数控技术张永春数控铣床及加工中心程序的编制及操作PPT课件

Page1 第5章数控铣床及加工中心程序的编制及操作 5 1数控铣床及加工中心概述5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介5 4铣削加工编程实例 Page2 5 1数控铣床及加工中心概述 5 1 1数控铣床概述1 数控铣床的组成与布局 1 数控铣床的组成1 数控系统2 主传动系统3 进给传动系统4 辅助装置5 机床基础件 2 数控铣床的布局如图5 1所示XK5040A型数控铣床的布局图 2 数控铣床的分类 1 按主轴布置形式分类1 立式数控铣床 Page3 1 底座 2 强电柜 3 变压器箱 4 垂直升降进给伺服电动机 5 按钮板 6 床身 7 数控柜 8 11 行程挡块 9 挡铁 10 操纵台 12 横向溜板 13 纵向进给伺服电动机 14 横向进给伺服电动机 15 升降台 16 纵向工作台图5 1XK5040A型数控铣床 Page4 2 卧式数控铣床3 龙门式数控铣床4 立 卧两用数控铣床 2 按数控系统的功能分类1 经济型数控铣床2 全功能数控铣床3 高速铣削数控铣床3 数控铣床的特点 1 高柔性 2 高适应性 3 高精度 5 1数控铣床及加工中心概述 Page5 5 1数控铣床及加工中心概述 4 高效率 5 半封闭或全封闭式的防护 6 主轴无级变速且变速范围宽 7 采用手动换刀 8 一般为三坐标联动 9 大大减轻操作者的劳动强度 10 应用广泛 Page6 5 1数控铣床及加工中心概述 5 1 2加工中心概述1 加工中心的组成与布局加工中心除了具有数控系统 主传动系统 进给传动系统 辅助装置和机床基础件等部分外 还有自动换刀装置 ATC 2 加工中心的分类 1 按照布局方式分类 2 按照加工方式分类 3 按照数控系统分类3 加工中心的主要功能4 加工中心的加工对象 Page7 a 加工中心整体外形图 b 加工中心结构组成图1 ATC刀库 2 切削液箱 3 立柱 4 滑鞍 5 主轴头 6 整体防护 7 操作面板 8 切屑 切削液回收槽 9 工作台 10 床身图5 2MXR 560V型立式加工中心 Page8 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 5 2 1数控系统的功能代码1 准备功能准备功能指令 G代码 由字母 G 和其后的1 4位数字组成 见表5 1为FANUC系统的G代码 2 辅助功能表5 2为FANUC系统的M代码3 主轴功能4 进给功能5 刀具功能6 刀具补偿功能 Page9 5 2 2手工编程 手工编程手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤 包括分析零件图样 确定加工中所需的工艺信息 数据处理 编写数控程序单 程序的校验及试切等 均由人工来完成 自动编程自动编程是指用计算机辅助生成数控程序 不需人工计算轨迹坐标和编写程序单 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page10 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 1 程序结构完整的数控加工程序是由程序号 程序段和程序结束所组成 程序结构示例如下 O1111程序号 N01G54G00X0Y0 N02M03S500 N03G01G41X10Y5D01F150 N60M30 程序结束 程序段 Page11 2 常用G代码编程指令 FANUC系统 1 与坐标相关的编程指令1 设定工件坐标系指令G92G92X Y Z 图5 3G92设定的工件坐标系 2 选择工件坐标系指令G54 G59 图5 4工件坐标系的选取 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page12 3 绝对坐标编程指令G90及增量坐标编程指令G91 G90G00X Y Z G91 4 平面选择指令 G17 G18 G19 2 快速定位指令G00G00X Y Z 3 直线插补指令G01G01X Y Z F 4 圆弧插补指令G02和G03 图5 5圆弧插补方向 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page13 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page14 5 刀具补偿指令1 刀具半径补偿指令G40 G41 G42 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page15 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 G41表示刀具半径左补偿指令 如图5 7 a G42表示刀具半径右补偿指令 如图5 7 b G40表示取消刀具半径补偿指令 D及其后面的数字表示刀具半径补偿号 刀补号码D00 D99 它代表了刀补表中对应的半径补偿值 Page16 2 刀具长度补偿指令G43 G44 G49 程序段格式 其中 G43为刀具长度正补偿指令 G44为刀具长度负补偿指令 G49为取消刀具长度补偿指令 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page17 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 如图5 8所示 执行G43时 Z实际值 Z指令值 H 执行G44时 Z实际值 Z指令值 H 式中 H 是指编号为 寄存器中的补偿值 图5 8刀具长度补偿 Page18 3 固定循环指令 图5 9孔加工动作 a G90方式孔加工固定循环 b G91方式孔加工固定循环图5 10孔加工固定循环 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page19 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 如图5 9所示 孔加工通常由下述6个动作组成 动作1 孔定位 使刀具快速定位到孔加工的位置 动作2 快进到R平面 即刀具自初始点快速进给到R平面 动作3 孔加工 以切削进给的方式执行孔加工的动作 动作4 在孔底的动作 包括暂停 主轴准停 刀具移位等动作 动作5 返回到R平面 继续孔的加工而又可以安全移动刀具时选择R平面 动作6 快速返回到初始平面 孔加工完成后一般返回初始平面 Page20 初始平面 是为安全下刀而规定的一个平面 R平面 又称R参考平面 这个平面是刀具下刀时自快进转为工进的高度平面 距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化来确定 一般可取2 5mm 使用G99指令时 刀具将返回到该平面上的R平面 孔底平面 加工盲孔时 孔底平面为孔底的Z轴高度 加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离 主要是要保证全部孔深都加工到尺寸 钻削加工时还应考虑钻头对孔深的影响 固定循环的坐标数值形式可以采用固定循环绝对坐标 G90 和相对坐标 G91 表示 如图5 10所示 采用G90方式时 如图5 10 a 所示 R和Z一律取其终点坐标值 采用G91方式时 如图5 10 b 所示 R则指从初始点到R点的距离 Z是指从R点到孔底平面上Z点的距离 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page21 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 固定循环程序段格式如下 式中 G98 返回初始平面 为默认方式 G99 返回R参考平面 G 固定循环代码 主要有G73 G74 G76和G81 G89 X Y 孔位坐标 G90 或加工起点到孔位的距离 G91 R R点的坐标 G90 或初始点到R点的距离 G91 Z 孔底坐标 G90 或R点到孔底的距离 G91 Q 每次进给深度 G73 G83 P 刀具在孔底的暂停时间 F 切削进给速度 K 固定循环的次数 系统默认为K1 Page22 1 高速深孔钻削循环指令G73 程序段格式 G73X Y Z R Q F K G73用于深孔加工 它执行间歇进给直到孔的底部 同时从孔中排除切屑 每次背吃刀量为Q 退刀距离为d 孔加工动作如图5 11所示 通过Z轴的间歇进给可以较容易地断屑 排屑 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page23 2 攻左旋螺纹循环指令G74和攻右旋螺纹循环指令G84 程序段格式 G74 G84 X Y Z R P F K 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page24 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 3 钻削循环指令G81程序段格式为 G81X Y Z R F K 4 钻削 镗削循环指令G82程序段格式为 G82X Y Z R P F K Page25 5 深孔钻削循环指令G83程序段格式 G83X Y Z R Q F K 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page26 4 子程序应用针对数控加工程序中部分相同模式的程序段多次出现 把这部分程序段按一定格式编成一个程序 该程序称为子程序 而原来的程序称为主程序 1 子程序的格式O M99子程序号是由地址码 O 及其后的4位数字组成 若前几位数字为0 则可省略 子程序结束指令为M99 用以结束子程序并返回主程序或上一层子程序 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 Page27 5 2数控铣床及加工中心常用的编程指令 2 调用子程序格式M98P L M98表示调用子程序指令 地址码L后面的 3位数字表示重复调用的次数 若只调用一次 则可省略重复次数 P后面的 4位数字表示被调用的子程序号 例如 M98P2001L12 表示调用程序号为2001的子程序12次 Page28 5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介 1 FANUC0i数控系统操作面板 1 MDI面板上键的位置 Page29 2 机床操作面板机床操作面板的功能和按钮的排列与具体的数控铣床的型号有关 图5 19所示为XKA714型数控铣床的操作面板 各主要按钮的作用介绍如下 图5 19XKA714型数控铣床操作面板 5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介 Page30 2 数控铣床的基本操作 1 电源的接通 检查铣床的外表是否正常 如后面电控柜的门是否关上 铣床内部是否有其他异物 打开位于铣床后面电控柜上的主电源开关 应听到电控柜风扇和主轴电动机风扇开始工作的声音 按操作面板上的 POWERON 按钮接通电源 几秒钟后CRT显示屏上出现X Y Z坐标后 才能操作数控系统上的按钮 否则容易损坏机床 2 电源的断开 自动加工循环结束 自动循环按钮的指示灯灭 机床运动部件停止运动 按操作面板上的 POWEROFF 按钮 断开数控系统的电源 最后切断电源柜上的机床电源开关 3 手动返回机床参考点机床上有一个确定机床位置的基准点 5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介 Page31 4 手动操作使用机床操作面板上的开关 按钮或手轮 用手动操作移动刀具 可使刀具沿各坐标轴移动 5 自动操作1 运转方式 存储器的运行步骤a 预先将程序存人存储器中 b 选择要运行的程序 c 将方式选择开关置于自动位置 如图5 32所示 d 按循环启动按钮 即开始自动运转 5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介 Page32 5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介 6 程序的输入数控铣床的键盘程序输入有如下两种方法 1 程序存储 编辑操作前的准备 把程序保护开关置于ON上 接通数据保护键 将操作方式置为编辑方式 按显示机能键 PRGRM 或 程序 软体键后 显示程序后方可编辑程序 MDI运转从CRT MDI操作面板输入一个程序段的指令并执行该程序段 Page33 2 把程序存入存储器中用MDI键盘键入方法如下 方式选择为编辑方式 编辑 按软键 LIB 用键输入地址O 如果存储器中没有该程序的话 输入 O0009 按 INSRT 键 通过上述操作存入程序号 之后把程序中的每个字用键输入 然后按INSRT键便将键入的程序存储起来 5 3数控铣床及加工中心的操作面板及操作简介 Page34 5 4铣削加工编程实例 5 4 1数控铣床加工实例1 平面轮廓类零件 一般来说 轮廓加工是指用圆柱形铣刀的侧刃来切削工件 成形一定尺寸和形状的轮廓 轮廓加工一般根据工件轮廓的坐标来编程 并使用刀具半径补偿的方法使刀具向工件轮廓的一侧偏移 经切削后形成准确的轮廓轨迹 如果要实现粗 精切削 也可用同一程序段通过改变刀具半径补偿值来实现粗切和精切 Page35 例1 如图5 36所示 请编写程序 完成凸台的加工 以知该工件毛坯为 85mm 30mm的圆柱件 材料为硬铝 5 4铣削加工编程实例 图5 36轮廓加工 一 Page36 5 4铣削加工编程实例 O0001 N1G54G90G40G49 N2T01M06 N3G00X50Y20S800M03 N4G43H01Z 5 N5G42G01D01X27 5Y21 651F60 N6X5Y34 641 N7G03X 32 5Y12 990R25 N8G01X 32 5Y 12 990 N9G03X5Y 34 641R25 N10G01X27 5Y 21 651 N11G03Y21 651R25 N12G01G40X30Y40 N13G49G00Z30 N14M05 N15M30 参考程序 Page37 例2 如图5 38所示 工件毛坯为45硬铝 请编制程序 完成凸台轮廓的加工 图5 38轮廓加工 一 O0001 N1T01M06 N2S1200M03 N3G54G00X25Y 20M08 N4G00Z50 N5G00Z5 N6G01Z 4F100 N7G41G01X25Y4D03F300 N8G01X10Y4 N9G02X4Y10R6 N10G01X4Y25 N11X25Y48 N12G02X48Y25R23 N13G01X25Y4 N14G40G01X25Y 20M09 N15G00Z100M05 N16M02 5 4铣削加工编程实例 Page38 5 4 2数控铣床加工实例2 挖槽类零件 例1 如图5 41所示 该零件材料为45钢 请编写程序完成挖槽加工 图5 41挖槽加工 一 Page39 N16Y18 642R30 N17G40G01X17Y15 N18G42D01G01X11 18Y10 N19X 11 18 N20G03Y 10R15 N21G01X11 18 N22G03Y10R15 N23G40G01X17Y15 N24G02Y 15R22 5 N25G01Z1 N26G00X 17Y 15 N27G01Z 5F20 N28G02Y15R22 5F40 N29G49G00Z30 N30M05 N31M09 N32M30 O0004 N1T01M06 N2G54G40G49G90 N3G00X22Y10 N4G43H01Z5 N5S750M03 N6M08 N7G01Z 5F20 N8G41X23 647Y18 462D01F40 N9G03X20 494Y20R4 N10G01X 20 494 N11G03X 23 647Y18 642R4 N12Y 18 462R30 N13X 20 494Y 20R4N14G01X20 494 N15G03X23 647Y 18 642R4 Page40 例2 如图5 43所示 请编制凹槽轮廓的NC程序 图5 43挖槽加工 二 5 4 2数控铣床加工实例2 挖槽类零件 Page41 5 4 3数控铣床加工实例3 孔系类零件 图5 45孔加工 Page42 1 工艺分析及处理 Page43 2 程序编制 O0005 N1G40G49G90 N2T01M06 D5中心钻 N3G54G00X 37Y 22S1000M03 N4G43G00Z20H01M08 N5G98G81X 37Y 22Z 10R 5F100 N6X37 N7Y22 N8X 37 N9G99 N10X0Y20Z 2R3 N11X 17 32Y10 N12Y 10 N13X0Y 20 N14X17 32Y 10 N15Y10 N16X10Y17 32 N17X0Y0 N18G98 N19G80M05 N20G91G28X0Y0 回参考点 N21T02M06 D7麻花钻 N22G90G00X 37Y 22X1200M03 N23G43H02G00Z20M08 N24G98G81X 37Y 22Z 25R 5F120 N25X37 N26Y22 N27X 37 N28G80M05 N29G91G28X0Y0 N30T03M06 D12键槽铣刀 N31G90G00X 37Y 22M03S600 N32G43G00Z20H03M08 N33G98G82X 37Y 22Z 14P100R 5F60 N34X37 N35Y22 N36X 37 N37G80M05 N38G91G28X0Y0 N39T04M06 D5麻花钻 N40G90G00X0Y20S1400M03 N41G43G00Z20H04M08 N42G99G73X0Y20Z 15R3Q3F140 N43X 17 32Y10 N44Y 10 N45X0Y 20 N46X17 32Y 10 N47Y10 N48G98 N49G80M05 Page44 N50G91G28X0Y0 N51T05M06 D18麻花钻 N52G00X0Y0S400M03 N53G43G00Z20H05M08 N54G98G73X0Y0Z 28R3Q3F40 N55G80M05 N56G91G28X0Y0 N57T06M06 D19 4麻花钻 N58G90G00X0Y0S300M03 N59G43G00Z20H06M08 N60G98G81X0Y0Z 28R3F30N61G80M05 N62G91G28X0Y0 N63T07M06 D4 8麻花钻 N64G90G00X10Y17 32S1500M03 N65G43G00Z20H07M08 N66G98G73X10Y17 32Z 25R3Q3F150 N67G80M05 N68G91G28X0Y0 N69T08M06 D5铰刀 N70G90G00X10Y17 32S100M03 N71G43H08G00Z20M08 N72G85X10Y17 32Z 28R3F100 N73G80M05 N74G91G28Z0Y0 N75T09M06 45 倒角刀 N76G90G00X10Y17 32S1000M03 N77G43G00Z20H09M08 N78G82X10Y17 32Z 3 5R3P100F200 N79G80M05 N80G91G28X0Y0 N81T10M06 M6丝锥 N82G90G00X0Y20S100M03 N83G43G00Z20H10M08 N84G99G84Z0Y20Z 10R5F1000 N85X 17 32Y10 N86Y 10 N87X0Y 20 N88X17 32Y 10 N89Y10 N90G98 N91G80M05 N92G91G28X0Y0 N93T11M06 镗刀 N94G90G00X0Y0S500M03 N95G43G00Z20H11M08 N96G98G76X0Y0Z 21R3Q0 3F50 N97G80M05 N98G00Z200M09 N99M02 Page45 5 4 4数控铣床加工实例4 子程序应用 图5 47子程序应用 Page46 1 工艺分析及处理 如图所示 工件毛坯为50mm 50mm的零件 材料为模具钢 由于材料较硬 加工凸台时 利用子程序 用D16键槽铣刀分层轮廓铣削 每层切削深度为1mm 加工4 9孔时 也是利用子程序 用D6的键槽铣刀分层铣削 每层切削深度为1mm 详见工序表5 6 工件安装直接用机用虎钳进行装夹 2 程序编制 1 工件坐标系的确定 本例槽呈前后 左右对称状 故工件坐标系的原点设在工件中心表面上 2 参数设置D01 8mm D02 3mm H01 20 96mm H02 10 86 3 程序编制 Page47 O0004 N1T01M06 N2S1200M03 N3M08 N4G54G00X0Y0 N5G43G00Z50H01 N6G00X0Y 40 N7G00Z2 N8G01Z0F100 N9M98P101L4 N10G00Z100 N11M05 N12G91G28X0Y0 N13T02M06 N14S2000M03 N15G90G00X 18Y 18 N16G43G00Z50H02 N17M98P102 N18G00X18Y 18 N19M98P102 N20G00X18Y18 N21M98P102 N22G00X 18Y18 N23M98P102 N24G00Z150M09 N25M05 N26M02 O101 加工凸台子程序N1G91 N2G01Z 1F200 N3G90 N4G41G01X0Y 18D01 N5G01X 8Y 18 N6G03X 18Y 8R8 N7G01X 18Y8 N8G03X 8Y18R8 N9G01X8Y18 N10G03X18Y8R8 N11G01X18Y 8 N12G03X8Y 18R8 N13G01X0Y 18 N14G40G01X0Y 40 N15M99 O102 铣孔的子程序N1G00Z 1 N2G01Z 6F100 N3G91 N4G41G01X4 5Y0D02 N5G03I 4 5 N6G40G01X 4 5Y0 N7G90 N8G00Z50 N9M99 Page48 5 4 5数控铣床加工实例5 模具加工 图5 49凸模零件简图 Page49 1 工艺分析及处理 2 程序编制 1 工件坐标系的确定 本例槽呈前后 左右对称状 故工件坐标系的原点设在工件中心表面上 2 参数设置D01 8mm D02 3mm H01 20 96mm H02 10 86 Page50 O1212 凸模顶平面的铣削加工N001G90G94G40G49G21G54 N002T01M06 N003G00X 110Y0 N004G43G00Z150H01 N005S600M03 N006M08 N007Z3 N008G01Z0F30 N009X110F40 N010G49Z150 N011G00X0Y0 N012M05M09 N013G91G28X0Y0 粗铣凸模外轮廓N014T02M06 N015G90G41G00X 102Y40D02 N016S400M03 N017M08 N018G43G00Z3H02 N019M98P0001L5 N020G40G90G01Y50 N021G49G00Z150 N022M05M09 N023G91G28X0Y0 精铣凸模外轮廓N014T02M06 N015G90G41G00X 102Y40D02 N016S400M03 N017M08 N018G43G00Z3H02 N019M98P0001L5 N020G40G90G01Y50 N021G49G00Z150 N022M05M09 N023G91G28X0Y0 精铣凸模外轮廓N024T03M06 N025G90G41G00X 102Y40D03 N026S750M03 N027M08 N028G43Z3H03 N029G01X44 721Y40F80 N030G02X44 721Y 40R60 Page51 N031G01X 44 721Y 40 N032G02X 44 721Y40R60 N033G01X 48 99Y50F100 N034X48 99 N035G02X48 99Y 50R70 N036G01X 48 99 N037G02X 48 99Y50R70 N038G01X 52 915Y60 N039X52 915 N040G02X52 915Y 60R80 N041G01X 52 915 N042G02X 52 915Y60R80 N043G01X 56 569Y70 N044X56 569 N045G02X56 569Y 70R90 N046G01X 56 569 N047G02X 56 569Y70R90 N048G40G01X 73 485Y75 N049G03X 100Y32 016R105 N050G01Y56 789 N051G02X 87 178Y75R115 N052G01X 100 N053Y 32 016 N054G03X 73 485Y 75R105 N055G01X 87 178 N056G02X 100Y 56 789R115 N057G01Y 75 N058X73 485 N059G03X100Y 32 016R105 N060G01Y 56 789 N061G02X87 178Y 75R115 N062