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1、数控加工实用技术数控加工实用技术 第三章第三章 数控数控加工中心加工中心编程编程方法方法第一篇第一篇 数控加工编程数控加工编程 ( (手工编手工编程程) )二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 三、三、加工中心加工中心编程实例编程实例 一一、加工中心加工中心及及控制系统控制系统简介简介 第第三三章章NCNC加工中心加工中心编程编程方法方法习题习题1 编程上机习题：编程上机习题： 习题习题2 编程上机习题：编程上机习题： 返回返回带有刀库和自动换刀装置的数控铣床，称为加工中心 。 1 1 、 加工中心加工中心一、一、加工中心加工中心及控制系统简介及控制系统简介 加工中心的主要特点是能
2、自动选择和更换刀具，故工件经一次装夹后，可对工件各加工表面自动进行铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹等多种工序的连续加工 ，因此特别适合加工箱体类等复杂零件。 加工中心也分立式、卧式加工中心；其刀库形式常用的有盘式刀库和链式刀库，如图3-1 、图3-2(工作台可旋转)所示 。图3-1 圆盘型刀库立式加工中心 图3-2 链条型刀库卧式加工中心 加工中心功能强，为提高其工作效率，一般情况下配置的控制系统档次较高。2 2 、 控制系统控制系统一、一、加工中心加工中心及控制系统简介及控制系统简介 FANUC系统和SIEMENS系统根据其型号不同，其性能也在不断的升级。返回返回 虽然控制系统分不同的型号与档次，
3、但其指令格式、含义及使用方法等均太同小异。1 1、加工中心编程特点加工中心编程特点 可一次安装工件连续完成多工序的自动加工，因此应合理安排各工序加工的顺序； 二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 以便于调试程序，可将多工序工件中的各工序内容分别安排在不同的子程序中，主程序主要完成子程序的调用； 可自动换刀，因此特别适合孔系零件的加工，故常用某些固定循环指令完成钻、铰、镗、击丝等工序的自动加工。 除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床基本相同。换刀点是一个固定点(由机床厂出厂前设定)，称机床的第二原点。 教材中分别以FANUC 0i Mate-MC系统和SIEMENS 802D系
4、统为例，介绍加工中心特有常用指令和数控铣床不曾介绍过的常用指令。 实际上两种不同国家的控制系统，其主要常用指令均基本相同，下面仍然以FANUC系统为例，介绍加工中心程序编制方法。 2 2 、FANUC 0i Mate-MC1) 1) 常用常用G指令指令 自动回换刀点指令自动回换刀点指令(G30) 二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 指令格式：G00 G91 G30 Z0； 指令前用G00G91，Z为“0”。 或：G00 G91 G30 X0 Y0 Z0； 功能：机床自动回换刀点。换刀前必须回换刀点，否则报警。 回换刀点后机床第二原点指示灯亮 ，机床才能执行换刀程序。2 2 、FA
5、NUC 0i Mate-MC1) 1) 常用常用G指令指令 固定循环指令组固定循环指令组二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 功能：某些钻孔、镗孔、攻螺纹等孔系加工动作的循环已经规范化了。如定位、快进、工进、快退等，这一系列规范的加工动作已经预先编好了子程序，存储在系统的内存中，故可用一个固定循环的G代码程序段调用，从而简化编程工作。各固定循环指令组及其具体功能、指令格式等见表3-1。表表3-1 3-1 孔系加工固定循环指令组及其功能、指令编程格式孔系加工固定循环指令组及其功能、指令编程格式 G代码用 途孔加工进给方式在孔底的动作刀具返回方式指令格式G73深孔往复排屑钻排屑上升0.
6、3mmF速度间歇进给快速返回G73X_Y_Z_R_Q_F_；Q:每次钻入量(增量)G83深孔往复排屑钻排屑上升至R点F速度间歇进给快速返回G83X_Y_Z_R_Q_F_；Q:每次钻入量G74攻左旋螺纹F速度正常进给暂停-主轴正转F速度返回G74X_Y_Z_R_F_；F=S(主轴转速)*P(螺距)G84攻右旋螺纹F速度正常进给暂停-主轴反转F速度返回G84X_Y_Z_R_F_；F=S(主轴转速)*P(螺距)G81钻孔、扩孔F速度正常进给快速返回G81X_Y_Z_R_F_；G82钻孔、锪阶梯孔F速度正常进给暂停快速返回G82X_Y_Z_R_P_F_；P:孔底暂停时间G89镗阶梯孔F速度正常进给暂停
7、F速度返回G89X_Y_Z_R_P_F_；P:孔底暂停时间G76精镗孔F速度正常进给主轴定向停止刀具返回偏移快速返回G76X_Y_Z_R_Q_F_；Q:返回偏移量G87反镗孔F速度正常进给主轴定向停止刀具返回偏移快速返回G87X_Y_Z_R_Q_F_；Q:返回偏移量G86镗孔F速度正常进给主轴定向停止快速返回G86X_Y_Z_R_F_；G85镗、铰孔F速度正常进给F速度返回G85X_Y_Z_R_F_；G80取消固定循环2 2 、FANUC 0i Mate-MC1) 1) 常用常用G指令指令 固定循环指令固定循环指令二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 由表3-1可知，根据固定循环指
8、令不同的功能，指令格式主要有三种: G X_Y_Z_R_F_； G X_Y_Z_R_Q_F_； G X_Y_Z_R_P_F_； 其中：G 固定循环指令；X_Y_ 孔定位坐标；Z_ 孔加工深度；R_ 快速下刀点或快速返回点；Q_ 每次钻入量或返回偏移量；P_ 孔底暂停时间。固定循环指令加工一个孔通常由以下六个动作所组成，参见图3-3。动作1-X及Y轴快速定位(开始钻、镗、铰或击丝的起始点)；动作2-快速移动至R点(切削点)；动作3-切削(孔加工)；动作4-孔底位置的动作(如主轴暂停、反方向偏移、反方向旋转等)；动作5-返回到R点； 动作6-快速返回到起始点。 图3-3 六个动作 2 2 、FAN
9、UC 0i Mate-MC1) 1) 常用常用G指令指令 固定循环返回点方式指令固定循环返回点方式指令(G98/G99)二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 指令格式： G98(或G99) G Z_R_F_ ； 注： G 固定循环指令。 该两指令总是与固定循环指令配对使用。 例如： G00 X0 Y0 Z50.0； G98 G81 Z-21.0 R2.0 F60； 表示刀具从当前位置快速下刀至R处(Z=2mm)后开始钻孔，钻至尺寸(Z=-21mm)后快速返回到起始点处(Z=50mm)。 功能：如图3-4所示。 图3-4 固定循环返回点方式 2 2 、FANUC 0i Mate-MC
10、1) 1) 常用常用G指令指令 刀具长度补偿与取消指令刀具长度补偿与取消指令(G43/G49 )二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 指令格式： G43 G00(或G01) Z_ H(F_) ； 其中：H存放刀具长度补偿值的存储单元代码，类似于刀具半径补偿中的D代码，但存储单元中的刀具长度补偿值也可为负值(负补偿)。 G49 取消刀具长度补偿，应用方法类似于G40。 功能：G43为刀具长度补偿指令；G49为取消刀具长度补偿指令。 当加工中心加工某工件需要多把刀具时，每把刀具的长度和到 Z 坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，如图3-5所示。故常用到刀具长度补
11、偿指令。编程时也可将某把刀具的长度作为基准，其它刀具长度与基准刀长度的差值，在调刀过程中通过刀具长度的正、负补偿达到与校准面长度的一致，图3-5 刀具长度补偿设置 2 2 、FANUC 0i Mate-MC二、二、加工中心加工中心程序编制方法程序编制方法 2) 2) 刀具功能刀具功能T指令指令 地址符T后二位数为刀具号，范围为0132。该指令使存放刀库的刀盘或链条自动转位刀盘或链条自动转位至指定刀号的位置。3) 3) 常用常用M 指令指令( (除数控铣床中所介绍的M指令之外)M06机械手在刀库与主轴头之间执行自动换刀自动换刀指令；M07冷却气开。4) 4) 常用编程程序头与程序尾常用编程程序头
12、与程序尾：O ；G40 G80 G17；G00 G91 G30 Z0 T ；M06；G90 G54 X_ Y_ Z_ M08 ；G43 Z_ H S_ M03 T ；G41(或G42) G01 X_ Y_ D F _ ； G80 G00 G91 G30 Z0；M30；返回返回三三、加工中心加工中心编程实例编程实例 编制图3-6所示零件(P85)精铣外轮廓、钻9-10的孔与镗100孔的加工程序，工件原点设在左下角。零件已经过粗加工，单边余量2mm，工件厚度为10mm。 加工工序：加工工序： (1) 精铣外轮廓，铣刀为16mm，设为T01号刀，刀具补偿号为D01。 (2) 钻排孔，再钻圆周孔，选用
13、T02号刀，刀具补偿号为H02。 (3) 镗100的孔，选用T03号刀，刀具补偿号为H03。 FANUC 0i Mate-MC图3-6 样板零件 FANUC 0i Mate-MC三、三、加工中心加工中心编程实例编程实例 加工程序清单：O0010； 主程序N10 G40 G80 G17；N20 M98 P0100；N30 M98 P0200；N40 M98 P0300；N50 M30；O0200； 钻孔子程序N200 G00 G91 G30 Z0 T02； N210 M06； 换10钻头N215 S900 M03；N220 G90 G54 G00 X0 Y30.0 Z50.0；N235 G43
14、Z20.0 H02 M08；N240 M98 P2000 L5； 转子程序钻排孔N250 G91 G00 X40 Y20.0；N260 G98G81 Z-12.0 R2.0 F20；钻另一个孔N270 G90 G00 X15.0. Y140.0； 钻圆周孔N280 X96.250Y168.146；N290 Y111.854；N300 G80G49 G00 Z50.0 M09；N310 M05；N320 M99；O2000； 钻排孔子程序G91 G00 X48.0G99 G81 Z-12.0 R2.0 F20；G80 M99；O0100； 精铣外轮廓子程序N60 G00 G91 G30 Z0 T
15、01；N70 M06； 换16mm立铣刀 N80 S1200 M03；N90 G90 G54 X-20.0 Y-20.0 Z50.0；N100 G43 Z-12.0 H01 M08；N110 G41 G01 X0 Y0 F150.0 D01；N120 G01 Y140.0；N130 G02 X153.458 Y171.685 R80.0；N140 G03 X275.190 Y99.768 R120；N150 G02 X280 .0Y0 R50；N160 G01 X0；N170 G40 G49 G00 Z50.0 M09；N180 M05；N190 M99；O0300； 镗孔子程序N340 G00 G91 G30 Z0 T03；N350 M06； 换镗孔刀N360 S800 M03；N370 G90 G54 G00 X80.0 Y140.0 Z50.0； N380 G43 Z20.0 H03 M08；N390 G99 G86 Z-12.0 R2.0 F10；N400 G80 G49 G00 G91 G30 Z0 M09；N410 M05；N420 M99；返回返回
