第 7 章 加工中心操作、编程及实训加工中心(Machining Center)简称 MC，是一种功能较全的数控机床它把铣削、镗削、钻削、螺纹加工等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换，这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别加工中心所配置的数控系统各有不同，各种数控系统程序编制的内容和格式也不尽相同，但是程序编制方法和使用过程是基本相同的本章所述内容，以配置 FANUC 0i -MC数控系统的 TH5650 立式镗铣加工中心为例展开讨论7.1 加工中心基本操作及实训7.1.1 加工中心的自动换刀装置1. 刀库在加工中心上使用的刀库主要有两种，即盘式刀库与链式刀库盘式刀库装刀容量相对较小，一般在 1～24 把刀具，主要适用于小型加工中心；链式刀库装刀容量大，一般在 1～100 把刀具，主要适用于大中型加工中心 2.刀具的选择方式按数控系统装置的刀具选择指令，从刀库将所需要的刀具转换到取刀位置，称自动选刀在刀库中选择刀具通常采用两种方法，即顺序选择刀具与任意选择刀具1）顺序选择刀具装刀时所用刀具按加工工序设定的刀具号顺序插入刀库对应的刀座号中，使用时按顺序转到取刀位置，用过的刀具放回原来的刀座内。
该法驱动控制较简单，工作可靠，但刀具号与刀座号一致，增加了换刀时间2）任意选择刀具刀具号在刀库中不一定与刀座号一致，由数控系统记忆刀具号与刀座号对应关系，根据数控指令任意选择所需要的刀具，刀库将刀具送到换刀位置此法主轴上刀具采用就近放刀原则，相对会减少换刀时间3.换刀方式 加工中心的换刀方式一般有两种：机械手换刀和主轴换刀 （1）机械手换刀由刀库选刀，再由机械手完成换刀动作，这是加工中心普遍采用的形式机床结构不同，机械手的形式及动作均不一样2）主轴换刀 通过刀库和主轴箱的配合动作来完成换刀，适用于刀库中刀具位置与主轴上刀具位置一致的情况一般是采用把盘式刀库设置在主轴箱可以运动到的位置，或整个刀库能移动到主轴箱可以到达的位置换刀时，主轴运动到刀库上的换刀位置，由主轴直接取..走或放回刀具多用于采用 40 号以下刀柄的中小型加工中心7.1.2 加工中心的换刀指令换刀一般包括选刀指令（T）和换刀动作指令（M06） ，选刀指令用 T 表示，其后是所选刀具的刀具号如选用 2 号刀，写为“T02” T 指令的格式为 T××，表示允许有两位数，即刀具最多允许有 99 把M06 是换刀动作指令，数控装置读入 M06 代码后，送出并执行 M05(主轴停转)，M19（主轴准停）等信息，接着换刀机构动作，完成刀具的变换。
不同的加工中心，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行换刀完毕启动主轴后，方可执行后面的程序段选刀可与机床加工重合起来，即利用切削时间进行选刀多数加工中心都规定了换刀点位置主轴只有运动到这个位置，机械手或刀库才能执行换刀动作一般立式加工中心规定的换刀点位置在机床 Z 轴零点处，卧式加工中心规定在机床 Y 轴零点处编制换刀程序一般有两种方法：方法一：…N100 G91 G28 Z0； N110 T02 M06；…N800 G91 G28 Z0； N810 T03 M06；…即一把刀具加工结束，主轴返回机床原点后准停，然后刀库旋转，将需要更换的刀具停在换刀位置，接着进行换刀，再开始加工选刀和换刀先后进行，机床有一定的等待时间方法二：…N100 G91 G28 Z0； N110 T02 M06；N120 T03;…N800 G91 G28 Z0； N810 M06；N810 T04；…这种方法的找刀时间和机床的切削时间重合，当主轴返回换刀点后立刻换刀，因此整个换刀过程所用的时间比第一种要短一些在单机作业时，可以不考虑这两种换刀方法的区别，而在柔性生产线上则有实际的作用7.1.3 加工中心操作面板..应用 FANUC 0i－MC 系统的 TH5650 立式镗铣加工中心操作面板，由显示器与 MDI 面板、机床操作面板组成。
1.显示器与 MDI 面板显示器与 MDI 面板是由一个 9″CRT 显示器和一个 MDI 键盘构成,如图 7-1 所示MDI键盘上各键及软体键功能见第 4 章 4.1 相关图 7-1 显示器与 MDI 面板2.机床操作面板机床操作面板如图 7-2 所示机床操作面板上各键名称与功能见表 7-1 与表 7-2图 7-2 机床操作面板..表 7-1 机床操作面板上各键名称与功能表 1按键 名称 功能自动工作方式 在此方式下，执行加工程序编辑工作方式 在此方式下，进行工件程序的编辑手动数据输入方式 1、当选择了 MDI 面板上键时，可输入并执行程序指令；2、当选择了 MDI 面板上键时，并按下软键[PARAM]，可设定和修改参数加工方式 在此方式下，可进行加工返回参考点方式 在此方式下，手动进行 X、Y、Z 三个坐标的返回参考点手动连续进给方式 在此方式下，手动进行 X、Y、Z 三个坐标的连续进给增量进给方式 此机床中无实际意义手轮操作方式 在此方式下，手轮生效，可进行 X、Y、Z 三个坐标的微量进给单段按钮 在自动方式下，按下此按钮后，程序在执行过程中，每执行完一个程序段即停止，需再按一下循环启动按钮 ，来执行下一个程序段。
跳读按钮 在自动方式下，按下此按钮后，将程序段前带“/”的程序段跳过，不执行可选停按钮 在自动方式下，按下此按钮后，执行程序中 M01 指令时，停止自动操作，再按一下循环启动按钮，程序继续执行手动绝对值 按下此按钮，在自动操作中介入手动操作时，其移动量进入绝对记忆中程序再启动按钮 用于自动操作停止后，程序从指定的程序段重新启动机械锁住按钮 按下此按钮后，各轴不移动，但显示器屏幕上显示坐标值的变化空运行按钮 在自动方式下，按下此按钮，各轴不以编程速度而以手动进给速度移动此功能通常用于空切检验刀..具的运动主轴刀具松开按钮 在手动方式下，按下此按钮，可进行主轴刀具松开主轴刀具夹紧按钮 在手动方式下，按下此按钮，可进行主轴刀具夹紧循环启动按钮 在 MDI 方式或自动方式下，按一下此按钮自动运行开始循环停止按钮 自动运行时，按此按钮自动运行停止，但主轴不停再按一下循环启动按钮 ，自动运行继续进给暂停指示灯 自动操作中用 M00 程序停止时，该按钮指示灯亮PLC 报警清除按钮 当显示器上有 PLC 报警文本时，按住此键的同时按MDI 面板上《RESET》键来清除报警文本冷却启动按钮 按下此按钮，冷却液喷出，且指示灯亮；再按此按钮，冷却停止，且指示灯灭。
排屑传送器启动按钮按下此按钮，排屑传送器启动，且指示灯亮；再按此按钮，排屑传送器停，且指示灯灭排屑传送器倒屑启动按钮按下此按钮，排屑传送器倒屑启动，且指示灯亮；再按此按钮，排屑传送器倒屑停，且指示灯灭刀套调整按钮 在手动方式下，当 D499 设置为 1 时，按一下此按钮，可以调整刀库位置刀套步进按钮 在手动方式下，按一下此按钮，刀套转动一个位置刀套停在正常的位置上时，指示灯亮正方向按钮 在手动方式下，按住此按钮，使所选择的坐标轴正向运动负方向按钮 在手动方式下，按住此按钮，使所选择的坐标轴负向运动快速选择按钮按此键，同时按正方向 或负方向 ，可进行手动快速运动运动速度受 控制主轴正转按钮 在手动方式下，按一下此按钮，主轴以一固定速度正向旋转当 NC 启动后，没有使用过主轴转速指令时，主轴转速为 D55 设定的转速；使用过主轴转速指令时，主轴转速为最近使用过的主轴转速；..主轴反转按钮 在手动方式下，按一下此按钮，主轴以一固定速度反向旋转主轴转速值同主轴正转主轴停止按钮 1、在手动方式下，按一下此按钮，可以停止主轴2、在自动方式下，循环启动后，按循环停止按钮，主轴旋转不停，按此按钮，可以停止主轴。
程序保护锁 防止工件程序被修改，当钥匙锁上时，程序修改无效超程解除按钮 机床出现超程后，数控系统处于急停状态，在显示器屏幕上显示“NOT READY”字样，按住此键的同时按 MDI 面板上《RESET》键，系统重新启动，“NOT READY”消失，在手动方式下，把超程坐标反方向开出，脱离超程开关后，松开此键NC 启动按钮 在机床总电源接通后，按此按钮 NC 启动的同时显示器屏幕点亮NC 停止按钮 按此按钮切断 NC 电源在机床总电源断电之前，须先断 NC 电源表 7-2 机床操作面板上各键名称与功能表 2按键或旋钮 名称 功能急停按钮 当加工中心发生紧急状况时，按下此按钮后，加工中心所有动作立即停止；欲解除时，顺时针方向旋转此钮（切不可往外硬拽，以免损坏此按钮） ，即可恢复待机状态在重新运行前必须执行返回参考点操作进给速度倍率旋钮在自动方式下，用以选择程序指定的进给速度倍率，以改变进给速度；在手动连续进给方式下，选择连续进给的速度倍率，以改变手动连续进给速度；主轴转速倍率旋钮自动或手动操作主轴时，通过此开关来调整主轴的转速大小手摇脉冲发生器在手轮操作方式 下，旋转手摇脉冲发生器可运行选定的坐标轴。
参考点返回指示灯在返回参考点方式或自动运行回参考点指令时，当机床到达参考点后，指示灯亮坐标轴按钮 在手动方式下，按下其中的一个坐标轴按钮，其指示灯亮，且选定该轴为欲移动的坐标轴坐标轴按钮 在此机床中无实际意义手轮倍率按钮在手轮操作方式 下，通过选择此倍率旋钮（X1、X10、X100 分别表示一个脉冲移动 0.001mm、0.01mm、0.1mm） ，以改变手轮进给速度快速运动倍率按钮对自动及手动运转时的快速进给速度进行调整7.1.4 基本操作实训对操作按钮等的说明：1）机床操作面板上的各键用图标表示如： 、 等等2）是指 MDI 键盘上的按键如：、等等3）[ ] 是指 CRT 显示器所对应的软键如：[绝对]、[程序]等等1.开机实训开机实训步骤如下：（1）检查 CNC 机床的外观是否正常；(2）打开外部总电源，启动空气压缩机；(3）等气压到达规定值后，将伺服柜左上侧总空气开关合上；(4）按下操作面板上 NC 启动按钮 ，系统将进入自检；(5）自检结束后，检查位置屏幕是否显示如果通电后出现报警，就会显示报警信息，必须排除故障后才能继续以后的操作；(6）检查风扇电机是否旋转；2.返回参考点实训..这是开机后，为了使数控系统对机床零点进行记忆所必须进行的操作。
其实训步骤如下：按返回参考点方式 →按快速运动倍率按钮 （或 、 ）→ → → → → → 等参考点返回指示灯三个按钮上面的指示灯全部亮后，机床返回参考点结束加工中心返回参考点后，按可以看到综合坐标显示页面中的机械坐标 X、Y、Z 皆为 0注意：有时因紧急情况而按下急停按钮 和机床锁住按钮 运行程序后等，需重新进行机床返回参考点操作，否则数控系统会对机床零点失去记忆而造成事故3.主轴的启动实训主轴的启动实训步骤如下：（1）按手动数据输入方式 →→[程序]→→→→→→→→2）按循环启动按钮 ，此时主轴作正转3）按手动连续进给方式 或手轮操作方式 ，此时主轴停止转动；按，此时主轴正转；按 → ，此时主轴反转在主轴转动时，通过转动可使主轴的转速发生修调，其范围为 50％～120％4. 手动连续进给实训（1）手动连续进给按下手动连续进给方式 →旋转进给速度倍率旋钮 将进给速率设定至所需要数值→按坐标轴按钮 ，选择要移动的轴 →持续按方向按钮 或 实现坐标轴的手动连续移动2）快速进给按下手动连续进给方式 →按快速运动倍率按钮 ，将快速进给速率设定至所需要数值→按坐标轴按钮 ，选择要移动的轴→同时持..续按方向按钮 （或 ）和快速选择按钮 。
实现坐标轴的快速移动5. 手轮进给实训按下手轮操作方式 →按手轮倍率按钮 ，将手轮进给速率设定至所需要数值。