第五章 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①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5.3JCS-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②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abcdef）盘式刀库ghIj）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。N02G28Z0T02Z轴回零，选T02号刀；N03M06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N10G01X_Y_Z_F_T02直线插补，选T02号刀N11G28Z0M06Z轴回零，换T02号刀N20G01Z_F_T03直线插补，选T03号刀N30G02X_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N10G01X_Y_Z_F_T02直线插补，选T02号刀N30G28Z0T03M06Z轴回零，换T02号刀，选T03号刀N40G00Z1N50G02X_Y_I_J_F_圆弧插补注：对卧式加工中心，上面程序的G28Z0应为G28Y0。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：G60X_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：G28X_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：N1G90X100.0Y200.0Z300.0N2G28X400.0Y500.0；（中间点是400.0,500.0）N3G28Z600.0；（中间点是400.0，500.0，600.0）（3）自动从参考点返回G29指令格式：G29X_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O1000N10G92X400.0Y300.0Z320.0建立加工坐标系N20M06T00换上中心钻N30G90G00X0Y0X、Y向定位N40Z0Z向定位N50M03S500F30主轴启动N60G81G99R-4.0Z-10.0钻深为5mm的中心孔N70G91G00X20.0Y10.0L03重复3次钻3中心孔N80M05主轴旋转停止数控加工技术第五章数控加工中心的编程N90G28Z0经加工原点回机床原点N100M06T01换钻孔刀，返回加工点NIl0M03G90G00G44H01G81G99R-5.0Z-30.0钻第一个孔，加刀具补偿N120G91X-20.0Y-10.0L03重复钻3次孔N130M05G28G49Z320.0撤消刀具长度补偿回Z轴N140M01参考点N150M99P20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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F10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M99P20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O1001N10M06T01N20G00G90G55X0Y0Z0N30M03S350M08N40G76G99Z-85.0R-5.0Q0.3F40采用精镗循环镗f35H9孔N50M05M09N60G30Y0M06T02N70M03M08N80G43H02G00Z0N90G76G99Z-25.0R-5.0Q0.3采用精镗循环镗f45H7右侧孔数控加工技术第五章数控加工中心的编程N100M05M09N110G30G49Y0M06T03N120G00G43H03Z0N130M03M08N140G87G99Z-85.0R-100.0Q6.0采用反镗循环镗f45H7左侧孔N150G49G30Y0N160M05M09N170M30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O1002N10M06(使用f20立铣刀)N20G90G00G54X5.0Y30.0N30Z0N40M03S300F30M08N50G01G42D1X15.0Y47.7(D1=10.2)N60X20.0Y67.08N70G03X-20.0R70.0N80G01X-15.0Y47.7N90G02X15.0R50.0N100G01G40X5.0Y30.0N110G42D2X15.0Y47.7N120X20.0Y67.08数控加工技术第五章数控加工中心的编程N130G03X-20.0R70.0N140G01X-15.0Y47.7N150G02X15.0R50.0N160G01G40X5.0Y30.0N170G00Z100.0N180M05M09N190M01N200M99P02设置：D1=10.2，D2=10。