数控铣床和加工中心编程教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

数控铣床及加工中心编程数控铣床及加工中心编程基础 FANUC系统加工中心编程原理 加工中心程序编制实例 宏程序编制第1页4.1 数控铣床及加工中心编程基础4.1.1 4.1.1 数控铣床及加工中心概述数控铣床及加工中心概述数控铣床及加工中心概述数控铣床及加工中心概述数控铣床是一个用途广泛机床，有立式、卧式及龙门铣3种。加工中心（Machining Center）是一个集成化数控加工机床，是在数控铣床发展基础上衍化而成，它集铣削、钻削、铰削、镗削及螺纹切削等工艺于一体，通常称镗铣类加工中心，习惯称加工中心。第2页1 1加工中心工艺特点加工中心工艺特点加工中心工艺特点加工中心工艺特点（1 1）加工精度高）加工精度高（2 2）表面质量好）表面质量好（3 3）加工生产率高）加工生产率高（4 4）工艺适应性强）工艺适应性强（5 5）劳动强度低、劳动条件好）劳动强度低、劳动条件好（6 6）良好经济效益）良好经济效益（7 7）有利于生产管理当代化）有利于生产管理当代化第3页2 2加工中心分类加工中心分类加工中心分类加工中心分类（1）按照机床形态及主轴布局形式分类 立式加工中心立式加工中心 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 复合加工中心复合加工中心 第4页（2）按加工中心换刀形式分类 带刀库、机械手加工中心 无机械手加工中心 普通在小型加工中心上采取转塔刀库形式，主要以孔加工为主。第5页3加工中心主要结构部件及其功效加工中心主要结构部件及其功效加工中心类型繁多，结构各异，但总体来看主要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀装置和辅助装置等几部分组成。第6页4.1.2 4.1.2 数控铣床及加工中心坐标系统数控铣床及加工中心坐标系统数控铣床及加工中心坐标系统数控铣床及加工中心坐标系统1加工中心运动部件运动方向要求加工中心运动部件运动方向要求（1 1）z z轴坐标运动轴坐标运动要求与主轴线平行坐标轴为z坐标（z轴），并取刀具远离工件方向为正方向。当机床有几根主轴时，则选取一个垂直于工件装夹表面主轴为z轴（如龙门铣床）。第7页（2 2）x x轴坐标运动轴坐标运动x轴要求为水平平行于工件装夹表面。（3 3）y y轴坐标运动轴坐标运动y坐标轴垂直于x、z坐标轴。当x轴、z轴确定之后，按笛卡儿直角坐标系右手定则法判断，y轴方向就惟一地被确定了。第8页（4 4）旋转运动）旋转运动A A、B B和和C C旋转运动用A、B和C表示，要求其分别为绕x、y和z轴旋转运动。A、B和C正方向，对应地表示在x、y和z坐标轴正方向上，按右手螺旋前进方向。第9页2加工中心机械原点及工作坐标系加工中心机械原点及工作坐标系（1 1）加工中心机械原点）加工中心机械原点机床坐标系原点也称机械原点、参考点或零点。而机床坐标系原点是三维面交点，无法直接感觉和测量，只有经过各坐标轴零点，做对应平行切面，这些切面交点，即为机床坐标系原点（机械原点），这个原点是机床一经设计和制造出来，就已经确定下来。第10页（2 2）加工中心工作坐标系）加工中心工作坐标系编程时普通选择工件上某一点作为程序原点，并以这个原点作为坐标系原点，建立一个新坐标系，这个新坐标系就是工作坐标系（编程坐标系）。（3 3）绝对坐标与增量坐标）绝对坐标与增量坐标第11页4.2 FANUC系统加工中心编程原理4.2.1 4.2.1 程序结构程序结构程序结构程序结构1 1程序号程序号程序号程序号程序号作为程序标识需要预先设定，一个程序号必须在字母“O”后面紧接最多8个阿拉伯数字。第12页2 2程序段号程序段号程序段号程序段号程序段号是每个程序功效段参考代码，一个程序段号必须在字母“N”后紧接最多5个阿拉伯数字。第13页3 3程序段程序段程序段程序段一个程序段能完成某一个功效，程序段中含有执行一个工序所需全部数据，程序段由若干个字及段结束符“LF”组成。/N10 G03 X10.0 Y30.0 CR=25.0 F100；（注释）LF第14页其中：“/”表示程序段在执行过程中能够被跳过；“N10”表示程序段号，主程序段中能够有字符；“”表示中间间隔（能够省略）；“G03”表示程序段详细指令；“（注释）”表示对程序段进行必要说明；“LF”表示程序段结束。第15页4 4坐标字坐标字坐标字坐标字用于在轴方向移动和设置坐标系命令称为坐标字，坐标字包含轴地址符及代表移动量数值，其基本组成见表4-1。第16页4.2.2 4.2.2 准备功效指令准备功效指令准备功效指令准备功效指令GG代码代码代码代码1 1尺寸数据输入方式尺寸数据输入方式尺寸数据输入方式尺寸数据输入方式G90/G91G90/G912 2英制英制英制英制/公制选择公制选择公制选择公制选择G20/G21G20/G21G20设定为英制尺寸、G21设定为公制尺寸，这两个指令均为模态指令。第17页3 3快速点定位快速点定位快速点定位快速点定位G00G00指令格式：G00 X（U）Z(W)；4 4直线插补直线插补直线插补直线插补G01G01指令格式：G01X（U）Z(W)F ；第18页5 5平面选择平面选择平面选择平面选择G17G17G19G19在计算刀具长度赔偿和刀具半径赔偿时必须首先确定一个平面，即确定一个两坐标轴坐标平面，在此平面中能够进行刀具半径赔偿，G17到G19各自含义见表4-3。第19页第20页6 6圆弧插补圆弧插补圆弧插补圆弧插补G02/G03G02/G03圆弧插补指令G02/G03是圆弧运动指令。它是用来指令刀具在给定平面内以F进给速度，作圆弧插补运动指令。G02/G03是一个模态指令。（1 1）指令格式）指令格式 G02 I J F ；（G17）X Y G03 R F ；第21页在指令格式中，I、J为圆弧中心地址，R为圆弧半径，其它内容及字符含义见表4-4。第22页（2）顺、逆时针圆弧插补判断在使用G02或G03指令之前需要判别刀具在加工零件时，是沿什么路径在作圆弧插补运动，是按顺时针还是逆时针方向路线在前进。其判别方法简述为：视线沿着垂直于圆弧所在平面坐标轴负方向观察，刀具插补方向为顺时针即为G02，相反则为G03。第23页7 7暂停功效暂停功效暂停功效暂停功效G04G04（1 1）按时间计暂停指令：）按时间计暂停指令：（G94）G04指令格式：G94 G04 X_ 或G94 G04 P_；在每分进给方式（G94）中，指定指令G04按设定时间延迟了下一个程序段执行，对于地址P，不能用小数点，不然将忽略小数点后部分。编程规范以下：第24页G04 X500；暂停时间=0.5secG04 X5000；暂停时间=5.0 secG04 X5.0；暂停时间=5.0 secG04 P5000；暂停时间=5.0 secG04 P12.345；暂停时间=0.012 sec第25页（2 2）按圈数计暂停指令（）按圈数计暂停指令（G95G95）G04G04在每转进给方式（G95）下，推迟到主轴已经旋转了设定圈数以后，才开始下一个程序执行，对于地址P，不能用小数点，不然将忽略小数点之后部分。编程规范以下：第26页G04 X500；暂停时间=0.5rG04 X5000；暂停时间=5.0 rG04 X5.0；暂停时间=5.0 rG04 P5000；暂停时间=5.0 rG04 P12.345；暂停时间=0.012 r第27页8 8刀具赔偿功效刀具赔偿功效 （1 1）刀具长度赔偿）刀具长度赔偿/取消：取消：G43G43、G44/G49G44/G49G43刀具长度正赔偿；G44刀具长度负赔偿；G49取消刀具长度赔偿。第28页第29页（2 2）刀尖半径赔偿）刀尖半径赔偿/取消取消刀具赔偿地址D中半径赔偿值必须与G41/G42一起执行方能生效。第30页9 9可设定零点偏置可设定零点偏置可设定零点偏置可设定零点偏置G54G59G54G59G54；第一可设定零点偏置G55；第二可设定零点偏置G56；第三可设定零点偏置G57；第四可设定零点偏置G58；第五可设定零点偏置G59；第六可设定零点偏置第31页1010自动返回参考点自动返回参考点自动返回参考点自动返回参考点G28G28指令格式：G91 G28 XYZ第32页4.2.3 4.2.3 主轴及辅助功效指令主轴及辅助功效指令主轴及辅助功效指令主轴及辅助功效指令1 1主轴功效指令主轴功效指令主轴功效指令主轴功效指令指令格式：S_M03（M04）2 2辅助功效指令辅助功效指令辅助功效指令辅助功效指令（1）关于停顿辅助功效指令（M00、M01、M02、M30）M00：程序停顿。在程序执行过程中，系统读取到M00指令时，无条件停顿程序执行，待重开启后继续执行；第33页M01：选择停顿。在程序执行过程中，系统读取到M01指令时，有条件停顿程序执行，待重开启后继续执行；M02：程序结束。程序执行完成，光标定于程序结尾处；M30：程序结束。程序执行完成，光标返回至程序开始处。第34页（2）主轴旋转M代码（M03、M04、M05）M03主轴正转；M04主轴反转；M05主轴停顿旋转。第35页（3）冷却控制M代码（M07、M08、M09）M07冷却汽雾开；M08冷却液开；M09关闭冷却液、汽。第36页（4）子程序功效M代码。M98子程序调用M代码。指令格式：M98 PL；在这条指令中，子程序程序号由P定义，而且执行L次。如L省略，执行次数为1次，子程序最多可重复4次。M99子程序结束。第37页4.2.4 4.2.4 进给功效指令进给功效指令进给功效指令进给功效指令1 1快速进给率快速进给率快速进给率快速进给率每个轴快速进给率能够分别设定，可设定快速进给率范围是从1mm/min到240000 mm/min。快速进给率应用于G00，G27，G28，G29，G30和G60等指令。2 2切削进给率切削进给率切削进给率切削进给率F F切削进给率必须用地址F和一个八位数字（F8直接指定）来指定。第38页3 3非同时非同时非同时非同时/同时进给同时进给同时进给同时进给G94/G95G94/G95进给运动速度指令字单位由切削进给速度转换功效指令（G94/G95）定义，如：G94定义分进给，即每分钟进给量（mm/min）。G95定义转进给，即每转进给量（mm/r）。第39页4.2.5 4.2.5 刀具功效指令刀具功效指令刀具功效指令刀具功效指令指令格式：T03 M06 T00；调用刀位号为03刀具刀具功效也叫T代码功效。此功效用来选择刀具号，对此NC系统，T功效允许用地址T后跟三位数指令选择最多1000个刀号（0到999）。可是，对本机床能够选择刀号最大数量仅为24。第40页4.2.6 4.2.6 固定循环切削功效指令固定循环切削功效指令固定循环切削功效指令固定循环切削功效指令1 1点钻循环点钻循环点钻循环点钻循环G81G81指令格式：G81 Xx Yy Rr Zz；执行过程如图4-18所表示。Xx Yy点钻孔坐标；Rr 点钻参考平面高度；Zz 孔最终钻深。第41页第42页2 2间歇钻循环间歇钻循环间歇钻循环间歇钻循环G83G83G83 Xx Yy Rr Zz Qtz Ffo Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）Xx Yy点钻孔坐标；Rr 点钻参考平面高度；Zz孔最终钻深；tz每次进刀切削深度；第43页io进给倍率距离；do快速进给停顿余量；jo(b0)进给倍率（%）；ko从R点到切削进给起点距离；fo进给率。第44页3 3高速间歇钻高速间歇钻高速间歇钻高速间歇钻G73G73G73 Xx Yy Rr Zz Qtz Ptc Ffo Ddo Kko Iio Jjo（Bb0）tz每次进刀切削深度；jo(bo)进给倍率（%）；tc停顿时间或主轴旋转圈数；fo进给率；do返回距离；第45页f1加倍率后进给率；ko从R点到切削进给起点距离；f2返回速度（固定）；io进给倍率距离。第46页4 4镗孔循环镗孔循环镗孔循环镗孔循环G76G76G76 Xx Yy Rr Zz Ptc Qq0 Ff1 Ddo Jjo（Bb0）tc停顿时间或主轴旋转圈数；jo(b0)假如设0或不设，则在结束加工之后，M03输出，假如设除了0以外值，则在结束加工之后，M04输出；f1进给率；q0在xy平面上让刀量；do离R点距离。第47页5 5铰孔循环铰孔循环铰孔循环铰孔循环G85G85G85 Xx Yy Rr Zz Ptz Ffo Ef1 Ddo 执行过程如图4-24所表示。tz停顿时间或主轴旋转圈数；do离R点距离；fo进给率0；f1进给率1。第48页6 6攻丝循环攻丝循环攻丝循环攻丝循环G84G84G84 Xx Yy Rr Zz Ptc Ffo Jjo（Bb0）Ddo Hho KkoTc停留时间；d0离R点距离；f0进给率；第49页h0同时/非同时攻丝选择标志和在同时攻丝循环期间返回速度倍率（%）：h0=0表示非同时攻丝循环 h0表示同时攻丝循环jo(b0)1M04输出之前在孔底停顿2M04输出之后在孔底停顿3M03输出之前在R点停顿k0离R点距离。第50页第51页第52页4.2.7 4.2.7 子程序子程序子程序子程序在程序编写过程中，常把一些在程序执行时经常重复使用程序段写成独立一个程序，在适当初候利用一些指令直接调用，这么独立程序即为子程序。第53页4.3 加工中心程序编制实例编程实例：利用LGMAZAK VTC-16A型加工中心加工如图4-27所表示工件。工件毛坯材料为6530mm45钢，端面及外圆轮廓均要求铣削。第54页第55页1 1刀具选择刀具选择刀具选择刀具选择（1）端面加工选取65mm硬质合金机夹式端面铣刀；（2）外圆及轮廓铣削粗加工选取16mm两刃立铣刀；（3）外圆及轮廓铣削精加工选取8mm四刃立铣刀；第56页（4）10孔粗加工选取5mm中心钻及9.8mm麻花钻；（5）10孔精加工选取10mm高速钢机用铰刀；第57页2 2工艺路线安排工艺路线安排工艺路线安排工艺路线安排1）调用65mm硬质合金机夹式端面铣刀粗、精加工工件端面；2）调用16mm两刃立铣刀粗加工外圆及轮廓；3）调用5mm中心钻钻削10孔中心孔；第58页4）调用9.8mm麻花钻钻削10孔铰孔基孔；5）调用8mm四刃立铣刀精铣外圆及轮廓；6）调用10mm高速钢机用铰刀铰削10+0.015 0孔至尺寸。第59页4.4 宏程序编制1 1宏程序概述宏程序概述宏程序概述宏程序概述在程序中使用变量，经过对变量进行赋值及处理方法到达程序功效，这种有变量程序叫宏程序。第60页（1 1）宏程序使用格式）宏程序使用格式宏程序格式与子程序一样，结尾用M99返回主程序。O0100；主程序T01M06T00；G90 G54 G00 G65 P8500（引数和引数值）；第61页M30；O8500；宏程序变量运算指令控制指令M99第62页（2 2）选择程序号）选择程序号程序在存放器中位置决定了该程序一些权限，依据程序主要程度和使用频率用户可选择适当程序号，详细见表4-8。第63页第64页（3）宏程序调用方法 非模态调用（单纯调用）：指一次性调用宏程序主体，即宏程序只在一个程序段内有效，叫非模态调用。其格式为：G65 P_ _ _ _（宏程序号）L_（重复次数）_ 一个引数是一个字母，对应于宏程序中变量地址，引数后边数值赋给宏程序中对应变量，同一语句中能够有多个引数。第65页2 2变量变量变量变量（1 1）变量表示）变量表示一个变量由#符号和变量号组成，如：#i(i=1,2,3)，也可用表示式来表示变量。（2 2）变量使用）变量使用（3 3）变量赋值）变量赋值 直接赋值直接赋值 引数赋值引数赋值 第66页（4 4）变量种类）变量种类变量有局部变量、公用变量（全局变量）和系统变量3种。局部变量局部变量#1#1#33#33：局部变量是一个在宏程：局部变量是一个在宏程序中局部使用变量。序中局部使用变量。公用变量（全局变量）：公用变量（全局变量）：#100#100#149#149、#500#500#509#509公用变量贯通整个程序过程，包含公用变量贯通整个程序过程，包含多重调用。多重调用。系统变量：宏程序能够对机床内部变量进系统变量：宏程序能够对机床内部变量进行读取和赋值，从而可完成复杂任务。行读取和赋值，从而可完成复杂任务。第67页（5 5）未定义变量性质）未定义变量性质未定义变量又叫空变量，有其特殊性质，它与变量值为零变量是有区分。变量#0总是空变量。3 3运算指令运算指令运算指令运算指令宏程序含有赋值、算术运算、逻辑运算、函数运算等功效。第68页4 4控制指令控制指令控制指令控制指令控制指令起到控制程序流向作用。（1 1）分支语句（）分支语句（GOTOGOTO）其格式为：IF GOTO n第69页（2 2）循环指令）循环指令WHILE DO m(m=1，2，3)；END m；第70页第71页第72页第73页第74页