加工中心编程与操作.ppt

第四章加工中心编程与操作,第一节加工中心基础知识第二节加工中心常用的编程方法第三节加工中心的基本操作 第四节加工中心编程实例,第一节加工中心基础知识,一、加工中心的分类加工中心从结构上可分为以下三类:1.卧式加工中心2.立式加工中心,图4-1,图4-2,图4-33.复合加工中心,图4-4,下一页,返回,第一节加工中心基础知识,二、加工中心的加工范围加工中心的加工范围主要取决于刀库容量和加工批量。刀库是多工序集中加工的基本条件。在刀库中，刀柄的存储量有10一40,60,80,100,120等多种规格，有些柔性制造单元配有中央刀库，可以储存上千把刀具。刀库中刀具容量越大，加工范围就越广，加工的柔性程度就越高。一些常用刀具可长期装在刀库上，需要时随时调用，减少了更换刀具的准备时间。具有大容量刀库的加工中心，可实现多种工件的混流加工，从而最大限度地发挥加工中心的优势。但如果长期在有大容量刀库的加工中心上加工较简单的零件，会造成刀具大量闲置，降低机床使用效率。,上一页,返回,第二节加工中心常用的编程方法,一、孔系加工 由于加工中心具有换刀功能，所以零件一次装夹可同时完成钻、扩、铰、惚等加工，满足复杂孔的加工要求。对孔系的单一加工要求和复杂加工要求，也能很方便地得到满足。为了简化编程，数控系统具有用户宏指令功能。OKUMA系统的用户宏指令功能包括转移、变量、数学三大功能。1.变量功能 变量功能可将程序中的指令数值写成变量形式，使程序更灵活，更具通用性。通过给变,下一页,返回,第二节加工中心常用的编程方法,量赋不同的数值，可用同一程序加工形状类似、大小各异的许多零件。变量可分为公共变量和局部变量。公共变量格式:VC(1-128)VC(表达式)说明:.公共变量对主程序和子程序公用。.本系统公共变量总数为128个，若超出则报警。VC(表达式)是用表达式表示变量号。如:VC VC1+1，当VC1-5时，VC VC1+1即为VC6 局部变量格式:字母(1一2)=数值(两位或两位以下)说明:.局部变量只对某个特定程序(主程序或子程序)有效，并可进行定义、修改、赋值，但不可被其他程序修改或赋值;.格式中的字母应除去0,N,P,V,上一页,下一页,返回,第二节加工中心常用的编程方法,2.转移功能用于控制程序段的执行顺序。(1)无条件转移(GOTO编程格式:GOTONGOTO-使加工程序段无条件地转移至日标段。N一转移日标段的段号，必须在本程序内。说明:GOT()指令不可与其他指令共段;也不可用MDI方式执行。例:下列程序N50N60 GOTO N90N70N80N90N100则程序的执行顺序为:N50-N60-N90-N 100,上一页,下一页,返回,第二节加工中心常用的编程方法,(2)条件转移IF 编程格式:IF(条件)N IF满足条件，转移至日标段;若不满足条件，则继续执行下段程序。转移条件见表4-1。说明:IF指令不可与其他指令共段;也不可用MDI方式执行。3.运算功能 在给变量或地址字母赋值时，可用运算表达式赋值，即变量可以进行运算。本系统常见的运算符号见表4-2,上一页,下一页,返回,第二节加工中心常用的编程方法,二、子程序 为了避免反复写相同的程序，加快编程，可将重复程序段单独编成“子程序”，存储起来，供需要时调用。子程序可被主程序调用，也可被其他子程序调用，可多次调用和嵌套。本系统最多可调用63个子程序，最多嵌套8次。,上一页,下一页,返回,第二节加工中心常用的编程方法,子程序调用指令CALL 编程格式:CALL 0 Q变量=CALL子程序调用指令，不可与其他指令共段。0被调用的子程序名。Q重复调用次数(1一9 999)，缺省为t 变量=为被调用的子程序中的变量赋值。变量可为局部变量，也可为公共变量;等号右边可为数值也可为表达式。子程序格式:0(子程序名)RTS(子程序结束，返回主程序,上一页,返回,第三节加工中心的基本操作,一、加工中心操作要点1.开机和关机打开机床电源开关，旋至ON位置，按卜“加电”按钮，释放“紧急停止”按钮，系统正常，进入后面操作。关机顺序与开机顺序相反。2.程序的输入、修改和调用 将加工程序输入系统，或调出存储器中要加工的程序。3.机床回零、对刀及参数设置 机床必须先回零，即先建立机床坐标系，那么对刀过程中所得到的参数才是正确的。按前面所述方法将加工中所用的全部刀具进行对刀和预调，然后将所有参数输入至相应的原点设定页面、刀具参数设定页面等。,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,注意刀具预调不可能百分之百准确，所以试切削时，必须对每把刀的加工都要进行测量，修正误差(刀具参数修改)，以确保加工准确无误。4.刀具加工轨迹模拟 在图形模拟切削时，可以显示毛坯。应事先在“程序操作”主功能状态下设定毛坯，形成毛坯文件。在“程序管理”主功能状态下，按F8(扩展)键，再按F5(坯材定义)键，进入毛坯定义页面，如图4-6所示。,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,5.首件试切和自动加工 首件试切的目的是调试切削速度等加工参数，并对加工精度进行测试和调整。试切削后，须对每把刀的加工进行测量并及时修正刀具参数。自动加工中，有各种加工状态的选择。按“自动操作”主功能键，进入“自动运行”状态，屏幕显示软键子功能如图4-7所示;自动加工中，还可显示坐标轴、坐标，加工程序、当前指令、刀具轨迹动画显示，二维、三维毛坯显示等。其中三维图形显示页面如图4-8所示。各功能的操作步骤见表4-3。,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,二、基本操作1.面板介绍OKUMA数控系统的机床操作面板如图4-9所示。该面板由进给控制键、主轴控制键、倍率开关等键组成。其功能及操作同数控铣床，只是多了刀库控制键，用于手动控制主轴还刀、取刀、刀库回转等动作。而手动操作机床则是加工前对刀、调整必须做的。,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,2.手动操作 按下系统操作面板上的“手动运行”主功能键，进入手动操作状态。CRT底行显示该主功能状态下各类软键的子功能，如图4-10所示。按Fl一F8，进入相应的子功能页面，通过机床操作面板，可进行以下各类机床操作。(1)手动进给控制.手动快速进给以空行程速度(系统设定的G00速度)控制各轴快速进给。操作键如图4-11所示，操作步骤见表4-5,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,.手动切削进给使进给轴以一定切削速度连续进给，直到按下“进给停止”为止。在启动手动切削进给之前，必须先启动主轴，否则该功能不执行。该功能用于手动加工零件、试切对刀等切削。操作键如图4-12示，操作步骤见表4-6.手轮微量进给控制各坐标轴的微量进给。手轮又称为手摇脉冲发生器。手轮控制及操作键如图4-13所示，操作步骤见表4-7,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,(2)手动主轴控制除了可控制主轴正、反转及停转的功能外，还能控制主轴旋转到系统设置的固定方位时停止，即定向停止(也称主轴分度)，用于主轴向刀库还刀或从刀库取刀。操作步骤见表4-8(3)MDI操作该功能允许手动输入一个命令或程序段的指令，并马上启动运行。操作步骤见表4-9,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,(4)手动刀库控制该功能用于主轴向刀库还刀、刀库运动选刀、主轴从刀库取刀等动作。手动换刀时，本机床的换刀点不可任意设定。如图4-14所示，区域A是刀具主轴进行回转主运动、切削进给运动的工作区(加工区)，其两行程极限为C和F点;区域B是主轴向刀库还刀、取刀、刀库回转选刀的刀库运动区，包括第一换刀点D和第二换刀点E 主轴从D点升至E点，完成向刀库还刀动作;从E点降至D点，完成从刀库取刀动作。当主轴位于E点时，主轴已远离刀库，刀库可进行回转选刀。刀库操作键如图4-15所示，操作步骤见表4-10,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,(5)其他手动操作其他各类手动操作见表4-11面板锁定和门罩互锁键如图4-16所示。3.对刀 编程时为了方便起见，需要建立工件坐标系(编程坐标系)。当零件被装夹在机床上时，就应该让机床“知道”你的工件坐标系原点在哪里，同时还应“知道”加工中所用各把刀具的尺寸参数，这样才能方便地利用所编的程序进行加工。这个过程叫“对刀”。下面介绍“对刀”的操作，参数设置方面的内容。(1)工件坐标系原点的测量测量工件坐标系原点的目的是要知道该原点在机床坐标系中的位置。通常采用如下几种方法:,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,.用标准刀对刀。标准刀是刀库中任一把刀，设其长度补偿值为零，刀具直径为D，刀具长度为L，毛坯余量为，对刀过程如下:卡装好工件，使机床回零后，手动操作使刀具沿X向趋近A侧面，当刀具恰好碰到A侧面时，记下C RT上X坐标值，该值就是刀具参考点沿X向在机床坐标系中的坐标值。算出参数X,，则 X0=一|X一D/2一|,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,依次操作使刀具沿Y向趋近B侧面和沿Z向趋近C表面并恰好碰到，得出坐标值Y和Z，如图4-17所示，则 Y=一|Y一D/2一|Z()=一|Z+L+L|将算出的参数Xo,Yo,Zo输入到原点设定页面对应的工件坐标系中，工件坐标系原点Op。在机床坐标系中的位置就确定了。,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,.用标准检验心轴对刀。零件夹好后，在主轴中置一标准检验心轴。机床回零后，分别移动X轴、Y轴，使夹具定位面与心轴接近，再用块规准确测出心轴与定位支承面之间的距离，如图4-18所示，则工件坐标系原点坐标为 X=一|X一D/2一H|Y=一|Y一D/2一H|Z=一|Z+T+H|,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,其中，H为块规尺寸，T为心轴长度。将X0、Y0、Z0输入到原点设定页面对应的工件坐标系中，就确定了工件坐标系原点位置。.加工同轴孔时，工件坐标系原点的测量在卧式加工中心上，经常会碰到同轴孔的加工问题。此时工件坐标系原点的测量方法如图4-19所示。图中零件在0和180两个工位加工同轴孔。0。工位工件坐标系原点设在孔的中心线A点上，180工位工件坐标系原点设在E点。设工作台中心与主轴中心重合时的X坐标为Xc,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,对于确定的加工中心来说，Xc是一个常数。直接测量0工位的A点坐标X0那么工作台回转180后，180工位的E点坐标X180。为:X180=Xc+X 而Xc-X0因此X180=Xc+Xc-X0 用这种方法测量不仅简单，而且能提高孔的同轴精度。工件坐标系原点的Y,Z坐标测量方法同前、,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,(2)刀具参数的测量加工中要用到各种各样的刀具，需要知道这些刀具的半径和长度，用于补偿。刀具半径补偿值就是刀具半径，可以直接将刀具半径输入其相应的刀具补偿号内，而长度补偿值则必须通过测量获得。刀具长度补偿值就是某刀具与标准刀具的长度差。用试切对刀法获得，方法如下:.在机床坐标系(H00)状态下，分别使标准刀和当前刀轻碰毛坯上表面，记下坐标Z0、Zi;，则当前刀的长度补偿值为Li=Zi Z0,，如图4-20所示.在机床坐标系中，用标准刀对刀，设置工件坐标系(如HO1)。在工件坐标系中，用当前刀对刀，记录坐标Z，则当前刀的长度补偿值为Li=Zi;，如图4-21所示。此方法操作步骤见表4-12,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,4.参数设置(1)工件坐标系原点设置零件被安装在工作台上后，在系统操作面板上按“原点设定”主功能键，进入“原点设定”页面，如图4-22所示。将按上述方法测得工件坐标系原点在机床坐标系中的位置兀、。X0、Y0、Z0、输入到对应的工件坐标系序号中。,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,图4-23所示，将工件坐标系原点设在O点，写出原点设定的操作步骤，并写出加工程序首段指令。已知标准刀(TO1)直径为小40 mm，刀具长度100mm,设置的工件坐标系为4号。操作步骤见表4-13,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,因为上述操作使Op点设置在4号工件坐标系上，所以加工程序首段指令应写成:G15 H04。(2)刀具参数设置加工中心的刀具参数主要是刀具半径(直径)和刀具长度。在加工程序执行前，必须通过面板操作，设定这些参数，便于在加工程序中调用。本系统的刀具参数页面主要有三个，分别为刀具半径及刀具长度补偿页面，主要用于显示、设置和修改刀具半径、长度补偿值，可同时存储20个半径补偿值和长度补偿值，如图4-24所示;刀具形状页面，主要用于显示、设置、修改刀具的名称、几何形状参数，以便在图形模拟切削时，屏幕显示动画刀具及刀具种类，如图4-25所示;刀具名称页面，该页面列出了数控系统存储的刀具名称及形状供选择，表上方的刀具号为当前刀具号，如图4-26所示。,上一页,下一页,返回,第三节加工中心的基本操作,.刀具半径补偿值的设定经过对刀仪或试切对刀，获得刀具半径补偿值，将其输入“刀具半径补偿”页面，操作步骤见表4-14.刀具长度补偿值的设定同样，测得刀具长度补偿值后，将其输入“刀具长度补偿”页面，操作步骤见表4-15.刀具名称及形状参数的设定与修改操作步骤分别见表4-16、表4-17,上一页,返回,第四节加工中心编程实例,一、图样分析 该零件轮廓较简单，为对称图形。R40圆弧与两直线的切点和R20圆弧与两直线的切点已经求出。如图4-27二、工艺处理 该零件加工要求是:铣削上表面，保证60 0+0.2的尺寸;铣槽101+0.1，槽深要求60+0.1;加工4 x M10-7H孔。加工工艺卡见表4-17，刀具卡见表4-18 三、编写程序壳体加工程序及说明如下:,下一页,返回,第四节加工中心编程实例,上一页,下一页,返回,第四节加工中心编程实例,上一页,下一页,返回,第四节加工中心编程实例,上一页,下一页,返回,第四节加工中心编程实例,上一页,返回,图4-1 XH713立式加工中心,返 回,图4-2 XYZA四东由联动,返 回,图4-3 XYZC四东由联动,返 回,图4-4 MAHO公司的可倾斜数控回转台,返 回,表4-1转移条件,返 回,下一页,表4-1转移条件,返 回,上一页,表4-2表达式常用运算符号,返 回,图4-6坯材定义页面,返 回,图4-7“自动运行”状杰下软键子功能,返 回,图4-8三维图形显示页面,返 回,表4-3自动运行,返 回,下一页,表4-3自动运行,返 回,上一页,图4-9 XH713立式加工中心机床操作面板,返 回,图4一10“手动运行”状杰下软键子功能,返 回,图4-11手动快谏讲给,返 回,表4-5手动快速讲给操作伟骤,返 回,表4-6手动切削讲给操作伟骤,返 回,图4-12手动切削讲给,返 回,图4-13手轮控制及操作键,返 回,表4-7手轮微量讲给操作伟骤,返 回,表4-8主铀分度操作步骤,返 回,表4-9 MDI操作,返 回,图4-14换刀点,返 回,图4-15刀库控制键,返 回,表4一10刀库控制,返 回,表4-11其他手动操作,返 回,图4-16面板锁定和门罩互锁,返 回,图4-17标准刀对刀,返 回,图4-18标准心轴对刀,返 回,图4-19同轴孔加工时工件坐标系的确定,返 回,表4-12试切对刀操作,返 回,图4-20试切对刀方法一,返 回,图4-21试切对刀方法二,返 回,图4-22原点设定页面,返 回,表4-13原点设定实例,返 回,下一页,表4-13原点设定实例,返 回,下一页,上一页,表4-13原点设定实例,返 回,上一页,图4-23原点设定实例,返 回,图4-24刀具半径及长度补偿页面,返 回,图4-25刀具形状页面,返 回,图4-26刀具名称页面,返 回,表4-14刀具半径补偿佰的设定,返 回,表4-15刀具长度补偿佰设定步骤,返 回,表4-16刀具名称设定,返 回,表4-17壳体加工工艺卡,返 回,表4-18壳体加工刀具卡,返 回,下一页,表4-18壳体加工刀具卡,返 回,上一页,图4-27壳体零件加工工序简图,返 回,