数控铣床加工中心编程与操作实例资源.ppt
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1、教学大纲,一、大纲说明,1课程的性质和任务,本课程是一门传授数控铣床、加工中心相关理论和技能知识的专业课。主要内容包括:数控铣床(SIEMENS系统)编程与操作实例、加工中心(FANUC系统)编程与操作实例、华中系统数控机床编程与操作实例。,2教学的基本要求,1)了解数控铣床、加工中心的分类及特点;掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。 2)掌握数控铣床、加工中心的常用指令。 3)掌握固定循环的应用。 4)掌握参数方程(SIEMENS系统)、宏程序(FANUC系统)的格式及应用。 5)掌握数控铣床、加工中心的操作。 6)运用数控编程的知识,进行零件加工工艺分析,完成典型零件的加工程序编制
2、。,3教学中应注意问题,1)本课程实践性较强,讲课时应注重理论、实际的结合。本课程适合采用一体化教学。 2)注意培养学生掌握解决实际问题的能力。,二 、 学 时 分 配,第一章 SIEMENS系统数控铣床 编程与操作实例,教学要求:,1了解数控铣床的分类及特点;掌握机床坐标系和工作坐标系的建立原则和方法。 2掌握数控铣床常用指令。 3掌握固定循环的应用。 4掌握参数方程(SIEMENS系统)的格式及应用。 5掌握数控铣床的操作。 6运用数控编程的知识,进行零件加工工艺分析,完成典型零件的加工程序编制。,教学内容:,数控铣床及坐标系 SIEMENS系统数控铣床常用指令 常用指令的综合应用 典型零
3、件加工 参数编程的应用 SIEMENS系统数控铣床的操作,第一节 数控铣床及坐标系,一、数控铣床概述,1数控铣床按主轴位置不同分类 (1)立式数控铣床 (2)卧式数控铣床 (3)立卧两用数控铣床,2数控铣床按系统功能不同分类 (1)经济型数控铣床 (2)全功能数控铣床 (3)高速数控铣床,二、数控铣床和加工中心的坐标系,(1)Z坐标轴 在机床坐标系中,规定传递切削动力的主轴为Z坐标轴。 (2) X坐标轴 如果Z坐标是水平(卧式)的,当从主要刀具的主轴向工件看时,向右的方向为X的正方向;如果Z坐标是垂直(立式)的,当从主要刀具的主轴向立柱看时,X的正方向指向右边。 (3)Y坐标轴 Y坐标轴根据Z
4、和X 坐标轴,按照右手直角笛卡儿坐标系确定,1.机床坐标系的确定,2机床原点(机械原点),机床原点一般设置在机床移动部件沿其坐标轴正向的极限位置。,3机床参考点,一般来说,加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。,二、工作坐标系,工作坐标系是编程人员在编程和加工时使用的坐标系,设置时一般用G92 或G54G59等指令。 编程人员以工件图样上某点为工作坐标系的原点,称工作原点。工作原点一般设在工件的设计工艺基准处,便于尺寸计算。,第二节 SINMENS系统数控铣床常用指令,一、常用指令,1平面选择 G17 G19 2绝对坐标和相对坐标 G90和G91指令分别对应着绝对坐标和相对坐标。 3.极坐标,
5、极点定义(G110、G111、G112) 极坐标参数 极坐标半径RP极坐标半径是指该点到极点的距离。 极坐标角度AP极角是指与所在平面中的横坐标之间的夹角(比如G17中的X轴)该角度可以是正角,也可以是负角。,4.可编程的零点偏置(TRANS和ATRANS ),编程 TRANS X Y Z ;可编程的偏移,清除所有有关偏移、旋转、 比例系数、镜像的指令。 ATRANS X Y Z ; 可编程的偏移,附加于当前的指令。 TRANS ; 不带数值,清除所有有关偏移、旋转、比例系 数、镜像的指令。 TRANS/ATRANS指令要求一个独立的程序段。 编程举例 N20 TRANS X20. Y15.
6、;可编程零点偏移 N30 L10 ;子程序调用,其中包含带偏移的几何量 N70 TRANS ;取消偏移 ,5.可编程旋转(ROT和AROT),在当前的平面G17或G18或G19中执行旋转,值为RPL=,单位是() 编程举例 N10 G17_; X/Y平面 N20 TRANS X20 Y10; 可编程的偏置 N30 L10; 调用子程序,含有待偏移的几何量 N40 TRANS X30 Y26; 新的偏移 N50 AROT RPL=45; 附加旋转45 N60 L10; 调用子程序 N70 TRANS; 删除偏移和旋转 ,6.可编程的比例缩放(SCALE、ASCALE),编程举例 N10 G17;
7、 X/Y平面 N20 L10; 编程的轮廓原尺寸 N30 SCALE X2 Y2; X轴和Y轴方向的轮廓放大2倍 N40 L10 N50 ATRANS X2.5 Y18; 值也按比例放大 N60 L10; 轮廓放大和偏置,7.可编程的镜像(MIRROR、AMIRROR),编程举例 N10 G17 ;X/Y平面,Z垂直于该平面 N20 L10 ;编程的轮廓,带G41 N30 MIRROR X0 ;在X轴上改变方向加工 N40 L10 ;镜像的轮廓 N50 MIRROR Y0 ;在Y轴上改变方向加工 N60 L10 N70 AMIRROR X0 ;在Y轴镜像的基础上X轴再镜像 N80 L10 ;轮
8、廓镜像两次加工 N90 MIRROR ;取消镜像功能 ,8可设定的零点偏置 (G54G59/G500/G53/G153) 9.可编程的工作区域限制(G25、G26、WALIMON、WALIMOF 10.快速点定位G00指令 指令格式:G00 X Y Z; 11.带进给率的直线插补G01指令 指令格式:G01 X Y Z F; 注:F进给速度,初始状态为/min。 编程: G01 X Y Z F ;直角坐标系 G01 AP= RP= F ;极角坐标系 G01 AP= RP= Z F ;柱面坐标系(三维) 说明:另外还可以使用角度ANG= 进行线性编程,编程举例(见图1-17),图1-17,N5
9、G00 G90 G54 X40 Y48 Z5 S500 M03 ;刀具快速移动到P1三轴同 时运动,主轴转速 =500r/min,顺时针旋转 N10 G01 Z-12 F100 ;进刀到Z-12mm,进给速度为 100mm/min N15 X20 Y18 Z-10 ;刀具在空中沿直线运行到P2 N20 G00 Z100 ;快速移动抬刀 N25 M05 N30 M30 ;程序结束,12.圆弧插补:G02、G03功能,G02顺时针方向圆弧插补; G03逆时针方向圆弧插补。,图1-19 用G02/G03圆弧编程的方法(举例:X/Y轴),编程 G02/G03 X Y I J ; 圆弧终点和圆心 G02
10、/G03 CR= X Y ; 半径和圆弧终点 G02/G03 AR= I J ; 圆心角和圆心 G02/G03 AR= X Y ; 圆心角和圆弧终点 G02/G03 AR= RP ; 极坐标和极点圆弧 CR=- 中的负号说明圆弧段大于半圆; CR=+ 中的正号说明圆弧段小于或等于半圆,13.螺旋插补(G2/G3、TURN) 14.回参考点 (G74),编程举例: N10 G74 X1=0 Y1=0 Z1=0; 说明:程序段中X1、Y1和Z1(在此=0)后编程的数值不识别,必须写入。,15G04 暂停 编程: G4 F ;暂停时间(s) G4 S ;暂停主轴转数 16F 进给率 编程: F ;每
11、分钟的进给率 进给率F的单位由G功能确定,即G94和G95。 G94直线进给率,单位mm/min; G95旋转进给率,单位mm/r(只有主轴旋转才有意义)。 17.S 主轴转速/旋转方向 M3主轴正转 M4主轴反转 M5主轴停止,18.刀具补偿 19刀具T 用T指令编程可以选择刀具。有两种方法来执行:一种是用T指令直接更换刀具,另一种是仅仅进行刀具的预选,换刀还必须由M06来执行。选择哪一种,必须在机床参数中确定。 20. 刀具补偿号D 一个刀具可以匹配19几个不同补偿的数据组(用于多个切削刃)。用D及其相应的序号可以编制一个专门的切削刃。如果没有编写D指令,则D1自动生效;如果编程D0,则刀
12、具补偿无效。,21G41/G42/G40刀尖半径补偿功能 (1)刀尖半径补偿 若刀具在所选择的平面(G17G19平面)中带刀具半径补偿工作。 编程: G41 G00/G01 X_Y_ ;刀具半径左补偿 G42 G00/G01 X_Y_ ;刀具半径右补偿 判定:沿着刀具运动方向看,刀具在工件切削位置左侧称左补偿;刀具在工件切削位置右侧称右补偿。见图1-29。,图1-29 G41、G42的判定,(2)取消刀尖半径补偿(G40) 用G40取消刀尖半径补偿 (3)刀具半径补偿的作用 刀具半径补偿除方便编程外还可以用改变刀补大小的方法,实现同一程序进行粗、精加工。 粗加工刀补=刀具半径+精加工余量 精加
13、工刀补=刀具半径+修正量 22.子程序 子程序的结构与主程序的结构一样,子程序也是在最后一个程序段中用M2结束序运行,子程序结束后返回主程序。 程序结束除了用M2指令外,还可以用RET指令结束子程序。,23.辅助功能M 常用辅助功能M指令见表1-1。,二、刀具下刀、进退刀方式的确定,1.刀具下刀方式 2.刀具的进退刀方式,进退刀方式在铣削加工中是非常重要的,二维轮廓的铣削加工常见的进退刀方式有垂直进刀、侧向进刀和圆弧进刀方式。,三、固定循环,1 中心钻孔(CYCLE82) CYCLE82(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB),各参数意义如下:,编程举例 如图1-37,图1-37 中
14、心钻孔,G54 G17 G90 ;工件基本坐标系设定 T1D1 ;刀具选择 G00 X0 Y0 M03 S800 Z100 Z50 CYCLE82 (20., 0, 5., -35., 35., 0.1 ) ;调用钻孔循环 M05 M02,2.CYCLE83 深孔钻削 CYCLE83(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,FDEP,FDPR,DAM,DTB,DTS,FRF,VARI),各参数意义如下:,编程举例 如图1-37 T1 D1 ;刀具选择 G54 G90 G0 F200 ;工件基本坐标系设定 X0 Y0 Z50 M3 S1200 M8 CYCLE83 ( 50.,0.,2.,-35
15、.,35.,-5.,5.,1.,0.1,0,0.5, 1. ) ;调用钻孔循环 G00 Z50.; M05; M09;,3刚性攻螺纹 CYCLE84 CYCLE84(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,SDAC,MPIT,PIT,POSS,SST,SST1),各参数意义如下:,编程举例(图1-42),图1-42,T1D1 ;刀具选择 G54 G90 G 0 F200 ;工件基本坐标系设定 X0 Y0; Z50.; M03 S300; M08; CYCLE84 ( 50., 0., 2., -34.,20., ,4, 16., ,0.,40., 80.) ;调用攻螺纹循环 Z50.;
16、 M05; M09; M02;,4铰孔CYCLE85 CYCLE85(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,FFR,RFF),各参数意义如下;,编程举例 (如图1-37) G54 G90 G17; ;工件基本坐标系设定 G00 X0 Y0 Z100 M03 S300; T5D1 ;刀具选择 Z50.; CYCLE85 ( 50., 0, 2., -33., 33., 0.3, 40, 80 ) ;调用铰孔循环 M05; M02 ;,5.镗孔 CYCLE86 CYCLE86(RTP,RFP,SDIS,DP,DRP,DTB,SDIR,RPA,RPO,RPAP,POSS),各参数意义如下:
17、,编程举例 如图1-45,图1-45,T1 D1 ;刀具选择 G54 G90 G00 X0 Y0 F200 ;基本工件坐标系设定 Z50; M03 S600; M08; CYCLE86 (50., 0., 2., -32.,32., 0.5, 3,0., 0., 0., 0.) ;调用镗孔循环 Z50.; M05; M09; M02;,6带停止镗孔 CYCLE88 CYCLE88(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,SDIR),各参数意义如下:,7钻孔样式循环,排孔HOLES1指令中参数意义 SPCA 参考点横坐标 SPCO 参考点纵坐标 STA1 孔中心轴线与横轴角度 FDIS
18、从参考点到第一个孔距离 DBH 孔间距 NUM 孔数 圆周孔HOLES2指令中参数意义 CPA 圆周孔中心的横坐标 CPO 圆周孔中心的纵坐标 RAD 圆周孔的半径 STA1 起始角度 INDA 孔的角度增量 NUM 孔数,编程举例:行孔钻削编程举例 N10 MCALL CYCLE82() ;钻削循环82 N20 HOLES1() ;行孔循环,每次到达孔位置之后,使用传送参数执行CYCLE82()循环 N30 MCALL ;结束CYCLE82()的模调用,8.铣槽模式,铣模式圆弧槽SLOT1指令中参数的意义,RTP 返回平面(绝对值) RFP 参考平面(绝对值) SDIS 安全距离 DP 圆形
19、槽深度(绝对值) (DPR)圆形槽深度(增量值) NUM 圆形槽个数 LENG 圆形槽的长度 WID 圆形槽的宽度 CPA 圆弧槽中心横向坐标 CPO 圆弧槽中心纵向坐标 RAD 圆弧槽中心线的半径 STA1 起始角度,INDA 增量角度 FFD Z向进给率 FFP1 切削走刀进给率 MID 每次切削进给的最大进给深度 CDIR 沟槽铣削方向(2:G2;3:G3) FAL 精加工余量 VARI 加工类型:0=完全/1=粗加工/2=精加工 MIDF 精加工深度 FFP2 精加工进给率 SSF 精加工的转速,编程举例 如图1-50所示,有四个圆形槽:长30,宽15和深23。安全距离是1,精加工余量
20、是0.5,铣削方向是G02,最大进给深度是6。完整加工这些槽并在精加工时进给至槽深。,N10 G17 G90 T1 D1 S600 M03; N20 G0 X20 Y50 Z5;回到起始位置 N30 SLOT1 (5.,0,1.,-23.,4.,30.,15.,40.,45.,20.,45.,90.,50,60,6.,2., 0.5,0,30.,);循环调用,参数VARI,MIDF,FFP2和SSF省略 ; N60 M30;程序结束,图1-50 圆形槽图,铣模式圆周槽SLOT2编程样式(见图1-51),RTP 返回平面(绝对值) RFP 参考平面(绝对值) SDIS 安全距离 DP 圆周沟槽深
21、度(绝对值) DPR 圆周沟槽深度(增量值) NUM 圆周槽个数 AFSL 沟槽的角度 WID 圆周槽宽度 CPA 圆弧槽中心横向坐标 CPO 圆弧槽中心纵向坐标 RAD 圆槽中心线的半径 STA1 起始角度,INDA 增量角度 FFD Z向进给率 FFP1 切削时的进给率 MID 每次切削进给的最大进给深度 CDIR 圆弧槽铣削方向 (2:G02;3:G03) FAL 精加工余量 VARI 加工类型:0=完全/1=粗 加工/2=精加工 MIDF 精加工深度 FFP2 精加工进给率 SSF 精加工的转速,编程举例:如图1-52所示,此程序可以用来加工分布在圆周上的3个圆周槽,该圆周在XY平面中
22、的中心点是X60Y60,半径是42。圆周槽具有以下尺寸:宽15,槽长对应的角度为70度,深23。起始角为0度,增量角为120度。精加工余量为0.5,Z轴安全高度为2,最大进给深度为6。执行精加工时进给至深度。,图1-51 铣模式圆周槽SLOT2图,N10 G17 G90 T1 D1 S600 M3; N20 G00 X60 Y60 Z5; 回到起始点 N30 SLOT2 (2,0,2,-23,3,70,15,60,65,42,0,120,50,60,6,2,0.5,0,30,);循环调用:参考平面 SDIS=返回平面,参数VARI,MIDF,FFP2和SSF省略 ; N60 M30; 程序结束
23、,图1-52 圆周槽图,第三节 常用指令的综合应用,课题一 刀具补偿、切入方式练习,图1-53 所示起刀点在工件上方50处(起始高度)。切深为10,完成外形铣削。,图1-53,程序:LX.MPF; T1 D1; 16mm立铣刀 G90 G54 G00 X0 Y-40.0 S500 M03; Z50.0; Z10.0; G01 Z-10.0 F50; G41 X10.0; 加刀补 G03 X0 Y-30.0 CR=10.0; 圆弧切入 G02 X0 Y-30.0 I0 J30.0; G03 X-10.0 Y-40.0 CR=10.0; 圆弧切出 G01 G40 X0; 去刀补 G00 Z50.0
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