CNC車床內(nèi)部教育訓(xùn)練

(第一階段)CNC車床歷程簡介及基本程式構(gòu)成說明報告人:賴明昌1?第一章CNC車床的歷史及加工規(guī)劃2?CNC車床的歷史一，普通車床大約在70年代以前。用扁平皮帶傳動以塔輪方式換檔改變轉(zhuǎn)速。必須自己配置齒輪才能車牙。最高轉(zhuǎn)速大約1200RPM。

二，高速車床大約在70年代以後。用V型皮帶帶動主軸旋轉(zhuǎn)以搖桿撥動齒輪組，即可快速換檔改變轉(zhuǎn)速車牙時，依照表列撥動齒輪組即可車牙最高轉(zhuǎn)速大約1800RPM3?CNC車床的歷史三，NC車床NC是英文(NumericalControl)的縮寫，中文是(數(shù)值控制)工具機。所謂(數(shù)值控制)就是將我們所需要的各種控制資料，例如：主軸轉(zhuǎn)速、加工條件、工件尺寸等，製成一系列的數(shù)值指令，輸入控制器內(nèi)，以控制機器運作?？刂芅C機器時，必須要將加工過程的程式，使用打孔機製成孔帶碼紙帶，再使用讀帶機將之讀入機器運作。修改程式困難，且不易操作及控制。美國麻省理工學(xué)院於1952年發(fā)展出第一部NC銑床楊鐵於1976年最早量產(chǎn)銷售數(shù)控車床。，4?CNC車床的歷史四，CNC車床CNC是英文(ComputrNumericalControl)的縮寫，中文是(電腦數(shù)值控制)。所以CNC車床可稱為電腦數(shù)值控制車床。目前主要控制器有：日本發(fā)那科(Fanuc)三菱(Mitsubishi)德國西門子(Siemens)，5?CNC工具機的一般操作流程用CNC工具機加工零件，必須先準(zhǔn)備加工切削程式，再用這個程式操作CNC機器。(1)首先從零件圖準(zhǔn)備CNC機器的程式，然後將程式讀入CNC系統(tǒng)。(2)然後再機器上安裝工件和刀具，刀具依程式指令移動，實際進行加工。加工計劃→工件圖面→程式設(shè)計→CNC工具機●CNC程式製作方式:電腦自動設(shè)計;人工設(shè)計●實際製作程式前，先做如何加工的加工計劃

6?加工計劃的規(guī)劃決定工件的加工範(fàn)圍決定工件的安裝方法決定每一切削工程的加工順序決定切削刀具、切削條件決定每一切削工程的切削方法7?CNC程式設(shè)計師應(yīng)具備的條件具備機械零件圖的識圖能力良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)刀具切削的常識熟悉機器的性能及原理實際的切削加工經(jīng)驗8?第二章CNC座標(biāo)軸及原點9?CNC座標(biāo)軸當(dāng)?shù)毒咭竭_的位置被指令時，CNC移動刀具到該位置。

刀具要到達的位置，在座標(biāo)系中，以座標(biāo)值表現(xiàn)。

座標(biāo)值由每個程式軸的成分組成。

使用右手座標(biāo)系統(tǒng),通常主軸方向為Z軸.在CNC車床座標(biāo)設(shè)定通常有兩種方式,如下面所示:10?1.座標(biāo)零點設(shè)定在夾頭面

11?

12?CNC車床座標(biāo)系的設(shè)定

13?(A)設(shè)定工件座標(biāo)系Z軸零點WORKSHIFT(基準(zhǔn)刀)記憶器的Ｚ值用基準(zhǔn)刀，在手動操作下，沿端面切削工件,約10MM左右.僅在Ｘ方向退回刀具，不可移動Ｚ軸。停止主軸。按[OFFSET]出現(xiàn)補正畫面。

按[PageDown][翻頁]直到出現(xiàn)工件平移座標(biāo)WORKSHIFT按ＭＺ0[INPUT],(將工件端面設(shè)定為Z軸零點)14?(B)設(shè)定工件座標(biāo)系X軸零點記憶器的X值

方式1.(以主軸中心為基準(zhǔn)設(shè)定零點)查詢機器設(shè)定說明書.內(nèi)孔刀座中心點,由機械原點到主軸中心線的距離.(可用中心鑽檢驗)將其值打入工件座標(biāo)X軸.例如是220MM,按X220.[INPUT],此值將設(shè)定工件座標(biāo)系記憶器的Ｘ值.螢?zāi)粚@示工件座標(biāo)系,在機械原點位置的X軸Z軸座標(biāo)值為X220.工件座標(biāo)系零點(X0,Z0)即設(shè)定完成.Z358.1515?(B)設(shè)定工件座標(biāo)系X軸零點記憶器的X值

方式2.(以基準(zhǔn)刀為基準(zhǔn)設(shè)定零點)用手動操作，沿外徑切削工件。不可移動Ｘ軸，僅在Ｚ軸方向退回刀具。停止主軸。測量切削後的外徑,例如是Φ50.3按ＭＸ50.3[INPUT],此值將設(shè)定基準(zhǔn)刀記憶器的Ｘ值.螢?zāi)粚@示相對於基準(zhǔn)刀X軸座標(biāo)值,例如:X220.5基準(zhǔn)刀即設(shè)定完成.16?(C)調(diào)整設(shè)定工件座標(biāo)系記憶器的Z值

註:工件座標(biāo)系Z軸補正調(diào)整值與一般補正值W正負(fù)號相反.17?直徑值指定和半徑值指定

一般工件的外徑及內(nèi)徑用直徑值指定

在直徑指定，指定直徑值（示於圖上）為X軸的值。18?半徑值指定

一般工件的切槽深度及車牙深度及內(nèi)外徑切削循環(huán)的切削深度用半徑值指定

在半徑指定，指定從工件中心算起的距離。即半徑值為X軸的值。19?第三章CNC程式的組成20?程式的組成O1234(0T-CTEST);N1G00X200.Z120.T0;T1000(MTJNR2525);G50S2023M8;G96S180M3;X90.Z3.T0002;

G1Z-20.F.25;

U0.5;·G0Z-1.5;

G1U-3.Z0F.2;X20.;

X5.F.1;X-1.F.05M9;

G0U1.Z20.M5;

X200.Z120.T0;M30;程式開始第一工程,刀具定位選10號刀G50限制最高轉(zhuǎn)速程式內(nèi)容e程式內(nèi)容程式結(jié)束21?程式:一群為操作機器而給CNC的指令，稱為程式。單節(jié):每一順序步驟的一群指令稱為單節(jié)。序號:辨別單節(jié)的號碼，稱為序號。每單節(jié)開頭有序號，指示CNC操作的順序，而結(jié)尾有一[EOB]碼指示單節(jié)的結(jié)束。一般CNC機器，單節(jié)結(jié)束碼[EOB](EndOfBlock)，以[;]或[R]來表示。在個人電腦為[NL](下一行)或[Enter],但不顯示出來。一個[單節(jié)](BLOCK)由一個以上的[單語](WORD)構(gòu)成。

例:G00X120.Z120.T00*

單語單語單語單語一個[單語](WORD)由一個英文字母稱為位址(Address)或(稱為指令)及一些數(shù)字構(gòu)成（數(shù)字可用＋或－符號）如下所示。

Ｘ-100.0

指令(位址)數(shù)值22?23?第四章M機能(輔助機能)24?輔助機能(M機能)

當(dāng)實際加工工件，需要鬆緊夾頭，旋轉(zhuǎn)主軸和供應(yīng)冷卻液。

用於機械機能的ON/OFF開關(guān)動作控制，使用位址Ｍ後的兩位數(shù)指令，

在一個單節(jié)通常可指定一個Ｍ碼。25?

標(biāo)準(zhǔn)M碼一覽表

26?第五章S機能(主軸轉(zhuǎn)速機能)27?主軸轉(zhuǎn)速機能(S機能)

位址Ｓ的４位數(shù)值指令，用於控制主軸速度。

一個單節(jié)可指定一個Ｓ碼。在CNC當(dāng)切削工件時主軸的旋轉(zhuǎn)有兩種方式指定:1.固定轉(zhuǎn)速2.固定週速G96S180固定週速(每分鐘180米)G97S1500固定轉(zhuǎn)速(每分鐘1500轉(zhuǎn))G50S2500設(shè)定最高轉(zhuǎn)速(最高每分鐘2500轉(zhuǎn))

28?最高轉(zhuǎn)速設(shè)定（G50）

防止主軸轉(zhuǎn)速太高,離心力太大產(chǎn)生危險及影響機器使用年限.

最高轉(zhuǎn)速設(shè)定Ｇ碼指令如下：

G50Ｓ****

註:ｓ表主軸最高轉(zhuǎn)速（rpm）(轉(zhuǎn)/每分鐘）（每分鐘幾轉(zhuǎn)）例:G50S2500表示限制主軸最高轉(zhuǎn)速2500RPM29?週速一定控制（G96）

車削直徑變化較大的工件時使用.

週速一定控制是位址Ｓ後設(shè)定週速（刀具及工件間的相對速度），

配合刀具位置計算主軸轉(zhuǎn)速，使週速固定在指定值。

所以,使用週速一定控制時，加工座標(biāo)系必須設(shè)定，使旋轉(zhuǎn)中心與Z軸（Ｘ＝０）一致。

這樣計算出來的轉(zhuǎn)速值才會正確.

週速的單位：Ｍ/min（公尺/每分鐘）（每分鐘幾公尺）（每分鐘幾米）

指令方法

週速一定控制的Ｇ碼指令如下：

Ｇ96Ｓ****

註:ｓ表週速（M/min）（公尺/每分鐘）

例G96S180M3表示主軸以週速每分鐘180米旋轉(zhuǎn)

轉(zhuǎn)速與週速的轉(zhuǎn)換

換算公式V=pDN

(週速V)=(圓週率p)*(直徑D)*(轉(zhuǎn)速N)

V=(3.1416*D*N)/1000

N=(1000*V)/(3.1416*D)30?轉(zhuǎn)速一定控制（G97）

一般在車牙或車削工件直徑變化較小時使用.

設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速並取消週速控制,轉(zhuǎn)速不隨車削直徑改變.

主軸轉(zhuǎn)速單位:(RPM)(rev/min)(轉(zhuǎn)/分鐘)(每分鐘幾轉(zhuǎn))

指定轉(zhuǎn)速指令,並取消週速一定控制：

Ｇ97Ｓ****；

註:ｓ表主軸轉(zhuǎn)速（rpm）(轉(zhuǎn)/每分鐘）（每分鐘幾轉(zhuǎn)）

例:G97S1200M3表示主軸以每分鐘1200轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)31?第六章T機能(刀具機能)32?刀具機能(T機能)

當(dāng)執(zhí)行粗車,精車,螺紋切削,切槽時,需要選擇一把適合的刀具.

將每一把刀具分配一個號碼,在程式指定一個號碼,機器就選擇相對的刀具.

指令Ｔ的前兩位數(shù)指令，用於機械側(cè)的刀具選擇。

補正號碼用Ｔ碼的後兩位數(shù)指定33?刀具幾何形狀(大小)補正

因此，選一標(biāo)準(zhǔn)刀具，先測量標(biāo)準(zhǔn)刀具鼻尖位置和每一把刀具鼻尖位置的差值。

在CNC設(shè)定測量值，即使刀具改變，不用更改程式，就能進行加工。

這種機能稱為刀具幾何形狀(大小)補正。

加工工件，經(jīng)常需要數(shù)支刀具。這些刀具有不同的形狀。依照這些刀具來改變程式將很煩雜

34?(A)設(shè)定刀具幾何形狀(大小)補正的Ｚ值

將要設(shè)定的刀具，在手動操作下，沿端面切削工件,約10MM左右.

僅在Ｘ方向退回刀具，不可移動Ｚ軸。停止主軸。

按[OFFSET]出現(xiàn)補正畫面。

按[PageDown][翻頁]直到出現(xiàn)外形幾何座標(biāo)OFFSET/GEOMETRY

按上下鍵移動游標(biāo)到要輸入補正的號碼上.

按ＭＺ0[INPUT],(將工件端面設(shè)定為Z軸零點)

螢?zāi)粚@示刀具Ｚ軸座標(biāo)值。35?(B)設(shè)定刀具幾何形狀(大小)補正的X值用手動操作，沿外徑切削工件。

不可移動Ｘ軸，僅在Ｚ軸方向退回刀具。停止主軸。

測量切削後的外徑,例如是Φ50.3。

按[OFFSET]出現(xiàn)補正畫面。

按[PageDown][翻頁]直到出現(xiàn)外形幾何座標(biāo)OFFSET/GEOMETRY。

按上下鍵移動游標(biāo)到要輸入補正的號碼上。

按ＭＸ50.3[INPUT],此值將設(shè)定工件座標(biāo)系記憶器的Ｘ值。

螢?zāi)粚@示刀具X軸座標(biāo)值。36?第七章F機能(進給速率機能)37?每分鐘進給（G98）

用每分鐘進給模式G98，刀具每分鐘進給率是以數(shù)字接在F後面直接指令。

G98是持續(xù)型指令，一旦指定，直到G99（每轉(zhuǎn)進給）被指令前，它一直有效。分38?每轉(zhuǎn)進給（G99）用G99指定每轉(zhuǎn)進給模式。在F後面，直接指定主軸轉(zhuǎn)一圈刀具的進給量。

它需要在主軸上，安裝一個位置信號器。

G99是持續(xù)指令。G99指定以後，直到G98(每分鐘進給)被指定前，它一直有效。

39?數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學(xué)中心實驗?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應(yīng)的運動。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專用硬件或運動控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機械工程實驗教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；