第8讲数控编程方法2加工中心编程

数控编程技术2-加工中心编程第3节数控加工中心编程加工中心程序编制的基础加工中心是高效、高精度数控机床，工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。加工中心的主要功能加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。加工中心的工艺及工艺装备加工中心是一种工艺范围较广的数控加工机床，能进行铣削、镗削、钻削和螺纹加工等多项工作。加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。加工中心的分类1、按功能特征分（1）镗铣加工中心镗铣加工中心和龙门式加工中心，以镗铣加工中心为主，适用于箱体、壳体加工及各种复杂零件的特殊曲线和曲面轮廓的多工序加工，适用于多品种、小批量的生产方式。（2）钻削加工中心以钻削为主，刀库形式以转塔头形式为主，适用于中、小批量零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及连续轮廓铣削等多工序加工。（3）复合加工中心主要指五面复合加工，可自动回转主轴头，进行立式和卧式加工。主轴自动回转后，在水平和垂直面实现刀具自动交换。2.按工作台种类分

单工作台加工中心双工作台加工中心多工作台加工中心设置工作台的目的是为了缩短零件的辅助准备时间，提高生产效率和机床自动化程度。3.按主轴种类分

单轴加工中心双轴加工中心三轴加工中心可换主轴箱的加工中心4、按自动换刀装置分（1）转塔头加工中心----立式、卧式（2）刀库﹢主轴换刀加工中心（3）刀库﹢机械手+主轴换刀加工中心（4）刀库﹢机械手+双主轴转塔头加工中心5.按主轴在加工时的空间位置分

（1）立式加工中心（2）卧式加工中心（3）龙门式加工中心（4）万能加工中心立式加工中心

立式加工中心卧式加工中心龙门式加工中心

万能加工中心3.加工中心的主要加工对象⑴箱体类零件⑵复杂曲面盘形凸轮叶轮连杆连杆凹模⑶异形件⑷盘、套、板类零件⑸特殊加工盘、套、板类零件支架孔加工循环程序（Hole-makingcycles)Usecannedcyclesforhole-makingoperations,includingdrilling,tapping,andboring.IdentifytheG-codesandaddressesthatareusedtoprogramthecommoncannedcyclesApplyloopstocannedcyclestoproducemoreefficientandelegantpartprogramsUnderstandtheroleoftheinitialandretractplanestosafelyavoidobstaclesCannedcycles(orfixedcycles)weredevelopedtoperformcommontasksthatwouldrequiremanylinesofstandardcodetoaccomplish.FANUC系统固定循环功能（FanucCannedcycle)常用的固定循环指令能完成的工作有：钻孔、攻螺纹和镗孔等。这些循环通常包括下列六个基本操作动作：图固定循环的基本动作1、在XY平面定位

rapidtothestartlocation(usuallyX&Y,thenZ)2、快速移动到R平面Rapidtotheretractplane

3、孔的切削加工

holemakingoperation4、孔底动作

timeddwell5、返回到R平面

gobacktoRPlane6、返回到起始点。

gobacktostartplane编程格式

G90/G91G98/G99G73～G89X～Y～Z～R～Q～P～F～K～

式中：G90/G91--绝对坐标编程或增量坐标编程；

G98--返回起始点。Returntheinitialplane；(theinitialplaneiswherethecannedcycleiscalled)

G99--返回R平面。Returntheretractplane

G73～G89--孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工peck-drilling、镗孔加工等；

X、Y--孔的位置坐标；

Z--孔底坐标；

R--安全面（R面）的坐标。增量方式时，为起始点到R面的增量距离；在绝对方式时，为R面的绝对坐标；

Q--每次切削深度；

P--孔底的暂停时间；

F--切削进给速度；

K--规定重复加工次数。

固定循环由G80或01组G代码撤消。表FANUC固定循环功能一览表G代码钻孔操作（－Z方向）在孔底位置的操作退刀操作（＋Z方向）用途G73间歇进给—快速进给高速深孔钻循环G74切削进给暂停→主轴正转切削进给反攻丝G76切削进给主轴准确停止快速进给精镗G80———取消固定循环G81切削进给—快速进给钻孔、锪孔G82切削进给暂停快速进给钻孔、阶梯镗孔G83间歇进给—快速进给深孔钻循环G84切削进给暂停→主轴反转切削进给攻丝G85切削进给—切削进给镗削G86切削进给主轴停止快速进给镗削G87切削进给主轴正转快速进给背削G88切削进给暂停→主轴停止手动镗削G89切削进给暂停切削进给镗削G81standarddrillingcycleExG98G81X1.0Y1.0Z-1.0R0.2F5.0X-andY-wordsarethecoordinateswheretheholewillbedrilled;ThefinaldepthofholeisspecifiedwiththeZword.Theretractplaneshouldalwaysbesetslightlyabovethematerialsurface.Nottosettheretractplanetoohigh.Cannedcyclesandtheirassociateparametersaremodal.Soacycleiscalled,subsequentholesarespecifiedbysimplygivingthenewlocations.Ex.N60G98G81X1.0Y1.0Z-1.0R0.2F5.0//drillholeoneN70X2.0Y1.0//holetwoN80X3.0Y1.0//holethreeN90X4.0Y1.0//holefourN100G80Ex2N50G99G81X1.0Y0.5Z0.5R0.2F10//hole1N60G98X2.0Y0.5//hole2N70X3.0Y0.5//hole3returntoinitialplanetoclearclampsN80X4.0Y0.5//hole4cannedcyclesinincrementalcoordinates.Acoupleofchangeswillneedtobemade.theretractplanewillbesetasanincrementaldistancefromtheinitialplane.TheZ-depthwillbesetastheincrementaldistancefromtheretractplanetothebottomofthehole.Ex3G90G81Z-1.0R0.2F5.0G91G81Z-1.2R-0.8F5.0R1.01.0G82drillingwithDwellG82issimilartoaG81exceptthatitwillpausebriefly(dwell)atthefinalZ-depth.G82X1.0Y1.0Z0.5R0.2P2.0F5.0Thenormalunittospecifythedwelltimeisseconds,butothersusesmilliseconds.G83peckdrillingPeckdrillingissimilartoG81exceptthatthetoolisbackedoutoftheholeatcertainintervalstoclearthechipsandcoolthetool.G83X1.0Y1.0Z-1.0Q0.25R0.2F5.0IfQisequalto0.25,thenthedrillwillfeed0.25”deepandthenbackouttotheretractplane.Thedillwillthenrapidbacktothebottomoftheholeandplungeanadditional0.25”.ThiswillcontinueuntiltheZ-depthisreached.G83dqqqG98G99dR起始平面G73Chipbreaker(高速深孔钻循环指令)G73用于深孔钻削，在钻孔时采取间断进给，有利于断屑和排屑，适合深孔加工。图所示为高速深孔钻加工的工作过程。其中Q为增量值，指定每次切削深度。d为排屑退刀量，退刀为快速，由系统参数设定。a)G73(G98)b)G73(G99)例对图所示的5-ф8mm深为50mm的孔进行加工。显然，这属于深孔加工。利用G73进行深孔钻加工的程序为：O40

N10G56G90G1Z60F2000//选择2号加工坐标系，到Z向起始点

N20M03S600//主轴启动

N30G98G73X0Y0Z-50R30Q5F50//选择高速深孔钻方式加工1号孔

N40

X40Y0//选择高速深孔钻方式加工2号孔

N50

X0Y40//选择高速深孔钻方式加工3号孔

N60

X-40Y0//选择高速深孔钻方式加工4号孔

N70

X0Y-40//选择高速深孔钻方式加工5号孔

N80G01Z60F2000//返回Z向起始点

N90M05//主轴停

N100M30//程序结束并返回起点

加工坐标系设置：G56X=-400，Y=-150，Z=-50。

系统设定退刀排屑量d为2。另一种指令格式G73X1.0Y1.0Z-1.0Q0.25K0.75R0.2F5.0ThiscyclewillretractfullyaftereverythirdpeckbecauseQisequalto0.25andKis0.75.螺纹加工循环指令

G84standardtappingcycle（右旋螺纹加工循环指令）Thetappingcyclewillfeedataptothebottomoftheholeandthenreversethespindletoremovethetapfromthehole.G84指令用于切削右旋螺纹孔。向下切削时主轴正转，孔底动作是变正转为反转，再退出。F表示导程，在G84切削螺纹期间速率修正无效，移动将不会中途停顿，直到循环结束。M03S100G84X1.0Y1.0Z-1.0R0.2F5G84(G98)G84(G99)G74left-handedtappingcycle（左旋螺纹加工循环指令）G74指令用于切削左旋螺纹孔。主轴反转进刀，正转退刀，正好与G84指令中的主轴转向相反，其它运动均与G84指令相同。G80取消固定循环取消所有的固定循环，同时R点和Z点也被取消。使用固定循环应注意：在固定循环指令前应使用M03或M04指令使主轴旋转；孔间距比较小或初始平面到R平面的距离小时，主轴转速可能没达到正常转数，应在各孔加工之间插入G04暂停指令，以获得时间。ExamplesforholeoperationsWriteaprogramfordirectingaverticalCNCmachiningcentertoexecutetheholeoperations.1234stepoperationtoolSpeedrpmFeed(mm/min)1CenterdrillallholesΦ3mmcenterdrill1000502PeckdrillallholesΦ8mmdrill600403TapallholesM10mmTap1501.5（导程）TheprogramofdrillingWordsaddresscommandMeaningO0001ProgramnumberN005G90G21G40G49G80G17Absolute,metricmode,cancelcutterradiusandlengthcompensation,cancelfixedcycleandX-YplaneselectionN010G54WorkpiececoordinatesystemselectionN015M06T01Changetool1N020S1000M03Startspindleat1000rpmN025G43G00H01Z128Rapidtool1to128mmabovepartN030X0.Y0.M08RapidtoprogramzeroandcoolantonN035X20.Y20.Rapidtohole1N040Z20Rapidto20mmabovepartN045G01Z2.F100LinearinterpolationplungetoZ2mmatfeedrate100rpm/minN050G81R2Z-3F50Startcenterdrillcycleathole1finaldepthisZ-3mm,returnto2mmabovepartN055Y45Centerdillhole2N060X70Centerdillhole3N065Y20Centerdillhole4N070G80CancelfixedcyclesG81N075G49G00Z200M05Rapidto200mmabovepartN080T02M06Changetool2N85S600M03N090G43G00H02Z128N095X0.Y0.M08N100X20Y20.N105Z20N110G01Z2F100N115G83R2Z-35Q5.F40.Deepdrillcycleathole1finaldepthisz-38;5mmpeckdepth;rapidto2mmabovepartN120Y45.Deepdrillhole2N125X70Deepdrillhole3N130Y20Deepdrillhole4N135G80G83cyclecanclledN140G49G00Z200M05N145M06T03N150S150M03N155G43G00H03Z128N160X0.Y0.M08N165X20.Y20.N170Z20N175G01Z2.F100N180G84R2.Z-35.F1.5Tapcycleathole1N185Y45.N190X70N195Y20N200G80G84cyclecancelledN210G49G00Z200M05N220M09CoolantoffN225M30Exercise1StepoperationToolspeedfeed1PeckdrillallholesΦ12mmdrill60040O0002N005G90G21G40G49G80G17N010G54N015M06t01N020S600M03N025G43G00H1Z128N030X0.Y0.M08N035X20.Y35Rapidtohole1N040Z20N045G01Z2.F100N050G81R2.0Z-15F40.Drillhole1N055G80N060G00X60Rapidtohole2N065G81R-13Z-30N070G80N075G00X100.Z-13.N080G81R-28.Z-45.N085G80N090G00Z100M05N95M09N100M30LoopingL-wordisusedtoindicatethenumberoftimesacycleshouldberepeated,anditcanbeusedwithanyofthehole-makingcycles.Ex.N90G91G81X1.0Y0.0Z-1.2R0.8F5.0L5Theblockaboveusedincrementalpositioningtocallthedrillingcycle.Thiscyclewilldrillfiveholesthatare1.0apart.OrN90G90G81X1.0Y1.0Z-1.0R0.2F5.0N100G91X1.0L4//repeathole4timesat1.0incrementsG80ProgrammingexamplesusingcannedcyclesEx10.51.01.01.00.50.5%O0301N10G20G40G49G54G80G90N20M06T02N30G43H02G00Z20N40M03S1200N50G99G81X1.0Y0.5Z-0.5R0.2F10.0//drillingcycletodrillholes0.5”deepN60X2.0Y0.5//hole2N70X3.0Y0.5//hole3N80X3.0Y1.0//hole4N90X2.0Y1.0//hole5N100X1.0Y1.0//hole6N110G80//canceldrillingcycleN120G49G91G28Z2.0N130M05M140M30%Createthesameholepattern,butthistimealoopisused.Ex.2%O0302N10G20G40G49G54G80G90G98N20M06T02N30G43H02G00Z20N40M03S1200N50G99G81X1.0Y0.5Z-0.5R0.2F10.0//calldrillingcyclewhileinabsolutemodeN60G91X1.0L2//switchtoincrementalandlooptwiceN70Y0.5//movetosecondrowN80X-1.0L2//looptodrillthelasttwoholesN90G80N100G49G91G28Z2.0N110M05M120M30习题1O0003N005G90G21G40G49G80G17N010G54N015M06T01N020S600M03N025G43G00H01Z128N030X0.Y20.M08(0,20,128)N035Z20.N040G01Z2.F100.N045G91G81X20.R2.Z-15F50.L10G99Drill10holesinfirstrowN050Y20DrillfirstholeinsecondrowN055X-20.L9Drill9holesinsecondrowN060Y20.ThirdrowN065X20.L9N070Y20FourthrowN075X-20.L9N080Y20.FifthrowN085X20.L9N090Y20.FixthrowN95X-20.L9N100Y20SeventhrowN105X20.L9N110Y20EighthrowN115X-20L9N120Y20NinthrowN125X20.L9N130Y20.TenthrowN135X-20.L9N140G00Z100M05N145M09N150M30应用举例分析零件图样，进行工艺处理

该零件孔加工中，有通孔、盲孔，需钻、扩和镗加工，故选择钻头T01、扩孔刀T02和镗刀T03，加工坐标系Z向原点在零件上表面处。由于有三种孔径尺寸的加工，按照先小孔后大孔加工的原则，确定加工路线为：从编程原点开始，先加工6个φ6的孔，再加工4个φ10的孔，最后加工2个φ40的孔。T01、T02的主轴转数S=600r/min，进给速度F=120mm/min；T03主轴转数S=300r/min，进给速度F=50mm/min。加工调整

T01、T02和T03的刀具补偿号分别为H01、H02和H03。对刀时，以T01刀为基准，按图中的方法确定零件上表面为Z向零点，则H01中刀具长度补偿值设置为零，该点在机床坐标系中的位置为Z-35。对T02，因其刀具长度与T01相比为140-150=-10mm，即缩短了10mm，所以将H02的补偿值设为-10。对T03同样计算，H03的补偿值设置为-50。根据零件的装夹尺寸，设置加工原点G54：X=-600，Y=-80，Z=-35。参数设置：

H01=0，H02=-10，H03=-50；

G54：X=-600，Y=-80，Z=-35。数学处理

在多孔加工时，为了简化程序，采用固定循环指令。这时的数学处理主要是按固定循环指令格式的要求，确定孔位坐标、快进尺寸和工作进给尺寸值等。固定循环中的开始平面为Z=5，R点平面定为零件孔口表面+Z向3mm处。编写零件加工程序N10G54G90G00X0Y0Z30//进入加工坐标系

N20T01M98P9000

//换用T01号刀具

N30G43G00Z5H01

//T01号刀具长度补偿

N40S600M03//主轴起动

N50G99G81X40Y-35Z-63R-27F120//加工#1孔（回R平面）

N60Y-75//加工#2孔（回R平面）

N70G98Y-115//加工#3孔（回起始平面）

N80G99X300//加工#4孔（回R平面）

N90Y-75//加工#5孔（回R平面）

N100G98Y-35//加工#6孔（回起始平面）

N110G49G00Z30

//Z向抬刀，撤消刀补

N120G00X500Y0M05

//回换刀点，

N130T02M98P9000//换用T02号刀

N140G43Z5H02//T02刀具长度补偿

N150S600M03//主轴起动N160G99G81X70Y-55Z-50R-27F120//加工#7孔（回R平面）

N170G98Y-95//加工#8孔（回起始平面）

N180G99X270//加工#9孔（回R平面）

N190G98Y-55//加工#10孔（回起始平面）

N200G49G00Z30//Z向抬刀，撤消刀补

N210G00X500Y0M05//回换刀点

N220T03M98P9000

//换用T03号刀具

N230G43Z5H03//T03号刀具长度补偿

N240S300M03//主轴起动

N250G76G99X170Y-35Z-65R3F50//加工#11孔（回R平面）

N260G98Y-115//加工#12孔（回起始平面）

N270G49G00Z30//撤消刀补

N280M05M30//程序停加工中心的换刀程序

除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控机床相同。不同的数控系统，其换刀程序是不相同的，通常选刀和换刀分开进行。多数加工中心都规定了“换刀点”位置，即定距换刀。换刀程序可采用两种方法设计：方法一：N10G28Z0T02N20M06

方法二：N100G01Z30T02……………N200G28Z0M06N210G01Z30T05……………N001G92X0Y0Z0；工件坐标系设置在参考点；N002G90G00Z250.0T11M06；到换刀点换T11刀具；N003G43Z0H11；到初始平面，长度补偿；N004S30M03；主轴正转；N005G99G81X400.0Y-350.0Z-153.0R-97.0F120；定位，钻1孔；N006Y-550.0；钻2孔；N007G98Y-750.0；钻3孔；N008G99X1200.0；钻4孔；N009Y-550.0；钻5孔；N010G98Y-350；钻6孔；N011G00X0Y0M05；X、Y坐标返回到参考点，主轴停；N012G49Z250.0T15M06；到换刀点，取消刀具长度补偿，换T15刀具；N013G43Z0H15；到初始平面，并进行刀具长度补偿；N014S20M03；主轴正转；参考点350100100100100400150250250150321781112139106542505050302033T11T15T31返回位置初始平面200190150钻孔1～6：φ10mm；钻孔7～10：φ20mm镗孔11～13：φ95mmN015G99G82X550.0Y-450.0Z-130.0R-97.0P300F70；定位，钻7孔，返到R平面，孔底暂停；N016G98Y-650.0；定位，钻8孔，返回到初始平面，孔底暂停；N017G99X1050.0；定位，钻9孔，返回到R平面，孔底暂停；N018G98X-450.0；定位，钻10孔，到初始平面，孔底暂停；N019G00X0Y0M05；返回到参考点，主轴停；N020G49Z250.0T31M06；到换刀点，取消长度补偿，换T31刀具；N021G43Z0H31；到初始平面，进行刀具长度补偿；N022S10M03；主轴正转；N023G99G85X800.0Y-350.0Z-153.0R-47.0F50；定位，镗11孔，返回到R平面；N024G91Y-200.0L2；定位，镗12、13孔，返回到R平面；N025G28X0Y0M05；经中间点（0,0,-47.0）回到参考点，主轴停；N026G49Z0；取消刀具长度补偿；N027M00；程序停止。参考点350100100100100400150250250150321781112139106542505050302033T11T15T31返回位置初始平面200190150钻孔1～6：φ10mm；钻孔7～10：φ20mm镗孔11～13：φ95mm例:如图所示零件，进行打中心孔、钻孔、攻螺纹等加工。主程序为O0003；钻中心孔、钻孔、倒角、攻螺纹和钻孔位置子程序分别为O0100、O0200、O0300、O0400和O0500号。工件坐标系的原点为W，固定循环的初始平面为Z=250㎜，R点平面为Z=2㎜，钻通孔钻头伸出量为2㎜，中心孔的孔深为1.5㎜，倒角深度为1㎜，其它尺寸如图。

刀具: T01（中心钻）

T02（Ф8.5钻头）

T03（倒角钻头）

T04（M10丝锥）。

4321WФ80XYXZ228.515M10WO0100；钻中心孔子程序

N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0；钻中心孔循环，钻第1个孔的中心孔

N90M98P0500；调用孔位置子程序（二级调用），钻2、3、4孔的中心孔

N95M99；O0200；钻孔子程序

N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；钻第1个孔

N105M98P0500；调用孔位置子程序，钻2、3、4孔

N110M99；O0300；倒角子程序

N115G99G81X-40.0Y0.R2.0Z-1.0F20.0；第1个孔倒角

N120M98P0500；调用孔位置子程序，对2、3、4孔倒角N125M99；O0400；攻丝子程序

N130G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；攻第1个孔

N135M98P0500；调用孔位置子程序，对2、3、4孔攻丝

N140M99；O0500；位置子程序

N150X0Y40.0；第2个孔的位置

N155X40.0Y0；第3个孔的位置

N160X0.0Y-40.0；第4个孔的位置N162M05；

N165M99；4321WФ80XYXZ228.515M10WO0003；主程序

N10G54G90G00X0Y0Z250.0；选择工件坐标系，快进到换刀点

N15T01M06；换上01号刀具—中心钻

N20S1500M03M08；启动主轴，开冷却液N22G43G00Z5H01；01号刀具长度补偿

N25M98P0100；在四个孔中心孔位置打中心孔

N30G49G00Z250M05M09T02M06；换02号刀具—Ф8.5钻头

N35S1000M03M08；启动主轴，开冷却液N36G43G00Z5H02;02号刀具长度补偿

N40M98P0200；钻四个孔

N45G49G00Z250M05M09T03M06；换03号刀具—倒角

N50S1500M03M08；启动主轴，开冷却液N52G43G00Z5H03;03号刀具长度补偿

N55M98P0300；给每个孔倒角

N60G49G00Z250

M05M09T04M06;换04号刀具—M10丝锥

N65S200M03M08；启动主轴，开冷却液N66G43G00Z5H04；04号刀具长度补偿

N70M98P0400；对四个孔攻丝

N80G49G00Z250M05M09;N90M30；主程序结束4321WФ80XYXZ228.515M10W使用子程序时应注意：

1）主程序可以调用子程序，子程序也可以调用其他子程序，但子程序不能调用主程序和自身。

2）主程序中模态代码可被子程序中同一组的其他代码所更改。

3）最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用子程序。习题2Drillandtap0.375’’-6,0.5Deepsink0.482degPositionXY#11.250#20.5630.974#3-0.5630.974#4-1.250#5-0.563-0.974#60.563-0.974StepoperationtoolSpeedfeed1CenterdrillTool112003.02drillTool212003.73Countersink(z-0.2)Tool43701.14tapTool31500.3755drillTool56002.446boringTool69161.37%//O0303N10G20G40G49G54G80G90G98N20M06T01(spotdrill)N30G43H01M08N40M03S1200N50G99G81X0.0Y0.0Z-0.2R0.2F3.0//spotdrillalloftheholesN60X1.25Y0.0//hole1N70X0.563Y0.974//hole2continuingcounterclockwiseN80X-0.563Y0.974//hole3N90X-1.25Y0.0N100X-0.563Y-0.974N110X0.563Y-0.974N120G80M09M05//stopcoolantN130G49G00Z10.0Y5.0//spindlemovedinpreparationfortoolchangeN140M06T02//tapdrill螺孔钻N150G43H02M08N160M03S1200N170G99G83X0.0Y0.0Z-0.85Q0.25R0.2F3.7//peckdrillthesevenholelocationwitha0.312”drillN180X1.25Y0.0Z-0.594//drilltappedholes,Z-levelissettogiveafulldiameterdepthof0.5”N190X0.563Y0.974N200X-0.563Y0.974N210X-1.25Y0.0N220X-0.563Y-0.974N230X0.563Y-0.974N240G80M09M05N250G49G00Z10.0Y5.0N260M06T04//countersinkdrillN270G43H04M08N280M03S370

N290G99G82X1.25Y0.0Z-0.230P0.17R0.2F1.1//countersinktheholespriortotappingN300X0.563Y0.974N310X-0.563Y0.974N320X-1.25Y0.0N330X-0.563Y-0.974N340X0.563Y-0.974N350G80M09M05N360G49G00Z10.0Y5.0