数控铣床及加工中心编程全解课件

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（MachiningCenter）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①立式加工中心②卧式加工中心③龙门式加工中心④复合加工中心（2）按加工中心的换刀形式分类①带刀库、机械手的加工中心②无机械手的加工中心③一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））加加工工中中心心工工作作坐坐标标系系编程程时时一一般般选选择择工工件件上上的的某某一一点点作作为为程程序序原原点点，，并并以以这这个个原原点点作作为为坐坐标标系系的的原原点点，，建建立立一一个个新新的的坐坐标标系系，，这这个个新新的的坐坐标标系系就就是是工工作作坐坐标标系系（（编编程程坐坐标标系系））。。（3））绝绝对对坐坐标标与与增增量量坐坐标标4.2FANUC系系统统加加工工中中心心编编程程原原理理4.2.1程程序序结结构构1．．程程序序号号程序序号号作作为为程程序序的的标标记记需需要要预预先先设设定定，，一一个个程程序序号号必必须须在在字字母母““O””后后面面紧紧接接最最多多8个个阿阿拉拉伯伯数数字字。。2．．程程序序段段号号程序序段段号号是是每每个个程程序序功功能能段段的的参参考考代代码码，，一一个个程程序序段段号号必必须须在在字字母母““N””后后紧紧接接最最多多5个个阿阿拉拉伯伯数数字字。。3．．程程序序段段一个个程程序序段段能能完完成成某某一一个个功功能能，，程程序序段段中中含含有有执执行行一一个个工工序序所所需需的的全全部部数数据据，，程程序序段段由由若若干干个个字字及及段段结结束束符符““LF””组组成成。。/N10G03X10.0Y30.0CR=25.0F100；；（（注注释释））LF其中中：：“/””表表示示程程序序段段在在执执行行过过程程中中可可以以被被跳跳过过；；“N10””表表示示程程序序段段号号，，主主程程序序段段中中可可以以有有字字符符；；“”表表示示中中间间间间隔隔（（可可以以省省略略））；；“G03””表表示示程程序序段段具具体体指指令令；；“（（注注释释））””表表示示对对程程序序段段进进行行必必要要的的说说明明；；“LF””表表示示程程序序段段结结束束。。4．．坐坐标标字字用于于在在轴轴方方向向移移动动和和设设置置坐坐标标系系的的命命令令称称为为坐坐标标字字，，坐坐标标字字包包括括轴轴的的地地址址符符及及代代表表移移动动量量的的数数值值，，其其基基本本构构成成见见表表4-1。。4.2.2准准备备功功能能指指令令————G代代码码1．．尺尺寸寸数数据据输输入入方方式式G90/G912．．英英制制/公公制制选选择择G20/G21G20设设定定为为英英制制尺尺寸寸、、G21设设定定为为公公制制尺尺寸寸，，这这两两个个指指令令均均为为模模态态指指令令。。3．．快快速速点点定定位位G00指令令格格式式：：G00X（（U））Z(W)；4．．直直线线插插补补G01指令令格格式式：：G01X（（U））Z(W)F；5．．平平面面选选择择G17～～G19在计计算算刀刀具具长长度度补补偿偿和和刀刀具具半半径径补补偿偿时时必必须须首首先先确确定定一一个个平平面面，，即即确确定定一一个个两两坐坐标标轴轴的的坐坐标标平平面面，，在在此此平平面面中中可可以以进进行行刀刀具具半半径径补补偿偿，，G17到到G19各各自自的的含含义义见见表表4-3。。6．．圆圆弧弧插插补补G02/G03圆弧弧插插补补指指令令G02/G03是是圆圆弧弧运运动动指指令令。。它它是是用用来来指指令令刀刀具具在在给给定定平平面面内内以以F进给给的的速速度度，，作作圆圆弧弧插插补补运运动动的的指指令令。。G02/G03是是一一种种模模态态指指令令。。（1））指指令令格格式式G02IJF；（G17））XYG03RF；在指指令令格格式式中中，，I、、J为为圆圆弧弧中中心心地地址址，，R为为圆圆弧弧半半径径，，其其他他内内容容及及字字符符的的含含义义见见表表4-4。。（2））顺顺、、逆逆时时针针圆圆弧弧插插补补的的判判断断在使使用用G02或或G03指指令令之之前前需需要要判判别别刀刀具具在在加加工工零零件件时时，，是是沿沿什什么么路路径径在在作作圆圆弧弧插插补补运运动动的的，，是是按按顺顺时时针针还还是是逆逆时时针针方方向向路路线线在在前前进进的的。。其其判判别别方方法法简简述述为为：：视视线线沿沿着着垂垂直直于于圆圆弧弧所所在在平平面面的的坐坐标标轴轴的的负负方方向向观观察察，，刀刀具具插插补补方方向向为为顺顺时时针针即即为为G02，，相相反反则则为为G03。。7．暂停停功能G04（1）按按时间计计的暂停停指令：：（G94）G04指令格式式：G94G04X_或G94G04P_；在每分进进给方式式（G94）中中，指定定指令G04按按设定的的时间延延迟了下下一个程程序段的的执行，，对于地地址P，不能用用小数点点，否则则将忽略略小数点点后的部部分。编编程规范范如下：：G04X500；暂暂停停时间=0.5secG04X5000；；暂暂停停时间=5.0secG04X5.0；暂暂停时间间=5.0secG04P5000；；暂暂停停时间=5.0secG04P12.345；暂暂停时间间=0.012sec（2）按按圈数计计的暂停停指令（（G95）G04在每转进进给方式式（G95）下下，推迟迟到主轴轴已经旋旋转了设设定的圈圈数以后后，才开开始下一一个程序序的执行行，对于于地址P，不能能用小数数点，否否则将忽忽略小数数点之后后的部分分。编程程规范如如下：G04X500；暂暂停停时间=0.5rG04X5000；；暂暂停停时间=5.0rG04X5.0；暂暂停停时间=5.0rG04P5000；；暂暂停停时间=5.0rG04P12.345；暂暂停时间间=0.012r8．刀具具补偿功功能（1）刀刀具长度度补偿/取消：：G43、G44/G49G43刀刀具长度度正补偿偿；G44刀刀具长度度负补偿偿；G49取取消刀具具长度补补偿。（2）刀刀尖半径径补偿/取消刀具补偿偿地址D中的半半径补偿偿值必须须与G41/G42一一起执行行方能生生效。9．可设设定的零零点偏置置G54~G59G54；；第第一可设设定零点点偏置G55；；第第二可设设定零点点偏置G56；；第第三可设设定零点点偏置G57；；第第四可设设定零点点偏置G58；；第第五可设设定零点点偏置G59；；第第六可设设定零点点偏置10．自自动返回回参考点点G28指令格式式：G91G28X……Y…Z…4.2.3主主轴及及辅助功功能指令令1．主轴轴功能指指令指令格式式：S_M03（M04）2．辅助助功能指指令（1）关关于停止止的辅助助功能指指令（M00、、M01、M02、M30））M00：：程序停停止。在在程序执执行过程程中，系系统读取取到M00指令令时，无无条件停停止程序序执行，，待重启启动后继继续执行行；M01：：选择停停止。在在程序执执行过程程中，系系统读取取到M01指令令时，有有条件停停止程序序执行，，待重启启动后继继续执行行；M02：：程序结结束。程程序执行行完毕，，光标定定于程序序结尾处处；M30：：程序结结束。程程序执行行完毕，，光标返返回至程程序开始始处。（2）主主轴旋转转M代码码（M03、M04、M05））M03———主轴轴正转；；M04———主轴轴反转；；M05———主轴轴停止旋旋转。（3）冷冷却控制制M代码码（M07、M08、M09））M07———冷却却汽雾开开；M08———冷却却液开；；M09———关闭闭冷却液液、汽。。（4）子子程序功功能M代代码。M98———子程程序调用用M代码码。指令格式式：M98P…L……；在这条指指令中，，子程序序程序号号由P定定义，并并且执行行L次。。如L省省略，执执行次数数为1次次，子程程序最多多可重复复4次。。M99———子程程序结束束。4.2.4进进给功功能指令令1．快速速进给率率每个轴的的快速进进给率能能够分别别设定，，可设定定的快速速进给率率的范围围是从1mm/min到240000mm/min。。快速进进给率应应用于G00，，G27，G28，G29，，G30和G60等指指令。2．切削削进给率率F切削进给给率必须须用地址址F和一一个八位位数字（（F8直直接指定定）来指指定。3．非同同步/同同步进给给G94/G95进给运动动速度指指令字的的单位由由切削进进给速度度转换功功能指令令（G94/G95））定义，，如：G94———定义义分进给给，即每每分钟进进给量（（mm/min）。G95———定义义转进给给，即每每转进给给量（mm/r）。4.2.5刀刀具功功能指令令指令格式式：T03M06T00；调用刀位位号为03的刀刀具刀具功能能也叫T—代码码功能。。此功能能用来选选择刀具具号，对对此NC系统，，T功能能允许用用地址T后跟三三位数的的指令选选择最多多1000个刀刀号（0到999）。。可是，，对本机机床能够够选择的的刀号的的最大数数量仅为为24。。4.2.6固定定循环切削削功能指令令1．点钻循循环G81指令格式：：G81[XxYy]RrZz；执行行过程如图图4-18所示。XxYy——点点钻孔的坐坐标；Rr———点钻参考考平面高度度；Zz———孔的最后后钻深。2．间歇钻钻循环G83G83[XxYy]RrZzQtzFfo[DdoKkoIioJjo（（Bb0））]XxYy——点点钻孔的坐坐标；Rr———点钻参考考平面高度度；Zz——孔孔的最后钻钻深；tz——每每次进刀的的切削深度度；io——进进给倍率的的距离；do——快快速进给停停止的余量量；jo(b0)——进进给倍率（（%）；ko——从从R点到切削进进给起点的的距离；fo——进进给率。3．高速间间歇钻G73G73[XxYy]RrZz[Qtz][Ptc]Ffo[DdoKkoIioJjo（Bb0）]tz——每每次进刀的的切削深度度；jo(bo)———进给倍率率（%）；；tc——停停顿时间或或主轴旋转转的圈数；；fo——进进给率；do——返返回距离；；f1——加加倍率后的的进给率；；ko——从从R点到切削进进给起点的的距离；f2——返返回速度（（固定的））；io——进进给倍率的的距离。4．镗孔循循环G76G76[XxYy]RrZz[PtcQq0]Ff1[DdoJjo（Bb0）]tc——停停顿时间或或主轴旋转转的圈数；；jo(b0)——如如果设0或或不设，则则在结束加加工之后，，M03输输出，如果果设除了0以外的值值，则在结结束加工之之后，M04输出；；f1——进进给率；q0——在在xy平面上的让让刀量；do——离离R点的距离。。5．铰孔循循环G85G85[XxYy]RrZz[Ptz]Ffo[Ef1Ddo]执行过程如如图4-24所示。。tz——停停顿时间或或主轴旋转转的圈数；；do——离离R点的距离；；fo——进进给率0；；f1——进进给率1。。6．攻丝循循环G84G84[XxYy]RrZz[Ptc]Ffo[Jjo（Bb0）DdoHhoKko]Tc——停停留时间；；d0——离离R点的距离；；f0——进进给率；h0——同同步/非同同步攻丝的的选择标志志和在同步步攻丝循环环期间的返返回速度倍倍率（%））：h0=0表表示非同步步攻丝循环环h0>表示示同步攻丝丝循环jo(b0)——1．M04输出之前前在孔底的的停顿——2．M04输出出之后在孔孔底的停顿顿——3．M03输出出之前在R点的停顿k0——离离R点的距离。。4.2.7子程程序在程序编写写过程中，，常把一些些在程序执执行时经常常重复使用用的程序段段写成独立立的一个程程序，在适适当时候利利用一些指指令直接调调用，这样样的独立程程序即为子子程序。4.3加加工中心心程序编制制实例编程实例：：利用LGMAZAKVTC-16A型加工工中心加工工如图4-27所示示工件。工工件毛坯材材料为65×30mm的45钢，端端面及外圆圆轮廓均要要求铣削。。1．刀具选选择（1）端面面加工选用用65mm硬硬质合金机机夹式端面面铣刀；（2）外圆圆及轮廓铣铣削粗加工工选用16mm两两刃立铣刀刀；（3）外圆圆及轮廓铣铣削精加工工选用8mm四刃刃立铣刀；；（4）10孔粗加加工选用5mm中心心钻及9.8mm麻花钻；；（5）10孔精加加工选用10mm高高速钢机用用铰刀；2．工艺路路线安排1）调用65mm硬硬质合金机机夹式端面面铣刀粗、、精加工工工件端面；；2）调用16mm两两刃立铣刀刀粗加工外外圆及轮廓廓；3）调用5mm中心心钻钻削10孔的中中心孔；4）调用9.8mm麻麻花钻钻削10孔的铰孔孔基孔；5）调用8mm四刃立立铣刀精铣外外圆及轮廓；；6）调用10mm高速速钢机用铰刀刀铰削10+0.0150孔孔至尺寸。4.4宏宏程序编制1．宏程序概概述在程序中使用用变量，通过过对变量进行行赋值及处理理的方法达到到程序功能，，这种有变量量的程序叫宏宏程序。（1）宏程序序的使用格式式宏程序格式与与子程序一样样，结尾用M99返回主主程序。O0100；；主程序T01M06T00；G90G54G00……G65P8500（引引数和引数值值）；M30；O8500；；宏程序…[变量][运算指令][控制指令]…M99（2）选择程程序号程序在存储器器中的位置决决定了该程序序的一些权限限，根据程序序的重要程度度和使用频率率用户可选择择合适的