《数控机床》PPT课件

1,第二章 数控机床的程序编制,程序编制方法一般分为两大类： （1）手工编程；（2）自动编程。 第一节 程序编制的基础知识 一、数控编程的概念 在数控机床上加工零件时，程序员根据加工零件的图样和加工工艺，将零件加工的工艺过程及加工过程中需要的辅助动作，如换刀、冷却、夹紧、主轴正反转等，按照加工顺序和数控机床中规定的指令代码及程序格式编成加工程序单。再将程序单中的全部内容输入到机床数控装置中，自动控制数控机床完成工件的全部加工。根据零件图样和加工工艺编制成加工指令并输入到数控装置的过程称为数控程序编制。 程序编制的一般内容和过程如图2-1所示。,图2-1 程序编制的一般内容和过程,2,第一节 程序编制的基础知识,1.分析零件图样，确定加工工艺 根据零件图样，对零件的形状、尺寸、精度、表面质量、材料、毛坯种类、热处理和工艺方案等进行详细分析，制定加工工艺。 2.刀具运动轨迹计算 在编制程序前要进行运动轨迹的基点、圆弧线段的圆心等坐标值计算，这些坐标值是编制程序时需要输入的数据。所谓基点就是运动轨迹相邻几何要素间的交点。 3.编写加工程序单 根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的加工顺序、加工路线、切削参数以及辅助动作等，按照数控机床规定使用的功能代码及程序格式，逐段编写加工程序单。 4.制备控制介质 简单程序可以直接使用键盘输入数控装置。比较复杂的程序一般通过通信方式输入数控装置。,3,第一节 程序编制的基础知识,5.程序校验和首件试切 校验的一般方法是： （1）在不装夹工件情况下起动数控机床，进行空运行，观察运动轨迹是否正确。 （2）在具有CRT屏幕图形显示功能的数控机床上，进行工件图形的模拟加工，检查工件图形的正确性。然后进行首件试切，进一步考察程序单或控制介质的正确性，并检查是否满足加工精度要求。,4,第一节 程序编制的基础知识,二、数控编程的字符与代码 字符（Character）是一个关于信息交换的术语，它的定义是：用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。字符是机器能进行存储或传送的记号。字符也是我们所要研究的加工程序的最小组成单位。常规加工程序用的字符分四类。一类是字母，它由大写26个英文字母组成；第二类是数字和小数点，它由09共10个阿拉伯数字及一个小数点组成；第三类是符号，由正（+）号和负（-）号组成；第四类是功能字符，它由程序开始（结束）符（如“%”）、程序段结束符（如“；”）、跳过任选程序段符（如“/”）等组成。 代码由字符组成，数控机床功能代码的标准有EIA（美国电子工业协会）制定的EIA RS244和ISO（国际标准化协会）制定的ISO RS840两种标准。国际上大都采用ISO代码，现在我国规定新产品一律采用ISO代码。,5,第一节 程序编制的基础知识,三、准备功能G代码和辅助功能M代码 用G、M指令来描述工艺过程的各种操作和运动特征。 1.准备功能G指令 准备功能G指令是用来规定刀具和工件的相对运动轨迹（即插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。 G指令由地址符G 及其后面的二位数字组成，共有100种G指令 （G00G99），如表22示。 G代码有模态与非模态两种。 表2-2第2栏中，标有字母的表示对应的G代码为模态代码（又称续效代码），模态代码按功能分为若干组，标有相同字母的为同组。标有“*”的表示对应的G代码为非模态代码（又称非续效代码），其意义见表2-2。,6,第一节 程序编制的基础知识,表2-2 模态与非模态的意义,7,第一节 程序编制的基础知识,2.辅助功能M指令 辅助功能M指令是控制数控机床“开、关”功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。M指令由地址符M 及其后面的二位数字组成，共有100种M指令（M00M99），如表2-3所示。,8,第一节 程序编制的基础知识,表2-3M功能代码表,9,第一节 程序编制的基础知识,（1）程序暂停指令：M00 功能：M00使程序停在本段状态，不执行下段。 当按下循环启动键后，可继续执行下一程序段。 应用：该指令可应用于自动加工过程中，停车进行某些固定的手动操作，如手动变速、换刀等。 （2）程序计划暂停指令：M01 功能：与M00相似。预先按下“任选停止”开关，当执行到M01时，程序即停止。若不按下“任选停止”开关，则M01不起作用，程序继续执行。 应用：该指令常用于关键尺寸的抽样或临时停车。,10,第一节 程序编制的基础知识,（3）程序结束指令：M02 功能：该指令表示加工程序全部结束。它使主轴、进给、切削液都停止，机床复位。它比M00功能多了一项“复位”功能。 应用：该指令必须编在最后一个程序段中。 （4）主轴正转、反转、停指令：M03、M04、M05 功能：M03（正转）、M04（反转）、M05（停转）。 （5）换刀指令：M06 功能：自动换刀。 应用：用于具有自动换刀装置的机床，加工中心、数控车床等。,11,第一节 程序编制的基础知识,四、数控程序结构与程序段格式 1.程序的结构 一个完整的数控加工程序由程序号、程序段和程序结束符三部分组成。 2.程序段格式 NGXYZFSTMLF； N为程序地址字； G为准备功能字； XYZ(及UVW)IJK等为坐标轴地址,后面的数字表示刀具在相应坐标轴上的移动距离或坐标值；,12,第一节 程序编制的基础知识,F为进给功能字； S为主轴转速功能字； T为刀具功能字； M为辅助功能; LF为程序段结束符。 3.主程序和子程序 在一个零件的加工程序中，若有一定数量的连续的程序段在几处完全重复出现，可将这些重复的程序段按一定的格式做成子程序，并存入到子程序存储器中。如图2-2,13,第一节 程序编制的基础知识,图2-2 主程序与子程序关系图,14,第二节数控机床的坐标系统,一、数控机床的坐标系与运动方向 1.刀具相对于静止工件而运动的原则 假定刀具(动)相对于静止的工件(静)运动。 2.标准（机床）坐标系的规定 （1）机床坐标系的规定 标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔坐 标系，如图23所示，规定了X、Y、 Z三个直角坐标轴的方向，这个坐标系 的各个坐标轴与机床的主要导轨平行。 根据右手螺旋法则，我们可以很方便 地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。 如图2-3,图2-3 右手笛卡儿坐标系,15,第二节数控机床的坐标系统,3.运动方向的确定 （1）Z坐标的确定 Z坐标的运动由传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行的标准坐标轴即为Z坐标。 正方向是刀具远离工件的方向。 （2）X坐标的确定 X坐标运动一般是水平的，它平行于工件的装夹平面，是刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。 （3）Y坐标的确定 Y X Z X轴逆时针旋转900 得到Y轴 （4）旋转运动坐标系 X（A）、Y （B） 、 Z （C）,16,第二节数控机床的坐标系统,图2-4 数控车床坐标系,17,第二节数控机床的坐标系统,图2-5 数控铣床坐标系,图2-6 数控镗铣床坐标系,18,第二节数控机床的坐标系统,二、机床坐标系与工件坐标系 机床原点是机床固有的点，以该点为原点与机床的主要坐标建立的直角坐标系，称为机床坐标系。机床坐标系是制造机床时用以确定各零部件相对位置而建立起来的。 工件坐标系是指编程人员 以零件图纸上的某一点 （工件原点或编程原点） 为坐标原点建立的坐标 系，编程时用来确定编程 尺寸。 如图2-7所示。,图2-7 机床坐标系与工件坐标系,19,第二节数控机床的坐标系统,三、绝对坐标系统与增量（相对）坐标系统 绝对坐标是表示刀具（或机床）运动位置的坐标值，是相对于固定的坐标原点给出的。如图2-8a 增量坐标所表示的刀具（或机床）运动位置的坐标值是相对于前一位置的，而不是相对于固定的坐标原点的。如图2-8b,图2-8 绝对坐标系与增量（相对）坐标值,20,第三节 数控加工程序编制,一、常用准备功能G 1坐标指令G90、G91、G92 （1）G90绝对尺寸指令 程序段中的尺寸字为绝对坐标值。即从编程零点开始的坐标值。 （2）G91增量尺寸指令 程序段中的尺寸字为增量坐标值。即刀具运动的终点相对于起点坐 标值的增量。 用G91编程时程序为：G90 G01 X30 Y60 F100； 用G91编程时程序为:G91 G01 X-40 Y30 F100； 在实际编程中，是选用G90还是选用G91，要根 据具体的零件确定。图2-10a的尺寸都是根据零件上某一设计基准给定的，这时我们可以选用G90编程。图2-10b的尺寸我们就应该选用G91编程，这样就避免了在编程时各点坐标的计算。,图2-9 G90、G91编程举例,21,第三节 数控加工程序编制,图2-10 G90、G91的选择,22,第三节 数控加工程序编制,（3）G92坐标系设定指令 格式：G92 X Y Z； G92的作用是以工件坐标系 的原点为基准点，设定刀具起始 点的坐标值，数控机床执行命令 时，从该点开始动作，所以刀具起始点就是程序的起始 点，有时也作为对刀点或换刀点。执行G92指令时，机 床不动作，即X、Y、Z轴均不移动，坐标值X、Y、Z均 不得省略。如图2-11所示。 G92 X-10.0 Y-10.0 Z0.0,图2-11 G92建立工件坐标系,23,第三节 数控加工程序编制,2快速点定位指令G00 格式：G00 X Y Z； G00指令要求刀具以点位控制方式从刀具所在位置用最快的速度移动到指定位置。如图212所示，用G00编写一个程序，程序的起 始点是坐标原点O，先从O点快速移动到参考点A，紧接着快速移至参考点B，移动轨迹如图2-12所示。其程序如下： 绝对值编程方式 GOO X20 Y20 G90 G01X90.0 Y70.0 F100; 增量值编程方式 GOO X20 Y20 G91 G01X70.0 Y50.0 F100; G00是模态指令，快速点定位速度不能用程序指令，它的速度由数 控系统预先设定,图2-12 快速点定位,24,第三节 数控加工程序编制,3直线插补指令G01 和F都是模态指令。如图2-13所示。 G01 X96 Y70 F100 以100mm/min进给速度直线插补也称直线切削，刀具以直线插补运算联动方式由某坐标点移动到另一坐标点，移动速度由进给功能指令F设定。机床执行G01指令时，在该程序段中必须含有F指令。G01加工直线AB；如图2-13 X168 Y50 以100mm/min进给速度加工直线BC； X24 Y30 以100mm/min进给速度加工直线CA；,图2-13 G01 直线插补,25,第三节 数控加工程序编制,4圆弧插补指令G02、G03 圆弧插补G02、G03分别是顺时针和逆时针方向圆弧插补指令。用于指令刀具相对于工件在指定的平面（G17、G18、G19）内，以给定的进给速度从圆弧起点向圆弧终点进行圆弧插补。各坐标平面的圆弧插补方向如图所示，即沿垂直于圆弧所在的平面的坐标轴的负向观察，来判断圆弧的顺、逆方向。如图2-14,在XY坐标平面上程序段格式： G17G02（G03）X Y I J F ； 或 G17G02（G03）X Y R F ； 在XZ坐标平面上程序段格式： G18 G02（G03）X Z I K F ； 或G18 G02（G03）X Z R F ； 在YZ坐标平面上程序段格式： G19 G02（G03）Y Z J K F ； 或G19 G02（G03）Y Z R F ；,图2-14 不同坐标平面G02、G03的判断,26,第三节 数控加工程序编制,机床只有一个平面时平面指令可省略；当机床有三个坐标平面时，通常在XY平面内加工平面轮廓曲线，开机后自动进入G17指令状态，在编写程序时，也可以省略。采用圆弧R编程时规定：当圆弧小于或等于1800时，R取正值；当圆弧大于，1800时R取负值。采用圆心相对圆弧起点坐标位置编程时，I、J、K分别为圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z轴方向的坐标增量。若圆弧是一个封闭整圆，则只能使用I、J、K编程圆弧线的终点坐标可采用绝对值表示。也可以采用终点相对起点的增量值表示。如图2-15所示，圆弧的起点为A点，终点为B点。 G90 G03 X70 Y75 I19 J30 F100 G91 G03 X35 Y55 I19 J30 F100,图2-15 圆弧编程,27,第三节 数控加工程序编制,5刀具半径自动补偿指令G41、G42、G40 刀具在移动加工过程中，刀具的中心与被加工工件的轮廓之间始终保持刀具的半径值，通常称为刀具半径补偿。即刀具中心轨迹相对于零件轮廓让开一个刀具半径的距离，编程时，只需按照工件图标定的轮廓尺寸编写程序，而将刀具的半径作为工件轮廓的补偿量，由操作者预先存入数控装置的指定存储单元，在执行加工程序时，半径自动补偿指令将存储单元中存放的补偿量调出，并计算刀具中心轨迹，加工出符合零件图样轮廓的工件。 G41是刀具半径左补偿指令，G42是刀具半径右补偿指令，G40是取消半径补偿指令，G41是指顺着刀具前进方向观察，刀具偏移在工件轮廓线的左侧，G42是指刀具偏移在工件轮廓线的右侧，G41和G42为模态指令。如图2-16所示，使用G41或G42完成轮廓加工之后，,28,第三节 数控加工程序编制,图2-16 G41、G42的判断,图2-17 G41、G42、G40的应用,29,第三节 数控加工程序编制,必须用G40指令消去补偿量，使刀具中心轨迹和编程轨迹重合，如图2-16所示，图中细实线是编程轨迹，点划线是刀具中心轨迹，图a为G41刀具半径左补偿过程，图b为G42刀具半径左补偿过程。程序段格式： G00/G01 G41/G42 X Y D F G00/G01 G40 X Y 其中，D 为刀具半径补偿地址，地址中存放的是刀具半径的补偿量。 刀具半径补偿的过程分三步，即刀补的建立、刀补执行和刀补取消。OB为建立刀补段（G41 G01 X50. Y40. F100 D01；），OC段为取消刀补段（G40 G01 X0. Y0. F100；或G40 G00 X0. Y0.；），BC段为刀补的进行。G40必须和G41或G42成对使用。,30,第三节 数控加工程序编制,6刀具长度补偿指令G43、G44 刀具长度偏置指令用来补偿刀具长度方向尺寸的变化。数控机床规定传递切削动力的主轴为数控机床的Z轴，所以通常是在Z轴方向进行刀具长度补偿。在编写工件加工程序时，无需考虑实际刀具的长度，而是按照标准刀具长度或确定一个编程参考点进行编程，如果实际刀具长度和标准刀具长度不一致，可以通过刀具长度偏置功能实现刀具长度差值的补偿。 G43指令实现正向补偿，G44指令实现负向补偿，它们也是模态指令，可由G40指令取消补偿，有时也用G49指令取消补偿。编程格式为：,31,第三节 数控加工程序编制,G91G00G43（G44）Z H ； G90 G00G43（G44）Z H ； H是存放长度补偿偏置量的地址，用于存放实际刀具长度和标准编程长度的差值，即补偿值或偏置量。下图是刀具长度补偿实例，在编程时以主轴端部为编程参考点，可以认为是标准刀具长度为零。刀具安装在主轴上后，测得刀尖到主轴端部（编程参考点）的距离为100mm， 将100mm作为长度偏置量存入H01地址单元中，加工程序为： G92X0Y0Z0； G90G43G00Z0H01； Z250S500； G01Z270F300； G00 G40Z0,图2-18 刀具长度补偿,32,第三节 数控加工程序编制,7 暂停指令G04 暂停指令G04可使刀具在短时内实现无进给光整加工，用于锪孔、车槽、车台阶轴清根等加工，暂停结束后，继续执行下一段程序。其程序格式为： G04 ； 符号是地址，常用X、F等表示，停留时间单位是s或ms，也可用工件旋转的转数表示暂停时间的长短，不同的数控系统有不同的规定。G04是非模态指令，只在本程序段有效。例如：图2-19为锪孔加工，孔底有表面粗糙度要求。 程序如下： N40 G91 G01 Z-7. F60； N50 G04 X5. N60 G00 Z7.；,图2-19锪孔加工,33,第三节 数控加工程序编制,二、数控车床加工程序编制 数控车床是当今使用最为广泛的数控设备之一。主要用于轴类、盘类等回转体零件的加工。通过程序控制，可以自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧面、螺纹等工序的车削加工，也可以进行钻、镗、铰孔等孔类加工。 1数控车床编程特点 （1）使用G50设定工件坐标系。 （2）使用坐标地址X、Z时为绝对值编程方式，使用坐标地址U、W时为增量值编程方式。坐标值可以用绝对值，也可以用增量值，或二者混用。 （3）采用绝对值编程时，X的编程值用直径大小表示。采用增量编程时，U的编程值应是X轴方向增量值的二倍。 （4）为提高径向尺寸精度，X轴方向的脉冲当量常取Z轴的一半。 2固定循环指令 由于车削毛坯常用棒料或锻件，加工余量比较大，因而数控车床常有不同形式的固定循环，利用固定循环指令，只要编出最终走刀路线，给出每次切除的余量深度或循环的次数，,34,第三节 数控加工程序编制,机床即可自动地重复切削，直到工件完成为止。如FANUC OMC系统的固定循环如表2-4所示。 (1)横向粗车削循环指令G71 如图2-20所示。 程序段格式： G71 P ns Q nf Uu Ww Dd (F S T)； P开始循环的程序段号ns； Q最后循环的程序段号nf； UX轴方向上的精车余量u； WW轴方向上的精车余量w；,35,第三节 数控加工程序编制,D粗加工每次切深d； F、S、T仅在本程序段有效。,图2-20 横向粗车削循环轨迹,36,第三节 数控加工程序编制,（2）纵向车削循环粗加工循环指令G72 如图2-21所示。,图2-21 纵向粗车削循环轨迹,37,第三节 数控加工程序编制,（3）G73成形车削固定循环 如图2-22所示。 程序段格式： G73 P（ns）Q（nf）I(i)K(k) U（u）W（w）D(d) F（f）S（s）T（t） P开始循环的程序段号ns； Q最后循环的程序段号nf； IX轴方向坐标的预留量i（半径值）； KZ轴方向坐标的预留量k； UX轴方向上的精车余量u； WW轴方向上的精车余量w； D切削次数d； F、S、T仅在本程序段有效。 G73指令规定的成形车削固定循环结束后，可用G70指令实现精车循环，完成工件的精加工。,38,第三节 数控加工程序编制,图2-22 成形车削固定循环,39,第三节 数控加工程序编制,（4）G76螺纹车削固定循环 程序段格式： G76 X Z I K D F A P ； X螺纹加工终点处X轴坐标值； Z螺纹加工终点处Z轴坐标值； I螺纹加工起点和终点的差值，若I=O时，进行圆柱螺纹切削； K螺纹牙型高度，取半径值； D第一次循环时切削深度d； F螺纹导程； A螺纹牙型顶角角度； P指定的切削方式。 G76的切削路径如图2-23所示。,40,第三节 数控加工程序编制,图2-23 螺纹车削固定循环轨迹,41,第三节 数控加工程序编制,3. 数控车床编程实例 如图 2-24所示数控车床车削零件，材料为45号钢，零件的毛坯为90mm的棒料，在数控车床上进行粗、精加工，试编写加工程序。 （1）确定工艺方案及路线 因零件有较大的加工余量，所以采用成形切削循环指令加工零件的外形轮廓，使程序简化，加工路线为：先采用成形切削循环指令进行粗加工，然后进行精加工，最后加工螺纹。 （2）选择刀具及切削用量 根据加工要求，需要两把刀具，T01外圆车刀加工轮廓，并建立刀补，T02切断刀，T03螺纹车刀加工螺纹，A点为换刀点。粗加工时，主轴转速为1000 r/min，进给速度为150mm/min，精加工时，主轴转速为2000 r/min，进给速度为250mm/min，加工螺纹时，主轴转速为2000 r/min。,42,第三节 数控加工程序编制,图2-24 车削加工实例,43,第三节 数控加工程序编制,（3）编写程序 % 0001 N0010 G50 X200 Z350 N0020 G00 S1000 M03 T0101 M08 N0030 X120 Z200 N0040 G94 X0 Z290 F200 N0050 G71 P0060 Q0150 U2.0 W2.0 D2.0 F150 N0060 G0O X41.8 Z292 N0070 G01 X48 Z289 N0080 Z227 N0090 X50 N0100 X62 W-60 N0110 Z155 N0120 X78 N0130 X80 W-1 N0140 W-19,44,第三节 数控加工程序编制,N0150 G02 X80 W-60 R70 N0160 G01 Z65 N0170 X90 N0180 G70 P0060 Q0150 S2000 F250 N0190 M09 N0200 G00 X200 Z350 T0100 N0210 M06 T0202 N0220 M03 S1000 N0230 G00 X51 Z227 M08 N0240 G01 X45 F200 N0250 G00 X51 N0260 X200 Z350 T0200 M09 N0270 M06 T0303 N0280 S800 M03 N0290 G76 X46.38 Z228.5 K0.81 D1.0 F1.5 A60 N0300 M09 N0310 G00 X200 Z350 T0300 N0320 M02,45,第三节 数控加工程序编制,三、数控铣床加工程序编制 数控铣床是数控加工中最常用的数控加工设备之一，它可以进行平面轮廓曲线和空间三维曲面加工，而且换上孔加工刀具，也可以进行数控钻、镗、铰、锪、及扩孔等孔加工。 1数控铣床编程特点 （1）使用G92设定工件坐标系。 （2）使用G90定义绝对值编程方式，G91定义增量值编程方式。 （3）使用G40取消刀具半径补偿，G49取消刀具长度补偿。 2数控铣床编程要点 （1）了解数控系统功能及机床规格。 （2）分析零件图，合理安排工艺路线，确定走刀路线。 （3）根据零件结构特点，合理确定编程原点，使各点的坐标计算简化。 （4）合理选择程序起始点。程序起始点不能使刀具与工件或夹具发生干 碰撞。在数控铣床上，一般选在工件的设计基准或工艺基准上。 （5）合理选择刀具、夹具、切削用量、切削液。,46,第三节 数控加工程序编制,3数控铣床编程实例 在数控铣床上，用立铣刀加工图2-25所示的凸轮零件（毛坯已加工）编写加工程序。,图2-25 铣削加工实例,47,第三节 数控加工程序编制,（1）确定工艺方案及路线 加工时以30mm中心孔定位，装夹在通用夹具上，对刀点选在距离零件表面40mm的中心孔30mm上，下刀后沿零件轮廓的AB段圆弧的A点切向工件，逆时针方向加工，最后沿第二象限切出工件，建立工件坐标系如图2-25所示。 （2）选择刀具及切削用量 选择T01立铣刀，直径为10mm，主轴转速为1000 r/min，进给速度为80mm/min。 （3）坐标计算（绝对坐标值） O1（-37.28，-235.86）O2（65.75，20.93）O3（-1.07，16.00）O4（-215.18，96.93）O5（63.70，-0.27）A（-63.80，0）B（-9.96，-63.02）C（-5.57，-63.76）D（63.99，-0.28）E（63.72，0.03）F（44.79，19.60）G（14.79，59.18）H（-55.62，25.05）I（-63.02，9.97）,48,第三节 数控加工程序编制,（4）编写程序 % 0002 N0010 G92 X0 Y0 Z40 N0020 G90 T01 S1000 M03 N0030 G00 X-73.80 Y10 N0040 G01 Z-16 F300 N0050 G01 G42 X-63.80 Y0 F100 N0060 G03 X-9.96 Y-63.02 I63.80 J0 N0070 G02 X-5.57 Y-63.76 I-27.32 J-172.84 N0080 G03 X63.99 Y-0.28 I5.57 J63.76 N0090 X63.72 Y0.03 I-0.29 J0.01 N0100 G02 X44.79 Y19.60 I2.03 J20.9 NO110 G03 X14.79 Y59.18 I-45.86 J-3.60 N0120 X-55.62 Y25.05 I-14.79 J-59.18 N0130 G02 X-63.02 Y9.97 I-159.56 J71.88 N0140 G03 X-63.80 Y0 I63.02 J-9.97 N0150 G01 G40 X-73.80 Y10 F300 N0160 G00 Z40 N0170 X0 Y0 N0180 M02,49,第三节 数控加工程序编制,四、加工中心程序编制 加工中心是高效、高精度数控机床，工件在一 次装夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有 刀具库，并且有自动换刀功能。 加工中心是一种 工艺范围较广的数控加工机床，能进行铣削、 镗削、钻削和螺纹加工等多项工作。适宜于加工 结构复杂、工序多、精度要求高的零件，其加工的 主要对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、 盘套板类零件和特殊加工等五类。以配置 FANUC-0i数控系统的VNC1000C加工中心说 明加工中心程序编制。 1加工中心编程要点 加工中心的编程方法与数控铣床的编程 方法基本相同，加工坐标系的设置方法 也一样，但要注意换刀程序的应用。下面 将主要介绍加工中心的加工固定循环功能。,图2-26 固定循环动作,50,第三节 数控加工程序编制,2固定循环指令 在前面介绍的加工指令中，每一个G指令对应机床的一个动作，在有一些数控系统中，为了进一步提高编程效率，将一些典型加工（如镗孔、钻孔、攻螺纹等）中几个固定、连续的动作用一个G指令来指定，并用固定循环指令来选择。FANUC-0i系统的固定循环如表2-5所示。这些循环通常包括以下六个基本动作，如图2-26所示。 动作1：在XY平面定位 动作2：快速移动到R点 动作3：孔加工 动作4：孔底位置的动作，如暂停加工。 动作5：返回到R点。 动作6：快速返回到起始点。,51,第三节 数控加工程序编制,G73G89固定循环指令的程序段的格式： G9O/G91 G98/G99 G X Y Z R Q P F G90为绝对坐标方式输入，G91为增量坐标方式输入。G98返回到始平面高度，G99返回到安全平面高度。 X、Y孔中心位置坐标，可以用绝对坐标值，也可以用相对坐标值。 Z孔底位置或孔的深度。 R安全平面高度。 Q深孔加工（G73、G83）时，指定每次进给的深度，或镗孔（G76、G87）时，刀具的横向偏移量。 图2-27 钻孔循环 P刀具在孔底停留时间。 F切削进给速度。 例如，钻加工如图2-27所示零件上的10mm孔，选择直径为10mm的麻花钻头，机床坐标、工件坐标（编程原点）与起刀点在图上标出， 采用刀具长度补偿G43。,52,第三节 数控加工程序编制,G73G89固定循环指令的程序段的格式： G9O/G91 G98/G99 G X Y Z R Q P F G90为绝对坐标方式输入，G91为增量坐标方式输入。G98返回到初始平面高度，G99返回到安全平面高度。 X、Y孔中心位置坐标，可以用绝对坐标值，也可以用相对坐标值。 Z孔底位置或孔的深度。 R安全平面高度。 Q深孔加工（G73、G83）时，指定每次进给的深度，或镗孔（G76、G87）时，刀具的横向偏移量。 图2-27 钻孔循环 P刀具在孔底停留时间。 F切削进给速度。 例如，钻加工如图2-27所示零件上的10mm孔，选择直径为10mm的麻花钻头，机床坐标、工件坐标（编程原点）与起刀点在图上标出， 采用刀具长度补偿G43。,53,第三节 数控加工程序编制,O0010； N010 G92 X0 Y0 Z50.； N020 T01 M06； 选用T01号刀具（10钻头） N030 G90 S1000 M03； 启动主轴正转1000r/min N040 G00 X0. Y0. Z30. M08； N050 G81 G99 X10. Y10. Z-15. R5. F20；在（10，10）处钻孔，孔深15mm，参考面高度5mm，钻孔循环结束返回参考平面。 N060 X50.； 在（50，10）处钻孔（G81为模态）,N070 Y30.； 在（50，30）处钻孔 N080 X10.； 在（10，30）处钻孔 N090 G80； 取消钻孔循环 N100 G00 Z30.； N110 M30；,54,第三节 数控加工程序编制,图2-27 钻孔循环,55,第三节 数控加工程序编制,3零件的编程实例 在VNC1000C加工中心加工如图2-28所示零件。,图2-28 加工中心加工实例,56,第三节 数控加工程序编制,分析：该零件加工有外轮廓直线和圆弧加工，并要铣削内方孔和内圆孔，最后要钻三个4 mm深8 mm的孔。 N10 G55 G21 G28 X0 Y0 Z0设定单位为:mm;回参考点为(0,0,0) N20 G40 M06 T01取消刀具半径补偿,换1号刀 N30 G43 G00 X-10 Y-8 Z5 H01快速定位,并在运动过程中建立长度补偿 N40 G01 Z-4 S1000 M03 F100 N50 G41 X0 D01 N60 Y60 F80 N70 X30 N80 G17 G02 X70 Y60 I20 J0 N90 G01 X100 N100 Y20 N110 G02 X80 Y0 R20,57,第三节 数控加工程序编制,N120 G01 X12 N130 X0 Y20 N140 X-8 N150 G00 Z5 M05 N160 G28 X0 Y0 Z0 N170 G49 G40 M06 T02 N180 G90 G43 X50 Y60 Z2 H02 S1200 M03 N190 G01 Z-2 F35 N200 G91 G03 X0 Y0 I0 J-2 F75 N210 G01 Y5 N220 G03 X0 Y0 I0 J-7 N230 G01 Y5 N240 G03 X0 Y0 I0 J-12 N250 G90 G01 Z5 N260 G00 X27 Y47 N270 G01 Z-5 F35,58,第三节 数控加工程序编制,N280 G91 X-14 F75 N290 Y-5 N300 X14 N310 Y-5 N320 X-14 N330 Y-5 N340 X14 N350 Y-5 N360 X-14 N370 Y-5 N380 X14 N390 G90 Y47 N400 X13 N410 Y23 N420 X27 N430 G00 Z5 M05 N440 G28 X0 Y0 Z0,59,第三节 数控加工程序编制,圆弧加工，并要铣内方孔和内圆孔，最后要钻三个4 mm深8 mm的孔。 N10 G55 G21 G28 X0 Y0 Z0设定单位为:mm;回参考点为(0,0,0) N20 G40 M06 T01取消刀具半径补偿,换1号刀 N30 G43 G00 X-10 Y-8 Z5 H01快速定位,并在运动过程中建长度补偿 N40 G01 Z-4 S1000 M03 F100 N50 G41 X0 D01 N60 Y60 F80 N70 X30 N80 G17 G02 X70 Y60 I20 J0 N90 G01 X100 N100 Y20 N110 G02 X80 Y0 R20,60,第三节 数控加工程序编制,N120 G01 X12 N130 X0 Y20 N140 X-8 N150 G00 Z5 M05 N160 G28 X0 Y0 Z0 N170 G49 G40 M06 T02 N180 G90 G43 X50 Y60 Z2 H02 S1200 M03 N190 G01 Z-2 F35 N200 G91 G03 X0 Y0 I0 J-2 F75 N210 G01 Y5 N220 G03 X0 Y0 I0 J-7 N230 G01 Y5 N240 G03 X0 Y0 I0 J-12 N250 G90 G01 Z5 N260 G00 X27 Y47,61,第三节 数控加工程序编制,N270 G01 Z-5 F35 N280 G91 X-14 F75 N290 Y-5 N300 X14 N310 Y-5 N320 X-14 N330 Y-5 N340 X14 N350 Y-5 N360 X-14 N370 Y-5 N380 X14 N390 G90 Y47 N400 X13 N410 Y23 N420 X27,62,第三节 数控加工程序编制,N430 G00 Z5 M05 N440 G28 X0 Y0 Z0 N450 G49 G40 M06 T03 N460 G90 G43 X60 Y30 Z10 H03 S1000 M03 N470 G99 G83 X60 Y30 Z-8 Q4 R2 F100 N480 X80 Y40 N490 Y20 N500 G00 G80 Z20 M05 N510 G28 X0 Y0 Z0 N520 M30,63,第四节 数控自动编程应用简介,一、MasterCAM系统简介 MasterCAM是美国专门从事CNC程序软件开发的专业化公司CNC Software INC研制开发的CAD/CAM一体化软件，可以完成二维绘图、三维线框造型和三维实体造型，可以实现平面加工和三维加工多种功能，能在显示屏幕上对加工过程进行动态模拟，具有多种后置处理程序。 MasterCAM是运行于WINDOWS95以上的视窗操作系统环境下的CAD/CAM系统，启动MasterCAM以后，计算机屏幕上出现以下的工作界面，如图2-29所示。,64,第四节 数控自动编程应用简介,图2-29 MasterCAM工作环境,65,第四节 数控自动编程应用简介,1. 主菜单区 MasterCAM提供了10项主功能菜单，单击各项，即可进入所选菜单的功能或下一级菜单，MasterCAM的CAD/CAM功能操作主要通过主菜单和子菜单完成的，主菜单如表2-6所示。 2. 辅助菜单区 该区域主要用来设定绘图和加工的辅助功能，如表2-7所示。 3. 工具条区 在MasterCAM环境中也可以通过选择工具栏中的图标项选择各项功能，工具栏的功能与屏幕菜单功能完全相似，且更为方便。 4. 绘图区 设计工件的几何图形。 5. 菜单提示行 为用户提供了当前的操作命令提示，也叫命令提示信息。 6. 信息交互区 给出菜单功能的提示信息，并可输入相关数据。,66,第四节 数控自动编程应用简介,二、MasterCAM自动编程实例 以图2-25为例，说明MasterCAM自动编程方法。 1图形绘制 步骤1：进入MasterCAM Mill系统。 步骤2：构造图形。 绘图的方法与AUTOCAD基本相似，这里不再叙述。构造图形如图2-30所示。,67,第四节 数控自动编程应用简介,图2-30 应用举例,68,第四节 数控自动编程应用简介,步骤3：存盘。,图2-31 “外形铣削”框图,69,第四节 数控自动编程应用简介,在主菜单上选择“文档/存档”，文件名 2加工参数设定 步骤1：设定刀具路径。 （1）单击“主功能表”“T刀具路径”“C外形加工”，（2）从外形：选择“串联”。（4）在工件轮廓线上选取一点，凸轮外轮廓全被选中。（5）单击串联菜单中“D执行”，出现“外形铣削”框图，如图2-31所示。 步骤2：选择刀具。 （1）在图2-31窗口中，单击右键，出现图2-32对话框。 从资料库中取刀具资料建立新的刀具工作设定,70,第四节 数控自动编程应用简介,（2）选择“从刀具资料库中取刀具资料”，出现图2-33。 （3）选择10mm的平铣刀，出现图2-34，单击“确定” 。 （4）单击外形铣削参数，出现图2-35，按图示给出相关参数，单击“确定”。 步骤3：J工作设定 单击J工作设定，出现图2-36。按图示给出相关参数，单击“确定”。 步骤4：O操作管理 单击O操作管理，出现图2-37。单击“重新计算”、“N-SEE 2000”“显示刀具”、“OK”、“DONE”，出现图2-38。显示加工过程中刀具的动态模拟轨迹。 图2-33 刀具选择,71,第四节 数控自动编程应用简介,图2-33 刀具选择,72,第四节 数控自动编程应用简介,图2-34 刀具参数,73,第四节 数控自动编程应用简介,步骤5：执行后置处理 单击“POST（后置处理），生成加工程序单。 图2-35 刀具参数设定,图2-35 刀具参数设定,74,第四节 数控自动编程应用简介,图2-36 工作设定,75,第四节 数控自动编程应用简介,图2-37 操作管理,76,第四节 数控自动编程应用简介,图2-38 实体模拟加工,77,第四节 数控自动编程应用简介,% O0000 (PROGRAM NAME - 78) (DATE=DD-MM-YY - 13-11-02 TIME=HH:MM - 16:31) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 ( 10. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.) N104T1M6 N106G0G90X-67.959Y10.751A0.S1909M3 N108G43H1Z100. N110Z10. N112G1Z-16.F3.6 N114G3X-10.74Y-67.959R68.8F381.8 N116G1X-10.728Y-67.961 N118G2X-6.464Y-68.679R170. .,78,第四节 数控自动编程应用简介,N120G3X-6.004Y-68.741R5. N122X68.99Y-.302R69. N124G0Z100. N126X64.203Y5.007 N128Z10. N130G1Z-16.F3.6 N132G2X49.78Y19.917R16.F381.8 N134G3X49.775Y19.991R5. N136X16.514Y63.873R51. N138X16.07Y64.013R5.,79,第四节 数控自动编程应用简介,N140X-60.207Y27.039R65. N142G1X-60.209Y27.035 N144G2X-67.398Y12.386R170. N146G3X-67.959Y10.751R5. N148X-10.74Y-67.959R68.8 N150G1X-10.728Y-67.961 N152G2X-6.464Y-68.679R170. N154G3X-6.004Y-68.741R5. N156X68.99Y-.335R69. N158X64.216Y5.005R5.3 N160G1X64.203Y5.007 N162G0Z100. N164M5 N166G91G28Z0. N168G28X0.Y0.A0 N170M30,80,第二章 数控机床程序编制,习 题 1什么是数控加工程序编制？ 2举例说明字地址程序段格式 3什么是机床坐标系和工件坐标系？ 4试编写图2-39所示零件的加工程序。,图2-39,81,第二章 数控机床程序编制,5加工图2-40所示的外表面，刀具直径10mm，试采用刀具半径补偿指令编程。,图2-40,82,第二章 数控机床程序编制,6试采用固定循环方式加工图2-41所示零件的各孔。工件材料为HT300，使用刀具T01为镗孔刀，T02为13钻头，T03为锪钻。,图2-41,7什么是自动编程？试运用自动编程编写自定零件的NC程序。,