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1、第五章第五章 加工中心的程序编制加工中心的程序编制n内容内容n5.1 加工中心概述加工中心概述n5.2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础n5.3 FANUC Oi-MB数控系统的程序指令及应用数控系统的程序指令及应用n5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例5.1 5.1 加工中心概述加工中心概述 一、加工中心一、加工中心加加工工中中心心（Machining Center，MC）是是具具有有刀刀库库和和自自动动换换刀刀装装置置的的数数控控机机床床，又又称称为为自自动动换换刀刀数数控控机机床床。可可在在工工件件一一次次装装夹夹中中通通过过自自动动换换刀刀，连连续续地地对对工工件件各各
2、加加工工表表面面自自动动进进行行铣铣、钻钻、扩扩、铰铰、镗镗、攻攻丝丝等等多多种种加加工工操操作作。因因此此，加加工工中中心心适适用用于于加加工工凸凸轮轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂形状的零件。箱体、支架、盖板、模具等各种复杂形状的零件。n立立式式加加工工中中心心：一一般般无无分分度度回回转转功功能能。主主要要适适用用于于加加工工板板类、框类、壳体类、模具等单面加工的零件。类、框类、壳体类、模具等单面加工的零件。n卧卧式式加加工工中中心心：通通常常带带有有可可分分度度的的数数控控回回转转工工作作台台。在在工工件件一一次次装装夹夹中中，通通过过工工作作台台旋旋转转可可实实现现多多个个加加工
3、工面面的的加加工工，更加适用于箱体类、壳体类零件加工。更加适用于箱体类、壳体类零件加工。5.1 5.1 加工中心概述加工中心概述 一、加工中心一、加工中心n龙龙门门式式加加工工中中心心：其其形形状状与与龙龙门门铣铣床床相相似似，主主轴轴多多为为垂垂直直设设置置，带带有有可可更更换换的的主主轴轴头头附附件件，能能够够一一机机多多用用，尤尤其其适适用于加工大型复杂工件。用于加工大型复杂工件。n复复合合加加工工中中心心：指指在在一一台台加加工工中中心心上上有有立立、卧卧两两个个主主轴轴或或主主轴轴可可旋旋转转90，即即既既有有立立式式加加工工中中心心的的功功能能，又又有有卧卧式式加加工中心的功能。工
4、中心的功能。n一类是靠主轴旋转一类是靠主轴旋转90，实现立、卧加工模式的切换；，实现立、卧加工模式的切换；n另一类靠数控回转台绕另一类靠数控回转台绕X轴旋转轴旋转90，实现两种加工功能。，实现两种加工功能。n复复合合加加工工中中心心能能在在工工件件一一次次装装夹夹后后，完完成成除除安安装装面面外外其其他他五五个个面面的的加加工工，降降低低了了工工件件二二次次安安装装引引起起的的形形位位误误差差，大大提高了加工精度和效率。大大提高了加工精度和效率。n复合加工中心结构复杂、造价高。复合加工中心结构复杂、造价高。5.1 5.1 加工中心加工中心 二、加工中心的加工对象二、加工中心的加工对象加加工工中
5、中心心适适宜宜于于加加工工形形状状复复杂杂、加加工工内内容容多多、精精度度要要求求较较高高的的零零件件。这这类类零零件件若若用用普普通通机机床床加加工工则则需需要要使使用用多多种种类类型型的的机机床床和较多的工艺准备，并且需要多次装夹和调整才能完成加工。和较多的工艺准备，并且需要多次装夹和调整才能完成加工。n箱箱体体类类零零件件：一一般般需需要要进进行行多多工工位位孔孔系系及及平平面面加加工工，如如铣铣、钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等，因此需要多把刀具。钻、扩、镗、铰、锪、攻丝等，因此需要多把刀具。n盘盘、套套、轴轴、板板、壳壳体体类类零零件件：加加工工部部位位集集中中在在单单一一端端面面上上的的
6、零零件件宜宜选选择择立立式式加加工工中中心心，加加工工部部位位不不在在同同一一方方向向表表面上的零件可选择卧式加工中心。面上的零件可选择卧式加工中心。n异异形形件件：外外形形不不规规则则，大大都都需需要要点点、线线、面面多多工工位位混混合合加加工，如各种样板、靠模等均属此类。工，如各种样板、靠模等均属此类。n带复杂曲面的零件带复杂曲面的零件n加加工工精精度度要要求求较较高高的的中中小小批批量量零零件件：容容易易获获得得所所要要求求的的尺尺寸精度和形状位置精度，并可得到很好的互换性。寸精度和形状位置精度，并可得到很好的互换性。5.1 5.1 加工中心加工中心 三、加工特点三、加工特点n工工序序集
7、集中中：一一次次装装夹夹，可可加加工工多多个个表表面面。如如钻钻、锪锪、铰铰、镗镗、攻丝、铣。加工效率高，加工精度高。攻丝、铣。加工效率高，加工精度高。n自动换刀自动换刀5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 一、自动换刀方法一、自动换刀方法自动换刀装置的形式有两种：自动换刀装置的形式有两种：n转塔刀架：转塔刀架：由转塔刀架自动转位实现换刀。由转塔刀架自动转位实现换刀。5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 一、自动换刀方法一、自动换刀方法n转塔刀架：转塔刀架：n一一般般在在小小型型立立式式加加工工中中心心上上采采用用转转塔塔刀架。刀架。n刀刀具具应
8、应预预先先按按调调整整要要求求安安装装于于相相应应的的孔孔位位中中。在在换换刀刀时时，转转塔塔头头根根据据换换刀刀指指令令，先先使使转转塔塔刀刀架架与与传传动动机机构构脱脱开开，接接着着使使转转塔塔刀刀架架转转位位，然然后后接接通通主主轴轴运动。运动。n转转塔塔刀刀架架的的换换刀刀没没有有装装卸卸刀刀具具和和选选取取刀具的动作。刀具的动作。n转转塔塔刀刀架架一一般般有有8工工位位、12工工位位和和16工位，刀库容量有限。工位，刀库容量有限。5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 一、自动换刀方法一、自动换刀方法自动换刀装置的形式有两种：自动换刀装置的形式有两种：n机械手刀
9、库自动换刀装置：机械手刀库自动换刀装置：n选选刀刀：根根据据程程序序中中的的刀刀具具指指令令从从刀刀库库中中选选出出所所指指定定的的刀刀具具，并并把把它它送送到到换换刀刀位位置。置。n换换刀刀：根根据据程程序序中中的的换换刀刀指指令令卸卸下下主主轴轴上上的的刀刀具具，装装上上下下一一加加工工用用的的刀刀具具（即即选选刀刀机机构构选选出出的的刀刀具具），并并将将换换下下的的刀刀具送回刀库。具送回刀库。n一一般般选选刀刀和和换换刀刀分分开开进进行行。通通常常利利用用切切削削加加工工时时间间选选刀刀。换换刀刀完完毕毕启启动动主主轴轴后后，方可进行下面程序段的加工。方可进行下面程序段的加工。轮盘式或履
10、带式刀库轮盘式或履带式刀库常见的刀具库常见的刀具库常见的刀具库常见的刀具库 5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础 5.5.2 2 加工中心的程序编制基础加工中心的程序编制基础二、换刀程序的编制二、换刀程序的编制对于任何数控机床，其加工程序编制的内容和步骤是一样的。对于任何数控机床，其加工程序编制的内容和步骤是一样的。但但由由于于加加工工中中心心使使用用刀刀具具数数目目较较多多，加加工工中中途途要要自自动动换换刀刀，而而换换刀刀动动作作由由程程序序指指令令预预先先规规定定。所所以以换换刀刀程程序序编编制制是是加加工工中中心程序编制的特点心程序编制的特点之一。之一。n转塔刀
11、架：换刀程序编制简单转塔刀架：换刀程序编制简单n机械手刀库：复杂机械手刀库：复杂针对针对“机械手刀库机械手刀库”讲解换刀程序编制。讲解换刀程序编制。5.5.2 2 换刀程序编制换刀程序编制n换刀方式换刀方式定距换刀定距换刀：只有当机床主轴处：只有当机床主轴处于于换刀点换刀点位置时才能换刀。位置时才能换刀。定距换刀定距换刀跟踪换刀跟踪换刀：机床主轴处于任意：机床主轴处于任意位置时，机械手都可以执行换刀位置时，机械手都可以执行换刀动作。动作。5.5.2 2 换刀程序编制换刀程序编制n换刀程序换刀程序n换刀指令：换刀指令：M06不同的数控机床，换刀程序的编制方法可能不同。不同的数控机床，换刀程序的编
12、制方法可能不同。例：立式加工中心例：立式加工中心VB610的换刀程序（定距换刀）如下：的换刀程序（定距换刀）如下：G00 G91 G30 X0 Y0 Z0 T01;回换刀点，选回换刀点，选T01刀具刀具M06;换上换上T01刀具刀具 G00 G90 G54 X-150.0 Y-35.0 S400.0;点定位点定位 G43 Z0 H01 M13 T02;用用T01刀具加工，选刀具加工，选T02刀具刀具 G91 G30 X0 Y0 Z0;回换刀点回换刀点 M06;换上换上T02刀具刀具5.3 FANUC Oi-MB数控系统的程序指令数控系统的程序指令n固定循环指令固定循环指令n刀具补偿指令刀具补偿
13、指令n尖角过渡指令尖角过渡指令一、固定循环指令一、固定循环指令指令指令钻钻削（削（-Z）在孔底的在孔底的动动作作退刀（退刀（+Z）应应用用G73间间歇歇进给进给快速移快速移动动高速高速钻钻削深孔削深孔G74切削切削进给进给停刀停刀主主轴轴正正转转切削切削进给进给左旋攻左旋攻丝丝G76切削切削进给进给主主轴轴定向停止定向停止快速移快速移动动精精镗镗孔孔G81切削切削进给进给快速移快速移动动钻钻孔，打中心孔孔，打中心孔G82切削切削进给进给停刀停刀快速移快速移动动钻钻孔，孔，锪锪孔孔G83间间歇歇进给进给快速移快速移动动钻钻深孔深孔G84切削切削进给进给停刀停刀主主轴轴反反转转切削切削进给进给攻攻
14、丝丝G85切削切削进给进给切削切削进给进给镗镗孔孔G86切削切削进给进给主主轴轴停止停止快速移快速移动动镗镗孔孔G87切削切削进给进给主主轴轴正正转转快速移快速移动动精精镗镗孔（背孔（背镗镗）G88切削切削进给进给停刀停刀主主轴轴停止停止手手动动移移动动镗镗孔孔G89切削切削进给进给停刀停刀切削切削进给进给镗镗孔孔G80取消固定循取消固定循环环5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令一、固定循环指令一、固定循环指令 固定循环过程：固定循环过程：动作动作1：X轴和轴和Y轴的定位（旋转轴）；轴的定位（旋转轴）；动作动作2：快速移动到快速移动到R点；点；动作动作3：
15、孔加工；孔加工；动作动作4：在孔底的动作；在孔底的动作；动作动作5：返回到返回到R点；点；动作动作6：快速移动到初始点。快速移动到初始点。5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令n指令格式：指令格式：G17 G_ X_ Y_ Z_ R_ Q_ P_ F_ K_;nZR点到孔底的距离，点到孔底的距离，R初始位置到初始位置到R点的距离，点的距离，Q每每次切削进给的深度（正值），次切削进给的深度（正值），P孔底切削进给暂停时间孔底切削进给暂停时间（秒），（秒），K重复次数。重复次数。G90G915.3 FANUC Oi-MB数控系统
16、的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令n返回点平面可由返回点平面可由G98和和G99指令指定。指令指定。nG98刀具返回到初始平面刀具返回到初始平面nG99刀具返回到刀具返回到R点平面点平面 G98G995.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令n钻孔循环钻孔循环G81nG81 X_ Y_ Z_ R_ F_ K_;G81 G98G81 G995.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 一、固定循环指令一、固定循环指令n钻深孔循环钻深孔循环G83nG83 X_ Y_
17、Z_ R_ Q_ F_ K_;nQ每次切削进给的切削深度每次切削进给的切削深度 G83 G98G83 G995.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 二、刀具半径补偿指令二、刀具半径补偿指令nG17 G00/G01 G41 X_ Y_ D_;nG17 G00/G01 G42 X_ Y_ D_;nG40;nD0;补偿值为补偿值为0 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 二、刀具半径补偿指令二、刀具半径补偿指令n举例举例 O0003;N0 G92 X0 Y0 Z0;N1 G90 G17 G00 G41 D07 X250.0 Y
18、550.0;N2 G01 Y900.0 F150;N3 X450.0;N4 G03 X500.0 Y1150.0 R650.0;N5 G02 X900.0 R-250.0;N6 G03 X950.0 Y900.0 R650.0;N7 G01 X1150.0;N8 Y550.0;N9 X700.0 Y650.0;N10 X250.0 Y550.0;N11 G00 G40 X0 Y0;N12 M02;5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 三、刀具长度补偿指令三、刀具长度补偿指令nG43 _ H_;正补偿，正补偿，刀具长度补偿轴刀具长度补偿轴X、Y或或Z nG4
19、4 _ H_;nG49;nH0;补偿值为补偿值为0 例如，设，例如，设，H2=30.0 G90 G43 Z100.0 H1;刀具在刀具在Z向移到向移到120.0 G90 G43 Z100.0 H2;刀具在刀具在Z向移到向移到130.0 5.3 FANUC Oi-MB数控系统的固定循环指令数控系统的固定循环指令 二、刀具长度补偿指令二、刀具长度补偿指令n举例举例 O0004;N1 G91 G00 X120.0 Y80.0;N2 G43 Z-32.0 H1;N3 G01 Z-21.0 F1000;N4 G04 P2000;N5 G00 Z21.0;N6 X30.0 Y-50.0;N7 G01 Z-
20、41.0;N8 G00 Z41.0;N9 X50.0 Y30.0;N10 G01 Z-25.0;N11 G04 P2000;N12 G00 Z57.0 H0;N13 X-200.0 Y-60.0;N14 M02;5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例例：在例：在VB610立式加工中心上加工如图所示零件的上表面、立式加工中心上加工如图所示零件的上表面、外轮廓和外轮廓和5个螺纹孔。零件材料为个螺纹孔。零件材料为45#钢。钢。VB610立立式式加加工工中中心心为为三三坐坐 标标 联联 动动 机机 床床，配配 置置FANUC Oi-MB数数控控系系统统。在在该该机机床床上上可可进进行行铣铣平
21、平面面、钻钻孔孔、镗镗孔孔、铰铰孔孔、攻攻丝丝、铣曲面等加工。铣曲面等加工。VB610立立式式加加工工中中心心具具有有自自动动换换刀刀机机构构。当当机机床床进进行行换换刀刀时时，主主轴轴必必须须首首先先定定位位（即即停停于于固固定定的的角角度度）才才可可换刀。换刀。5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例编程步骤：编程步骤：1.通过工艺分析，确定该零件的加工过程：通过工艺分析，确定该零件的加工过程：铣上表面铣上表面。根据零件尺寸选用。根据零件尺寸选用 80的面铣刀。的面铣刀。走刀路线：走刀路线：ABCD5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例编程步骤：编程步骤：1.通过工艺分析
22、，确定该零件的加工过程：通过工艺分析，确定该零件的加工过程：加工螺纹孔加工螺纹孔。先用。先用 的中心钻打中心孔，再用的中心钻打中心孔，再用 的钻头钻孔，的钻头钻孔，最后用最后用M10 的丝锥攻丝。的丝锥攻丝。走刀路线：走刀路线：H1H2H3H4H0 5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例编程步骤：编程步骤：1.通过工艺分析，确定该零件的加工过程：通过工艺分析，确定该零件的加工过程：铣外轮廓。选用铣外轮廓。选用 20的圆柱铣刀。的圆柱铣刀。走刀路线：走刀路线：EFGHIJKFE5.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例编程步骤：编程步骤：2.刀具及其切削参数确定：刀具及其切削参数
23、确定：工步工步刀具刀具刀具刀具编编号号补偿补偿号号主主轴转轴转速速rpm进给进给速度速度mm/min铣铣上表面上表面 80面面铣铣刀刀T01H01400300打中心孔打中心孔 8.5中心中心钻钻T02H021000100钻钻孔孔 8.5钻头钻头T03H031000100攻攻丝丝M10 P1.5丝锥丝锥T04H04200300铣铣外外轮轮廓廓 20立立铣铣刀刀T05H05/D056001005.4 加工中心程序编制举例加工中心程序编制举例编程步骤：编程步骤：3.数值计算：数值计算：工件坐标系如图所示，其工件坐标系如图所示，其Z向原点设在零件上表面处；向原点设在零件上表面处；工件零点偏置设置为工件
24、零点偏置设置为G54。5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例O0005;N1 G40 G80 G17;N2 G00 G91 G30 X0 Y0 Z0 T01;回换刀点和选回换刀点和选T01 N3 M06;换上换上T01N4 G00 G90 G54 X-150.0 Y-35.0 S400.0;快速定位于快速定位于A点点 N5 G43 Z0 H01 M13 T02;M13=M3+M8 Z向移动刀具至零点，向移动刀具至零点，T01长度补偿长度补偿 N6 G01 X148.0 F300.0;铣平面铣平面 N7 G00 Y35.0;N8 G01 X-145.0;N9 G00 Z100.0;N10 G9
25、1 G30 X0 Y0 Z0;回换刀点，同时取消长度补偿回换刀点，同时取消长度补偿编程步骤：编程步骤：3.编写程序编写程序5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例N11 M06;换上换上T02N12 M01;任选停止任选停止 N13 G00 G90 G54 X-75.0 Y-50.0 S1000;快速定位于快速定位于H1点点 N14 G43 Z20.0 H02 M13 T03;Z向移动刀具至初始点，向移动刀具至初始点，T02长度补偿长度补偿 N15 G99 G81 R5.0 F100;打中心孔打中心孔H1 N16 X75.0;打中心孔打中心孔H2N17 Y50.0;打中心孔打中心孔H3N18-
26、X75.0;打中心孔打中心孔H4N19 X0.Y0.;打中心孔打中心孔H0N20 G80;N21 G00 Z100.0;N22 G91 G30 X0 Y0 Z0;回换刀点回换刀点5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例N23 M06;换上换上T03N24 M01;N25 G00 G90 G54 X-75.0 Y-50.0 S1000;快速定位于快速定位于H1点点 N26 G43 Z20.0 H03 M13 T04;T03长度补偿，选长度补偿，选T04 N27 G99 G81 R5.0 F100;钻孔钻孔H1 N28 X75.0;N29 Y50.0;N30 X-75.0;N31 X0.0 Y0.
27、0;钻孔钻孔H0 N32 G80;N33 G00 Z100.0;N34 G91 G30 X0 Y0 Z0;回换刀点回换刀点5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例N35 M06;换上换上T04 N36 M01;N37 G00 G90 G54 X-75.0 Y-50.0 S200;快速定位于快速定位于H1点点N38 G43 Z20.0 H04 M13 T05;T04长度补偿，选长度补偿，选T05 N39 M29 S200;刚性攻丝刚性攻丝 N40 G84 R5.0 F300;加工螺纹孔加工螺纹孔H1 N41 X75.0;N42 50.0;N43 X-75.0;N44 X0 Y0;加工螺纹孔加工螺
28、纹孔H0 N45 G80;N46 G00 Z100.0;N47 G91 G30 X0 Y0 Z0;回换刀点回换刀点5.4 加工中心程编举例加工中心程编举例N48 M06;换上换上T05 N49 M01;N50 G00 G90 G54 X-120.0 Y-90.0 S600;快速定位于快速定位于E点点 N51 G43 Z-25.0 H05 M13;T05长度补长度补偿偿 N52 G01 G42 X-101.0 Y-70.0 D05 F100;刀具右偏，刀具右偏，T05半径补偿半径补偿 N53 X100.0;铣轮廓铣轮廓FGN54 Y60.0;铣轮廓铣轮廓GHN55 G03 X90.0 Y70.0 R10.0;铣轮廓铣轮廓HIN56 G01 X-95.0;铣轮廓铣轮廓IJN57 X-100.0 Y65.0;铣轮廓铣轮廓JKN58 Y-71.0;铣轮廓铣轮廓KFN59 G00 G40 X-130.0 Y-85.0;N60 Z100.0;N61 G91 G30 X0 Y0 Z0;回换刀点回换刀点N62 M30;第五章第五章 加工中心的程序编制加工中心的程序编制n本章重点本章重点n加工中心的特点加工中心的特点n换刀程序编制换刀程序编制n刀具补偿刀具补偿n作业：作业：P180n1，3，4，5