数控铣床及加工中心编程课件第04章

1、第4章 数控铣床及加工(ji gng)中心编程4.1 数控铣床及加工(ji gng)中心编程基础4.2 FANUC系统加工中心编程原理4.3 加工中心程序编制实例4.4 宏程序编制共七十一页4.1 数控铣床及加工中心(zhngxn)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(yngt)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。共七十一页1加工中心的工艺特点（1）加工精度高（2）表面质量好

2、（3）加工生产率高（4）工艺适应性强（5）劳动(lodng)强度低、劳动(lodng)条件好（6）良好的经济效益（7）有利于生产管理的现代化共七十一页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(ln mn)式加工中心 复合加工中心 共七十一页（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(ciyng)转塔刀库形式，主要以孔加工为主。 共七十一页3加工(ji gng)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

3、。 共七十一页4.1.2 数控铣床及加工中心坐标系统1加工中心运动(yndng)部件运动(yndng)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装夹表面的主轴为z轴（如龙门铣床）。 共七十一页（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(zh jio zu bio)系右手定则法判断，y轴方向就惟一地被确定了。共七十一页（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

4、动。A、B和C的正方向，相应(xingyng)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。共七十一页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，即为机床坐标系的原点（机械原点），这个原点是机床一经(yjng)设计和制造出来，就已经确定下来的。共七十一页（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(jish)工作坐标系（编程坐标系）

5、。 （3）绝对坐标与增量坐标共七十一页4.2 FANUC系统加工中心(zhngxn)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(yxin)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。 共七十一页2程序段号程序段号是每个程序功能段的参考代码(di m)，一个程序段号必须在字母“N”后紧接最多5个阿拉伯数字。 共七十一页3程序段一个程序段能完成某一个功能(gngnng)，程序段中含有执行一个工序所需的全部数据，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共七十一页其中：“/” 表示程

6、序段在执行(zhxng)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。共七十一页4坐标(zubio)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。共七十一页4.2.2 准备(zhnbi)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，这两个指令均为模态指令。共七十一页3快速点定位G00指令格式(g shi)：G

7、00 X（U） Z(W) ；4直线插补G01指令格式：G01X（U） Z(W) F ；共七十一页5平面(pngmin)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。共七十一页共七十一页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(doj)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 ； 共七十一页在指令(zhlng)格式中，I

8、、J为圆弧中心地址，R为圆弧半径，其他内容及字符的含义见表4-4。共七十一页（2）顺、逆时针圆弧插补的判断在使用G02或G03指令之前(zhqin)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。共七十一页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

9、数点后的部分(b fen)。编程规范如下：共七十一页G04 X500； 暂停(zn tn)时间=0.5secG04 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共七十一页（2）按圈数计的暂停指令（G95）G04在每转进给方式（G95）下，推迟(tuch)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：共七十一页G04 X500； 暂停(zn tn)时间=0.5rG04 X5000；

10、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共七十一页8刀具补偿(bchng)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。 共七十一页共七十一页（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(yq)执行方能生效。共七十一页9可设定的零点(ln din)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G5

11、8； 第五可设定零点偏置G59； 第六可设定零点偏置共七十一页10自动(zdng)返回参考点G28指令格式：G91 G28 XYZ共七十一页4.2.3 主轴及辅助功能指令1主轴功能指令指令格式(g shi)：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、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；共七十一页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(wnb)，光标定于程序结尾处；M30：程序结束。程序执

12、行完毕，光标返回至程序开始处。共七十一页（2）主轴旋转(xunzhun)M代码（M03、M04、M05）M03主轴正转；M04主轴反转；M05主轴停止旋转。共七十一页（3）冷却(lngqu)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。共七十一页（4）子程序功能M代码。M98子程序调用(dioyng)M代码。指令格式：M98 PL；在这条指令中，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。共七十一页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

13、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(y )八位数字（F8直接指定）来指定。 共七十一页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(qixio)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）。共七十一页4.2.5 刀具功能指令指令格式(g shi)：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

14、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。共七十一页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(zubio)；Rr 点钻参考平面高度；Zz 孔的最后钻深。共七十一页共七十一页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 点钻参考平面高度；Zz孔的最后钻深； tz每次进刀(jn do)的切削深度；共七十一页io进给倍率的距离； do快速进给

15、停止的余量；jo(b0)进给倍率（%）； ko从R点到切削进给起点(qdin)的距离；fo进给率。共七十一页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(zhzhu)旋转的圈数； fo进给率；do返回距离； 共七十一页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(gdng)的）；io进给倍率的距离。共七十一页4镗孔循环G76G76 Xx Yy Rr Zz Ptc Qq0 Ff1 Ddo Jjo（Bb0）tc停顿时间或主轴旋

16、转的圈数；jo(b0)如果设0或不设，则在结束加工(ji gng)之后，M03输出，如果设除了0以外的值，则在结束加工(ji gng)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。共七十一页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(zhzhu)旋转的圈数；do离R点的距离；fo进给率0；f1进给率1。 共七十一页6攻丝循环(xnhun)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；共七十一页h

17、0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(fnhu)速度倍率（%）： h0=0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。共七十一页共七十一页共七十一页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(lyng)一些指令直接调用，这样的独立程序即为子程序。 共七十一页4.3 加工(ji gng)中心程序编制实例编程实例：利用LGMAZAK VTC-16A型加工中心(zhngxn)加工如图4-27所示工件。工件毛

18、坯材料为6530mm的45钢，端面及外圆轮廓均要求铣削。共七十一页共七十一页1刀具选择（1）端面加工选用65mm硬质合金机夹式端面铣刀(x do)；（2）外圆及轮廓铣削粗加工选用16mm两刃立铣刀；（3）外圆及轮廓铣削精加工选用8mm四刃立铣刀；共七十一页（4）10孔粗加工选用5mm中心(zhngxn)钻及9.8mm麻花钻；（5）10孔精加工选用10mm高速钢机用铰刀； 共七十一页2工艺路线安排1）调用65mm硬质合金机夹式端面(dunmin)铣刀粗、精加工工件端面(dunmin)；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；共七十一页4）调用9.8mm

19、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(jio do)铰削10+0.015 0孔至尺寸。共七十一页4.4 宏程序编制(binzh)1宏程序概述在程序(chngx)中使用变量，通过对变量进行赋值及处理的方法达到程序(chngx)功能，这种有变量的程序(chngx)叫宏程序(chngx)。共七十一页（1）宏程序的使用格式宏程序格式与子程序一样，结尾(jiwi)用M99返回主程序。O0100；主程序T01M06T00；G90 G54 G00 G65 P8500（引数和引数值）；共七十一页M30；O8500；宏程序变量运算(yn sun)指令

20、控制指令M99共七十一页（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(zhngyo)程度和使用频率用户可选择合适的程序号，具体见表4-8。共七十一页共七十一页（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，同一语句(yj)中可以有多个引数 。共七十一页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(shyng)（3）变量的赋值 直接赋值 引数赋值 共七十一页（4）变