數(shù)控銑床加工中心編程與加工項目任務

1、數(shù)控銑床與加工中心編程及加工項目二 平面圖形加工任務1 直線圖形加工 【學習目標】 o 技能目標：會確定零件數(shù)控加工工藝方案；能合理設定工件坐標系原點及各軸的方向；能利用試切法正確完成一把銑刀的對刀，并能正確進行MDI驗證；會計算基點的坐標；會確定適當?shù)淖叩堵肪€，并能運用程序指令編制出正確的程序；能嚴格按照數(shù)控銑削編程與操作步驟，完成給定的加工任務。【學習目標】 o 知識目標：懂得工件坐標系建立原則及其指令G54G59指令的使用；懂得參考點、對刀點的概念及工件坐標系與機床坐標系的關系，明確對刀的實質(zhì)； 懂得一把刀的試切對刀法（步驟）及MDI驗證方法；懂得工藝文件的種類及編制方法；懂得數(shù)控銑削編

2、程步驟與加工操作步驟和工作內(nèi)容；懂得程序的結構與編程指令的含義。 【任務描述】o加工如圖 2-1-1所示的字符，字符的筆畫寬度為4mm，下凹平底，深度均為1mm，未注圓角由刀具決定，所有加工面的粗糙度為Ra12.5m。已知毛坯六個平面已經(jīng)加工完成并合格，毛坯為長方體，尺寸為804020mm，材料為硬鋁。試在數(shù)控銑床上完成字符的加工。515154015801851993 10.510.5圖2-1-1 字符FLY圖樣與三維效果圖【知識準備】 o 一、工件坐標系52o 二、參考點（機床原點、工件原點、刀位點）53o 三、對刀的基本知識54o 四、對刀實質(zhì)與G54G59、G5355o 五、試切對刀法的

3、操作步驟56o 六、對刀正確性的MDI驗證方法57o 七、數(shù)控程序編制的步驟和工作內(nèi)容概述58一、工件坐標系o 1、工件坐標系又稱編程坐標系，是編程人員為方便編寫數(shù)控程序（如取數(shù)方便等）而人為建立的坐標系，一般建立在工件上或零件圖紙上，如圖2-1-2中坐標系X1Y1Z1。立式數(shù)控銑床坐標系與工件坐標系圖2-1-2 XY一、工件坐標系o1、工件坐標系又稱編程坐標系o是編程人員為方便編寫數(shù)控程序（如取數(shù)方便等）而人為建立的坐標系，一般建立在工件上或零件圖紙上，如圖2-1-2中坐標系X1Y1Z1。o2.工件坐標系的建立原則n（1）工件坐標系方向的選擇o工件坐標系必須也采用右手笛卡爾直角坐標系,唯有如

4、此，它才能與數(shù)控機床坐標系保持一致n（2）工件坐標系原點位置的選擇 o工件坐標系的原點又稱為工件零點或編程零點，從理論上講，編程原點的位置可以任意設定，但為方便求解工件輪廓上基點坐標進行編程，一般按以下要求進行設置： 一、工件坐標系o2.工件坐標系的建立原則n（1）工件坐標系方向的選擇n（2）工件坐標系原點位置的選擇o工件零點應盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上。這樣可以消除基準不重合誤差。o工件零點盡量選擇在精度較高的工件表面上，以提高加工零件的加工精度。o對于對稱標注的零件，工件零點應選擇在對稱中心上。這樣取數(shù)、編程較為方便。o對于一般零件，工件零點可選擇在工件外輪廓的某一角上。oZ坐標

5、零點，一般設置在工件上表面（而非毛坯表面）。 （2）工件坐標系原點位置的選擇二、參考點（機床原點、工件原點、刀位點）o 1、參考點：是一個固定或任意選擇的位置，它可能在機床上，也可能在刀具或工件上。o 分為兩類：一些是固定參考點，是機床生產(chǎn)或調(diào)試過程中設定的沿兩根或更多軸的精確位置，另一些參考點是程序員在編程中確定的，是可以移動的。 o 表2-1-1 編程的三個環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)關系組成關系組成參考點參考點參考點性質(zhì)參考點性質(zhì)機床機床機床機床+控制系統(tǒng)（控制系統(tǒng)（CNC單元）單元）機床原點（機床原點（G53）固定固定工件工件工件工件+圖紙圖紙+材料材料工件坐標系原點（工件坐標系原點（G54G59）可

6、移動可移動工裝工裝夾具夾具+切削刀具切削刀具刀位點刀位點可移動可移動二、參考點：（1）機床原點o 即機床零點或原點，通常稱為機床原點、原點或機床參考位置，是機床坐標系（參見圖1-2-6）的原點，是在數(shù)控機床上設置的一個固定點，一般位于每根軸的行程范圍的正半軸的末端。它在機床裝配、調(diào)試時就已設置好，一般情況下不允許用戶進行更改。o 某些CNC機床上可能擁有一個以上的機床原點，這由它的設計決定。如許多擁有托盤交換裝置的加工中心（多為臥式）都有第二（次要的，副的，非“第二個”）機床參考點。為了到達第一原點位置，可在程序中使用G28；為了到達第二原點位置，可在程序中使用G30。o 機床原點是原點是CN

7、C機床上可以通過控制面板、手動數(shù)據(jù)輸入機床上可以通過控制面板、手動數(shù)據(jù)輸入(MDI)或運行程序代碼來重復到達的一個固定點?；蜻\行程序代碼來重復到達的一個固定點。o 固定的機床原點意味著所有其他參考點將取決于這一位置固定的機床原點意味著所有其他參考點將取決于這一位置。o 因此，機床坐標系是數(shù)控機床運行的唯一基準因此，機床坐標系是數(shù)控機床運行的唯一基準 二、參考點：（1）機床原點圖2-1-2 XY二、參考點 （2）工件參考點 o 即程序原點或工件原點，是一個移動點o 從理論上講，程序員可以在選定在任何地方，但由于實際機床操作中的限制，只能考慮最有利于加工的可能方案。o 加工精度、調(diào)試和操作的便利性

8、與工作狀況加工精度、調(diào)試和操作的便利性與工作狀況的安全性是三個決定如何選擇工件參考點的的安全性是三個決定如何選擇工件參考點的因素。因素。 二、參考點 （3）刀具參考點 o 即刀位點。所謂刀位點，是指確定刀具位置的基準點，用于確定刀具在機床坐標系中的位置而選定的刀具上的特定點，也是編程軌跡所要控制的刀具上的特征點指令點。車刀的刀位點為刀尖，而在銑削和相關操作中，刀具參考點通常都是刀具回轉(zhuǎn)中心線和切削刃（邊）最低位置的交點。如圖2-1- 4所示。 立銑刀、鍵槽銑刀牛鼻刀面銑刀鏜刀麻花鉆球頭銑刀錐度球頭銑刀錐度平底銑刀RAB二、參考點（機床原點、工件原點、刀位點）o 所有三種參考組別相互關聯(lián)，一個設

9、置中的錯誤將會對另一個設置產(chǎn)生影響。o 參考點知識對理解寄存器指令、偏置和機床幾何尺寸是非常重要的。 o表2-1-1 編程的三個環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)關系組成關系組成參考點參考點參考點性質(zhì)參考點性質(zhì)機床機床機床機床+控制系統(tǒng)（控制系統(tǒng)（CNC單元）單元）機床原點（機床原點（G53）固定固定工件工件工件工件+圖紙圖紙+材料材料工件坐標系原點（工件坐標系原點（G54G59）可移動可移動工裝工裝夾具夾具+切削刀具切削刀具刀位點刀位點可移動可移動三、對刀的基本知識o 1、對刀與對刀點n對刀的準確程度將直接影響零件加工的精度，因此，對刀是數(shù)控加工中的重要操作。結合機床操作說明，掌握有關對刀方法和技巧，具有十分重要

10、的意義。n對刀點是工件在數(shù)控機床上定位夾緊后，設置在工件坐標系中，用于確定工件坐標系（原點）與機床坐標系空間位置關系的參考點。n也可以說，對刀點是數(shù)控機床加工時刀具相對于工件運動的起點運行程序進行加工之前必須先對好刀。 三、對刀的基本知識o 2、對刀點的設置原則n （1）總原則：操作簡單，且對刀誤差小。n （2）可以設置在工件上，也可以設置在夾具上（參見項目七），但都必須在工件坐標系中有確定的位置；n （3）為保證加工精度，應盡可能選在零件的設計基準或工藝基準上。如孔的中心點或兩條相互垂直的輪廓邊的交點作為對刀點較為合適。n （4）若零件上沒有合適的部位，也可以加工出工藝孔用來對刀。 三、對刀

11、的基本知識刀點的設置四、對刀實質(zhì)與G54G59、G53o1、對刀的實質(zhì)、對刀的實質(zhì)n 就是用刀具或（與）工具（如塞尺和對刀棒、尋邊器等）找出就是用刀具或（與）工具（如塞尺和對刀棒、尋邊器等）找出工件坐標系原點在機床坐標系中的位置（坐標值工件坐標系原點在機床坐標系中的位置（坐標值稱為偏置稱為偏置值，下同），并輸入到值，下同），并輸入到G54或G55G59中。o2、工件坐標系G54G59n 在數(shù)控銑床上，對于某一選定刀具，工件坐標系原點的偏置值有三個，應分別輸入到工件坐標系（又稱工作區(qū)偏置）G54G59（G54為缺省選擇）之一中，即存儲于寄存器中，以便在程序中利用指令G54等調(diào)用。調(diào)用的含義即調(diào)用

12、工件坐標系偏置值而建立工件坐標系。o3、機床坐標系G53n 與G54G59相對的指令是G53，其功能是選擇機床坐標系，或者說取消工件坐標系選擇。G54G59是模態(tài)值，而G53是非模態(tài)值。o4、對刀方法簡介n 采用刀具對工件試切削而確定工件坐標系原點偏置值的對刀方采用刀具對工件試切削而確定工件坐標系原點偏置值的對刀方法又稱試切對刀法。法又稱試切對刀法。 五、試切對刀法的操作步驟p 用刀具試切工件進行對刀的方法稱為試切對刀法，可以得到較為準確和可靠的結果。一般使用手輪方式，刀具靠近工件后選擇手輪10倍率進行試切。在進行對刀操作前需要明確的是工件坐標系原點設置在工件上表面左下角。操作步驟如下： 六、

13、對刀正確性的MDI驗證方法o 下面分別對三個坐標軸驗證。o 法那克系統(tǒng)手動輸入操作步驟如下：n1、Z軸驗證：n2、X軸驗證n3、Y 軸驗證o 還可以采用其他操作方法驗證對刀的正確性 七、數(shù)控程序編制的步驟和工作內(nèi)容概述o 表表2-1-2數(shù)控編程的具體步驟數(shù)控編程的具體步驟 序號序號通用工作步驟通用工作步驟數(shù)控編程的工作內(nèi)容數(shù)控編程的工作內(nèi)容1資訊：明確任務，資訊：明確任務，獲取信息獲取信息零件的工藝性分析零件的工藝性分析2決策：做出決定決策：做出決定制定數(shù)控加工工藝方案（即正確的走刀路線）制定數(shù)控加工工藝方案（即正確的走刀路線）3計劃：制定計劃計劃：制定計劃編制工藝文件，如工藝過程卡片和刀具明

14、細編制工藝文件，如工藝過程卡片和刀具明細表，必要時繪制走刀路線圖；表，必要時繪制走刀路線圖；并建立工件坐并建立工件坐標系，進行數(shù)學處理，形成坐標卡片標系，進行數(shù)學處理，形成坐標卡片4實施：實施計劃實施：實施計劃編寫零件加工程序編寫零件加工程序5檢查：檢查控制檢查：檢查控制程序檢驗程序檢驗6評估：評定反饋評估：評定反饋首件試切（在數(shù)控機床加工工件），進一步首件試切（在數(shù)控機床加工工件），進一步優(yōu)化并保存程序優(yōu)化并保存程序程序錯誤程序錯誤o 程序錯誤程序錯誤是導致CNC機床不能按計劃工作或根本不能工作的程序數(shù)據(jù)。o 它分為兩大類兩大類：語法錯誤和邏輯錯誤。n（1）語法錯誤）語法錯誤是程序中一個或幾

15、個位置錯誤或多余的字符，包括不符合控制系統(tǒng)編程格式的程序輸入。系統(tǒng)會顯示錯誤信息及代碼，并中斷程序運行，因此語法錯誤沒有多大害處，極少導致工件報廢。n（2）邏輯錯誤）邏輯錯誤則定義為導致機床背離程序員的目的運動的錯誤，一般它比語法錯誤嚴重得多它不僅可能導致廢品，而且可能損壞機床甚至傷到操作人員。如冷卻液功能、程序停止、丟失負號或小數(shù)點、坐標數(shù)值計算錯誤、切削用量及換刀點等選擇不當。 首件試切標準調(diào)試操作步驟 o 安裝刀具o 安裝夾具o 安裝工件o 設置刀具偏置；o 檢查程序o 重新安裝工件o 試切o 調(diào)整安裝o 開始正式（批量）生產(chǎn)o 保存程序【任務實施任務實施】o 1、資訊工藝性分析n圖樣標

16、注完整，所有尺寸均為未注公差尺寸，且標注到字的筆畫中心線，結構簡單，在數(shù)控機床上加工很容易保證精度要求。o 2、決策制定工藝方案n只需要選用直徑3mm的鍵槽銑刀（又稱中心端銑刀）垂直下刀，刀具中心按字符筆畫中心線運動即可完成各個字符的加工。o 3、計劃編制工藝文件 【任務實施任務實施】o4、實施編寫零件加工程序nO2100(FLY);(程序名為加工零件名稱或功用的簡要注釋，便于在CNC系統(tǒng)內(nèi)識別程序)n(4鍵槽銑刀，H01=0)(程序注釋和說明放在括號“（ ）”內(nèi)，其中內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)不運行)nN10 G20 G17 G40 G49 G50 G69 G80;(機床工作狀態(tài)設定)nN20 G90 G

17、54 G00 X20.0 Y20.0 M03 S800.;(絕對坐標編程程序的開始均采用G90模式，調(diào)用G54建立工件坐標系，在換刀位置水平面上快速定位到1點（X20 Y20），移動的同時啟動主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min)nN30 Z100.0;(Z向安全檢查位置，建議Z50Z100，用于目測檢驗偏置設置的正確性。最好改為G01 Z100. F2000或G01 G43 Z100. H01 F2000;以便于使用進給倍率按鈕。G43 H01見項目3)nN40 Z5.0;(安全平面，加工進給的開始點，一般設置在毛坯表面上方25mm)nN50 G01 Z-1. F50;(下刀，開始加工字符“F”，

18、首次使用G01設定進給速度50mm/min)nN60 X5. F70;(到達2點)【任務實施任務實施】n N70 G00 Z5.0;(轉(zhuǎn)換為G00模式抬刀，節(jié)約時間)n N80 Y5.0;(定位到3點)n N90 G01 Z-1 F50;(下刀)n N100 Y35.0 F70;(加工到4點)n N110 X24.0;(加工到5點，字符F加工完畢)n N120 G0 Z5.0;( 抬刀)n N130 X33.0;(定位到6點)n N140 G01Z-1.0 F50;(下刀，開始加工字符L)n N150 Y5.0 F70;(加工到7點)n N160 X51.0;(加工到8點，字符L加工完畢)n

19、N170 G00 Z5.0;( 抬刀)【任務實施任務實施】n N180 X64.5; (定位到9點)n N190 G1 Z-1. F50;( 下刀，開始加工字符Y)n N200 Y20.0 F70;(加工到10點)n N210 X54.0 Y35.0;(加工到11點)n N220 G0 Z5.0;( 抬刀)n N230 X64.5 Y20.0;( 定位到10點)n N240 G1 Z-1. F50;( 下刀)n N250 X75.0 Y35.0 F70;( 加工到12點，字符L加工完畢)n N260 G00 Z200.0;(抬刀到工件上方200mm處，便于檢驗與拆卸)n N270 M30;(程

20、序結束)o5、檢查控制檢查控制程序檢驗o6、評估：評定反饋評估：評定反饋。o建議按照本書推薦的10個標準調(diào)試操作步驟進行操作 【任務總結】 o 1、編程軌跡為刀位點的運動軌跡（無刀具半徑補償）o 2、進一步認識銑刀的選用及安裝方法；o 3、懂得工件坐標系的選擇原則與基本方法；掌握對刀點的選擇原則，并會試切對刀法。o 4、要深入進一步理解參考點這一重要概念o 5、懂得并能陳述數(shù)控編程的步驟和工作內(nèi)容o 6、數(shù)控加工仿真軟件就是一個促進學業(yè)飛速進步、寓教于樂、寓學于樂的高級游戲軟件。o 7、一個程序段中若使用一個以上同組的代碼則最后一個有效。【任務評價】 序號序號考核項目考核項目考核內(nèi)容考核內(nèi)容配

21、分配分評分標準（分值）評分標準（分值）小計小計1資訊資訊工藝性分析的透徹工藝性分析的透徹性性5據(jù)工藝方案得分判定，計算公式如下：據(jù)工藝方案得分判定，計算公式如下：得分得分=0.5工藝方案得分工藝方案得分2決策決策數(shù)控加工工藝方案數(shù)控加工工藝方案制定的合理性制定的合理性10據(jù)工藝文件內(nèi)容判定據(jù)工藝文件內(nèi)容判定1. 工步順序正確（工步順序正確（5）2. 刀具材質(zhì)選擇正確（刀具材質(zhì)選擇正確（3）3. 工件坐標系原點設置適當（工件坐標系原點設置適當（2）3計劃計劃數(shù)控加工工藝文件數(shù)控加工工藝文件編制的完整性、正編制的完整性、正確性、統(tǒng)一性確性、統(tǒng)一性201. 工藝文件齊全，填寫完整、統(tǒng)一（工藝文件齊全

22、，填寫完整、統(tǒng)一（4）2. 工藝過程卡片中切削用量適當（工藝過程卡片中切削用量適當（6）3. 刀具卡片中刀具代號、規(guī)格正確（刀具卡片中刀具代號、規(guī)格正確（2）4. 走刀路線的制定適當（走刀路線的制定適當（3）5. 坐標卡片填寫正確（坐標卡片填寫正確（5）4實施實施編程編程編制零件加工程序編制零件加工程序及程序檢驗及程序檢驗201. 各成員編制的加工程序具有一致性（各成員編制的加工程序具有一致性（5）2. 加工程序無語法錯誤（加工程序無語法錯誤（10）3. 加工程序無邏輯錯誤（加工程序無邏輯錯誤（5）5加工加工操作操作1. 加工操作正確性加工操作正確性2. 安全生產(chǎn)安全生產(chǎn)301. 刀具安裝方法正確（刀具安裝方法正確（2）2. 選用合適的量具（選用合適的量具（2）3. 測量毛坯實際尺寸，并正確安裝