 X?20.0 Z?10.0 K?3.48; G80 X?36.0 Z?50.0 I?5.0; G81 X?20.0 Z?12.7 K?3.48; M05M02; M05M02; 圖2-28 階梯軸車(chē)削 例2 如圖2-28所示階梯軸零件，先用G80循環(huán)兩次車(chē)至30的外圓柱面，再用G81循環(huán)四次車(chē)錐端面和前端15的圓柱面。 兩次車(chē)削循環(huán)的起點(diǎn)分別為a和A，設(shè)其坐標(biāo)位置分別為：A(75,35)、a(72,45

60、)，兩次的切削路線分別為：矩形循環(huán)區(qū)aba;梯形循環(huán)區(qū)ABA。用直徑、絕對(duì)方式編程：O0008S400 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; 手工換刀G81 X15.0 Z65.0 K13.33 F30.0 ; G81 X15.0 Z60.0 K13.33 ;G81 X15.0 Z55.0 K13.33 ;G81 X15.0 Z50.0 K13.33 ; M02 2.4.2 粗車(chē)復(fù)合循環(huán)程序 1G71-外圓粗車(chē)復(fù)合循環(huán) 如圖2-29所示，工件成品形狀為