数控车工(高级)-第五章课件.ppt

1、沈建峰 虞俊 主编 了解SIEMENS 802D系统常用功能指令；掌握SIEMENS 802D数控车床毛坯切削循环的编程方法；掌握SIEMENS 802D数控车床切槽循环的编程方法；掌握SIEMEN；掌握SIEMENS 802D数控车床螺纹加工循环的编程方法S 802D数控车床孔加工循环的编程方法；掌握SIEMENS 802D数控车床子程序的编程方法；掌握SIEMENS 802D数控车参数编程和坐标平移编程的编程方法；掌握SIEMENS 802D数控车床的面板操作方法。目目 录录一、准备功能指令二、部分圆弧指令的含义及格式一、毛坯切削循环指令(CYCLE95)二、综合编程实例一、切槽循环指令（

2、CYCLE93）二、E型和F型退刀槽切削循环指令（CYCLE94）三、螺纹退刀槽指令（CYCLE96）一、螺纹切削指令（G33）二、螺纹切削循环指令（CYCLE97）目目 录录一、子程序二、编程实例一、参数编程二、坐标变换编程三、综合编程实例一、SIEMENS 802D数控系统控制面板及功能介绍二、SIEMENS 802D系统数控车床操作关于准备功能的说明如下：1）当电源接通或复位时，CNC进入清除状态，此时的开机默认指令在表中以符号“”表示。但此时，原来的G71/G710和G70/G700保持有效。2）表中的固定循环和固定样式循环及用“”表示的G指令均为非模态指令。3）802D系统有很多指令

3、与802C系统不同，在编程过程中要特别注意两种系统的不同之处。4）不同组的G指令在同一程序段中可以指令多个。如果在同一程序段中指令了多个同组的G指令，仅执行最后指定的那一个。1.顺、逆圆弧插补指令G02/G03（1）终点和张角的圆弧插补指令格式：G02/G03 XZAR=；通过起点、终点和圆弧包角来确定圆弧通过起点、圆心点和圆弧包角来确定圆弧（2）圆心和张角的圆弧插补指令格式：G02 IKAR=；图5-1 终点和张角编程示例图5-2 圆心和张角编程示例2.中间点圆弧插补指令CIP指令格式为：CIP XZI1=K1=；3.切线过渡圆弧CT指令格式CT XZ；图5-3 中间点圆弧插补示例图5-4

4、切线过渡圆弧插补示例1.指令格式 CYCLE95(NPP，MID，FALZ，FALX，FAL，FF1，FF2，FF3，VARI，DT，DAM，VRT)；2.加工方式与切削动作 按其形式分成三类12种：第一类为纵向加工与横向加工，第二类为内部加工与外部加工，第三类为粗加工、精加工与综合加工。1）纵向加工。纵向加工方式是指沿X轴方向切深进给，而沿Z轴方向切削进给的一种加工方式（1）纵向与横向2）横向加工。横向加工方式是指沿Z轴方向切深进给，而沿X轴方向切削进给的一种加工方式。想一想：车床上的纵向和横向分别指哪个方向?（2）外部和内部加工1）纵向加工方式中的内部与外部加工。外部和内部主要根据循环开始

5、时刀具的切深方向来判断图5-7 纵向加工中的内部与外部加工2）横向加工方式中的内部与外部加工。图5-8 横向加工中的内部与外部加工（3）粗加工、精加工和综合加工1）粗加工。2）精加工。精加工循环时，系统将自动启用刀尖圆弧半径补偿功能。3）综合加工。3.轮廓的定义与调用（1）轮廓的定义 轮廓调用的方法有两种，一种是将工件轮廓编写在子程序中，在主程序中通过参数“NPP”对轮廓子程序进行调用，另一种是用“ANFANG:ENDE”表示的轮廓，直接跟在主程序循环调用后。（2）轮廓定义的要求1）轮廓由直线或圆弧组成，并可以在其中使用倒圆（RND）和倒棱（CHA）指令。2）轮廓必须含有三个具有两个进给轴的加

6、工平面内的运动程序段。3）定义轮廓的第一个程序段必须含有G00、G01、G02和G03指令中的一个。4）轮廓子程序中不能含有刀尖圆弧半径补偿指令。4.轮廓的切削步骤 802D系统的毛坯切削循环不仅能加工单调递增或单调递减的轮廓，还可以加工内凹轮廓的切削步骤，按（一）、（二）、（三）的顺序进行。图5-9 内凹轮廓的切削步骤图5.循环起点的确定 循环起点的坐标值根据工件加工轮廓、精加工余量、退刀量等因素由系统自动计算图5-10 循环起点的计算6.粗加工进刀深度 参数MID定义的是粗加工最大可能的背吃刀量，实际切削时的背吃刀量由循环自动计算得出，且每次背吃刀量相等。计算时，系统根据最大可能的进刀深度

7、和待加工的总背吃刀量计算出总的进刀数量，再根据进刀数量和待加工的总背吃刀量计算出每次粗加工背吃刀量。7.精加工余量 分别用参数FALX、FALZ和FAL定义X轴、Z轴和根据轮廓的精加工余量，X方向的精加工余量以半径值表示。8.编程示例 例1试编写如图5-11所示工件（毛坯已钻出22mm的孔）内轮廓表面的加工程序。图5-11 毛坯切削循环示例编程说明：宜采用纵向内部综合加工方式（VARI=11）进行编程，加工时要注意刀具的形状和刀具角度。例2试按SIEMENS 802D的规定编写如图512所示机床垫铁柱工件的加工程序。图5-12 毛坯切削循环示例二编程说明：本例中工件直径较大，而Z向切削余量相对

8、较少，所以采用横向外部综合加工方式（VARI=10）编程较为合适。例试根据SIEMENS 802D系统的规定编写如图513所示课题的数控车加工程序。图5-13 毛坯切削循环编程实例本例编程与加工思路：因此，为了简化编程，本课题引入SIEMENS系数统的毛坯切削循环指令CYCLE95，为了防止后刀面与加工表面发生干涉，两把外圆车刀需磨出较大的副偏角（30）。CYCLE93(SPD,SPL,WIDG,DIAG,STA1,ANG1,ANG2,RCO1,RCO2,RCI1,RCI2,FAL1,FAL2,IDEP,DTB,VARI)；2.加工方式与切削动作 分成三类共8种：第一类为纵向或横向加工，第二类

9、为内部或外部加工，第三类为起刀点位于槽左侧或右侧。（1）纵向与横向加工 1）纵向加工。纵向加工是指槽的深度方向为X方向、槽的宽度方向是Z方向的一种加工方式。图5-16 纵向切槽加工的 参数与切削动作 1.指令格式2）横向加工。横向加工是指槽的深度方向为Z方向、槽的宽度方向是X方向的一种加工方式。图5-17 横向切槽加工的参数与切削动作（2）左侧与右侧 切槽循环加工类型中关于左侧起刀和右侧起刀的判断方法是：站在操作者位置观察刀具，不管是纵向切槽还是横向切槽，当循环起点位于槽的右侧时，称为右侧起刀，反之称为左侧起刀。起刀点的位置决定了“左侧”或“右侧”的加工类型（3）外部与内部 当刀具在X轴方向朝

10、-X方向切入时，均称为外部加工，反之则称为内部加工。图5-18 切槽加工类型的判断3.刀宽的设定 实际所用刀具宽度是通过该切槽刀的两个连续的刀沿号中设定的偏置值由系统自动计算得出的。4.使用切槽循环（802C/S系统）编程时的注意事项1）参数STA1用于指定槽的斜线角，取值范围为0180，且始终用于纵向轴。2）参数RCO与RCI可以指定倒圆，也可以指定倒角。3）切槽加工中的刀具分层切深进给后，刀具回退量为1mm。4）在切槽加工过程中，经一次切深后刀具在左右方向平移量的大小是根据刀具宽度和槽宽由系统自行计算的。5）参数DTB中设定的槽底停留时间。6)刀宽必须小于槽宽。5.加工实例 例试用SIEM

11、ENS 802D系统的切槽循环指令编写如图519所示工件的数控车程序。图5-18 切槽固定循环编程实例本例编程与加工思路：引入SIEMENS 802D系统的切削循环循环指令。CYCLE94(SPD,SPL,FORM)；2.指令说明 在调用CYCLE94循环前，必须激活刀具补偿，而且定义的刀具切削沿号必须为14，否则会在执行过程中出现程序出错报警。1.指令格式图5-20 E型和F型退刀槽3.加工示例CYCLE96(DIATH,SPL,FORM)；2.指令说明 在调用CYCLE96循环前，必须激活刀具补偿，而且定义的刀具切削沿号必须为14，否则会在执行过程中出现程序出错报警。图5-21 螺纹退刀槽

12、3.加工示例1.指令格式G33ZKSF；G33XZK；G33XZI；2.指令说明G33圆柱螺纹的运动轨迹如图522a所示。3.编程示例图5-22 G33螺纹切削的运动轨迹4.其他螺纹切削指令（1）指令格式G34ZKF；G35XIF；G35XZKF；（2）指令说明1.指令格式5.使用螺纹切削指令（G33、G34、G35）时的注意事项1）进给速度倍率无效。2）循环暂停功能无效。3）主轴速度倍率功能无效。4）不要使用恒线速度控制。5）运用SIEMENS系统的G33还可以加工圆锥螺纹、多线螺纹、端面 螺纹、连续螺纹等特殊螺纹的切削。CYCLE97(PIT,MPIT,SPL,FPL,DM1,DM2,AP

13、P,ROP,TDEP,FAL,IANG,NSP,NRC,NID,VARI,NUMT)；图5-23 螺纹切削循环的参数1.指令格式2.指令说明（1）螺纹切削循环的动作（2）加工方式1）内部与外部方式。内部方式内螺纹的加工，外部方式外螺纹的 加工。图5-25 螺纹切削循环的背吃刀量 ap=(TDEP-FAL)/NRC式中ap粗加工每次背吃刀量；TDEP螺纹总切深量；FAL螺纹精加工余量；NRC螺纹粗切削次数。（3）螺纹加工空刀导入量和空刀导出量空刀导入量用参数APP表示，该值一般取23P（螺距）。空刀导出量用参数ROP表示，该值一般取12P。（4）螺距的确定两种方法：即用参数PIT表示实际螺距数值

14、的大小或用参数MPIT表示螺纹公称直径的大小（5）使用CYCLE97编程时的注意事项1）随着切削深度的增加，切削力也越来越大，容易产生扎刀现象。所以应根据实际选择适当的VARI参数。2）对于循环开始时刀具所到达的位置，可以是任意位置，但应 保证刀具在螺纹切削完成后退回到该位置时，不发生任何碰撞。3）在使用G33、G34、G35编程时的注意事项在这里仍然有效。4）使用CYCLE97编程时，应注意DM参数与TDEP是相互关联的。3.编程示例 例1在前置刀架式数控车床上，试用螺纹加工循环指令编写图5-26所示内螺纹的加工程序。图5-26 螺纹切削循环编程示例例2试用螺纹切削循环指令编写图527所示内

15、梯形螺纹和外三角形螺纹的数控车加工程序。图5-27 螺纹切削编程实例 固定循环主要用于孔加工（钻孔、镗孔、攻螺纹等）。使用一个程序段可以完成一个孔加工的全部动作（钻孔进给、退刀、孔底暂停等），从而达到简化程序，减少编程工作量的目的。（1）固定循环的调用CYCLE8189（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR,）；（2）固定循环的平面 1）返回平面（RTP）2）加工开始平面（RFP+SDIS）3）参考平面（RFP）4）孔底平面（DP或DPR）（3）孔加工循环中参数的赋值1）直接赋值。2）变量赋值。2.孔加工固定循环指令（1）钻孔循环（CYCLE81与CYCLE82）1）指令格式：CYCLEG8

16、1（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR）；CYCLEG82（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB）；1.孔加工固定循环概述 程序中参数DP与DPR只用指定一个就可以了，如果两个参数同时指定，则以参数DP为准；2）动作说明。图5-29 CYCLE81动作图5-29 CYCLE82动作3）加工示例（2）深孔往复排屑钻循环CYCLE831）指令格式：CYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI）；（VARI=0为断屑，表示钻头在每次到达钻孔深度后返回DAM进行断屑；VARI=1为排屑，表示钻头在每次到达钻孔深度后返

17、回加工开始平面进行排屑）。2）动作说明。图5-32 CYCLE83动作（3）刚性攻螺纹（CYCLE84）与柔性攻螺纹（CYCLE840）1）指令格式：CYCLE84（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDAC，MPIT，PIT，POSS，SST，SST1）；CYCLE840（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDR，SDAC，ENC，MPIT，PIT）；2）动作说明。3）加工示例图5-33 CYCLE84动作图5-34 CYCLE840动作（4）铰孔或镗孔循环（CYCLE85）1）指令格式：CYCLE85（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，FFR，RF

18、F）；2）指令说明。（5）其他用于镗孔的循环指令（CYCLE86、CYCLE87 CYCLE88、CYCLE89）1）指令格式：CYCLE86（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDIR，RPA，RPO，RPAP，POSS）；CYCLE87（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，SDIR）；CYCLE88（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB，SDIR）；CYCLE89（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DTB）；2）指令说明。镗孔指令在车铣加工中心或镗铣加工中心上运用较多，在数控车床上加工内孔时，采用内孔车刀车孔的加工方式较为合适。因此，对于这些镗孔指令此处将

19、不再赘述。3)编程实例。1.SIEMENS系统子程序命名规则 文件名可以由字母或字母+数字组成。文件扩展名有两种，即“.MPF”和“.SPF”。其中“.MPF”表示主程序，如“AA123.MPF”；“.SPF”表示子程序，如“L123.SPF”。2.子程序的嵌套 当主程序调用子程序时，该子程序被认为是一级子程序。在SIEMENS 802C/S/D系统中，子程序可有4级程序界面即3级嵌套。（1）子程序的格式RET要求单独占用一程序段。（2）子程序的调用 例试用子程序的编程方式编写图538所示手柄外形槽的数控车加工程序（设切槽刀刀宽为2mm，左刀尖为刀位点）。本例编程与加工思路：在编写本课题的加工

20、程序时，由于工件轮廓有 3.子程序的调用许多形状相同的槽组成。因此，采用子程序方式进行编程可实现简化编程的目的。图5-38 子程序编程实例SIEMENS中的R参数就相当于用户宏程序中的变量。（1）R参数的表示（2）R参数的引用（3）R参数的种类1）R0R99为自由参数2）R100R249为加工循环传递参数3）R250R299为加工循环内部计算参数2.参数的运算格式（1）参数运算格式（2）参数运算的次序3.跳转指令 SIEMENS中的跳转指令与FANUC中的转移指令的含义相同，都是在程序中起到控制程序流向的作用。(1)无条件跳转 又称为绝对跳转。指令格式1.参数为：GOTOB LABEL；GOT

21、OF LABEL；如在某程序段中将LABEL写成了“LABEL：”时，则可跳转到其他程序名中去。（2）有条件跳转其指令格式为：IF“条件”GOTOB LABEL；IF“条件”GOTOF LABEL；例试用参数编程的方法编写如图539所示灯罩凸模的曲面精加工程序。图5-39 灯罩凸模4.编程示例 TRANS X Z；ATRANS X Z TRANS；或 ATRANS；2.指令说明图5-40 可编程零点偏置 TRANS或ATRANS指令后面如果没有轴移动参数而单独使用，则表示取消所有框架指令（包括坐标平移指令），保留原工件坐标系。所谓框架（FRAME），是SIEMENS系统中用来描述坐标系平移或旋

22、转等几何运算的术语。1.可编程坐标平移指令格式指令格式如下：3.坐标平移指令在编程中的运用 执行以上程序，工件加工后的轮廓在X方向留出了0.3mm的精加工余量（直径量），而在Z方向则留出了0.05mm的精加工余量。4.其他可设定的零点偏置指令 例试采用参数编程的方式编写如图541所示木质小榔头（不考虑切断工步并忽略其表面粗糙度）的加工程序。图5-41 参数编程实例1.编程思路 以Z值为自变量，每次变化0.1mm，X值为应变量，通过参数运算计算出相应的X坐标值，即X=SQRT(352-Z2)(29/35)。2.参考程序图5-42 SIEMENS 802D数控车床版面图机床控制面板上的按钮系统操作

23、面板上的MDI功能键CRT屏幕相对应的软键1.机床控制面板按钮功能介绍2.数控系统MDI功能键3.屏幕划分与屏幕软键图5-43 SIEMENS 802D 屏幕划分 与屏幕软键1.开机流程 注：按下“复位”键如无反应，则应检查一下“急停”按钮是否被按下，如被按下，只需顺时针转动急停按钮，使按钮向上弹起，然后执行4）、5）项操作即可。2.关机流程3.返回参考点（简称“回零”）回参考点注意事项：开机后，首先应进行“机床回参考点”操作 即使机床已经回过参考点，如出现下列三种情 况时，必须重新进行“回参考点”操作：a.机床断电后重新接通电源。b.机床解除急停状态后。c.机床超程报警解除后。在回参考点操作

24、之前，刀架通常应位于减速开关和负 限位开关之间 错误的回参考点方向，刀架则不会移动。注意不要发生任何碰撞。若松开了X轴或Z轴正向“点动”键，机床则会停止动作。按“复位”键或“报警应答”键，即可消除其报警信号。松开X轴或Z轴正向“点动”键，则机床停止运动，并显示020005报警，表示回参考点失败。4.JOG（手动）运行方式图5-46 JOG运动方式显示窗口（1）慢速工进（2）快速进给（3）增量进给（4）手轮进给5.MDI（手动数据输入）运行方式 该程序段执行完毕后，命令行中的内容仍然保留，并可重复执行，直至输入新的内容替换它。图5-48 MDI显示窗口注：在MDI方式下，不能加工由多个程序段描述

25、的轮廓（如固定循环及倒圆、倒角等）。6.对刀操作与零点偏置的设定 对刀操作如图549所示，该机床的机床原点设在卡盘中心，当使用刀具长度补偿（即刀具偏移）作为设定工件坐标系的方法时，首先应将工件坐标系原点偏置设定为0（工件原点偏置的设定方法及过程见下述），然后再进行对刀操作。图5-49 对刀操作（1）机床原点偏置（即零点偏移）的设定（2）建立用于刀具补偿的刀具号、切削沿号、刀沿号（3）在“MDI”运行方式下开主轴及换1号刀在“MDI”运行方式下，输入“T01；M03 S500”，接着按“循环启动”键，1号刀转为当前刀具，主轴正转。图5-52 刀具表窗口（4）第一把刀的对刀操作1）Z方向的对刀2)

26、X方向对刀图5-54 Z向刀具长度补偿设置窗口图5-55 X向刀具长度补偿设置窗口（5）其余刀具的对刀操作 其余刀具的对刀方法与第一把刀基本相同，不同之处在于第步不再切削工件表面，而是将刀尖逐渐接近并分别接触到端面及外圆表面后，即进行余下步骤的操作。（6）设置刀尖圆弧半径补偿值（7）对刀正确性校验 观察刀具与工件间的实际相对位置，对照屏幕显示的绝对坐标，判断刀具偏置参数设定是否正确。该步操作不能省略图5-56 刀具补偿参数设定窗口7.有关程序的操作(1)建立新程序（2）打开或删除原程序（3）程序的输入与编辑图5-58 程序编辑窗口图5-57 程序操作区画面3）程序编辑时的注意事项。零件程序未处

27、于执行状态时，方可进行编辑。如果要对原有程序进行编辑，可以在“程序页面”用光标选择待编辑的程序，然后选择打开，就可以进行编辑了。零件程序中进行的任何修改，均立即被存储。（4）固定循环的编辑 在图558所示的程序编辑窗口中，按水平软键车削。此时，在垂直软键处出现切削、螺纹、凹槽和退刀槽4个选择软键。本处以切削循环为例来说明固定循环的编辑方法。图5-59 切削循环的屏幕格式8.Auto（自动）运行方式（1）自动运行前的检查1）机床刀架必须回参考点。2）待加工零件的加工程序已经输入，并调试确认无误。3）加工前的其他准备工作均已就绪，如参数设置、对刀及刀补。4）必要的安全锁定装置已经启动。（2）自动加

28、工的操作过程（3）自动加工工过程中的程序控制图5-61 程序控制窗口9.其他操作第一章 液压传动原理与液压元件1.试写出SIEMENS 802D系统的毛坯切削循环指令格式，并用图示方式说明其动作。2.SIEMENS 802D与SIEMENS 802C毛坯切削循环指令对切削轮廓的要求有何不同？3.对SIEMENS 802D数控系统，其毛坯切削循环中的纵向加工和横向加工如何区别？4.试写出SIEMENS 802D的螺纹切削循环指令格式，并用图示方式说明其动作。5.在SIEMENS系统中，程序名的命名规则是什么？6.子程序如何调用？7.R参数分为哪几种，各有何特点？8.常用的程序跳转有哪几种？其跳转

29、功能是如何实现的？9.G54与TRANS均为零点偏置指令，它们的主要区别是什么？如何正确选用？10.采用子程序及TRANS指令编写图5-5所示工件的加工程序。11.简要说明模式选择按钮的种类及其作用。12.怎样进行系统电源的开/关操作？第一章 液压传动原理与液压元件13.如何进行程序及程序段的检索？14.怎样进行机床的手动回参考点操作？在什么情况下刀架必须回参考点？加工程序中的回参考点程序段是如何编写的？15.如何消除机床的急停状态？16.在JOG和MDI状态下进行转刀的效果有哪些不同？17.如何进行G54的参数设定？18.假如工件粗加工结束后，测得其直径大0.1mm，如何通过刀补值在精加工时修正该偏差？19.刀尖圆弧半径补偿如何输入？20.在数控机床的编程与操作过程中，为什么要进行空运行操作？如何进行加工程序的空运行？