数控车床编程加工.docVIP

第5章 数控车床编程加工 技能目标 （1） 了解数控车削编程的特点，学习典型数控系统的常用指令与代码。 （2） 掌握数控车床典型数控系统常用指令的编程规则及编程方法。 （3） 掌握数控车床典型数控系统固定循环指令的编程格式及编程方法。 （4） 编制典型零件的车削加工程序。 目前，社会上流行的数控系统有几十种之多，这些数控系统间均存在上述相互间兼容性的问题，这给学习使用者带来了麻烦。但是，从本质上来看，各种不同的数控系统都是为了服务于实际社会生产，其指令系统的各项功能都是因生产实际的需要而设，只是在具体的工作形式上或代码表达上有所不同而已。 数控车床具有加工通用性好、加工精度高、加工效率高和加工质量稳定等特点，是理想的回转体零件加工机床。而配有FANUC公司FANUC 0i-TA系统的数控车床，能对轴类和盘类零件自动地完成内外圆柱面、圆锥面、球面、圆柱螺纹、圆锥螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽，钻、扩、铰孔等工序的加工。考虑到目前国内企业使用及各教学培训单位的具体情况，本章将以FANUC 0i-TA系统系统为例介绍数控车床编程加工。 5.1 数控车床编程的特点及编程的基本原理 5.1.1 数控车床编程的特点 1. 在一个程序段中，根据被加工零件的图样标注尺寸，从便于编程的角度出发，可采用绝对尺寸编程、增量尺寸编程或二者混合编程。考虑到开环控制系统数控车床没有位置检测元件，为避免增量尺寸编程可能造成的累积误差，在此类数控车床上加工尺寸精度要求较高的零件时，建议采用绝对尺寸编程。 2. 加工零件的毛坯通常为圆棒料，加工余量较大，要加工到图样标注尺寸，需要一层层切削，如果每层加工都编写程序，编程工作量将大大增加。因此，数控系统有毛坯切削循环等不同形式的循环功能，以减少编程工作量。 3. 对于刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖圆弧半径的变化，都无需更改加工程序，编程人员可以按照工件的实际轮廓尺寸进行编程。数控车床的数控系统具有的刀具补偿功能使编程人员只要将有关参数输入到存储器中，数控系统就能自动进行刀具补偿。这样在电动刀架上不同位置的刀具，虽然在装夹时其刀尖到机床参考点的坐标各不相同，但都可以通过参数的设置实现自动刀具补偿，编程人员只要使用实际轮廓尺寸进行编程并正确选择刀具号即可。 4. 由于加工零件的图样尺寸及测量尺寸都是直径值，所以通常采用直径尺寸编程。在用直径尺寸编程时，如采用绝对尺寸编程，X表示直径值；如采用增量尺寸编程，X表示径向位移量的两倍。在用半径尺寸编程时，如采用绝对尺寸编程，X表示半径值；如采用增量尺寸编程，X表示径向位移量。 5.1.2 编程基本原理 1. 坐标系 根据标准坐标系的规定，机床使用右手顺时针直角坐标系，机床中的运动是指刀具和工件间的相对运动。 1） 机床坐标系 数控车床中坐标系如何建立取决于机床的类型，如图5-1所示为一最基本配置的典型卧式数控车床。在该机床上Z轴通过机床主轴中心线指向尾架，X轴径向离开工件为正，且可以绕Z轴旋转到不同的位置。一般按刀架位置确定X轴的指向，按由中心指向刀架设定X正方向。机床坐标系原点一般设在卡盘端面上，以便于工件安装后位置的设定。机床开机后无法实现回原点运行，一般通过回参考点实现对原点的校验，从而建立起机床坐标系。所谓参考点，即机床上与原点有确定关系的某个固定点。 2） 工件坐标系 为了便于在编程时对工件的几何要素位置进行描述，编程人员必须在零件图上选择建立一个过渡坐标系，即工件坐标系，也称为编程坐标系，该坐标系的原点即工件原点或编程原 点。数控车床加工工件坐标系Z轴在工件轴线方向，因此X向原点一般就在工件旋转中心上，工件坐标系原点的选择仅为确定Z向位置。工件坐标系原点的选择，原则上应尽量使编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小。一般情况下，工件原点应尽可能选在尺寸标注基准或定位基准上；对称零件编程原点应尽可能选在对称面上；没有特殊情况则常选在工件右端面。如图5-2所示。 3） 相对坐标系 在对一些复杂零件进行几何描述时，如其中的某些结构要素如果选择一个新的原点编程比使用原工件原点更方便，则可以利用可编程零点偏置进行坐标转换，重新确定一个新的零点。新的零点以原工件零点为基准进行偏置。使用可编程零点偏置后产生的一个新的实际工件坐标系即为当前工件坐标系，也称为相对坐标系，如图5-3所示。 4）工件装夹位置 加工工件时，工件必须定位夹紧在机床上，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在Z坐标上产生机床原点与工件原点的坐标偏移量，该值作为可设定零点偏移量输入到给定的数据区，即偏置寄存器（如G54）中。当NC程序运行时，此值可以用一个对应的编程指令(如G54)进行选择调用，从而确定工件在机床上的装夹位置，如图5-4所示。 2. 程序命名和