加工中心编程的基本要素

第6章加工中心编程第4章加工中心编程任务一数控加工中心编程基础任务二加工中心基本指令的编程任务三编程实例与练习题第6章加工中心编程4.1加工中心编程基础4.1.1加工中心的特点加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备,它的发展代表了一个国家设计和制造业的水平，在国内外企业界受到高度重视。加工中心以成为现代机床发展的主流方向，与普通机床相比，它具有以下几个突出特点。(1)具有刀库和自动换刀装置能通过程序和手动控制自动换刀,在一次装夹中完成铣、镗、钻、扩、铰攻丝等加工，工序高度集中。第6章加工中心编程(2)加工中心通常具有多个进给轴(三个以上)，甚至多个主轴。联动的轴数较多，因此能够自动完成多个平面和多个角度位置的加工，实现复杂零件的高精度定位和精确加工。(3)加工中心上如果带有自动交换台，一个工件在加工的同时，另一个工作台上可以实现工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。第6章加工中心编程4.1.2加工中心的主要加工对象加工中心适用于复杂、工序多、精度要求高、需用多种类型普通机床和繁多刀具、工装,经过多次装夹和调整才能完成加工的零件.。其主要加工对象有以下五种。(1)箱体类零件箱体类零件是指具有一个以上孔系,内部有一定型腔,在长、宽、高方向有一定比例的零件。这类零件主要应用在机械、汽车、飞机等行业。(2)复杂曲面在航空航天、汽车、船舶、国防等领域的产品中,复杂曲面类占有较大的比重。如叶轮、螺旋浆、各种曲面成型模具等复杂曲面采用普通机械加工方法是很难胜任甚至是无法完成的,此类零件适宜利用加工中心加工。第6章加工中心编程(5)异型件异型件是外形不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工，如支架、基座、样板、靠模等。(4)盘、套、板类零件带有键槽、径向孔或端面有分布的孔系、曲面的盘套或轴类零件,以及具有较多孔加工的板类零件,适宜采用加工中心加工。(5)特殊加工利用加工中心可以完成一些特殊的工艺内容,例如在金属表面上刻字、刻线、刻图案等。第6章加工中心编程4.1.3加工中心的指令与代码加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外,还具有各种加工固定循环加工过程图形显示与编程、人机对话、故障自诊等功能。因此，所配置的数控系统通常档次较高，功能强大。不同的加工中心的数控系统，其代码指令差别很大，特别是一些扩展功能和选择功能，使用前要详细阅读相关数控系统的指令代码。第6章加工中心编程4.2加工中心基本指令的编程4.2.1换刀指令(1)刀具的选择---Txx刀具的选择是指把刀库上指令了刀号的刀具转到换刀的位置,为下次换刀做好准备。这一动作的实现,是通过选刀指令----T功能指令实现的。T指令后跟的两位数字，是将要更换的刀具地址号。(2)自动换刀指令----M06不同的数控系统,其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行。换刀完毕起动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作;选刀动作可与机床的加工动作；选刀动作可与机床的加工动作重合起来。常用的换刀程序可采用以下两种编程。第6章加工中心编程方法一:…….N60G28Z0T02M06…….方法二:N30G01Z30T02……N90G28Z0M06N100G01Z…T03…….第6章加工中心编程多数加工中心都规定了换刀点位置，即定距离换刀。一般立式加工中心规定换刀的位置在机床Z轴零点，采用方法一换刀时，Z轴返回参考点的同时，刀库进行选刀，然后进行换刀，若Z轴的回零时间小于选刀时间，则换刀占用的时间较长；方法二是采用提前选刀，回零后立即换刀，所以这种方法较好。4.2.2回参考点操作指令的编程(1)指令格式格式：G28X...Z...T0000;经指令中间点再自动返回参考点(见图6-1)G29X...Z...;从参考点经中间点返回指令点算法：G90G28XxbZzbT0000；或G91G28X(xb−xa)Z(zb−za)T0000；G90G29XxcZzc；或G91G29X(xc−xb)Z(zc−zb）第6章加工中心编程执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。说明：(1)使用G28指令前，要求机床在通电后必须(手动)返回过一次参考点。(2)使用G28指令时，必须预先取消刀补量(用T0000)；否则会发生不正确的动作。(3)G28、G29指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。(4)G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量不需计算。G29指令一般在G28后出现。其应用习惯通常为：在换刀程序前先执行G28指令回参考点(换刀点)，执行换刀程序后，再用G29指令往新的目标点移动。第6章加工中心编程R当前位置点A(Xa,Za)XB(Xb,Zb)中间点参考点ZO图4-1回参考点的线路第6章加工中心编程70503030130180XRBAC中间点新目标点Z图4-2回参考点编程图例第6章加工中心编程例如(图4-2)程序为：绝对编程：增量(相对)编程：G90G28X70.0Z130.0;A－B－RG91G28X40.0Z100.0;T0202;换刀T0202;G29X30.0Z180.0;R－B－CG29X-80.0Z50.0;对于没有参考点设定功能的机床，在需要换刀时，应先用G00快速移到远离工件的某一坐标处(注意不要超程)；再在M00程序指令下，用手工旋动刀架进行换刀(旋动前应松动刀架锁紧手柄，转位后则应锁紧手柄)；然后，按“循环启动”或F10功能键继续运行下一段带刀补功能T代码的程序实施刀补。第6章加工中心编程4.2.3常用指令的编程(1)常用指令加工中心常用指令与铣削加工的编程规则基本相同。但要注意的是，加工中心可以实现三轴以上的联动，故可实现空间插补。(2)其它功能除常用指令外，其它功能（如固定循环、子程序等）均与铣削加工的编程格式与规则相似。第6章加工中心编程4.2.4加工中心编程要点1、进行合理的工艺分析，安排加工工序。2、根据批量等情况，决定采用自动换刀还是手动换刀。3、自动换刀要留出足够的换刀空间。（固定换刀点，参考点）4、为提高机床利用率，尽量采用刀具机外预调，并将测量尺寸填写到刀具卡片中，以便操作者在运行程序前，及时修改刀具补偿参数。5、尽量把不同工序内容的程序，分别做成子程序，主程序内容主要是完成换刀及子程序调用，以便于程序调试和调整。6、尽可能地利用机床数控系统本身所提供的镜象、旋转、固定循环及宏指令编程处理的功能，以简化程序量。7、若要重复使用程序，注意第1把刀的编程处理。第1把刀直接装在主轴上(刀号要设置),程序开始可以不换刀,在程序结束时要有换刀程序段,要把第1把刀换到主轴上.若主轴上先不装刀,在程序的开头就需要换刀程序段,使主轴上装刀,后面程序同前述.第6章加工中心编程4.3编程实例与练习题4.3.1编程实例零件图如下。分别用40的端面铣刀铣上表面，用20的立铣刀铣四侧面和A、B面，用6的钻头钻6个小孔，14的钻头钻中间的两个大孔。第6章加工中心编程图4-3换刀编程图例1551038162-φ146-φ62240721515AB50XYXZOOH01φ6H03H04φ14H02φ20φ40T01T02T03T04ZOAB3816Y51015XX50O2240721515T03T04T02T01H03H04H02H0140206-62-14614第6章加工中心编程编程如下：程序含义%0002G92X0Y0Z100.0G90G00G43Z20.0H01S300M03G00X60.0Y15.0G01Z15.0F100X-60.0Y-15.0X60.0T02G49Z20.0M19G28Z100.0G28X0Y0M06程序番号设定工件坐标系，设T01已经装好Z向下刀到离毛坯上表面一定距离处启动主轴移刀到毛坯右侧外部工进下刀到欲加工上表面高度处加工到左侧(左右移动)移到Y=-15上往回加工到右侧，同时刀库预先选刀T02上表面加工完成，抬刀，主轴准停返回参考点，自动换刀第6章加工中心编程G29X60.0Y25.0Z100.0S200M03G00G43Z-12.0H02G01G42X36.0D02F80X-36.0T03Y-25.0X36.0Y30.0G00G40Y40.0Z0G01Y-40.0F80X21.0从参考点回到铣四侧的起始位置，启动主轴下刀到Z=-12高度处，刀径补偿引入，铣四侧开始铣后侧面，同时选刀T03铣左侧面铣前侧面铣右侧面刀补取消，引出抬刀至A、B面高度工进铣削B面开始(前后移动)...第6章加工中心编程Y40.0X-21.0Y-40.0X-36.0Y40.0G49Z20.0M19G28Z100.0G91G28X0Y0M06G90G29X20.0Y30.0Z100.0G00G43Z3.0H03S630M03M98P120L3G00Z20.0X-20.0Y30.0Z3.0M98P120L3...移到左侧铣削A面开始......A面铣削完成，抬刀，主轴准停Z向返回参考点X、Y向返回参考点，自动换刀从参考点返回到右侧三6小孔钻削起始位置处下刀到离B面3mm的高度，启动主轴调用子程序，钻3—6孔抬刀至上表面的上方高度移到左侧3-6小孔钻削起始处下刀至离A面3mm的高度，启动主轴调用子程序，钻3—6孔第6章加工中心编程G49Z20.0M19G28Z100.0T04G91G28X0Y0M06G90G29X0Y24.0Z100.0G00G43Z20.0H04S450M03M98P130L2G49G28Z0.0T01M19G91G28X0Y0M06G90G00X0Y0Z100.0M30抬刀至上表面的上方高度Z向返回参考点，同时选刀T04X、Y向返回参考点。自动换刀从参考点返回到中间2—14孔钻削起始位置处下刀到离上表面5mm的高度，启动主轴调用子程序，钻2-14孔抬刀并返回参考点，主轴准停，同时选刀T01X、Y向返回参考点，自动换刀，为重复加工作准备，移到起始位置程序结束第6章加工中心编程%120G91G00Y-15.0G01Z-25.0F10G00Z25.0G90M99%130G91G00Y-16.0G01Z-48.0F15G00Z48.0M99子程序--钻6小孔.........子程序返回子程序--钻14孔.........子程序返回第6章加工中心编程4.3.2练习题1.简述加工中心的特点。2.简述加工中心的主要加工对象。3.加工中心常用的换刀程序可采用哪两种方法？4.如图4-4,编写零件的加工程序。第6章加工中心编程(a)(b)(c)40805-φ10203060602016010802540100110φ70φ564-φ10φ904-R15603612R22110158R142-φ15φ30φ501030953035552-φ156-φ1015306080100204015(d)10011060361260602010158110R22R1430109535553040203015156080258010080402030404-R154-105670902-1530502-156-10(a)(c)(b)160(d)5-10图4-4