數(shù)控銑床及加工中心編程教案

數(shù)控銑床及加工中心編程

數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ)FANUC系統(tǒng)加工中心編程原理加工中心程序編制實例宏程序編制2021/5/914.1數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ)4.1.1數(shù)控銑床及加工中心概述數(shù)控銑床是一種用途廣泛的機床，有立式、臥式及龍門銑3種。加工中心（MachiningCenter）是一種集成化的數(shù)控加工機床，是在數(shù)控銑床的發(fā)展基礎(chǔ)上衍化而成的，它集銑削、鉆削、鉸削、鏜削及螺紋切削等工藝于一體，通常稱鏜銑類加工中心，習(xí)慣稱加工中心。2021/5/921．加工中心的工藝特點（1）加工精度高（2）表面質(zhì)量好（3）加工生產(chǎn)率高（4）工藝適應(yīng)性強（5）勞動強度低、勞動條件好（6）良好的經(jīng)濟效益（7）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化2021/5/932．加工中心的分類（1）按照機床形態(tài)及主軸布局形式分類①立式加工中心②臥式加工中心③龍門式加工中心④復(fù)合加工中心2021/5/94（2）按加工中心的換刀形式分類①帶刀庫、機械手的加工中心②無機械手的加工中心③一般在小型加工中心上采用轉(zhuǎn)塔刀庫形式，主要以孔加工為主。2021/5/953．加工中心主要結(jié)構(gòu)部件及其功能加工中心類型繁多，結(jié)構(gòu)各異，但總體來看主要由基礎(chǔ)部件、主軸部件、數(shù)控系統(tǒng)、自動換刀裝置和輔助裝置等幾部分組成。2021/5/964.1.2數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系統(tǒng)1．加工中心運動部件運動方向的規(guī)定（1）z軸坐標(biāo)運動規(guī)定與主軸線平行的坐標(biāo)軸為z坐標(biāo)（z軸），并取刀具遠離工件的方向為正方向。當(dāng)機床有幾根主軸時，則選取一個垂直于工件裝夾表面的主軸為z軸（如龍門銑床）。2021/5/97（2）x軸坐標(biāo)運動x軸規(guī)定為水平平行于工件裝夾表面。（3）y軸坐標(biāo)運動y坐標(biāo)軸垂直于x、z坐標(biāo)軸。當(dāng)x軸、z軸確定之后，按笛卡兒直角坐標(biāo)系右手定則法判斷，y軸方向就惟一地被確定了。2021/5/98（4）旋轉(zhuǎn)運動A、B和C旋轉(zhuǎn)運動用A、B和C表示，規(guī)定其分別為繞x、y和z軸旋轉(zhuǎn)的運動。A、B和C的正方向，相應(yīng)地表示在x、y和z坐標(biāo)軸的正方向上，按右手螺旋前進方向。2021/5/992．加工中心機械原點及工作坐標(biāo)系（1）加工中心機械原點機床坐標(biāo)系的原點也稱機械原點、參考點或零點。而機床坐標(biāo)系的原點是三維面的交點，無法直接感覺和測量，只有通過各坐標(biāo)軸的零點，做相應(yīng)的平行切面，這些切面的交點，即為機床坐標(biāo)系的原點（機械原點），這個原點是機床一經(jīng)設(shè)計和制造出來，就已經(jīng)確定下來的。2021/5/910（2）加工中心工作坐標(biāo)系 編程時一般選擇工件上的某一點作為程序原點，并以這個原點作為坐標(biāo)系的原點，建立一個新的坐標(biāo)系，這個新的坐標(biāo)系就是工作坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）。（3）絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)2021/5/9114.2FANUC系統(tǒng)加工中心編程原理4.2.1程序結(jié)構(gòu)1．程序號程序號作為程序的標(biāo)記需要預(yù)先設(shè)定，一個程序號必須在字母“O”后面緊接最多8個阿拉伯?dāng)?shù)字。2021/5/9122．程序段號程序段號是每個程序功能段的參考代碼，一個程序段號必須在字母“N”后緊接最多5個阿拉伯?dāng)?shù)字。2021/5/9133．程序段一個程序段能完成某一個功能，程序段中含有執(zhí)行一個工序所需的全部數(shù)據(jù)，程序段由若干個字及段結(jié)束符“LF”組成。/N10

G03

X10.0

Y30.0

CR=25.0

F100；（注釋）LF2021/5/914其中：“/” 表示程序段在執(zhí)行過程中可以被跳過；“N10” 表示程序段號，主程序段中可以有字符；“

” 表示中間間隔（可以省略）；“G03” 表示程序段具體指令；“（注釋）” 表示對程序段進行必要的說明；“LF” 表示程序段結(jié)束。2021/5/9154．坐標(biāo)字用于在軸方向移動和設(shè)置坐標(biāo)系的命令稱為坐標(biāo)字，坐標(biāo)字包括軸的地址符及代表移動量的數(shù)值，其基本構(gòu)成見表4-1。2021/5/9164.2.2準(zhǔn)備功能指令——G代碼1．尺寸數(shù)據(jù)輸入方式G90/G912．英制/公制選擇G20/G21 G20設(shè)定為英制尺寸、G21設(shè)定為公制尺寸，這兩個指令均為模態(tài)指令。2021/5/9173．快速點定位G00指令格式：G00X（U）

Z(W)

；4．直線插補G01指令格式：G01X（U）

Z(W)

F

；2021/5/9185．平面選擇G17～G19在計算刀具長度補償和刀具半徑補償時必須首先確定一個平面，即確定一個兩坐標(biāo)軸的坐標(biāo)平面，在此平面中可以進行刀具半徑補償，G17到G19各自的含義見表4-3。2021/5/9192021/5/9206．圓弧插補G02/G03圓弧插補指令G02/G03是圓弧運動指令。它是用來指令刀具在給定平面內(nèi)以F進給的速度，作圓弧插補運動的指令。G02/G03是一種模態(tài)指令。（1）指令格式

G02I

J

F

；（G17）X

Y

G03R

F

；2021/5/921在指令格式中，I、J為圓弧中心地址，R為圓弧半徑，其他內(nèi)容及字符的含義見表4-4。2021/5/922（2）順、逆時針圓弧插補的判斷在使用G02或G03指令之前需要判別刀具在加工零件時，是沿什么路徑在作圓弧插補運動的，是按順時針還是逆時針方向路線在前進的。其判別方法簡述為：視線沿著垂直于圓弧所在平面的坐標(biāo)軸的負方向觀察，刀具插補方向為順時針即為G02，相反則為G03。2021/5/9237．暫停功能G04（1）按時間計的暫停指令：（G94）G04指令格式：G94G04X_或G94G04P_；在每分進給方式（G94）中，指定指令G04按設(shè)定的時間延遲了下一個程序段的執(zhí)行，對于地址P，不能用小數(shù)點，否則將忽略小數(shù)點后的部分。編程規(guī)范如下：2021/5/924G04X500；暫停時間=0.5secG04X5000；暫停時間=5.0secG04X5.0；暫停時間=5.0secG04P5000；暫停時間=5.0secG04P12.345；暫停時間=0.012sec2021/5/925（2）按圈數(shù)計的暫停指令（G95）G04在每轉(zhuǎn)進給方式（G95）下，推遲到主軸已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了設(shè)定的圈數(shù)以后，才開始下一個程序的執(zhí)行，對于地址P，不能用小數(shù)點，否則將忽略小數(shù)點之后的部分。編程規(guī)范如下：2021/5/926G04X500；暫停時間=0.5rG04X5000；暫停時間=5.0rG04X5.0；暫停時間=5.0rG04P5000；暫停時間=5.0rG04P12.345；暫停時間=0.012r2021/5/9278．刀具補償功能（1）刀具長度補償/取消：G43、G44/G49G43刀具長度正補償；G44刀具長度負補償；G49取消刀具長度補償。2021/5/9282021/5/929（2）刀尖半徑補償/取消刀具補償?shù)刂稤中的半徑補償值必須與G41/G42一起執(zhí)行方能生效。2021/5/9309．可設(shè)定的零點偏置G54~G59G54；第一可設(shè)定零點偏置G55；第二可設(shè)定零點偏置G56；第三可設(shè)定零點偏置G57；第四可設(shè)定零點偏置G58；第五可設(shè)定零點偏置G59；第六可設(shè)定零點偏置2021/5/93110．自動返回參考點G28

指令格式：

G91G28X…Y…Z…2021/5/9324.2.3主軸及輔助功能指令1．主軸功能指令指令格式：S_M03（M04）2．輔助功能指令（1）關(guān)于停止的輔助功能指令（M00、M01、M02、M30）M00：程序停止。在程序執(zhí)行過程中，系統(tǒng)讀取到M00指令時，無條件停止程序執(zhí)行，待重啟動后繼續(xù)執(zhí)行；2021/5/933M01：選擇停止。在程序執(zhí)行過程中，系統(tǒng)讀取到M01指令時，有條件停止程序執(zhí)行，待重啟動后繼續(xù)執(zhí)行；M02：程序結(jié)束。程序執(zhí)行完畢，光標(biāo)定于程序結(jié)尾處；M30：程序結(jié)束。程序執(zhí)行完畢，光標(biāo)返回至程序開始處。2021/5/934（2）主軸旋轉(zhuǎn)M代碼（M03、M04、M05）M03——主軸正轉(zhuǎn)；M04——主軸反轉(zhuǎn)；M05——主軸停止旋轉(zhuǎn)。2021/5/935（3）冷卻控制M代碼（M07、M08、M09）M07——冷卻汽霧開；M08——冷卻液開；M09——關(guān)閉冷卻液、汽。2021/5/936（4）子程序功能M代碼。M98——子程序調(diào)用M代碼。指令格式：M98P…L…；在這條指令中，子程序程序號由P定義，并且執(zhí)行L次。如L省略，執(zhí)行次數(shù)為1次，子程序最多可重復(fù)4次。M99——子程序結(jié)束。2021/5/9374.2.4進給功能指令1．快速進給率每個軸的快速進給率能夠分別設(shè)定，可設(shè)定的快速進給率的范圍是從1mm/min到240000mm/min。快速進給率應(yīng)用于G00，G27，G28，G29，G30和G60等指令。2．切削進給率F切削進給率必須用地址F和一個八位數(shù)字（F8直接指定）來指定。2021/5/9383．非同步/同步進給G94/G95進給運動速度指令字的單位由切削進給速度轉(zhuǎn)換功能指令（G94/G95）定義，如：G94——定義分進給，即每分鐘進給量（mm/min）。G95——定義轉(zhuǎn)進給，即每轉(zhuǎn)進給量（mm/r）。2021/5/9394.2.5刀具功能指令指令格式：T03M06T00；調(diào)用刀位號為03的刀具刀具功能也叫T—代碼功能。此功能用來選擇刀具號，對此NC系統(tǒng)，T功能允許用地址T后跟三位數(shù)的指令選擇最多1000個刀號（0到999）?？墒牵瑢Ρ緳C床能夠選擇的刀號的最大數(shù)量僅為24。2021/5/9404.2.6固定循環(huán)切削功能指令1．點鉆循環(huán)G81指令格式：G81[XxYy]RrZz；執(zhí)行過程如圖4-18所示。XxYy——點鉆孔的坐標(biāo)；Rr——點鉆參考平面高度；Zz——孔的最后鉆深。2021/5/9412021/5/9422．間歇鉆循環(huán)G83G83[XxYy]RrZzQtzFfo[DdoKkoIioJjo（Bb0）]XxYy——點鉆孔的坐標(biāo)； Rr——點鉆參考平面高度；Zz——孔的最后鉆深； tz——每次進刀的切削深度；2021/5/943io——進給倍率的距離；do——快速進給停止的余量；jo(b0)——進給倍率（%）； ko——從R點到切削進給起點的距離；fo——進給率。2021/5/9443．高速間歇鉆G73G73[XxYy]RrZz[Qtz][Ptc]Ffo[DdoKkoIioJjo（Bb0）]tz——每次進刀的切削深度；jo(bo)——進給倍率（%）；tc——停頓時間或主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)；fo——進給率；do——返回距離；2021/5/945f1——加倍率后的進給率；ko——從R點到切削進給起點的距離；f2——返回速度（固定的）；io——進給倍率的距離。2021/5/9464．鏜孔循環(huán)G76G76[XxYy]RrZz[PtcQq0]Ff1[DdoJjo（Bb0）]tc——停頓時間或主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)；jo(b0)——如果設(shè)0或不設(shè)，則在結(jié)束加工之后，M03輸出，如果設(shè)除了0以外的值，則在結(jié)束加工之后，M04輸出；f1——進給率；q0——在xy平面上的讓刀量；do——離R點的距離。2021/5/9475．鉸孔循環(huán)G85G85[XxYy]RrZz[Ptz]Ffo[Ef1Ddo]執(zhí)行過程如圖4-24所示。tz——停頓時間或主軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)；do——離R點的距離；fo——進給率0；f1——進給率1。2021/5/9486．攻絲循環(huán)G84G84[XxYy]RrZz[Ptc]Ffo[Jjo（Bb0）DdoHhoKko]Tc——停留時間；d0——離R點的距離；f0——進給率；2021/5/949h0——同步/非同步攻絲的選擇標(biāo)志和在同步攻絲循環(huán)期間的返回速度倍率（%）：

h0=0表示非同步攻絲循環(huán)

h0>表示同步攻絲循環(huán)jo(b0)——1．M04輸出之前在孔底的停頓

——2．M04輸出之后在孔底的停頓

——3．M03輸出之前在R點的停頓k0——離R點的距離。2021/5/9502021/5/9512021/5/9524.2.7子程序在程序編寫過程中，常把一些在程序執(zhí)行時經(jīng)常重復(fù)使用的程序段寫成獨立的一個程序，在適當(dāng)時候利用一些指令直接調(diào)用，這樣的獨立程序即為子程序。2021/5/9534.3加工中心程序編制實例編程實例：利用LGMAZAKVTC-16A型加工中心加工如圖4-27所示工件。工件毛坯材料為65×30mm的45鋼，端面及外圓輪廓均要求銑削。2021/5/9542021/5/9551．刀具選擇（1）端面加工選用65mm硬質(zhì)合金機夾式端面銑刀；（2）外圓及輪廓銑削粗加工選用16mm兩刃立銑刀；（3）外圓及輪廓銑削精加工選用8mm四刃立銑刀；2021/5/956（4）10孔粗加工選用5mm中心鉆及9.8mm麻花鉆；（5）10孔精加工選用10mm高速鋼機用鉸刀；2021/5/9572．工藝路線安排1）調(diào)用65mm硬質(zhì)合金機夾式端面銑刀粗、精加工工件端面；2）調(diào)用16mm兩刃立銑刀粗加工外圓及輪廓；3）調(diào)用5mm中心鉆鉆削10孔的中心孔；2021/5/9584）調(diào)用9.8mm麻花鉆鉆削10孔的鉸孔基孔；5）調(diào)用8mm四刃立銑刀精銑外圓及輪廓；6）調(diào)用10mm高速鋼機用鉸刀鉸削10+0.0150孔至尺寸。2021/5/9594.4宏程序編制1．宏程序概述在程序中使用變量，通過對變量進行賦值及處理的方法達到程序功能，這種有變量的程序叫宏程序。2021/5/960（1）宏程序的使用格式宏程序格式與子程序一樣，結(jié)尾用M99返回主程序。O0100；主程序T01M06T00；G90G54G00……G65P8500（引數(shù)和引數(shù)值）；2021/5/961M30；O8500；宏程序…[變量][運算指令][控制指令]…M992021/5/962（2）選擇程序號程序在存儲器中的位置決定了該程序的一些權(quán)限，根據(jù)程序的重要程度和使用頻率用戶可選擇合適的程序號，具體見表4-8。2021/5/9632021/5/964（3）宏程序調(diào)用