项目1 加工中心加工认识项目.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,加工中心编程与加工技术,长沙航空职业技术学院,模块二 加工中心编程与加工技术,项目,1,加工中心加工认识项目,项目,1,加工中心加工认识项目,1.1,任务 加工中心仿真加工,任务描述：完成如图,1-1,所示零件的数控仿真加工，毛坯尺寸为,906425,。,图,1-1,模块二 加工中心编程与加工技术,1.2.1,加工中心简介,1.,加工中心概述,(1),加工中心的定义,是指配有刀库和自动换刀装置，在一次装卡工件后可实,现多工序（甚至全部工序）加工的数控机床，简称,MC,。,(2),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。,1.2,知识链接,模块二 加工中心编程与加工技术,根据机床的主轴布置形式将其分为以下三种：,(1),立式加工中心：,指主轴垂直布置的加工中心。,它具有操作方便、工件装夹和找正容易、占地面积小等优点，故应用较广。但由于受立柱的高度和自动换刀装置的限制，不能加工太高的零件。因此，主要适用于加工高度尺寸小、加工面与主轴轴线垂直的板材类、壳体类零件，也可用于模具加工。,2.,加工中心的分类及其加工范围,模块二 加工中心编程与加工技术,立式加工中心,模块二 加工中心编程与加工技术,壳体零件,模块二 加工中心编程与加工技术,（,2,）卧式加工中心：,指主轴水平布置的加工中心。,它的工作台大多为可分度的回转台或由伺服电动机控制的数控回转台，在零件的一次装夹中通过旋转工作台可实现多加工面加工，如果为数控回转工作台，还可参与机床各坐标轴的联动，实现螺旋线的加工。因此，它适用于加工内容较多、精度较高的箱体类零件及小型模具型腔的加工。,它是加工中心中种类最多、规格最全、应用范围最广的一种。,模块二 加工中心编程与加工技术,卧式加工中心,模块二 加工中心编程与加工技术,箱体零件,模块二 加工中心编程与加工技术,（,3,）复合加工中心：,指在一台加工中心上有立、卧两个主轴，或主轴可改变,90,的 角度，或工作台可带动工件一起旋转,90,的加工中心。,它综合了立式和卧式的优点，但机床的控制系统和机床结构很复杂，价格昂贵。主要适用于复杂箱体类零件和具有复杂曲线的零件（如螺旋桨叶片及各种复杂模具）的加工。,模块二 加工中心编程与加工技术,具有螺旋线的复杂零件,模块二 加工中心编程与加工技术,3.,加工中心的组成,主要有床身、立柱、滑座、工作台、主轴箱、自动换刀装置、数控装置、伺服驱动装置、检测装置、液压系统和气压系统等组成。以立式加工中心为例，外形如下图。,模块二 加工中心编程与加工技术,床身,活动防护门,刀库,主轴箱,主轴伺服电机,护线架,数控系统及其操作面板,主轴,工作台,冷却泵和冷却液箱,立式加工中心外形,模块二 加工中心编程与加工技术,4.,自动换刀装置,换刀装置的用途是按照加工需要，自动地更换装在主轴上的刀具。自动换刀装置是一套独立、完整的部件,。,（,1,）自动换刀装置的形式,回转刀架换刀装置：结构简单、装刀数量少，,用于数控车床,带刀库的自动换刀装置：结构较复杂、装刀数量多，广泛应用,模块二 加工中心编程与加工技术,4.,自动换刀装置,（,2,）刀库的形式,常用的有,鼓轮式 结构简单，刀库容量相对较小,一,般在,1,24,把刀具，主要适用于小型,加工中心。,链式 刀库容量大，一般在,1,100,把刀具，,主要适用于大中型加工中心。,模块二 加工中心编程与加工技术,鼓轮式刀库的,几种形式,a,径向取刀,b,轴向取刀,c,刀具径向布置,d,刀具角度布置,鼓轮式刀库,模块二 加工中心编程与加工技术,链式刀库,模块二 加工中心编程与加工技术,（,3,）自动换刀过程,：,4.,自动换刀装置,自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。当执行到,T,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，为下面的换刀做好准备；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，将选好的刀具安装在主轴上。,模块二 加工中心编程与加工技术,4.,自动换刀装置,选刀方式,顺序选刀方式,任选方式,刀具编码方式,刀座编码方式,计算机记忆方式,换刀方式,机械手换刀,刀库,主轴运动换刀,模块二 加工中心编程与加工技术,刀座编码方式,模块二 加工中心编程与加工技术,识别码块,识别传感器,刀柄编码,模块二 加工中心编程与加工技术,4.,自动换刀装置,机械手换刀动作过程：,1.,刀库运动，使新刀具处于待换刀位置,2.,主轴箱回参考点,主轴准停,3.,机械手抓刀,(,主轴上和刀库上的,),4.,取刀,:,活塞杆推动机械手下行,5.,交换刀具位置,:,机械手回转,180,6.,装刀,:,活塞杆上行,将更换后的刀具装入主轴和刀库,7.,机械手复位,主轴移开,开始加工,如下图所示,模块二 加工中心编程与加工技术,机械手换刀动作过程,模块二 加工中心编程与加工技术,4.,自动换刀装置,刀库移动,主轴升降式换刀过程：,(a),分度,:,将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预定位置,.,(b),接刀,:,活塞杆推出,将空刀座送至主轴下方,并卡住刀柄定位槽,.,(c),卸刀,:,主轴松刀,铣头上移至参考点,.,(d),再分度,:,再次分度回转,将预选刀具转到主轴正下方,.,(,e)+(f,),装刀,:,铣头下移,主轴抓刀,活塞杆缩回,刀盘复位,.,如下图所示,模块二 加工中心编程与加工技术,刀库移动,主轴升降式换刀过程,模块二 加工中心编程与加工技术,5,.,加工中心的刀具系统,加工中心上使用的刀具由刃具部分和连接刀柄两部分组成。刃具部分包括钻头、铣刀、镗刀、铰刀等等。连接刀柄部分基本已规范化，制订了一系列标准。,刀具系统的种类,整体式数控刀具系统 应用广,模块式数控刀具系统,模块二 加工中心编程与加工技术,整体式 模块式,模块二 加工中心编程与加工技术,格式：,G43,为刀具长度正补偿,G44,为刀具长度负补偿,G49,为取消刀长补偿,其中,Z,为指令终点位置，,H,为刀补号地址，用,H00,H99,来指定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。,G43 G44 G49,均为模态指令，可相互注销,G43,G44,G00,G01,G49,Z,H,G00,G01,Z,1.2.2,加工中心的编程指令与应用,1.,刀具长度补偿指令,模块二 加工中心编程与加工技术,执行,G43,时，,Z,实际值,=Z,指令值,+,（,H xx,）,执行,G44,时，,Z,实际值,=Z,指令值,-,（,H xx,）,其中（,Hxx,）是指,xx,寄存器中的补偿量，其值可以是正值或者是负值。当刀长补偿量取负值时，,G43,和,G44,的功效将互换。,模块二 加工中心编程与加工技术,设（,H02,）,=200 mm,时,N1 G92 X0 Y0 Z0,设定当前点,O,为程序零点,N2 G90 G00 G44 Z10.0 H02,指定点,A,，实到点,B,N3 G01 Z-20.0,实到点,C,N4 Z10.0,实际返回点,B,N5 G00 G49 Z0,实际返回点,O,示例,从上述程序例中可以看出，,使用,G43,、,G44,相当于平移了,Z,轴原点，,即将坐标原点,O,平移到了,O,点处，后续程序中的,Z,坐标均相对于,O,进行计算。使用,G49,时则又将,Z,轴原点平移回到了,O,点。,故在机床上有时可用提高,Z,轴位置的方法来校验运行程序。,模块二 加工中心编程与加工技术,1.,刀具长度补偿指令,钻孔加工举例,对图示零件钻孔。按理想刀具进行的对刀编程，现测得实际刀具比理想刀具短,8mm,若设定（,H01,）,=-8mm,，（,H02,）,=8mm,模块二 加工中心编程与加工技术,程序单,0005,N1 G54 G90 G00 X120.0 Y80.0,快速移到孔,#1,正上方。,N2 G91,G43 Z-32.0 H01,S630 M03 (,或,G44 Z-32.0 H02,),理想刀具下移值,Z=-32,，实际刀具下移值,Z=-40,，,下移到离工件上表面距离,3mm,的安全高度平面。,N3 G01 Z-21.0 F120,以工进方式继续下移,21mm,N4 G04 P1000,孔底暂停,1s,N5 G00 Z21.0,快速提刀至安全面高度,N6 X90.0 Y-20.0,快移到孔,#2,的正上方,N7 G01 Z-23.0 F120,向下进给,23mm,，钻通孔,#2,。,模块二 加工中心编程与加工技术,程序单,N8 G04 P1000,孔底暂停,1s,。,N9 G00 Z23.0,快速上移,23mm,，提刀至安全平面。,N10 X-60.0 Y-30.0,快移到孔,#3,的正上方。,N11 G01 Z-35.0 F120,向下进给,35mm,，钻孔,#3,。,N12 G49 G00 Z67.0,理想刀具快速上移,67mm,，实际刀具,上移,75mm,，提刀至初始平面。,N13 X-150.0Y-30.0,刀具返回初始位置处。,N14 M05 M30,主轴停，程序结束。,模块二 加工中心编程与加工技术,2.,自动返回参考点,G28,指令,功 能：使各轴自动返回参考点,格 式：,G28 X_Y_Z_,；,X,、,Y,、,Z,中间点在工件坐标系中的坐标值,（可用绝对值或增量值）。,设置中间点的目的是避免刀具在快速返回参考点时,与工件或夹具等发生碰撞。,执行过程：执行,G28,指令时，各轴以快速运动方式从当前点,（,x1,，,y1,，,z1,）,经指定的中间点（,x2,，,y2,，,z2,）,返回到参考点,M,上 定位。如下图所示。,模块二 加工中心编程与加工技术,G28,和,G29,指令的运动轨迹,模块二 加工中心编程与加工技术,3.,自动从参考点返回,G29,指令,功 能：使各轴自动地从参考点返回到返回点。,格 式：,G29 X_Y_Z_,；,X,、,Y,、,Z,返回点在工件坐标系中的坐标值,（可用绝对值或增量值，增量值是返回点相对于中间,点的位移值）。,执行过程：执行,G29,指令时，各轴以快速运动方式，从参考点经,中间点移动到返回点。如上图所示。,模块二 加工中心编程与加工技术,注意事项与说明：,（,1,）通常,G28,与,G29,指令配对使用；,（,2,）,G28,和,G29,指令都是非模态指令；,（,3,）使用,G28,指令时，必须先取消刀具半径补偿，而不必先取,消刀具长度补偿，因为,G28,指令包含刀具长度补偿取消、,主轴停止、切削液关闭等功能；,（,4,）该指令一般用于自动换刀。,（,5,）,在使用上经常将,XY,和,Z,分开来用。先用,G28 Z,_,提刀并回,Z,轴参考点位置，然后再用,G28 X,_,Y,_,回到,XY,方向的参考,点。,模块二 加工中心编程与加工技术,4.,辅助功能及应用,（,1,）,M06,：,自动换刀指令，在下一把刀处于待换刀位置,机床各相关坐标到达换刀参考点后，执行该指令可以自动更换刀具。,（,2,）,M19,：,主轴准停指令,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。,模块二 加工中心编程与加工技术,5.,自动换刀程序的编写,编写自动换刀程序时，应考虑如下问题：,(1),换刀动作前必须使主轴准停（用,M19,指令）。,(2),换刀点的位置应根据所用机床的要求安排，有的机床要求必,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。（使用,G28,）,(3),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。,(,4),换刀完毕后，安排重新启动主轴的指令,模块二 加工中心编程与加工技术,(5),换刀过程由选刀和换刀两部分动作组成，通常选刀动作和换,刀动作可分开进行。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。,自动换刀程序的编写方法,方法一：,M19,；,G28 G91 Z0,；,G28 X0 Y0 T02,；,M06,；,G90 G29 X50.0 Y50.0,；,G29 Z100.0,；,模块二 加工中心编程与加工技术,5.,自动换刀程序的编写,方法二：,G01 X,T02,；,M19,；,G28 G91 Z0,；,G28 X0 Y0,；,M06,；,G90 G29 X50.0 Y50.0,；,G29 Z100.0,；,说明：,方法二的换刀方法，选刀动作和前一把刀具的加工动作,相重合，换刀时间不受选刀时间长短的影响，因此换刀,时间最短。,模块二 加工中心编程与加工技术,1.2.3,加工中心编程要点,进行合理的工艺分析，安排加工工序。,加工中心程序的一般格式：加工中心由于配有刀库，可装很多,把刀，因此可实现工序集中，在一次装夹中可对零件进行大部,分甚至全部工序的加工。其工序的划分一般也是按刀具集中的,原则来划分。故,加工中心的程序格式,一般为：,（）程序号,O_ _ _ _,；,（）建立工件坐标系；,（）刀库旋转，第一把刀到达换刀位置做准备；,（）机床各轴移动到换刀位置；,（）进行换刀动作，第一把刀换到机床主轴；,模块二 加工中心编程与加工技术,1.2.3,加工中心编程要点,（）机床各轴移动到指定的工件坐标系中；,（）主轴按照指定的速度和方向旋转；,（）建立刀具长度补偿，,Z,轴到达加工起始点，若要打开,切削液，指定,M08,功能；,（）第一把刀相对于工件运动的轨迹描述指令集，若是加,工外轮廓，要指定,G41,或,G42,功能。其长短由第一把,刀加工内容的复杂程度决定；,（）第一把刀加工完毕，取消刀具补偿功能和各项辅助,功能；,（）第二把刀准备；,模块二 加工中心编程与加工技术,1.2.3,加工中心编程要点,（）机床各轴移动到换刀位置；,（）进行换刀动作，第二把刀换到机床主轴；,（）重复,6,13,的过程，第二把刀相对于工件运动的轨,迹描述指令集合；,（）依此类推，进行其它刀具的加工内容描述；,（）最后一把刀还回刀库，不再叫其它刀具做准备；,（）程序结束，使用,M02,或,M30,指令。,对于加工内容较多的零件也可按这种格式编写，把不同工序,内容的程序分别做成子程序，主程序内容主要是完成换刀及,子程序调用，以便于程序调试和调整。,模块二 加工中心编程与加工技术,1.2.3,加工中心编程要点,自动换刀要留出足够的换刀空间。,尽可能地利用机床数控系统本身所提供的镜象、旋转、固定,循环及宏指令编程处理的功能，以简化程序量。,若要重复使用程序，注意第,1,把刀的编程处理。,模块二 加工中心编程与加工技术,1.3,任务实施,1.,工艺过程,加工零件的顶面，选用,50mm,的端面铣刀分两刀铣；,加工零件的台阶面，选用,20mm,的立铣刀铣多次走刀来加工；,加工零件的外轮廓，选用,20mm,的立铣刀铣右刀补（,G42,指令）来加工；,加工,5,个,6mm,的小孔，采用,6mm,的钻头加工；,加工,4,个,11mm,的孔，采用,11mm,的钻头加工。,模块二 加工中心编程与加工技术,2.,参考程序,O0001,N01 G54 G90 G00 Z100,；选择,1,号加工坐标系，快速定位到,Z100,N02 G28 Z100 T01,；,Z,轴返回参考点，第一把刀转到待换刀位置,N03 G28 X0 Y0,；,X,、,Y,轴返回参考点,N04 MO6,；换刀，第一把刀装到主轴上,N05 G29 X-30.0 Y15.0,；快速从参考点返回到（,-30,，,15,，）点,N06 MO3 S400 T02,；主轴以,400 r/min,正转，第二把刀准备。,N07 G43 G00 Z5.0 H01,；进行第一把刀的长度补偿,N08 G01 Z0 F120.0,；加工工件的顶面,N09 X90.0,；,N10 Y40.0,；,N11 X-30.0,；,N12 G49 G00 Z100.0,；抬刀，取消第一把刀的长度补偿,N13 M19,；主轴准停,N14 G28 Z100,；返回参考点，换第二把刀。,模块二 加工中心编程与加工技术,N15 G28 X0 Y0,；,N16 M06,；,N17 G29 X6.0 Y-15.0,；,N18 G43 G00 Z5.0 H02,；进行第二把刀的长度补偿,N19 M03 S600 T03,；主轴以,400 r/min,正转，第三把刀准备。,N20 G01 Z-8.0 F100.0,；加工工件的台阶面,N21 Y64.0,；,N22 X16.0,；,N23 Y-15.0,；,N24 X22.0,；,N25 Y75.0,；,N26 G00 Z5.0,；抬刀,N27 X-20.0Y-20.0,；,N28 G01 Z-26.0 F100.0,；加工工件的外轮廓,N29 G17 G42 G01 X0 Y0 H03,；进行第二把刀的半径补偿,N30 X75.0,；,N31 G02 X90.0 Y15.0 R15.0,；,模块二 加工中心编程与加工技术,N32 G01 Y64.0,；,N33 G01 X8.0,；,N34 X0 Y48.0,；,N35 Y0,；,N36 G40 X-20.0 Y-20,；取消第二把刀的半径补偿,N37 G00 G49 Z100.0 M19,；抬刀，取消第二把刀的长度补偿,N38 G28 Z100,；返回参考点，换第三把刀。,N39 G28 X0 Y0,；,N40 M06,N41 G29 X0 Y0,；,N42 M03 S800 T04,；主轴以,800 r/min,正转，第四把刀准备。,N43 G00 G43 Z30.0 H04,；快速下刀到初始平面上，并进行第三把,刀的长度补偿,N44 G99 G81 X16.0 Y18.0 Z27.0 R-5.0 F60.0,；,N45 G98 Y46.0,；,N46 G99 X48.0 Y32.0 R3.0,；,N47 X70.0 Y46.0,；,模块二 加工中心编程与加工技术,N48 G98 Y18.0,；,N49 G80 G00 X0 Y0 M19,；取消固定循环功能,N50 G49 Z100.0,；取消第三把刀的长度补偿,N51 G28 Z100,；返回参考点，换第四把刀。,N52 G28 X0 Y0,；,N53 M06,；,N54 G29 X0 Y0,；,N55 G43 G00 Z30.0 H05,；进行第四把刀的长度补偿,N56 M03 S600,；,N57 G98 G81 X16.0 Y32.0 Z-28.0 R-5.0 F60.0,；,N58 G99 X48.0 Y18.0 R3.0,；,N59 X70.0 Y32.0,；,N60 G98 X48.0 Y46.0,；,N61 G49 G00 Z100.0,；取消第三把刀的长度补偿,N62 G00 X0 Y0 M05,；主轴停转,N63 M30,；序结束,模块二 加工中心编程与加工技术,3.,零件和刀具的选择、安装,；,4.,对刀；,5.,程序的编辑、传输；,6.,程序的校验、自动加工；,7.,尺寸测量,1.4,意见反馈、归纳总结,模块二 加工中心编程与加工技术,