《數(shù)控車床編程與操作》項目一數(shù)控車床概述及基本編程指令吳治國整理數(shù)控車床主要用來加工軸類零件的內外圓柱面，圓錐面，螺紋表面，成形回轉體面等.對于盤類零件可以進行鉆孔，擴孔，絞孔，鏜孔等。機床還可以完成車端面，切槽，倒角等加工，數(shù)控車床是目前國內使用極為廣泛的一種數(shù)控機床。先來認識它的結構、功能特點，掌握編程基礎知識。學習情境任務一數(shù)控車床認識任務二數(shù)控機床坐標系任務三數(shù)控車床的基本編程指令學習任務任務一數(shù)控車床認識一、數(shù)控設備的產生和發(fā)展1.數(shù)控的基本概念NC

數(shù)字控制:是以數(shù)字化信號對機構的運動過程進行控制的一種方法。出現(xiàn)的年代：1952-1965CNC

計算機數(shù)字控制:由硬件和軟件共同完成數(shù)控的功能，具有柔性。1974年以后數(shù)控機床：指應用數(shù)控技術對加工過程進行控制的機床。

數(shù)控加工：泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。任務一數(shù)控車床認識2.數(shù)控機床產生與常用的數(shù)控系統(tǒng)

1948年，美國帕森(Parsons)公司在研制加工直升機螺旋槳葉片輪廓用檢查樣板的機床時，首先提出計算機控制機床的設想，在麻省理工學院(MIT)的協(xié)助下，于1952年研制成功了世界上第一臺三坐標直線插補且連續(xù)控制的立式數(shù)控銑床。1958年由清華大學和北京第一機床廠合作研制了我國第一臺數(shù)控銑床。我國在數(shù)控車床上常用的數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC(發(fā)那科或法那科)公司的0T、0iT、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE等，德國SIEMENS(西門子)公司的802S、802C、802D、840D等，以及美國ACRAMATIC數(shù)控系統(tǒng)、西班牙FAGOR數(shù)控系統(tǒng)等。

國產普及型數(shù)控系統(tǒng)產品有：廣州數(shù)控設備廠GSK980T系列、華中數(shù)控公司的世紀星21T、北京機床研究所的1060系列、無錫數(shù)控公司的8MC/8TC數(shù)控系統(tǒng)、北京凱恩帝數(shù)控公司KND-500系列、北京航天數(shù)控集團的CASNUC-901(902)系列、大連大森公司的R2F6000型等。任務一數(shù)控車床認識二、認識數(shù)控車床

1.數(shù)控車床的用途

數(shù)控車床是數(shù)字程序控制車床的簡稱，是一種高精度、高效率的自動化機床，主要用于軸類、盤套類等回轉體零件的加工。它是目前國內使用極為廣泛的一種數(shù)控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的25%。加工零件的尺寸精度可達IT5～IT6，表面粗糙度可達1.6μm以下。任務一數(shù)控車床認識2.數(shù)控車床的分類1)按車床主軸位置分類(1)臥式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床如圖1-2(a)所示

(2)立式數(shù)控車床車床主軸垂直于水平面

如圖1-2(b)所示。(a)臥式數(shù)控車床(b)立式數(shù)控車床圖1-2數(shù)控車床

任務一數(shù)控車床認識2)按加工零件的基本類型分類(1)卡盤式數(shù)控車床(2)頂尖式數(shù)控車床

3)按刀架數(shù)量分類(1)單刀架數(shù)控車床

(2)雙刀架數(shù)控車床任務一數(shù)控車床認識4)按功能分類(1)經濟型數(shù)控車床(2)普通數(shù)控車床

(3)車削加工中心

(4)FMC車床

任務一數(shù)控車床認識5)按進給伺服系統(tǒng)控制方式分類(1)開環(huán)控制

不帶反饋的控制系統(tǒng)，一般適用于經濟型數(shù)控機床和舊機床數(shù)控化改造。任務一數(shù)控車床認識(2)半閉環(huán)控制

開環(huán)系統(tǒng)的絲杠上裝有角位移測量裝置，中檔數(shù)控機床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。任務一數(shù)控車床認識(3)閉環(huán)控制

在機床移動部件上直接裝有位置檢測裝置，適用于精度要求很高的數(shù)控機床任務一數(shù)控車床認識3.數(shù)控車床的結構與數(shù)控系統(tǒng)的基本功能1—腳踏開關；2—對刀儀；3—主軸卡盤；4—主軸箱；5—防護門；6—壓力表7、8—防護罩；9—轉臂；10—操作面板；11—回轉刀架；12—尾座；13—滑板；14—床身數(shù)控車床的總體結構任務一數(shù)控車床認識4.數(shù)控車床的主要技術參數(shù)和型號表6-5

銑削加工六方形子程序任務一數(shù)控車床認識三、數(shù)控車床的工作原理表6-5

銑削加工六方形子程序表6-6

銑削加工帶圓角凸臺子程序任務一數(shù)控車床認識四、數(shù)控車床的特點數(shù)控車床與普通車床相比較具有如下優(yōu)點。(1)數(shù)控車床一般具有手動加工(用電手輪)、機動加工和控制程序自動加工等功能，加工過程中一般不需要人工干預。普通車床只具有手動加工和機動加工功能，加工過程全部由人工干預。(2)數(shù)控車床一般具有CRT屏幕顯示功能。顯示加工程序、多種工藝參數(shù)、加工時間、刀具運動軌跡以及工件圖形等。數(shù)控車床一般還具有自動報警顯示功能，根據(jù)報警信號或報警提示，可以迅速地查找車床故障。而普通車床不具備上述功能。(3)數(shù)控車床的主傳動和進給傳動采用直流或交流無級調速伺服電動機。一般沒有主軸變速箱和進給變速箱，傳動鏈短。而普通車床主傳動和進給傳動一般采用三相交流異步電動機，由變速箱實現(xiàn)多級變速以滿足工藝要求，機床傳動鏈長。(4)數(shù)控車床一般具有工件測量系統(tǒng)。加工過程中一般不需要進行工件尺寸的人工測量。而普通車床在加工過程中，必須由人工不斷地進行測量，以保證工件的加工精度。表6-5

銑削加工六方形子程序表6-6

銑削加工帶圓角凸臺子程序任務一數(shù)控車床認識五、數(shù)控車床的應用范圍

數(shù)控車床最適合加工具有以下特點的零件。(1)形狀結構比較復雜的零件。(2)多品種、小批量生產的零件。(3)需要頻繁改型的零件。(4)需要最短周期的急需零件。(5)價值昂貴，不允許報廢的關鍵零件。(6)批量較大、精度要求高的零件。1．機床的坐標軸

笛卡兒右手直角坐標系任務二數(shù)控機床坐標系在數(shù)控車床上，一般來講，通常使用的有兩個坐標系：一個是機床坐標系：另外一個是工件坐標系，也叫程序坐標系。一、機床坐標系Z軸

數(shù)控車床是以機床主軸軸線方向為Z軸方向刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向X軸

X軸位于與工件安裝面相平行的水平面內，垂直于工件旋轉軸線的方向，且刀具遠離主軸軸線的方向為X軸的正方向。任務二數(shù)控機床坐標系

直徑編程與半徑編程

編制軸類工件的加工程序時，因其截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法，采用哪種方法要由系統(tǒng)的參數(shù)決定。采用直徑編程時，稱為直徑編程法；采用半徑編程時，稱為半徑編程法。車床出廠時均設定為直徑編程，所以在編程時與X軸有關的各項尺寸一定要用直徑值編程；如果需用半徑編程，則要改變系統(tǒng)中相關的幾項參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)。任務二數(shù)控機床坐標系

常見的數(shù)控車床刀架坐標系統(tǒng)

任務二數(shù)控機床坐標系

帶臥式刀塔的數(shù)控車床坐標系

任務二數(shù)控機床坐標系2．機床原點、參考點機床原點也稱為機械原點，是機床坐標系的原點，為車床上的一個固定點，在機床裝配、調試時就已經確定下來。參考點也是機床上的一固定點，其位置由Z向與X向的機械擋塊來確定。當機床回參考點后，顯示的Z與X的坐標值均為零。

任務二數(shù)控機床坐標系

機床原點和參考點任務二數(shù)控機床坐標系

3．工件原點和工件坐標系

工件原點是人為設定的，設定的依據(jù)是既要符合圖樣尺寸的標注習慣，又要便于編程。通常工件原點選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面。以工件原點為坐標原點建立一個Z軸與X軸的直角坐標系，稱為工件坐標系。任務二數(shù)控機床坐標系

工件原點和工件坐標系任務二數(shù)控機床坐標系任務三數(shù)控車床的基本編程指令一、數(shù)控編程與數(shù)控系統(tǒng)

輸入數(shù)控系統(tǒng)中的、使數(shù)控機床執(zhí)行一個確定的加工任務的、具有特定代碼和其他符號編碼的一系列指令，稱為數(shù)控程序(NCProgram)或零件程序(PartProgram)。生成用數(shù)控機床進行零件加工的數(shù)控程序的過程，稱為數(shù)控編程(NCProgram)。

數(shù)控系統(tǒng)的種類繁多，為實現(xiàn)系統(tǒng)兼容，國際標準化組織制定了相應的標準，我國也在國際標準基礎上相應制定了JB3208—1999標準。由于數(shù)控技術的高速發(fā)展和市場競爭等因素，導致不同系統(tǒng)間存在部分不兼容，如FANUC-0i系統(tǒng)編制的程序無法在SIEMENS系統(tǒng)上運行.任務三數(shù)控車床的基本編程指令二、數(shù)控程序編制的基本方法1.編程方法手工編程

自動編程2.編程步驟1)程序的結構一個數(shù)控程序由程序號、程序內容和程序結束組成。程序號由英文字母O加上4位數(shù)字構成，程序結束用M02或M30指令。O1000;}程序號N10T0101;N20G00X50.Z60.S300M03;程序內容…N30G01X100.Y500.F0.2;N200M30;}程序結束3．程序的結構任務三數(shù)控車床的基本編程指令(1)程序號。在數(shù)控裝置中，程序的記錄是由程序號來辨別的，調用某個程序可通過程序號來調出，編輯程序也要首先調出程序號。程序號由4位數(shù)(1～9999)表示。程序編號方式為：O____;可以在程序編號的后面注上程序的名字并用括號括起。程序名可用16位字符表示，要求有利于理解。程序編號要單獨使用一個程序段。(2)程序內容。程序內容部分是整個程序的核心。主要用來使數(shù)控機床自動完成零件的加工。零件加工程序，由若干個程序段組成；每個程序段一般占一行，由段結束符號“;”隔開。(3)程序結束。程序結束是以程序結束指令M02或M30作為整個程序結束的符號，用來結束零件加工。任務三數(shù)控車床的基本編程指令每個程序段由若干個字組成；每個字又由地址碼和若干個數(shù)字組成，字母、數(shù)字、符號統(tǒng)稱為字符。程序段的構成主要是由程序段序號和各種功能指令構成的，格式如下：NGX(U)Z(W)FMST；N為程序段序號；G為準備功能；X(U)、Z(W)為工件坐標系中X、Z軸移動終點位置(相對移動量)；F為進給功能指令；M為輔助功能指令；S為主軸功能指令；T為刀具功能指令。2)程序段的構成任務三數(shù)控車床的基本編程指令

1）準備功能（G功能）

2）輔助功能（M功能）任務三數(shù)控車床的基本編程指令三、數(shù)控車床編程基本功能指令表1-1G指令的有關規(guī)定和含義

表1-2M代碼的說明3）F、S、T功能（1）F功能。用來指定進給速度，由地址F和其