《加工中心编程》PPT课件.ppt
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1、10/28/20221第五章 加工中心的编程与加工第一节第一节 数控加工中心概述数控加工中心概述第二节第二节 数控加工中心编程数控加工中心编程第三节第三节 数控加工中心操作数控加工中心操作第四节第四节 加工中心综合应用实例加工中心综合应用实例主要内容主要内容10/28/20222第一节 数控加工中心概述 加工中心是带有加工中心是带有刀库刀库和和自动换刀装置自动换刀装置的数控机床。的数控机床。其特点:其特点:数控系统能控制机床自动地更换刀具,连续地对工件各加数控系统能控制机床自动地更换刀具,连续地对工件各加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削等多种工序的工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔
2、、镗孔、攻丝、铣削等多种工序的加工,工序高度集中。加工,工序高度集中。n1.全封闭防护n2.工序集中,加工连续进行n3.使用多把刀具,自动进行刀具交换n4.使用多个工作台,自动进行工作台交换n5.功能强大,趋向复合加工n6.高自动化、高精度、高效率n7.高投入n8.在适当的条件下才能发挥最佳效益加工中心的特点加工中心的特点10/28/20223第一节 数控加工中心概述加工中心的主要加工对象加工中心的主要加工对象加工中心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。1、箱体类工件这类工件一般都要求进行多工位孔系及平面的加工,定位精度要求高,在加工中心上加工时,一次装夹可完成普通机床60%95
3、%的工序内容。2、复杂曲面类工件复杂曲面一般可以用球头铣刀进行三坐标联动加工,加工精度较高,但效率低。如果工件存在加工干涉区或加工盲区,就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。3、异形件异形件是外形不规则的零件,大多需要点、线、面多工位混合加工。加工异形件时,形状越复杂,精度要求越高,使用加工中心越能显示其优越性。如手机外壳等。4、盘、套、板类工件这类工件包括带有键槽和径向孔,端面分布有孔系、曲面的盘套或轴类工件。5、特殊加工10/28/20224第一节 数控加工中心概述加工中心加工的零件加工中心加工的零件10/28/20225第一节 数控加工中心概述加工中心的分类加工中心的分类立立式式加加工
4、工中中心心卧式加工中心卧式加工中心龙门式加工中心龙门式加工中心10/28/20226第一节 数控加工中心概述x-y数控拖板数控拖板变频主轴变频主轴机床本体机床本体数控系统及数控系统及其操作面板其操作面板斗笠式刀库斗笠式刀库Z轴伺服电机轴伺服电机活动防护门活动防护门进给进给Z轴轴护线架护线架冷却液箱冷却液箱加工中心的组成加工中心的组成 自动换刀装置(ATC)第一节 数控加工中心概述作用交换主轴与刀库中的刀(工)具MOV36 ATC 第一节 数控加工中心概述1.刀库容量适当2.换刀时间短3.换刀空间小4.动作可靠、使用稳定5.刀具重复定位精度高6.刀具识别准确一、对自动换刀装置的要求 第一节 数控
5、加工中心概述二、刀库 在加工中心上使用的刀库主要有两种,一种是盘式刀库,一种是链式刀库。1.盘式刀库 刀库容量相对较小,一般在124把刀具,主要适用于小型加工中心;2.链式刀库 刀库容量大,一般在1100把刀具,主要适用于大中型加工中心。第一节 数控加工中心概述三、换刀方式 1.机械手换刀2.主轴换刀 第一节 数控加工中心概述四、刀具识别方法1.刀座编码2.刀柄编码 第一节 数控加工中心概述刀座编码 第一节 数控加工中心概述刀座编码 第一节 数控加工中心概述识别码块识别传感器刀柄编码 三 工作台自动交换装置(APC)第一节 数控加工中心概述 作用携带工件在工位及机床之间转换,减小定位误差,减少
6、装夹时间,提高加工精度及生产效率。APC 第一节 数控加工中心概述1.工作台数量适当2.交换时间短3.交换空间小4.动作可靠、使用稳定5.工作台重复定位精度高一、对工作台自动交换装置的要求 第一节 数控加工中心概述MOV38 托盘交换系统 第一节 数控加工中心概述1.回转交换式2.移动交换式二、工作台自动交换装置的类型10/28/202219第一节 数控加工中心概述自动换刀装置的换刀过程由自动换刀装置的换刀过程由选刀选刀和和换刀换刀两部分组成。两部分组成。当执行到当执行到 Txx 指令即选刀指令后,刀库自动将要用的刀具指令即选刀指令后,刀库自动将要用的刀具移动到换刀位置,完成选刀过程,为下面换
7、刀做好准备;移动到换刀位置,完成选刀过程,为下面换刀做好准备;当执行到当执行到 M06 指令时即开始自动换刀,把主轴上用过的指令时即开始自动换刀,把主轴上用过的刀具取下,将选好的刀具安装在主轴上。刀具取下,将选好的刀具安装在主轴上。选刀方式选刀方式顺序选刀方式顺序选刀方式任选方式:多用任选方式:多用换刀方式换刀方式机械手换刀机械手换刀刀库刀库主轴运动换刀主轴运动换刀换刀过程换刀过程10/28/202220第一节 数控加工中心概述1、主轴箱回参考点,主轴准停。、主轴箱回参考点,主轴准停。2、机械手抓刀、机械手抓刀(主轴上和刀库上)(主轴上和刀库上)3、取刀:、取刀:活塞杆推动机械手下行。活塞杆推
8、动机械手下行。4、交换刀具位置:、交换刀具位置:机械手回转机械手回转180。5、装刀:、装刀:活塞杆上行,将更换后的刀具装活塞杆上行,将更换后的刀具装入主轴和刀库。入主轴和刀库。机械手换刀动作过程机械手换刀动作过程10/28/202221第一节 数控加工中心概述刀库移动刀库移动-主轴升降式换刀过程主轴升降式换刀过程10/28/202222第一节 数控加工中心概述(a)分度:分度:将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预定位置。定位置。(b)(b)接刀:接刀:活塞杆推出,将空刀座送至主轴下方,并卡活塞杆推出,将空刀座送至主轴下方,并卡住刀柄定位槽。住刀柄定
9、位槽。(c)(c)卸刀:卸刀:主轴松刀,铣头上移至参考点。主轴松刀,铣头上移至参考点。(d)(d)再分度再分度:再次分度回转,将预选刀具转到主轴正下:再次分度回转,将预选刀具转到主轴正下方。方。(e)(e)+(f):装刀:装刀:铣头下移,主轴抓刀,活塞杆缩回,铣头下移,主轴抓刀,活塞杆缩回,刀盘复位。刀盘复位。刀库移动刀库移动-主轴升降式换刀过程主轴升降式换刀过程10/28/202223第一节 数控加工中心概述由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点,故零由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点,故零件的加工工艺应尽可能符合这些特点,尽可能地在一件的加工工艺应尽可能符合这些特点,尽可能地在一次
10、装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序加次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多工序加工。工。由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点,故由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点,故在工艺上可采用大的切削用量,以便在满足加工精度在工艺上可采用大的切削用量,以便在满足加工精度条件下尽量节省加工工时。条件下尽量节省加工工时。选用加工中心作为生产设备时,必须采用合理的选用加工中心作为生产设备时,必须采用合理的工艺方案,以实现高效率加工。工艺方案,以实现高效率加工。加工中心的工艺准备加工中心的工艺准备10/28/202224第一节 数控加工中心概述 1 1、确确定定采采用用加加工工中中心心的的加加工工
11、内内容容,确确定定工工件件的的安安装装基基面面、加工基面、加工余量等。加工基面、加工余量等。2 2、以充分发挥加工中心效率为目的来安排加工工序。有些、以充分发挥加工中心效率为目的来安排加工工序。有些工序可选用其它机床。工序可选用其它机床。3 3、对于复杂零件来说,由于加工过程中会产生热变形,淬、对于复杂零件来说,由于加工过程中会产生热变形,淬火后会产生内应力,零件卡压后也会变形等多种原因,故全部火后会产生内应力,零件卡压后也会变形等多种原因,故全部工序很难在一次装夹后完成,这时可以考虑两次或多次。工序很难在一次装夹后完成,这时可以考虑两次或多次。4 4、当加工工件批量较大,工序又不太长时,可在
12、工作台上、当加工工件批量较大,工序又不太长时,可在工作台上一次安装多个工件同时加工,以减少换刀次数。(待续)一次安装多个工件同时加工,以减少换刀次数。(待续)工艺方案确定原则工艺方案确定原则10/28/202225第一节 数控加工中心概述5 5、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。建议参考以下、安排加工工序时应本着由粗渐精的原则。建议参考以下工序顺序:铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、立铣刀加工、打工序顺序:铣大平面、粗镗孔、半粗镗孔、立铣刀加工、打中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工、铰、镗、精铣等。中心孔、钻孔、攻螺纹、精加工、铰、镗、精铣等。6 6、采用大流量的冷却方式、采用大流量的冷却方式 。在机床
13、选用上,应了解各类加工中心的规格、最佳使用范围在机床选用上,应了解各类加工中心的规格、最佳使用范围和功能特点。和功能特点。卧式加工中心卧式加工中心最适宜的零件如箱体、泵体、阀体、壳体等,最适宜的零件如箱体、泵体、阀体、壳体等,适合多面加工,多次更换夹具和工艺基准的零件。适合多面加工,多次更换夹具和工艺基准的零件。立式加工中心立式加工中心最适宜的是板类零件如箱盖、盖板、壳体、平最适宜的是板类零件如箱盖、盖板、壳体、平面凸轮等单面加工零件,适合工件装夹次数较少的零件。面凸轮等单面加工零件,适合工件装夹次数较少的零件。工艺方案确定原则工艺方案确定原则10/28/202226第二节 数控加工中心编程1
14、、进行合理的工艺分析,安排加工工序。、进行合理的工艺分析,安排加工工序。2、根据批量等情况,决定采用自动换刀还是手动换刀。、根据批量等情况,决定采用自动换刀还是手动换刀。3、自动换刀要留出足够的换刀空间。、自动换刀要留出足够的换刀空间。4、为提高机床利用率,尽量采用刀具机外预调,并将测量、为提高机床利用率,尽量采用刀具机外预调,并将测量尺寸填写到刀具卡片中,以便操作者在运行程序前,及时修尺寸填写到刀具卡片中,以便操作者在运行程序前,及时修改刀具补偿参数。改刀具补偿参数。5、对于编好的程序,应认真检查,并于加工前安排好试运、对于编好的程序,应认真检查,并于加工前安排好试运行。行。6、尽量把不同工
15、序内容的程序,分别安排到不同的子程序、尽量把不同工序内容的程序,分别安排到不同的子程序中,或按工序顺序添加程序段号标记。中,或按工序顺序添加程序段号标记。7、尽可能地利用机床数控系统本身所提供的镜像、旋转、尽可能地利用机床数控系统本身所提供的镜像、旋转、固定循环和宏指令编程处理的功能,以简化程序量。固定循环和宏指令编程处理的功能,以简化程序量。8、合理的编写换刀程序。注意第、合理的编写换刀程序。注意第1把刀的编程处理。把刀的编程处理。编程要点编程要点10/28/202227第二节 数控加工中心编程加加工工中中心心的的编编程程除除了了增增加加了了自自动动换换刀刀的的功功能能指指令令外外,其它和数
16、控铣床编程基本相同。其它和数控铣床编程基本相同。M06-自自动动换换刀刀指指令令。本本指指令令将将驱驱动动机机械械手手进进行行 换刀动作,但并不包括刀库转动的选刀动作。换刀动作,但并不包括刀库转动的选刀动作。M19-主轴准停。本指令将使主轴定向停止,确保主轴准停。本指令将使主轴定向停止,确保主轴停止的方位和装刀标记方位一致。主轴停止的方位和装刀标记方位一致。Txx-选刀指令。是用以驱动刀库电机带动刀库转选刀指令。是用以驱动刀库电机带动刀库转动而实施选刀动作的。动而实施选刀动作的。T指令后跟的两位数字,是将指令后跟的两位数字,是将要更换的刀具地址号。要更换的刀具地址号。加工中心的编程加工中心的编
17、程10/28/202228第二节 数控加工中心编程 在对加工中心进行换刀动作的编程安排时,应考虑如下问题:在对加工中心进行换刀动作的编程安排时,应考虑如下问题:1、换刀动作前必须使主轴准停(用、换刀动作前必须使主轴准停(用M19指令)。指令)。2、换刀点的位置应根据所用机床的要求安排,有的机床要、换刀点的位置应根据所用机床的要求安排,有的机床要 求求必须将换刀位置安排在参考点处或至少应让必须将换刀位置安排在参考点处或至少应让Z轴方向返回参考点。轴方向返回参考点。(使用(使用G28)3、换刀完毕后,可使用、换刀完毕后,可使用G29指令返回到下一道工序的加工起始位指令返回到下一道工序的加工起始位置
18、。置。4、换刀完毕后,安排重新启动主轴的指令。、换刀完毕后,安排重新启动主轴的指令。5、为了节省自动换刀时间,可考虑将选刀动作与机床加工动作、为了节省自动换刀时间,可考虑将选刀动作与机床加工动作在时间上重合起来。在时间上重合起来。自动换刀程序的编写自动换刀程序的编写10/28/202229第二节 数控加工中心编程零件图如下。分别用零件图如下。分别用 40的端面铣刀铣上表面,用的端面铣刀铣上表面,用 20的立铣刀铣四侧的立铣刀铣四侧面和面和A、B面,用面,用 6的钻头钻的钻头钻6个小孔,个小孔,14的钻头钻中间的两个大孔。的钻头钻中间的两个大孔。自动换刀程序实例自动换刀程序实例10/28/202
19、230第二节 数控加工中心编程%1000G90 G00 G43 Z20.0 H01S300 M03G01 Z15.0 F100 X60.0 T02G49 Z20.0 M19 G28 X0 Y0 M06 S200 M03 设定工件坐标系,设设定工件坐标系,设T01已经装好。已经装好。Z向下刀到离毛坯上表面一定距离处向下刀到离毛坯上表面一定距离处启动主轴启动主轴移刀到毛坯右侧外部移刀到毛坯右侧外部工进下刀到欲加工上表面高度处工进下刀到欲加工上表面高度处加工到左侧(左右移动)加工到左侧(左右移动)移到移到Y=-15 上上往回加工到右侧,同时预先选刀往回加工到右侧,同时预先选刀T02上表面加工完成,抬
20、刀,主轴准停上表面加工完成,抬刀,主轴准停返回参考点,自动换刀。返回参考点,自动换刀。从参考点回到铣四侧的起始位置从参考点回到铣四侧的起始位置启动主轴启动主轴 程序单(程序单(1)10/28/202231第二节 数控加工中心编程 G00 G43 Z-12.0 H02 G01 G42 X36.0 D02 F80 X-36.0 T03 Z0 G01Y-40.0 F80下刀到下刀到Z=-12高度处,高度处,刀径补偿引入,铣四侧开始刀径补偿引入,铣四侧开始铣后侧面,同时选刀铣后侧面,同时选刀T03铣左侧面铣左侧面铣前侧面铣前侧面铣右侧面铣右侧面刀补取消,引出刀补取消,引出抬刀至抬刀至A、B面高度。面高
21、度。工进铣削工进铣削B面开始(前后移动)。面开始(前后移动)。.移到左侧移到左侧铣削铣削A面开始面开始程序单(程序单(2)10/28/202232第二节 数控加工中心编程G49 Z20.0 M19G91 G28 X0 Y0 M06G00 G43 Z3.0 H03 S630 M03 M98 P120 L3 M98 P120 L3G49 Z20.0 M19.A面铣削完成,抬刀,主轴准停面铣削完成,抬刀,主轴准停Z向返回参考点向返回参考点X、Y向返回参考点。自动换刀向返回参考点。自动换刀从参考点返回到右侧三从参考点返回到右侧三 6小孔处小孔处下刀到离下刀到离B面面3mm处,启动主轴处,启动主轴调用子
22、程序,钻调用子程序,钻3-6孔孔抬刀至上表面的上方高度抬刀至上表面的上方高度移到左侧移到左侧3-6小孔钻削起始处小孔钻削起始处下刀至离下刀至离A面面3mm处,启动主轴处,启动主轴调用子程序,钻调用子程序,钻3-6孔孔抬刀至上表面的上方高度抬刀至上表面的上方高度程序单(程序单(3)10/28/202233第二节 数控加工中心编程G28 Z100.0 T04G91 G28 X0 Y0 M06G00 G43 Z20.0 H04 S450 M03M98 P130 L2G49 G28 Z0.0 T01 M19G91 G28 X0 Y0 M06M30Z向返回参考点,同时选刀向返回参考点,同时选刀T04X、
23、Y向返回参考点。自动换刀向返回参考点。自动换刀从参考点返回到中间从参考点返回到中间2-14起始处起始处下刀到离上表面下刀到离上表面5mm处处启动主轴启动主轴调用子程序,钻调用子程序,钻2-14孔孔抬抬刀刀并并返返回回参参考考点点,主主轴轴准准停停,同同时时选选刀刀T01X、Y向向返返回回参参考考点点,自自动动换换刀刀,为为重重复复加工作准备。加工作准备。移到起始位置移到起始位置程序结束。程序结束。程序单(程序单(4)10/28/202234第三节 数控加工中心操作一、加工中心操作要点一、加工中心操作要点1加工中心工作之前的开关机2机床自动加工机床自动加工也称为存储器方式加工。它是利用加工中心内
24、存储的加工程序,使机床对工件进行连续加工,是加工中心运用得最多的操作方式。加工中心在存储器方式下运行时间越长,其机床利用率也就越高。3手动程序输入MDI方式也称为键盘操作方式。它在修整工件个别遗留问题或单件加工时经常用到。MDI方式加工的特点是输入灵活,随时输入指令随时执行,但运行效率较低,且执行完指令以后对指令没有记忆,再次执行时必须重新输入指令,该操作方式一般不用于批量工件的加工。4手动JOG手动工作方式,主要用于工件及夹具相对于机床各坐标的找正、工件加工零点的粗测量以及开机时回参考点。10/28/202235第三节 数控加工中心操作5手轮操作手轮也即是手摇脉冲发生器。手轮每摇一格发出一个
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