數(shù)控機床編程概述

加工中心編程與操作第一講加工中心概述

一、加工中心的定義：

加工中心（MachiningCenter）簡稱MC，是由機械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的具有自動刀具交換裝置，并能進(jìn)行多種工序加工的數(shù)控機床。加工中心可在一次裝夾中對工件的多個面進(jìn)行多工序加工，如進(jìn)行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋、鏜削、平面銑削、輪廓銑削等加工。二、加工中心的發(fā)展史：

1952年3月美國巴森茲（Parsons）公司與美國麻省理工學(xué)院（MIT）共同發(fā)布了世界上第一臺數(shù)控機床——三坐標(biāo)數(shù)控銑床。1959年美國Keaney與Treckre公司開發(fā)成功了具有刀庫、刀具交換裝置、回轉(zhuǎn)工作臺的數(shù)控機床——加工中心（MachiningCenter）。第二講加工中心編程基礎(chǔ)

一、數(shù)控編程的概念所謂數(shù)控編程，就是把零件的工藝過程、工藝參數(shù)及其他輔助動作，按動作順序，按數(shù)控機床規(guī)定的指令、格式編成加工程序，將其記錄于控制介質(zhì)即程序載體（如紙帶、磁帶、磁盤），再輸入數(shù)控控制裝置，從而操縱機床進(jìn)行加工。

二、數(shù)控編程的內(nèi)容

一般來講，程序編制包括以下幾個方面的工作：1、加工工藝分析編程人員首先要根據(jù)零件圖，對零件的材料、形狀、尺寸、精度和熱處理要求等，進(jìn)行加工工藝分析。合理地選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝卡方式、刀具及切削參數(shù)等；同時還要考慮所用數(shù)控機床的指令功能，充分發(fā)揮機床的效能；加工路線要短，換刀次數(shù)要少。（如下圖）2、數(shù)數(shù)值值計計算算根據(jù)據(jù)零零件件圖圖的的幾幾何何尺尺寸寸確確定定工工藝藝路路線線及及設(shè)設(shè)定定坐坐標(biāo)標(biāo)系系，，計計算算零零件件粗粗、、精精加加工工運運動動的的軌軌跡跡，，得得到到刀刀位位數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)。。3、編編寫寫加加工工程程序序加工工路路線線、、工工藝藝參參數(shù)數(shù)及及刀刀位位數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)確確定定后后，，編編程程人人員員就就可可以以根根據(jù)據(jù)數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)規(guī)定定的的功功能能指指令令代代碼碼及及程程序序段段的的格格式式，，逐逐段段編編寫寫加加工工程程序序。。4、制制備備控控制制介介質(zhì)質(zhì)把編編制制好好的的程程序序記記錄錄到到控控制制介介質(zhì)質(zhì)上上，，作作為為數(shù)數(shù)控控裝裝置置的的輸輸入入信信息息。。用用人人工工或或通通信信傳傳輸輸?shù)牡姆椒绞绞剿退腿肴霐?shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)。。5、程程序序校校對對和和首首件件試試切切校驗驗的的方方法法是是直直接接將將控控制制介介質(zhì)質(zhì)上上的的內(nèi)內(nèi)容容輸輸入入到到數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)中中，，讓讓機機床床空空運運行行，，以以檢檢查查機機床床的的運運動動軌軌跡跡是是否否正正確確，，或或者者通通過過數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)提提供供的的圖圖形形仿仿真真功功能能，，在在CRT屏幕幕上上，，模模擬擬刀刀具具的的運運動動軌軌跡跡。。三、、加加工工中中心心的的坐坐標(biāo)標(biāo)系系統(tǒng)統(tǒng)加工工中中心心的的坐坐標(biāo)標(biāo)系系規(guī)規(guī)定定已已標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化化，，按按右右手手直直角角坐坐標(biāo)標(biāo)系系確確定定，，如下下圖圖所所示示。一一般般假假設(shè)設(shè)工工件件靜靜止止，，通通過過刀刀具具相相對對工工件件的的移移動動來來確確定定機機床床各各移移動動軸軸的的方方向向。。1、機機床床坐坐標(biāo)標(biāo)系系機床床坐坐標(biāo)標(biāo)系系是是用用來來確確定定工工作作坐坐標(biāo)標(biāo)系系的的基基本本坐坐標(biāo)標(biāo)系系，，是是機機床床本本身身所所固固有有的的坐坐標(biāo)標(biāo)系系。。該該坐坐標(biāo)標(biāo)系系的的位位置置必必須須在在機機床床開開機機后后，，通通過過自自動動（（或或手手動動））回回參參考考點點（（機機床床坐坐標(biāo)標(biāo)系系原原點點））的的操操作作建建立立。。（1）機機床床原原點點亦稱稱機機械械原原點點，，是是機機床床坐坐標(biāo)標(biāo)系系的的原原點點。。它它的的位位置置是是在在機機床床各各坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸的的正正向向最最大大極極限限處處。。（2）Z坐標(biāo)標(biāo)的的運運動動平行行于于機機床床主主軸軸（（傳傳遞遞切切削削動動力力））的的刀刀具具運運動動坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸為為Z坐標(biāo)軸，規(guī)定定增大刀具和和工件之間距距離的方向為為Z坐標(biāo)軸的正方方向（+Z）。（3）X坐標(biāo)的運動X坐標(biāo)軸為水平平方向，它平平行于工件的的裝夾面，垂垂直于Z坐標(biāo)軸。對于于單立柱機床床，當(dāng)從刀具具向立柱看時時，X的正方向指向向右方（+X）。（4）Y坐標(biāo)的運動根據(jù)X和z坐標(biāo)軸，按右右手法則來確確定Y坐標(biāo)軸的運動動方向。2、工作坐標(biāo)系系亦稱加工坐標(biāo)標(biāo)系，是編程程人員在編程程和加工時使使用的坐標(biāo)系系，是程序的的參考坐標(biāo)系系。其位置以以機床坐標(biāo)系系為參考點，，工作坐標(biāo)系系的原點稱為為工作原點或或程序零點，，編程時的刀刀具軌跡坐標(biāo)標(biāo)點是按工件件輪廓在工作作坐標(biāo)系中的的坐標(biāo)確定。。3、確定工作坐坐標(biāo)系時應(yīng)注注意下列幾點點：（1）工件零點應(yīng)應(yīng)選在零件的的尺寸基準(zhǔn)上上，以便于坐坐標(biāo)值的計算算。（2）工件零點盡盡量選在精度度較高的工件件表面上，以以提高零件的的加工精度。。（3）對于對稱零零件，工件零零點設(shè)在對稱稱中心上。（4）對于一般零零件，工件零零點設(shè)在工件件輪廓某一角角上。（5）Z軸方向上的零零點一般設(shè)在在工件的上表表面。（6）對于臥式加加工中心最好好把工件零點點設(shè)在回轉(zhuǎn)中中心上，即設(shè)設(shè)置在工作臺臺回轉(zhuǎn)中心與與Z軸連線適當(dāng)位位置上。四、加工中心心的程序結(jié)構(gòu)構(gòu)1、程序的組成成為運行機床而而送到CNC的一組指令稱稱為程序。一一個完整的加加工程序由程程序號、程序序的內(nèi)容和程程序結(jié)束這三三部分組成。。在程序中，，以刀具實際際移動的順序序來指定指令令（如下圖））。2、程序的格式式如現(xiàn)有如下表表所示加工中中心的加工程程序程序：O0009;程序號N01G91G28Z0;相對方式Z軸回機械零點N02G28X0Y0;相對方式X,Y軸回機械零點N03T01M06;換編號為一號的刀具N04G90G54G00X0Y0S1000M03;絕對編程方式,以G54里的參數(shù)為編程原點，快速定位到X0Y0處，主軸以1000r/min的轉(zhuǎn)速順時針轉(zhuǎn)動N05G43Z100.0H01M08;建立刀具長度補償，冷卻液開N06G98G81X0Y0Z-5.0R3.0F120;建立鉆孔固定循環(huán)N07X12.5Y-12.5;N08G80;取消鉆孔固定循環(huán)N09M05；M09;主軸停轉(zhuǎn)，冷卻液關(guān)N10M30;程序結(jié)束3、組成程序的的要素的說明明（1）程序號每一個工件在在編程時，必必須先指定一一個程序號，，并編在整個個程序的開始始處。程序號號通常用字母母”O(jiān)”+4位數(shù)字”0000”~”9999”組成表示,如”O(jiān)3O03O103O1003O1234””4位數(shù)字不允許許都為0。數(shù)字前導(dǎo)的的0可以省略。（2）程序段每個程序段則則由一個或若若干個指令字組成，指令字字代表某一信信息單元；每每個指令字由由地址符和數(shù)數(shù)字組成，它它代表機床的的一個位置或或一個動作；；每個程序段段結(jié)束處應(yīng)有有“EOB”或“CR”，即分號（;）。常見程序序段格式如下下表：常見程序段格式1234567891011N_G_X_U_Q_Y_V_P_Z_W_R_I_J_K_R_F_S_T_M_LF(；)程序段順序號準(zhǔn)備功能坐標(biāo)字進(jìn)給功能主軸功能刀具功能輔助功能結(jié)束符號1）程序段順序序號：通常用用字母”N”+4位字”0000””~”9999”組成表示,如”N1234”。返回2）準(zhǔn)備功能G（簡稱G功能）：由表示準(zhǔn)備功功能地址符““G”和兩位數(shù)字組成成（如G90），G功能的代碼已已標(biāo)準(zhǔn)化。（代碼表略））返回3）坐標(biāo)字：由由坐標(biāo)地址符符及數(shù)字組成成，且按一一定的順序進(jìn)進(jìn)行排列，各各組數(shù)字必須須具有作為地地址代碼的字字母（如X、Y等）開頭。各各坐標(biāo)軸的地地址符按下列列順序排列：：X、Y、Z、U、V、W、Q、R、A、B、C、D、E其中，數(shù)字的的格式和含義義如下：X50.X50.0都可以表示沿沿X軸移動50mm。X50000返回4）進(jìn)給功能F：由進(jìn)給地址址符F及數(shù)字組成，數(shù)字字表示所選定定的進(jìn)給速度，單位為為“mm/min”或“mm/r”，如F50表示切削進(jìn)給給速度為50mm/min（由G94設(shè)定）或50mm/r（由G95設(shè)定）。返回5）主軸功能S：由主軸地址址符S及數(shù)字組成，，數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單單位為“r/mm”，如S800表示機床主軸轉(zhuǎn)速為800r/min。返回6）刀具功能T：由刀具功能能地址符T和數(shù)字組成，，用以指定刀刀具的號碼，如如T01表示選定編號為01的刀具，即第第一把刀具。返回7）輔助功能M（簡稱M功能）：由輔助操作地地址符M和兩位數(shù)字組成，M功能的代碼已已標(biāo)準(zhǔn)化，一個個程序段中，，M代碼最多可以以有一個。常用的M代碼有：返回M00程序暫停M01條件程序暫停停M02程序結(jié)束M03主軸正轉(zhuǎn)M04主軸反轉(zhuǎn)M05主軸停止M06刀具交換M08冷卻開M09冷卻關(guān)M18主軸定向解除除M19主軸定向M29剛性攻絲M30程序結(jié)束并返返回程序頭M98調(diào)用子程序M99子程序結(jié)束返返回8）程序段結(jié)束束符：列在程程序段的最后，用符符號“；”表表示，表示程序段的