加工中心编程.docx

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加工中心编程

加工中心加工零件的基本操作过程

阅读：

4761

主要讲解加工中心操作面板上各个按键的功用，使学生掌握加工中心的调整及加工前的准备工作以及程序输入及修改方法。

最后以一个具体零件为例，讲解了加工中心加工零件的基本操作过程，使学生对加工中心的操作有一个清楚的认识。

一、加工要求

    加工如下图所示零件。

零件材料为 LY12 ，单件生产。

零件毛坯已加工到尺寸。

    选用设备：

 V-80 加工中心

二、准备工作

    加工以前完成相关准备工作，包括工艺分析及工艺路线设计、刀具及夹具的选择、程序编制等。

三、操作步骤及内容

1、开机，各坐标轴手动回机床原点

2、刀具准备

    根据加工要求选择Φ20 立铣刀、Φ5中心钻、Φ8麻花钻各一把，然后用弹簧夹头刀柄装夹Φ20立铣刀，刀具号设为T01，用钻夹头刀柄装夹Φ5中心钻、Φ8麻花钻，刀具号设为T02、T03，将对刀工具寻边器装在弹簧夹头刀柄上，刀具号设为 T04 。

3 、将已装夹好刀具的刀柄采用手动方式放入刀库， 即

1 ）输入 “T01 M06” ，执行

2 ）手动将 T01 刀具装上主轴

3 ）按照以上步骤依次将 T02 、 T03 、 T04 放入刀库

4、清洁工作台，安装夹具和工件

    将平口虎钳清理干净装在干净的工作台上，通过百分表找正、找平虎钳，再将工件装正在虎钳上。

5、对刀，确定并输入工件坐标系参数

1 ）用寻边器对刀，确定 X 、 Y 向的零偏值，将 X 、 Y 向的零偏值

    输入到工件坐标系 G54 中， G54 中的 Z 向零偏值输为 0 ；

2 ）将 Z 轴设定器安放在工件的上表面上，从刀库中调出 1 号刀具装上主轴，用这把刀具确定工件坐标系 Z 向零偏值，将 Z 向零偏值输入到机床对应的长度补偿代码中， “+” 、 “-” 号由程序中的 G43 、 G44 来确定，如程序中长度补偿指令为 G43 ，则输入 “-” 的 Z 向零偏值到机床对应的长度补偿代码中；

3 ）以同样的步骤将 2 号、 3 号刀具的 Z 向零偏值输入到机床对应的长度补偿代码中。

6、 输入加工程序

    将计算机生成好的加工程序通过数据线传输到机床数控系统的内存中。

7、 调试加工程序

    采用将工件坐标系沿 +Z 向平移即抬刀运行的方法进行调试。

1 ）调试主程序，检查 3 把刀具是否按照工艺设计完成换刀动作；

2 ）分别调试与 3 把刀具对应的 3 个子程序，检查刀具动作和加工路径是否正确。

8 、自动加工

    确认程序无误后，把工件坐标系的 Z 值恢复原值，将快速移动倍率开关、切削进给倍率开关打到低档，按下数控启动键运行程序，开始加工。

加工过程中注意观察刀具轨迹和剩余移动距离。

9、取下工件，进行检测

    选择游标卡尺进行尺寸检测，检测完后进行质量分析。

10、清理加工现场

11、关机

加工中心加工的对刀与换刀

阅读：

2237

 对刀：

对刀也就是工件在机床上找正加紧后，确定工件坐标（编程坐标） 原点的机床坐标（确定G54的X、Y、Z的值） 。

换刀：

根据工艺需要，要用不同参数的刀具加工工件。

在加工中按需要更换刀具的过程叫换刀。

对刀点与换刀点的确定：

对刀点：

对刀点是工件在机床上找正夹紧后，用于确定工件坐标系在机床坐标系中位置的基准点。

对刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件坐标点在机床上的位置（工件坐标点的机床坐标） 。

对刀点最好能与工件坐标点重合。

换刀点：

加工中心有刀库和自动换刀装置，根据程序的需要可以自动换刀。

换刀点应在换刀时工件、夹具、刀具、机床相互之间没有任何的碰撞和干涉的位置上，加工中心的换刀点往往是固定的。

对刀方法：

水平方向对刀（x、y坐标） ：

（1） 杠杆百分表对刀：

对刀点为圆柱孔中心；

（2） 采用寻边器对刀：

圆孔或基准边

（3） 采用碰刀或试切方式对刀。

Z向对刀（z坐标） ：

（1） 机上对刀：

采用z向设定器对刀。

（2） 机外刀具预调+机上对刀。

（3） 机外对刀仪对刀：

测量刀具的直径、长度、刀刃形状和刀角。

（4） 卧式加工中心多工位加工中的对刀问题

加工中心编程技巧和安全操作初探

阅读：

1688

 随着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。

数控机床应用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。

从而使越来越多的学校购买数控机床，开展数控机床的教学。

通过几年的加工中心实际应用和教学实践及摸索，笔者将一些积累的经验和读者分享，如有不当之处，请批评指出。

　　一、加工中心几个常用指令的编程技巧

　　1、M00、M01、M02和M30的区别与联系

　　M00为程序暂停指令。

程序执行到此进给停止，主轴停转。

重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。

主要用于编程者想在加工中使机床暂停（检验工件、调整、排屑等）。

　　M01为程序选择性暂停指令。

程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时此功能才能有效，否则该指令无效。

执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。

　　M02为主程序结束指令。

执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。

但程序光标停在程序末尾。

　　M30为主程序结束指令。

功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。

　　2、刀具补偿参数地址D、H的应用

　　在部分数控系统（如FAUNC）中，刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面补偿号地址中的数值来决定。

所以在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从1～20号，D为刀具半径补偿地址，补偿号从21号开始（20把刀的刀库）。

　　例如：

G00G43H1Z60.0;  

　　G01G41D21X30.0Y45.0F150; 

　　3、G92与G54～G59的应用

　　G54～G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54～G59就没有必要再使用G92，否则G54～G59会被替换，应当避免。

  　注意：

（1）一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54～G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。

（2）使用G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。

所以，一定要慎用。

　　4、暂停指令 

　　G04X_/P_ 是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址P或X后的数值是暂停时间。

X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，P后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。

  　例如，G04 X2.0;或G04 X2000;　　　暂停2秒  

　　G04 P2000;  　

　　但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。

  　例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000; 

  　钻孔（80.0，60.0）至孔底暂停2秒  

  　G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0； 

  　钻孔（2.0，60.0）至孔底不会暂停。

　　5、同一条程序段中，相同指令（相同地址符）或同一组指令，后出现的起作用。

  　例如：

G01G90Z30.0Z20.0F200; 执行的是Z20.0，Z轴直接到达Z20.0，而不是Z30.0。

  　G01G00X30.0Y20.0F200; 执行的是G00（虽有F值，但也不执行G01）。

  　但不同一组的指令代码，在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。

  　例如：

G90G54G00X0Y0Z60.0;和G00G90G54X0Y0Z60.0;相同。

　　6、程序段顺序号 

　　程序段顺序号，用地址N表示。

一般数控装置本身存储器空间有限（64K），为了节省存储空间，程序段顺序号都省略不要。

N只表示程序段标号，可以方便查找编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可递减，也不要求数值有连续性。

但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时不可以省略。

　　二、安全操作加工中心加工 

　　数控机床的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使机床发生碰撞。

因为数控机床的价格非常昂贵，少则几十万元，多则上百万元，维修难度大且费用高。

但是，碰撞的发生是有一定规律可循的，是能够避免的，可以总结为以下几点。

　　1、利用计算机模拟仿真系统

　　随着计算机技术的发展，数控加工教学的不断扩大，数控加工模拟仿真系统越来越多，其功能日趋完善。

因此可用于初步检查程序，观察刀具的运动，以确定是否有可能碰撞。

　　2、利用机床自带的模拟显示功能 

　　一般较为先进的数控机床图形显示功能。

当输入程序后，可以调用图形模拟显示功能，详细地观察刀具的运动轨迹，以便检查刀具与工件或夹具是否有可能碰撞。

　　3、利用机床的空运行功能 

　　利用机床的空运行功能可以检查走刀轨迹的正确性。

当程序输入机床后，可以装上刀具或工件，然后按下空运行按钮，此时主轴不转，工作台按程序轨迹自动运行，此时便可以发现刀具是否有可能与工件或夹具相碰。

但是，在这种情况下必须要保证装有工件时，不能装刀具；装刀具时，就不能装工件，否则会发生碰撞。

　　4、利用机床的锁定功能 

　　一般的数控机床都具有锁定功能（全锁或单轴锁）。

当输入程序后，锁定Z轴，可通过Z轴的坐标值判断是否会发生碰撞。

此功能的应用应避开换刀等运作，否则无法程序通过。

　　5、坐标系、刀补的设置必须正确 

　　在启动机床时，一定要设置机床参考点。

机床工作坐标系应与编程时保持一致，尤其是Z轴方向，如果出错，铣刀与工件相碰的可能性就非常大。

此外，刀具长度补偿的设置必须正确，否则，要么是空加工，要么是发生碰撞。

　　6、提高编程技巧 

　　程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。

　　例如：

铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50 G00 X0 Y0 Z100 编程，这时机床将三轴联动，，则铣刀有可能会与工件发生碰撞，造成刀具与工件损坏，严重影响机床精度，这时可采用下列程序N40 G00 Z100;　 N50 X0 Y0;　即刀具先退至工件上方 100mm处，然后再返回编程零点，这样便不会碰撞。

　　总之，掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。

这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进一步加强，为数控加工事业的发展作贡献。

  参考文献：

  1、实用数控加工技术编委会编 《实用数控加工技术》 北京：

兵器工业出版社，1995 

  2、唐健编 《数控加工及程序编辑基础》 北京：

机械工业出版社，1997 

  3、劳动和社会保障部编 《加工中心操作工》 北京：

中国劳动社会保障出版社，2001  

  4、OMC综合切削中心机程式设计 台湾 1999 

加工中心换刀程序及换刀方法

阅读：

1304

除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控机床相同。

不同的数控系统，其换刀程序是不相同的，通常选刀和换刀分开进行。

多数加工中心都规定了“换刀点”位置，即定距换刀。

换刀程序可采用两种方法设计：

方法一：

N10 G28 Z0 T02

        N20       M06

方法二：

N100 G01 Z30 T02

……………

N200 G28 Z0 M06

N210 G01 Z30 T05

……………

N200程序段换上N100程序段选出的T02号刀具；在换刀后，紧接着选出下次要用的T05号刀具。

在N100程序段和N210程序段执行选刀时，不占用机动时间，所以这种方法较好。

加工中心主轴的准停——换刀步骤

阅读：

897

主轴准停也叫主轴定向。

在加工中心等数控机床上，由于有机械手自动换刀，要求刀柄上的键槽对准主轴的端面键上，因此主轴每次必须停在一个固定准确的位置上，以利于机械手换刀。

主轴准停装置有机械式和电气式两种。

图7.3为采用电气准停装置的工作原理图。

图7.3  主轴准停装置的工作原理

l-多楔带轮  2-磁传感器  3-永久磁铁

加工中心的刀库种类及换刀形式

阅读：

1109

自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。

带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成，它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀方法。

换刀过程较为复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上，在机外进行尺寸预调整之后，按一定的方式放入刀库，换刀时先在刀库中进行选刀，并由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具。

在进行刀具交换之后，将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。

存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可安装在主轴箱的侧面或上方，也可作为单独部件安装到机床以外。

1、刀库的种类

刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中的主要部件之一。

根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成不同类型。

图7.1所示为常见的几种刀库的形式。

（1）直线刀库。

如图7.1（a）所示，刀具在刀库中直线排列、结构简单，存放刀具数量有限（一般8把-12把），较少使用。

（2）圆盘刀库。

如图7.1（b）-（g）所示，存刀量少则6把-8把，多则50把-60把，有多种形式。

图7.1（b）所示刀库，刀具径向布置，占有较大空间，一般置于机床立柱上端。

图7.1（c）所示刀库，刀具轴向布置，常置于主轴侧面，刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，较多使用。

图7.1（d）所示刀库，刀具为伞状布置，多斜放于立柱上端。

为进一步扩充存刀量，有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库（图7.1（e）），多层圆盘刀库（图7.1（f））和多排圆盘刀库（图7.1（g））。

多排圆盘刀库每排4把刀，可整排更换。

后三种刀库形式使用较少。

（3）链式刀库。

链式刀库是较常使用的形式（图7.1（h）,（i）），常用的有单排链式刀库（图7.1（h））和加长链条的链式刀库（图7.1（i））。

（4）其他刀库。

格子箱式刀库，如图7.1（j）、k，刀库容量较大。

图7.1（j）为单面式，图7.1（k）为多面式。

          （a）                           （b）        （c）

 （d）             （e）          （f）         （g）

  （h）             （i）

                    （j）                    （k）

图7.1 刀库的各种形式

2、换刀方式

数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。

（1）无机械手换刀。

必须首先将用过的刀具送回刀库，然后再从刀库中取出新刀具，这两个动作不可能同时进行，因此换刀时间长。

（2）机械手换刀。

采用机械手进行刀具交换的方式（如图7.2所示）应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，而且可以减少换刀时间。

               图7.2 机械手换刀

          1-主轴 2-主轴箱 3-刀库 4-机械手

加工中心程序的编制特点

阅读：

1113

一般使用加工中心加工的工件形状复杂、工序多，使用的刀具种类也多，往往一次装夹后要完成从粗加工、半精加工到精加工的全部过程。

因此程序比较复杂。

在编程时要考虑下述问题。

1、仔细地对图纸进行分析，确定合理的工艺路线。

2、刀具的尺寸规格要选好，并将测出的实际尺寸填入刀具卡。

3、确定合理的切削用量。

主要是主轴转速、背吃刀量、进给速度等。

4、应留有足够的自动换刀空间，以避免与工件或夹具碰撞。

换刀位置建议设置在机床原点。

5、为便于检查和调试程序，可将各工步的加工内容安排到不同的子程序中，而主程序主要完成换刀和子程序的调用。

这样程序简单而且清晰。

6、对编好的程序要进行校验和试运行，注意刀具、夹具或工件之间是否有干涉。

在检查M、S、T功能时，可以在Z轴锁定状态下进行。

加工中心常用编程指令初探

    随着科技的发展和社会的进步，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性和性能价格比越来越高。

数控机床应用已得到一定程度的普及，而高性能高效率的加工中心也逐渐成为社会所需。

现在将一些积累的经验和大家分享，如有不当之处，请批评指出。

    一、M00、M01、M02和M30的区别与联系

    以上几个M代码容易混淆，它们的区别与联系如下：

     1、 M00为程序暂停指令。

程序执行到此进给停止，主轴停转。

重新按启动按钮后，再继续执行后面的程序段。

请操作编程者注意：

当执行M00指令时，所有存在的模态信息保持不变。

主要用于编程者想在加工中使机床暂停（检验工件、调整等）。

      2、 M01为程序选择性暂停指令。

程序执行时控制面板上“选择停止”键处于“ON”状态时此功能才能有效，否则该指令无效。

执行后的效果与M00相同，常用于关键尺寸的检验或临时暂停。

       3、 M02为主程序结束指令。

执行到此指令，进给停止，主轴停止，冷却液关闭。

但程序光标停在程序末尾。

      4、 M30为主程序结束指令。

功能同M02，不同之处是，光标返回程序头位置，不管M30后是否还有其他程序段。

     二、刀具补偿参数地址D、H的应用

     在部分数控系统（如FAUNC）中，刀具补偿参数D、H具有相同的功能，可以任意互换，它们都表示数控系统中补偿寄存器的地址名称，但具体补偿值是多少，关键是由它们后面补偿号地址中的数值来决定。

所以在加工中心中，为了防止出错，一般人为规定H为刀具长度补偿地址，补偿号从1~20号，D为刀具半径补偿地址，补偿号从21号开始（20把刀的刀库）。

    例如：

GOOG43H1Z60.0；G01G41D21X30.0Y45.0F150；

    三、92与G54~G59的应用      G45~G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54~G59就没有必要再使用G92，否则G54~G59会被替换，应当避免。

   注意：

（1）一但使用了G92设定坐标系，再使用G54~G59不起任何作用，除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系。

（2）使用G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的原点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故。

所以，一定要慎用。

    四、停指令     G04X-/9-是指刀具暂停时间（进给停止，主轴不停止），地址P或X后的数值是暂停时间。

X后面的数值要带小数点，否则以此数值的千分之一计算，以秒（s）为单位，P后面数值不能带小数点（即整数表示），以毫秒（ms）为单位。

    例如，G04X2.0；或G04X2000；暂停2秒G0492000；   但在某些孔系加工指令中（如G82、G88及G89），为了保证孔底的粗糙度，当刀具加工至孔底时需有暂停时间，此时只能用地址P表示，若用地址X表示，则控制系统认为X是X轴坐标值进行执行。

    例如，G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200P2000；

  钻孔（80.0，60.0）至孔底暂停2秒      G82X80.0Y60.0Z-20.0R5.0F200X2.0；

   钻孔（2.0，60.0）至孔底不会暂停。

   五、一条程序段中，相同指令（相同地址符）或同一组适龄，后出现的起作用。

   例如：

G01G90Z30.0Z20.0F200；执行的是Z20.0，Z轴直接到达Z20.0，而不是Z30.0。

G01G00X30.0Y20.0F200；执行的是G00（虽有F值，但也不执行G01）。

   但不同一组的指令代码，在同一程序段中互换先后顺序执行效果相同。

  例如：

G90G54G00X0Y0Z60.0；和G00G90G54GX0Y0Z60.0；相同。

  六、段顺序号

 程序段顺序号，用地址N表示。

有的为了节省存储空间，程序段顺序号都省略不要。

N只表示程序段标号，可以方便查找编辑程序，对加工过程不起任何作用，顺序号可以递增也可以递减，也不要求数值有连续性。

但在使用某些循环指令，跳转指令，调用子程序及镜像指令时顺序号不可以省略。

总之，在掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。

这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高

加工中心常用指令编程

加工中心经常用到的许多指令与数控机床相同，这里不再祥述。

下面仅介绍反映加工中心特征的一些指令：

1.准确停止校验指令G09

指令格式：

G09；

刀具到达终点前减速并精确定位后才继续执行下一个程序段，可用于具有尖锐棱角的零件加工。

2.刀具偏移量设定指令G10

指令格式：

G10P_R_；

P：

指令偏置号；R：

偏移量

可以通过程序设置设定刀具偏移量。

3.单方向定位指令G60

指令格式：

G60X_Y_Z_；

X、Y、Z为需要实现精确定位的终点坐标。

对于要求精确定位的孔加工，使用该指令可使机床实现单方向定位，从而达到消除因反向间隙而引起的加工误差，定位方向与过冲量由参数设定。

4.精确停止校验方式指令G61

指令格式：

G61；

该指令为模态指令，在G61方式下，相当于每一段程序都含有G09指令。

5.连续切削方式指令G64

指令格式：

G64；

该指令为模态指令，也为机床的默认状态，刀具在运动到指令的终点后不减速而继续执行下一个程序段，不影响G00、G60、G09中的定位或校验，撤销G61方式时要用G64。

6.自动返回参考点指令G27、G28、G29

（1）返回参考点校验指令G27

指令格式：

G27；

X、Y、Z为参考点在工件坐标系中的坐标值，可以检验刀具是否能够定位到参考点上。

在该指令下，被指令的轴以快速移动返回到参考点，自动减速并在指定坐标值处做定位检验，如定位到参考点，该轴参考点信号灯亮；如不一致，则程序再作检查。

（2）自动返回参考点指令G28

指令格式：

G28X_Y_Z_；

X、Y、Z为中间点坐标值，可任意设置。

机床先移动到这个点，而后返回参考点。

设置中间点是为了防止刀具返回参考点时与工件或夹具发生运动干涉。

例：

N1G90X100.0Y200.0Z300.0

N2G28X400.