数控铣床及加工中心编程教案

1、数控铣床和加工中心编程，数控铣床和加工中心编程基础FANUC系统编程原理加工中心编程示例宏程序编制，4.1数控铣床和加工中心编程基础，4.1.1铣床加工中心(Machining Center )是一种集成的数控机床，是根据数控铣床的发展而派生出来的，集成了铣床、钻头、铰刀、镗削、螺纹切削等技术，通常被称为镗削类加工中心1加工中心的技术特征(1)加工精度高(2)表面质量好(3)加工生产率高(5)劳动强度低，劳动条件好(6)经济效益好(7)有利于生产管理的现代化，2加工中心的分类(1)。 以机床形态和主轴布局形式对立式加工中心卧式加工中心的门型加工中心复合加工中心进行分类(2)按加工中心的更换形式

2、分类刀具库，机器人的加工中心没有机器人的加工中心一般在小型加工中心采用转塔库形式，主3加工中心的主要结构部件及其功能加工中心类型多种多样，结构不同，但总体上主要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动交换装置和辅助装置等几个部分组成。 4.1.2铣床和加工中心坐标系1加工中心运动零件运动方向的规定(1)将与z轴坐标运动规定主轴线平行的坐标轴设为z坐标轴(z轴)，将刀具离开工件的方向设为正方向。 机床有多个主轴时，选择与工件安装面垂直的主轴作为z轴(龙门铣床等)。 (2)x轴坐标运动x轴规定为与工件卡盘表面水平平行。 (3)y轴坐标运动y轴与x和z轴垂直。 x轴、z轴确定后，根据笛卡尔坐标系的右手法

3、则法进行判断，y轴方向是唯一确定的。 (4)旋转运动a、b、c的旋转运动用a、b、c表示，分别规定了绕x、y、z轴旋转的运动。 a、b和c的正方向表示x、y和z坐标轴的正方向，并且表示向右螺旋的行进方向。 2加工中心的机械原点和作业坐标系(1)加工中心的机械原点机床坐标系的原点也称为机械原点、基准点、零点。 另一方面，机床坐标系的原点是三维面的交点，不能直接感觉和测量。 通过各坐标轴的零点，只制作对应的平行的切断面，这些切断面的交点是机床坐标系的原点(机械原点)，该原点是在机床设计制造时决定的。 (2)加工中心的作业坐标系编程的情况下，一般选择工件上的某个点作为程序原点，以该原点作为坐标系的原

4、点，制作新的坐标系，该新的坐标系是作业坐标系(编程坐标系)。 (3)绝对坐标和增量坐标、4.2 FANUC系统加工中心的编程原理、4.2.1程序结构1程序编号程序编号需要作为程序的标记预先设定，一个程序编号在字母“o”之后最大2程序段编号程序段编号是各程序功能段的参照代码，程序段编号必须在字符“n”后面加上最多5位的阿拉伯数字。 三个程序段中的一个程序段可以完成某个功能，程序段包含执行一个工序所需的所有数据，程序段由一些字段和段结束符“LF”构成。 /N10 G03 X10.0 Y30.0 CR=25.0 F100； (注释) lf:/”表示程序段在运行中可以跳过，“N10”表示段编号，可以在

5、段中包含字符，“”表示中间间隔(可选)“G03”表示段的具体指令，“(注释)”表示另外，将4坐标文字沿轴方向移动而设定坐标系的命令称为坐标文字，坐标文字包含轴的地址文字和表示移动量的数值，基本构成如表4-1所示。4.2.2准备功能指令g代码1尺寸数据输入方式G90/G91 2英寸/米选择G20/G21 G20设定为英寸尺寸，G21设定为米尺寸，两个指令都是模态指令。 3快速点定位G00指令形式： G00 X(U) Z(W) 4直线插补G01指令形式： G01X(U) Z(W) F； 在计算5平面选择G17G19刀具长度修正和刀具半径修正时，必须首先决定平面，即决定2坐标轴的坐标平面，在该平面上

6、能进行刀具半径修正，G17到G19的各自的意思如表4-3所示。6圆弧插补G02/G03圆弧插补指令G02/G03为圆弧运动指令。 这是用于指令刀具在规定的平面内以f进给的速度进行圆弧插值运动的指令。 G02/G03是模态指令。 (1)指令格式G02 I J F (G17) X Y G03 R F； 指令形式中，I，j是圆弧中心地址，r是圆弧半径，其他内容和文字的意思如表4-4所示。 (2)顺序逆时针圆弧插值的判断，在使用G02或G03命令之前，需要判别刀具加工零件时，沿着哪条路径进行圆弧插值运动，是顺时针还是逆时针。 简单地说，沿着与具有圆弧的平面垂直的坐标轴的负方向观察视线，刀具插值方向顺时

7、针为G02，相反为G03。 7暂停功能G04 (1)按时间分类的暂停指令： (G94)G04指令形式： G94 G04 X_或G94 G04 P_； 在每分钟发送方法(G94 )中，指定命令G04将下一段的执行延迟所设置的时间，并且不能对地址p使用小数点以下的值。 否则小数点以下将被忽略。 编程规格如下： G04 X500； 暂停时间=0.5sec G04 X5000； 暂停时间=5.0 sec G04 X5.0； 暂停时间=5.0 sec G04 P5000； 暂停时间=5.0 sec G04 P12.345； 暂停时间=0.012 sec，(2)回合数下的暂停指令(G95)G04按各旋转进

8、给方式(G95 )旋转主轴设定的回合数后，开始执行下一个程序，地址p不能使用小数点以下。 否则，小数点以下将被忽略。 编程规格如下： G04 X500； 暂停时间=0.5r G04 X5000； 暂停时间=5.0 r G04 X5.0； 暂停时间=5.0 r G04 P5000； 暂停时间=5.0 r G04 P12.345； 暂停时间=0.012 r，8刀具补偿功能(1)刀具长度补偿/取消： G43，G44/G49 G43刀具长度补偿G44刀具长度减去补偿G49刀具长度补偿。 (2)为了使刀尖半径补偿/刀具补偿解除地址d的半径补偿值有效，必须与G41/G42一起执行。 9 .能够设定的零点偏

9、移G54G59 G54； 第一可设定零点偏移量G55第二可设定零点偏移量G56第三可设定零点偏移量G57第四可设定零点偏移量G58第五可设定零点偏移量G59的第六设定零偏移量，10自动恢复基准点g8指令形式： G91 G28 XYZ， 4.2.3主轴及辅助功能指令1主轴功能指令形式： S_M03(M04) 2辅助功能指令(1)停止的辅助功能指令(M00、M01、M02、M30) M00 :关于程序停止。 在程序执行中，如果系统读取M00指令，则无条件地停止程序的执行，等待重新启动后继续执行，选择M01 :停止。 程序执行中，系统读取M01指令后，有条件地停止程序的执行，等待重新启动后继续执行的

10、m12 :程序结束。 程序的执行完成，光标位于程序的最后M30 :程序结束。 程序执行完成后，光标返回到程序的开头。 (2)主轴旋转m代码(M03、M04、M05) M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止旋转。 (3)冷却控制m导线(m37、m18、M09) M07冷却雾排出m18冷却液排出m19冷却液、蒸汽停止。 (4)子程序功能m代码。 M98子程序调用m代码。 指令形式： M98 PL在该指令中，子程序程序编号由p定义，执行l次。 如果省略了l，则执行次数为1次，子程序最多可以重复4次。 M99子例程结束。4.2.4进给功能指令1可分别设定每个快进率轴的快进率，可设定的快进率范围从1

11、mm/min到240000 mm/min。 快进率适用于G00、G27、G28、g22、G30、G60等指令。 2切削进给速度f切削进给速度必须由地址f和8位数字(用F8直接指定)指定。 3非同步/同步进给G94/G95进给运动速度指令语的单位由切削进给速度转换功能指令(G94/G95 )定义，该切削进给速度转换功能指令定义G94进给，即定义每分钟进给量(mm/min )。 G95定义进给量，即进给量(毫米/r )。 4.2.5工具功能指令形式： T03 M06 T00； 调用工具头编号03的工具的功能也称为t代码功能。 使用此功能选择刀具编号。 在此NC系统中，t功能允许您使用地址t之后的三

12、位命令最多选择1000个刀具编号(0到999 )。 但是，本机床可以选择的刃号的最大数只有24。 4.2.6固定循环切削功能指令1点钻头循环G81指令格式： G81 Xx Yy Rr Zz； 执行顺序如图4图18所示。 Xx Yy点钻头的坐标Rr点钻头的参照面高度Zz孔的最后的钻孔深度。 2间歇钻头周期g 83 g 83 xxyrrzzqtzffoddokiojjo (bb0 ) xxyy点钻头的坐标Rr点钻头的参照面的高度Zz孔的最后的钻头深度tz1次进刀的切削深度、io进给倍率的距离do快速进给停止的馀量jo(b0 )进给ko从r点到切削进给起点的距离fo进给率。 3高速间歇钻头g 73

13、g 73 xxyrrzzqtzptcffodddokiojjo (bb0 ) tz各切口的切削深度jo(bo )进给倍率(% )； tc休止时间或主轴旋转的转速fo进给率do返回距离f1倍率后的进给率ko是从r点到切削进给的起点的距离f2返回速度(固定) io进给倍率的距离。 4镗削周期g 76 g 76 xxyrrozzptcqq 0f f1d Dojo (bb0 ) TC休止时间或主轴旋转的转速jo(b0 )若设定为0或不设定，则在加工结束后，从M03输出，若设定为0以外的值，则在加工结束后，从m00 图4-24表示5铰刀循环G85 G85 Xx Yy Rr Zz Ptz Ffo Ef1

14、Ddo的执行过程。 tz休止时间或主轴旋转的转速do距r点的距离fo进给率0； f1进给率1。 6抽头循环g 84g 84 xxyrrzzptcffojo(b0b0 ) ddohhkkotc从停留时间d0到r点的距离f0进给率、h0同步/异步抽头的选择标志和同步抽头循环中的返回速度倍率(%): h0=0表示异步抽头循环h0是同步抽头循环jo (b 表示在输出1M04之前的孔底的姿势2M04输出后、在输出孔底的姿势3M03之前的r点的姿势k0与r点之间的距离。 4.2.7子程序在程序制作过程中，经常将程序执行时经常重复使用的程序段写入独立的程序中，是利用适当的几个指令直接调用的这种独立的程序的子

15、程序。 4.3加工中心程序制作例、编程例：在LGMAZAK VTC-16A型加工中心加工如图4-27那样的工件。 工件材料为6530mm的45钢，端面和外周轮廓需要铣削。 1工具选择(1)端面加工选择65mm硬质合金机夹头立铣刀； (2)外圆及轮廓铣削粗加工选定16mm双刃立铣刀(3)外圆及轮廓铣削精加工选定8mm四刃立铣刀，(4)10孔粗加工选定5mm中心钻头和9.8mm麻花钻头(5)10孔精加工选定10mm高速钢机2工程顺序调用65mm硬质合金机的夹头式立铣刀，精加工工件端面16mm调用双刃立铣刀的粗加工外周和轮廓3)5mm调用中心钻10孔的中心孔，9.8mm调用麻花钻挖10孔的铰孔5)8

16、mm 4.4编制宏程序，1在宏程序的概要程序中使用变量，用变量的分配和处理的方法来实现程序功能，具有该变量的程序称为宏程序。(1)宏程序的使用格式宏程序的格式与子程序相同，最后在M99中返回主程序。 O0100； 主程序T01M06T00 G90 G54 G00 G65 P8500 (参数和参数值)、M30； O8500； 宏程序变量运算指令控制指令M99，(2)选择程序编号根据程序在内存上的位置，决定该程序的权限，根据程序的重要性和使用频率，用户可以选择合适的程序编号。 具体请参照表4-8。 (3)宏程序调用方法非模式调用(单纯调用):一次调用宏程序主体，即宏程序仅在一个段内有效，称为非模式调用。 其形式为，G65 P_ _ _ _ (宏程序编号) L_ (重复次数) _自变量是字母，与宏程序中的变量的地址相对应，自变量后面的数值被赋予给宏程序中的对应变量，同一语句可以有多个自变量。 变量(1)变量的表现变量由#符号和变量编号构成： # I (I=1，2，3 )，也可以用公式来表现变量。 (2)变量的使用(3)变量的代入直接代入自变量代入，(4)变量的种类变量有局部变量、公共变量(全局变量)和系统变量这3种。 局部变量#1#33 :局部变量