加工中心程序编制5章.ppt

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1、加工中心加工中心(MachiningCenter)简称简称MC，是由机械设备，是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化数控机床。数控机床。加工程序的编制，是决定加工质量的重要因加工程序的编制，是决定加工质量的重要因素。素。在本模块的教学内容中，我们将研究影响加工中心在本模块的教学内容中，我们将研究影响加工中心应用效果的编程要点、工艺及工装、机床功能等因素。应用效果的编程要点、工艺及工装、机床功能等因素。加工中心所配置的数控系统各有不同，各种数控系加工中心所配置的数控系统各有不同，各种数控系统程序编制的内容和格式也不尽相同，但是

2、程序编制方统程序编制的内容和格式也不尽相同，但是程序编制方法和使用过程是基本相同的。以下所述内容，均以配置法和使用过程是基本相同的。以下所述内容，均以配置FANUC-0i数控系统的数控系统的XH714加工中心加工中心为例展开讨论。为例展开讨论。加工固定循环加工固定循环B类宏程序应用类宏程序应用加工中心的调整加工中心的调整加工中心程序编制的基础加工中心程序编制的基础加工中心的程序编制第一页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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

3、中心综合应用实例主要内容主要内容第二页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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，连续地对工件各加工表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、铣削等多种工序的加工，面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削等多种工序的加工，工序高度集中。工序高度集中。1.全封闭防护2.工序集中，加工连续进行3.使用多把刀具，自动进行刀具交换4.使用多个工作台，自动进行工作台交换5.功能强大，趋向复合加工6.高自动化、高精度、高效

4、率7.高投入8.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第三页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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%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

5、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、特殊加工第四页，编辑于星期六：十七点 四十六分。加工中心加工的零件加工中心加工的零件第五页，编辑于星期六：十七点 四十六分。加工中心的分类加工中心的分类立立式式加加工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第六页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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其数控系统及其操作面板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

6、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第七页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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第八页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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九页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述二、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

7、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。第十页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述三、换刀方式 1.机械手换刀2.主轴换刀第十一页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述四、刀具识别方法1.刀座编码2.刀柄编码第十二页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述刀座编码第十三页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述刀座编码第十四页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述识别码块识别传感器刀柄编码第十五页，编辑于星期六：十七点 四十六分。三 工作台自动交换装置（APC

8、）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，减少装夹时间，提高加工精度及生产效率。APC第十六页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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十七页，编辑于星期六：十七点 四十六分。第一节 数控加工中心概述MOV38 托盘交换系统第十八页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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第十九页，编辑于星期六：十七点 四十六分。自动换刀装置的换刀过程由自动换刀装置的

9、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移动到指令即选刀指令后，刀库自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备；当执行到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备；当执行到 M06 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。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第二十页，编辑于星期六

10、：十七点 四十六分。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，将更换后的刀具装入主活塞杆上行，将更换后的刀具装入主轴和刀库。轴和刀库。机械手换刀动作过程机械手换刀动作过程第二十一页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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第二十二页，编辑于星期六：十七点 四十六分。(a)分度：分度：将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的

11、预将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预定位定位置。置。(b)(b)接刀：接刀：活塞杆推出，将空刀座送至主轴下方，并卡住刀活塞杆推出，将空刀座送至主轴下方，并卡住刀柄定位槽。柄定位槽。(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方。：再次分度回转，将预选刀具转到主轴正下方。(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第二十三页，编辑于星期六：十七点 四十六分。由于加工中

12、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，必须采用合理的工艺方案，选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的工艺方案

13、，以实现高效率加工。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第二十四页，编辑于星期六：十七点 四十六分。1 1、确确定定采采用用加加工工中中心心的的加加工工内内容容，确确定定工工件件的的安安装装基基面面、加加工工基基面面、加工余量等。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。有些工序、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。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，淬火、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，故全部工序后会产生内应力，零件卡压后也

14、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。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，可在工作台上一、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）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第二十五页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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

15、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，适合多面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。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、平面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

16、零件，适合工件装夹次数较少的零件。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第二十六页，编辑于星期六：十七点 四十六分。1、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

17、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、尽量把不同工序内容的程序，分别安排到不同的子程序中，、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。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、固定、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。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。

18、编程要点编程要点第二十七页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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，其其它它和和数控铣床编程基本相同。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 换换刀刀动作，但并不包括刀库转动的选刀动作。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，确保主轴停主轴准停。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。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

19、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程第二十八页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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。

20、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置。指令返回到下一道工序的加工起始位置。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在时间、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。上重合起来。自动换刀程序的编写自动换刀程序的编写第二十九页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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的立铣刀铣四侧面和的立铣刀铣四侧面和A、B面，

21、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第三十页，编辑于星期六：十七点 四十六分。%1000G92 X0 Y0 Z100.0G90 G00 G43 Z20.0 H01S300 M03G00 X60.0 Y15.0G01 Z15.0 F100 X-60.0 Y-15.0 X60.0 T02G49 Z20.0 M19 G28 Z100.0G28 X0 Y0 M06G29 X60.0 Y25.0 Z100.0 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

22、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）第三十一页，编辑于星期六：十七点 四十六分。G00 G43 Z-12.0 H02 G01 G42 X36.0 D02 F80

23、 X-36.0 T03 Y-25.0 X36.0 Y30.0 G00G40Y40.0 Z0 G01Y-40.0 F80 X21.0 Y40.0 X-21.0 Y-40.0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）第三十二页，编辑于星期六：十七点 四十六分。X-36.0 Y40.0G49

24、 Z20.0 M19G28 Z100.0G91 G28 X0 Y0 M06G90 G29X20.0Y30.0 Z100.0G00 G43 Z3.0 H03 S630 M03 M98 P120 L3 G00 Z20.0 X-20.0 Y30.0 Z3.0 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，启动主轴调用子程序，钻调用子程序，钻3-6孔孔抬刀至上表面的上方高

25、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）第三十三页，编辑于星期六：十七点 四十六分。G28 Z100.0 T04G91 G28 X0 Y0 M06G90 G29 X0 Y24.0 Z100.0G00 G43 Z20.0 H04 S450 M03M98 P130 L2G49 G28 Z0.0 T01 M19G91 G28 X0 Y0 M06G90 G00 X0 Y0 Z100.0M30Z向返回参考点，同时选刀向

26、返回参考点，同时选刀T04X、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，为为重重复复加加工作准备。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）第三十四页，编辑于星期六：十七点 四十六分。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

27、式加工。它是利用加工中心内存储的加工程序，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。第三十五页，编辑于星期六：十七点 四十六分。5手轮操作手轮也即是手摇脉冲发生器

28、。手轮每摇一格发出一个脉冲指挥机床移动相应的坐标。6ATC和APC面板操作加工中心的操作在很大程度上与数控铣床相似，只是在刀具交换和托板交换中与数控铣床不同。加工中心的换刀和交换托板的方法，一种是通过加工程序或用键盘方式输入指令实现的，这是通常使用的方法。另一种是依靠ATC面板和APC面板手动分步操作实现的。由于加工中心机械手的换刀动作和托板交换动作比较复杂，手动操作时前后顺序必须完全正确，并保证每步动作到位，因此在手动操作交换托板和换刀时必须非常小心避免出现事故。于动分步换刀和手动托板交换一般只在机床出现故障需要维修时才使用。一、加工中心操作要点一、加工中心操作要点第三十六页，编辑于星期六：

29、十七点 四十六分。二、加工中心的操作步骤及内容二、加工中心的操作步骤及内容1.开机及原点复位开机及原点复位1）开机）开机首先合上机床总电源开关；首先合上机床总电源开关；开稳压器、气源等辅助设备电源开关；开稳压器、气源等辅助设备电源开关；开加工中心控制柜总电源；开加工中心控制柜总电源；将紧急停止按钮右旋弹出，开操作面板电源，直到机床准备不足将紧急停止按钮右旋弹出，开操作面板电源，直到机床准备不足报警消失，则开机完成。报警消失，则开机完成。2）机床回原点）机床回原点开机后首先应回机床原点，将模式选择开关选到回原点上，再选开机后首先应回机床原点，将模式选择开关选到回原点上，再选择快速移动倍率开关到合

30、适倍率上，选择各轴依次回原点。择快速移动倍率开关到合适倍率上，选择各轴依次回原点。3）注意事项）注意事项在开机之前要先检查机床状况有无异常，润滑油是否足够等，如一切正在开机之前要先检查机床状况有无异常，润滑油是否足够等，如一切正常，方可开机；常，方可开机；回原点前要确保各轴在运动时不与工作台上的夹具或工件发生干涉；回原点前要确保各轴在运动时不与工作台上的夹具或工件发生干涉；回原点时一定要注意各轴运动的先后顺序回原点时一定要注意各轴运动的先后顺序第三十七页，编辑于星期六：十七点 四十六分。2.工件安装工件安装根据不同的工件要选用不同的夹具，选用夹具的原则：1）定位可靠；2）夹紧力要足够。安装夹具

31、前，一定要先将工作台和夹具清理干净。夹具装在工作台上，要先将夹具通过量表找正找平后，再用螺钉或压板将夹具压紧在工作台上。安装工件时，也要通过量表找正找平工件。3.刀具装入刀库刀具装入刀库1）刀具选用加工中心的刀具选用与数控铣床基本类似，在此不再赘述。2）刀具装入刀库的方法及操作a.直接往刀库中手动装入刀具直接往刀库中手动装入刀具b.通过机械手或主轴装入刀具通过机械手或主轴装入刀具二、加工中心的操作步骤及内容二、加工中心的操作步骤及内容第三十八页，编辑于星期六：十七点 四十六分。一、加工中心程序编制的基础加工中心是高效的、高精度数控机床，工件在一次装加工中心是高效的、高精度数控机床，工件在一次装

32、夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。因此，在开始编制程序定了加工中心程序编制的复杂性。因此，在开始编制程序前，先讨论以下三个问题。前，先讨论以下三个问题。加工中心的主要功能加工中心的主要功能加工中心的工艺及工艺装备加工中心的工艺及工艺装备加工中心的编程的要点加工中心的编程的要点第三十九页，编辑于星期六：十七点 四十六分。1、加工中心的主要功能、加工中心的主要功能功能功能加工中心能实现三轴或三轴以上的联动

33、控制，以保证刀具加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长能外，还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。离线编程等功能。区别区别加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上别在于加工中心具

34、有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。分类分类加工中心从外观上可分为立式、卧式和复合加工中心等。加工中心从外观上可分为立式、卧式和复合加工中心等。立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、立式加工中心的主轴垂直于工作台，主要适用于加工板材类、壳体类工件，也可用于模具加工。卧式加工中心的主轴轴线与壳体类工件，也可用于模具加工。卧式加工中心的主轴轴线与工作台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控工作

35、台台面平行，它的工作台大多为由伺服电动机控制的数控回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工回转台，在工件一次装夹中，通过工作台旋转可实现多个加工面的加工，适用于箱体类工件加工。复合加工中心主要是指在面的加工，适用于箱体类工件加工。复合加工中心主要是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90改变角度，因改变角度，因而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。而可在工件一次装夹中实现五个面的加工。第四十页，编辑于星期六：十七点 四十六分。2、加工中心的工艺及工艺装备、加工中心的工艺及工艺装备加工中心是一种工艺范围较大的数控加工机床，能进行加工中心是

36、一种工艺范围较大的数控加工机床，能进行铣削、镗削、钻削和螺纹加工铣削、镗削、钻削和螺纹加工等多项工作。加工中心特别适等多项工作。加工中心特别适合于箱体类零件和孔系的加工。加工工艺范围如图合于箱体类零件和孔系的加工。加工工艺范围如图1-图图4。铣削铣削钻削钻削螺纹加工螺纹加工第四十一页，编辑于星期六：十七点 四十六分。一般主要考虑以下几个方面：一般主要考虑以下几个方面：（1）选择加工内容）选择加工内容加工中心最适合加工形状复杂、工序较多、要求较高，加工中心最适合加工形状复杂、工序较多、要求较高，需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调

37、整才能完成加工的零件。调整才能完成加工的零件。（2）检查零件图样）检查零件图样零件图样应表达正确，标注齐全。同时要特别注意，零件图样应表达正确，标注齐全。同时要特别注意，图样上应尽量采用统一的设计基准，从而简化编程，保证图样上应尽量采用统一的设计基准，从而简化编程，保证零件的精度要求。零件的精度要求。（3）分析零件的技术要求）分析零件的技术要求根据零件在产品中的功能，分析各项几何精度和技术根据零件在产品中的功能，分析各项几何精度和技术要求是否合理；考虑在加工中心加工，能否保证其精度和要求是否合理；考虑在加工中心加工，能否保证其精度和技术要求；选择哪一种加工中心最为合理。技术要求；选择哪一种加工

38、中心最为合理。（4）审查零件的结构工艺性）审查零件的结构工艺性分析零件的结构刚度是否足够分析零件的结构刚度是否足够,各加工部位的结构工艺性各加工部位的结构工艺性是否合理等。是否合理等。可靠。可靠。2（1）工艺性分析）工艺性分析第四十二页，编辑于星期六：十七点 四十六分。工艺设计时，主要考虑工艺设计时，主要考虑精度和效率精度和效率两个方面，一般遵循两个方面，一般遵循先面后孔、先基准后其它、先粗后精的原则。加工中心在一先面后孔、先基准后其它、先粗后精的原则。加工中心在一次装夹中，尽可能完成所有能够加工表面的加工。次装夹中，尽可能完成所有能够加工表面的加工。对位置精对位置精度要求较高的孔系加工，要特

39、别注意安排孔的加工顺序，安度要求较高的孔系加工，要特别注意安排孔的加工顺序，安排不当，就有可能将传动副的反向间隙带入，直接影响位置排不当，就有可能将传动副的反向间隙带入，直接影响位置精度。精度。例如例如,安排图安排图6a所示零件的孔系加工顺序时，若按图所示零件的孔系加工顺序时，若按图6b的路线加工，由于的路线加工，由于5.6孔与孔与1.2.3.4孔在孔在Y向的定位方向相反，向的定位方向相反，y向反向间隙会使误差增加，从而影响向反向间隙会使误差增加，从而影响5.6孔与其它孔的位置孔与其它孔的位置精度。按图精度。按图6c所示路线，可避免反向间隙的引入。所示路线，可避免反向间隙的引入。加工过程中，为

40、了减少换刀次数，可采用加工过程中，为了减少换刀次数，可采用刀具集中工序刀具集中工序，即用同一把刀具把零件上相应的部位都加工完，再换第二把刀即用同一把刀具把零件上相应的部位都加工完，再换第二把刀具继续加工。但是，对于精度要求很高的孔系，若零件是通过具继续加工。但是，对于精度要求很高的孔系，若零件是通过工作台回转确定相应的加工部位时，因存在重复定位误差，不工作台回转确定相应的加工部位时，因存在重复定位误差，不能采取这种方法。能采取这种方法。2（2）工艺过程设计）工艺过程设计第四十三页，编辑于星期六：十七点 四十六分。2（3）零件的装夹）零件的装夹（1）定位基准的选择）定位基准的选择在加工中心加工时

41、，零件的定位仍应遵循在加工中心加工时，零件的定位仍应遵循六点定位原则六点定位原则。同时同时,还应特别注意以下几点：还应特别注意以下几点：1）进行多工位加工时，定位基准的选择应考虑能完成尽）进行多工位加工时，定位基准的选择应考虑能完成尽可能多的加工内容，即便于各个表面都能被加工的定位方式。可能多的加工内容，即便于各个表面都能被加工的定位方式。2）当零件的定位基准与设计基准难以重合时）当零件的定位基准与设计基准难以重合时,应认真分析应认真分析装配图样，明确该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计装配图样，明确该零件设计基准的设计功能，通过尺寸链的计算，严格规定定位基准与设计基准间的尺寸位置精度要求

42、，确算，严格规定定位基准与设计基准间的尺寸位置精度要求，确保加工精度。保加工精度。3）编程原点与零件定位基准可以不重合，但两者之间必须）编程原点与零件定位基准可以不重合，但两者之间必须要有确定的几何关系。编程原点的选择主要考虑便于编程和测量。要有确定的几何关系。编程原点的选择主要考虑便于编程和测量。（2）零件的夹紧）零件的夹紧在考虑夹紧方案时，应保证夹紧可靠，并尽量减少夹紧变形。在考虑夹紧方案时，应保证夹紧可靠，并尽量减少夹紧变形。（3）夹具的选用）夹具的选用在加工中心上在加工中心上,夹具的任务不仅是装夹零件夹具的任务不仅是装夹零件,而且要以定位基准而且要以定位基准为参考基准，确定零件的加工原

43、点。因此，定位基准要准确可靠。为参考基准，确定零件的加工原点。因此，定位基准要准确可靠。第四十四页，编辑于星期六：十七点 四十六分。加工中心对刀具的加工中心对刀具的基本要求基本要求是：是：1）良好的切削性能：）良好的切削性能：能承受高速切削和强力切削并且性能承受高速切削和强力切削并且性能稳定；能稳定；2）较高的精度）较高的精度：刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与：刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度；装卡装置的位置精度；3）配备完善的工具系统）配备完善的工具系统：满足多刀连续加工的要求。：满足多刀连续加工的要求。加工中心所使用刀具的刀头部分与数控铣床所使用的刀具加工中心所使用刀

44、具的刀头部分与数控铣床所使用的刀具基本相同，请参见本教程中关于基本相同，请参见本教程中关于数控铣削刀具数控铣削刀具的选用。加工中的选用。加工中心所使用刀具的刀柄部分与一般数控铣床用刀柄部分不同，加心所使用刀具的刀柄部分与一般数控铣床用刀柄部分不同，加工中心用刀柄带有夹持槽供机械手夹持。工中心用刀柄带有夹持槽供机械手夹持。2（4）刀具的选择）刀具的选择第四十五页，编辑于星期六：十七点 四十六分。3、加工中心的编程的要点、加工中心的编程的要点由于加工中心的加工特点，在编写加工程序前，首先要注由于加工中心的加工特点，在编写加工程序前，首先要注意意换刀程序换刀程序的应用。的应用。不同的加工中心，其不同

45、的加工中心，其换刀过程换刀过程是不完全一样的，是不完全一样的，通常选刀通常选刀和换刀可分开进行和换刀可分开进行。换刀完毕启动主轴后，方可进行下面程序。换刀完毕启动主轴后，方可进行下面程序段的加工内容。段的加工内容。选刀动作可与机床的加工重合起来选刀动作可与机床的加工重合起来，即利用切，即利用切削时间进行选刀。多数加工中心都规定了固定的换刀点位置，削时间进行选刀。多数加工中心都规定了固定的换刀点位置，各运动部件只有移动到这个位置，才能开始换刀动作。各运动部件只有移动到这个位置，才能开始换刀动作。加工中心的编程方法与数控铣床的编程方法基本相同，加加工中心的编程方法与数控铣床的编程方法基本相同，加工

46、坐标系的设置方法也一样。因而，下面将主要介绍加工中心工坐标系的设置方法也一样。因而，下面将主要介绍加工中心的的加工固定循环功能加工固定循环功能、B类宏程序应用类宏程序应用、对刀方法对刀方法等内容。等内容。第四十六页，编辑于星期六：十七点 四十六分。二、加工固定循环二、加工固定循环FANUC-Oi系统系统设计有固定循环功能，它规定对于一些设计有固定循环功能，它规定对于一些典型孔加工中的固定、连续的动作，用一个典型孔加工中的固定、连续的动作，用一个G指令表达，即指令表达，即用固定循环指令来选择孔加工方式。用固定循环指令来选择孔加工方式。常用的固定循环指令能完成的工作有：钻孔、攻螺纹和常用的固定循环

47、指令能完成的工作有：钻孔、攻螺纹和镗孔等。这些循环通常包括下列六个基本操作动作：镗孔等。这些循环通常包括下列六个基本操作动作：图图1固定循环的基本动作固定循环的基本动作1、在、在XY平面定位平面定位2、快速移动到、快速移动到R平面平面3、孔的切削加工、孔的切削加工4、孔底动作、孔底动作5、返回到、返回到R平面平面6、返回到起始点。、返回到起始点。第四十七页，编辑于星期六：十七点 四十六分。常用的固定循环有常用的固定循环有高速深孔钻循环、高速深孔钻循环、螺纹切削循环、螺纹切削循环、精镗循环精镗循环等。等。编程格式编程格式G90/G91G98/G99G73G89XYZRQPFK;式中：式中：G90

48、/G91绝对坐标编程或增量坐标编程；绝对坐标编程或增量坐标编程；G98返回起刀点；返回起刀点；G99-返回返回R平面。平面。G73G89孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等；孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等；X、Y孔的位置坐标；孔的位置坐标；Z孔底坐标；孔底坐标；R安全面（安全面（R面）的坐标面）的坐标。增量方式时，为起始点到。增量方式时，为起始点到R面的增量距离；面的增量距离；在绝对方式时，为在绝对方式时，为R面的绝对坐标；面的绝对坐标；Q每次切削深度；每次切削深度；P孔底的暂停时间；孔底的暂停时间；F切削进给速度；切削进给速度；K规定重复加工次数。规定重复加

49、工次数。固定循环由固定循环由G80或或01组组G代码撤消。代码撤消。加工固定循环指令格式加工固定循环指令格式第四十八页，编辑于星期六：十七点 四十六分。1、高速深孔钻循环G73G73用于深孔钻削，在钻孔时采取间断进给，有利于断屑和排屑，适合深孔加工。图1所示为高速深孔钻加工的工作过程。其中Q为增量值，指定每次切削深度。d为排屑退刀量，由系统参数设定。第四十九页，编辑于星期六：十七点 四十六分。G73指令应用举例深孔含义：深孔含义：长径之比长径之比大于等于大于等于5（L/D=5）对图所示的对图所示的5-8mm深为深为50mm的孔的孔进行加工。显然，这属进行加工。显然，这属于深孔加工。利用于深孔加

50、工。利用G73进行深孔钻加工的程序为：进行深孔钻加工的程序为：O40N10G56G90G1Z60F2000/选择选择2号加工坐标系，到号加工坐标系，到Z向起始点向起始点N20M03S600/主轴启动主轴启动N30G98G73X0Y0Z-50R30Q5F50/选择高速深孔钻方式加工选择高速深孔钻方式加工1号孔号孔N40G73X40Y0Z-50R30Q5F50/选择高速深孔钻方式加工选择高速深孔钻方式加工2号孔号孔N50G73X0Y40Z-50R30Q5F50/选择高速深孔钻方式加工选择高速深孔钻方式加工3号孔号孔N60G73X-40Y0Z-50R30Q5F50/选择高速深孔钻方式加工选择高速深孔