數(shù)控銑床編程與操作

1、數(shù)控銑床編程與操作5.1 數(shù)控銑床簡介5.1.1 數(shù)控銑床的組成(此處以 XK5025 型數(shù)控銑床為例)XK5025 型數(shù)控銑床是典型的數(shù)控銑床，它由三大部分組成：機械部分、電氣部分、數(shù)控 部分。1. 機械部分分為六大塊， 即床身、 銑頭部分、 工作臺、 橫向進給部件、 升降臺部分、 冷卻、 潤滑部分。 (1 )床身： 部布筋合理， 具有良好的剛性， 底座上設(shè)有 4 個調(diào)節(jié)螺栓， 便于機床調(diào)整水平， 冷卻液儲液池設(shè)在機床部。(2) 銃頭部分：由有級變速箱和銃頭兩個部件組成。銃頭主軸支承在高精度軸承上，保證主軸具有高回轉(zhuǎn)精度和良好的剛性，主軸裝有快速換刀螺母，前端錐孔采用ISO30 #錐度。主軸

2、采用機械無級變速，調(diào)節(jié)圍寬，傳動平穩(wěn)，操作方便。剎車機構(gòu)能使主軸迅速制動，節(jié) 省輔助時間剎車時通過制動手柄撐開止動環(huán)使主軸立即制動。啟動主電機時， 應(yīng)注意松開主軸制動手柄。銑頭部件還裝有伺服電機， 齒帶輪、 滾珠絲桿副及主軸套筒， 它們形成垂直向( Z 向)進給傳動鏈，使主軸作垂向直線運動。(3) 工作臺：與床鞍支承在升降臺較寬的水平導(dǎo)軌上，工作臺的縱向進給是由安裝在工作臺在右端的伺服電機驅(qū)動的。 通過齒帶輪帶動精密滾珠絲杠副， 從而使工作臺獲得縱向進給。 工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便進給手動操作。床鞍的導(dǎo)軌面均采用了TURCTTE B貼塑面，提高了導(dǎo)軌的耐磨性，運動的平穩(wěn)性和精度的保持性

3、，消除了低速爬行現(xiàn)象。(4) 橫向進給部分：在升降臺前方裝有交流伺服電機，驅(qū)動床鞍作橫向緝拿給運動，其工作原理與工作臺縱向進給相同。 另外， 在橫向滾珠絲杠前端還裝有進給手輪， 可實現(xiàn)手動進(5) 升降臺：在其左側(cè)裝有鎖緊手柄， 周的前端裝有長手柄可帶動錐齒輪及升降臺絲杠旋 轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺的升降運動。(6) 冷卻、潤滑部分：冷卻部分是由冷卻泵、出水管、回水管、開關(guān)及噴嘴等組成，冷卻 泵安裝在機床底座的腔里， 將冷卻液從底座儲液池打至出水管， 再經(jīng)噴嘴噴出， 對切削區(qū)進 行冷卻。潤滑部分是由手動潤滑方式，用手動潤滑油泵， 通過分油器對主軸套筒， 導(dǎo)軌及滾 珠絲杠進行潤滑，以提高機床的使用壽命

4、。2. 電氣部分分為強電與弱電二大塊，強電控制主軸、冷泵，潤滑。弱電控制伺服單元、進而控制伺 服電機與編碼器。本機床采用三相 380V 交流電源供電，空氣開關(guān)控制機床總電源的通斷。 同時該空氣開關(guān)的通斷還受鑰匙開關(guān)和開門斷電開關(guān)的保護控制使機床只有在鑰匙打開和 電氣箱關(guān)閉的情況下才能通電， 本機床用變頻器控制主軸電機， 主軸的轉(zhuǎn)速由二部分控制組 合而面，一部分是變頻器對轉(zhuǎn)速進行無級調(diào)速，另一部分為機械手柄和帶輪有級調(diào)速。3. 數(shù)控部分XK5025 的數(shù)控部分采用 FAUNCOMD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)在控制電路中采用了 32 位高速 微處理器及大規(guī)模集成電路，半導(dǎo)體存儲器，實現(xiàn)了高速度，高可靠性的要求

5、。CNC 主印刷板，電源板，輸入 / 輸出接口板全部安裝在一塊基板上，與機床的強電箱易于組合。系統(tǒng) 還配有強力 PMC ，實現(xiàn)了機械加工的高速化及機床方面強電路的簡化。在CRT 畫面上可編輯和顯示梯形圖，便于監(jiān)視和維修。5.1.2 數(shù)控銑床( XK5025 )的主要技術(shù)規(guī)格工作臺行程(X XYXZ) : 680 X350 X400mm。工作臺允許最大承載 250kg。主軸轉(zhuǎn)速圍：654750r/min。進給速度：00.35m/min 。電機總?cè)萘浚?11kw 。脈沖當(dāng)量： 0.001mm 。重復(fù)定位精度± 0.013mm/300mm ，重復(fù) 定位精度：± 0.005mm 。

6、5.2 數(shù)控銑床的編程方法要學(xué)好數(shù)控銑床的編程， 必須了解數(shù)控銑床的操作要點， 現(xiàn)有教材大多沒把數(shù)控銑床的操 作與編程作為一個整體來講。設(shè)定數(shù)控銑床的機床坐標(biāo)系數(shù)控銑床的機床坐標(biāo)系的確定方法與數(shù)控車床相似，但數(shù)控銑床有X 、Y、Z 三軸。通過回機械零點來確認(rèn)機床坐標(biāo)系。開機后，通過回零，使工作臺回到機床原點（或參考點， 該點為與機床原點有一固定距離的點） 。數(shù)控銑床的回零 （回參考點） 步驟為： 開關(guān)置于 “回 零”位置。按手動軸進給方向鍵 +X 、 +Y 、 +Z 至回零指示燈亮。設(shè)定機床機械原點同編程 中的 G54 指令直接有關(guān)。5.2.2 設(shè)定數(shù)控銑床的工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是編程時使用的

7、坐標(biāo)系， 又稱編程坐標(biāo)系， 該坐標(biāo)系是人為設(shè)定的。 建立工 件坐標(biāo)系是數(shù)控銑床加工前的必不可少的一步。 數(shù)控銑床通過對刀來建立工件坐標(biāo)系。 數(shù)控 銑床的對刀主要采用二種方法1. 隨機對刀法，適用于多品種，小批量產(chǎn)品。該法采用G92 指令對刀，用 G92 指令設(shè)定起刀點與編程原點的坐標(biāo)關(guān)系 ,從而建立了工件坐標(biāo)系。2. 固定對刀法，適用于單品種、大批量產(chǎn)品。該法采用G54 指令對刀，用 G54 指令設(shè)定數(shù)控銑床編程原點機械原點的坐標(biāo)關(guān)系 （需從面板上輸入相關(guān)數(shù)據(jù)） ，從而建立了工件坐標(biāo)系， G54 值可用 G59 指令取消。5.2.3 坐標(biāo)軸的方向數(shù)控銑 床上 的坐標(biāo)系采用右手直角迪卡兒坐標(biāo)系。

8、各坐標(biāo)軸 的方 向為： Z對運動方向的規(guī)定是：銃床某一部件運動的向，是增大工件和刀具之間距離的方向。524絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo)G90表示絕對坐標(biāo)，G91表示相對坐標(biāo)。一般編程方法1. 快速定位G00 X Y Z快速定位到指定點。（比數(shù)控車床多一個軸）。2. 直線插補G01 X Y Z F X Y Z 為目標(biāo)點坐標(biāo)，F(xiàn)為進給速度，其單位為 mm/min （ 用G94 或G98指定）或mm/r（用G95或G99指定）。3. 平面選擇G17指令表示X Y平面，G18指令表示X Z平面，G19指令表示Y Z平面。平面選擇指 令與圓弧插補有關(guān)。4. 圓弧插補G02 （ 03） X Y I J F該指令用于

9、X Y平面的圓弧插補。X Y為圓弧終點坐標(biāo)，I J為圓心相對于起點的坐標(biāo)，F(xiàn)為進給速度。G02 （ 03） X Z I K F 該指令用于X Z平面的圓弧插補。G02 （ 03） Y Z J K F該指令用于YZ平面的圓弧插補。循環(huán)數(shù)控銃床的循環(huán)指令主要有G73、G74、G76G80G89，它們主要用于孔加工，包括鉆孔、鏜孔、攻螺紋等。使用一個程序段就可以完成一個孔加工的全部動作。如果孔加工的 動作無須變更，則程序中所有模態(tài)的數(shù)據(jù)可以不寫，因此可以大大簡化編程。5.2.7 刀具補償G41 指令為刀具左偏置， G42 指令為刀具右偏置。 G40 為取消刀具半徑補償，刀具半 徑補償?shù)倪^程分為三步即

10、： (1 )刀補的建立，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌 跡偏離一個偏置量的過程。 ( 2 )刀補的進行，執(zhí)行有 G41 、G42 指令的程序段后，刀具中 心始終與編程軌跡相距與個偏置量。 ( 3)刀補的取消，刀具離開工件，刀具中心軌跡過渡 到與編程重合的過程。 G40 必須和 G41 和 G42 成對使用。當(dāng)指令的圓弧半徑小于刀具半 徑時， 若進行側(cè)偏置則會產(chǎn)生過切； 另外， 刀具半徑補償后的刀具中心軌跡與編程軌跡的方 向相反時，也會產(chǎn)生過切，要注意避免。5.2.8 子程序程序中有固定的、順序變化重復(fù)的模式時，可將其作為子程序存放，使程序簡單化。M98為子程序調(diào)用指令， M99為子程序

11、結(jié)束指令。子程序調(diào)用格式為M98P XXXXXXX , P后面的前3位為重復(fù)調(diào)用次數(shù)，省略時為調(diào)用一次，后4位為子程序。5.2.9 同編程有關(guān)的操作方法(以 FANUC 系統(tǒng)為例)1. 程序的調(diào)用(1 )選擇編輯方式，按 PRGRM鍵。(2 )鍵入地址0及要檢索的程序號。(3 )按“ CURSOR 鍵，此時在CRT畫面的右上方，顯示已檢索的程序號。按LIB鍵可查已有程序。2. 程序的編寫(1) 選擇編輯方式，按 PRGRM 鍵。(2) 輸入新程序名，如 O001 ，按 Insert 鍵。換行則輸入 EOB 鍵并按 Insert 鍵。此時自動 顯示語句號字。(3) 輸入程序段，換行。(4) 修改

12、已輸入程序，光標(biāo)用 CURSOR 鍵移至欲修改處，輸入新容，按 ALTER 鍵即可。(5) 程序結(jié)束后，用 RESET 鍵復(fù)位，檢查后即可運行。3. 程序的刪除(1) 刪除整個程序，在標(biāo)記方式，按 PRGRM 鍵，假如程序名，按 DELET 鍵即可。(2) 刪除已輸入的程序語句，用 DELET 鍵。(3) 刪除未輸入的程序語句，用 CAN 。4. 程序的運行(1) 正常運轉(zhuǎn)，按“循環(huán)啟動”鍵，銑床自動運轉(zhuǎn)。(2) 按“進給保持”按紐，可使用自動運轉(zhuǎn)暫時停止。(3) 按“跳步”鍵，程序中有斜杠“ / ”的程序段將不執(zhí)行。(4) 按“單段”鍵，機車處于單段運行狀態(tài)，每按一下“循環(huán)啟動”按紐，只執(zhí)行

13、一段程序 段。(5) 按“空運行”鍵，此時機車在空運行狀態(tài)下快速運行。(6) 按“鎖定”鍵，機車停止移動，但位置坐標(biāo)的現(xiàn)示和機車移動時一樣，M 、S、T 功能也有效。該鍵主要用于程序的檢測。(7) 按“選擇停”鍵，執(zhí)行含有 M01 的程序段后，自動運轉(zhuǎn)停止。(8) 按“急停”鍵，機車移動會瞬間停止。(9) 用“進給速度修調(diào)”開關(guān)，可選擇程序指定的進給速度的百分?jǐn)?shù)，按照刻度可實現(xiàn) 0150% 的倍率修調(diào)。5. 程序的傳輸（1）數(shù)控銃床與微機可通過RS232接口進行傳輸。（2）傳輸前數(shù)控銃床必須先作好準(zhǔn)備。即在編輯方式中按 PRGRM鍵，輸入程序名，按INPUT鍵，屏幕右下角出現(xiàn)閃動的“標(biāo)頭SK

14、”字樣。本書采用Qmodem 軟件，其使用 步驟為：打開Qmodem 后，按ALT+P鍵，選擇參數(shù)，按 ALT+K鍵選擇接口，按 Page UP 鍵選擇系統(tǒng)，最后輸入待傳程序的文件名和路徑，即可傳輸。5.3型零件的數(shù)控銑床編程實例數(shù)控銑床編程實例1編制圖5-1中矩形的輪廓，圓的外輪廓數(shù)控加工程序，要求使用刀補，銃刀直徑10mm,一次下刀 8mm。圖5-11. 首先根據(jù)圖紙要求按先主后次的加工原則，確定工藝路線（1 ）下刀。（2 ）加工矩形的輪廓。（3 ）加工圓的外輪廓，提刀。2. 選擇刀具，對刀，確定工件原點根據(jù)加工要求需選用 1把鍵槽銃刀，直徑10mm,刀補在面板上輸入。 用隨機對刀法確定工

15、件原點。3.確定切削用量主軸轉(zhuǎn)速 1000rpm, 進給速度150mm/min 。4.編制加工程序N10 G92 X0 Y0 Z40確定工件原點，此時工件原點在刀位點下方 40mm處N20 M03 S1000主軸正轉(zhuǎn)N30 G00 X-50 Y-50快移至刀補起點N40 G42G01 X-25 Y0 D01 F150建立右刀補并至起刀點N50 G01 Z-8下刀N60 Y15開始加工輪廓N70 G02 X-15 Y25 R10N80 G01 X15N90 G02 X25 Y15 R10N100 G01 Y-15N110 G02 X15 Y-25 R10N120 G01 X-15N130 G02

16、 X-25 Y-15 R10N140 G01 Y0輪廓加工結(jié)束，定位至外輪廓加工過渡圓起點N150 G02 X-10 Y0 R7.5走外輪廓加工過渡圓，使外輪廓進刀時圓滑過渡N160 G03 I10加工外輪廓N170 G02 X-25 Y0 R7.5走外輪廓加工過渡圓，使外輪廓退刀時圓滑過渡抬刀N180 G01 Z20N190 G40G00 X0Y0 D01取消刀補并回工件原點程序結(jié)束N200 M30數(shù)控銑床編程實例 2銑圖圖 5-1 所示的型腔， 深度 12mm ，要求使用子程序， 銑刀直徑 10mm, 一次下刀 2mm1. 工藝路線、刀具 ,對刀方法及切削用量與編程實例 1 相似。2. 編

17、制加工程序1 ）主程序 O01N10 G92 X0 Y0 Z40確定工件原點，此時工件原點在刀位點下方40mm處N20 M03 S1000主軸正轉(zhuǎn)N30 G00 X-50 Y-50快移至刀補起點N40 G42G01 X-25 Y0 D01 F150建立右刀補并至起刀點N50 G01 Z-2第一次下刀N60 M98 P02調(diào)用子程序 O02 開始第一層型腔加工N70 G01 z-4第二次下刀N80 M98 P02調(diào)用子程序 O02 開始第二層型腔加工N90 G01 z-6第三次下刀N100 M98 P02調(diào)用子程序 O02 開始第三層型腔加工N110 G01 z-8第四次下刀N120 M98 P

18、02調(diào)用子程序 O02 開始第四層型腔加工N130 G01 Z-10第五次下刀N140 M98 P02調(diào)用子程序 O02 開始第五層型腔加工N150 G01 z-12第六次下刀N160 M98 P02調(diào)用子程序 O02 開始第六層型腔加工N170 G00 Z40抬刀N180 G40G00 X0Y0 D01取消刀補并回工件原點程序結(jié)束開始加工輪廓N190 M302 ）子程序 O02N10 G01 Y15N20 G02 X-15 Y25 R10N30 G01 X15N40 G02 X25 Y15 R10N50 G01 Y-15N60 G02 X15 Y-25 R10N70 G01 X-15N80

19、G02 X-25 Y-15 R10N90 G01 Y0 開始加工外輪廓N100 G02 X-10 Y0 R7.5N110 G03 I10N120 G02 X-25 Y0 R7.5N130 M99回主程序5.3.3 數(shù)控銑床編程實例 3用立銃刀銃一個 200 X200的平面，深度3mm，要求使用子程序，銃刀直徑12mm1. 工藝路線采用下刀后多次調(diào)用子程序的方法。對刀方法及切削用量與相似。2. 編制加工程序（1 ）主程序 O01N10 G92 X0 Y0 Z40確定工件原點，此時工件原點在刀位點下方40mm處，同時位于左上角。N20 M03 S1000主軸正轉(zhuǎn)N30 G01 Z-3 F150下刀

20、N40 M98 P10 02調(diào)用 10 次子程序 O02 （次數(shù)根據(jù)銑刀直徑及工件寬度計算得出）N50 G01 Z40抬刀N60 G0 X0 Y0回工件原點N70 M30程序結(jié)束2 ）子程序 O02N10 G01 Y-210子程序開始N20 G91G01 X10N30 G90G01 Y0N40 G91G01 X10N50 G90N60 M99回主程序，注意相對編程與絕對編程的轉(zhuǎn)換。5.3.4 數(shù)控銑床編程實例 41. 零件如圖 5-2 所示， Z 向程序原點位于上表面。2. 刀具選用直徑 16 立銑刀。3. 安全面高度 20mm 。圖 5-24. 加工程序為：N010 G92X0Y0Z20建立

21、工件坐標(biāo)系N020 G0 G90 X-10.54 Y8.124 M03 S800N030 Z2.54N040 G1 Z-5 F250. M08N050 X-3.2 Y.784N060 X6.328 Y-8.744N070 G0 X8.124 Y-10.54N080 Z2.54N090 Z13.08N100 X95.329N110 Z5.54N120 Z2.54N130 G1 Z0.0N140 X96.61 Y-3.2N150 G3 X96.8 Y-1. I-12.61 J2.2N160 G1 Y4.2N170 X102.N180 G3 X103.2 Y4.256 I0.0 J12.8N190

22、G1 X104.54 Y23.402N200 G3 X102. Y18.5 I3.46 J-4.902N210 G1 Y17.N220 X94.N230 G3 X84. Y7. I0.0 J-10.N240 G1 Y-1.N250 X16.686N260 X-2. Y17.686N270 Y77.N280 G2 X24. Y103. I26. J0.0N290 G1 X45.212N310 G3 X84.52 I18.52 J21.N320 G1 X86.788 Y103.N330 X102.N340 Y17.N350 X100.5N360 G3 X95.598 Y14.46 I0.0 J-6

23、.N370 G00Z20 退回安全面高度N380 M05N390 X0Y0N400 M30N410 M305.3.5 數(shù)控銑床編程實例 51. 零件如圖 5-3 所示， Z 向程序原點位于上表面。2.刀具選用直徑 6、18 、22 立銑刀。3. 安全面高度 20mm 。Section A A40Section B - B圖5-34. 加工程序為：N010 G92X0Y0Z20N020 M06T01換直徑18銃刀N030 G0 G90 X71.129 Y1.286 M03 S8001號刀，長度補償N040 G43 H01 Z5.N060 G1 Z0.0 F250. M08N070 G41 X69

24、.895 Y3.46 H011號刀，左偏刀具補償N080 G3 X64.5 Y6. I-5.395 J-4.46切入N090 G1 X62.N100 X45.N110 G2 X35. Y16. I0.0 J10.R10 圓弧N120 G1 Y20.N130 G3 X25. Y30. I-10. J0.0R10 圓弧N140 G1 X11.N150 X6. Y40.N160 Y60.N170 X11. Y70.N180 X25.N190 G3 X35. Y80. I0.0 J10.R10 圓弧N200 G1 Y84.N210 G2 X45. Y94. I10. J0.0R10 圓弧N220 G1

25、 X79.N230 G2 X94. Y79. I0.0 J-15.R15 圓弧N240 G1 Y21.N250 G2 X79. Y6. I-15. J0.0R10 圓弧N260 G1 X59.5N270 G3 X54.105 Y3.46 I0.0 J-7.N290 G0 Z5. M05N300 Z20N310 M06T02N320 X77.286 Y52.371 M03N330 G43H02Z5.N340 Z2.54N350 G1 Z0.0 F250.N360 G41 X79.46 Y53.605 H02N370 G3 X82. Y59. I-4.46 J5.395 S600N380 G1 Y61.5N390 Y73.N400 G3 X70. Y85. I-12. J0.0N410 G1 X54.N420 G3 X42. Y73. I0.0 J-12.N430 G1 Y27.N440 G3 X54. Y15. I12. J0.0N450 G1 X70.N460 G3 X82. Y