第五章加工中心程序编制数控机床

1、第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 第五章第五章 加工中心的程序编制加工中心的程序编制 n内容内容 n5.1 加工中心概述加工中心概述 n5.2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 n5.3 FANUC Oi-MB数控系统的程序指令及应用数控系统的程序指令及应用 n5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.1 5.1 加工中心概述加工中心概述 一、加工中心一、加工中心 加工中心（加工中心（Machining Center，MC）是具有刀库和自动换刀）是具有刀库和自动换刀 装置的数控机床，又称为

2、自动换刀数控机床。可在工件一次装装置的数控机床，又称为自动换刀数控机床。可在工件一次装 夹中通过自动换刀，连续地对工件各加工表面自动进行铣、钻、夹中通过自动换刀，连续地对工件各加工表面自动进行铣、钻、 扩、铰、镗、攻丝等多种加工操作。因此，加工中心适用于加扩、铰、镗、攻丝等多种加工操作。因此，加工中心适用于加 工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂形状的零件。工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂形状的零件。 n立式加工中心：一般无分度回转功能。主要适用于加工板立式加工中心：一般无分度回转功能。主要适用于加工板 类、框类、壳体类、模具等单面加工的零件。类、框类、壳体类、模具等单面加工的零件

3、。 n卧式加工中心：通常带有可分度的数控回转工作台。在工卧式加工中心：通常带有可分度的数控回转工作台。在工 件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工， 更加适用于箱体类、壳体类零件加工。更加适用于箱体类、壳体类零件加工。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.1 5.1 加工中心概述加工中心概述 一、加工中心一、加工中心 n龙门式加工中心：其形状与龙门铣床相似，主轴多为垂直龙门式加工中心：其形状与龙门铣床相似，主轴多为垂直 设置，带有可更换的主轴头附件，能够一机多用，尤其适设置，带有可更换的主轴头附件，能

4、够一机多用，尤其适 用于加工大型复杂工件。用于加工大型复杂工件。 n复合加工中心：指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或复合加工中心：指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或 主轴可旋转主轴可旋转90，即既有立式加工中心的功能，又有卧式，即既有立式加工中心的功能，又有卧式 加工中心的功能。加工中心的功能。 n一类是靠主轴旋转一类是靠主轴旋转90，实现立、卧加工模式的切换；，实现立、卧加工模式的切换； n另一类靠数控回转台绕另一类靠数控回转台绕X轴旋转轴旋转90，实现两种加工功，实现两种加工功 能。能。 n复合加工中心能在工件一次装夹后，完成除安装面外其复合加工中心能在工件一次装夹后，完成除安装面外其

5、 他五个面的加工，降低了工件二次安装引起的形位误差，他五个面的加工，降低了工件二次安装引起的形位误差， 大大提高了加工精度和效率。大大提高了加工精度和效率。 n复合加工中心结构复杂、造价高。复合加工中心结构复杂、造价高。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.1 5.1 加工中心加工中心 二、加工中心的加工对象二、加工中心的加工对象 加工中心适宜于加工形状复杂、加工内容多、精度要求较高加工中心适宜于加工形状复杂、加工内容多、精度要求较高 的零件。这类零件若用普通机床加工则需要使用多种类型的机的零件。这类零件若用普通机床加工则需要使用多种类型的机 床和较多的工艺准备，

6、并且需要多次装夹和调整才能完成加工。床和较多的工艺准备，并且需要多次装夹和调整才能完成加工。 n箱体类零件：一般需要进行多工位孔系及平面加工，如铣、箱体类零件：一般需要进行多工位孔系及平面加工，如铣、 钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等，因此需要多把刀具。钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等，因此需要多把刀具。 n盘、套、轴、板、壳体类零件：加工部位集中在单一端面盘、套、轴、板、壳体类零件：加工部位集中在单一端面 上的零件宜选择立式加工中心，加工部位不在同一方向表上的零件宜选择立式加工中心，加工部位不在同一方向表 面上的零件可选择卧式加工中心。面上的零件可选择卧式加工中心。 n异形件：外形不规则，大都需要点、线

7、、面多工位混合加异形件：外形不规则，大都需要点、线、面多工位混合加 工，如各种样板、靠模等均属此类。工，如各种样板、靠模等均属此类。 n带复杂曲面的零件带复杂曲面的零件 n加工精度要求较高的中小批量零件：容易获得所要求的尺加工精度要求较高的中小批量零件：容易获得所要求的尺 寸精度和形状位置精度，并可得到很好的互换性。寸精度和形状位置精度，并可得到很好的互换性。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.1 5.1 加工中心加工中心 三、加工特点三、加工特点 n工序集中：一次装夹，可加工多个表面。如钻、锪、铰、镗、工序集中：一次装夹，可加工多个表面。如钻、锪、铰、镗、 攻

8、丝、铣。加工效率高，加工精度高。攻丝、铣。加工效率高，加工精度高。 n自动换刀自动换刀 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 一、自动换刀方法一、自动换刀方法 自动换刀装置的形式有两种：自动换刀装置的形式有两种： n转塔刀架：由转塔刀架自动转位实现换刀。转塔刀架：由转塔刀架自动转位实现换刀。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 一、自动换刀方法一、自动换刀方法 n转塔刀架：转塔刀架： n一般在小型立式加工中心上采用转塔一般

9、在小型立式加工中心上采用转塔 刀架。刀架。 n刀具应预先按调整要求安装于相应的刀具应预先按调整要求安装于相应的 孔位中。在换刀时，转塔头根据换刀孔位中。在换刀时，转塔头根据换刀 指令，先使转塔刀架与传动机构脱开，指令，先使转塔刀架与传动机构脱开， 接着使转塔刀架转位，然后接通主轴接着使转塔刀架转位，然后接通主轴 运动。运动。 n转塔刀架的换刀没有装卸刀具和选取转塔刀架的换刀没有装卸刀具和选取 刀具的动作。刀具的动作。 n转塔刀架一般有转塔刀架一般有8工位、工位、12工位和工位和16 工位，刀库容量有限。工位，刀库容量有限。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.5.

10、2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 一、自动换刀方法一、自动换刀方法 自动换刀装置的形式有两种：自动换刀装置的形式有两种： n机械手刀库自动换刀装置：机械手刀库自动换刀装置： n选刀：根据程序中的刀具指令从刀库中选刀：根据程序中的刀具指令从刀库中 选出所指定的刀具，并把它送到换刀位选出所指定的刀具，并把它送到换刀位 置。置。 n换刀：根据程序中的换刀指令卸下主轴换刀：根据程序中的换刀指令卸下主轴 上的刀具，装上下一加工用的刀具（即上的刀具，装上下一加工用的刀具（即 选刀机构选出的刀具），并将换下的刀选刀机构选出的刀具），并将换下的刀 具送回刀库。具送回刀库。 n一般选刀和换刀

11、分开进行。通常利用切一般选刀和换刀分开进行。通常利用切 削加工时间选刀。换刀完毕启动主轴后，削加工时间选刀。换刀完毕启动主轴后， 方可进行下面程序段的加工。方可进行下面程序段的加工。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 轮盘式或履带式刀库轮盘式或履带式刀库 5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 二、换刀程序的编制二、换刀程序的编制 对于任何数控机床，其加工程序编制的内容和步骤是一样的。对于任何数控机床，其加工程序编制的内容

12、和步骤是一样的。 但由于加工中心使用刀具数目较多，加工中途要自动换刀，但由于加工中心使用刀具数目较多，加工中途要自动换刀， 而换刀动作由程序指令预先规定。所以换刀程序编制是加工中而换刀动作由程序指令预先规定。所以换刀程序编制是加工中 心程序编制的特点之一。心程序编制的特点之一。 n转塔刀架：换刀程序编制简单转塔刀架：换刀程序编制简单 n机械手刀库：复杂机械手刀库：复杂 针对针对“机械手刀库机械手刀库”讲解换刀程序编制。讲解换刀程序编制。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.5.2 2 换刀程序编制换刀程序编制 n换刀方式换刀方式 定距换刀：只有当机床主轴处定距换刀

13、：只有当机床主轴处 于换刀点位置时才能换刀。于换刀点位置时才能换刀。 定距换刀定距换刀 跟踪换刀：机床主轴处于任意跟踪换刀：机床主轴处于任意 位置时，机械手都可以执行换刀位置时，机械手都可以执行换刀 动作。动作。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.5.2 2 换刀程序编制换刀程序编制 n换刀程序换刀程序 n换刀指令：换刀指令： M06 不同的数控机床，换刀程序的编制方法可能不同。不同的数控机床，换刀程序的编制方法可能不同。 例：立式加工中心例：立式加工中心VB610的换刀程序（定距换刀）如下：的换刀程序（定距换刀）如下： G00 G91 G30 X0 Y0 Z0

14、 T01 ; 回换刀点，选回换刀点，选T01刀具刀具 M06; 换上换上T01刀具刀具 G00 G90 G54 X-150.0 Y-35.0 S400.0; 点定位点定位 G43 Z0 H01 M13 T02; 用用T01刀具加工，选刀具加工，选T02刀具刀具 G91 G30 X0 Y0 Z0; 回换刀点回换刀点 M06; 换上换上T02刀具刀具 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的程序指令数控系统的程序指令 n固定循环指令固定循环指令 n刀具补偿指令刀具补偿指令 n尖角过渡指令尖角过渡指令 第五章加工中心程序编制数控机床第五章

15、加工中心程序编制数控机床 一、固定循环指令一、固定循环指令 指令指令钻削（钻削（-Z）在孔底的动作在孔底的动作退刀（退刀（+Z）应用应用 G73间歇进给间歇进给快速移动快速移动高速钻削深孔高速钻削深孔 G74切削进给切削进给停刀停刀主轴正转主轴正转切削进给切削进给左旋攻丝左旋攻丝 G76切削进给切削进给主轴定向停止主轴定向停止快速移动快速移动精镗孔精镗孔 G81切削进给切削进给快速移动快速移动钻孔，打中心孔钻孔，打中心孔 G82切削进给切削进给停刀停刀快速移动快速移动钻孔，锪孔钻孔，锪孔 G83间歇进给间歇进给快速移动快速移动钻深孔钻深孔 G84切削进给切削进给停刀停刀主轴反转主轴反转切削进给

16、切削进给攻丝攻丝 G85切削进给切削进给切削进给切削进给镗孔镗孔 G86切削进给切削进给主轴停止主轴停止快速移动快速移动镗孔镗孔 G87切削进给切削进给主轴正转主轴正转快速移动快速移动精镗孔（背镗）精镗孔（背镗） G88切削进给切削进给停刀停刀主轴停止主轴停止手动移动手动移动镗孔镗孔 G89切削进给切削进给停刀停刀切削进给切削进给镗孔镗孔 G80取消固定循环取消固定循环 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令 固定循环过程：固定循环过程： 动作动作1：X轴和轴和Y

17、轴的定位（旋转轴）；轴的定位（旋转轴）； 动作动作2：快速移动到：快速移动到R点；点； 动作动作3：孔加工；：孔加工； 动作动作4：在孔底的动作；：在孔底的动作； 动作动作5：返回到：返回到R点；点； 动作动作6：快速移动到初始点。：快速移动到初始点。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令 n指令格式：指令格式：G17 G_ X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_; nZR点到孔底的距离，点到孔底的距离，R初始位置到初始位置到R点的距离，点的距离，Q每每

18、 次切削进给的深度（正值），次切削进给的深度（正值），P孔底切削进给暂停时间孔底切削进给暂停时间 （0.001秒），秒），K重复次数。重复次数。 G90G91 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令 n返回点平面可由返回点平面可由G98和和G99指令指定。指令指定。 nG98刀具返回到初始平面刀具返回到初始平面 nG99刀具返回到刀具返回到R点平面点平面 G98G99 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控

19、系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令 n钻孔循环钻孔循环G81 nG81 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_; G81 G98G81 G99 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令 n钻深孔循环钻深孔循环G83 nG83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ K_; nQ每次切削进给的切削深度每次切削进给的切削深度 G83 G98G83 G99 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC O

20、i-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 二、刀具半径补偿指令二、刀具半径补偿指令 nG17 G00/G01 G41 X_ Y_ D_; nG17 G00/G01 G42 X_ Y_ D_; nG40; nD0; 补偿值为补偿值为0 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 二、刀具半径补偿指令二、刀具半径补偿指令 n举例举例 O0003; N0 G92 X0 Y0 Z0; N1 G90 G17 G00 G41 D07 X250.0 Y550.0; N2 G01 Y900.0 F150;

21、 N3 X450.0; N4 G03 X500.0 Y1150.0 R650.0; N5 G02 X900.0 R-250.0; N6 G03 X950.0 Y900.0 R650.0; N7 G01 X1150.0; N8 Y550.0; N9 X700.0 Y650.0; N10 X250.0 Y550.0; N11 G00 G40 X0 Y0; N12 M02; 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 三、刀具长度补偿指令三、刀具长度补偿指令 nG43 _ H_; 正补偿，正补偿，刀具长度补

22、偿轴刀具长度补偿轴X、Y或或Z nG44 _ H_; nG49; nH0; 补偿值为补偿值为0 例如，设例如，设H1=20.0，H2=30.0 G90 G43 Z100.0 H1; 刀具在刀具在Z向移到向移到120.0 G90 G43 Z100.0 H2; 刀具在刀具在Z向移到向移到130.0 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 二、刀具长度补偿指令二、刀具长度补偿指令 n举例举例 O0004; N1 G91 G00 X120.0 Y80.0; N2 G43 Z-32.0 H1; N3 G01

23、 Z-21.0 F1000; N4 G04 P2000; N5 G00 Z21.0; N6 X30.0 Y-50.0; N7 G01 Z-41.0; N8 G00 Z41.0; N9 X50.0 Y30.0; N10 G01 Z-25.0; N11 G04 P2000; N12 G00 Z57.0 H0; N13 X-200.0 Y-60.0; N14 M02; H1=-4.0 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例 例：在例：在VB610立式加工中心上加工如图所示零件的上表面、立式加工中心上加工如图所示零件的上表面、 外

24、轮廓和外轮廓和5个螺纹孔。零件材料为个螺纹孔。零件材料为45#钢。钢。 50 5 5 5-M10 R10 50 30 20 180 50 140 7575 200 250 VB610立式加工中心为三立式加工中心为三 坐 标 联 动 机 床 ， 配 置坐 标 联 动 机 床 ， 配 置 FANUC Oi-MB数控系统。数控系统。 在该机床上可进行铣平面、在该机床上可进行铣平面、 钻孔、镗孔、铰孔、攻丝、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝、 铣曲面等加工。铣曲面等加工。 VB610立式加工中心具有立式加工中心具有 自动换刀机构。当机床进行自动换刀机构。当机床进行 换刀时，主轴必须首先定位换刀时，主轴必须首先定

25、位 （即停于固定的角度）才可（即停于固定的角度）才可 换刀。换刀。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例 编程步骤：编程步骤： 1. 通过工艺分析，确定该零件的加工过程：通过工艺分析，确定该零件的加工过程： 铣上表面。根据零件尺寸选用铣上表面。根据零件尺寸选用 80的面铣刀。的面铣刀。 走刀路线：走刀路线：ABCD 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例 编程步骤：编程步骤： 1. 通过工艺分析，确定该零件的加工过程：通过工艺分析，确定该零件的加工过

26、程： 加工螺纹孔。先用加工螺纹孔。先用 8.5的中心钻打中心孔，再用的中心钻打中心孔，再用 8.5的钻头的钻头 钻孔，最后用钻孔，最后用M10 P1.5的丝锥攻丝。的丝锥攻丝。 走刀路线：走刀路线：H1H2H3H4H0 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例 编程步骤：编程步骤： 1. 通过工艺分析，确定该零件的加工过程：通过工艺分析，确定该零件的加工过程： 铣外轮廓。选用铣外轮廓。选用 20的圆柱铣刀。的圆柱铣刀。 走刀路线：走刀路线：EFGHIJKFE 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.

27、4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例 编程步骤：编程步骤： 2. 刀具及其切削参数确定：刀具及其切削参数确定： 工步工步刀具刀具刀具编号刀具编号补偿号补偿号 主轴转速主轴转速 rpm 进给速度进给速度 mm/min 铣上表面铣上表面 80面铣刀面铣刀T01H01400300 打中心孔打中心孔 8.5中心钻中心钻T02H021000100 钻孔钻孔 8.5钻头钻头T03H031000100 攻丝攻丝M10 P1.5丝锥丝锥T04H04200300 铣外轮廓铣外轮廓 20立铣刀立铣刀T05H05/D05600100 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工

28、中心程序编制举例加工中心程序编制举例 编程步骤：编程步骤： 3. 数值计算：数值计算： 工件坐标系如图所示，其工件坐标系如图所示，其Z向原点设在零件上表面处；向原点设在零件上表面处； 工件零点偏置设置为工件零点偏置设置为G54。 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例 O0005; N1 G40 G80 G17; N2 G00 G91 G30 X0 Y0 Z0 T01; 回换刀点和选回换刀点和选T01 N3 M06; 换上换上T01 N4 G00 G90 G54 X-150.0 Y-35.0 S400.0; 快速定位于快速定位于A

29、点点 N5 G43 Z0 H01 M13 T02; M13=M3+M8 Z向移动刀具至零点，向移动刀具至零点，T01长度补偿长度补偿 N6 G01 X148.0 F300.0; 铣平面铣平面 N7 G00 Y35.0; N8 G01 X-145.0; N9 G00 Z100.0; N10 G91 G30 X0 Y0 Z0; 回换刀点，同时取消长度补偿回换刀点，同时取消长度补偿 编程步骤：编程步骤： 3. 编写程序编写程序 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例 N11 M06; 换上换上T02 N12 M01; 任选停止任选停止

30、N13 G00 G90 G54 X-75.0 Y-50.0 S1000; 快速定位于快速定位于H1点点 N14 G43 Z20.0 H02 M13 T03; Z向移动刀具至初始点，向移动刀具至初始点，T02长度补偿长度补偿 N15 G99 G81 Z-5.0 R5.0 F100; 打中心孔打中心孔H1 N16 X75.0; 打中心孔打中心孔H2 N17 Y50.0; 打中心孔打中心孔H3 N18 -X75.0; 打中心孔打中心孔H4 N19 X0. Y0.; 打中心孔打中心孔H0 N20 G80; N21 G00 Z100.0; N22 G91 G30 X0 Y0 Z0; 回换刀点回换刀点 50 5 5 5-M10 R10 50 30 20 180 50 140 7575 200 250 第五章加工中心程序编制数控机床第五章加工中心程序编制数控机床 5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例 N23 M06; 换上换上T03 N24 M01; N25 G00 G90 G54 X-75.0 Y-50.0 S1000; 快速定位于快速定位于H1点点 N26 G43 Z20.0 H03 M13 T04; T03长度补偿，选长度补偿，选T04 N27 G99 G81 Z-30.0 R5.0 F100; 钻孔钻孔H1 N28 X75.0; N29 Y50.0; N30 X-75.0; N