第5章加工中心的编程(数控加工与编程)课件.ppt

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1、第5 章 加工中心的编程5.15.1 加工中心数控系统的功能加工中心数控系统的功能5.2 5.2 一般零件的编程一般零件的编程5.3 5.3 刀具补偿刀具补偿5.4 5.4 固定循环功能固定循环功能5.5 5.5 子程序子程序5.6 5.6 图形变换功能图形变换功能5.7 5.7 坐标系的应用坐标系的应用5.8 5.8 用户宏程序用户宏程序5.9 5.9 加工中心编程举例加工中心编程举例思考与练习思考与练习 加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，又称 加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床，又称为自动换刀数控机床或多工序数控机床。其特点是数控系统 为自动换刀数控机床或多工序数控机床。

2、其特点是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 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铣、钻、扩、铰、镗、攻螺纹等多种工序的加工；适用 进行铣、钻、扩、铰、镗、攻螺纹等多种工序的加工；适用于加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零 于加工凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件。件。除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床的编程 除换刀程序外，加工中心的编程方法与数控铣床的编程方法基本相同。方法基本相同。5.1 5.1 加工中心数控系统的功能 加工中心数控系统的功能 1 1 准备功能 准备功能G G 指令 指令准备功能 准备功能G G

3、 指令是建立坐标平面、坐标系偏置、刀具与工件 指令是建立坐标平面、坐标系偏置、刀具与工件相对运动轨迹（插补功能）以及刀具补偿等多种加工操作方 相对运动轨迹（插补功能）以及刀具补偿等多种加工操作方式的指令，其范围为 式的指令，其范围为G00 G00 G99 G99。G G 指令的功能见表 指令的功能见表5-1 5-1。2 2 辅助功能 辅助功能M M 指令 指令 辅助功能 辅助功能M M 指令由地址字 指令由地址字M M 后跟 后跟1 1 2 2 位数字组成，位数字组成，M00 M00 M99 M99。M M 指令主要用来设定数控机床电控装置单纯的开 指令主要用来设定数控机床电控装置单纯的开/关

4、动 关动作，以及控制加工程序的执行走向。各 作，以及控制加工程序的执行走向。各M M 指令及其功能见表 指令及其功能见表5-2 5-2。加工中心常用的刀库有盘式和链式 加工中心常用的刀库有盘式和链式2 2 种，换刀方式分无机械手式和 种，换刀方式分无机械手式和机械手式 机械手式2 2 种。无机械手式换刀方式是刀库靠向主轴，先卸下主轴上的刀 种。无机械手式换刀方式是刀库靠向主轴，先卸下主轴上的刀具，刀库再旋转至欲换的刀具位置，上升装上主轴。此种刀库是固定刀 具，刀库再旋转至欲换的刀具位置，上升装上主轴。此种刀库是固定刀号式（即 号式（即1 1 号刀必须插回 号刀必须插回1 1 号刀套内），其换刀

5、指令如下 号刀套内），其换刀指令如下 T03 M06 T03 M06；主轴上的刀具先装回刀库，圆盘旋转至 主轴上的刀具先装回刀库，圆盘旋转至2 2 号刀正对主轴 号刀正对主轴并装上主轴。并装上主轴。有机械手式换刀大都配合链式刀库且无固定刀号式，即 有机械手式换刀大都配合链式刀库且无固定刀号式，即1 1 号刀不一 号刀不一定插回 定插回1 1 号刀套内，其刀库上的刀号与设定的刀号由控制器的 号刀套内，其刀库上的刀号与设定的刀号由控制器的PLC PLC 管理。管理。此种换刀方式的 此种换刀方式的T T 指令后面所接数字代表欲调用刀号。当执行 指令后面所接数字代表欲调用刀号。当执行T T 代码时，代

6、码时，被调用的刀具会转至准备换刀位置，称为选刀，但无换刀动作，因此 被调用的刀具会转至准备换刀位置，称为选刀，但无换刀动作，因此T T 指 指令可在换刀指令 令可在换刀指令M06 M06 之前设定好，以节省换刀时等待刀具的时间。其换 之前设定好，以节省换刀时等待刀具的时间。其换刀指令如下 刀指令如下 T01;T01;1 1 号刀转至换刀位 号刀转至换刀位 M06 T02;1 M06 T02;1 号刀换到主轴上，号刀换到主轴上，2 2 号刀转至换刀位作换刀准备 号刀转至换刀位作换刀准备 M06 T03;2 M06 T03;2 号刀换到主轴上，号刀换到主轴上，3 3 号刀转至换刀位作换刀准备 号刀

7、转至换刀位作换刀准备 M06;M06;3 3 号刀换到主轴上 号刀换到主轴上 5.2 一般工件的编程 常用准备功能是编制程序中的核心问题，编程人员必须 常用准备功能是编制程序中的核心问题，编程人员必须熟练掌握这些功能的使用方法、特点，才能更好地编写出加 熟练掌握这些功能的使用方法、特点，才能更好地编写出加工程序。工程序。5.2.1 5.2.1 基本编程指令 基本编程指令 1 1 单位设定指令 单位设定指令G20 G20、G21 G21 G20 G20 是英制输入制式；是英制输入制式；G21 G21 是公制输入制式。是公制输入制式。G21 G21、G20 G20是两个互相取代的 是两个互相取代的

8、G G 代码，一般机床出厂时，将公制输入 代码，一般机床出厂时，将公制输入G21 G21 设定为参考缺省状态。设定为参考缺省状态。2 2 绝对值编程 绝对值编程G90 G90 与相对值编程 与相对值编程G91 G91 G90 G90 是绝对值编程，即每个编程坐标轴上的编程值是 是绝对值编程，即每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；相对于程序原点的；G91 G91 是相对值编程，即每个编程坐标 是相对值编程，即每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移 轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离，与坐标轴同向取正，反向取负。如图 动的距离，与坐标轴同向取

9、正，反向取负。如图5-1 5-1 所示，所示，图中从 图中从A A 点到 点到B B 点的移动，用绝对值指令 点的移动，用绝对值指令G90 G90 编程和相对值 编程和相对值指令 指令G91 G91 编程的情况如下：编程的情况如下：G90 G01 X40.0 Y70.0 F200;G90 G01 X40.0 Y70.0 F200;或 或 G91 G01 X60.0 Y40.0 F200;G91 G01 X60.0 Y40.0 F200;选择合适的编程方式将使编程简化。选择合适的编程方式将使编程简化。图5-1 G90 和G91 编程（2 2）工件坐标系选择指令）工件坐标系选择指令G54 G54

10、G59 G59 G54 G54 G59 G59 是系统预定的个工件坐标系，可根据需要 是系统预定的个工件坐标系，可根据需要任意选用。这个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中 任意选用。这个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值（工件零点偏置值）可用 的值（工件零点偏置值）可用MDI MDI 方式输入，系统自动记 方式输入，系统自动记忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时的 忆。工件坐标系一旦选定，后续程序段中绝对值编程时的指令值均为相对于此工件坐标系原点的值。采用 指令值均为相对于此工件坐标系原点的值。采用G54 G54 G59 G59 选择工件坐标系方式如图 选择工件坐标系方式如图5

11、-4 5-4 所示。所示。值得注意的是，执行 值得注意的是，执行G92 G92 指令时，机床不动作，即 指令时，机床不动作，即X X、Y Y、Z Z 轴均 轴均不移动，但 不移动，但CRT CRT 显示器上的坐标值发生了变化。显示器上的坐标值发生了变化。G92 G92 坐标系通常用于 坐标系通常用于临时工件加工时的找正，因断电后将丢失，通常运行在程序开始处或 临时工件加工时的找正，因断电后将丢失，通常运行在程序开始处或自动运行程序之前 自动运行程序之前MDI MDI 方式下指令 方式下指令G92 G92。而。而G54 G54 G59 G59 中数据一旦设定 中数据一旦设定就一直有效。就一直有效

12、。图5-4 选择坐标系指令G54 G596 6 返回指令 返回指令G27 G27 G30 G30（1 1）返回参考点校验）返回参考点校验G27 G27 指令 指令 指令格式：指令格式：G27 X G27 X Y Y Z Z 根据 根据G27 G27 指令，刀具以参数所设定的速度快速进给，并在指令规定的位 指令，刀具以参数所设定的速度快速进给，并在指令规定的位置（坐标值为 置（坐标值为X X、Y Y、Z Z 点）上定位。若所到达的位置是机床零点，则返 点）上定位。若所到达的位置是机床零点，则返回参考点的各轴指示灯亮。如果指示灯不亮，则说明程序中所给的指令 回参考点的各轴指示灯亮。如果指示灯不亮，

13、则说明程序中所给的指令有错误或机床定位误差过大。有错误或机床定位误差过大。注意，执行 注意，执行G27 G27 指令的前提是机床在通电后必须返回过一次参考点 指令的前提是机床在通电后必须返回过一次参考点（手动返回或（手动返回或G28 G28 指令返回）。使用 指令返回）。使用G27 G27 指令时，必须先取消刀具长度 指令时，必须先取消刀具长度和半径补偿，否则会发生不正确的动作。由于返回参考点不是每个加工 和半径补偿，否则会发生不正确的动作。由于返回参考点不是每个加工周期都需要执行，所以可作为选择程序段。周期都需要执行，所以可作为选择程序段。G27 G27 程序段执行后，如不希 程序段执行后，

14、如不希望继续执行下一程序段（使机械系统停止）时，则必须在该程序段后增 望继续执行下一程序段（使机械系统停止）时，则必须在该程序段后增加 加M00 M00 或 或M01 M01 或在单个程序段中运行 或在单个程序段中运行M00 M00 或 或M01 M01。（2 2）自动返回参考点）自动返回参考点G28 G28 指令 指令 指令格式：指令格式：G28 X G28 X Y Y Z Z 执行 执行G28 G28 指令，使各轴快速移动，分别经过指定的（坐标值为 指令，使各轴快速移动，分别经过指定的（坐标值为X X、Y Y、Z Z）中间点返回到参考点定位。）中间点返回到参考点定位。在使用 在使用G28

15、G28 指令时，必须取消刀具半径补偿，而不必先取消刀具长 指令时，必须取消刀具半径补偿，而不必先取消刀具长度补偿，因为 度补偿，因为G28 G28 指令包含刀具长度补偿取消、主轴停止、切削液关闭 指令包含刀具长度补偿取消、主轴停止、切削液关闭等功能，故 等功能，故G28 G28 指令一般用于自动换刀。指令一般用于自动换刀。5.2.2 5.2.2 基本移动指令 基本移动指令 基本移动指令包括快速定位、直线插补和圆弧插补 基本移动指令包括快速定位、直线插补和圆弧插补3 3 个指令。个指令。1 1 快速定位指令 快速定位指令G00 G00指令格式：指令格式：G00 X G00 X Y Y Z Z；功

16、能：刀具从当前位置以快速移动速度定位于目标点。一般用于加工前 功能：刀具从当前位置以快速移动速度定位于目标点。一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀。的快速定位或加工后的快速退刀。说明：说明：X X、Y Y、Z Z 指令参数：在 指令参数：在G90 G90 时为目标点在工件坐标系中的坐标；在 时为目标点在工件坐标系中的坐标；在G91 G91 时为目标点相对于当前点的位移量。时为目标点相对于当前点的位移量。不指定参数 不指定参数X X、Y Y、Z Z，刀具不移动，系统只改变当前刀具移动方式的，刀具不移动，系统只改变当前刀具移动方式的模态为 模态为G00 G00。进给速度 进给速度F F 对

17、对G00 G00 指令无效，快速移动的速度由系统内部参数确定。指令无效，快速移动的速度由系统内部参数确定。注意在执行 注意在执行G00 G00 指令时，例如 指令时，例如G90 G00 X160.0 Y110.0 G90 G00 X160.0 Y110.0，由于各轴以各自速，由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线，度移动，不能保证各轴同时到达终点，因而联动直线轴的合成轨迹不一定是直线，如图 如图5-7 5-7 所示。所以操作者必须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。常见的做 所示。所以操作者必须格外小心，以免刀具与工件发生碰撞。常见的做法是将 法是

18、将Z Z 轴移动到安全高度，再放心地执行 轴移动到安全高度，再放心地执行G00 G00 指令。指令。图5-7 快速点定位刀具轨迹 3 3 圆弧插补指令 圆弧插补指令G02 G02、G03 G03指令格式如下 指令格式如下:功能：刀具相对于工件在指定的坐标平面内，以F 指令的进给速度从当前点（起始点）向终点进行圆弧插补。说明：说明：与圆弧加工有关的指令说明如表 与圆弧加工有关的指令说明如表5-4 5-4 所示。所示。例如：例如：图 图5-12 5-12 所示刀具从起始点开始沿直线移动到 所示刀具从起始点开始沿直线移动到1 1、2 2、3 3 点，可分别用绝 点，可分别用绝对值方式（对值方式（G9

19、0 G90）和相对值方式（）和相对值方式（G91 G91）编程，说明）编程，说明G02 G02、G03 G03 的编程方 的编程方法。法。绝对值编程：绝对值编程：G90 G01 X160.0 Y40.0 F200;G90 G01 X160.0 Y40.0 F200;点 点1 1G03 X100.0 Y100.0 R60.0 F100;G03 X100.0 Y100.0 R60.0 F100;（G03 X100.0 Y100.0 I60.0 J0 F100 G03 X100.0 Y100.0 I60.0 J0 F100）点 点2 2G02 X80.0 Y60.0 R50.0;G02 X80.0

20、Y60.0 R50.0;（G02 X80.0 Y60.0 I50.0 J0 G02 X80.0 Y60.0 I50.0 J0）点 点3 3相对值编程：相对值编程：G91 G01 X0 Y40.0 F200;G91 G01 X0 Y40.0 F200;点 点1 1G03 X60.0 Y60.0 R60.0 F100;G03 X60.0 Y60.0 R60.0 F100;（G03 X60.0 Y60.0 I60.0 J0 F100 G03 X60.0 Y60.0 I60.0 J0 F100）点 点2 2G02 X20.0 Y-40.0 R50.0;G02 X20.0 Y-40.0 R50.0;（G02 X20.0 Y-40.0 I50.0 J0 G02 X20.0 Y-40.0 I50.0 J0）点 点3 3 图5-12 G02、G03 编程举例