数控铣床、加工中心编程与操作第一章　数控铣床／加工中心编程基础

第一章第一章　数控铣床/加工中心编程基础第一节　数控铣床/加工中心概述第二节　数控铣床/加工中心的坐标系第三节　编程的一般步骤第四节　程序编制的基本概念第一节　数控铣床/加工中心概述一、数控铣床概述1.数控铣床按主轴位置分类(1)立式数控铣床　立式数控铣床(图1-􀰊1)的主轴轴线垂直于水平面，是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围也最广泛。图1-1　立式数控铣床a)立式数控铣床　b)龙门数控铣床第一节　数控铣床/加工中心概述(2)卧式数控铣床图1-2　卧式数控铣床第一节　数控铣床/加工中心概述(3)立卧两用数控铣床　由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达到在一台机床上既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，而同时具备上述两类机床的功能，其使用范围更广，功能更全，选择加工对象的余地更大，且给用户带来不少方便。2.数控铣床按系统功能分类(1)经济型数控铣床　经济型数控铣床是在普通铣床基础上改造而来的，采用经济性数控系统，成本低，机床功能较少，主轴转速和进给速度不高，主要用于精度要求不高的平面或曲面类零件的加工。(2)全功能数控铣床　全功能数控铣床一般采用半闭环或闭环控制，控制系统功能较强，一般可实现4坐标或以上的联动，加工适应性强，应用最为广泛。第一节　数控铣床/加工中心概述(3)高速数控铣床　高速数控铣床的主轴转速在8000~40000r/min、进给速度可达，采用全新的机床结构(主体结构及材料变化)、功能部件(电主轴、直线电动机驱动进给)和功能强大的数控系统，并配以加工性能优越的刀具系统，可对大面积的曲面进行高效率的、高质量的加工。二、加工中心概述1.加工中心的分类(1)立式加工中心图1-3　立式加工中心第一节　数控铣床/加工中心概述(2)卧式加工中心　一般情况下，卧式加工中心(图1-􀰊4)比立式加工中心复杂，占地面积大，有能精确分度的数控回转工作台，可实现对零件的一次装夹多工位加工，适合于加工箱体类零件及小型模具型腔。(3)立卧加工中心　立卧式加工中心(图1-􀰊5)利用铣头的立卧转换机构可以实现立式加工方式与卧式加工方式的相互转换。图1-4　卧式加工中心第一节　数控铣床/加工中心概述图1-5　立卧加工中心2.按换刀形式分类第一节　数控铣床/加工中心概述(1)带刀库和机械手的加工中心　加工中心的换刀装置(ATC)由刀库和机械手组成，换刀机械手完成换刀工作。(2)无机械手的加工中心　这种加工中心的换刀通过刀库和主轴箱的配合动作来完成。(3)刀库转塔式加工中心　一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主。三、加工中心工具及辅助设备1.数控回转工作台和数控分度工作台(1)数控回转工作台　数控回转工作台同直线进给工作台一样，是在数控系统的控制下完成工作台圆周进给运动的，并能同其他坐标轴实行联动，以完成复杂零件的加工，还可以作任意角度转位和分度。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-6　数控回转工作台的典型结构(2)数控分度工作台　数控分度工作台与数控回转工作台不同，它只能完成分度运动。第一节　数控铣床/加工中心概述2.辅助设备(1)对刀器　对刀器的功能是测定刀具与工件的相对位置，其形式多样，如；对刀量块、电子式对刀器(图1-􀰊7)等。(2)找正器　找正器的作用是确定工件在机床上的位置，即确定工件坐标系，它有机械式和电子式两种。图1-7　电子式对刀器第一节　数控铣床/加工中心概述图1-8　找正器(3)光学数显对刀仪　图1-􀰊9所示为光学数显对刀仪。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-9　光学数显对刀仪第一节　数控铣床/加工中心概述图1-10　刀柄和拉钉四、加工中心刀具系统1.刀柄及刀具系统(1)刀柄　在加工中心上,刀柄与主轴孔的配合锥面一般采用7∶24的锥柄，刀柄通过拉钉固定在主轴上。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-11　整体式刀柄第一节　数控铣床/加工中心概述图1-12　模块式刀柄第一节　数控铣床/加工中心概述图1-13　转角刀柄第一节　数控铣床/加工中心概述图1-14　孔加工用刀柄第一节　数控铣床/加工中心概述图1-15　侧铣刀柄第一节　数控铣床/加工中心概述图1-16　内冷却刀柄(2)刀具系统　加工中心常用的铣刀有面铣刀和立铣刀两种，也可用锯片铣刀、三面刃铣刀等。1)面铣刀包括直角面铣刀(图1-􀰊17)和圆刃面铣刀(图1-􀰊18)。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-17　直角面铣刀图1-18　圆刃面铣刀2)立铣刀(图1-􀰊19)。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-19　立铣刀3)粗切削侧铣刀(图1-􀰊20)。图1-20　粗切削侧铣刀4)平面铣刀(图1-􀰊21)。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-21　平面铣刀5)快速钻孔刀(图1-􀰊22)。第一节　数控铣床/加工中心概述图1-22　快速钻孔刀图1-23　其他铣刀a)T形槽铣刀　b)侧切槽铣刀第一节　数控铣床/加工中心概述6)其他铣刀(图1-􀰊23)。2.镗铣加工中心刀库(1)刀库类型　加工中心常用的刀库有盘式和链式两种。图1-24　盘式刀库第一节　数控铣床/加工中心概述图1-25　链式刀库(2)选刀方式　按数控装置的刀具选择方式指令，从刀库中挑选各工序所需刀具的操作,称为自动选刀。第一节　数控铣床/加工中心概述1)顺序选刀方式：将刀具按加工工序的顺序，依次放入刀库的每一个刀座内。2)光电识别选刀方式：选刀时，通过光学系统将刀具外形“信息图形”与存储器内指定刀具的“信息图形”相比较，当两者一致时，发出信号使该刀具停在换刀位置，由机械手将刀具取出。第二节　数控铣床/加工中心的坐标系一、机床坐标系的确定(1)Z坐标轴1)在机床坐标系中，规定传递切削动力的主轴为Z坐标轴。2)若机床上不止一个主轴，则选一垂直于工件装夹平面的主轴作为主要的主轴。(2)X坐标轴1)X坐标轴是水平的，它平行于工件装夹平面。2)如果Z坐标是水平(卧式)的，当从主要刀具图1-26　右手直角笛卡儿坐标系第二节　数控铣床/加工中心的坐标系(3)Y坐标轴　Y坐标轴根据Z和X坐标轴，按照右手直角笛卡儿坐标系确定。(4)其他坐标轴　如果在X、Y、Z主要直线运动之外另有第二组、第三组平行于它们的运动，可分别将它们的坐标定为U、V、W和P、Q、R。(5)旋转坐标轴　A、B、C分别 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示其轴线平行于X、Y、Z的旋转坐标轴。图1-27　卧式数控铣床坐标系第二节　数控铣床/加工中心的坐标系图1-28　立式数控铣床坐标系二、机床原点第二节　数控铣床/加工中心的坐标系图1-29　立式铣床机床原点三、机床参考点四、工件坐标系第二节　数控铣床/加工中心的坐标系图1-30　工件坐标系第三节　编程的一般步骤一、数控机床的编程方法1.手工编程2.自动编程二、手工编程的一般步骤1.确定工艺过程及工艺路线2.计算刀具轨迹的坐标值3.编写加工程序4.程序输入数控系统5.检验程序第三节　编程的一般步骤图1-31　手工编程的一般过程第四节　程序编制的基本概念一、程序代码二、程序结构(以FANUC系统为例)1.程序号第四节　程序编制的基本概念表1-􀰊1　程序编号使用规则 O1～O7999 　程序能自由存储、删除和编辑 O8000～O8999 　不经设定该程序就不能进行存储、删除和编辑 O9000～O9019 　用于特殊调用的宏程序 O9020～O9899 　如果不设定参数就不能进行存储、删除和编辑 O9900～O9999 　用于机器人操作程序第四节　程序编制的基本概念2.一个“字”图1-32　字的含义3.程序段第四节　程序编制的基本概念表1-􀰊2　常用程序格 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N G XUQ YVP ZWR IJKR F S T M LF 顺序号 准备功能 坐　标　字 进给功能 主轴转速功能 刀具功能 辅助功能 结束符号第四节　程序编制的基本概念(1)准备功能(G功能)由表示准备功能地址符“G”和两位数字组成，使机床做好某种操作准备指令。(2)坐标字　由坐标地址代码的字母(如X、Y等)开头。(3)程序段序号及加工顺序1)进给功能F。2)主轴转速功能S。3)刀具功能T。4)辅助功能(M功能)。5)结束符号。三、编程规则1.自保持功能2.指令的取消和替代第四节　程序编制的基本概念3.初始状态四、准备程序段和结束程序段(1)准备程序段1)程序号(O0001～O7999)。2)编程零点的确定,也就是零点偏置尺寸(如G92　X50.0　Y50.0　Z50.0；)。3)刀具数据(如T02_D02_H02)。4)主轴转速(如S500)。5)主轴旋转方向(M03、M04)。6)刀具快速定位的位置尺寸(如G00　X　Y　Z；)。(2)结束程序段1)刀具快速退回远离工件(如返回参考点)。第四节　程序编制的基本概念2)主轴停转(M05)。3)取消刀具数据补偿(T00)。4)程序结束并返回至程序开始(M30)。1.数控铣床如何分类？2.加工中心如何分类？试述数控铣床与加工中心的异同点。3.数控回转工作台和数控分度工作台有何不同？如何应用？4.光学数显对刀仪有何作用？5.加工中心常用刀柄有哪几种形式？6.试述镗铣加工中心刀库的类型及选刀方式。7.画图说明如何确定机床坐标系？8.什么是机床原点？什么是机床参考点？两者有何异同？9.什么是工件坐标系？工件坐标系原点如何确定？第四节　程序编制的基本概念10.数控机床编程方法有哪些？各有何特点？11.试述手工编程的步骤。12.举例说明程序的结构。13.什么是自保持功能？14.G、M指令代码如何取消和替代？15.一个完整的程序应具备的准备程序段和结束程序段有哪些指令？