数控铣床与加工中心

第5章数控铣床和加工中心及编程 5 1加工工艺基础 5 2数控铣床加工中心编程 5 3加工中心编程实例 学习目标和重点 目标 学习和应用FANUC数控系统的各种指令 掌握FANUC数控系统的各种指令格式和应用范围 技巧 中等难度的零件加工程序的编制和加工 重点 FANUC数控系统的各种指令格式和应用范围 技巧 数控加工及程序编制的综合能力 5 2数控铣床加工中心编程 数控铣床的品种繁多 结构及数控系统各异 但在许多方面仍有共同之处 本章介绍采用FANUC系统的数控铣床的程序编制 数控系统的功能工件坐标系设定基本移动指令刀具参数补偿指令固定循环指令子程序 5 2 1数控系统的功能 1 G功能G90G80G40G17G49G21 功能 初始化状态设定 式中 G90 绝对值方式 G80 取消固定循环 G40 取消刀具半径补偿 G17 选择xy平面 G49 取消刀具长度补偿 G21 公制单位输入选择 5 2 1数控系统的功能 2 M功能前指令码 前指令码和同一程序段中的移动指令同时执 W 和后指令码后指令码 在同段的移动指令执行完后才执行 3 F功能 fz mm min 进给速度vf fz z n 铣床 加工中心 4 S功能 r min 5 2 1数控系统的功能 5 T功能 1 换刀指令为无机械手式换刀方式 固定刀号式M06T02 主轴上的刀具先装回刀库 再旋转至2号刀 将2号刀装上主轴 有机械手式换刀方式 无固定刀号式 T01 1号刀转至换刀位置 M06T03 将1号刀换到主轴上 3号刀转至换刀位置 M06T04 将3号刀换到主轴上 4号刀转至换刀位置 M06 将4号刀换到主轴上 5 2 2工件坐标系设定 1 G54 G59设定数控机床一般在开机后需 回零 才能建立机床坐标系 一般在正确建立机床坐标系后可用G54 G59在一个程序中最多设定6个工件坐标系 例 在程序中用设定一个坐标系 左图 和设定两个坐标系 右图 5 2 2工件坐标系设定 2 G92建立工件坐标系G92X Y Z 功能 通过设定刀具起点相对于工件原点的相对位置来建立坐标系 需单独程序段 式中 X Y Z 指刀具起点相对于工件原点的坐标 G92X30 Y30 Z20 5 2 2工件坐标系设定 注意 在使用G92之前必须保证刀具处于对刀点 执行该程序段只建立工件坐标系 并不产生坐标轴移动 G92建立的工件坐标系在机床重开机时消失 使用G54 G59建立工件坐标系时 指令可单独指定 也可与其它指令同段指定 如果该程序段中有移动指令 G00 G01 就会在设定的坐标系中运动 G54 G59建立工件坐标系在机床重新开机后并不消失 并与刀具的起始位置无关 5 2 3基本移动指令 1 快速定位 G00 G0 格式 G00X Y Z 功能 只能快速定位 不能切削加工 可以同时指令一轴 两轴或三轴 2 直线插补 G01 G1 格式 G01X Y Z F 功能 可以同时指令一轴 两轴或三轴 例 在立式数控铣床上按图所示的走刀路线铣削工件上表面 已知主轴转速300r min 进给量为200mm min 试编制加工程序 O5001 G90G54G00X155 Y40 S300 G00Z50 M03 Z0 G01X 155 F120 G00Y 40 G01X155 G00Z300 M05 X250 Y180 M30 3 圆弧插补 G02 G2 G03 G3 式中 I J K 圆心分别在x y z轴相对圆弧起点的增量 IJK编程 G91方式IJK编程 G91G17 G02X30 Y 30 0I 20 J 50 F120 G91方式R编程 G91G17 G02X30 Y 30 0R54 F120 G90方式IJK编程 G90G17G54 G02X90 Y40 0I 20 J 50 F120 G90方式R编程 G90G17G54 G02X90 Y40 0R54 F120 IJK编程与R编程 例 在立式数控铣床上按图所示的走刀路线铣削工件外轮廓 不考虑刀具半径 已知主轴转速400r min 进给量为200mm min 试编制加工程序 O5002 G17G90G54G00X0Y0 X 35 0Y 70 0S400 Z50 0M03 G01Z 25 0F1000M08 X 60 0F200 G03X 110 0Y 20 050 0 G01Y 40 0 G02X 140 0Y 70 0R 30 0 G01X 160 0 G03X 110 0Y 120 0R50 0 G01Y 140 0 X 80 0 G02X 40 0Y 100 0R40 0 G01Y 65 0 G00Z50 0 Z90 0M05 X0Y0 M30 5 2 3基本移动指令实例 5 2 4刀具参数补偿指令 刀具半径补偿刀具长度补偿 1 刀具半径补偿 1 刀具半径补偿的方法G41 刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿G40 取消刀具半径补偿 注意 正确选择G41和G42 以保证顺铣和逆铣的加工要求 建立格式 取消格式 注意 1 G41 42只能与G00或G01一起使用 且刀具必须移动 注意 2 D为刀具半径补偿号码 一般补偿量应为正值 若为负值 则G41和G42正好互换 2 建立 取消刀具半径补偿指令格式 刀具半径补偿过程中的刀心轨迹 外轮廓加工 内轮廓加工 注意 铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径 否则补偿时会产生干涉 系统会报警 停止执行 4 刀具半径补偿的建立有三种方式 1 先下刀后 再在x y轴移动中建立半径补偿 2 先建立半径补偿后 再下刀到加工深度位置 3 x y z三轴同时移动建立半径补偿后再下刀 半径补偿的取消路线 例1 按图示走刀路径铣削工件外轮廓 已知立铣刀为 16mm 半径补偿号为D01 毛坯 130mm 90mm 100mm O0001 G17G90G54G00X0Y0S500 Z5 M03 G41X60 0Y30 0D01 G01Z 27 F150 Y80 G03X100 Y120 R40 G01X180 Y60 G02X160 Y40 R20 G01X50 G00Z5 G40X0Y0M05 G91G28Z0 M30 5 刀具半径补偿的应用 1 编程时直接按工件轮廓尺寸编程 刀具在因磨损 重磨或更换新刀后直径会发生改变 但不必修改程序 只需改变半径补偿参数 2 刀具半径补偿值不一定等于刀具半径值 同一加工程序 采用同一刀具可通过修改刀补的办法实现对工件轮廓的粗 精加工 同时也可通过修改半径补偿值获得所需要的尺寸精度 刀具直径变化 加工程序不变 利用刀具半径补偿进行粗精加工 5 2 6固定循环功能 固定循环的基本动作固定循环指令通式固定循环指令介绍钻孔循环指令镗孔循环指令螺纹循环指令取消固定循环指令 1 固定循环的基本动作 六个动作组成 动作1 x轴和y轴定位 使刀具快速定位到孔加工的位置 动作2 快进到R点 刀具自起始点快速进给到R点 动作3 孔加工 以切削进给的方式执行孔加工的动作 Z点 动作4 孔底动作 包括暂停 主轴准停 刀具移动等动作 动作5 返回到R点 继续加工其它孔时 安全移动刀具 动作6 返回起始点 孔加工完成后一般应返回起始点 刀具返回指令 2 固定循环指令通式 式中 G 孔加工固定循环 G73 G89 X Y 孔在xy平面的坐标位置 绝对值或增量值 Z 孔底的Z坐标值 绝对值或增量值 R R点的Z坐标值 绝对值或增量值 Q 每次进给深度 G73 G83 刀具位移量 G76 G87 P 暂停时间 ms F 切削进给的进给量 mm min L 固定循环的重复次数 只循环一次时L可不指定 注意 G73 G89是模态指令 G01 G03取消 固定循环中的参数 Z R Q P F 是模态的 在使用固定循环指令前要使主轴启动 固定循环指令不能和后指令M代码同时出现在同一程序段 在固定循环中 刀具半径尺寸补偿无效 刀具长度补偿有效 当用G80取消固定循环后 那些在固定循环之前的插补模态恢复 3 固定循环指令介绍 1 钻铰循环指令 1 高速深孔啄钻循环指令格式 G73X Y Z R Q F 式中 Q 每次进给深度 2 3 2 钻孔循环指令 格式 G81X Y Z R F 3 沉孔钻削循环指令 格式 G82X Y Z R P F 式中 P 孔底暂停时间 ms 4 深孔啄钻循环指令 格式 G83X Y Z R Q F 式中 Q 每次进给深度 5 铰孔循环指令 格式 G85X Y Z R F 例 加工图示工件的5个孔 分别用G81和G83编程 G81 增量方式 编程 G90G54G00X0Y0Z100 S200M03 G91G99G81X10 Y 10 Z 30 R 95 F150 Y30 X10 Y 10 X10 G98X10 Y20 G80X 40 Y 30 M05 M30 G83 绝对方式 编程 G90G54G00X0Y0Z100 S200M03 G99G83X10 Y 10 Z 25 R5 Q5 0F150 Y20 X20 Y10 X30 G98X40 Y30 G80X0 Y0 M05 M30 例 加工图示工件的5个孔 用G82编程 G82 增量方式 编程 G90G54G00X0Y0Z100 S200M03 G91G99G82X20 Y30 Z 30 R 95 P1000F120 X20 Y10 L3 G80Z95 X 80 Y 60 M30 1 精镗孔循环指令格式 G76X Y Z R Q P F 式中 Q 刀具移动量 正值 非小数 1 0 P 孔底暂停 ms 2 镗孔循环指令 格式 G86X Y Z R F 2 镗孔循环指令 3 攻螺纹循环指令 1 攻左旋螺纹循环指令格式 G74X Y Z R F 式中 F 攻螺纹的进给速度 min vf mm min 螺纹导程P mm 主轴转速n r min 格式 G84X Y Z R F 2 攻右旋螺纹循环指令 4 取消固定循环指令 格式 G80 注意 当用G80取消孔加工固定循环后 固定循环指令中的孔加工数据也被取消 那些在固定循环之前的插补模态恢复 例题3 固定循环功能综合应用示例 加工图示工件的2 M10 1 5螺纹通孔 在立式加工中心上加工工序为 8 5麻花钻钻孔 25锪钻倒角 M10丝锥攻螺纹 切削用量见下表 试编制加工程序 O5007 G17G90G40G80G49G21 G91G28Z0 M06T01 G90G54G00X0Y0 M03S750 G43Z100 H