數(shù)控銑床編程與操作

1、數(shù)控銑床編程與操作5.1數(shù)控銑床簡介5.1.1 數(shù)控銑床的組成（此處以XK5025型數(shù)控銑床為例）XK5025型數(shù)控銑床是典型的數(shù)控銑床，它由三大部分組成：機(jī)械部分、電氣部分、數(shù)控部分。1.機(jī)械部分分為六大塊，即床身、銑頭部分、工作臺、橫向進(jìn)給部件、升降臺部分、冷卻、潤滑部分。（1）床身：內(nèi)部布筋合理，具有良好的剛性，底座上設(shè)有4個調(diào)節(jié)螺栓，便于機(jī)床調(diào)整水平，冷卻液儲液池設(shè)在機(jī)床內(nèi)部。（）銑頭部分：由有級變速箱和銑頭兩個部件組成。銑頭主軸支承在高精度軸承上，保證主軸具有高回轉(zhuǎn)精度和良好的剛性，主軸裝有快速換刀螺母，前端錐孔采用ISO30#錐度。主軸采用機(jī)械無級變速，調(diào)節(jié)范圍寬，傳動平穩(wěn)，操作方

2、便。剎車機(jī)構(gòu)能使主軸迅速制動，節(jié)省輔助時間剎車時通過制動手柄撐開止動環(huán)使主軸立即制動。啟動主電機(jī)時，應(yīng)注意松開主軸制動手柄。銑頭部件還裝有伺服電機(jī)，內(nèi)齒帶輪、滾珠絲桿副及主軸套筒，它們形成垂直向（Z向）進(jìn)給傳動鏈，使主軸作垂向直線運(yùn)動。（）工作臺：與床鞍支承在升降臺較寬的水平導(dǎo)軌上，工作臺的縱向進(jìn)給是由安裝在工作臺在右端的伺服電機(jī)驅(qū)動的。通過內(nèi)齒帶輪帶動精密滾珠絲杠副，從而使工作臺獲得縱向進(jìn)給。工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便進(jìn)給手動操作。床鞍的導(dǎo)軌面均采用了TURCTTEB貼塑面，提高了導(dǎo)軌的耐磨性，運(yùn)動的平穩(wěn)性和精度的保持性，消除了低速爬行現(xiàn)象。（）橫向進(jìn)給部分：在升降臺前方裝有交流伺服電

3、機(jī)，驅(qū)動床鞍作橫向緝拿給運(yùn)動，其工作原理與工作臺縱向進(jìn)給相同。另外，在橫向滾珠絲杠前端還裝有進(jìn)給手輪，可實現(xiàn)手動進(jìn)給。（）升降臺：在其左側(cè)裝有鎖緊手柄，周的前端裝有長手柄可帶動錐齒輪及升降臺絲杠旋轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺的升降運(yùn)動。（）冷卻、潤滑部分：冷卻部分是由冷卻泵、出水管、回水管、開關(guān)及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機(jī)床底座的內(nèi)腔里，將冷卻液從底座內(nèi)儲液池打至出水管，再經(jīng)噴嘴噴出，對切削區(qū)進(jìn)行冷卻。潤滑部分是由手動潤滑方式，用手動潤滑油泵，通過分油器對主軸套筒，導(dǎo)軌及滾珠絲杠進(jìn)行潤滑，以提高機(jī)床的使用壽命。2.電氣部分分為強(qiáng)電與弱電二大塊，強(qiáng)電控制主軸、冷泵，潤滑。弱電控制伺服單元、進(jìn)而控制伺服電機(jī)

4、與編碼器。本機(jī)床采用三相380V交流電源供電，空氣開關(guān)控制機(jī)床總電源的通斷。同時該空氣開關(guān)的通斷還受鑰匙開關(guān)和開門斷電開關(guān)的保護(hù)控制使機(jī)床只有在鑰匙打開和電氣箱關(guān)閉的情況下才能通電，本機(jī)床用變頻器控制主軸電機(jī)，主軸的轉(zhuǎn)速由二部分控制組合而面，一部分是變頻器對轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)速，另一部分為機(jī)械手柄和帶輪有級調(diào)速。3.數(shù)控部分XK5025的數(shù)控部分采用FAUNCOMD系統(tǒng)，該系統(tǒng)在控制電路中采用了32位高速微處理器及大規(guī)模集成電路，半導(dǎo)體存儲器，實現(xiàn)了高速度，高可靠性的要求。CNC主印刷板，電源板，輸入/輸出接口板全部安裝在一塊基板上，與機(jī)床的強(qiáng)電箱易于組合。系統(tǒng)內(nèi)還配有強(qiáng)力PMC，實現(xiàn)了機(jī)械加工的

5、高速化及機(jī)床方面強(qiáng)電路的簡化。在CRT畫面上可編輯和顯示梯形圖，便于監(jiān)視和維修。5.1.2 數(shù)控銑床（XK5025）的主要技術(shù)規(guī)格 工作臺行程（X×Y×Z）：680×350×400mm。 工作臺允許最大承載250kg。主軸轉(zhuǎn)速范圍：654750r/min。進(jìn)給速度：00.35m/min。電機(jī)總?cè)萘浚?1kw。脈沖當(dāng)量：0.001mm。重復(fù)定位精度±0.013mm/300mm，重復(fù)定位精度：±0.005mm。5.2數(shù)控銑床的編程方法要學(xué)好數(shù)控銑床的編程，必須了解數(shù)控銑床的操作要點(diǎn)，現(xiàn)有教材大多沒把數(shù)控銑床的操作與編程作為一個整體來講。5

6、.2.1設(shè)定數(shù)控銑床的機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控銑床的機(jī)床坐標(biāo)系的確定方法與數(shù)控車床相似，但數(shù)控銑床有X、Y、Z三軸。通過回機(jī)械零點(diǎn)來確認(rèn)機(jī)床坐標(biāo)系。開機(jī)后，通過回零，使工作臺回到機(jī)床原點(diǎn)（或參考點(diǎn)，該點(diǎn)為與機(jī)床原點(diǎn)有一固定距離的點(diǎn)）。數(shù)控銑床的回零（回參考點(diǎn)）步驟為：開關(guān)置于“回零”位置。按手動軸進(jìn)給方向鍵+X、+Y、+Z至回零指示燈亮。設(shè)定機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)同編程中的G54指令直接有關(guān)。5.2.2設(shè)定數(shù)控銑床的工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是編程時使用的坐標(biāo)系，又稱編程坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是人為設(shè)定的。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控銑床加工前的必不可少的一步。數(shù)控銑床通過對刀來建立工件坐標(biāo)系。數(shù)控銑床的對刀主要采用二種方法1.隨機(jī)

7、對刀法，適用于多品種，小批量產(chǎn)品。該法采用G92指令對刀，用G92指令設(shè)定起刀點(diǎn)與編程原點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系,從而建立了工件坐標(biāo)系。2.固定對刀法，適用于單品種、大批量產(chǎn)品。該法采用G54指令對刀，用G54指令設(shè)定數(shù)控銑床編程原點(diǎn)機(jī)械原點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系（需從面板上輸入相關(guān)數(shù)據(jù)），從而建立了工件坐標(biāo)系，G54值可用G59指令取消。5.2.3坐標(biāo)軸的方向 數(shù)控銑床上的坐標(biāo)系采用右手直角迪卡兒坐標(biāo)系。各坐標(biāo)軸的方向為： Z X Y對運(yùn)動方向的規(guī)定是：銑床某一部件運(yùn)動的正方向，是增大工件和刀具之間距離的方向。5.2.4絕對坐標(biāo)與增量坐標(biāo) G90表示絕對坐標(biāo)，G91表示相對坐標(biāo)。5.2.5一般編程方法1.快速定位

8、G00 X Y Z 快速定位到指定點(diǎn)。（比數(shù)控車床多一個軸）。2.直線插補(bǔ) G01 X Y Z F X Y Z 為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度，其單位為mm/min (用G94或G98指定)或mm/r(用G95或G99指定)。3.平面選擇G17指令表示X Y平面，G18指令表示X Z平面，G19指令表示Y Z平面。平面選擇指令與圓弧插補(bǔ)有關(guān)。4.圓弧插補(bǔ) G02（03） X Y I J F 該指令用于X Y平面的圓弧插補(bǔ)。X Y為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，I J為圓心相對于起點(diǎn)的坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度。G02（03） X Z I K F 該指令用于X Z平面的圓弧插補(bǔ)。G02（03） Y Z J K F 該指令用

9、于Y Z平面的圓弧插補(bǔ)。5.2.6循環(huán)數(shù)控銑床的循環(huán)指令主要有G73、G74、G76G80G89，它們主要用于孔加工，包括鉆孔、鏜孔、攻螺紋等。使用一個程序段就可以完成一個孔加工的全部動作。如果孔加工的動作無須變更，則程序中所有模態(tài)的數(shù)據(jù)可以不寫，因此可以大大簡化編程。5.2.7 刀具補(bǔ)償G41指令為刀具左偏置，G42指令為刀具右偏置。G40為取消刀具半徑補(bǔ)償，刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分為三步即：（1）刀補(bǔ)的建立，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。（2）刀補(bǔ)的進(jìn)行，執(zhí)行有G41、G42指令的程序段后，刀具中心始終與編程軌跡相距與個偏置量。（3）刀補(bǔ)的取消，刀具離開工件，刀

10、具中心軌跡過渡到與編程重合的過程。G40必須和G41和G42成對使用。當(dāng)指令的圓弧半徑小于刀具半徑時，若進(jìn)行內(nèi)側(cè)偏置則會產(chǎn)生過切；另外，刀具半徑補(bǔ)償后的刀具中心軌跡與編程軌跡的方向相反時，也會產(chǎn)生過切，要注意避免。5.2.8子程序程序中有固定的、順序變化重復(fù)的模式時，可將其作為子程序存放，使程序簡單化。M98為子程序調(diào)用指令，M99為子程序結(jié)束指令。子程序調(diào)用格式為M98P××× ×××× ，P后面的前3位為重復(fù)調(diào)用次數(shù)，省略時為調(diào)用一次，后4位為子程序。5.2.9 同編程有關(guān)的操作方法（以 FANUC系統(tǒng)為例）1.程序的調(diào)

11、用()選擇編輯方式，按PRGRM鍵。()鍵入地址O及要檢索的程序號。()按“CURSOR”鍵，此時在CRT畫面的右上方，顯示已檢索的程序號。按LIB鍵可查已有程序。2.程序的編寫(1)選擇編輯方式，按PRGRM鍵。(2)輸入新程序名，如O001，按Insert鍵。換行則輸入EOB鍵并按Insert鍵。此時自動顯示語句號字。(3)輸入程序段，換行。(4)修改已輸入程序，光標(biāo)用CURSOR鍵移至欲修改處，輸入新內(nèi)容，按ALTER鍵即可。(5)程序結(jié)束后，用RESET鍵復(fù)位，檢查后即可運(yùn)行。3.程序的刪除(1)刪除整個程序，在標(biāo)記方式，按PRGRM鍵，假如程序名，按DELET鍵即可。(2)刪除已輸入

12、的程序語句，用DELET鍵。 (3)刪除未輸入的程序語句，用CAN。4.程序的運(yùn)行(1)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，按“循環(huán)啟動”鍵，銑床自動運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)按“進(jìn)給保持”按紐，可使用自動運(yùn)轉(zhuǎn)暫時停止。(3)按“跳步”鍵，程序中有斜杠“/”的程序段將不執(zhí)行。(4)按“單段”鍵，機(jī)車處于單段運(yùn)行狀態(tài)，每按一下“循環(huán)啟動”按紐，只執(zhí)行一段程序段。(5)按“空運(yùn)行”鍵，此時機(jī)車在空運(yùn)行狀態(tài)下快速運(yùn)行。(6)按“鎖定”鍵，機(jī)車停止移動，但位置坐標(biāo)的現(xiàn)示和機(jī)車移動時一樣，M、S、T功能也有效。該鍵主要用于程序的檢測。(7)按“選擇?！辨I，執(zhí)行含有M01的程序段后，自動運(yùn)轉(zhuǎn)停止。 (8)按“急停”鍵，機(jī)車移動會瞬間停止。(9)

13、用“進(jìn)給速度修調(diào)”開關(guān)，可選擇程序指定的進(jìn)給速度的百分?jǐn)?shù)，按照刻度可實現(xiàn)0150%的倍率修調(diào)。5.程序的傳輸(1)數(shù)控銑床與微機(jī)可通過RS232接口進(jìn)行傳輸。(2)傳輸前數(shù)控銑床必須先作好準(zhǔn)備。即在編輯方式中按PRGRM鍵，輸入程序名，按INPUT鍵，屏幕右下角出現(xiàn)閃動的“標(biāo)頭SK”字樣。(3)本書采用Qmodem軟件，其使用 步驟為：打開Qmodem后，按ALT+P鍵，選擇參數(shù)，按ALT+K鍵選擇接口，按Page UP鍵選擇系統(tǒng)，最后輸入待傳程序的文件名和路徑，即可傳輸。5.3型零件的數(shù)控銑床編程實例5.3.1數(shù)控銑床編程實例1編制圖5-1中矩形的內(nèi)輪廓，圓的外輪廓數(shù)控加工程序，要求使用刀補(bǔ)

14、，銑刀直徑10mm,一次下刀8mm。圖5-11.首先根據(jù)圖紙要求按先主后次的加工原則，確定工藝路線（1）下刀。（2）加工矩形的內(nèi)輪廓。（3）加工圓的外輪廓，提刀。2.選擇刀具,對刀，確定工件原點(diǎn) 根據(jù)加工要求需選用1把鍵槽銑刀，直徑10mm, 刀補(bǔ)在面板上輸入。用隨機(jī)對刀法確定工件原點(diǎn)。3.確定切削用量主軸轉(zhuǎn)速 1000rpm, 進(jìn)給速度150mm/min。4.編制加工程序N10 G92 X0 Y0 Z40 確定工件原點(diǎn)，此時工件原點(diǎn)在刀位點(diǎn)下方40mm處N20 M03 S1000 主軸正轉(zhuǎn)N30 G00 X-50 Y-50 快移至刀補(bǔ)起點(diǎn)N40 G42G01 X-25 Y0 D01 F150

15、 建立右刀補(bǔ)并至起刀點(diǎn)N50 G01 Z-8 下刀N60 Y15 開始加工內(nèi)輪廓N70 G02 X-15 Y25 R10 N80 G01 X15N90 G02 X25 Y15 R10N100 G01 Y-15N110 G02 X15 Y-25 R10N120 G01 X-15N130 G02 X-25 Y-15 R10N140 G01 Y0 內(nèi)輪廓加工結(jié)束，定位至外輪廓加工過渡圓起點(diǎn)N150 G02 X-10 Y0 R7.5 走外輪廓加工過渡圓，使外輪廓進(jìn)刀時圓滑過渡N160 G03 I10 加工外輪廓N170 G02 X-25 Y0 R7.5 走外輪廓加工過渡圓，使外輪廓退刀時圓滑過渡N18

16、0 G01 Z20 抬刀N190 G40G00 X0Y0 D01 取消刀補(bǔ)并回工件原點(diǎn)N200 M30 程序結(jié)束5.3.2數(shù)控銑床編程實例2 銑圖圖5-1所示的型腔，深度12mm，要求使用子程序，銑刀直徑10mm, 一次下刀2mm1.工藝路線、刀具,對刀方法及切削用量與編程實例1相似。2.編制加工程序（1）主程序O01N10 G92 X0 Y0 Z40 確定工件原點(diǎn)，此時工件原點(diǎn)在刀位點(diǎn)下方40mm處N20 M03 S1000 主軸正轉(zhuǎn)N30 G00 X-50 Y-50 快移至刀補(bǔ)起點(diǎn)N40 G42G01 X-25 Y0 D01 F150 建立右刀補(bǔ)并至起刀點(diǎn)N50 G01 Z-2 第一次下刀

17、N60 M98 P02 調(diào)用子程序O02開始第一層型腔加工N70 G01 z-4 第二次下刀N80 M98 P02 調(diào)用子程序O02開始第二層型腔加工N90 G01 z-6 第三次下刀N100 M98 P02 調(diào)用子程序O02開始第三層型腔加工N110 G01 z-8 第四次下刀N120 M98 P02 調(diào)用子程序O02開始第四層型腔加工N130 G01 Z-10 第五次下刀N140 M98 P02 調(diào)用子程序O02開始第五層型腔加工N150 G01 z-12 第六次下刀N160 M98 P02 調(diào)用子程序O02開始第六層型腔加工N170 G00 Z40 抬刀N180 G40G00 X0Y0

18、D01 取消刀補(bǔ)并回工件原點(diǎn)N190 M30 程序結(jié)束（2）子程序O02N10 G01 Y15 開始加工內(nèi)輪廓N20 G02 X-15 Y25 R10 N30 G01 X15N40 G02 X25 Y15 R10N50 G01 Y-15N60 G02 X15 Y-25 R10N70 G01 X-15N80 G02 X-25 Y-15 R10N90 G01 Y0 開始加工外輪廓N100 G02 X-10 Y0 R7.5 N110 G03 I10 N120 G02 X-25 Y0 R7.5 N130 M99 回主程序5.3.3數(shù)控銑床編程實例3用立銑刀銑一個200×200的平面，深度3m

19、m，要求使用子程序，銑刀直徑12mm1.工藝路線采用下刀后多次調(diào)用子程序的方法。對刀方法及切削用量與相似。2.編制加工程序（1）主程序O01N10 G92 X0 Y0 Z40 確定工件原點(diǎn)，此時工件原點(diǎn)在刀位點(diǎn)下方40mm處，同時位于左上角。N20 M03 S1000 主軸正轉(zhuǎn)N30 G01 Z-3 F150 下刀N40 M98 P10 02 調(diào)用10次子程序O02（次數(shù)根據(jù)銑刀直徑及工件寬度計算得出）N50 G01 Z40 抬刀N60 G0 X0 Y0 回工件原點(diǎn)N70 M30 程序結(jié)束（2）子程序O02N10 G01 Y-210 子程序開始N20 G91G01 X10 N30 G90G01

20、 Y0N40 G91G01 X10N50 G90N60 M99 回主程序，注意相對編程與絕對編程的轉(zhuǎn)換。5.3.4數(shù)控銑床編程實例41.零件如圖5-2所示，Z向程序原點(diǎn)位于上表面。2.刀具選用直徑16立銑刀。 3.安全面高度 20mm。圖5-24.加工程序為：N010 G92X0Y0Z20 建立工件坐標(biāo)系N020 G0 G90 X-10.54 Y8.124 M03 S800N030 Z2.54N040 G1 Z-5 F250. M08N050 X-3.2 Y.784N060 X6.328 Y-8.744N070 G0 X8.124 Y-10.54N080 Z2.54N090 Z13.08N10

21、0 X95.329N110 Z5.54N120 Z2.54N130 G1 Z0.0N140 X96.61 Y-3.2N150 G3 X96.8 Y-1. I-12.61 J2.2 N160 G1 Y4.2N170 X102.N180 G3 X103.2 Y4.256 I0.0 J12.8N190 G1 X104.54 Y23.402N200 G3 X102. Y18.5 I3.46 J-4.902N210 G1 Y17.N220 X94.N230 G3 X84. Y7. I0.0 J-10.N240 G1 Y-1.N250 X16.686N260 X-2. Y17.686N270 Y77.N2

22、80 G2 X24. Y103. I26. J0.0N290 G1 X45.212N300 X47.48 Y101.N310 G3 X84.52 I18.52 J21.N320 G1 X86.788 Y103.N330 X102.N340 Y17.N350 X100.5N360 G3 X95.598 Y14.46 I0.0 J-6.N370 G00Z20 退回安全面高度N380 M05N390 X0Y0N400 M30N410 M305.3.5數(shù)控銑床編程實例51.零件如圖5-3所示，Z向程序原點(diǎn)位于上表面。2.刀具選用直徑6、18、22立銑刀。 3.安全面高度 20mm。圖5-34.加工程序

23、為：N010 G92X0Y0Z20N020 M06T01 換直徑18銑刀N030 G0 G90 X71.129 Y1.286 M03 S800N040 G43 H01 Z5. 1號刀，長度補(bǔ)償N050 Z2.54N060 G1 Z0.0 F250. M08N070 G41 X69.895 Y3.46 H01 1號刀，左偏刀具補(bǔ)償N080 G3 X64.5 Y6. I-5.395 J-4.46 切入N090 G1 X62.N100 X45.N110 G2 X35. Y16. I0.0 J10. R10圓弧N120 G1 Y20.N130 G3 X25. Y30. I-10. J0.0 R10圓弧

24、N140 G1 X11.N150 X6. Y40.N160 Y60.N170 X11. Y70.N180 X25.N190 G3 X35. Y80. I0.0 J10. R10圓弧N200 G1 Y84.N210 G2 X45. Y94. I10. J0.0 R10圓弧N220 G1 X79.N230 G2 X94. Y79. I0.0 J-15. R15圓弧N240 G1 Y21.N250 G2 X79. Y6. I-15. J0.0 R10圓弧N260 G1 X59.5N270 G3 X54.105 Y3.46 I0.0 J-7.N280 G40G1 X52.871 Y1.286N290

25、G0 Z5. M05N300 Z20N310 M06T02 換直徑22銑刀N320 X77.286 Y52.371 M03N330 G43H02Z5. 2號刀，長度補(bǔ)償N340 Z2.54N350 G1 Z0.0 F250.N360 G41 X79.46 Y53.605 H02 2號刀，左偏刀具補(bǔ)償N370 G3 X82. Y59. I-4.46 J5.395 S600N380 G1 Y61.5N390 Y73.N400 G3 X70. Y85. I-12. J0.0 R12圓弧N410 G1 X54.N420 G3 X42. Y73. I0.0 J-12. R12圓弧N430 G1 Y27.N440 G3 X54. Y15. I12. J0.0 R