数控机床编程概述

加工中心编程与操作第一讲加工中心概述

一、加工中心的定义：

加工中心（MachiningCenter）简称MC，是由机械设备与数控系统组成的具有自动刀具交换装置，并能进行多种工序加工的数控机床。加工中心可在一次装夹中对工件的多个面进行多工序加工，如进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、镗削、平面铣削、轮廓铣削等加工。二、加工中心的发展史：

1952年3月美国巴森兹（Parsons）公司与美国麻省理工学院（MIT）共同发布了世界上第一台数控机床——三坐标数控铣床。1959年美国Keaney与Treckre公司开发成功了具有刀库、刀具交换装置、回转工作台的数控机床——加工中心（MachiningCenter）。第二讲加工中心编程基础

一、数控编程的概念所谓数控编程，就是把零件的工艺过程、工艺参数及其他辅助动作，按动作顺序，按数控机床规定的指令、格式编成加工程序，将其记录于控制介质即程序载体（如纸带、磁带、磁盘），再输入数控控制装置，从而操纵机床进行加工。

二、数控编程的内容

一般来讲，程序编制包括以下几个方面的工作：1、加工工艺分析编程人员首先要根据零件图，对零件的材料、形状、尺寸、精度和热处理要求等，进行加工工艺分析。合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装卡方式、刀具及切削参数等；同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能；加工路线要短，换刀次数要少。（如下图）2、数数值值计计算算根据据零零件件图图的的几几何何尺尺寸寸确确定定工工艺艺路路线线及及设设定定坐坐标标系系，，计计算算零零件件粗粗、、精精加加工工运运动动的的轨轨迹迹，，得得到到刀刀位位数数据据。。3、编编写写加加工工程程序序加工工路路线线、、工工艺艺参参数数及及刀刀位位数数据据确确定定后后，，编编程程人人员员就就可可以以根根据据数数控控系系统统规规定定的的功功能能指指令令代代码码及及程程序序段段的的格格式式，，逐逐段段编编写写加加工工程程序序。。4、制制备备控控制制介介质质把编编制制好好的的程程序序记记录录到到控控制制介介质质上上，，作作为为数数控控装装置置的的输输入入信信息息。。用用人人工工或或通通信信传传输输的的方方式式送送入入数数控控系系统统。。5、程程序序校校对对和和首首件件试试切切校验验的的方方法法是是直直接接将将控控制制介介质质上上的的内内容容输输入入到到数数控控系系统统中中，，让让机机床床空空运运行行，，以以检检查查机机床床的的运运动动轨轨迹迹是是否否正正确确，，或或者者通通过过数数控控系系统统提提供供的的图图形形仿仿真真功功能能，，在在CRT屏幕幕上上，，模模拟拟刀刀具具的的运运动动轨轨迹迹。。三、、加加工工中中心心的的坐坐标标系系统统加工工中中心心的的坐坐标标系系规规定定已已标标准准化化，，按按右右手手直直角角坐坐标标系系确确定定，，如下下图图所所示示。一一般般假假设设工工件件静静止止，，通通过过刀刀具具相相对对工工件件的的移移动动来来确确定定机机床床各各移移动动轴轴的的方方向向。。1、机机床床坐坐标标系系机床床坐坐标标系系是是用用来来确确定定工工作作坐坐标标系系的的基基本本坐坐标标系系，，是是机机床床本本身身所所固固有有的的坐坐标标系系。。该该坐坐标标系系的的位位置置必必须须在在机机床床开开机机后后，，通通过过自自动动（（或或手手动动））回回参参考考点点（（机机床床坐坐标标系系原原点点））的的操操作作建建立立。。（1）机机床床原原点点亦称称机机械械原原点点，，是是机机床床坐坐标标系系的的原原点点。。它它的的位位置置是是在在机机床床各各坐坐标标轴轴的的正正向向最最大大极极限限处处。。（2）Z坐标标的的运运动动平行行于于机机床床主主轴轴（（传传递递切切削削动动力力））的的刀刀具具运运动动坐坐标标轴轴为为Z坐标轴，规定定增大刀具和和工件之间距距离的方向为为Z坐标轴的正方方向（+Z）。（3）X坐标的运动X坐标轴为水平平方向，它平平行于工件的的装夹面，垂垂直于Z坐标轴。对于于单立柱机床床，当从刀具具向立柱看时时，X的正方向指向向右方（+X）。（4）Y坐标的运动根据X和z坐标轴，按右右手法则来确确定Y坐标轴的运动动方向。2、工作坐标系系亦称加工坐标标系，是编程程人员在编程程和加工时使使用的坐标系系，是程序的的参考坐标系系。其位置以以机床坐标系系为参考点，，工作坐标系系的原点称为为工作原点或或程序零点，，编程时的刀刀具轨迹坐标标点是按工件件轮廓在工作作坐标系中的的坐标确定。。3、确定工作坐坐标系时应注注意下列几点点：（1）工件零点应应选在零件的的尺寸基准上上，以便于坐坐标值的计算算。（2）工件零点尽尽量选在精度度较高的工件件表面上，以以提高零件的的加工精度。。（3）对于对称零零件，工件零零点设在对称称中心上。（4）对于一般零零件，工件零零点设在工件件轮廓某一角角上。（5）Z轴方向上的零零点一般设在在工件的上表表面。（6）对于卧式加加工中心最好好把工件零点点设在回转中中心上，即设设置在工作台台回转中心与与Z轴连线适当位位置上。四、加工中心心的程序结构构1、程序的组成成为运行机床而而送到CNC的一组指令称称为程序。一一个完整的加加工程序由程程序号、程序序的内容和程程序结束这三三部分组成。。在程序中，，以刀具实际际移动的顺序序来指定指令令（如下图））。2、程序的格式式如现有如下表表所示加工中中心的加工程程序程序：O0009;程序号N01G91G28Z0;相对方式Z轴回机械零点N02G28X0Y0;相对方式X,Y轴回机械零点N03T01M06;换编号为一号的刀具N04G90G54G00X0Y0S1000M03;绝对编程方式,以G54里的参数为编程原点，快速定位到X0Y0处，主轴以1000r/min的转速顺时针转动N05G43Z100.0H01M08;建立刀具长度补偿，冷却液开N06G98G81X0Y0Z-5.0R3.0F120;建立钻孔固定循环N07X12.5Y-12.5;N08G80;取消钻孔固定循环N09M05；M09;主轴停转，冷却液关N10M30;程序结束3、组成程序的的要素的说明明（1）程序号每一个工件在在编程时，必必须先指定一一个程序号，，并编在整个个程序的开始始处。程序号号通常用字母母”O”+4位数字”0000”~”9999”组成表示,如”O3O03O103O1003O1234””4位数字不允许许都为0。数字前导的的0可以省略。（2）程序段每个程序段则则由一个或若若干个指令字组成，指令字字代表某一信信息单元；每每个指令字由由地址符和数数字组成，它它代表机床的的一个位置或或一个动作；；每个程序段段结束处应有有“EOB”或“CR”，即分号（;）。常见程序序段格式如下下表：常见程序段格式1234567891011N_G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_F_S_T_M_LF(；)程序段顺序号准备功能坐标字进给功能主轴功能刀具功能辅助功能结束符号1）程序段顺序序号：通常用用字母”N”+4位字”0000””~”9999”组成表示,如”N1234”。返回2）准备功能G（简称G功能）：由表示准备功功能地址符““G”和两位数字组成成（如G90），G功能的代码已已标准化。（代码表略））返回3）坐标字：由由坐标地址符符及数字组成成，且按一一定的顺序进进行排列，各各组数字必须须具有作为地地址代码的字字母（如X、Y等）开头。各各坐标轴的地地址符按下列列顺序排列：：X、Y、Z、U、V、W、Q、R、A、B、C、D、E其中，数字的的格式和含义义如下：X50.X50.0都可以表示沿沿X轴移动50mm。X50000返回4）进给功能F：由进给地址址符F及数字组成，数字字表示所选定定的进给速度，单位为为“mm/min”或“mm/r”，如F50表示切削进给给速度为50mm/min（由G94设定）或50mm/r（由G95设定）。返回5）主轴功能S：由主轴地址址符S及数字组成，，数字表示主轴转速，单单位为“r/mm”，如S800表示机床主轴转速为800r/min。返回6）刀具功能T：由刀具功能能地址符T和数字组成，，用以指定刀刀具的号码，如如T01表示选定编号为01的刀具，即第第一把刀具。返回7）辅助功能M（简称M功能）：由辅助操作地地址符M和两位数字组成，M功能的代码已已标准化，一个个程序段中，，M代码最多可以以有一个。常用的M代码有：返回M00程序暂停M01条件程序暂停停M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M06刀具交换M08冷却开M09冷却关M18主轴定向解除除M19主轴定向M29刚性攻丝M30程序结束并返返回程序头M98调用子程序M99子程序结束返返回8）程序段结束束符：列在程程序段的最后，用符符号“；”表表示，表示程序段的