第6章-加工中心编程

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 加工中心的编程,6.1加工中心概述,6.2加工中心基本编程方法,6.3加工中心编程举例,目 的:,了解加工中心的功能和换刀方法；,介绍FANUC系统固定循环功能和编程方法,重 点:,加工中心的功能；,掌握常用固定循环的功能和编程,加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。,加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。,6.1 加工中心概

2、述,加工中心的分类及功能,立式加工中心：,主轴处于垂直位置。它能完成铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等工序,。,卧式加工中心：,主轴处于水平位置。较适于加工箱体类零件,，,特别是对箱体类零件上的一些孔和型腔有位置公差要求，以及孔和型腔与基准面,(,底面,),有严格尺寸精度要求的零件加工。,多工作台加工中心：,有时称为柔性加工单元,(FMC),，,交换的工作台可设置多个，实现多工作台加工。优点,:,可实现在线装夹，即进行加工的同时，下边的工作台进行装、卸工件,。,复合加工中心：,也称多工面加工中心，是指工件一次装夹后，能完成多个面的加工的设备。,立式加工中心,卧式加工中心,龙门式加工中心,主要

3、加工对象,箱体类零件,复杂曲面,凸轮、凸轮机构，,整体叶轮类,模具类，球面,异形件,盘、套、板类零件,特殊加工,除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控铣床相同。,不同的数控机床，其换刀程序是不同的，通常选刀和换刀分开进行，换刀动作必须在主轴停转条件下进行。,换刀完毕启动主轴后，方可执行下面程序段的加工动作，选刀动作可与机床的加工动作重合起来，即利用切削时间进行选刀，因此，,换刀M06指令必须安排在用新刀具进行加工的程序段之前，而下一个选刀指令TXX常紧接安排在这次换刀指令之后。,6.2加工中心基本编程方法,加工中心的换刀,多数加工中心都规定了“换刀点”，即定距换刀，主轴只有走到这个位置，机

4、械手才能执行换刀动作。,一般立式加工中心规定换刀点的位置在Z0处(即机床Z轴零点)，,当控制机接到选刀T指令后，自动选刀，被选中的刀具处于刀库最下方；接到换刀M06指令后，机械手执行换刀动作。,加工中心换刀,加工中心对刀,换刀方法,法二：N010 G01 ZT02,N017 G00 Z0 M06,N018 G01 ZT03,N017程序段换上N010程序段选出的T02号刀；在换刀后，紧接着选出下次要用的T03号刀具，在N010程序段和N018程序段执行选刀时，不占用机动时间，故这种方式较好。,法一：N010 G00 Z0 T02；,N011 M06；,返回Z轴换刀点的同时，刀库选出T02刀，进

5、行刀具交换，换到主轴上的刀具为T02.若Z轴回零时间小于T功能执行时间(即选刀时间)，则M06指令等刀库将T02号刀转到最下方位置后才能执行。故法一占机时间长。,加工中心的特点是：,在加工过程中，数控装置能根据程序指令自动更换刀具，连续地对工件各加工面自动完成铣(车)、镗、钻、扩、铰、攻丝等多工序加工，工序高度集中。,加工中心的固定循环,固定循环,:,加工中心（数控铣床）配备的固定循环功能，主要用于孔加工，如钻孔、镗孔的动作是,孔位平面定位、快速引进、工作进给、快速退回等一系列典型动作,，我们可以预先编好程序，存储在内存中，用一个,G,代码程序段调用，就可以完成一个,孔加工的全部动作,。,注意

6、：,6,个动作，,3,个点，,3,个面,AB刀具快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；,BR刀具沿Z方向快速运动到参考平面R；,RE孔加工过程(如钻孔、镗孔、攻螺纹等)；,E点，孔底动作(如进给暂停、主轴停止、主轴准停、刀具偏移)；,ER刀具快速退回到参考平面R；,RB刀具快速退回到初始平面B。,孔加工循环一般由以下6个动作组成，如图所示。,3个面：,（1）,初始平面,：是为安全下刀而设定的平面。当使用同一把刀具加工若干个孔时，空间存在障碍需要跳跃或全部孔加工完成后，应使用G98功能使刀具返回到初始平面的初始点。,（2）,R参考平面,：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

7、工件表面尺寸的变化，一般取25mm。使用G99时，刀具将返回到该平面上的R点。,（3）,孔底平面,：加工盲孔时孔底平面就是孔底，加工通孔时一般刀具还要伸出工件底平面一段距离，钻削加工时还应考虑钻头钻尖对孔深的影响。,说明：,（,1）图中实线表示切削进给，虚线表示快速运动。R平面为在孔口时，快速运动与进给运动的转换位置；,（2）固定循环一般只能使用在XY平面上，Z坐标仅作孔加工的进给；,（3）上述动作的程序段中进给率由F决定，动作,的进给率按固定循环规定决定；,（4）在固定循环中，刀具长度补偿（G43、G44、G49）有效，它们在上述动作中执行。,固定循环指令组的格式,返回点平面选择；,G是指孔

8、加工方式；,X、Y为孔位数据，指定孔在X-Y平面的坐标位置；,孔加工数据,Z：指定孔底的位置；,R：指定R点的位置；,Q：在G73、G83方式中，用来指定每次加工的深度，以及在G76、G87方式中，用来指定刀具的位移量；,P：规定在孔底的暂停时间，用整数表示，单位为ms；,F：进给速度，单位为mm/min；,L：规定固定循环的重复次数.,针对立式铣床和加工中心,固定循环的代码组成,数据格式代码：G90、G91；,返回代码：,G98（返回初始平面）,G99（返回R点）；,孔加工方式代码：,G73G89,G代码,加工行程（-Z方向）,孔底动作,返回行程（+Z方向）,用途,G73,间歇进给,快速进给

9、,高速深孔钻,G74,切削进给,主轴正转,切削进给,攻左螺纹,G76,切削进给,主轴准确停止,快速进给,精镗,G80,-,-,-,取消操作,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,深孔排屑钻,G84,切削进给,主轴反转,切削进给,攻右螺纹,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,主轴正传,快速进给,背镗,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,见课本202页 表5-4,高速深孔钻循环指令G73,孔深大于5

10、倍直径孔的加工属深孔加工,，不利于排屑，故采用间断进给，每次进给深度为Q，最后一次进给深度Q，退刀量为d，直到孔底为止。,格式为：G73 X_Y_Z_R_Q_F_,钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；,钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；,钻孔加工，进给深度为Q；,退刀，退刀量为d；,重复、，直至要求的加工深度；,钻头快速退回,初始平面B,或,参考平面R,。,例：如图所示，加工4个直径为5mm通孔。,N10 G90 G00 X0 Y0 Z100；,N15 S300 M03；,N20 G98 G73,X120 Y-75,Z-46,R2,Q8 F60；,N30 Y75；,N40 X-120；

11、,N50 Y-75；,N60,G80,G00 Z200；,钻孔循环指令,G81,指令格式：,G81 X_Y_Z_R_F_,X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面高度。,该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。,可采用绝对和增量坐标G91编程，建议尽量用G90。,其动作过程如下：,钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；,钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；,钻孔加工；,钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。,钻孔循环指令G82,指令格式为：G82 X_Y_Z_R_P_F_,P为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同G81。,

12、为锪钻,。,其动作过程如下：,钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)；,钻头沿Z方向快速运动到参考平面R；,钻孔加工；,钻头在孔底暂停进给；,钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B,。,攻螺纹过程要求主轴转速与进给速度成严格比例关系，因此，编程时要求根据主轴转速计算进给速度，F=S螺距。,攻螺纹循环指令,G84,格式为：,G84 X_Y_Z_R_F_,左旋攻螺纹循环指令,G74,格式为：,G74 X_Y_Z_R_F_,区别：,G74,进给时主轴反转，退出时主轴正转。,G74,其动作过程：,主轴反转，丝锥快速定位到螺纹加工循环起始点,B,；,丝锥沿,Z,方向快速运动到参考平面,R,；

13、,攻丝加工；,主轴正转，丝锥以进给速度正转,退回参考平面,R,；,当使用,G98,指令时，丝锥快速,退回初始平面,B,。,镗孔加工循环指令G85,指令格式为：,G85/G86 X_ Y_ Z_ R_ F_,其动作过程如下：,镗刀快速定位到镗孔加工循环起始点B(X，Y)；,镗刀沿Z方向快速运动到参考平面R；,镗孔加工；,区别：,G85：,刀,以进给速度退回,到参考平面R或初始平面B；,G86：,刀,在到达孔底位置后主轴停止，并快速退出。,精镗循环指令G76,指令格式为：,G76 X_Y_Z_R_P_Q_F_,与G85的区别是：G76在孔底有三个动作：进给暂停、主轴准停(定向停止)、刀具沿刀尖的反

14、向偏移Q值，然后快速退出。,这样保证刀具不划伤孔的内表面。,P为暂停时间(ms)，Q为偏移值,。,其动作过程如下：,镗刀快速定位到镗孔加工循环起始点B(X，Y)；,镗刀沿Z方向快速运动到参考平面R；,镗孔加工；,进给暂停、主轴准停、刀具沿刀尖的反向偏移；,镗刀快速退出到,参考平面R,或,初始平面B,；,例：编制如图所示的螺纹加工程序，设刀具起点距工作表面100mm处，螺纹切削深度为10mm。,6.3 加工中心编程举例,解：在工件上加工孔螺纹，应先钻孔，钻孔深度应大于螺纹深（定为12mm），钻孔直径应略小于内径（定为8mm）。,O8091,先用G81 钻孔的程序,N10 G92 X0 Y0 Z1

15、00,N20,G91,G00 M03 S600 T01,N30,G99 G81 X40 Y40 R-98 Z-112 F200,R为从初始平面到R点的增量,N50 G91 X40 L3,N60 Y50,N70 X-40 L3,N80 G90 G80 X0 Y0 Z100 M05,N90 M30,O8092,用G84 攻丝的程序,N210 G92 X0 Y0 Z0,N220 G91 G00 M03 S300 TO2,N230 G99 G84 X40 Y40 R-93 Z-110 F100,N240 G91 X40 L3,N250 Y50,N260 X-40 L3,N270 G90 G80 X0

16、Y0 Z100 M05,N280 M30,例：试采用固定循环方式加工图示各孔，工件材料为HT300，,40已钻出使用刀具T01为镗孔刀，T02为直径13mm钻头，T03为锪钻。工件坐标系设置：,Z,0在工件上表面，,X,0、,Y,0零件的对称中心位置。,O0057,N10,T01 M06,N15 G90 G00 G54 X0 Y0,T02,N20 G43 H01 Z10.0 S400 M03 F40,N25,G98 G85 X0 Y0 R3.0 Z-45.0,N30 G80 G28 G49 Z0,M06,N35 G00 X-60 Y50,T03,N40 G43 H02 G00 Z10.0 S600 M03,N45,G98 G73 X-60.0 Y0 R-15.0 Z-48.0 Q4.0 F40,N50 X60.0,N55 G80 G28 G49 Z0,M06,N60 G00 X-60.0 Y0,N65 G43 H04 Z10.0 S350 M03,N70,G98 G82 X-60.0 Y0 R-15.0 Z-30.0 P200 F25,N75 X60.0,N80 G80 G28 G49