2数控车床编程基础.doc

2数控车床编程基础
2.1概述
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的加工机床。从总体上看,数控车床没有脱离普通车床的结构形式,即由床身、主轴箱、刀架、进给系统以及液压、冷却、润滑系统等部分组成。进给用伺服电动机驱动，以连续控制刀具纵向（Z轴）和横向（X轴）运动，从而完成各类回转体工件内外形面加工，例如车削圆柱、圆锥、圆弧和各种螺纹加工等，并能进行切槽，钻、扩、镗、铰、攻丝等工序的加工。
2.1.1数控车床进给系统的特点
它没有传统的进给箱和交换齿轮架，而是直接用伺服电机通过滚珠丝杆驱动溜板和刀架，实现进给运动，因而进给系统的结构大大简化。
数控车床能加工各种螺纹（公制、英制螺纹以及锥螺纹、端面螺纹等），这是因为数控车床主轴与纵向丝杆间虽然没有机械传动联结，但由于安装有与主轴同步回转的脉冲编码器，从而发出检测脉冲信号，使主轴回转与进给丝杆的回转运动相匹配，这是实现螺纹切削的必要条件。车削螺纹一般都需要多次走刀才能完成，为防止乱扣，脉冲编码器在发出进给脉冲时，还要发出同步脉冲（每转发一个脉冲），以保证每次走刀刀具都在工件的同一点切入。脉冲编码器一般不直接安装地主轴上，而是通过一对齿轮或同步齿形带（传动比1：1）同主轴联系起来。
2.1.2数控车床的分类
1．按数控系统功能，可分为全功能型和经济两种。全功能型机床精度高，进给速度快，进给多采用半闭环直流或交流伺服系统，主轴控制采用全伺服控制，具有自动排屑、冷却、润滑等功能、通常采用全封闭防护。经济型数控车床通常采用步进电机驱动、不具有位置反馈装置，精度较低。
2．按主轴处于水平位置或垂直位置，可分为卧式和立式数控车床。如果有两根主轴，则为双轴数控车床。一般数控车床为两坐标控制，具有两个独立回转刀架的数控车床为四协同控制，车削中心和柔性制造单元，则需要增加其它的附加坐标轴。目前应用较多的还是中等规格的两坐标连续控制的数控车床。
坐标系
2.2.1机床坐标系
机床坐标系是机床上固有的机械坐标系，是机床出厂前已设定好的。机床通电后执行手动返回参考点，自动设定机床坐标系。
1.机床原点数控车床的机床原点通常定义在主轴旋转中心线与主轴端面的交点见图2-1，M点即为机床原点。
图2-1坐标系
2.机床参考点是机床上的一个特定位置。通常当不能到达机床零点时，可接近参考点来设定测量系统为零。其位置由Z向与X向的机械挡块来确定。当进行回参考点的操作时，安装在纵向和横向拖板上的行程开关碰到相应挡块后，由数控系统发出信号，控制拖板减速运行，直到位置检测装置发出零位信号，完成回参考点的操作后，相当于数控系统内部建立了一个以机床原点为坐标原点的机床坐标系。

2.2.2工件坐标系
工件坐标系是为了编程方便而设定的坐标系，通常设在工件的设计基准或工艺基准上，也称编程坐标系。
1.工件坐标系X轴的定义：通常位于旋转轴中心，其正方向是增大刀具和工件距离的方向。
2.X轴方向的定义：刀架所在位置决定X轴的坐标方向。前置刀架切削时，X轴正方向指向操作者,常用于平床身机床，如图2-2所示；后置刀架切削时，X轴方向指向其反向，常用于斜床身机床，如图2-3所示。
图2-3后置刀架切削方式
图2-2前置刀架切削方式

3.工件坐标系Z轴的定义：Z轴可以由编程人员根据需要自由选取，尽量设在设计基准或定位基准上。通常设定在工件右端面。如图2-4所示。
图2-4坐标系偏置

数控车床常用指令及其特点
快速点定位指令G00
该指令命令刀具以快速移动速度到达目标点。通常用在快速离开工件返回换刀点或快速从换刀点返回时使用。
格式：G00X_Y_；例：G00X60Y40；表示快速移动到XY平面上的点（60，40）。
用G00编程时的注意事项：
（1）G00速度很快，不允许用来切入工件，其进给速度F不需写在程序内，由机床厂家规定。
（2）快速移动的轨迹根据控制系统的不同，有一定的区别。如图2-5所示，从A到B有四种方式，路径a是折线形式，路径b是直线形式，路径c由AD，DB组成，路径d由AC，CB组成，不同的系统采用不同的方式。如：FAUNC0i系统采用的是路径a（非线性插补定位）和路径b（直线插补定位），可通过系统参数设置来选择两种方式中的一种。在使用该指令时，必须小心确保刀具不与工件发生碰撞。

图2-5快速点定位G00

（3）由于加工零件的图样尺寸及测量尺寸都是直径值，所以通常采用直径编程。但有些系统也可用半径编程。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。具体由系统参数设定。
直线插补指令G01
该指令使刀具能