加工中心的程序编制

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1、加工中心加工中心(Machining Center)的定义：的定义：由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床零件的高效率自动化机床影响加工中心应用效果的编程特点、影响加工中心应用效果的编程特点、工艺及工装、机床功能等因素。工艺及工装、机床功能等因素。本章均以配置本章均以配置FANUC-0i数控系统的数控系统的XH714加工加工中心为例展开讨论。中心为例展开讨论。 本模块的教学内容：本模块的教学内容：第第5章章 加工中心的程序编制加工中心的程序编制5.1 加工中心程序编制的基础加工中心程序编制的基础高效、高精度数控机床高效、高精度数控

2、机床一次装夹中便可完成多道工序的加工一次装夹中便可完成多道工序的加工备有刀具库，并且有自动换刀功能备有刀具库，并且有自动换刀功能程序编制的复杂性。程序编制的复杂性。 加工中心的特点：加工中心的特点：5.1.1 5.1.1 加工中心的主要功能加工中心的主要功能1、各种加工固定循环功能、各种加工固定循环功能2、刀具半径自动补偿功能、刀具半径自动补偿功能3、刀具长度自动补偿功能、刀具长度自动补偿功能4、加工过程图形显示功能、加工过程图形显示功能5、人机对话功能、人机对话功能6、故障自动诊断功能、故障自动诊断功能7、离线编程等功能、离线编程等功能9、三轴或三轴以上的联动控制功能、三轴或三轴以上的联动控

3、制功能10、可用于模具加工、可用于模具加工 5.1.2 加工中心的工艺及工艺装备加工中心的工艺及工艺装备 工艺范围：工艺范围： 铣削铣削钻削钻削螺纹加工螺纹加工镗削加工镗削加工1 1、工艺性分析、工艺性分析 （1 1）选择加工内容）选择加工内容 加工中心适合加工：加工中心适合加工： 形状复杂形状复杂 工序较多工序较多 精度要求较高的零件精度要求较高的零件（2 2）检查零件图样）检查零件图样 基准要统一基准要统一零件加工的基准统一零件加工的基准统一 （3 3）分析零件的技术要求）分析零件的技术要求（4 4）审查零件的结构工艺性）审查零件的结构工艺性 2 2、工艺过程设计、工艺过程设计主要考虑的问

4、题：主要考虑的问题： 精度精度 效率效率1 1、先面后孔、先面后孔2 2、先基准后其它、先基准后其它3 3、先粗后精、先粗后精原则：原则：零件图样零件图样 错误路线错误路线正确路线正确路线3 3、零件的装夹、零件的装夹 （1 1）定位基准的选择）定位基准的选择 遵循六点定位原则遵循六点定位原则 （2 2）夹具的选用）夹具的选用 定位基准要准确可靠定位基准要准确可靠 （3 3）零件的夹紧）零件的夹紧 保证夹紧可靠，并尽量减少夹紧变形。保证夹紧可靠，并尽量减少夹紧变形。 4 4、刀具的选择、刀具的选择 加工中心对刀具的基本要求：加工中心对刀具的基本要求： (1) (1)良好的切削性能良好的切削性能

5、 (2) (2)较高的精度较高的精度 (3) (3)配备完善的工具系统配备完善的工具系统5.1.3 5.1.3 加工中心编程的特点加工中心编程的特点换刀子程序如下：换刀子程序如下：O9000N10 G90 /选择绝对方式选择绝对方式 N20 G53 Z-124.8 /主轴主轴Z向移动到换刀点位置（即与向移动到换刀点位置（即与 刀库在刀库在Z方向上相应）方向上相应）N30 M06 /刀库旋转至其上空刀位对准主轴，刀库旋转至其上空刀位对准主轴， 主轴准停主轴准停N40 M28 /刀库前移，使空刀位上刀夹夹住刀库前移，使空刀位上刀夹夹住 主轴上刀柄主轴上刀柄N50 M11 /主轴放松刀柄主轴放松刀柄

6、N60 G53 Z-9.3 /主轴主轴Z向向上，回设定的安全位向向上，回设定的安全位 置（主轴与刀柄分离）置（主轴与刀柄分离）N70 M32 /刀库旋转，选择将要换上的刀具刀库旋转，选择将要换上的刀具N80 G53 Z-124.8 /主轴主轴Z向向下至换刀点位置（刀柄向向下至换刀点位置（刀柄 插入主轴孔）插入主轴孔）N90 M10 /主轴夹紧刀柄主轴夹紧刀柄N100 M29 /刀库向后退回刀库向后退回N110 M99 /换刀子程序结束，返回主程序。换刀子程序结束，返回主程序。 5.2 5.2 FANUCFANUC系统固定循环功能系统固定循环功能固定循环功能：它规定对于一些典型孔加工中的固固定循

7、环功能：它规定对于一些典型孔加工中的固定、连续的动作，用一个定、连续的动作，用一个G G指令表达，即用固定循指令表达，即用固定循环指令来选择孔加工方式。环指令来选择孔加工方式。 主要用于：钻孔、攻螺纹和镗孔等主要用于：钻孔、攻螺纹和镗孔等6 6、返回到起始点。、返回到起始点。 六个基本动作：六个基本动作：1 1、在、在XYXY平面定位平面定位2 2、快速移动到、快速移动到R R平面平面3 3、孔的切削加工、孔的切削加工4 4、孔底动作、孔底动作5 5、返回到、返回到R R平面平面固定循环的基本动作固定循环的基本动作 其中其中 G90 /G91：绝对坐标编程或增量坐标编程绝对坐标编程或增量坐标编

8、程 G98：返回起始点返回起始点 G99：返回返回R平面平面 G73G89：孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔 钻加工、镗孔加工等钻加工、镗孔加工等 X、Y：孔的位置坐标孔的位置坐标 Z：孔底坐标；孔底坐标； R：安全面（安全面（R面）的坐标。面）的坐标。编程格式：编程格式： G90 /G91 G98/G99 G73G89 X Y Z R Q P F K Q：每次切削深度；每次切削深度；P：孔底的暂停时间；孔底的暂停时间； F：切削进给速度；切削进给速度；K：规定重复加工次数。规定重复加工次数。 固定循环由固定循环由G 80或或01组组G代码撤消。代码撤消。a)

9、G73(G98) b)G73(G99) 5.2.1高速深孔钻循环指令高速深孔钻循环指令 G73其中：其中：Q增量值，指定每次切削深度增量值，指定每次切削深度 d为排屑退刀量为排屑退刀量 例：对图所示的例：对图所示的5-8 mm深为深为50mm的孔进行加工的孔进行加工O40N10 G56 G90 G1 Z60 F2000 /选择选择2号加工坐标系，到号加工坐标系，到 Z向起始点向起始点N20 M03 S600 /主轴启动主轴启动N30 G98 G73 X0 Y0 Z-50 R30 Q5 F50 /选择高速深孔钻方式加选择高速深孔钻方式加 工工1号孔号孔N40 G73 X40 Y0 Z-50 R3

10、0 Q5 F50 /选择高速深孔钻方式加选择高速深孔钻方式加 工工2号孔号孔N50 G73 X0 Y40 Z-50 R30 Q5 F50 /选择高速深孔钻方式加选择高速深孔钻方式加 工工3号孔号孔N60 G73 X-40 Y0 Z-50 R30 Q5 F50 /选择高速深孔钻方式选择高速深孔钻方式 加工加工4号孔号孔N70 G73 X0 Y-40 Z-50 R30 Q5 F50 /选择高速深孔钻方式选择高速深孔钻方式 加工加工5号孔号孔N80 G01 Z60 F2000 /返回返回Z向起始点向起始点N90 M05 /主轴停主轴停N100 M30 /程序结束并返回起点程序结束并返回起点加工坐标系

11、设置：加工坐标系设置：G56 X= - 400，Y = -150，Z = - 50。1、G84（右旋螺纹加工循环指令）右旋螺纹加工循环指令） 螺纹加工循环螺纹加工循环 a )G84(G98) a )G84(G98) b )G84(G99) b )G84(G99) 5.2.2螺纹加工循环指令（攻螺纹加工）螺纹加工循环指令（攻螺纹加工）2、G74（左旋螺纹加工循环指令）左旋螺纹加工循环指令） 主轴反转进刀，正转退刀，正好与主轴反转进刀，正转退刀，正好与G84G84指令中的主轴指令中的主轴转向相反转向相反 5.2.3精镗循环指令精镗循环指令 G76G76精镗循环的加工过程包括以下几个步骤：精镗循环的

12、加工过程包括以下几个步骤：1、 在在X、Y平面内快速定位平面内快速定位2、 快速运动到快速运动到R平面平面3、 向下按指定的进给速度精镗孔向下按指定的进给速度精镗孔4、 孔底主轴准停孔底主轴准停5、 镗刀偏移镗刀偏移6、 从孔内快速退刀从孔内快速退刀G76精镗循环的工作过程示意图：精镗循环的工作过程示意图： a) G76(G98) b) G76(G99) 精镗循环的加工精镗循环的加工 5.2.4应用举例应用举例 零件图样零件图样 1 1、分析零件图样，进行工艺处理、分析零件图样，进行工艺处理 选择刀具、确定加工坐标系原点、确定加工路线选择刀具、确定加工坐标系原点、确定加工路线、主轴转数主轴转数

13、、进给速度进给速度刀具图刀具图 2 2、加工调整、加工调整 对刀，确定刀补对刀，确定刀补3 3、数学处理、数学处理 确定孔位坐标、快进尺寸和工作进给尺寸值、确定孔位坐标、快进尺寸和工作进给尺寸值、Z Z值、值、R R平面平面4、编写零件加工程序、编写零件加工程序N10 G54 G90 G00 X0 Y0 Z30 /进入加工坐标系进入加工坐标系N20 T01 M98 P9000 /换用换用T01号刀具号刀具N30 G43 G00 Z5 H01 /T01号刀具长度补偿号刀具长度补偿N40 S600 M03 /主轴起动主轴起动N50 G99 G81 X40 Y-35 Z-63 R-27 F120 /

14、加工加工#1孔（回孔（回R平面）平面）N60 Y-75 /加工加工#2孔（回孔（回R平面）平面）N70 G98 Y-115 /加工加工#3孔（回起始平面）孔（回起始平面）N80 G99 X300 /加工加工#4孔（回孔（回R平面）平面）N90 Y-75 /加工加工#5孔（回孔（回R平面）平面）N100 G98 Y-35 /加工加工#6孔（回起始平面）孔（回起始平面）N110 G49 Z20 /Z向抬刀，撤消刀补向抬刀，撤消刀补N120 G00 X500 Y0 /回换刀点，回换刀点，N130 T02 M98 P9000 /换用换用T02号刀号刀N140 G43 Z5 H02 /T02刀具长度补偿

15、刀具长度补偿N150 S600 M03 /主轴起动主轴起动N160 G99 G81 X70 Y-55 Z-50 R-27 F120 /加工加工#7孔（回孔（回R 平面）平面）N170 G98 Y-95 /加工加工#8孔（回起始平面）孔（回起始平面）N180 G99 X270 /加工加工#9孔（回孔（回R平面）平面）N190 G98 Y-55 /加工加工#10孔（回起始平面）孔（回起始平面）N200 G49 Z20 /Z向抬刀，撤消刀补向抬刀，撤消刀补N210 G00 X500 Y0 /回换刀点回换刀点N220 M98 P9000 /换用换用T03号刀具号刀具N230 G43 Z5 H03 /T

16、03号刀具长度补偿号刀具长度补偿N240 S300 M03 /主轴起动主轴起动N250 G76 G99 X170 Y-35 /加工加工#11孔（回孔（回 平面）平面） Z-65 R3 F50N260 G98 Y-115 /加工加工#12孔（回起始平面）孔（回起始平面）N270 G49 Z30 /撤消刀补撤消刀补N280 M30 /程序停程序停参数设置：参数设置：H01=0，H02=-10，H03=-50；G54：X=-600，Y=-80，Z=-35。5.3 SIEMENS系统固定循环功能系统固定循环功能5.3.15.3.1主要参数主要参数参数含义R101起始平面R102安全间隙R103参考平面

17、R104最后钻深（绝对值）R105钻底停留时间R106螺距R107钻削进给量R108退刀进给量调用格式调用格式 LCYC82功能：刀具以编程的主轴转速和进给速度钻孔，到达功能：刀具以编程的主轴转速和进给速度钻孔，到达最后钻深后，可实现孔底停留，退刀时以快速退刀。最后钻深后，可实现孔底停留，退刀时以快速退刀。循环过程如图：循环过程如图：5.3.25.3.2钻削循环钻削循环参数：参数：R101 R102 R103 R104 R105例例：用用钻钻削削循循环环 LCYC82加加工工图图所所示示孔孔，孔孔底底停停留留时间时间2秒，安全间隙秒，安全间隙4mm，试编制程序试编制程序N10 G0 G17 G

18、90 F100 T2 D2 S500 M3N20 X24 Y15N30 R101=110 R102=4 R103=102 R104=75 R105=2N40 LCYC82N50 M2 调用格式调用格式 LCYC85功功能能：刀刀具具以以编编程程的的主主轴轴转转速速和和进进给给速速度度镗镗孔孔，到到达达最最后后镗镗深深后后，可可实实现现孔孔底底停停留留，进进刀刀及及退退刀刀时时分分别别以以参数指定速度退刀。如图所示。参数指定速度退刀。如图所示。5.3.3镗削循环镗削循环参数：参数：R101 R102 R103 R104 R105 R107 R108 例：用镗削循环例：用镗削循环 LCYC85加工

19、图所示孔，无孔底停留加工图所示孔，无孔底停留时间，安全间隙时间，安全间隙2mm，试编写程序。试编写程序。 N10 G0 G18 G90 F1000 T2 D2 S500 M3N20 X50 Y105 Z70N30 R101=105 R102=2 R103=102 R104=77 R105=0 R107=200 R108=100N40 LCYC85N50 M2 调用格式调用格式 LCYC60功能：加工线性排列孔如图所示，孔加工循环类型用参功能：加工线性排列孔如图所示，孔加工循环类型用参数数R115指定，如表所示。指定，如表所示。线性孔排列钻削功能线性孔排列钻削功能 5.3.4线性孔排列钻削线性孔

20、排列钻削参数含义R115孔加工循环号：如82（LCYC82）R116横坐标参考点R117纵坐标参考点R118第一个孔到参考点的距离R119钻孔的个数R120平面中孔排列直线的角度R121孔间距线性孔排列钻削循环中使用参数表 例：用钻削循环例：用钻削循环 LCYC82加工图所示孔，孔底停留时加工图所示孔，孔底停留时间间2秒，安全间隙秒，安全间隙4mm。 N10 G0 G18 G90 F100 T2 D2 S500 M3N10 G0 G18 G90 F100 T2 D2 S500 M3N20 X50 Y110 Z50N20 X50 Y110 Z50N30 R101=105 R102=4 R103=102 R104=22 R105=2N30 R101=105 R102=4 R103=102 R104=22 R105=2N40 R115=82 R116=30 R117=20 R118=20 R119=0N40 R115=82 R116=30 R117=20 R118=20 R119=0 R120=0 R121=20 R120=0 R121=20N50 LCYC60N50 LCYC60N60 M2 N60 M2