數(shù)控銑床編程與操作

數(shù)控銑床編程與操作5.1數(shù)控銑床簡介 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。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：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)床部。（２）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)圍寬，傳動平穩(wěn)，操作方便。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)，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。（３）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TURCTTE—B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。（４）橫向進(jìn)給部分：在升降臺前方裝有交流伺服電機(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。（５）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。（６）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)床底座的腔里， 將冷卻液從底座儲液池打至出水管， 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。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)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)還配有強(qiáng)力 PMC，實現(xiàn)了機(jī)械加工的高速化及機(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。 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)速圍：65~4750r/min 。進(jìn)給速度：0~0.35m/min 。電機(jī)總?cè)萘浚?11kw。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。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)。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)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。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：ZXY對運(yùn)動方向的規(guī)定是：銑床某一部件運(yùn)動的向，是增大工件和刀具之間距離的方向。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)。一般編程方法快速定位G00XYZ 快速定位到指定點(diǎn)。（比數(shù)控車床多一個軸） 。直線插補(bǔ)G01XYZ F XYZ 為目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)， F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)。平面選擇G17指令表示 XY平面，G18指令表示 XZ平面，G19指令表示 YZ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）XYIJF該指令用于XY平面的圓弧插補(bǔ)。XY為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，IJ為圓心相對于起點(diǎn)的坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度。G02（03）XZIKF該指令用于XZ平面的圓弧插補(bǔ)。G02（03）YZJKF該指令用于YZ平面的圓弧插補(bǔ)。循環(huán)數(shù)控銑床的循環(huán)指令主要有 G73、G74、G76G80~G89 ，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。 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。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。 同編程有關(guān)的操作方法（以 FANUC系統(tǒng)為例）程序的調(diào)用(１)選擇編輯方式，按 PRGRM 鍵。(２)鍵入地址 O及要檢索的程序號。(３)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。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。輸入程序段，換行。修改已輸入程序，光標(biāo)用CURSOR鍵移至欲修改處，輸入新容，按ALTER鍵即可。程序結(jié)束后，用RESET鍵復(fù)位，檢查后即可運(yùn)行。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。刪除已輸入的程序語句，用DELET鍵。刪除未輸入的程序語句，用CAN。程序的運(yùn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)，按“循環(huán)啟動”鍵，銑床自動運(yùn)轉(zhuǎn)。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。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。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。按“選擇停”鍵，執(zhí)行含有M01的程序段后，自動運(yùn)轉(zhuǎn)停止。按“急?！辨I，機(jī)車移動會瞬間停止。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)0~150% 的倍率修調(diào)。程序的傳輸數(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。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)控銑床編程實例數(shù)控銑床編程實例 1編制圖 5-1 中矩形的輪廓，圓的外輪廓數(shù)控加工程序，要求使用刀補(bǔ)，銑刀直徑 10mm,一次下刀 8mm。R100585070 18圖5-1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）加工矩形的輪廓。（3）加工圓的外輪廓，提刀。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N10G92X0Y0Z40 確定工件原點(diǎn)，此時工件原點(diǎn)在刀位點(diǎn)下方 40mm處N20M03S1000 主軸正轉(zhuǎn)N30G00X-50Y-50 快移至刀補(bǔ)起點(diǎn)N40G42G01X-25Y0D01F150 建立右刀補(bǔ)并至起刀點(diǎn)N50G01Z-8 下刀N60Y15 開始加工輪廓N70G02X-15Y25R10N80G01X15N90G02X25Y15R10N100G01Y-15N110G02X15Y-25R10N120G01X-15N130G02X-25Y-15R10N140G01Y0 輪廓加工結(jié)束，定位至外輪廓加工過渡圓起點(diǎn)N150G02X-10Y0R7.5 走外輪廓加工過渡圓，使外輪廓進(jìn)刀時圓滑過渡N160G03I10 加工外輪廓N170G02X-25Y0R7.5 走外輪廓加工過渡圓，使外輪廓退刀時圓滑過渡N180G01Z20抬刀N190G40G00X0Y0D01取消刀補(bǔ)并回工件原點(diǎn)N200M30程序結(jié)束數(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 2mm工藝路線、刀具,對刀方法及切削用量與編程實例1相似。編制加工程序（1）主程序O01N10G92X0Y0Z40確定工件原點(diǎn)，此時工件原點(diǎn)在刀位點(diǎn)下方40mm處N20M03S1000主軸正轉(zhuǎn)N30G00X-50Y-50快移至刀補(bǔ)起點(diǎn)N40G42G01X-25Y0D01F150建立右刀補(bǔ)并至起刀點(diǎn)N50G01Z-2第一次下刀N60M98P02調(diào)用子程序O02開始第一層型腔加工N70G01z-4第二次下刀N80M98P02調(diào)用子程序O02開始第二層型腔加工N90G01z-6第三次下刀N100M98P02調(diào)用子程序O02開始第三層型腔加工N110G01z-8第四次下刀N120M98P02調(diào)用子程序O02開始第四層型腔加工N130G01Z-10第五次下刀N140M98P02調(diào)用子程序O02開始第五層型腔加工N150G01z-12第六次下刀N160M98P02調(diào)用子程序O02開始第六層型腔加工N170G00Z40抬刀N180G40G00X0Y0D01取消刀補(bǔ)并回工件原點(diǎn)N190M30程序結(jié)束（2）子程序O02N10G01Y15開始加工輪廓N20G02X-15Y25R10N30G01X15N40G02X25Y15R10N50G01Y-15N60G02X15Y-25R10N70G01X-15N80G02X-25Y-15R10N90G01Y0開始加工外輪廓N100G02X-10Y0R7.5N110G03I10N120G02X-25Y0R7.5N130M99 回主程序數(shù)控銑床編程實例 3用立銑刀銑一個 200×200的平面，深度 3mm，要求使用子程序，銑刀直徑 12mm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。編制加工程序（1）主程序 O01N10G92X0Y0Z40 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。N20M03S1000 主軸正轉(zhuǎn)N30G01Z-3F150 下刀N40M98P1002 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）N50G01Z40 抬刀N60G0X0Y0 回工件原點(diǎn)N70M30 程序結(jié)束（2）子程序 O02N10G01Y-210 子程序開始N20G91G01X10N30G90G01Y0N40G91G01X10N50G90N60M99 回主程序，注意相對編程與絕對編程的轉(zhuǎn)換。數(shù)控銑床編程實例 4零件如圖5-2所示，Z向程序原點(diǎn)位于上表面。刀具選用直徑16立銑刀。安全面高度20mm。圖5-2加工程序為：N010G92X0Y0Z20建立工件坐標(biāo)系N020G0G90X-10.54Y8.124M03S800N030Z2.54N040G1Z-5F250.M08N050X-3.2Y.784N060X6.328Y-8.744N070G0X8.124Y-10.54N080Z2.54N090Z13.08N100X95.329N110Z5.54N120Z2.54N130G1Z0.0N140X96.61Y-3.2N150G3X96.8Y-1.I-12.61J2.2N160G1Y4.2N170X102.N180G3X103.2Y4.256I0.0J12.8N190G1X104.54Y23.402N200G3X102.Y18.5I3.46J-4.902N210G1Y17.N220X94.N230G3X84.Y7.I0.0J-10.N240G1Y-1.N250X16.686N260X-2.Y17.686N270Y77.N280G2X24.Y103.I26.J0.0N290G1X45.212N300X47.48Y101.N310G3X84.52I18.52J21.N320G1X86.788Y103.N330X102.N340Y17.N350X100.5N360G3X95.598Y14.46I0.0J-6.N370G00Z20 退回安全面高度N380M05N390X0Y0N400M30N410M30數(shù)控銑床編程實例 5零件如圖5-3所示，Z向程序原點(diǎn)位于上表面。刀具選用直徑6、18、22立銑刀。安全面高度20mm。圖5-3加工程序為：N010G92X0Y0Z20N020M06T01 換直徑18銑刀N030G0G90X71.129Y1.286M03S800N040G43H01Z5. 1號刀，長度補(bǔ)償N050Z2.54N060G1Z0.0F250.M08N070G41X69.895Y3.46H011號刀，左偏刀具補(bǔ)償N080G3X64.5Y6.I-5.395J-4.46切入N090G1X62.N100X45.N110G2X35.Y16.I0.0J10.R10圓弧N120G1Y20.N130G3X25.Y30.I-10.J0.0R10圓弧N140G1X11.N150X6.Y40.N160Y60.N170X11.Y70.N180X25.N190G3X35.Y80.I0.0J10.R10圓弧N200G1Y84.N210G2X45.Y94.I10.J0.0R10圓弧N220G1X79.N230G2X94.Y79.I0.0J-15.R15圓弧N240G1Y21.N250G2X79.Y6.I-15.J0.0R10圓弧N260G1X59.5N270G3X54.105Y3.46I0.0J-7.N280G40G1X52.871Y1.286N290G0Z5.M05N300Z20N310M06T02換直徑22銑刀N320X77.286Y52.371M03N330G43H02Z5.2號刀，長度補(bǔ)償N340Z2.54N350G1Z0.0F250.N360G41X79.46Y53.605H022號刀，左偏刀具補(bǔ)償N370G3X82.Y59.I-4.46J5.395S600N380G1Y61.5N390Y73.N400G3X70.Y85.I-12.J0.0R12圓弧N410G1X54.N420G3X42.Y73.I0.0J-12.R12圓弧