工信版（中职）数控机床加工技术第4章教学课件.ppt

Y CF（中职）数控机床加工技术第4 章教学课件第4 章数控铣床及程序编制 第一节数控铣床概述 第二节数控铣床编程基础 第三节数控铣床实训项目第一节数控铣床概述 数控铣床的组成和布局 数控铣床是一种用途广泛的机床，加工中心、柔性制造单元等都是在其基础上发展起来的。它主要用于各类较复杂平面、曲面和壳体类零件的加工，如各类模板、样板、叶片、凸轮、连杆和箱体等。数控铣床的布局形式有以下三种:卧式数控铣床 主轴轴线平行于水平面，为了扩大加工范围、扩充功能，常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4,5 坐标加工，可以省却很多专用夹具或专用角度成形铣刀，适合加工箱体类零件及在一次安装中改变工位的零件。由于卧式数控铣床的横向运动通常是连续的，所以不设专门固定圆盘铣刀刀杆的移动拖板与托架，如图4-1所示。返回 下一页第一节数控铣床概述 数控立式铣床 一般的数控铣床是指规格较小的升降台数控铣床，其工作台宽度多在400 mm 以下，一般都采用工作台移动、升降，主轴不动方式，与普通立式升降台铣床差不多。数控立铣床多为三坐标联动机床，即可以同时控制三个坐标轴运动(见图4-2)。也有一些数控立铣床只能同时控制三个坐标中的两个坐标联动，第三个坐标轴只能沿一个方向做等距离的周期移动，这种数控立铣床称为两轴半控制铣床。此外，还有机床主轴可以绕X,YZ 坐标轴中的其中一个或两个轴做数控摆角运动的四坐标和五坐标数控立铣床。下一页 返回上一页第一节数控铣床概述 立卧两用数控铣床 主轴方向可以更换，在一台机床上既能进行立式加工，又能进行卧式加工。主轴方向的更换方法有手动和自动两种，可以配上数控万能主轴头，主轴头可以任意转换方向，柔性极好。下一页上一页返回第一节数控铣床概述 数控铣床的关键传动结构 以XKA5750 数控铣床为例，讲解数控铣床的关键传动结构。机床传动系统图 XKA5750 机床传动系统图如图4-3 所示，主运动是铣床主轴的旋转运动，由装在滑枕后部的交流主轴伺服电动机驭动。升降台目动平衡装置 图4-4 所示为升降台升降传动部分。上一页返回第二节数控铣床编程基础 数控铣床的坐标系统 编程时，无论机床实际加工时是刀具移动还是被加工工件移动，都一律假定被加工工件相对静止不动，而是刀具在移动，这就需要坐标系。数控铣床的坐标系规定使用右手笛卡儿坐标系。确定数控铣床的标准坐标系统时，若加工时工件固定不动，刀具运动，则坐标系正方向字母不带撇，反之，则正方向字母带撇。传递切削动力的主轴为Z 轴，刀具远离工件的方向作为坐标的正方向。下一页 返回第二节数控铣床编程基础 数控铣床坐标系的原点，称为机床原点(机床零点)，也称作参考点。该点是机床上一个固定的点，对立铣床而言，一般是在X 轴、Y 轴、Z 轴正向的极限位置上。机床起动后，首先要将机床的位置回零，即各轴都移动到机床零点。这样在执行程序时，才能有正确的工件坐标系。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 数控铣床的系统功能 数控铣床的系统功能主要有五类:准备功能 准备功能亦称G 功能，主要是用来指令机床的动作方式。它由地址字G 及其后面的两位数字组成。需要指出的是:不同的数控系统具有不同的G 代码，一定要根据机床说明书中所规定的代码进行编程。表4-1 是日本FANUC 公司铣镜类数控系统的部分G 功能指令。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 绝对编程和增量编程指令G90,G91 快速点定位指令G00 直线插补指令G01 圆弧插补命令G02、G03 暂停指令G04 米制输入和英制输入指令G21、G20 刀具长度补偿指令G43、G44,G49 刀具半径补偿指令G41、G42,G40下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 辅助功能 辅助功能也称M 功能，由地址字M 及其后两位数字组成。辅助功能是用来指令机床辅助动作及状态的，如主轴旋转方向和起动、停止，切削液供给和关闭，夹具夹紧和松开、更换刀具等功能。表4-2 是数控机床常用的辅助功能表。表4-2 中的M00 是指在指定程序段完成后，进给运动、主轴回转、切削液等均停止，以便进行手动操作。若要继续执行加工程序，必须重新按启动按钮。进给功能 进给功能用来指定刀具相对于工件的进给速度。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 主轴转速功能 主轴转速功能也称为S 功能，用于指定主轴转速。一般是直接指定转速,也有用二位代码法指定的。刀具功能 刀具功能是用来选择刀具和进行刀具补偿调用的，一般由T 后接四位数字组成，前两位是刀具号，后两位是刀具补偿值组别号。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 数控铣床的编程方法 子程序 在一个加工程序的若干位置上，如果存在按某一固定顺序重复出现的内容，为了简化程序可以把这些重复的内容抽出，按一定格式编成子程序，然后像主程序一样将它们输入到程序存储器中。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，可以通过调用指令来调用子程序，执行完子程序后可再返回主程序，继续执行后面的程序段。为了进一步简化程序，子程序还可以调用另一个子程序，这称为子程序的嵌套。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 子程序的格式 子程序的调用 调用子程序格式:下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 子程序的执行程序的执行过程举例说明如下:下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 刀具位置补偿指令G45,G46,G47、G48 刀具位置补偿指令是非模态指令,仅在指定的程序段中有效，其补偿值用D 代码设定。G45，刀具沿运动方向上增加一个补偿值;G46，刀具沿运动方向上减少一个补偿值;G47，刀具沿运动方向上增加两个补偿值;G48，刀具沿运动方向上减少两个补偿值。镜像加工指令G11,G12,G13 镜像加工主要用于零件图形是对称的场合。G11 用于零件图形对称于Y 轴，G12 用于零件图形对称于X 轴，G13 用于零件图形对称于原点。程序格式为下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 固定循环指令 在数控加工中，一般来说，一个动作就应编制一条程序段。但是在孔加工时，往往要经过快速接近工件、以工进速度进行孔加工及孔加工完后快速退回三个固定动作，这就有必要将这一类相近的动作过程编制成不同的固定循环指令。固定循环功能主要用于孔加工，包括钻孔、镜孔、攻螺纹等，使用一个程序段就可以完成一个孔加工的全部动作。继续加工孔时，如果孔加工动作无须变更，则程序中所有模态的数据都可以不写，因此可以大大简化程序。固定循环功能及指令见表4-4 下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 固定循环的动作孔加工固定循环通常由以下6 个动作组成:动作1X 轴和Y 轴定位，刀具快速定位到孔加工的位置。动作2 快进到R 点，刀具自初始点快速进给到R 点(准备切削位置)。动作3 孔加工，以切削进给方式执行孔加工的动作。动作4 在孔底的动作，包括暂停、主轴准停、刀具移位等动作 动作5 返回到R 点，继续下一步的孔加工。动作6 快速返回到初始点。固定循环的动作如图4-10 所示。图中用虚线表示快速进给，用实线表示切削进给。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 使用固定循环功能注意事项 在使用固定循环之前，必须用辅助功能使主轴旋转。当使用了主轴停转指令之后，一定要注意再次使主轴回转 在固定循环方式中，其程序段必须有X,Y,Z 轴(包括R)的位置数据，否则不执行固定循环。撤销固定循环指令除了G80 外，G00,C01、C02,C03 也能起撤销作用，因此编程时要注意。在固定循环方式中，G43,G44 仍起着刀具长度补偿的作用 操作时应注意，在固定循环中途，若利用复位或急停使数控装置停止，但这时孔加工方式和孔加工数据还被存储着，所以在开始加工时要特别注意，使固定循环剩余动作进行完成下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 宏指令 把一组命令构成的某功能，像子程序那样记录在存储器中。这一组命令称之为宏程序体，简称为宏程序。宏程序通常有一个宏程序号，由字母0 和后面的四位数字组成。宏程序可以像子程序一样被主程序调用。用来编制宏程序体的命令称之为用户宏指令，简称为宏指令 变量的表示 变量的使用 地址后面的数值可以用变量代替。格式为:下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 变量号用变量代替时的方法是:在#b 中的b 用#3b 代替时，用#30 表示，而不是用#30 表示。变量不能用地址0,N,“/”和“：”跟在地址后面的变量号也能用 代替。变量的种类 变量分为通用变量和系统变量两种。系统变量在系统中的用途已经固定，编程时常用的是通用变量。在3MA 中，通用变量为#100#131,#500#515。二者的区别是:#100#131在电源被切断后，存储的内容被清除，而#500#515 在电源被切断后，存储的内容一直被保持。下一页上一页返回第二节数控铣床编程基础 宏指令格式 G65 Hm P#i Q#j R#k;其中，m 取0199,表示宏指令功能(见表4-5);#i 为运算结果的变量名;#j 为待运算的变量名1，也可以是常数;#k 为待运算的变量名2，也可以是常数。上一页返回第三节数控铣床实训项目 以数控铣床加工十字形腔零件为实例:十字形腔零件如图4-12 所示，本实例选用机用虎钳装夹零件，实训内容及步骤见表4-6 返回图4-1 卧式数控铁床返回图4-2 数控立式铁床返回图4-3 XKA5750 机床传动系统图返回图4-4 升降台升降传动部分返回表4-1 FANUC 公司铁钟类数控系统的部分G 功能指令返回表4-2 数控机床的辅助功能代码返回表4-4 固定循环功能表返回图4-10 固定循环的动作返回表4-5 宏指令功能表返回图4-12 十字形腔零件加工实训返回表4-6 数控铁床加工十字形腔零件实训内容及未骤下一页表4-6 数控铁床加工十字形腔零件实训内容及未骤下一页 上一页表4-6 数控铁床加工十字形腔零件实训内容及未骤下一页 上一页表4-6 数控铁床加工十字形腔零件实训内容及未骤返回 上一页