数控铣床及加工中心编程教案.ppt

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1、数控铣床及加工中心编程,数控铣床及加工中心编程基础 FANUC系统加工中心编程原理 加工中心程序编制实例 宏程序编制,4.1 数控铣床及加工中心编程基础,4.1.1 数控铣床及加工中心概述数控铣床是一种用途广泛的机床，有立式、卧式及龙门铣3种。加工中心（Machining Center）是一种集成化的数控加工机床，是在数控铣床的发展基础上衍化而成的，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，通常称镗铣类加工中心，习惯称加工中心。,1加工中心的工艺特点（1）加工精度高（2）表面质量好（3）加工生产率高（4）工艺适应性强（5）劳动强度低、劳动条件好（6）良好的经济效益（7）有利于生产管理的

2、现代化,2加工中心的分类（1）按照机床形态及主轴布局形式分类 立式加工中心 卧式加工中心 龙门式加工中心 复合加工中心,（2）按加工中心的换刀形式分类 带刀库、机械手的加工中心 无机械手的加工中心 一般在小型加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主。,3加工中心主要结构部件及其功能加工中心类型繁多，结构各异，但总体来看主要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀装置和辅助装置等几部分组成。,4.1.2 数控铣床及加工中心坐标系统1加工中心运动部件运动方向的规定（1）z轴坐标运动规定与主轴线平行的坐标轴为z坐标（z轴），并取刀具远离工件的方向为正方向。当机床有几根主轴时，则选取一个垂直于工件

3、装夹表面的主轴为z轴（如龙门铣床）。,（2）x轴坐标运动x轴规定为水平平行于工件装夹表面。（3）y轴坐标运动y坐标轴垂直于x、z坐标轴。当x轴、z轴确定之后，按笛卡儿直角坐标系右手定则法判断，y轴方向就惟一地被确定了。,（4）旋转运动A、B和C旋转运动用A、B和C表示，规定其分别为绕x、y和z轴旋转的运动。A、B和C的正方向，相应地表示在x、y和z坐标轴的正方向上，按右手螺旋前进方向。,2加工中心机械原点及工作坐标系（1）加工中心机械原点机床坐标系的原点也称机械原点、参考点或零点。而机床坐标系的原点是三维面的交点，无法直接感觉和测量，只有通过各坐标轴的零点，做相应的平行切面，这些切面的交点，即

4、为机床坐标系的原点（机械原点），这个原点是机床一经设计和制造出来，就已经确定下来的。,（2）加工中心工作坐标系编程时一般选择工件上的某一点作为程序原点，并以这个原点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，这个新的坐标系就是工作坐标系（编程坐标系）。（3）绝对坐标与增量坐标,4.2 FANUC系统加工中心编程原理,4.2.1 程序结构1程序号程序号作为程序的标记需要预先设定，一个程序号必须在字母“O”后面紧接最多8个阿拉伯数字。,2程序段号程序段号是每个程序功能段的参考代码，一个程序段号必须在字母“N”后紧接最多5个阿拉伯数字。,3程序段一个程序段能完成某一个功能，程序段中含有执行一个工序所需的全

5、部数据，程序段由若干个字及段结束符“LF”组成。/N10 G03 X10.0 Y30.0 CR=25.0 F100；（注释）LF,其中：“/”表示程序段在执行过程中可以被跳过；“N10”表示程序段号，主程序段中可以有字符；“”表示中间间隔（可以省略）；“G03”表示程序段具体指令；“（注释）”表示对程序段进行必要的说明；“LF”表示程序段结束。,4坐标字用于在轴方向移动和设置坐标系的命令称为坐标字，坐标字包括轴的地址符及代表移动量的数值，其基本构成见表4-1。,4.2.2 准备功能指令G代码1尺寸数据输入方式G90/G912英制/公制选择G20/G21G20设定为英制尺寸、G21设定为公制尺寸

6、，这两个指令均为模态指令。,3快速点定位G00指令格式：G00 X（U）Z(W)；4直线插补G01指令格式：G01X（U）Z(W)F；,5平面选择G17G19在计算刀具长度补偿和刀具半径补偿时必须首先确定一个平面，即确定一个两坐标轴的坐标平面，在此平面中可以进行刀具半径补偿，G17到G19各自的含义见表4-3。,6圆弧插补G02/G03圆弧插补指令G02/G03是圆弧运动指令。它是用来指令刀具在给定平面内以F进给的速度，作圆弧插补运动的指令。G02/G03是一种模态指令。（1）指令格式 G02 I J F；（G17）X Y G03 R F；,在指令格式中，I、J为圆弧中心地址，R为圆弧半径，其

7、他内容及字符的含义见表4-4。,（2）顺、逆时针圆弧插补的判断在使用G02或G03指令之前需要判别刀具在加工零件时，是沿什么路径在作圆弧插补运动的，是按顺时针还是逆时针方向路线在前进的。其判别方法简述为：视线沿着垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，刀具插补方向为顺时针即为G02，相反则为G03。,7暂停功能G04（1）按时间计的暂停指令：（G94）G04指令格式：G94 G04 X_ 或G94 G04 P_；在每分进给方式（G94）中，指定指令G04按设定的时间延迟了下一个程序段的执行，对于地址P，不能用小数点，否则将忽略小数点后的部分。编程规范如下：,G04 X500；暂停时间=0.5s

8、ecG04 X5000；暂停时间=5.0 secG04 X5.0；暂停时间=5.0 secG04 P5000；暂停时间=5.0 secG04 P12.345；暂停时间=0.012 sec,（2）按圈数计的暂停指令（G95）G04在每转进给方式（G95）下，推迟到主轴已经旋转了设定的圈数以后，才开始下一个程序的执行，对于地址P，不能用小数点，否则将忽略小数点之后的部分。编程规范如下：,G04 X500；暂停时间=0.5rG04 X5000；暂停时间=5.0 rG04 X5.0；暂停时间=5.0 rG04 P5000；暂停时间=5.0 rG04 P12.345；暂停时间=0.012 r,8刀具补偿

9、功能（1）刀具长度补偿/取消：G43、G44/G49G43刀具长度正补偿；G44刀具长度负补偿；G49取消刀具长度补偿。,（2）刀尖半径补偿/取消刀具补偿地址D中的半径补偿值必须与G41/G42一起执行方能生效。,9可设定的零点偏置G54G59G54；第一可设定零点偏置G55；第二可设定零点偏置G56；第三可设定零点偏置G57；第四可设定零点偏置G58；第五可设定零点偏置G59；第六可设定零点偏置,10自动返回参考点G28指令格式：G91 G28 XYZ,4.2.3 主轴及辅助功能指令1主轴功能指令指令格式：S_M03（M04）2辅助功能指令（1）关于停止的辅助功能指令（M00、M01、M02

10、、M30）M00：程序停止。在程序执行过程中，系统读取到M00指令时，无条件停止程序执行，待重启动后继续执行；,M01：选择停止。在程序执行过程中，系统读取到M01指令时，有条件停止程序执行，待重启动后继续执行；M02：程序结束。程序执行完毕，光标定于程序结尾处；M30：程序结束。程序执行完毕，光标返回至程序开始处。,（2）主轴旋转M代码（M03、M04、M05）M03主轴正转；M04主轴反转；M05主轴停止旋转。,（3）冷却控制M代码（M07、M08、M09）M07冷却汽雾开；M08冷却液开；M09关闭冷却液、汽。,（4）子程序功能M代码。M98子程序调用M代码。指令格式：M98 PL；在这

11、条指令中，子程序程序号由P定义，并且执行L次。如L省略，执行次数为1次，子程序最多可重复4次。M99子程序结束。,4.2.4 进给功能指令1快速进给率每个轴的快速进给率能够分别设定，可设定的快速进给率的范围是从1mm/min到240000 mm/min。快速进给率应用于G00，G27，G28，G29，G30和G60等指令。2切削进给率F切削进给率必须用地址F和一个八位数字（F8直接指定）来指定。,3非同步/同步进给G94/G95进给运动速度指令字的单位由切削进给速度转换功能指令（G94/G95）定义，如：G94定义分进给，即每分钟进给量（mm/min）。G95定义转进给，即每转进给量（mm/r

12、）。,4.2.5 刀具功能指令指令格式：T03 M06 T00；调用刀位号为03的刀具刀具功能也叫T代码功能。此功能用来选择刀具号，对此NC系统，T功能允许用地址T后跟三位数的指令选择最多1000个刀号（0到999）。可是，对本机床能够选择的刀号的最大数量仅为24。,4.2.6 固定循环切削功能指令1点钻循环G81指令格式：G81 Xx Yy Rr Zz；执行过程如图4-18所示。Xx Yy点钻孔的坐标；Rr 点钻参考平面高度；Zz 孔的最后钻深。,2间歇钻循环G83G83 Xx Yy Rr Zz Qtz Ffo Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）Xx Yy点钻孔的坐标；Rr 点钻参考平

13、面高度；Zz孔的最后钻深；tz每次进刀的切削深度；,io进给倍率的距离；do快速进给停止的余量；jo(b0)进给倍率（%）；ko从R点到切削进给起点的距离；fo进给率。,3高速间歇钻G73G73 Xx Yy Rr Zz Qtz Ptc Ffo Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）tz每次进刀的切削深度；jo(bo)进给倍率（%）；tc停顿时间或主轴旋转的圈数；fo进给率；do返回距离；,f1加倍率后的进给率；ko从R点到切削进给起点的距离；f2返回速度（固定的）；io进给倍率的距离。,4镗孔循环G76G76 Xx Yy Rr Zz Ptc Qq0 Ff1 Ddo Jjo（Bb0）tc停顿时

14、间或主轴旋转的圈数；jo(b0)如果设0或不设，则在结束加工之后，M03输出，如果设除了0以外的值，则在结束加工之后，M04输出；f1进给率；q0在xy平面上的让刀量；do离R点的距离。,5铰孔循环G85G85 Xx Yy Rr Zz Ptz Ffo Ef1 Ddo 执行过程如图4-24所示。tz停顿时间或主轴旋转的圈数；do离R点的距离；fo进给率0；f1进给率1。,6攻丝循环G84G84 Xx Yy Rr Zz Ptc Ffo Jjo（Bb0）Ddo Hho KkoTc停留时间；d0离R点的距离；f0进给率；,h0同步/非同步攻丝的选择标志和在同步攻丝循环期间的返回速度倍率（%）：h0=0

15、表示非同步攻丝循环 h0表示同步攻丝循环jo(b0)1M04输出之前在孔底的停顿2M04输出之后在孔底的停顿3M03输出之前在R点的停顿k0离R点的距离。,4.2.7 子程序在程序编写过程中，常把一些在程序执行时经常重复使用的程序段写成独立的一个程序，在适当时候利用一些指令直接调用，这样的独立程序即为子程序。,4.3 加工中心程序编制实例,编程实例：利用LGMAZAK VTC-16A型加工中心加工如图4-27所示工件。工件毛坯材料为6530mm的45钢，端面及外圆轮廓均要求铣削。,1刀具选择（1）端面加工选用65mm硬质合金机夹式端面铣刀；（2）外圆及轮廓铣削粗加工选用16mm两刃立铣刀；（3

16、）外圆及轮廓铣削精加工选用8mm四刃立铣刀；,（4）10孔粗加工选用5mm中心钻及9.8mm麻花钻；（5）10孔精加工选用10mm高速钢机用铰刀；,2工艺路线安排1）调用65mm硬质合金机夹式端面铣刀粗、精加工工件端面；2）调用16mm两刃立铣刀粗加工外圆及轮廓；3）调用5mm中心钻钻削10孔的中心孔；,4）调用9.8mm麻花钻钻削10孔的铰孔基孔；5）调用8mm四刃立铣刀精铣外圆及轮廓；6）调用10mm高速钢机用铰刀铰削10+0.015 0孔至尺寸。,4.4 宏程序编制,1宏程序概述在程序中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序功能，这种有变量的程序叫宏程序。,（1）宏程序的使用格

17、式宏程序格式与子程序一样，结尾用M99返回主程序。O0100；主程序T01M06T00；G90 G54 G00 G65 P8500（引数和引数值）；,M30；O8500；宏程序变量运算指令控制指令M99,（2）选择程序号程序在存储器中的位置决定了该程序的一些权限，根据程序的重要程度和使用频率用户可选择合适的程序号，具体见表4-8。,（3）宏程序调用方法 非模态调用（单纯调用）：指一次性调用宏程序主体，即宏程序只在一个程序段内有效，叫非模态调用。其格式为：G65 P_ _ _ _（宏程序号）L_（重复次数）_ 一个引数是一个字母，对应于宏程序中变量的地址，引数后边的数值赋给宏程序中对应的变量，同

18、一语句中可以有多个引数。,2变量（1）变量的表示一个变量由#符号和变量号组成，如：#i(i=1,2,3)，也可用表达式来表示变量。（2）变量的使用（3）变量的赋值 直接赋值 引数赋值,（4）变量的种类变量有局部变量、公用变量（全局变量）和系统变量3种。局部变量#1#33：局部变量是一个在宏程序中局部使用的变量。公用变量（全局变量）：#100#149、#500#509公用变量贯穿整个程序过程，包括多重调用。系统变量：宏程序能够对机床内部变量进行读取和赋值，从而可完成复杂任务。,（5）未定义变量的性质未定义变量又叫空变量，有其特殊性质，它与变量值为零的变量是有区别的。变量#0总是空变量。3运算指令宏程序具有赋值、算术运算、逻辑运算、函数运算等功能。,4控制指令控制指令起到控制程序流向的作用。（1）分支语句（GOTO）其格式为：IF GOTO n,（2）循环指令WHILE DO m(m=1，2，3)；END m；,