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机床数控技术与应用 参 考 文 献 1．朱晓春主编．数控技术．北京：机械工业出版社，2001 2．林宋，田建君编著．现代数控技术．北京：化学工业出版社，2003 3．叶蓓华主编．数字控制技术．北京：清华大学出版社，2002 4．周济，周艳红编著．数控加工技术．北京：国防工业出版社，2002 5．廖效果主编．数字控制机床．武汉：湖北科学技术出版社，2000 6．张建钢，胡大泽主编．数控技术．武汉：华中科技大学出版附录 2 部分常用数控术语 317 17．零点偏置（Zero offset ） 这是控制系统的一种性能，它允许数控测量系统的原点相对机床基准点移动一个给定范围，而原点位置已存入数控系统中。 www.plcworld.cnwww.91HMI.comwww.PLCworld.cnwww.91HMI.comwww.PLCworld.cnw316 机床数控技术及应用 这是数控机床的一种操作方式。在该方式中，操作是按照控制数据进行，直到由程序或操作者停止操作为止。 2．自动换刀装置（Automatic Tool Changer ATC ） 这是自动地更换加工中所用刀具的装置，根据指令，选择刀库中存放的刀具并由换刀机构自动地装在机床主轴上，用完后从主轴上自动取下存入刀库。 附录 2 部分常用数控术语 315 3．直线插补（Linear interpolation ） 在任意的给定两点间，用连接两点的直线运动进行的插补。在采用该方式的数控装置上，曲线与曲面是用直线段来逼近的；具体做法是把沿着刀具轨迹的一个接一个的接点坐标值或增量信息送入数控装置。 4．抛物线插补（Parabolic interpolati314 机床数控技术及应用 5．程序段格式（Block format ） 程序段中字、字符和资料的安排形式的规则。数控机床程序段格式主要有可变程序段格式和固定程序段格式。 6．固定程序段格式（Fixed block format ） 程序段中字的数量、字的出现顺序及字中的字符数量固定不变的数控程序段格式。 7．可变程序段格式（Var附录 2 部分常用数控术语 313 集成制造系统（CIMS ）、柔性制造系统（FMS ）和智能制造（IM ）等先进制造技术都是建立在数控技术之上。 10．微型机数控 MNC（ Microcomputer Numerical Control） 在这种数控系统中，采用微型计算机代替计算机数控中的专用计算机，按照存储在只读存储器中的控制程序附录 2 部分常用数控术语 一、通用术语 1．适应控制 AC（AdaptiVe Control ） 这是一种控制系统，它能根据工作期间检测到的参数自动地改变操作，以适应参数的变化，使系统处于最佳状态。 2．机电—体化（Mechatronics ） 在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引用电子技术，并将机械装置和电子设备、软件技术有机地结合起来，构成一个完整的系统。 3．代附录 1 附表 311 （续表） 宏变量名及含义 宏变量名及含义 宏变量名及含义#1080“G58 零点 X” #1081“G58 零点 Y” #1082“G58 零点 Z” #1083“G58 零 点 A” #1084“G58 零点 B” #1085“G58 零点 C” #1086“G58 零点 U” #1087“G5310 机床数控技术及应用 （续表） G 指 组 功 能 后续地址字） 令 参数（G95 每转进给 ★ 回起始点 G98 固定循环返 G99 15 回到 R 点 固定循环返 ① 00★组中的 G 是非模 G 代码是模态的。② 为缺 。 4 宏变量一览表宏变量名及含义 宏变量名及含义 宏变量名及含义代码 态的，其他组附录 1 附表 309 （续表） G 指 组 功 能 参数（后续地址字） 令 G29 由参考点返 回 _Y_Z_ X★ 偿取消 G40 刀具半径补 G41 左刀补 D_ G42 09 右刀补 D_ G43 10 刀具长度 正向补偿 H_ G44 刀具长度 负向补偿 _ H★ 消 G49 刀具长度补偿308 机床数控技术及应用 续 套别 总块数 级别 尺寸系列(mm) ) （ 表）间隔(mm块数 1.1，1.2 …1.9 0.1 9 2，3…9 1 8 3 46 0，1，2 10，20…100 10 10 1 － 1 1.005 － 1 1.01，1.02…1.09 0.01 9 1.1，1.2 …1.9 0.1 9 2，3…9 附录 1 附表 307 型号表示规则 （续表） 内 容 代号 简 图 测量基准面 第十位用一字母表示：不同测量基准的精密级车刀 面 B 内、外侧面和后端P 车刀刀片夹紧方式为利用刀片孔将刀片夹紧 T 车刀刀片形状为正三边形刀片 G 车刀头部形式为 G 型（ 度偏头外圆车刀） 90N 车刀刀片法后角为 0 度306 机床数控技术及应用 （续表） 型号表示规则 容内 代号 车刀头部的形式 名称 代号 车刀头部形式 名称 U 度偏头面车刀 93端第四位字母表示：车刀刀片法 代号 刀片法后角（度） 代号 刀片法后角（度）后 角大小 A 3 F 25 B 6 0 G 3C 7 N 0 D 15 P 11 E 20 其余的后角，需专门说明 附录 1 附表 305 （续表） 型号表示规则 内 容代号 刀片形状 名称 代号 刀片形状 名称 R 圆形 四边形 K 55度平行V 35 度菱形D 55 度菱 形B 82度平行四边形 E 75 度菱形C 80 度菱形第二位字母表示：车（注：对于菱形、A 85度平行刀刀片的形状 平行四边形，表中所示角度指较小的附录 1 附 表 附表 1 转位车刀型号表示规则 型号表示规则 内 容 代号 车刀刀片夹紧方式 说明 C 装无孔刀片，利用压板从刀片上方将刀片夹紧，如压板式 M 装圆孔刀片，从刀片上方并利用刀片孔将刀片夹紧，如楔钩式 P 装圆孔刀片，利用刀片孔将刀片夹紧，如杠杆式，偏心式，拉垫式等 第一位字母表示：车刀的夹紧方式 S 装沿孔刀片，螺钉直接穿过刀片孔，将刀片夹紧，如压孔式 代号 刀第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 303 9.5 思 考 题 1．叙述可靠性及可靠性的主要衡量指标。 2．数控机床的故障规律如何？ 3．数控机床的故障诊断常用方法有哪些？ 4．数控机床发生故障，你会怎么去做？ 5．数控机床故障诊断的新技术有哪些？ 6．数控机床的故障维修主要有哪些方面？ www.plcworld.cnw302 机床数控技术及应用 气动系统较为简单，一般不易出现故障，即使出现故障也比较容易解决。 气动系统的多数故障是由于杂质（主要为铁锈与水分）引起的。 由压缩空气系统中的杂质引起的故障一般是过滤器阻塞。发生这种故障时，要对过滤器进行清洗。数控机床上的空气过滤器使用的多为金属或陶瓷烧结滤芯。消洗时首先取出滤芯，用毛刷和汽油清洗，再用第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 301 9.4.3 机械系统故障维修 数控机床的各运动部分都是电动、液动或气动驱动的，由各部分的共同作用来完成机械移动、转动、夹紧松开、变速和刀具转位等各种动作。当机床工作时，它们的各项功能相结合，发生故障时也混在一起。有些故障形式相同，但引起故障的原因却不同。这给故障诊断和排除带来了很大困难。 各种机300 机床数控技术及应用 且易发热、机械部分的间隙摩擦等因素的改变，也会对系统产生影响。测量反馈元件及反馈环的性能改变也会导致系统故障。因此，伺服驱动系统是整个数控机床的主要故障源之一。 下面列举两例常见的伺服驱动系统故障维修。 1．飞车 这里所说的飞车，是指伺服电动机在运行时，转速持续上升或急剧上升，控制系统无法进行控第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 299 数控系统的几个常见故障维修。 1．数控系统不能接通电源 数控系统的电源输入单元（ Input Unit）有电源指示灯（绿色发光二极管） ，如果此灯不亮，说明交流电源未加到输入单元，可检查电源变压器是否有交流电源输入；如果交流电源已输入，应检查输入单元的熔断丝是否烧断。 如果输入单元上的故障指示298 机床数控技术及应用 Cincinnati-Milacron 公司的 950CNC 系统具有自修复系统功能。 9.3.4 通信诊断系统 通信诊断是指利用电话线路（或 Intemet 网）将 CNC 系统与该系统生产厂家设立的中央维修站连接起来，通过向用户设备发送诊断程序所进行的一种远程诊断，通信诊断系统结构如图 9-4 所示第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 297 数控机床故障诊断专家系统包括：数据库和故障码、知识库和规则库、知识库的管理、人机接口系统、推理机、解释系统、专家评价决策与控制器等主要模块。它可以用于故障监测、故障分析和决策处理，也可进行在线实时诊断和离线诊断。专家诊断系统程序在知识库和数据库的基础上，通过推理机制，综合利用各种规则，必要时还可调用296 机床数控技术及应用 9.3.1 数控机床故障诊断的专家系统 专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库和推理机两部分，如图 9-2 所示。知识库中以各种规则形式存放着分析和判断故障的实际经验和知识；推理机利用知识第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 295 首先检查换刀基准点的到位情况，液、气压是否正常，相关限位开关的动作是否正常等。 知识和经验要靠平时的学习与维修实践的总结和积累，而这些又是数控机床维修所必不可少的。因此，作为维修人员在平时就要抓紧业务技术学习，提高知识和实践水平。特别是要充分熟悉机床资料，不放过任何有价值的内容。故障排除之后，要总294 机床数控技术及应用 画面（一般是位置显示画面）。否则，将显示报警信息。 在线诊断是指在系统通过启动诊断进入运行状态后由内部诊断程序对 CNC 及与之相连接的外设、各伺服单元和伺服电机等进行的自动检测和诊断。只要系统不断电，在线诊断也就不会停止，在线诊断的诊断范围大，显示信息的内容也很多。一台带有刀库和台板转换的加工中心报警内第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 293 2．根据控制系统 LED 灯或数码管的指示进行故障诊断 在现代数控系统中设置有众多报警指示装置，如在 NC 主板上，各控制单元部件均有发光二极管或多段数码管，通过指示灯的亮与灭，数码管的显示状态（如数字编号、符号等）来为维修人员指示故障所在位置及其类型。因此，根据控制系统的 LED（发光二极管）或292 机床数控技术及应用 联系较少，容易确定查找的方向，而有些故障原因很多，难以用简单的方法确定出故障源的查找方向，这就要仔细查阅数控机床的相关资料，弄清与故障有关的各种因素，确定若干个查找方向，并逐一进行查找。 （ 3）由表及里进行故障源查找。故障查找一般是从易到难。从外围到内部逐步进行。所谓难易，包括技术上的复杂程度和拆卸装配第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 291 2．偶发故障期 数控机床在经历了早期的磨合和调整运行后，开始进入相对稳定的正常运行阶段。在这个阶段，故障率低而且相对稳定，近似常数。偶发故障是由于偶然因素引起的，如操作或维护不当等。在此期间，一方面要不断提高使用和管理水平，发挥数控机床的更高价值；另一方面要进行良好保养和定期维修，尽量避免大290 机床数控技术及应用 （ 1）日常维护和保养，又叫预防性维修，以有效延长机床的 MTBF； （ 2）故障维修，机床在出现故障时，及时维修，尽量缩短 MTTR，将故障排除，保证其正常使用，提高机床的有效度 A 指标。 9.1.2 数控机床的故障规律 数控机床在整个使用期故障频度大致可以分为三个阶段，即早期故障期、偶发故障期和第 9 章 数控机床的故障诊断与维修 数控机床作为工作母机，是一个高精度、高效率、技术复杂的设备，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。数控机床一旦发生故障，必须及时予以维修，排除故障。数控机床维修的关键是故障的诊断，即故障源的查找和故障定位。下面就数控机床的可靠性、故障规律、故障诊断的一般步骤和常用方法、故障诊断的一些新技术等进行阐述。 9.1 概288 机床数控技术及应用 R22 30110 Φ16R22RR 30 10158 图 8-21 4．如图 8-22 所示，在圆柱形坯料上加工方形凸台，台高 20 mm，内腔深 30 mm，直径 Φ10 mm 的孔 6 个，深 30 mm，编制一个零件加工程序，刀具自选。 Φ120 80 40
第 8 章 加工中心编程 287 #5=175*SIN[10*PI/180] #0=0 WHILE #0 LT 3；加工斜方台 N[101+#0*6] G01 G90 G42 X[-#2] Y[-#3] F280.0 D[#0+1] N[102+#0*6] G91 X[+#4] Y[+#5] N[103+#0*6] X[-#5] Y[286 机床数控技术及应用 Φ17510°Y X 图 8-19 宏程序编程实例 %.0；圆台阶高度 #11=10.0；方台阶高度 #12=124.0；圆外定点的 X 坐标值 #13=124.0；圆外定点的 Y 坐标值 N01 G92 X0.0 Y0.0 Z0.0 N05 G00 Z10.0 #0=0 N06 第 8 章 加工中心编程 285 ；加工整圆子程序圆心为（X,Y ）, 半径为 R ；X －>#23 Y －>#24 R －>#17 IF [AR[#17] EQ 0] OR [#17 EQ 0]；如果没有定义 R M99 ENDIF IF [ AR[#23] EQ 0 ] OR [ AR[#24] EQ 0 ]；如果没有定义圆心284 机床数控技术及应用 8.4.4 结构语句 1．条件判别语句 格式： IF 条件表达式 … ELSE … ENDIF 条件表达式结果为真执行 IF 与 ELSE 之间的语句，结果为假执行 ELSE 与 ENDIF 之间的语句。 格式： IF 条件表达式 … ENDIF 条件表达式结果为真执行 IF 与 ENDIF 之间的语第 8 章 加工中心编程 283 检测。对于每个局部变量，都可以使用系统宏 AR［＃变量号］来检测其是否被定义，以及该变量的类型。如果该宏的返回值为 0，则被检测的变量未定义，如果返回 90，被检测的变量被定义为绝对坐标方式，如果返回 91，被检测变量被定义为增量坐标方式。 5．常量 系统可以使用的宏常量如下： PI：圆周率π TR282 机床数控技术及应用 表 8-2 宏程序调用时参数名与变量号对应表 局部变量 参数名或系统变量 局部变量 参数名或系统变量 #0 A #20 U #1 B #21 V #2 C #22 W #3 D #23 X #4 E #24 Y #5 F #25 Z #6 G #26 固定循环指令初始平面 Z 模态值 #7 H #27第 8 章 加工中心编程 281 M30；程序复位 %6076；子程序 IF [AR[#8]EQ0]OR[]AR[#10]EQ0]；判定参数是否定义 ………；未定义 M99；返回主程序 ENDIF G91；相对坐标 IF AR[#8]EQ90；判定是否绝对坐标 #8=#8-#30；将参数 I 的值转换为相对坐标，＃30 为 X 轴绝对280 机床数控技术及应用 编程时进行繁琐的数值计算，精简程序量。 1．宏程序的使用格式 宏变量和语句可以在主程序和子程序中使用，宏子程序的调用使用 G65 指令或 M98功能实现。例如： %0001；主程序 ……… #51=20；全局变量赋值 ……… G65P0300K30；调用子程序 ……… M30；程序复位 %0300；子程第 8 章 加工中心编程 279 Y55.5 X48 Y30.5 X35 G02Y43R6.25；圆弧退刀 G40G00X35Y44；取消刀补 Z10M05；主轴停转，升起刀 T1M06；换 1 号刀 S800M03F100；启动主轴 G00X42Y25Z10；移动至起始点 G91G98G81X14Z-4R-8L3；钻定位孔 G8278 机床数控技术及应用 G01X-15；加工深度为 5mm 台阶 G00Z2；升起刀 X57.048Y-10；定位 Z-4；下刀 G01X45.5Y10；加工深度为 4mm 台阶轮廓 G03X35Y20.5R10.5 G01X15 G02X5Y30.5R10 G01Y40 X11.699Y65 X23.820 G03X46.18第 8 章 加工中心编程 277 已知点坐标： P1（ 48.378， 0）， P2（ 11.699， 65）， P3（ 23.820， 65）， P4（ 46.180， 65）。 图 8-18 加工中心编程实例 3．编程 %0001；程序名 G54G90G17；绝对坐标编程 T3M6；换 3 号刀 S550M3F80；启动主轴276 机床数控技术及应用 8.3 加工中心编程实例 下面我们通过加工实例来看数控加工中心程序的编制方法。 8.3.1 机床状态 机床已上电，完成回参考点操作，建立了测量基础准点。各把刀具已经完成对刀，建立了工件坐标系与机床坐标系的联系，使用缺省坐标系 G54。 8.3.2 刀具状态和切削参数 刀库中刀具的安装状态如表 8-第 8 章 加工中心编程 275 （7 ）在 Z 轴正方向上加工至 Z_点。 （8 ）主轴定向停止 。 移动 I_、J_ 值。 （只能用 G98）。 点距工件上表面 40 mm，距孔底（RG98F300 G90R0P2Z40 环（ G88） G98??：X 轴刀尖反向位移量。 J_：Y 轴刀尖反向位移量。 的动作循环描述如下： （274 机床数控技术及应用 说明： G85 指令与 G84 指令的动作类似，不同之处在于镗刀到达 Z 点暂停后，退刀时??说明： G86 指令与 G81 指令的动作类似，不同之处在于镗刀到达 Z 点后，主轴停止然_RG98??：X 轴刀尖反向位移量。 ：Y 轴刀尖反向位移量。 图 8-17 反镗循环 如果 Z_为零，该指令不执行。第 8 章 加工中心编程 273 例 8-9：使用 G74 指令编制反螺纹攻丝 加工程序，设刀具起点距工件上表面 48 mm，距孔0Z60 04S500 0Z0 镗循环（ G76） 格式：???? 说明：带有让刀动作的镗孔循环。 G76 精镗时， 进行定向停止，然后G76 指令编制精镗加工程序，设刀具起点0Z50 600F200 272 机床数控技术及应用 攻丝时机床的速度倍率 、进给保持功能均不起作用。R 点应选在距工件表面 7 mm 以上的（a ）G84 攻右旋螺纹 （b）G74 攻左旋螺纹 例 8-8：使用 G84 指令编制螺纹攻丝加工程序，设刀具起点距工件上表面 48 mm，距孔底0Z60 03S600 1Z-2第 8 章 加工中心编程 271 G83 指工状图 8-14 钻深孔循环 例 8-7：使用 G83 指令编制深孔加工程序，设刀具起点距工件上表面 42 mm，距孔底80 mG91F200 90R40P2Q-10K5Z0 丝循环（ G84） 格式：???? 说明：攻右旋螺纹。 终点主轴正转，在 Z 点暂停后主轴反转，丝锥退出。 G270 机床数控技术及应用 加工深 影响刀具切削，同时导致切削液不易进入加工区，造成刀具图 8-13 快速钻深孔循环 例 8-6：使用 G73 指令编制深孔加工程序，工件坐标系原点在工件的上表面中心，孔位于S600F200 5Z-100 深孔循环（ G83） 格式：???? 说明：该指令适用于深孔加工，常用于对排屑和刀具寿命要第 8 章 加工中心编程 269 2．钻孔循环（ G81） 格式： F_L_ _G81X_Y_Z_RG99G98??????说明：该指令常用于在零件的表面用中心钻钻孔，以便为后续钻孔中使用的麻花钻定心。该指令也适用于长度较短的通孔加工。 G81 钻孔动作循环包括 X_Y_坐标定位、快进、工进、和快速返回等动作。指令的动作循环见图 268 机床数控技术及应用 （6 ）快速返回到初始点。 固定循环的数据表达形式可以用绝对坐标 G90 和相对坐标 G91 表示， 如图 8-11 所示， 固定循环的程序格式包括数据形式、返回点平面、孔加工方式、孔位置数据、孔加工数据和循环次数。数据形式（G90 或 G91）在程序开始时就已指定，因此在固定循环程序格式中可不注出。 第 8 章 加工中心编程 267 X15.5Z-9 X12.5Z-10 X15.5；加工槽底 G00Z10；升起刀具 X0Y0；返回起始点 M99；返回主程序 8.2.8 固定循环 数控加工中某些加工动作循环已经典型化，例如：钻孔、镗孔的动作是孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等，这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序并存266 机床数控技术及应用 例 8-5：如图 8-10 所示零件， 编制加工 8 个均布槽的加工程序，槽宽 5 mm，深 10 mm。采用直径为 10 mm 的铣刀。 %0001；主程序 G54G17S；启动主轴 G00X0Y0Z10；移动至起始点 M98P0033；加工 G68X0Y0P45；旋转 45 度 第 8 章 加工中心编程 265 G91G42G00X-25Y-15D01；半径右补偿 Z[-#51]；下刀 G01X40 Y30 X-30 Y-40 G00Z[#51]；抬刀 G90G40X25Y25；取消半径补偿 M99；子程序返回 3．旋转变换（ G68、 G69） 格式： G69M98P_P_Y_Z_X_Z_X_Y_G6264 机床数控技术及应用 Y X X Z O O （10，10） （25, 25 ）（40， 40）图 8-9 缩放加工 %S600F300 G43G00Z4H01；建立长度补偿 X25Y25；移动到缩放中心 #51=9；给 51 号全局变量赋值 G51X25Y25P0.67；缩放 M98P100；加工 第 8 章 加工中心编程 263 M98P100；加工 G24Y0；X、 Y 轴镜像镜像位置为（0 ， 0） M98P100；加工 G25X0；X 轴镜像继续有效，取消 Y 轴镜像 M98P100；加工 G25Y0；取消镜像 M30 %100 G41G00X2.5Y2.5D01 G43Z-98H01 G01Z-7F300 X22262 机床数控技术及应用 8.2.7 简化编程指令 1．镜像功能（ G24、 G25） 格式：G24X_Y_Z_ M98P_ G25X_Y_Z_ 说明：G24 ：建立镜像 G25：取消镜像 X_、Y_ 、Z_ ：镜像位置 M98P_：调用加工子程序 G24、G25 为模态指令，可相互注销，G25 为缺省值。当工件相对于某一轴具第 8 章 加工中心编程 261 8.2.6 棱角处理 1．准停检验（ G09） 格式：G09 说明：一个包括 G09 的程序段在继续执行下一个程序段前，准确停止在本程序段的终点。 G09 为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效。该功能用于加工尖锐的棱角。 2．段间过渡方式（ G61、G64 ） 格式：G61 说明：G61 ：260 机床数控技术及应用 图 8-5 螺旋线插补 8.2.5 虚轴指定（G07 ）及正弦线插补 格式：G07X_Y_Z_ 说明： X_、 Y_、 Z_：坐标字后跟数字 0，则该轴为虚轴。坐标字后跟数字 1 则该轴为实轴。 G07 为虚轴指定和取消指令，为模态指令。如果某轴为虚轴，则此轴只参加计算而不发生运动。虚轴仅对自动操作有第 8 章 加工中心编程 259 控装置发出的脉冲来控制的，单个脉冲所能实现的机床运动被称为脉冲当量，所以机床在这个坐标方向上的运动量的大小是脉冲个数与该方向上脉冲当量的乘积。 8.2.2 局部坐标系设定（G52 ） 格式：G52X_Y_Z_ 说明：X_ 、Y_ 、Z_ ：局部坐标系原点在当前工件坐标系中的坐标值。 G52 指令能在258 机床数控技术及应用 G49G00Z57 X-200Y-60M05 M30 Y 30 60 80 XO 图 8-4 刀具长度补偿编程 8.2 HNC— 21M 的编程指令体系 华中世纪星 HNC－21M 数控装置 G 功能指令见附表 3，用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、第 8 章 加工中心编程 257 G00Z50M05；抬起刀，主轴停转 M30；程序复位 加工前应先用手动方式对刀，使刀具移动到工件坐标系（－ 10，－ 10， 50）的对刀点处。 2．刀具的长度补偿（ G43、 G44、 G49） 格式： X_Y_Z_H_G01G00G49G44G43G19G18G17????????????256 机床数控技术及应用 消的方式下进行。建立和取消刀具半径补偿，必须是在 G00/G01 的运动之后，刀具才发生位置偏移，编程时按照零件的实际轮廓编程。 使用刀补功能时应注意以下几点： （1 ）在带刀补加工时，不能有连续两段 Z 向移动指令。 （2 ）应避免带刀补进行锐角内切加工。 （3 ）尽量避免直线于圆弧的锐角切入和切出。 第 8 章 加工中心编程 255 简化。对于结构复杂的零件，常采用宏编程或自动编程。 （2 ）刀具的补偿除了半径补偿外还有长度补偿，需要把握建立和取消刀补时的刀具运动轨迹，避免加工错误或撞刀。在移动刀具时要考虑其他坐标方向是否会发生干涉。 （3 ）需要注意刀具的切入和切出方式，避免局部过切。规划刀具轨迹时，尤其是对于零件表面和型腔的加254 机床数控技术及应用 Z 轴——平行于主轴轴线，刀具远离工件方向为坐标轴正向。 X 轴——从主轴看向机床立柱，观察者的右手方向为坐标轴正向。 Y 轴——与 X 轴、Y 轴垂直，以右手定则判定该坐标轴正向。 需要注意的是在机床上，各坐标轴的正方向均是指刀具相对于工件的运动正方向，如果描述的是工件相对于刀具的运动，则使用 X′、Y第 8 章 加工中心编程 本章将以华中数控 HNC－21M 世纪星数控加工中心为例，对加工中心的编程特点和编程方法进行介绍。 8.1 加工中心编程概述 8.1.1 加工中心机床坐标系 1．机床坐标系 根据数控机床坐标系的判定规则，可以判定加工中心的坐标轴方向如图 8-1 所示。 ZYXX′Y′Z′图 8-1 立式加工中心坐标系 www.plcworld.cnwww.91HMI.co252 机床数控技术及应用 4．如图 7-30 所示零件，刀具 T1 为外圆粗车刀，T2 为外圆精车刀，T3 为切断刀，毛坯为棒料：直径 43 mm，长度 100 mm，试编制加工程序。 图 7-30 5．如图 7-31 所示零件，刀具 T1 为外圆粗车刀，T2 为外圆精车刀，T3 为切断刀，毛坯为棒料：直径 45 mm，长度 100 第 7 章 数控车床编程 251 N5 G00X200Z200；移动至换刀位置 T0303；换切断刀 X56Z-119S300F15；移动至切断位置 M98P0002L7；调用进刀子程序 7 次 G00X200Z200；移动至换刀位置 M05；主轴停止 M30；程序复位 %；切入 G00U9；退出 W-250 机床数控技术及应用 Z-36.5；移动位置 X31；靠近工件 G01X18S300F15；切第一个槽 G04P2；暂停 2 秒 G00X31；退刀 Z-50.5；移动位置 G01X18；切第二个槽 G04P2；暂停 2 秒 G00X31；退刀 N3 X200Z200；移动到换刀位置 T0202；换外圆精车刀 G42G00X56Z第 7 章 数控车床编程 249 10 3 115Φ20 Φ25 Φ18
Φ40 Φ30 Φ38 Φ29.3 R87.5 R5 Φ15 M25×2双头 图 7-27 零件图 ① 工件坐标系建立： 根据零件的尺寸标注，确定工件坐标系原点位于工件的右端面中心点。端面加工余量1 mm。 ② 工248 机床数控技术及应用 N10 G00X0；精加工程序段，移动至轴线 G01Z0S800F80；切至端面中心 X20C3；切端面，带倒角 Z-25；切直径 20 外圆面 X30C2；切轴肩面，带倒角 Z-45；切直径 30 外圆面 X45C3；切轴肩面，带倒角 Z-65；切直径 45 外圆面 N11 G00X55 退刀 N4第 7 章 数控车床编程 247 沿轴线进刀，精车外表面（需要补偿到尖半径）； 切螺纹； 切断（为改善切削条件，采用梯次进刀）。 图 7-26 零件图 ③ 程序编制如下： %X200Z200；移动到换刀位置 T0101；换外圆粗车刀 M03S500F150；主轴旋转 X55Z2；靠近工件 G71U2.246 机床数控技术及应用 7.3 数控车床编程实例 7.3.1 机床状态 机床已上电，完成回参考点操作，建立了测量基础准点。各把刀具已经完成对刀，建立了工件坐标系与机床坐标系的联系，使用缺省坐标系 G54。 7.3.2 刀具状态 各个刀位上的刀具的安装状态如表 7-5 所示。 表 7-5 刀具情况 刀 位 刀 具 名 第 7 章 数控车床编程 245 例 7-9 编制图 7-25 所示零件的加工程序：设切削起始点在 A（60， 5）； X、Z 方向粗加工余量分别为 3 mm、 0.9 mm；粗加工次数为 3； X、 Z 方向精加工余量分别为 0.6 mm、0.1 mm。其中点划线部分为工件毛坯。 R5R7Φ44 Φ34 Φ20 Φ10 图244 机床数控技术及应用 N20 M30 （主轴停、主程序结束并复位） 3．闭环车削复合循环（ G73） 格式：G73U_W_R_P_Q_X_Z_F_S_T_ 说明：完成由直线、圆弧组合母线的回转体工件粗车加工，采用平行于精加工时刀具运动轨迹的分层切削方式，如图 7-24。 U_：X 轴方向的粗加工总余量。 W_：Z 轴方第 7 章 数控车床编程 243 Φ74 Φ54 Φ30 Φ10 R2R4图 7-23 零件图 % X100 Z80 （到程序起点或换刀点位置） N2 T0101 （换一号刀） N3 M03 S400 （主轴以 400r/min 正转） N4 X80 Z1
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