数控加工中心的编程

数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程5.1 加 工 中 心 编 程 基 础零 件 的 加 工 完 全 按 指 令 进 行 。 图 5.1 加 工 中 心 编 程 过 程 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程5.1.1 加 工 中 心 的 功 能 和 类 型1.用 途 ： 箱 体 类 零 件 和 复 杂 曲 面 零 件 的 加 工 。2.功 能 ： 铣 镗 、 钻 、 攻 螺 纹 等 。因 为 它 具 有 自 动 换 刀 功 能 ， 工 件 一 次 装 夹 后 ， 能 自 动 地 完 成 或 者接 近 完 成 工 件 各 面 的 所 有 加 工 工 序 。3.分 类 ：(1)按 结 构 形 式 可 以 分 为 ：1)立 式 加 工 中 心 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程 坐 标 轴 运 动 具 有 两 种 方 式 ：a.X、 Y方 向 工 作 台 移 动 、 Z方 向 主 轴 箱 移 动 ； 图 5.2b.动 立 柱 加 工 中 心 :工 作 台 固 定 ， X、 Y和 Z方 向 的 运 动 由 主 轴 立 柱和 主 轴 箱 移 动 来 实 现 。 图 5.2 立 式 加 工 中 心 运 动 轴 示 意 图 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程 图 5.3 JCS-018A型 立 式 加 工 中 心 外 观 图 1-X轴 的 直 流 伺 服 电 动 机 2-换 刀 机 械 手 3-数 控 柜 4-盘 式 刀 库 5-主 轴 箱 6-操 作 面 板 7-驱 动 电 源 柜 8-工 作 台 9-滑 座 10-床 身 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程 刀 库 ： （ 图 5.4） 立 式 加 工 中 心 的 刀 库 有 不 同 的 形 式 ， 每 种 形式 的 刀 库 可 以 容 纳 的 刀 具 数 量 差 距 较 大 ， 并 在 一 定 程 度 上 决定 了 加 工 中 心 加 工 能 力 的 大 小 。 图 5.4 刀 库 a b c d e f ） 盘 式 刀 库 g h I j） 链式 刀 库 k） 格 子 式 刀 库 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程2)卧 式 加 工 中 心 图 5.5 卧 式 加 工 中 心1-主 轴 头 2-刀 库 3-立 柱 4-立 柱 底 座 5-工 作 台 6-工 作 台 底 座 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程3)立 卧 式 加 工 中 心 图 5.5 卧 式 加 工 中 心1-主 轴 头 2-刀 库 3-立 柱 4-立 柱 底 座 5-工 作 台 6-工 作 台 底 座 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程(2)按 功 能 分 类 ：1)主 轴 形 式 ： 有 单 主 轴 、 双 主 轴 或 三 主 轴 ；2)工 作 台 形 式 ： 单 工 作 台3)双 工 作 台 托 盘 交 换 系 统4)多 工 作 台 托 盘 交 换 系 统 。5)刀 库 形 式 ： 回 转 式 刀 库6)链 式 刀 库组 成 ： 数 控 系 统 、 机 体 、 主 轴 、 进 给 系 统 、 刀 库 、 换 刀 机 构 、操 作 面 板 、 托 盘 交 换 系 统 (或 工 作 台 )和 辅 助 系 统 等 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程5.1.2加 工 中 心 编 程 特 点1.进 行 合 理 的 工 艺 分 析因 工 序 集 中 ， 应 合 理 安 排 加 工 顺 序 ， 以 提 高 加 工 精 度 和 生 产 率 。2.由 批 量 决 定 换 刀 方 式批 量 大 于 10件 ， 刀 具 更 换 频 繁 ， 宜 自 动 换 刀 ；批 量 小 ， 刀 具 种 类 又 不 多 ， 宜 手 动 换 刀 。3.自 动 换 刀 要 留 足 够 的 换 刀 空 间4.尽 量 采 用 刀 具 机 外 预 调5.加 工 前 安 排 好 试 运 行 6.不 同 工 艺 内 容 编 制 不 同 的 子 程 序 ， 主 程 序 主 要 完 成 换 刀 及 子 程序 的 调 用 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程5.1.3 自 动 换 刀 功 能 及 编 程 加 工 中 心 自 动 换 刀 功 能 是 通 过 机 械 手 （ 自 动 换 刀 机 构 ） 和 数 控系 统 的 有 关 控 制 指 令 来 完 成 的 。 换 刀 过 程 ： 装 刀 ， 选 刀 ， 换 刀 自 动 换 刀 程 序 的 编 制(1)换 刀 动 作 （ 指 令 ） ： 选 刀 （ T ） ； 换 刀 （ M06）(2)选 刀 和 换 刀 通 常 分 开 进 行 。(3)为 提 高 机 床 利 用 率 ， 选 刀 动 作 与 机 床 加 工 动 作 重 合 。(4)换 刀 指 令 M06必 须 在 用 新 刀 具 进 行 切 削 加 工 的 程 序 段 之 前 ， 而 下 一 个 选 刀 指 令 T常 紧 跟 在 这 次 换 刀 指 令 之 后 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程(5)换 刀 点 ： 多 数 加 工 中 心 规 定 在 机 床 Z轴 零 点 （ Z0） ， 要 求 在 换刀 前 用 准 备 功 能 指 令 （ G28） 使 主 轴 自 动 返 回 Z0点 。(6)换 刀 过 程 :接 到 T 指 令 后 立 即 自 动 选 刀 ， 并 使 选 中 的 刀 具处 于 换 刀 位 置 ， 接 到 M06指 令 后 机 械 手 动 作 ， 一 方 面 将 主 轴 上的 刀 具 取 下 送 回 刀 库 ， 另 一 方 面 又 将 换 刀 位 置 的 刀 具 取 出 装到 主 轴 上 ， 实 现 换 刀 。(7)换 刀 程 序 编 制 方 法1)主 轴 返 回 参 考 点 和 刀 库 选 刀 同 时 进 行 ， 选 好 刀 具 后 进 行 换 刀 。N02 G28 Z0 T02 Z轴 回 零 ， 选 T02号 刀 ；N03 M06 换 上 T02号 刀 缺 点 ： 选 刀 时 间 大 于 回 零 时 间 时 ， 需 要 占 机 选 刀 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程2)在 Z轴 回 零 换 刀 前 就 选 好 刀 N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直 线 插补 ， 选 T02号 刀N11 G28 Z0 M06 Z轴 回 零 ， 换 T02号 刀N20 G01 Z_ F_ T03 直 线 插 补 ， 选 T03号 刀N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 顺 圆 弧 插 补3)有 的 加 工 中 心 （ TH5632） 换 刀 程 序 与 上 略 不 同N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直 线 插 补 ， 选 T02号 刀N30 G28 Z0 T03 M06 Z轴 回 零 ， 换 T02号 刀 ， 选 T03号 刀N40 G00 Z1N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圆 弧 插 补 注 ： 对 卧 式 加 工 中 心 ， 上 面 程 序 的 G28 Z0应 为 G28 Y0 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程5.2 加 工 中 心 常 用 指 令 编 程加 工 中 心 经 常 用 到 的 许 多 指 令 与 数 控 机 床 相 同 ， 这 里 不 再 祥述 。 下 面 仅 介 绍 反 映 加 工 中 心 特 征 的 一 些 指 令 ： 1. 准 确 停 止 校 验 指 令 G09指 令 格 式 ： G09；刀 具 到 达 终 点 前 减 速 并 精 确 定 位 后 才 继 续 执 行 下 一 个 程 序 段 ，可 用 于 具 有 尖 锐 棱 角 的 零 件 加 工 。 2. 刀 具 偏 移 量 设 定 指 令 G10指 令 格 式 ： G10P_R_；P： 指 令 偏 置 号 ； R： 偏 移 量 可 以 通 过 程 序 设 置 设 定 刀 具 偏 移 量 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程 3. 单 方 向 定 位 指 令 G60指 令 格 式 ： G60 X_Y_Z_；X、 Y、 Z为 需 要 实 现 精 确 定 位 的 终 点 坐 标 。对 于 要 求 精 确 定 位 的 孔 加 工 ， 使 用 该 指 令 可 使 机 床 实 现 单 方向 定 位 ， 从 而 达 到 消 除 因 反 向 间 隙 而 引 起 的 加 工 误 差 ， 定 位方 向 与 过 冲 量 由 参 数 设 定 。 4. 精 确 停 止 校 验 方 式 指 令 G61指 令 格 式 ： G61；该 指 令 为 模 态 指 令 ， 在 G61方 式 下 ， 相 当 于 每 一 段 程 序 都 含 有G09指 令 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程 5. 连 续 切 削 方 式 指 令 G64指 令 格 式 ： G64；该 指 令 为 模 态 指 令 ， 也 为 机 床 的 默 认 状 态 ， 刀 具 在 运 动 到 指 令 的 终点 后 不 减 速 而 继 续 执 行 下 一 个 程 序 段 ， 不 影 响 G00 、 G60 、 G09中的 定 位 或 校 验 ， 撤 销 G61方 式 时 要 用 G64。 6. 自 动 返 回 参 考 点 指 令 G27、 G28 、 G29（ 1） 返 回 参 考 点 校 验 指 令 G27指 令 格 式 ： G27；X、 Y 、 Z为 参 考 点 在 工 件 坐 标 系 中 的 坐 标 值 ， 可 以 检 验 刀 具 是 否 能够 定 位 到 参 考 点 上 。 在 该 指 令 下 ， 被 指 令 的 轴 以 快 速 移 动 返 回 到 参 考 点 ， 自 动 减 速 并 在指 定 坐 标 值 处 做 定 位 检 验 ， 如 定 位 到 参 考 点 ， 该 轴 参 考 点 信 号 灯 亮 ；如 不 一 致 ， 则 程 序 再 作 检 查 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程（ 2） 自 动 返 回 参 考 点 指 令 G28指 令 格 式 ： G28 X_Y_Z_ ；X、 Y 、 Z 为 中 间 点 坐 标 值 ， 可 任 意 设 置 。 机 床 先 移 动 到 这 个 点 ， 而 后 返 回参 考 点 。设 置 中 间 点 是 为 了 防 止 刀 具 返 回 参 考 点 时 与 工 件 或 夹 具 发 生 运 动 干 涉 。例 ： N1 G90 X100.0 Y200.0 Z300.0N2 G28 X400.0 Y500.0； （ 中 间 点 是 400.0,500.0）N3 G28 Z600.0； （ 中 间 点 是 400.0， 500.0， 600.0）（ 3） 自 动 从 参 考 点 返 回 G29 指 令 格 式 ： G29 X_Y_Z_；X 、 Y、 Z为 返 回 的 终 点 坐 标在 返 回 过 程 中 ， 刀 具 从 任 意 位 置 先 移 动 到 G28所 决 定 的 中 间 点 定 位 ， 然 后再 向 终 点 移 动 。 G28 和 G29一 般 成 对 使 用 ， 也 可 成 对 使 用 G28和 G00。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程5.3 典 型 程 序 编 制1.钻 孔 程 序 的 编 制如 图 5.8， 沿 任 意 一 条 直 线 钻 等 距 的 孔 。 若 使 用 配 备 FANUC-6M系统 的 立 式 加 工 中 心 ， 则 加 工 程 序 如 下 ： 图 5.8 沿 直 线 钻 等 距 孔 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程O1000N10 G92 X400.0 Y300.0 Z320.0 建 立 加 工 坐 标 系N20 M06 T00 换 上 中 心 钻N30 G90 G00 X0 Y0 X、 Y向 定 位N40 Z0 Z向 定 位N50 M03 S500 F30 主 轴 启 动N60 G81 G99 R-4.0 Z-10.0 钻 深 为 5mm的 中 心 孔N70 G91 G00 X20.0 Y10.0 L03 重 复 3次 钻 3中 心 孔N80 M05 主 轴 旋 转 停 止 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程N90 G28 Z0 经 加 工 原 点 回 机 床 原 点N100 M06 T01 换 钻 孔 刀 ， 返 回 加 工 点NIl0 M03 G90 G00 G44 H01 G81 G99 R-5.0 Z-30.0 钻 第 一 个 孔 ，加 刀 具 补 偿N120 G91 X-20.0 Y-10.0 L03 重 复 钻 3次 孔N130 M05 G28 G49 Z320.0 撤 消 刀 具 长 度 补 偿 回 Z轴N140 M01 参 考 点N150 M99 P20 返 回 到 N20程 序 段 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程p 程 序 的 特 点 ： 1)使 用 G92建 立 加 工 坐 标 系 ， 坐 标 系 的 偏 置 量 在 程 序 中 进 行 设置 ， 修 改 调 整 更 方 便 。 2)有 两 次 自 动 换 刀 ， 并 使 用 刀 具 长 度 补 偿 ， 体 现 加 工 中 心 自动 加 工 的 功 能 。 机 床 起 动 后 主 轴 上 装 的 是 F 10钻 头 刀 具 ， 刀库 的 零 号 刀 位 上 应 安 装 有 中 心 钻 。 因 整 个 程 序 只 用 两 把 刀 ，刀 库 不 用 转 动 ， 原 地 换 刀 就 可 以 了 。 3)使 用 中 心 钻 (N60程 序 段 )预 钻 定 位 孔 ， 使 孔 定 位 准 确 。 4)使 用 相 对 值 指 令 (N70， N120)给 出 了 孔 的 位 置 ， 使 固 定 循 环功 能 重 复 使 用 ， 直 到 把 孔 全 部 钻 完 。 L03为 重 复 次 数 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程 5)使 用 了 M01(N140)程 序 暂 停 。 注 意 ： 使 用 M01时 操 作 面 板 上的 程 序 暂 停 开 关 应 放 到 接 通 位 置 ， 这 样 在 程 序 执 行 到 M01时 面板 上 的 指 示 灯 燃 亮 ， 告 诉 操 作 者 程 序 处 于 任 选 停 止 ， 可 以 装卸 零 件 ， 待 处 理 工 作 结 束 时 按 循 环 起 动 按 钮 ， 程 序 接 着 执 行 。 6)程 序 结 尾 使 用 M99 P20这 也 是 一 种 程 序 结 束 的 方 法 ， 它 使 程序 自 动 返 回 到 N20的 程 序 段 去 接 着 执 行 ， 运 行 不 停 止 。 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程2.镗 孔 程 序 的 编 制图 5.9为 轴 承 支 座 零 件 图 。 工 艺 为 ： 在 卧 式 加 工 中 心 上 一 次 装夹 ， 使 用 反 镗 固 定 循 环 等 功 能 ， 不 转 动 工 作 台 ， 以 保 证 同 轴度 要 求 。 图 5.9 轴 承 支 座 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程O1001N10 M06 T01N20 G00 G90 G55 X0 Y0 Z0N30 M03 S350 M08N40 G76 G99 Z-85.0 R-5.0 Q0.3 F40 采 用 精 镗 循 环 镗 f 35H9孔N50 M05 M09N60 G30 Y0 M06 T02N70 M03 M08N80 G43 H02 G00 Z0N90 G76 G99 Z-25.0 R-5.0 Q0.3 采 用 精 镗 循 环 镗 f 45H7右 侧 孔 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程N100 M05 M09N110 G30 G49 Y0 M06 T03N120 G00 G43 H03 Z0N130 M03 M08N140 G87 G99 Z-85.0 R-100.0 Q6.0 采 用 反 镗 循 环 镗 f 45H7左 侧 孔N150 G49 G30 Y0N160 M05 M09N170 M30 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程3.铣 削 程 序 的 编 制下 面 介 绍 平 面 图 形 直 线 与 圆 弧 加 工 程 序 的 编 制 ， 图 5.10是 磁钢 瓦 型 块 模 具 图 ， 用 立 式 加 工 中 心 加 工 此 模 具 的 程 序 如 下 ： 图 5.10 磁 钢 瓦 型 块 模 具 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程O1002N10 M06 (使 用 f 20立 铣 刀 )N20 G90 G00 G54 X5.0 Y30.0N30 Z0N40 M03 S300 F30 M08N50 G01 G42 D1 X15.0 Y47.7 (D1=10.2)N60 X20.0 Y67.08N70 G03 X-20.0 R70.0N80 G01 X-15.0 Y47.7N90 G02 X15.0 R50.0N100 G01 G40 X5.0 Y30.0 N110 G42 D2 X15.0 Y47.7N120 X20.0 Y67.08 数 控 加 工 技 术第 五 章 数 控 加 工 中 心 的 编 程N130 G03 X-20.0 R70.0N140 G01 X-15.0 Y47.7N150 G02 X15.0 R50.0N160 G01 G40 X5.0 Y30.0N170 G00 Z100.0N180 M05 M09N190 M01N200 M99 P02设 置 ： D1=10.2， D2=10。