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1、第五章 数控铣床、加工中心程序编制,数控铣床、加工中心概况 数控铣床、加工中心程序编制的基本方法 用户宏功能,第一节 数控铣床、加工中心概况,一、数控铣床的主要用途,1平面铣削 1）平行于各坐标平面的内外平面。用端铣或周铣方式加工； 2）倾斜一定角度的平面。斜垫板定位或用行切法加工； 3）变角度类。二轴半近似加工，多坐标联动机床加工。,（一）数控铣床的加工范围和方法,第一节 数控铣床、加工中心概况,一、数控铣床的主要用途,2轮廓铣削 1）平面类轮廓加工。用立铣刀周铣，对于内轮廓采用可轴向进给的立铣刀加工； 2）曲面铣削。一般不复杂曲面：二轴半行切加工； 3）复杂曲面：三坐标以上联动机床加工；
2、曲面主要用球形铣刀。 3其它加工方法：钻、扩、铰、锪孔，镗孔，攻丝。,（一）数控铣床的加工范围和方法,第一节 数控铣床、加工中心概况,一、数控铣床的主要用途,1轮廓控制功能； 2刀具补偿功能（含长度、半径补偿）； 3镜象加工功能； 4固定循环功能； 5其它功能：配置数控回转工作台或分度头，进行四轴控制，可完成分度加工、复杂旋转曲面加工，扩大了机床的工艺范围。,（二）数控铣床的功能,第一节 数控铣床、加工中心概况,一、数控铣床的主要用途,数控铣床以铣为主，铣削为断续加工，切削振动冲击较大，加工精度要求高时多采用顺铣法加工。 适用于加工表面复杂且工序不很多的零件加工。,（三）数控铣床的加工应用特点
3、,第一节 数控铣床、加工中心概况,二、加工中心的主要功能与用途,1工艺范围 以钻铣为主，可扩、铰、镗孔，攻丝； 2应用特点 1）工件易装夹。可用通用的平口钳、压板、分度头、回转工作台装夹工作； 2）易观察加工情况； 3）冷却条件易建立； 4）切屑易堆积在加工部位周围； 5）机床结构相对简单、占地面积小，价格较低。,（一）立式加工中心的工艺范围与用途,第一节 数控铣床、加工中心概况,二、加工中心的主要功能与用途,3应用范围 适用于加工高度较小的模具、壳体、板类零件单件或中小批量生产。,（一）立式加工中心的工艺范围与用途,第一节 数控铣床、加工中心概况,二、加工中心的主要功能与用途,1工艺范围 以
4、铣镗为主，可以钻、扩、铰孔，攻丝等。 2应用特点 1）一般具有回转工作台，具有多坐标控制； 2）能方便对零件进行多面加工，能在一次安装中保证各位置精度； 3）加工观察、测量相对不方便； 4）加工时切屑易排除； 5）可进行多件加工； 6）其结构较复杂，所需控制的轴数多，价格高。,（二）卧式加工中心的工艺范围与用途,第一节 数控铣床、加工中心概况,二、加工中心的主要功能与用途,（二）卧式加工中心的工艺范围与用途,3应用范围 工艺范围较立式加工广，具有回转工作台的加工中心可进行多面加工。 特别适应于箱体类、叉架类、阀体类零件的批量生产，也可以用于复杂件的新产品试制。,第一节 数控铣床、加工中心概况,
5、三、常用数控系统及功能,1FANUC系统 1）普及型CNC0D系列 0MD（铣床及小型加工中心） 2）全功能型CNC0C系列： 0MC（铣床、钻床、加工中心） 3）高性能/价格比的0i系列 0iMB/MA（加工中心、铣床，4轴4联动），0imate（铣床，3轴3联动）。 （整体软件包功能、高速、高精度加工、网络功能） 4）超小型、超薄型CNC 16i（8轴6轴联动）、18i（6轴4轴联动）、21i（4轴4联动）,第一节 数控铣床、加工中心概况,三、常用数控系统及功能,2SIEMENS系统 1）SINUMERIK 802S/C： 用于车床、铣床，可控3个进给轴、1个主轴。802S适用步进电机；8
6、02C适用伺服电机 2）SINUMERIK 802D： 控制4个进给轴、1个主轴。 3）SINUMERIK 810D： 用于数字闭环控制，可控制6轴 4）SINUMERIK 840D： 全数字模块化，最多可控制31轴,第一节 数控铣床、加工中心概况,三、常用数控系统及功能,3主要功能 具有多种坐标控制和指令（如工件坐标系选择、坐标旋转、极坐标指令等），刀具长度与半径补偿，孔加工固定循环，镜向加工、宏功能，可以配备刚性攻牙功能等。,第一节 数控铣床、加工中心概况,四、数控铣床、加工中心的坐标系,1立式加工中心、立式铣床的机床坐标系与参考点。 2卧式加工的机床坐标系与参考点 。,第一节 数控铣床、
7、加工中心概况,五、数控铣床、加工中心的编程特点,1为满足多面、多件加工，可设置多个工件坐标系，实现坐标旋转，绝对/增量尺寸须用G90、G91指令等； 2具有多轴控制的机床，除第一坐标系外，还采用第二、三等坐标系； 3其刀具的补偿分为刀具半径补偿和长度补偿； 4为适应复杂曲面加工，高性能的数控机床可实现多坐标联动与编程。一般两联动的数控机床，对G02/G03、G41/G42等要指定坐标平面G17/G18/G19； 5为了简化程序，可进行对称形面的镜像编程或控制、坐标比例缩放； 6对于需交换工作台的加工中心，柔性加工单元或系统，因辅助功能增加，M代码指令得到极大加强。,第二节加工中心程序编制的基本
8、方法,一、 数控系统的指令功能简介,1准备功能G代码（P142表4-7） 2常用辅助功能M代码 M06自动换刀指令 M10Z轴锁紧； M11Z轴松开； M13主轴正转、切削液开； M14主轴反转、切削液开； M19主轴定向； M60工作台交换。,第二节加工中心程序编制的基本方法,二、常用指令的编程方法,（一）坐标系的指令 1选择机床坐标系（G53） 格式：G53 （G90） X Y Z ； 说明：（1）指令刀具快速机床坐标系的X、Y、Z处； （2）X、Y、Z均为负值； （3）执行G53前应取消刀补； （4）应用G53前，应手动或返回指令操作，建立机 床坐标系； （5）非模态指令，只对G90有效
9、。,第二节加工中心程序编制的基本方法,二、常用指令的编程方法,（一）坐标系的指令 1选择机床坐标系（G53）,机床原点,2设定工件坐标系（G92） 3工件坐标系选择（G54G59） 说明： 共6个，用于多次设定、多面或多件加工； G54G59的坐标原点是相对于机床坐标原点的X、Y、Z值，均为负值； G54G59的X、Y、Z坐标值，由CRT/MDI OFSET的“Work CooroiNATES”设置。,第二节加工中心程序编制的基本方法,例：假设相对于机械原点G54（-50，-50，-10）、G55（-100，-100，-20）。 要求刀具的轨迹为O（G53）A（G54）B（G55）。,执行以下
10、程序段： N10 G53 G90 X0 Y0 Z0； N20 G54 G90 G01 X50 Y0 Z0 F100； N30 G55 G90 G01 X100 Y0 Z0 F100； ,第二节加工中心程序编制的基本方法,二、常用指令的编程方法,G54G59与G92的区别：,第二节加工中心程序编制的基本方法,二、常用指令的编程方法,（一）坐标系的指令,例：G54 G00 X200 Y160； G92 X100 Y100； 坐标原点从O移动到O,工件坐标系的偏移量为=P-P P使用指令G92前的坐标值； PG92指令的坐标原点值。 本例中G54的偏移量： x=200-100=100 y=160-1
11、00=60,4在G54后用G92建立新工件坐标系,第二节加工中心程序编制的基本方法, N30 G00 G55 X5 Y10； N40 G54 X5 Y10； N50 G92 X-5 Y-5； N60 Y15 X0； N70 G55 X5 Y10； ,例：用程序指令变更工件坐标系的程序如下，分析刀具实际移动的轨迹。,G55,G54,N30,N40,第二节加工中心程序编制的基本方法, N30 G00 G55 X5 Y10； N40 G54 X5 Y10； N50 G92 X-5 Y-5； N60 Y15 X0； N70 G55 X5 Y10； ,例：用程序指令变更工件坐标系的程序如下，分析刀具实际
12、移动的轨迹。,G55,G54,N30,N50,N50,N40,第二节加工中心程序编制的基本方法, N30 G00 G55 X5 Y10； N40 G54 X5 Y10； N50 G92 X-5 Y-5； N60 Y15 X0； N70 G55 X5 Y10； ,例：用程序指令变更工件坐标系的程序如下，分析刀具实际移动的轨迹。,G55,G54,G54,G55,N30,N60,N40,N70,N50,N50,第二节加工中心程序编制的基本方法,二、常用指令的编程方法,（一）坐标系的指令,用于在工件坐标系内设置子坐标系 格式：G52 X Y Z ；,X Y Z 当前工件坐标原点的变更量。只在指令的工件
13、坐标系内有效，不影响其它工件坐标系。,4局部坐标系（G52）,例：G54 G00 X25 Y25；刀具坐标（25，25） G52 X10 Y10；刀具坐标（15，15）,第二节加工中心程序编制的基本方法,二、常用指令的编程方法,（二）刀具长度补偿（G43、G44、G49）,G00（G01）G43（G44） Z H ；,刀具在使用中，由于磨损、重新装刀、更换刀具等原因，刀具的长度将产生变化，要使用刀具长度补偿。,1建立刀具长度补偿的格式,其中： H刀具长度补偿号。在所指定的寄存器中，存有长度补偿值h，为符号值，通过CRT/MDI在参数表中设置； G43刀具长度正补偿。补偿后刀具实际运动行程： Z
14、实 =Z程 +h； G44刀具长度负补偿。补偿后刀具实际运动行程： Z实 =Z程 -h。,第二节加工中心程序编制的基本方法,h=实际刀具长度-编程刀具长度,2刀具补偿值h的计算,例：如右图所示，刀具的编程长度在点A，刀具的实际长度较理论值短了21mm。则： h=实际刀具长度-编程刀具长度 =-21mm,第二节加工中心程序编制的基本方法,1）单把刀具的长度相对补偿法,3刀具补偿的方法,例：h=-21mm。编程如下： N20 G92 X0 Y0 Z200； N30 G43 G00 Z5 H01； N40 G01 Z-30 F ；,Z实=-195+（-21）=-216,若（H01）=21mm，则：
15、G44 G00 Z5 H01; 与N30等效，Z实=-195-（21）=-216；,第二节加工中心程序编制的基本方法,2）多刀的长度补偿方法,3刀具补偿的方法,回零操作； 以工件上表面为Z轴的工件坐标原点； 手动操作T01、T02、T03，使每把刀尖轻触工件，从CRT中分别记录增量A1、A2、A3值； 在CRT/MDI的参数表中，将A1、A2、A3设置为H01、H02、H03的长度补偿值； 使用G43H01（H02）；所有刀具均以工件坐标原点为出发点。,注意：在G54（G59）中，设工件坐标系的Z=0为工件上表面 。,（1）在机床上测量长度补偿的方法,第二节加工中心程序编制的基本方法,2）多刀
16、的长度补偿方法,3刀具补偿的方法,方法（1）所设定的A1、A2均为负值，当用G43时，刀具向Z轴负方向补偿； 方法（2）所设定的B1、B2均为正值，当用G43时，刀具向Z轴正方向补偿； 方法（1）停机时间长，（2）方法要配备专门的对刀仪。,（2）用对刀仪机外对刀,在对刀仪上分别测量出B1、B2、B3； 装上刀具，并按B1、B2、B3设置刀具的H01、H02的长度补偿值； 使用G43H01（H02）；所有刀具均以机床原点为出发点。,第二节加工中心程序编制的基本方法,格式：G00（G01）G49 Z ； 或：G00（G01） Z H00；,4刀具长度补偿的取消,刀具在G00或G01的状态下，运动到Z 时，取消刀具长度补偿。,注意：刀具长度补偿号H 与刀具半径补偿号D 共用一组寄存器。因此H与D后面的号数不能重复； FANUC 0C/0D系统为刀具长度补偿、刀具半径补偿一共提供了64个刀补号。,第二节加工中心程序编制的基本方
