数控机床技术(第三章数控车削编程).ppt

数数控控技技术术 河北理工大学机械工程学院工程训练中心 张好强v3.1 数控车削编程特点及坐标系数控车削编程特点及坐标系 v3.2 数控车削工艺数控车削工艺 v3.3 数控车削编程数控车削编程 v3.4 数控车削编程综合实例数控车削编程综合实例 第三章数控车削编程第三章数控车削编程第三章数控车削编程3.1 3.1 数控车削编程特点及坐标系数控车削编程特点及坐标系 数控车床主要用于数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转加工轴类、盘类等回转体零件。车削中心则可体零件。车削中心则可在一次装夹中完成更多在一次装夹中完成更多的加工工序。的加工工序。第三章数控车削编程一、数控车削编程特点一、数控车削编程特点 1 1）坐标：数控车床径向为）坐标：数控车床径向为x x轴、纵向为轴、纵向为z z轴。轴。x x和和z z坐标指令，在按绝对坐标编程时使用代码坐标指令，在按绝对坐标编程时使用代码X X和和Z Z，按，按增量编程时使用代码增量编程时使用代码U U和和W W。切削圆弧时，使用。切削圆弧时，使用I I和和K K表表示圆弧起点相对圆心的相应坐标增量值或者使用半径示圆弧起点相对圆心的相应坐标增量值或者使用半径R R值代替值代替I I、K K值。值。2 2）通常采用直径编程方式。）通常采用直径编程方式。X X轴的指令值取零件轴的指令值取零件图样上的直径值。当用增量值编程时，以径向实际位图样上的直径值。当用增量值编程时，以径向实际位移量的两倍值表示，并附上方向符号（正向可以省略）移量的两倍值表示，并附上方向符号（正向可以省略）。第三章数控车削编程 3 3）在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，）在一个程序段中，根据图样上标注的尺寸，可以采用绝对值编程、增量值编程。对于可以采用绝对值编程、增量值编程。对于FANUCFANUC系统系统还可以采用二者混合编程的方法。还可以采用二者混合编程的方法。4 4）数控车床的数控系统通常具备各种不同形式）数控车床的数控系统通常具备各种不同形式的固定循环，如内、外圆柱面固定循环，内、外锥面的固定循环，如内、外圆柱面固定循环，内、外锥面固定循环，端面固定循环，切槽循环，内、外螺纹固固定循环，端面固定循环，切槽循环，内、外螺纹固定循环及组合面切削循环等。定循环及组合面切削循环等。5 5）大多数数控车床的数控系统都具有刀尖圆弧）大多数数控车床的数控系统都具有刀尖圆弧半径自动补偿功能。半径自动补偿功能。第三章数控车削编程二、数控车床的原点与参考点二、数控车床的原点与参考点1 1机床原点机床原点 数控机床的原点就是机床坐标系的原点并且不数控机床的原点就是机床坐标系的原点并且不能改变。数控车床的机床原点为主轴旋转中心与卡能改变。数控车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后的主轴端面的交点，通常用符号盘后的主轴端面的交点，通常用符号 表示机床原表示机床原点，如图所示。点，如图所示。第三章数控车削编程2 2参考点参考点 参考点是数控机床上的一个固定不变的极限点，参考点是数控机床上的一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块来确定。数控机床参考点的位置是其位置由机械挡块来确定。数控机床参考点的位置是由数控机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确由数控机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此，参考点调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此，参考点对机床原点的坐标是一个已知数。每次回参考点时系对机床原点的坐标是一个已知数。每次回参考点时系统显示的数值必须相同，否则加工有误差。数控机床统显示的数值必须相同，否则加工有误差。数控机床参考点通常是离数控机床原点最远的极限点，通常用参考点通常是离数控机床原点最远的极限点，通常用符号符号 表示机床参考点。表示机床参考点。第三章数控车削编程3 3工件原点（编程原点）工件原点（编程原点）工件原点是确定被加工工件几何形体上各要素位工件原点是确定被加工工件几何形体上各要素位置的基准。数控车床编程时，工件原点应选在工件的置的基准。数控车床编程时，工件原点应选在工件的旋转中心上。数控车削零件的编程原点可以选择在工旋转中心上。数控车削零件的编程原点可以选择在工件左、右端面，也可以选择在工件的纵向对称中心或件左、右端面，也可以选择在工件的纵向对称中心或其他位置，通常用符号其他位置，通常用符号 表示工件原点。下图所示表示工件原点。下图所示的编程原点选在零件的右端面。的编程原点选在零件的右端面。第三章数控车削编程第三章数控车削编程三、坐标系三、坐标系1 1机床坐标系机床坐标系 数控车床的机床坐标系在出厂前已经调整好，一数控车床的机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。般情况下，不允许用户随意变动。如图所示，以数控车床原点为坐标原点建起来的如图所示，以数控车床原点为坐标原点建起来的直角坐标系直角坐标系OXZOXZ，称为数控车床的机床坐标系。，称为数控车床的机床坐标系。第三章数控车削编程2 2工件坐标系工件坐标系 以工件原点为坐标原点建起来的以工件原点为坐标原点建起来的X X，Z Z轴直角坐标系。轴直角坐标系。X X轴正向和刀具的布置有关，当刀具位于靠近操作者一侧时轴正向和刀具的布置有关，当刀具位于靠近操作者一侧时（即前置刀架），（即前置刀架），X X的正向如图的正向如图a a所示；反之当刀具远离操所示；反之当刀具远离操作者一侧时（即后置刀架），作者一侧时（即后置刀架），X X的正向如图的正向如图b b所示。所示。数控车床工件坐标系的原点一般在工件的右端面或左数控车床工件坐标系的原点一般在工件的右端面或左端面上，以便于测量或对刀。工件坐标系与机床坐标系的端面上，以便于测量或对刀。工件坐标系与机床坐标系的坐标方向一致，坐标方向一致，X X轴对应径向，轴对应径向，Z Z轴对应轴向。轴对应轴向。第三章数控车削编程第三章数控车削编程3 3刀位点刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。各类刀的刀位点征的点，也是对刀和加工的基准点。各类刀的刀位点如图所示。如图所示。平头立铣刀平头立铣刀球头铣刀球头铣刀钻头钻头车刀、镗刀车刀、镗刀第三章数控车削编程3 3对刀对刀 对刀点：对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对刀点：对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准点。对位置的基准点。对刀点可在零件上，也可设在夹具对刀点可在零件上，也可设在夹具上，用于确定工件坐标系与机床坐标系的相对位置。上，用于确定工件坐标系与机床坐标系的相对位置。对刀点的选择原则：对刀点的选择原则：a a）在机床上对刀方便、便于观察和检测。）在机床上对刀方便、便于观察和检测。b b）编程时便于数学处理和有利于简化编程。）编程时便于数学处理和有利于简化编程。c c）对刀点可选择在零件上或夹具上。）对刀点可选择在零件上或夹具上。d d）为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对）为提高零件的加工精度，减少对刀误差，对 刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。刀点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。第三章数控车削编程1.1.手动对刀的过程大致如下：手动对刀的过程大致如下：l l）返回参考点返回参考点。2 2）试切外圆。试切外圆。如图所示，工件安装好后，用如图所示，工件安装好后，用MDIMDI（手动数据输入）方式操纵机床将工件外圆表面（手动数据输入）方式操纵机床将工件外圆表面试切一刀，然后保持刀具在试切一刀，然后保持刀具在X X轴方向上的位置不变，轴方向上的位置不变，沿沿Z Z轴方向退刀、停止主轴转动，测量试切后的直径轴方向退刀、停止主轴转动，测量试切后的直径d d，此即当前位置上刀尖在工件坐标系中的，此即当前位置上刀尖在工件坐标系中的X X值。值。O 确定刀尖在确定刀尖在X向的位置向的位置 d第三章数控车削编程 3 3）试切端面。试切端面。用同样的方法再将工件右端面试用同样的方法再将工件右端面试切一刀，保持刀具切一刀，保持刀具Z Z坐标不变，沿横向（坐标不变，沿横向（X X向）退刀。向）退刀。当取工件右端面当取工件右端面0 0为工件原点时，对刀输入为为工件原点时，对刀输入为Z0Z0，当，当取工件左端面为工件原点时，测出试切端面至预定的取工件左端面为工件原点时，测出试切端面至预定的工件原点的距离工件原点的距离L L，此即当前位置处刀尖在工件坐标，此即当前位置处刀尖在工件坐标系中的系中的Z Z值。值。O 确定刀尖在确定刀尖在Z向的位置向的位置LOL 根据根据d d和和L L值，即值，即可确定刀具在工件坐可确定刀具在工件坐标系中的位置。标系中的位置。第三章数控车削编程第三章数控车削编程2.2.机外对刀仪对刀机外对刀仪对刀 机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间台基准之间X X及及Z Z方向的距离。方向的距离。利用机外对刀仪可将刀利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。输入相应刀具补偿号即可以使用。第三章数控车削编程3.3.自动对刀自动对刀 自动对刀是通过自动对刀是通过刀尖检测系统刀尖检测系统实现的，刀尖以设实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。自动修正刀具补偿值。第三章数控车削编程第三章数控车削编程3.2 3.2 数控车削工艺数控车削工艺一、走刀路线的确定一、走刀路线的确定 精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，所以确定进给路线的工作重点，主要在序进行的，所以确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线。于确定粗加工及空行程的进给路线。进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径。的路径。包括切削加工的路径及刀具切入、切出等包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。非切削空行程。总则：走刀路线最短、程序段数目最少、数值总则：走刀路线最短、程序段数目最少、数值计算简单、便于保证加工质量。计算简单、便于保证加工质量。第三章数控车削编程1 1最短的空行程路线最短的空行程路线 设置循环起点设置循环起点:如图所示为采用矩形循环方式进行粗车的一般情如图所示为采用矩形循环方式进行粗车的一般情况。显然，图况。显然，图b b所示的进给路线短。所示的进给路线短。第三章数控车削编程2 2最短的切削进给路线最短的切削进给路线3 3大余量毛坯的阶梯切削进给路线大余量毛坯的阶梯切削进给路线 图图a a是错误的阶梯切削路线，图是错误的阶梯切削路线，图b b按按1-51-5的顺序的顺序切削，每次切削所留余量相等，是正确的阶梯切切削，每次切削所留余量相等，是正确的阶梯切削路线。因为在同样背吃刀量的条件下，按图削路线。因为在同样背吃刀量的条件下，按图a a的的方式加工所剩的余量过多。方式加工所剩的余量过多。第三章数控车削编程4 4完工轮廓的连续切削进给路线完工轮廓的连续切削进给路线 在安排精加工工序时，其零件的完工轮廓应由在安排精加工工序时，其零件的完工轮廓应由最后一刀连续加工而成，刀具的进、退刀位置要考最后一刀连续加工而成，刀具的进、退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等缺陷。变或滞留刀痕等缺陷。第三章数控车削编程二、夹具和刀具的选择二、夹具和刀具的选择 1 1夹具的选择夹具的选择 用于轴类工件的夹具有自动夹紧拨动卡盘、拨齿顶尖、三用于轴类工件的夹具有自动夹紧拨动卡盘、拨齿顶尖、三爪拨动卡盘和快速可调万能卡盘等。用于盘类工件的夹具主要爪拨动卡盘和快速可调万能卡盘等。用于盘类工件的夹具主要有可调卡爪式卡盘和快速可调卡盘。有可调卡爪式卡盘和快速可调卡盘。2 2刀具的选择刀具的选择 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足大背吃粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足大背吃刀量、大进给量的要求。刀量、大进给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。要求。此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和此外，为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机夹刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高机夹刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质合金刀具和高速钢刀具两种。速钢刀具两种。第三章数控车削编程3 3车刀和刀片的种类车刀和刀片的种类 车刀的种类异常繁多、车刀可以分为整体式车刀车刀的种类异常繁多、车刀可以分为整体式车刀（如高速工具钢刀具）、焊接式车刀（硬质合金车刀）（如高速工具钢刀具）、焊接式车刀（硬质合金车刀）与机械夹固式车刀（有重磨和不重磨两种）。与机械夹固式车刀（有重磨和不重磨两种）。根据工件加工表面以及用途不同，车刀又可分为根据工件加工表面以及用途不同，车刀又可分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成形车刀等。以及成形车刀等。第三章数控车削编程三、切削用量的选择三、切削用量的选择 粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量，粗车时，首先考虑选择一个尽可能大的背吃刀量，其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切其次选择一个较大的进给量，最后确定一个合适的切削速度。削速度。精车时，应选用较小的背吃刀量和进给量，并选精车时，应选用较小的背吃刀量和进给量，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。能提高切削速度。此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说此外，在安排粗、精车削用量时，应注意机床说明书给定的允许切削用量范围。对于主轴采用交流变明书给定的允许切削用量范围。对于主轴采用交流变频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，频调速的数控车床，由于主轴在低转速时扭矩降低，尤其应注意此时的切削用量选择。尤其应注意此时的切削用量选择。第三章数控车削编程 本节主要以本节主要以FANUC-0TFANUC-0T数控系统为例，讨论数控数控系统为例，讨论数控车削基本编程方法。掌握数控车削编程指令，关键车削基本编程方法。掌握数控车削编程指令，关键是对指令及其格式的理解。是对指令及其格式的理解。3.3 3.3 数控车削编程数控车削编程一、数控加工中常用的术语一、数控加工中常用的术语第三章数控车削编程1 1、插补、插补 在数控加工中，一般已知运动轨迹的起点坐标、在数控加工中，一般已知运动轨迹的起点坐标、终点坐标和曲线方程，如何使切削加工运动沿着预定终点坐标和曲线方程，如何使切削加工运动沿着预定轨迹移动呢？数控系统根据这些信息实时地计算出各轨迹移动呢？数控系统根据这些信息实时地计算出各个中间点的坐标，通常把这个过程称为个中间点的坐标，通常把这个过程称为“插补插补”。插补运算的任务就是在已知加工轨迹曲线的起点插补运算的任务就是在已知加工轨迹曲线的起点和终点间进行和终点间进行“数据点的密化数据点的密化”。加工各种形状的零件轮廓时，必须控制刀具相对加工各种形状的零件轮廓时，必须控制刀具相对工件以给定的速度沿指定的路径运动，即控制各坐标工件以给定的速度沿指定的路径运动，即控制各坐标轴依某一规律协调运动，这一功能为插补功能。轴依某一规律协调运动，这一功能为插补功能。平面曲线的轨迹需要两个运动来协调；空间曲线平面曲线的轨迹需要两个运动来协调；空间曲线或立体曲面则要求三个以上的坐标产生协调运动。或立体曲面则要求三个以上的坐标产生协调运动。第三章数控车削编程插插补补：是是在在每每个个插插补补周周期期（极极短短时时间间，一一般般为为毫毫秒秒级级）内内，根根据据指指令令、进进给给速速度度计计算算出出一一个个微微小小直直线线段段的的数数据据，刀刀具具沿沿着着微微小小直直线线段段运运动动，经经过过若若干干个个插插补补周周期期后，刀具从起点运动到终点，完成轮廓的加工。后，刀具从起点运动到终点，完成轮廓的加工。把把计计算算插插补补点点的的工工作作称称为为插插补补运运算算，实实现现插插补补运运算的装置叫算的装置叫插补器插补器。直直线线插插补补：具具有有沿沿平平滑滑直直线线分分配配脉脉冲冲功功能能的的叫叫直直线线插插补。实现这种直线插补运算的装置叫直线插补器。补。实现这种直线插补运算的装置叫直线插补器。圆圆弧弧插插补补：具具有有沿沿圆圆弧弧分分配配脉脉冲冲功功能能的的叫叫圆圆弧弧插插补补。实现这种圆弧插补运算的装置叫圆弧插补器。实现这种圆弧插补运算的装置叫圆弧插补器。插插补补运运算算可可以以用用逻逻辑辑电电路路实实现现，在在CNC数数控控机机床床中是靠软件来实现的中是靠软件来实现的。第三章数控车削编程2、刀具半径补偿、刀具半径补偿 数数控控装装置置能能使使刀刀具具中中心心从从零零件件实实际际轮轮廓廓上上偏偏离离一一个个指指定定的的刀刀具具半半径径值值（补补偿偿值值）并并使使刀刀具具中中心心在在这这一一被被补补偿偿的的轨轨迹迹上上运运动动，从从而而把把工工件件加加工工成成图图纸纸上要求的轮廓形状。上要求的轮廓形状。编编程程按按零零件件实实际际轮轮廓廓编编程程，其其刀刀补补值值用用“刀刀具具半径拨码盘半径拨码盘”或键拨入。或键拨入。刀具半径补偿刀具半径补偿第三章数控车削编程精精加工时刀补值加工时刀补值=实际刀具半径值实际刀具半径值粗加工时刀补值粗加工时刀补值=实际刀具半径值实际刀具半径值+精加工余量精加工余量第三章数控车削编程3绝对值编程与增量值编程绝对值编程与增量值编程 SIEMENS SIEMENS数控系统用数控系统用G G功能字指定是绝对值编程功能字指定是绝对值编程还是增量值编程：还是增量值编程：G90G90指定尺寸值为绝对坐标位，指定尺寸值为绝对坐标位，G91G91指定尺寸位为增量坐标值。其特点是同条程序指定尺寸位为增量坐标值。其特点是同条程序段中只能用一种，不能混用；同坐标轴方向尺寸字段中只能用一种，不能混用；同坐标轴方向尺寸字的地址符是相同的。的地址符是相同的。FANUCFANUC系统用尺寸字的地址符指定是绝对值编系统用尺寸字的地址符指定是绝对值编程还是增量值编程：绝对坐标值的尺寸字地址符用程还是增量值编程：绝对坐标值的尺寸字地址符用X X、Y Y、Z Z，增量坐标值的尺寸字地址符用，增量坐标值的尺寸字地址符用U U、V V、W W。其特点是同一程序段中绝对坐标和增量坐标可以混其特点是同一程序段中绝对坐标和增量坐标可以混用。绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的用。绝对值编程与增量值编程混合起来进行编程的方法称为混合编程。方法称为混合编程。例如例如G00 X30 W-20G00 X30 W-20第三章数控车削编程二、常用的二、常用的G代码代码1快速点定位指令快速点定位指令G00 格式：格式：G00 X（U）Z（w）；）；X（U）Z（W）为目标点坐标。）为目标点坐标。G00指令命令刀具快速从当前所在点运动到目标点。只是快指令命令刀具快速从当前所在点运动到目标点。只是快速定位，无轨迹要求通常其运动轨迹由几条直线组成。需注意刀速定位，无轨迹要求通常其运动轨迹由几条直线组成。需注意刀具是否和工件及夹具发生干涉。具是否和工件及夹具发生干涉。2直线插补指令直线插补指令G01 格式：格式：G0l X（U）Z（W）F；X（U）Z(W）为目标点坐标，）为目标点坐标，F为进给速度。为进给速度。G0l指令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的指令刀具在两坐标或三坐标间以插补联动方式按指定的F进给速度作任意斜率的直线运动。进给速度作任意斜率的直线运动。G0l指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺指令后的坐标值取绝对值编程还是取增量值编程，由尺寸字地址决定。有的数控车床由寸字地址决定。有的数控车床由G90、G91功能字指定。功能字指定。第三章数控车削编程第三章数控车削编程 例：例：G00G00、G01G01的应用。的应用。如图如图3-223-22，编制从点，编制从点A A到点到点E E的数控车削程序，分别的数控车削程序，分别用绝对坐标和增量坐标编程。用绝对坐标和增量坐标编程。第三章数控车削编程3.3.圆弧插补指令圆弧插补指令G02G02和和G03G03v所所谓谓的的圆圆弧弧插插补补就就是是控控制制数数控控机机床床在在各各坐坐标标平平面内执行圆弧运动，将工件切削出圆弧轮廓。面内执行圆弧运动，将工件切削出圆弧轮廓。v顺时针方向切削的为顺时针方向切削的为G02G02（CWCW）逆时针方向切削逆时针方向切削的为的为G03G03（CCW)CCW)第三章数控车削编程第三章数控车削编程 （1 1）圆弧插补指令圆弧插补指令G02G02及及G03G03的格式的格式va a）平面选择是指在那个坐标平面内进行圆）平面选择是指在那个坐标平面内进行圆弧插补，各弧插补，各G G代码功能为：代码功能为：v G17G17 X XY Y平面平面v G18G18 Z ZX X平面平面v G19G19 Y YZ Z平面平面 第三章数控车削编程vb b）旋转方向是指刀具前进的方向。）旋转方向是指刀具前进的方向。各各G G代码功能为：代码功能为：v G02G02顺时针方向顺时针方向 G03G03逆时针方向逆时针方向vc c）圆弧终点位置是指刀具切削的圆弧最后那一点）圆弧终点位置是指刀具切削的圆弧最后那一点vG90G90状状态态下下，指指X X、Y Y、Z Z中中的的两两个个坐坐标标在在工工件件坐坐标系中的终点位置。标系中的终点位置。vG91G91状状态态下下，指指X X、Y Y、Z Z中中的的两两个个坐坐标标从从起起点点到到终点的增量距离。终点的增量距离。vd d）圆弧中心）圆弧中心I I、J J、K K、R R的含义分别为：的含义分别为：vI I：从起点到圆心的矢量从起点到圆心的矢量在在X X方向的分量。方向的分量。v J J：从起点到圆心的矢量：从起点到圆心的矢量在在Y Y方向的分量。方向的分量。v K K：从起点到圆心的矢量在从起点到圆心的矢量在Z Z方向的分量。方向的分量。v R R：圆弧半径。圆弧半径。第三章数控车削编程（2 2）I I、J J、K K指令的使用指令的使用v例例：刀刀具具的的起起始始点点A A点点，圆圆弧弧半半径径R30R30，圆圆弧弧中中心心坐标（坐标（1010，1010）。）。ABIJ（圆弧起点）（圆弧终点）中心YX10 20 40 402010第三章数控车削编程a a）绝对指令状态绝对指令状态 G90 G03 X20 Y40 I-30 J-10 F100G90 G03 X20 Y40 I-30 J-10 F100；b b）增量指令状态）增量指令状态 G91 G03 X-20 Y20 I-30 J-10 F100;G91 G03 X-20 Y20 I-30 J-10 F100;G90G90、G91G91状状态态下下，I I、J J、K K的的数数值值都都使使用增量值。用增量值。G90G90、G91G91状态下，状态下，I I、J J、K K的数值都使用增量值。的数值都使用增量值。第三章数控车削编程（3 3）圆弧半径圆弧半径R R指令指令 例：加工从例：加工从A A点加工到点加工到B B点的圆弧。点的圆弧。a)a)绝对指令绝对指令:G90 G02 X70 Y20 R50 F100;G90 G02 X70 Y20 R50 F100;b)b)增量指令增量指令:G91 G02 X50 Y-50 R50 F100G91 G02 X50 Y-50 R50 F100；第三章数控车削编程 进行整圆插补时，编程时必须使用进行整圆插补时，编程时必须使用I I，J J，K K指令来指令来指定圆弧中心。如果使用半径指定圆弧中心。如果使用半径R R指令进行整圆插补，则指令进行整圆插补，则系统认为是系统认为是0 0度圆弧，刀具将不做任何运动。度圆弧，刀具将不做任何运动。例如：顺时针切削半径例如：顺时针切削半径4040的整圆的整圆 （1 1）从）从A A点开始点开始 绝对编程：绝对编程：G90 G02 X0G90 G02 X0 Y40Y40 J J4040 F100F100；（2 2）从）从B B点开始点开始 绝对编程：绝对编程：G90 G02 X40G90 G02 X40 Y0Y0 I I4040 F100F100；如果上面的程序段写成如果上面的程序段写成G90(G91)G02 X40 Y0 R40G90(G91)G02 X40 Y0 R40时，那么刀具将不做任何切削运动。时，那么刀具将不做任何切削运动。（4 4）整圆插补时整圆插补时I I、J J、K K的使用的使用70202070XYR50起点终点第三章数控车削编程a)a)圆弧插补时，必须有平面选择指令；圆弧插补时，必须有平面选择指令；b)b)平面选择指令中除平面选择指令中除G17G17可省略外，可省略外，G18G18、G19G19都不能省略；都不能省略；c)c)圆弧插补时必须指定进给速度圆弧插补时必须指定进给速度F F；d)Id)I、J J、K K的数值永远是的数值永远是增量值增量值；e)e)整圆切削不能用整圆切削不能用R R来指定圆弧半径，只能用来指定圆弧半径，只能用I I，J J，K K来指定；来指定；f)f)如同一程序段中同时指定如同一程序段中同时指定I I，J J，K K和和R R，则，则R R有效有效，I I，J J，K K 被忽略被忽略g)g)在圆弧插补编程时，在圆弧插补编程时，X0X0，Y0Y0，Z0Z0和和I0I0，J0J0，K0K0均可省略；均可省略；h)h)用指令用指令R R来指定圆弧半径时，当圆弧角度小于或等于来指定圆弧半径时，当圆弧角度小于或等于180180度时，度时，R R值值为正；当圆弧角度大于为正；当圆弧角度大于180180度小于度小于360360度时，度时，R R值为负。值为负。（5 5）圆弧插补指令使用注意事项）圆弧插补指令使用注意事项G90 G02 X70Y20R50F100；v例题：例题：刀具起始点为坐标原点，其终点也是原点，刀具起始点为坐标原点，其终点也是原点，走刀方向为顺时针，进给速度为走刀方向为顺时针，进给速度为F100F100。vO1234O1234（G00-G01-G02-G03G00-G01-G02-G03）；）；vN10 G90 G17 G00 X0 Y0 Z10 S1000 M03;N10 G90 G17 G00 X0 Y0 Z10 S1000 M03;vN20 X-60 Y-40;N20 X-60 Y-40;vN30 G01 Z-2 F100;N30 G01 Z-2 F100;vN40 Y0;N40 Y0;vN50 G02 X0 Y60 I60 J0;N50 G02 X0 Y60 I60 J0;vN60 G01 X40 Y0;N60 G01 X40 Y0;vN70 G02 X0 Y-40 I-40 J0;N70 G02 X0 Y-40 I-40 J0;vN80 G01 X-60 Y-40;N80 G01 X-60 Y-40;vN90 Z10;N90 Z10;vN100 G00 X0 Y0;N100 G00 X0 Y0;vN110 M30;N110 M30;-4040-6060N1N2N3N4N5N6N7R40R60XY第三章数控车削编程第三章数控车削编程4 4暂停指令暂停指令G04G04 G04 G04指令可使刀具作短暂的无进给光整加工，一指令可使刀具作短暂的无进给光整加工，一般用于切槽、镗平面等场合。般用于切槽、镗平面等场合。指令格式：指令格式：G04 XG04 X（U/PU/P）；）；说明：地址码说明：地址码X X或或U U或或P P为暂停时间。其中为暂停时间。其中X X或或U U后后面可用带小数点的数，单位为面可用带小数点的数，单位为s s，P P后面不允许用小数后面不允许用小数点，单位为点，单位为msms。如。如G04 X5.0G04 X5.0，执行完前面的程序后，执行完前面的程序后，暂停暂停5 5秒，再接着执行下面的程序段；如秒，再接着执行下面的程序段；如G04 P1000G04 P1000，执行完前面的程序后，暂停执行完前面的程序后，暂停1 1秒，再接着执行下面的秒，再接着执行下面的程序段。程序段。v在轮廓加工中，由于刀具具有一定的半径，所以在加在轮廓加工中，由于刀具具有一定的半径，所以在加工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件的轮廓相重合，而工时不允许刀具中心轨迹与被加工工件的轮廓相重合，而需要与被加工轮廓偏置一个刀具半径值需要与被加工轮廓偏置一个刀具半径值R R的距离，只有这样的距离，只有这样才能加工出与图纸上一致的零件轮廓。我们管这种偏置功才能加工出与图纸上一致的零件轮廓。我们管这种偏置功能叫做刀具半径补偿。能叫做刀具半径补偿。刀具半径补偿的范围为刀具半径补偿的范围为0-999mm0-999mm，精度为精度为0.001-0.01mm0.001-0.01mm。v刀具半径补偿分为刀具半径补偿分为B B刀具半径补偿刀具半径补偿和和C C刀具半径补偿刀具半径补偿。B B补偿只能实现本程序段内的刀具半径补偿，而对程序段间补偿只能实现本程序段内的刀具半径补偿，而对程序段间的过渡不进行处理。的过渡不进行处理。C C补偿不仅能实现本程序段内的刀具半补偿不仅能实现本程序段内的刀具半径补偿，而且能够自动处理两个程序段之间的过渡形式。径补偿，而且能够自动处理两个程序段之间的过渡形式。第三章数控车削编程5.5.刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令G40G40、G41G41、G42G42（1 1）G40G40、G41G41、G42G42指令指令 G40 G40、G41G41和和G42G42指令均为模态指令均为模态G G代码。其中：代码。其中：v G41G41：左左偏偏刀刀具具补补偿偿，简简称称左左补补偿偿。所所谓谓的的左左补补偿偿就就是是沿沿着着刀具运动方向看（假设工件不动），刀具在工件的左侧。刀具运动方向看（假设工件不动），刀具在工件的左侧。v G42G42：右右偏偏刀刀具具补补偿偿，简简称称右右补补偿偿。就就是是沿沿着着刀刀具具前前进进的的方方向看，刀具在工件的右侧。向看，刀具在工件的右侧。v G40G40：刀具补偿注销。刀具补偿注销。第三章数控车削编程在前进方向 右侧补偿 补偿量 刀具旋转方向 刀 具 前 进 方 向(b)补偿量 刀具旋转方向 刀 具 前 进 方 向(a)刀具补偿方向(a)左刀补 (b)右刀补 a a）G41G41、G42G42指令格式指令格式 G17G17、G18G18、G19G19选选择择补补偿偿平平面面。D-D-代代表表偏偏置置寄寄存存器器的的地地址址,刀刀具具半半径径补补偿偿值值是是预预先先输输入入到到内内存存中中的的。例例如如刀刀具具的的半半径径值值是是5mm5mm，则则先先把把5 5输输入入到到偏偏置寄存器中，使用时用地址置寄存器中，使用时用地址D-D-调用。调用。D00 D00的偏置量总是零。故对的偏置量总是零。故对D00D00不设定偏置量。不设定偏置量。D第三章数控车削编程b b）G40G40指令格式指令格式v G40 G40的作用是取消刀具半径补偿，使刀具中心的作用是取消刀具半径补偿，使刀具中心的运动轨迹与编程轨迹重合。的运动轨迹与编程轨迹重合。G40第三章数控车削编程（2 2）刀具半径补偿使用说明）刀具半径补偿使用说明O0002O0002；vG90 G00 X0 Y0G90 G00 X0 Y0；vS1000 M03S1000 M03；vG41 X20 Y20 D01G41 X20 Y20 D01；刀补建立；刀补建立vG01 Y50 F100G01 Y50 F100；vX50X50；刀补进行刀补进行 vY20Y20；vX20X20；vG40 G00 X0 Y0G40 G00 X0 Y0；刀补取消刀补取消vM05M05；vM30M30；v刀具半径补偿分三个阶段：刀具半径补偿分三个阶段：刀补建立、刀补进刀补建立、刀补进行及刀补撤消行及刀补撤消 。第三章数控车削编程v刀补建立时必须满足的条件：刀补建立时必须满足的条件：在程序中必须包含在程序中必须包含G41G41或或G42G42指令；指令；补偿平面内有不为零的轴运动指令，如：补偿平面内有不为零的轴运动指令，如：X10Y20X10Y20；在程序中包含有不是在程序中包含有不是D00D00的补偿代号；的补偿代号；必须指定补偿平面（必须指定补偿平面（G17G17、G18G18、G19G19）；）；刀补建立时的插补指令必须是刀补建立时的插补指令必须是G00G00或或G01G01，而不能是而不能是G02G02或或G03G03指令。指令。在刀补进行阶段，无论执行在刀补进行阶段，无论执行G00G00、G01G01指令，还是指令，还是执行执行G02G02、G03G03指令，数控系统都会进行刀具半径补偿。指令，数控系统都会进行刀具半径补偿。在补偿有效阶段必须满足以下条件才能正确地加工出合在补偿有效阶段必须满足以下条件才能正确地加工出合格零件：格零件：v必须预先读入两个在同一坐标平面内的程序段，才能正必须预先读入两个在同一坐标平面内的程序段，才能正确地自动地计算出补偿以后的刀具运动轨迹；确地自动地计算出补偿以后的刀具运动轨迹；v在刀补进行阶段，编程时不能连续指定两个或两个以上在刀补进行阶段，编程时不能连续指定两个或两个以上的程序段为的程序段为Z Z轴运动指令、辅助功能或暂停指令等。轴运动指令、辅助功能或暂停指令等。第三章数控车削编程 在刀补进行阶段，如果数控程序中的一个程序段在刀补进行阶段，如果数控程序中的一个程序段满足下面任何一个条件时，数控系统将自动地进入刀满足下面任何一个条件时，数控系统将自动地进入刀补撤消阶段：补撤消阶段：指定了指定了G40G40指令指令；在某一程序段内；在某一程序段内指定指定刀具补偿代号刀具补偿代号D00D00。撤消刀补的指令（撤消刀补的指令（G40G40或或D00D00）一定在包含有）一定在包含有G00G00或或G01G01指令的程序段中指定，不能在包含有指令的程序段中指定，不能在包含有G02G02或或G03G03指令的程序段中指定，否则数控系统会产生报警。指令的程序段中指定，否则数控系统会产生报警。第三章数控车削编程第三章数控车削编程例例：程序：程序：（3）刀具半径补偿指令的使用方法举例）刀具半径补偿指令的使用方法举例（4 4）刀具半径补偿功能的应用）刀具半径补偿功能的应用 可以避免刀位点轨迹的人工计算可以避免刀位点轨迹的人工计算。编程者在编程时不。编程者在编程时不考虑刀具半径，直接按零件图上尺寸进行编程。考虑刀具半径，直接按零件图上尺寸进行编程。利用同一加工程序适应不同的工况利用同一加工程序适应不同的工况。例如刀具磨损后，。例如刀具磨损后，刀具半径变小，只要改变刀具半径的补偿值即可。刀具半径变小，只要改变刀具半径的补偿值即可。利用同一刀具和加工程序可进行粗、精加工利用同一刀具和加工程序可进行粗、精加工。利用刀补值控制轮廓尺寸精度利用刀补值控制轮廓尺寸精度。因刀具直径的输入值。因刀具直径的输入值具有小数点后具有小数点后2-42-4位（位（0.01-0.00010.01-0.0001）的精度，故可控制）的精度，故可控制轮廓尺寸精度。轮廓尺寸精度。第三章数控车削编程6.6.刀具长度补偿指令刀具长度补偿指令G43G43、G44G44、G49G49v刀具长度补偿一般用于刀具轴向（刀具长度补偿一般用于刀具轴向（Z Z方向）补偿。它方向）补偿。它可以使刀具在可以使刀具在Z Z方向上实际