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1、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,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,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
2、意图,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,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,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
3、-工作台 6-工作台底座,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,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。,第五章 数控加工中心的编程,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
4、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,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
5、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。,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。,第五章
6、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G
7、28 Y0。,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。,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
8、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。,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
9、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。,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
10、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。,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,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N4
11、0 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,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
12、N140 M01 参考点N150 M99 P20 返回到N20程序段,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。,第五章 数控加工中心的编程,5)使用了M01(
13、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。,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,第五章 数控加工中心的编程,O1001N10 M06 T01N20 G00 G90 G55
14、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,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 4
15、5H7左侧孔N150 G49 G30 Y0N160 M05 M09N170 M30,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,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 Y30.0N110 G42 D2 X15.0 Y47.7N120 X20.0 Y67.08,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。,
