数控铣床及加工中心编程教案

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击鼠标左键换页,数控铣床及加工中心编程,数控铣床及加工中心编程基础,FANUC系统加工中心编程原理,加工中心程序编制实例,宏程序编制,4.1 数控铣床及加工中心编程基础,4.1.1 数控铣床及加工中心概述,数控铣床是一种用途广泛的机床，有立式、卧式及龙门铣3种。加工中心（Machining Center）是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，通常称镗铣类加工中心，习惯称加工中心。,1加工中心的工艺特点,（1）加工精度高,（2）表面质量好,（3）加工生产率高,（4）工艺适应性强,（5）劳动强度低、劳动条件好,（6）良好的经济效益,（7）有利于生产管理的现代化,2加工中心的分类,（1）按照机床形态及主轴布局形式分类, 立式加工中心, 卧式加工中心, 龙门式加工中心, 复合加工中心,（2）按加工中心的换刀形式分类, 带刀库、机械手的加工中心, 无机械手的加工中心, 一般在小型加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主。,3加工中心主要结构部件及其功能,加工中心类型繁多，结构各异，但总体来看主要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀装置和辅助装置等几部分组成。,4.1.2 数控铣床及加工中心坐标系统,1加工中心运动部件运动方向的规定,（1）,z,轴坐标运动,规定与主轴线平行的坐标轴为,z,坐标（,z,轴），并取刀具远离工件的方向为正方向。,当机床有几根主轴时，则选取一个垂直于工件装夹表面的主轴为,z,轴（如龙门铣床）。,（2）,x,轴坐标运动,x,轴规定为水平平行于工件装夹表面。,（3）,y,轴坐标运动,y,坐标轴垂直于,x,、,z,坐标轴。当,x,轴、,z,轴确定之后，按笛卡儿直角坐标系右手定则法判断，,y,轴方向就惟一地被确定了。,（4）旋转运动,A,、,B,和,C,旋转运动用,A,、,B,和,C,表示，规定其分别为绕,x,、,y,和,z,轴旋转的运动。,A,、,B,和,C,的正方向，相应地表示在,x,、,y,和,z,坐标轴的正方向上，按右手螺旋前进方向。,2加工中心机械原点及工作坐标系,（1）加工中心机械原点,机床坐标系的原点也称机械原点、参考点或零点。,而机床坐标系的原点是三维面的交点，无法直接感觉和测量，只有通过各坐标轴的零点，做相应的平行切面，这些切面的交点，即为机床坐标系的原点（机械原点），这个原点是机床一经设计和制造出来，就已经确定下来的。,（2）加工,中,中心工作坐,标,标系,编程时一般,选,选择工件上,的,的某一点作,为,为程序原点,，,，并以这个,原,原点作为坐,标,标系的原点,，,，建立一个,新,新的坐标系,，,，这个新的,坐,坐标系就是,工,工作坐标系,（,（编程坐标,系,系）。,（3）绝对,坐,坐标与增量,坐,坐标,4.2FANUC,系,系统加工中,心,心编程原理,4.2.1,程,程序结,构,构,1程序号,程序号作为,程,程序的标记,需,需要预先设,定,定，一个程,序,序号必须在,字,字母“O”,后,后面紧接最,多,多8个阿拉,伯,伯数字。,2程序段,号,号,程序段号是,每,每个程序功,能,能段的参考,代,代码，一个,程,程序段号必,须,须在字母“N”后紧接,最,最多5个阿,拉,拉伯数字。,3程序段,一个程序段,能,能完成某一,个,个功能，程,序,序段中含有,执,执行一个工,序,序所需的全,部,部数据，程,序,序段由若干,个,个字及段结,束,束符“LF,”,”组成。,/N10G03X10.0Y30.0CR=25.0F100,；,；（注释）LF,其中：,“/”,表,表,示,示程序段在,执,执行过程中,可,可以被跳过,；,；,“N10”,表,表,示,示程序段号,，,，主程序段,中,中可以有字,符,符；,“”,表,表示中,间,间间隔（可,以,以省略）；,“G03”,表,表,示,示程序段具,体,体指令；,“（注释）,”,”表示对,程,程序段进行,必,必要的说明,；,；,“LF”,表,表,示,示程序段结,束,束。,4坐标字,用于在轴方,向,向移动和设,置,置坐标系的,命,命令称为坐,标,标字，坐标,字,字包括轴的,地,地址符及代,表,表移动量的,数,数值，其基,本,本构成见表4-1。,4.2.2,准,准备功,能,能指令G代码,1尺寸数,据,据输入方式G90/G91,2英制/,公,公制选择G20/G21,G20设定,为,为英制尺寸,、,、G21设,定,定为公制尺,寸,寸，这两个,指,指令均为模,态,态指令。,3快速点,定,定位G00,指令格式：,G00 X,（,（U）Z(W)；,4直线插,补,补G01,指令格式：,G01X（U）Z(W)F；,5平面选,择,择G17G19,在计算刀具,长,长度补偿和,刀,刀具半径补,偿,偿时必须首,先,先确定一个,平,平面，即确,定,定一个两坐,标,标轴的坐标,平,平面，在此,平,平面中可以,进,进行刀具半,径,径补偿，G17到G19各自的含,义,义见表4-3。,6圆弧插,补,补G02/G03,圆弧插补指,令,令G02/G03是圆,弧,弧运动指令,。,。它是用来,指,指令刀具在,给,给定平面内,以,以,F,进给的速度,，,，作圆弧插,补,补运动的指,令,令。G02/G03是,一,一种模态指,令,令。,（1）指令,格,格式,G02IJF；,（G17）XY,G03RF；,在指令格式,中,中，I、J,为,为圆弧中心,地,地址，R为,圆,圆弧半径，,其,其他内容及,字,字符的含义,见,见表4-4,。,。,（2）顺、,逆,逆时针圆弧,插,插补的判断,在使用G02或G03,指,指令之前需,要,要判别刀具,在,在加工零件,时,时，是沿什,么,么路径在作,圆,圆弧插补运,动,动的，是按,顺,顺时针还是,逆,逆时针方向,路,路线在前进,的,的。其判别,方,方法简述为,：,：视线沿着,垂,垂直于圆弧,所,所在平面的,坐,坐标轴的负,方,方向观察，,刀,刀具插补方,向,向为顺时针,即,即为G02,，,，相反则为G03。,7暂停功,能,能G04,（1）按时,间,间计的暂停,指,指令：,（G94）G04,指令格式：,G94 G04 X_,或,或G94G04P_；,在每分进给,方,方式（G94）中，指,定,定指令G04按设定的,时,时间延迟了,下,下一个程序,段,段的执行，,对,对于地址,P,，不能用小,数,数点，否则,将,将忽略小数,点,点后的部分,。,。编程规范,如,如下：,G04 X500；,暂,暂停时,间,间=0.5sec,G04 X5000；,暂,暂停时,间,间=5.0sec,G04 X5.0；,暂,暂停,时,时间=5.0 sec,G04 P5000；,暂,暂停时,间,间=5.0sec,G04 P12.345；,暂,暂停,时,时间=0.012 sec,（2）按圈,数,数计的暂停,指,指令（G95）G04,在每转进给,方,方式（G95）下，推,迟,迟到主轴已,经,经旋转了设,定,定的圈数以,后,后，才开始,下,下一个程序,的,的执行，对,于,于地址P，,不,不能用小数,点,点，否则将,忽,忽略小数点,之,之后的部分,。,。编程规范,如,如下：,G04 X500；,暂,暂停时,间,间=0.5r,G04 X5000；,暂,暂停时,间,间=5.0r,G04 X5.0；,暂,暂停时,间,间=5.0r,G04 P5000；,暂,暂停时,间,间=5.0r,G04 P12.345；,暂,暂停,时,时间=0.012 r,8刀具补,偿,偿功能,（1）刀具,长,长度补偿/,取,取消：G43、G44/G49,G43刀具,长,长度正补偿,；,；,G44刀具,长,长度负补偿,；,；,G49取消,刀,刀具长度补,偿,偿。,（2）刀尖,半,半径补偿/,取,取消,刀具补偿地,址,址D中的半,径,径补偿值必,须,须与G41/G42一,起,起执行方能,生,生效。,9可设定,的,的零点偏置G54G59,G54；,第,第一可设,定,定零点偏置,G55；,第,第二可设,定,定零点偏置,G56；,第,第三可设,定,定零点偏置,G57；,第,第四可设,定,定零点偏置,G58；,第,第五可设,定,定零点偏置,G59；,第,第六可设,定,定零点偏置,10自动,返,返回参考点G28,指令格式：,G91 G28 XYZ,4.2.3,主,主轴及,辅,辅助功能指,令,令,1主轴功,能,能指令,指令格式：S_M03,（,（M04）,2辅助功,能,能指令,（1）关于,停,停止的辅助,功,功能指令（M00、M01、M02、M30,）,）,M00：程,序,序停止。在,程,程序执行过,程,程中，系统,读,读取到M00指令时，,无,无条件停止,程,程序执行，,待,待重启动后,继,继续执行；,M01：选,择,择停止。在,程,程序执行过,程,程中，系统,读,读取到M01指令时，,有,有条件停止,程,程序执行，,待,待重启动后,继,继续执行；,M02：程,序,序结束。程,序,序执行完毕,，,，光标定于,程,程序结尾处,；,；,M30：程,序,序结束。程,序,序执行完毕,，,，光标返回,至,至程序开始,处,处。,（2）主轴,旋,旋转M代码,（M03、M04、M05）,M03,主,主轴正转；,M04,主,主轴反转；,M05,主,主轴停止旋,转,转。,（3）冷却,控,控制M代码,（M07、M08、M09）,M07,冷,冷却汽雾开,；,；,M08,冷,冷却液开；,M09,关,关闭冷却液,、,、汽。,（4）子程,序,序功能M代,码,码。,M98,子,子程序调用M代码。,指令格式：M98 P,L；,在这条指令,中,中，子程序,程,程序号由P,定,定义，并且,执,执行L次。,如,如L省略，,执,执行次数为1次，子程,序,序最多可重,复,复4次。,M99,子,子程序结束,。,。,4.2.4,进,进给功,能,能指令,1快速进,给,给率,每个轴的快,速,速进给率能,够,够分别设定,，,，可设定的,快,快速进给率,的,的范围是从1mm/min到240000mm/min。快速进,给,给率应用于G00，G27，G28，G29,，,，G30和G60等指,令,令。,2切削进,给,给率,F,切削进给率,必,必须用地址F和一个八,位,位数字（F8直接指定,）,）来指定。,3非同步/同步进给G94/G95,进给运动速,度,度指令字的,单,单位由切削,进,进给速度转,换,换功能指令,（,（G94/G95）定,义,义，如：,G94,定,定义分进给,，,，即每分钟,进,进给量（mm/min,）,）。,G95,定,定义转进给,，,，即每转进,给,给量（mm/r）。,4.2.5,刀,刀具功,能,能指令,指令格式：,T03,M06 T00；,调用刀位号,为,为03的刀,具,具,刀具功能也,叫,叫T代码,功,功能。此功,能,能用来选择,刀,刀具号，对,此,此NC系统,，,，T功能允,许,许用地址T,后,后跟三位数,的,的指令选择,最,最多1000个刀号（0到999,）,）。可是，,对,对本机床能,够,够选择的刀,号,号的最大数,量,量仅为24,。,。,4.2.6,固,固定循,环,环切削功能,指,指令,1点钻循,环,环G81,指令格式：G81XxYyRr Zz；执行过,程,程如图4-18所示。,Xx Yy点钻,孔,孔的坐标；,Rr ,点,点钻参考平,面,面高度；,Zz ,孔,孔的最后钻,深,深。,2间歇钻,循,循环G83,G83XxYyRr Zz Qtz Ffo Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）,Xx Yy点钻,孔,孔的坐标；,Rr ,点,点钻参考平,面,面高度；,Zz孔,的,的最后钻深,；,；,tz每,次,次进刀的切,削,削深度；,io进,给,给倍率的距,离,离；,do快,速,速进给停止,的,的余量；,jo(b0)进给,倍,倍率（%）,；,；,ko从,R,点到切削进,给,给起点的距,离,离；,fo进,给,给率。,3高速间,歇,歇钻G73,G73XxYyRr Zz QtzPtcFfo Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）,tz每,次,次进刀的切,削,削深度；,jo(bo) 进,给,给倍率（%,）,）；,tc停,顿,顿时间或主,轴,轴旋转的圈,数,数；,fo进,给,给率；,do返,回,回距离；,f1加,倍,倍率后的进,给,给率；,ko从,R,点到切削进,给,给起点的距,离,离；,f2返,回,回速度（固,定,定的）；,io进,给,给倍率的距,离,离。,4镗孔循,环,环G76,G76XxYyRr Zz Ptc Qq0Ff1DdoJjo（Bb0）,tc停,顿,顿时间或主,轴,轴旋转的圈,数,数；,jo(b0)如果,设,设0或不设,，,，则在结束,加,加工之后，M03输出,，,，如果设除,了,了0以外的,值,值，则在结,束,束加工之后,，,，M04输,出,出；,f1进,给,给率；,q0在,x,y,平面上的让,刀,刀量；,do离,R,点的距离。,5铰孔循,环,环G85,G85XxYyRr Zz PtzFfoEf1Ddo,执行过程如,图,图4-24,所,所示。,tz停,顿,顿时间或主,轴,轴旋转的圈,数,数；,do离,R,点的距离；,fo进,给,给率0；,f1进,给,给率1。,6攻丝循,环,环G84,G84XxYy Rr ZzPtc Ffo Jjo（Bb0） Ddo Hho Kko,Tc停,留,留时间；,d0离,R,点的距离；,f0进,给,给率；,h0同,步,步/非同步,攻,攻丝的选择,标,标志和在同,步,步攻丝循环,期,期间的返回,速,速度倍率（%）：,h0=0表,示,示非同步攻,丝,丝循环,h0表示,同,同步攻丝循,环,环,jo(b0)1M04输出,之,之前在孔底,的,的停顿,2M04输出之,后,后在孔底的,停,停顿,3M03输出之,前,前在,R,点的停顿,k0离,R,点的距离。,4.2.7,子,子程序,在程序编写,过,过程中，常,把,把一些在程,序,序执行时经,常,常重复使用,的,的程序段写,成,成独立的一,个,个程序，在,适,适当时候利,用,用一些指令,直,直接调用，,这,这样的独立,程,程序即为子,程,程序。,4.3,加,加工中心程,序,序编制实例,编程实例：,利,利用LGMAZAKVTC-16A型加工,中,中心加工如,图,图4-27,所,所示工件。,工,工件毛坯材,料,料为,6530mm的45,钢,钢，端面及,外,外圆轮廓均,要,要求铣削。,1刀具选,择,择,（1）端面,加,加工选用,65mm硬,质,质合金机夹,式,式端面铣刀,；,；,（2）外圆,及,及轮廓铣削,粗,粗加工选用,16mm两,刃,刃立铣刀；,（3）外圆,及,及轮廓铣削,精,精加工选用,8mm四刃,立,立铣刀；,（4）,10孔粗加,工,工选用,5mm中心,钻,钻及,9.8mm,麻,麻花钻；,（5）,10孔精加,工,工选用,10mm高,速,速钢机用铰,刀,刀；,2工艺路,线,线安排,1）调用,65mm硬,质,质合金机夹,式,式端面铣刀,粗,粗、精加工,工,工件端面；,2）调用,16mm两,刃,刃立铣刀粗,加,加工外圆及,轮,轮廓；,3）调用,5mm中心,钻,钻钻削,10孔的中,心,心孔；,4）调用,9.8mm,麻,麻花钻钻削,10孔的铰,孔,孔基孔；,5）调用,8mm,四,四,刃,刃,立,立,铣,铣,刀,刀,精,精,铣,铣,外,外,圆,圆,及,及,轮,轮,廓,廓,；,；,6,）,）,调,调,用,用,10mm,高,高,速,速,钢,钢,机,机,用,用,铰,铰,刀,刀,铰,铰,削,削,10+0.0150,孔,孔,至,至,尺,尺,寸,寸,。,。,4.4,宏,宏,程,程,序,序,编,编,制,制,1,宏,宏,程,程,序,序,概,概,述,述,在,程,程,序,序,中,中,使,使,用,用,变,变,量,量,，,，,通,通,过,过,对,对,变,变,量,量,进,进,行,行,赋,赋,值,值,及,及,处,处,理,理,的,的,方,方,法,法,达,达,到,到,程,程,序,序,功,功,能,能,，,，,这,这,种,种,有,有,变,变,量,量,的,的,程,程,序,序,叫,叫,宏,宏,程,程,序,序,。,。,（1,）,）,宏,宏,程,程,序,序,的,的,使,使,用,用,格,格,式,式,宏,程,程,序,序,格,格,式,式,与,与,子,子,程,程,序,序,一,一,样,样,，,，,结,结,尾,尾,用,用M99,返,返,回,回,主,主,程,程,序,序,。,。,O0100,；,；,主,主,程,程,序,序,T01M06T00,；,；,G90G54G00,G65P8500,（,（,引,引,数,数,和,和,引,引,数,数,值,值,）,）,；,；,M30,；,；,O8500,；,；,宏,宏,程,程,序,序,变,变,量,量,运,运,算,算,指,指,令,令,控,控,制,制,指,指,令,令,M99,（2,）,）,选,选,择,择,程,程,序,序,号,号,程,序,序,在,在,存,存,储,储,器,器,中,中,的,的,位,位,置,置,决,决,定,定,了,了,该,该,程,程,序,序,的,的,一,一,些,些,权,权,限,限,，,，,根,根,据,据,程,程,序,序,的,的,重,重,要,要,程,程,度,度,和,和,使,使,用,用,频,频,率,率,用,用,户,户,可,可,选,选,择,择,合,合,适,适,的,的,程,程,序,序,号,号,，,，,具,具,体,体,见,见,表,表4-8,。,。,（3,）,）,宏,宏,程,程,序,序,调,调,用,用,方,方,法,法,非,非,模,模,态,态,调,调,用,用,（,（,单,单,纯,纯,调,调,用,用,）,）,：,：,指,指,一,一,次,次,性,性,调,调,用,用,宏,宏,程,程,序,序,主,主,体,体,，,，,即,即,宏,宏,程,程,序,序,只,只,在,在,一,一,个,个,程,程,序,序,段,段,内,内,有,有,效,效,，,，,叫,叫,非,非,模,模,态,态,调,调,用,用,。,。,其,其,格,格,式,式,为,为,：,：,G65P_,（,（,宏,宏,程,程,序,序,号,号,）,）L_,（,（,重,重,复,复,次,次,数,数,）,）_,一,个,个,引,引,数,数,是,是,一,一,个,个,字,字,母,母,，,，,对,对,应,应,于,于,宏,宏,程,程,序,序,中,中,变,变,量,量,的,的,地,地,址,址,，,，,引,引,数,数,后,后,边,边,的,的,数,数,值,值,赋,赋,给,给,宏,宏,程,程,序,序,中,中,对,对,应,应,的,的,变,变,量,量,，,，,同,同,一,一,语,语,句,句,中,中,可,可,以,以,有,有,多,多,个,个,引,引,数,数,。,。,2,变,变,量,量,（1,）,）,变,变,量,量,的,的,表,表,示,示,一,个,个,变,变,量,量,由,由#,符,符,号,号,和,和,变,变,量,量,号,号,组,组,成,成,，,，,如,如,：,：#i(i=1,2,3,),，,，,也,也,可,可,用,用,表,表,达,达,式,式,来,来,表,表,示,示,变,变,量,量,。,。,（2,）,）,变,变,量,量,的,的,使,使,用,用,（3,）,）,变,变,量,量,的,的,赋,赋,值,值,直,直,接,接,赋,赋,值,值,引,引,数,数,赋,赋,值,值,（4,）,）,变,变,量,量,的,的,种,种,类,类,变,量,量,有,有,局,局,部,部,变,变,量,量,、,、,公,公,用,用,变,变,量,量,（,（,全,全,局,局,变,变,量,量,）,）,和,和,系,系,统,统,变,变,量,量3,种,种,。,。,局,局,部,部,变,变,量,量#1,#33,：,：,局,局,部,部,变,变,量,量,是,是,一,一,个,个,在,在,宏,宏,程,程,序,序,中,中,局,局,部,部,使,使,用,用,的,的,变,变,量,量,。,。,公,公,用,用,变,变,量,量,（,（,全,全,局,局,变,变,量,量,）,）,：,：#100,#149,、,、#500,#509,公,公,用,用,变,变,量,量,贯,贯,穿,穿,整,整,个,个,程,程,序,序,过,过,程,程,，,，,包,包,括,括,多,多,重,重,调,调,用,用,。,。,系,系,统,统,变,变,量,量,：,：,宏,宏,程,程,序,序,能,能,够,够,对,对,机,机,床,床,内,内,部,部,变,变,量,量,进,进,行,行,读,读,取,取,和,和,赋,赋,值,值,，,，,从,从,而,而,可,可,完,完,成,成,复,复,杂,杂,任,任,务,务,。,。,（5,）,）,未,未,定,定,义,义,变,变,量,量,的,的,性,性,质,质,未,定,定,义,义,变,变,量,量,又,又,叫,叫,空,空,变,变,量,量,，,，,有,有,其,其,特,特,殊,殊,性,性,质,质,，,，,它,它,与,与,变,变,量,量,值,值,为,为,零,零,的,的,变,变,量,量,是,是,有,有,区,区,别,别,的,的,。,。,变,变,量,量#0,总,总,是,是,空,空,变,变,量,量,。,。,3,运,运,算,算,指,指,令,令,宏,程,程,序,序,具,具,有,有,赋,赋,值,值,、,、,算,算,术,术,运,运,算,算,、,、,逻,逻,辑,辑,运,运,算,算,、,、,函,函,数,数,运,运,算,算,等,等,功,功,能,能,。,。,4,控,控,制,制,指,指,令,令,控,制,制,指,指,令,令,起,起,到,到,控,控,制,制,程,程,序,序,流,流,向,向,的,的,作,作,用,用,。,。,（1,）,）,分,分,支,支,语,语,句,句,（,（GOTO,）,）,其,格,格,式,式,为,为,：,：,IFGOTOn,（2,）,）,循,循,环,环,指,指,令,令,WHILEDOm(m=1,，,，2,，,，3,),；,；,ENDm,；,；,谢,谢,谢,观,观,看,看,/,欢,迎,迎,下,下,载,载,BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH,