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加工中心的操作與編程1.1數(shù)控加工中心及其組成1.2機(jī)床控制面板及其操作1.3加工中心的工藝準(zhǔn)備1.4加工中心編程與上機(jī)調(diào)試1.5鉆、鏜固定循環(huán)及程序調(diào)試1.6綜合加工技術(shù)1.1數(shù)控加工中心及其組成1.1.1加工中心的類型及其組成加工中心是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,又稱為自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床或多工序數(shù)控機(jī)床。其特點(diǎn)是數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床自動(dòng)地更換刀具,連續(xù)地對(duì)工件各加工表面自動(dòng)進(jìn)行鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲和銑削等多種工序的加工,工序高度集中。這種機(jī)床一般具有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置,有的還具有分度工作臺(tái)或雙工作臺(tái)。適用于加工凸輪、箱體、支架、蓋板和模具等復(fù)雜型面的零件。

1.按功能特征分類

(1)鏜銑加工中心。有一般立式、臥式鏜銑加工中心和龍門式加工中心等種類。以鏜銑為主,適用于加工箱體、殼體以及各種復(fù)雜零件的特殊曲線和曲面輪廓的多工序加工。適用于多品種小批量的生產(chǎn)方式。

(2)鉆削加工中心。它以鉆削為主,刀庫(kù)形式以轉(zhuǎn)塔頭形式為主。適用于中小零件的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及連續(xù)輪廓銑削等多工序加工。

(3)復(fù)合加工中心。它主要指五軸復(fù)合加工,可自動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸頭,進(jìn)行立臥加工。在主軸自動(dòng)回轉(zhuǎn)后,在水平和垂直面實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換。

2.按所用自動(dòng)換刀裝置分類

(1)轉(zhuǎn)塔頭加工中心。轉(zhuǎn)塔頭加工中心有立式和臥式兩種。主軸數(shù)一般為6~12個(gè),換刀時(shí)間短、數(shù)量少、主軸轉(zhuǎn)塔頭定位精度要求較高。

(2)刀庫(kù)+主軸換刀加工中心。這種加工中心特點(diǎn)是無(wú)機(jī)械手式主軸換刀,利用工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)及刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng),并由主軸箱上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行選刀和換刀。如圖1-1所示的臥式加工中心便屬此類。

(3)刀庫(kù)+機(jī)械手+主軸換刀加工中心。這種加工中心結(jié)構(gòu)多種多樣,由于機(jī)械手卡爪可同時(shí)分別抓住刀庫(kù)上所選的刀和主軸上的刀,換刀時(shí)間短。并且選刀時(shí)間與切削加工時(shí)間重合,因此得到廣泛應(yīng)用。如圖1-2所示的立式加工中心多用此類機(jī)械手式換刀裝置。圖1-1臥式數(shù)控加工中心(4)刀庫(kù)+機(jī)械手+雙主軸轉(zhuǎn)塔頭加工中心。這種加工中心在主軸上的刀具進(jìn)行切削時(shí),通過(guò)機(jī)械手將下一步所用的刀具換在轉(zhuǎn)塔頭的非切削主軸上。當(dāng)主軸上的刀具切削完畢后,轉(zhuǎn)塔頭即回轉(zhuǎn),完成換刀工作,換刀時(shí)間短。圖1-2立式數(shù)控加工中心

此外,還可按所用工作臺(tái)結(jié)構(gòu)特征分為單、雙工作臺(tái)和多工作臺(tái)式加工中心。按主軸種類分為單軸、雙軸、三軸和可換主軸箱的加工中心等。臥式鏜銑加工中心機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成如圖1-1所示。立式鏜銑加工中心機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成如圖1-2和圖1-3所示。和數(shù)控銑床相比,加工中心主要是增加了刀庫(kù)及換刀裝置。當(dāng)然,基于性價(jià)比等方面的考慮,加工中心機(jī)床多采用半閉環(huán)或閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。圖1-3中小型立式加工中心1.1.2加工中心的自動(dòng)換刀裝置自動(dòng)換刀裝置的用途是按照加工需要,自動(dòng)地更換裝在主軸上的刀具。自動(dòng)換刀裝置是一套獨(dú)立、完整的部件。

1.自動(dòng)換刀裝置的形式自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的類型、工藝、范圍及刀具的種類和數(shù)量等。自動(dòng)換刀裝置主要有回轉(zhuǎn)刀架和帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置兩種形式?;剞D(zhuǎn)刀架換刀裝置的刀具數(shù)量有限,但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,如車削中心上的回轉(zhuǎn)刀架。

帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置是鏜銑加工中心上應(yīng)用最廣的換刀裝置,主要有機(jī)械手換刀和刀庫(kù)換刀兩種方式。它的整個(gè)換刀過(guò)程較復(fù)雜,首先把加工過(guò)程中需要使用的全部刀具分別安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上,在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后,按一定的方式放入刀庫(kù)。換刀時(shí),先在刀庫(kù)中進(jìn)行選刀,并由機(jī)械手從刀庫(kù)和主軸上取出刀具,或直接通過(guò)主軸以及刀庫(kù)的配合運(yùn)動(dòng)來(lái)取刀;然后,進(jìn)行刀具交換,再將新刀具裝入主軸,把舊刀具放回刀庫(kù)。存放刀具的刀庫(kù)具有較大的容量,它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方,也可以作為獨(dú)立部件安裝在機(jī)床以外。

2.刀庫(kù)的形式刀庫(kù)的形式很多,結(jié)構(gòu)各異。加工中心常用的刀庫(kù)有鼓輪式刀庫(kù)和鏈?zhǔn)降稁?kù)兩種。鼓輪式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,應(yīng)用較多。一般存放刀具不超過(guò)32把,見圖1-4。鏈?zhǔn)降稁?kù)多為軸向取刀,適于要求刀庫(kù)容量較大的數(shù)控機(jī)床,見圖1-5。如圖1-3(b)所示加工中心機(jī)床用的就是鏈?zhǔn)降稁?kù)。圖1-4鼓輪式刀庫(kù)(a)徑向取刀形式;(b)軸向取刀形式;(c)徑向布置形式;(d)角度布置形式圖1-5鏈?zhǔn)降稁?kù)

3.換刀過(guò)程自動(dòng)換刀裝置的換刀過(guò)程由選刀和換刀兩部分組成。當(dāng)執(zhí)行到Txx指令,即選刀指令后,刀庫(kù)自動(dòng)將要用的刀具移動(dòng)到換刀位置,完成選刀過(guò)程,為下面換刀做好準(zhǔn)備。當(dāng)執(zhí)行到M06指令時(shí),即開始自動(dòng)換刀,把主軸上用過(guò)的刀具取下,將選好的刀具安裝在主軸上。1)選刀選刀方式常有順序選刀方式和任選方式兩種。●順序選刀方式是將加工所需要的刀具,按照預(yù)先確定的加工順序依次安裝在刀座中;換刀時(shí),刀庫(kù)按順序轉(zhuǎn)位。這種方式的控制及刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單,但刀庫(kù)中刀具排列的順序不能錯(cuò)?!袢芜x方式是對(duì)刀具或刀座進(jìn)行編碼,并根據(jù)編碼選刀。它可分為刀具編碼和刀座編碼兩種方式。刀具編碼方式是利用安裝在刀柄上的編碼元件(如編碼環(huán)、編碼螺釘?shù)?預(yù)先對(duì)刀具編碼后,再將刀具放在刀座中;換刀時(shí),通過(guò)編碼識(shí)別裝置根據(jù)刀具編碼選刀。采用這種方式編碼的刀具可以放在刀庫(kù)的任意刀座中;刀庫(kù)中的刀具不僅可在不同的工序中多次重復(fù)使用,而且換下來(lái)的刀具也不必放回原來(lái)的刀座中。刀座編碼方式是預(yù)先對(duì)刀庫(kù)中的刀座(用編碼鑰匙等方法)進(jìn)行編碼,并將與刀座編碼相對(duì)應(yīng)的刀具放入指定的刀座中;換刀時(shí),根據(jù)刀座編碼選刀,使用過(guò)的刀具也必須放回原來(lái)的刀座中。

目前應(yīng)用最多的是計(jì)算機(jī)記憶式選刀。這種方式的特點(diǎn)是,刀具號(hào)和存刀位置或刀座號(hào)對(duì)應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器或可編程控制器內(nèi)。不論刀具存放在哪個(gè)地址,都始終記憶著它的蹤跡。在刀庫(kù)上裝有位置檢測(cè)裝置。這樣刀具可以任意取出,任意送回。刀具本身不必設(shè)置編碼元件,結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,控制也十分簡(jiǎn)單,計(jì)算機(jī)控制的機(jī)床幾乎全都用這種選刀方式。在刀庫(kù)上設(shè)有機(jī)械原點(diǎn),每次選刀運(yùn)動(dòng)正反向都不會(huì)超過(guò)180°的范圍。當(dāng)選刀動(dòng)作完成后,即處于等待狀態(tài),一旦執(zhí)行到自動(dòng)換刀的指令,即開始換刀動(dòng)作。2)換刀有通過(guò)機(jī)械手換刀和通過(guò)刀庫(kù)的主軸運(yùn)動(dòng)換刀兩種方式。對(duì)通過(guò)機(jī)械手換刀的立式加工中心(如XHK716),其換刀動(dòng)作可分解如下:①主軸箱回到最高處(Z坐標(biāo)零點(diǎn)),同時(shí)實(shí)現(xiàn)“主軸準(zhǔn)?!薄<粗鬏S停止回轉(zhuǎn)并準(zhǔn)確停止在一個(gè)固定不變的角度方位上,保證主軸端面的鍵也在一個(gè)固定的方位,使刀柄上的鍵槽能恰好對(duì)正端面鍵。②機(jī)械手抓住主軸上和刀庫(kù)上的刀具,如圖1-6(a)所示。③活塞桿推動(dòng)機(jī)械手下行,從主軸和刀庫(kù)上取出刀具,如圖1-6(b)所示。④機(jī)械手回轉(zhuǎn)180°,交換刀具位置,如圖1-6(c)所示。⑤將更換后的刀具裝入主軸和刀庫(kù),如圖1-6(d)所示。⑥機(jī)械手放開主軸和刀庫(kù)上的刀具后復(fù)位。限位開關(guān)發(fā)出“換刀完畢”的信號(hào),主軸自由,可以開始加工或使其他程序動(dòng)作。圖1-6換刀機(jī)械手的換刀過(guò)程

對(duì)如XH754型的臥式加工中心,換刀采用的是主軸移動(dòng)式,其換刀動(dòng)作可分解為:①主軸準(zhǔn)停,主軸箱沿Y軸上升。這時(shí)刀庫(kù)上刀位的空擋正對(duì)著交換位置,裝卡刀具的卡爪打開。如圖1-7(a)所示。②主軸箱上升到極限位置,被更換的刀具刀桿進(jìn)入刀庫(kù)空刀位,即被刀具定位卡爪鉗住,與此同時(shí),主軸內(nèi)刀桿自動(dòng)夾緊裝置放松刀具,如圖1-7(b)所示。③刀庫(kù)伸出,從主軸錐孔中將刀拔出,如圖1-7(c)所示。④刀庫(kù)轉(zhuǎn)位,按照程序指令要求,將選好的刀具轉(zhuǎn)到最下面的位置,同時(shí),壓縮空氣將主軸錐孔吹凈,如圖1-7(d)所示。⑤刀庫(kù)退回,同時(shí)將新刀插入主軸錐孔,主軸內(nèi)刀具夾緊裝置將刀桿拉緊,如圖1-7(e)所示。⑥主軸下降到加工位置并啟動(dòng),開始下一步的加工,如圖1-7(f)所示。這種換刀機(jī)構(gòu)中不需要機(jī)械手,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)換刀時(shí),機(jī)床不工作,因而影響到機(jī)床的生產(chǎn)效率。圖1-7主軸移動(dòng)式換刀過(guò)程

圖1-8所示是目前在XH713、XH714、XH715等中小型立式加工中心上廣泛采用的刀庫(kù)移動(dòng)-主軸升降式換刀方式。其換刀過(guò)程為:圖1-8刀庫(kù)移動(dòng)-主軸升降式換刀過(guò)程①分度:由低速力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀庫(kù)刀盤的分度運(yùn)動(dòng),將刀盤上接受刀具的空刀座轉(zhuǎn)到換刀所需的預(yù)定位置,如圖1-8(a)所示。②接刀:氣缸活塞桿推出,將刀盤接受刀具的空刀座送至主軸下方并卡住刀柄定位槽,如圖(b)所示。③卸刀:主軸松刀,銑頭上移至第一參考點(diǎn),刀具留在空刀座內(nèi),如圖1-8(c)所示。④再分度:再次通過(guò)分度運(yùn)動(dòng),將刀盤上選頂?shù)牡毒咿D(zhuǎn)到主軸正下方,如圖1-8(d)所示。⑤裝刀:銑頭下移,主軸夾刀,刀庫(kù)氣缸活塞桿縮回,刀盤復(fù)位,完成換刀動(dòng)作,如圖1-8(e)、(f)所示。1.1.3機(jī)床技術(shù)規(guī)格及其功能表1-1XH713A型立式加工中心的技術(shù)規(guī)格表1-1XH713A型立式加工中心的技術(shù)規(guī)格1.2機(jī)床控制面板及其操作1.2.1數(shù)控操作面板圖1-9數(shù)控操作面板表4-2數(shù)控操作功能鍵

面板左方為CRT顯示器。用于顯示程序、數(shù)據(jù)輸入顯示和監(jiān)視坐標(biāo)圖形等。不同的功能方式下有不同的顯示內(nèi)容,有的功能方式下還有多個(gè)屏幕顯示頁(yè),可用翻頁(yè)鍵切換。圖1-10所示為當(dāng)前坐標(biāo)顯示(按POS功能鍵時(shí))的其中兩個(gè)畫頁(yè)。圖1-10位置坐標(biāo)顯示畫頁(yè)

當(dāng)前位置坐標(biāo)顯示時(shí),共有幾組坐標(biāo)顯示,它們分別是:●相對(duì)坐標(biāo)系(RELATIVE):若需要將某坐標(biāo)軸位置置為相對(duì)零點(diǎn)時(shí),可在3倍文字顯示畫頁(yè)下,先按坐標(biāo)軸地址鍵,這時(shí)所按的地址閃動(dòng);然后,再按原點(diǎn)[起源]軟鍵ORIGIN,則該軸相對(duì)坐標(biāo)就被復(fù)位為零。若按ALLEXE鍵則所有軸的相對(duì)坐標(biāo)值被復(fù)位為零。以后位置變動(dòng)時(shí),在相對(duì)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值均是相對(duì)于此設(shè)置的零點(diǎn)的。●工件坐標(biāo)系(ABSOLUTE):以G92或預(yù)置工件坐標(biāo)系G54~G59指定的點(diǎn)為原點(diǎn),顯示當(dāng)前刀具(或機(jī)械工作臺(tái))的位置坐標(biāo)?!駲C(jī)床坐標(biāo)系(MACHINE):以機(jī)床原點(diǎn)為原點(diǎn)的機(jī)械現(xiàn)在位置的坐標(biāo)?!袷S嘁苿?dòng)量(DISTANCETOGO):在自動(dòng)、MDI、DNC方式加工時(shí),當(dāng)前程序段中刀具還需要移動(dòng)的距離。狀態(tài)顯示用于表示工作方式、零件計(jì)數(shù)、時(shí)間計(jì)數(shù)和實(shí)際進(jìn)給速度等的狀態(tài)。1.2.2手動(dòng)操作面板(1)方式選擇開關(guān):選擇操作方式的開關(guān),有以下幾種方式。①編輯(EDIT) 編緝方式②自動(dòng)(MEM或AUTO) 存儲(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)方式(或稱自動(dòng)加工)③MDI MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式④手動(dòng)(JOG) 手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給方式⑤手輪 手輪增量進(jìn)給方式⑥快速 快速進(jìn)給方式⑦回零(REF或ZRN) 手動(dòng)返回參考點(diǎn)方式⑧DNC 聯(lián)機(jī)通信、計(jì)算機(jī)直接加工控制方式⑨示教 示教方式圖1-11手動(dòng)操作面板(2)進(jìn)給速度修調(diào)旋鈕:根據(jù)程序指定的進(jìn)給速度,選擇修調(diào)倍率的旋鈕??稍?%~150%范圍內(nèi)每隔10%修調(diào)。

(3)手動(dòng)軸選擇旋鈕:選擇移動(dòng)軸,再按下方的軸移動(dòng)方向鈕。各軸的正負(fù)方向遵循標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定,即以假定工件不動(dòng),刀具相對(duì)于工件在運(yùn)動(dòng)來(lái)理解,即按編程坐標(biāo)系來(lái)看。

(4)主軸速度修調(diào)旋鈕:調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速,可在50%~120%范圍內(nèi)每隔10%修調(diào)。

(5)快速倍率旋鈕:選擇快速進(jìn)給速度倍率的開關(guān)。(6)手輪進(jìn)給調(diào)節(jié):置方式開關(guān)為手輪方式后,可由手輪進(jìn)行增量調(diào)節(jié)。手輪結(jié)構(gòu)參見圖2-8,先選擇移動(dòng)軸,再調(diào)節(jié)移動(dòng)量,有×1、×10、×100三種選擇,對(duì)應(yīng)每刻度值為0.001、0.01、0.1mm。手輪旋轉(zhuǎn)360°,相當(dāng)于100個(gè)刻度的對(duì)應(yīng)值。

(7)循環(huán)啟動(dòng)按鍵:用于自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始的按鈕,也用于解除臨時(shí)停止,自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中按鈕燈亮。

(8)進(jìn)給保持按鍵:用于自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中臨時(shí)停止的按鈕,一按此按鈕,軸移動(dòng)減速并停止,燈亮。(9)跳步按鍵開關(guān):需跳過(guò)帶有“/”(斜線號(hào))的程序段時(shí)按下此開關(guān)(燈亮),置接通狀態(tài),此開關(guān)對(duì)于在“/”號(hào)后標(biāo)有番號(hào)的選擇程序段跳躍無(wú)效。(再按一下,開關(guān)斷開,燈滅。)(10)單步按鍵開關(guān):按下此開關(guān)(燈亮),程序運(yùn)行處于單段方式。每運(yùn)行一個(gè)程序段后都會(huì)停止,再按“循環(huán)啟動(dòng)”繼續(xù)執(zhí)行下一程序段,用于程序的校驗(yàn),(再按一次,開關(guān)斷開,燈滅。)(11)空運(yùn)行按鍵開關(guān):按下此開關(guān)(燈亮),自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)。(無(wú)視程序指令的進(jìn)給速度,而按照快移速度移動(dòng),但也受到“手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給速度設(shè)定開關(guān)”設(shè)定的倍率的控制。)常用于程序加工前的校驗(yàn)。(再按一下,開關(guān)斷開,燈滅。)空運(yùn)行時(shí)將伴有機(jī)械各軸的移動(dòng),如果同時(shí)按下機(jī)床鎖定開關(guān),則將以空運(yùn)行的速度校驗(yàn)程序。

(12)Z軸鎖定按鍵開關(guān):按下此開關(guān)(燈亮),自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),往Z軸去的控制信號(hào)被截?cái)?,Z軸不動(dòng),但數(shù)控運(yùn)算和CRT顯示正常。(13)機(jī)床鎖定按鍵開關(guān):按此開關(guān)(燈亮),機(jī)械不動(dòng),僅讓位置顯示動(dòng)作,用于機(jī)械不動(dòng)而要校驗(yàn)程序時(shí)。(再按一次,開關(guān)斷開,燈滅。)如果不是處于空運(yùn)行方式,則程序按設(shè)定的速度運(yùn)行。

(14)選擇停止按鍵開關(guān):按此開關(guān)至燈亮,可在實(shí)施帶有輔助功能M01的程序段后,停止程序。(再按一下開關(guān)斷開,燈滅。)(15)程序再啟動(dòng)鍵開關(guān):用于機(jī)械鎖定或空運(yùn)行過(guò)程中斷電后的接續(xù)運(yùn)行。(16)手動(dòng)啟停主軸操作按鍵:手動(dòng)、手輪方式下,按下啟動(dòng)鍵,開啟主軸;按下停止鍵,手動(dòng)關(guān)閉主軸。此前需用MDI指定執(zhí)行主軸轉(zhuǎn)速和旋向;否則,按當(dāng)前模態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)主軸。若從未指定主軸轉(zhuǎn)速和旋向,則主軸將不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

(17)手動(dòng)冷卻操作按鍵:按下啟動(dòng)鍵,手動(dòng)開啟冷卻液;按下停止鍵,手動(dòng)關(guān)閉冷卻液。

(18)手動(dòng)選刀操作按鍵:按下正、反轉(zhuǎn)鍵,開始正、反方向轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(kù),進(jìn)行手動(dòng)選刀操作。按鍵一次,轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刀位。(19)沖屑和手動(dòng)潤(rùn)滑按鍵:沖屑是用于沖刷工作臺(tái)座下大量的加工殘屑;手動(dòng)潤(rùn)滑是用于對(duì)各坐標(biāo)軸導(dǎo)軌的潤(rùn)滑。一般情況下,系統(tǒng)將自動(dòng)定時(shí)進(jìn)行導(dǎo)軌潤(rùn)滑。

(20)急停按鈕:機(jī)床操作過(guò)程中若出現(xiàn)緊急情況時(shí),按下此按鈕,進(jìn)給及主軸運(yùn)行立即停止。

(21)程序保護(hù)鎖匙:用于提供臨時(shí)離開時(shí)防止其他人員修改程序的保護(hù)措施。(22)電源開關(guān)和機(jī)床復(fù)位按鈕:剛開機(jī)啟動(dòng)時(shí),先按下電源開,接通電源,系統(tǒng)自檢通過(guò)后,所有按鍵燈閃亮一下,顯示器正常顯示,狀態(tài)行提示“準(zhǔn)備好”;此時(shí),可解除急停鈕,再按機(jī)床復(fù)位按鈕,狀態(tài)行顯示“*********”,即可正常使用機(jī)床。關(guān)機(jī)時(shí),先按下急停鈕,再按電源關(guān)即可。

(23)各種狀態(tài)及報(bào)警指示燈:顯示機(jī)床及系統(tǒng)各方面的狀態(tài)及提供報(bào)警指示、回零指示等。注意,氣壓不足時(shí),出現(xiàn)氣壓報(bào)警,系統(tǒng)無(wú)法正常工作,待氣壓充足時(shí)方可解除。1.2.3基本操作方法

1.手動(dòng)回參考點(diǎn)手動(dòng)回機(jī)床原點(diǎn)(參考點(diǎn)):將手動(dòng)操作面板上的操作方式開關(guān)置“回零”擋位,先將手動(dòng)軸選擇為Z軸,再按下“+”移動(dòng)方向鍵,則Z軸將向參考點(diǎn)方向移動(dòng),一直至回零指示燈亮;然后,分別選擇Y、X軸進(jìn)行同樣的操作。

2.工作臺(tái)的手動(dòng)調(diào)整工作臺(tái)拖板的手動(dòng)調(diào)整是采用方向按鍵,通過(guò)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的形式或使用手輪通過(guò)產(chǎn)生手搖脈沖的方式來(lái)實(shí)施的。和手柄的粗調(diào)、微調(diào)一樣,其手動(dòng)調(diào)整也有兩種方式。

(1)粗調(diào):置操作方式開關(guān)為“手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給”方式擋。先選擇要移動(dòng)的軸,再按軸移動(dòng)方向按鈕,則刀具主軸相對(duì)于工作臺(tái)向相應(yīng)的方向連續(xù)移動(dòng)。移動(dòng)速度受快速倍率旋鈕的控制,移動(dòng)距離受按壓軸方向選擇鈕的時(shí)間的控制,即按即動(dòng),即松即停。采用該方式無(wú)法進(jìn)行精確的尺寸調(diào)整,當(dāng)移動(dòng)量大時(shí)可采用此方法。(2)微調(diào):本機(jī)床系統(tǒng)的微調(diào)需使用手輪來(lái)操作。將方式開關(guān)置為“手輪”方式擋。再在手輪中選擇移動(dòng)軸和進(jìn)給增量,按“逆正順負(fù)”方向旋動(dòng)手輪手柄,則刀具主軸相對(duì)于工作臺(tái)向相應(yīng)的方向移動(dòng),移動(dòng)距離視進(jìn)給增量擋值和手輪刻度而定,手輪旋轉(zhuǎn)360o,相當(dāng)于100個(gè)刻度的對(duì)應(yīng)值。

3.MDI程序運(yùn)行所謂MDI方式是指臨時(shí)從數(shù)控面板上輸入一個(gè)或幾個(gè)程序段的指令并立即實(shí)施的運(yùn)行方式。其基本操作方法如下:

(1)置手動(dòng)操作面板上的方式開關(guān)于MDI運(yùn)行方式。

(2)按數(shù)控面板上的“PROG”功能鍵,屏幕顯示如圖1-12所示。當(dāng)前各指令模態(tài)也可在此屏中查看出。圖1-12MDI操作畫頁(yè)(3)在輸入緩沖區(qū)輸入一段程序指令,并以分號(hào)(EOB)結(jié)束;然后,按INSERT(插入)鍵,程序內(nèi)容即被加到番號(hào)為O0000的程序中。本系統(tǒng)中MDI方式可輸入執(zhí)行最多6行程序指令,而且在MDI程序指令中可調(diào)用已經(jīng)存儲(chǔ)的子程序或宏程序。MDI程序在運(yùn)行以前可編輯修改,但不能存儲(chǔ),運(yùn)行完后程序內(nèi)容即被清空。若用M99作結(jié)束,則可重新運(yùn)行該MDI程序。

(4)程序輸入完成后,按RESET(復(fù)位)鍵,光標(biāo)回到程序頭;按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵,即可實(shí)施MDI運(yùn)行方式。若光標(biāo)處于某程序行行首時(shí),按了“循環(huán)啟動(dòng)”鍵,則程序?qū)漠?dāng)前光標(biāo)所在行開始執(zhí)行。1.3加工中心的工藝準(zhǔn)備1.3.1加工中心的工藝特點(diǎn)由于加工中心工序集中和具有自動(dòng)換刀的特點(diǎn),故零件的加工工藝應(yīng)盡可能符合這些特點(diǎn),盡可能地在一次裝夾情況下完成銑、鉆、鏜、鉸和攻絲等多工序加工。但一個(gè)單工作臺(tái)的加工中心,不可能包下一個(gè)零件的全部加工工序,要充分發(fā)揮加工中心的特長(zhǎng),可把一些工序合理地安排在別的數(shù)控機(jī)床上加工。

加工中心加工的零件尺寸必須與機(jī)床工作臺(tái)、各向行程相適應(yīng)。加工零件孔的尺寸必須小于自動(dòng)換刀裝置允許的尺寸;不然,需要采用手動(dòng)換刀或用棒銑刀圓弧插補(bǔ)銑孔方法加工,此時(shí)孔加工精度將降低。由于加工中心具備了高剛度和高功率的特點(diǎn),故在工藝上可采用大的切削用量,以便在滿足加工精度條件下盡量節(jié)省加工工時(shí)。在機(jī)床開動(dòng)前,必須充分準(zhǔn)備好切削刀具,以節(jié)省工時(shí)。采用一個(gè)高質(zhì)量的刀具,所需費(fèi)用可從工時(shí)上節(jié)省出來(lái)。選用加工中心作為生產(chǎn)設(shè)備時(shí),必須采用合理的工藝方案,以實(shí)現(xiàn)高效率加工。(1)確定采用加工中心的加工內(nèi)容,確定工件的安裝基面、加工基面和加工余量等。

(2)以充分發(fā)揮加工中心效率為目的來(lái)安排加工工序。有些箱體大平面加工采用龍門銑床、數(shù)控銑床更為合適。

(3)對(duì)于復(fù)雜零件來(lái)說(shuō),由于加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱變形,淬火后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,零件卡壓后也會(huì)變形等多種原因,故全部工序很難在一次裝夾后完成,這時(shí)可以考慮兩次或多次裝夾。(4)安排加工工序時(shí)應(yīng)本著由粗漸精的原則。首先安排重切削、粗加工,去掉毛坯上的加工余量;然后安排加工精度要求不高的內(nèi)容,如鉆小孔、攻螺紋等,以使零件在精加工前有較充裕的時(shí)間冷卻以及釋放內(nèi)應(yīng)力。每個(gè)工序之間,應(yīng)盡量減少空行程移動(dòng)量。決定工步順序時(shí)應(yīng)考慮相近位置的加工順序,以減少換刀次數(shù),節(jié)省輔助時(shí)間。建議參考以下工序順序:銑大平面、粗鏜孔、半粗鏜孔、立銑刀加工、打中心孔、鉆孔、攻螺紋、精加工和鉸鏜精銑等。

(5)當(dāng)加工工件批量較大,工序又不太長(zhǎng)時(shí),可在工作臺(tái)上一次安裝多個(gè)工件同時(shí)加工,以減少換刀次數(shù)。(6)采用大流量的冷卻方式,為減少加工時(shí)產(chǎn)生的大量熱量對(duì)加工精度的影響,并提高刀具耐用度,需積極采用大流量的冷卻方式。深孔加工的刀具可采用內(nèi)冷裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的,可增添大流量冷卻裝置、切屑和冷卻液分離的排屑裝置、容量大的冷卻水箱和密封性很好的大防護(hù)罩等。

在機(jī)床選用上,應(yīng)了解各類加工中心的規(guī)格、最佳使用范圍和功能特點(diǎn)。例如,臥式加工中心最適宜的是菱形零件箱體、泵體、閥體、殼體等,它適合多面加工,多次更換夾具和工藝基準(zhǔn)的零件。立式加工中心最適宜的是板類零件如箱蓋、蓋板、殼體、平面凸輪等單面加工零件,適合工件裝夾次數(shù)較少的零件。與立式相比同等規(guī)格的臥式的價(jià)格要貴50%~100%,因此完成工藝內(nèi)容相近的加工,采用立式比臥式合算。一般,機(jī)床工作臺(tái)尺寸應(yīng)稍大于工件尺寸,這樣就可給安裝夾具預(yù)留空間。個(gè)別情況下也有工件尺寸大于坐標(biāo)行程的,但要求加工區(qū)域應(yīng)在有效行程內(nèi),用內(nèi)部裝夾或采用輔助工藝手段進(jìn)行裝夾。當(dāng)然,還應(yīng)兼顧考慮工件總重負(fù)荷問(wèn)題、電機(jī)功率問(wèn)題和換刀空間問(wèn)題等。

對(duì)于切削用量而言,應(yīng)根據(jù)刀具的材質(zhì)、機(jī)床切削特性和工件材料等來(lái)確定,可從有關(guān)的切削手冊(cè)中查到。一般在普通加工中心上,采用國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具粗加工孔時(shí),選切削速度70m/min,根據(jù)孔徑大小換算成轉(zhuǎn)速。進(jìn)給速度可由給定的主軸轉(zhuǎn)速以主軸每轉(zhuǎn)或每齒(指單刀頭,如果是雙刃則是兩倍)取0.1mm。精加工時(shí)切削速度可取80m/min,進(jìn)給速度為0.06~0.08/每齒。刀具材質(zhì)好時(shí)還可加大切削用量,刀桿長(zhǎng)時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小切削用量。使用高速鋼刀具時(shí),切削速度在20~25m/min左右。銑平面時(shí)若使用調(diào)整較好的面銑刀或端銑刀,切削速度可用到80~100m/min,進(jìn)給速度可用0.05mm/每齒。粗銑平面的平面度可在0.02mm、表面粗糙度在3.2

m左右。1.3.2刀具及刀庫(kù)數(shù)據(jù)設(shè)置

1.刀具規(guī)格型式加工中心上使用的刀具分刃具部分和連接刀柄部分。刃具部分包括鉆頭、銑刀、鉸刀和絲錐等,和數(shù)控銑床所用刃具類似。由于加工中心自動(dòng)換刀時(shí)一般都是連刀柄一起更換的,因此它對(duì)刀柄的要求更為重要。連接刀柄應(yīng)滿足機(jī)床主軸自動(dòng)松開和拉緊定位、準(zhǔn)確安裝各種切削刃具,適應(yīng)機(jī)械手的夾持和搬運(yùn),適應(yīng)在自動(dòng)化刀庫(kù)中儲(chǔ)存和搬運(yùn)識(shí)別等各種要求。加工中心及數(shù)控鏜銑床所用的刀具基本已規(guī)范化,制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)。下面主要介紹一下TSG整體式工具系統(tǒng)。TSG工具系統(tǒng)中的刀柄,其代號(hào)由四部分組成,各部分的含義如下:

上述代號(hào)表示的工具為自動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐工具柄(GB10944)。柄部型式為JT;錐柄為45號(hào);前部為彈簧夾頭,最大夾持直徑為32mm;刀柄工作長(zhǎng)度(錐柄大端直徑處到彈簧夾頭前端面的距離)為120mm。

TSG工具刀柄的型式代號(hào)及規(guī)格參數(shù)分類見表4-3和表4-4。TSG工具系統(tǒng)所用刀具見附錄D。表4-3工具柄部型式代號(hào)表4-4工具的用途代號(hào)及規(guī)格參數(shù)2.對(duì)刀與刀庫(kù)設(shè)定加工中心的對(duì)刀總體上和數(shù)控銑床的對(duì)刀相類似。有基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀(確定刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件坐標(biāo)原點(diǎn)或機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)的位置)和其他各刀具的對(duì)刀(各刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)間的位置偏差)兩方面的內(nèi)容。由于加工中心對(duì)刀柄、刀座本身就具有較高的精度要求,并且要求在整個(gè)程序運(yùn)行之前,全部刀具都應(yīng)對(duì)刀調(diào)試完畢,因此加工中心的基準(zhǔn)刀具通常就是沒(méi)有裝置刀具的空刀座本身,其對(duì)刀方法可參考第3章3.2.2節(jié)中數(shù)控銑床的對(duì)刀內(nèi)容。由于所用的刀柄基本上都是標(biāo)準(zhǔn)尺寸,所以各刀具相對(duì)于刀座的尺寸差通常就在預(yù)調(diào)儀上測(cè)定完成。也就是說(shuō),各刀具的對(duì)刀過(guò)程一般都可在機(jī)外進(jìn)行,一臺(tái)預(yù)調(diào)儀可為多臺(tái)機(jī)床服務(wù)。

刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)的設(shè)定可通過(guò)數(shù)控操作面板的OFFSETSETTING功能項(xiàng)進(jìn)行。其操作大致如下:

(1)置工作方式開關(guān)于MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。

(2)按數(shù)控操作面板上的OFFSETSETTING功能按鍵后,CRT屏幕顯示如圖1-13所示。

(3)按光標(biāo)移動(dòng)鍵,讓光標(biāo)停在要修改設(shè)定的數(shù)據(jù)位置上。(圖中N0.為刀具補(bǔ)償?shù)刂诽?hào);若同時(shí)設(shè)置幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償值,則刀補(bǔ)是它們的矢量和。)當(dāng)欲設(shè)定的數(shù)據(jù)不在當(dāng)前畫頁(yè)時(shí),可按頁(yè)面鍵翻頁(yè)。

(4)輸入要修改設(shè)定的數(shù)據(jù)。(注意相應(yīng)的取值范圍與數(shù)據(jù)位數(shù)。)圖1-13刀補(bǔ)設(shè)置(5)按INPUT輸入鍵,則修改設(shè)定后的數(shù)據(jù)即存儲(chǔ)到相應(yīng)的地址寄存器內(nèi)。除按上述方法設(shè)置刀補(bǔ)數(shù)據(jù)外,該機(jī)床系統(tǒng)還可允許在程序中用G10指令輸入修改。其格式為:

G10L10PR或G10L12PR其中,L10用于輸入H代碼的幾何補(bǔ)償值,L12用于輸入D代碼的幾何補(bǔ)償值。P后為刀具補(bǔ)償號(hào);R后為刀具補(bǔ)償值;G90時(shí)為新設(shè)置值;G91時(shí)是與指定的刀具補(bǔ)償號(hào)中的值相加,相加后的和為新的補(bǔ)償值。1.3.3機(jī)床及工件的坐標(biāo)系統(tǒng)加工中心機(jī)床的坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向按1.3節(jié)的原則確定,遵循右手直角坐標(biāo)系法則。但在編程使用過(guò)程中,一定要理解機(jī)床工作臺(tái)和刀具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。X、Y、Z的運(yùn)動(dòng)方向均是以刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)為準(zhǔn),即假定工件(工作臺(tái))相對(duì)靜止,設(shè)想是刀具在運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)加工中心都是將參考點(diǎn)設(shè)定在機(jī)床原點(diǎn)上的,而機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)一般設(shè)定在各軸行程極限點(diǎn)上。但究竟是取在正向還是負(fù)向極限處,則各機(jī)床廠均有所不同,應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)床說(shuō)明書。

加工中心的工件坐標(biāo)系建立同樣使用G92X...Y...Z...格式。除此以外,加工中心機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)通常也都提供G54~G59等另外6個(gè)預(yù)置工件坐標(biāo)系的指令功能??赏ㄟ^(guò)按OFFSETSETTING功能鍵后,再按“坐標(biāo)系”軟鍵如圖1-14所示畫頁(yè)設(shè)置。除可采用MDI手動(dòng)輸入方法外,該機(jī)床系統(tǒng)還可在程序中通過(guò)變更工件坐標(biāo)系G10指令進(jìn)行。其格式為:

G10L2P...X...Y...Z...其中,P=0時(shí),為外部工件零點(diǎn)偏移;P=1~6時(shí),對(duì)應(yīng)于G54~G59的零點(diǎn)。X、Y、Z為各軸零點(diǎn)的偏移值,即加工工件坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)床零點(diǎn)的偏移值。如:G90G10L2P6X50.0Y-75.0Z?20.0;即是設(shè)定G59的坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)為(50.0,-75.0,-20.0)。圖1-14預(yù)置工件坐標(biāo)系1.4加工中心編程與上機(jī)調(diào)試1.1.1基本程序指令加工中心配備的數(shù)控系統(tǒng),其功能指令都比較齊全。第3章的3.3.1節(jié)中數(shù)控銑床所用到的G、M、F、S等功能指令基本上都適用于加工中心,對(duì)這些指令就不再重復(fù)說(shuō)明。在此主要介紹一些前面沒(méi)有進(jìn)行說(shuō)明的程序指令。當(dāng)然這些指令并非所有加工中心都有,也并非只有加工中心才有。具有什么樣的指令功能,主要取決于該機(jī)床采用的數(shù)控控制軟件系統(tǒng)。有些數(shù)控系統(tǒng)雖然只是配備在數(shù)控銑床上,但可能它本來(lái)就是為加工中心所設(shè)計(jì)的。以下介紹的內(nèi)容主要是在第3章所介紹的指令基礎(chǔ)上進(jìn)行的補(bǔ)充,目的是全面地了解一些指令,以增強(qiáng)使用各種數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力。

1.虛軸指令或稱假想軸切削指令G07

假想軸切削指令和第3章3.3.2節(jié)中所介紹的空間螺旋線切削指令功能一起使用時(shí),如果先設(shè)定圓弧插補(bǔ)平面的某一個(gè)坐標(biāo)軸為假想軸,則刀具在執(zhí)行螺旋切削時(shí),只沿另外兩坐標(biāo)軸移動(dòng),形成正弦函數(shù)曲線軌跡,而在假想軸方向,刀具并不移動(dòng)。指令格式:G07X0或G07Y0或G07Z0設(shè)定X(或Y、Z)軸為假想軸。G07X1或G07Y1或G07Z1假想軸取消。

例如,圖1-15所示的正弦線,是按YZ平面內(nèi)一半徑為10的整圓形狀,同時(shí)在X方向升高50的螺旋線進(jìn)行編程的。(設(shè)定Z軸為假想軸)N1G07Z0N2G91G19G02Y0Z0J10.0X50.0F100N3G01Z10.0N4G07Z1圖1-15正弦線切削

2.極坐標(biāo)系設(shè)定指令G15、G16G15:極坐標(biāo)系指令取消。

G16:極坐標(biāo)系指定。極坐標(biāo)軸的方位取決于G17、G18、G19指定的加工平面。當(dāng)用G17指定加工平面時(shí),+X軸為極軸,程序中的X坐標(biāo)指令極半徑,Y坐標(biāo)指令極角。當(dāng)用G18指定加工平面時(shí),+Z軸為極軸,程序中的Z坐標(biāo)指令極半徑,X坐標(biāo)指令極角。當(dāng)用G19指定加工平面時(shí),+Y軸為極軸,程序中的Y坐標(biāo)指令極半徑,Z坐標(biāo)指令極角。圖1-16極坐標(biāo)編程圖例G17G90G16 極坐標(biāo)指令編程,XY加工平面。G00X100.0Y30.0 移到孔#1的上方,極半徑為100,極角為30°... 鉆孔#1G00X100.0Y150.0移到孔#2的上方,極半徑為100,極角為150°... 鉆孔#2G00X100.0Y270.0移到孔#3的上方,極半徑為100,極角為270°... 鉆孔#3G15 取消極坐標(biāo)編程方式

3.存儲(chǔ)行程極限指令G22、G23

為了避免程序錯(cuò)誤造成刀具和機(jī)床部件或其他附件相撞,數(shù)控機(jī)床有兩種行程極限。一種行程極限是由機(jī)床行程范圍決定的最大行程范圍,該范圍由行程開關(guān)及參數(shù)設(shè)定,用戶不得改變,屬于硬行程極限。另一種行程極限是可隨意設(shè)定改變的軟行程極限,可用參數(shù)設(shè)定,也可用G22來(lái)指定,用G23指令來(lái)取消。其格式為:

G22X...Y...Z...I...J...K...格式中,X、Y、Z坐標(biāo)指令為行程極限上極限點(diǎn)相對(duì)機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)值;I、J、K為行程極限下極限點(diǎn)相對(duì)機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)值。如圖1-17所示,在這上下極限點(diǎn)之間的三維空間范圍內(nèi),刀具可以移動(dòng);如果刀具移動(dòng)超出這個(gè)范圍,機(jī)床立即停止移動(dòng),以避免發(fā)生危險(xiǎn)。圖1-17軟行程極限點(diǎn)

1.參考點(diǎn)操作指令G27、G30

第3章3.3.3節(jié)中已經(jīng)介紹了G28、G29兩個(gè)參考點(diǎn)操作的基本指令,有的機(jī)床另外還有G27、G30兩個(gè)指令也是和參考點(diǎn)的操作有關(guān)的。G27X...Y...Z... 返回參考點(diǎn)校驗(yàn)的指令G30X...Y...Z... 第二參考點(diǎn)返回指令執(zhí)行G27指令時(shí),刀具以快進(jìn)速度移動(dòng)到程序指令的X、Y、Z坐標(biāo)位置。如果所到達(dá)的位置是機(jī)床原點(diǎn)(參考點(diǎn)),則返回參考點(diǎn)的各軸指示燈亮;如果指示燈不亮,則說(shuō)明所給指令值有錯(cuò)誤或機(jī)床定位誤差過(guò)大。執(zhí)行G27指令后,并不會(huì)暫停程序運(yùn)行。若不希望繼續(xù)執(zhí)行下一程序段,則必須在該程序段后增加M00或M01或采用單段運(yùn)行方式。G30為自動(dòng)返回第二參考點(diǎn)的指令,其功能與G28指令類似,后面跟的X、Y、Z坐標(biāo)亦為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。不同之處是刀具返回的第二參考點(diǎn)并不是機(jī)床固有的參考點(diǎn),而是通過(guò)參數(shù)來(lái)設(shè)定的第二參考點(diǎn)。若G30指令后出現(xiàn)G29指令,則刀具將經(jīng)由G30指定的中間點(diǎn)后移到G29指令的坐標(biāo)點(diǎn)。通常G30指令用于自動(dòng)換刀位置與機(jī)床固有參考點(diǎn)不同的場(chǎng)合。同樣要求在執(zhí)行G27、G30指令以前,機(jī)床必須返回過(guò)一次第一參考點(diǎn),且要求必須先取消刀具補(bǔ)償。

5.螺紋切削指令G33

格式:G33X...Z...F...Q...

螺紋導(dǎo)程用F直接指定,Q指令螺紋切削的開始角度(0~360°)。對(duì)錐螺紋,其斜角a<45°時(shí),螺紋導(dǎo)程以Z軸方向的值指令;斜角為45°~90°時(shí),以X軸方向的值指令。對(duì)如圖1-18所示圓柱螺紋進(jìn)行切削時(shí),X指令省略,其格式為:G33Z...F...Q...。

和螺紋車削加工一樣,螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降速退刀段。切削到孔底時(shí),應(yīng)使用M19主軸準(zhǔn)停指令,讓主軸停在固定的方位上;然后,刀具沿螺孔徑向稍作移動(dòng),避開切削面軸向退刀;之后,再啟動(dòng)主軸,作第二次切削。多頭螺紋可用Q指令變換螺紋切削開始角度來(lái)切削。圖1-18螺紋切削

6.刀具位置偏移指令G45~G48G45~G48指令可使程序中被指令軸的位移,沿其移動(dòng)方向擴(kuò)大或縮小的偏移量。

G45:沿指令軸移動(dòng)方向擴(kuò)大一個(gè)偏移量

G46:沿指令軸移動(dòng)方向縮小一個(gè)偏移量

G47:沿指令軸移動(dòng)方向擴(kuò)大兩個(gè)偏移量

G48:沿指令軸移動(dòng)方向縮小兩個(gè)偏移量偏移量用H或D代碼設(shè)定,通常多用H代碼。各指令執(zhí)行結(jié)果如圖1-19所示。圖1-19刀具位置偏移指令圖(a):G91G45X100.0H01(H01)=40

或G91G46X100.0H01(H01)=-40

或G91G47X100.0H01(H01)=20

或G91G48X100.0H01(H01)=-20圖(b):G91G45X140.0H01(H01)=-40

或G91G46X140.0H01(H01)=40

或G91G47X140.0H01(H01)=-20

或G91G48X140.0H01(H01)=20圖(c):G91G45X?100.0H01(H01)=40

或G91G46X?100.0H01(H01)=-40

或G91G47X?100.0H01(H01)=20

或G91G48X?100.0H01(H01)=-20圖(d):G91G45X?140.0H01(H01)=-40或G91G46X?140.0H01(H01)=40

或G91G47X?140.0H01(H01)=-20或G91G48X?140.0H01(H01)=20

例如圖1-20所示,銑刀直徑為φ16mm,(D01)=8mm。加工編程如下:圖1-20刀位偏移編程圖例

在實(shí)際應(yīng)用中,很少像上例那樣使用G45~G48指令,因?yàn)樗褂闷饋?lái)很麻煩,沒(méi)有G41、G42方便。G45~G48一般用于程序零點(diǎn)至參考點(diǎn)的距離不確定的情況下,這樣可避免修改程序,而只需更改偏移量即可。如圖1-21所示,可按如下編程處理:G91G00G45X0H01 沿X軸負(fù)向移動(dòng)H01的值G46Y0H02 沿Y軸負(fù)向移動(dòng)H02的值若按如下定值編程:G91G00X-150.0 Y-300.0

相比之下,采用G45~G46指令的程序就比較靈活。圖1-21刀位偏置的應(yīng)用1.1.2自動(dòng)換刀程序的編寫實(shí)際上,加工中心的編程和數(shù)控銑床編程的不同之處,主要在于增加了用M06、M19和Txx進(jìn)行自動(dòng)換刀的功能指令,其他都沒(méi)有多大的區(qū)別。

M06--自動(dòng)換刀指令。本指令將驅(qū)動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行換刀動(dòng)作,不包括刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)的選刀動(dòng)作。

M19--主軸準(zhǔn)停。本指令將使主軸定向停止,確保主軸停止的方位和裝刀標(biāo)記方位一致。

T功能指令是銑床所不具備的,因?yàn)門指令即Txx,是用以驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)電機(jī)帶動(dòng)刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)施選刀動(dòng)作的。T指令后跟的兩位數(shù)字,是將要更換的刀具地址號(hào)。若T指令是跟在某加工程序段的后部時(shí),選刀動(dòng)作將和加工動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。

對(duì)于前述不采用機(jī)械手換刀的立、臥式加工中心而言,它們?cè)谶M(jìn)行換刀動(dòng)作之時(shí),是先取下主軸上的刀具,再進(jìn)行刀庫(kù)轉(zhuǎn)位的選刀動(dòng)作;然后,再換上新的刀具。其選刀動(dòng)作和換刀動(dòng)作無(wú)法分開進(jìn)行,故編程上一般用“TxxM06”的形式。(南通的XH713A立式加工中心是將換刀所需要執(zhí)行的各個(gè)動(dòng)作代碼做成一個(gè)子程序“O9000”,自動(dòng)換刀時(shí)就采用“TxxM98P9000”的指令格式來(lái)調(diào)用,M19、M06指令在子程序中。)而對(duì)于采用機(jī)械手換刀的加工中心來(lái)說(shuō),合理地安排選刀和換刀的指令,是其加工編程的要點(diǎn)。因此,對(duì)這類機(jī)床有必要首先來(lái)領(lǐng)會(huì)一下“T01M06”和“M06T01”的本質(zhì)區(qū)別?!癟01M06”是先執(zhí)行選刀指令T01,再執(zhí)行換刀指令M06。它是先由刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)將T01號(hào)刀具送到換刀位置上后,再由機(jī)械手實(shí)施換刀動(dòng)作。換刀以后,主軸上裝夾的就是T01號(hào)刀具,而刀庫(kù)中目前換刀位置上安放的則是剛換下的舊刀具。執(zhí)行完“T01M06”后,刀庫(kù)即保持當(dāng)前刀具安放位置不動(dòng)?!癕06T01”是先執(zhí)行換刀指令M06,再執(zhí)行選刀指令T01。它是先由機(jī)械手實(shí)施換刀動(dòng)作,將主軸上原有的刀具和目前刀庫(kù)中當(dāng)前換刀位置上已有的刀具(上一次選刀Txx指令所選好的刀具)進(jìn)行互換;然后,再由刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)將T01號(hào)刀具送到換刀位置上,為下一次換刀作準(zhǔn)備。換刀前后,主軸上裝夾的都不是T01號(hào)刀具。執(zhí)行完“M06T01”后,刀庫(kù)中目前換刀位置上安放的則是T01號(hào)刀具,它是為下一個(gè)M06換刀指令預(yù)先選好的刀具。

在對(duì)加工中心進(jìn)行換刀動(dòng)作的編程安排時(shí),應(yīng)考慮如下問(wèn)題:

(1)換刀動(dòng)作必須在主軸停轉(zhuǎn)的條件下進(jìn)行,且必須實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停即定向停止(用M19指令)。

(2)換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)所用機(jī)床的要求安排,有的機(jī)床要求必須將換刀位置安排在參考點(diǎn)處或至少應(yīng)讓Z軸方向返回參考點(diǎn),這時(shí)就要使用G28指令。有的機(jī)床則允許用參數(shù)設(shè)定第二參考點(diǎn)作為換刀位置,這時(shí)就可在換刀程序前安排G30指令。無(wú)論如何,換刀點(diǎn)的位置應(yīng)遠(yuǎn)離工件及夾具,應(yīng)保證有足夠的換刀空間。(3)為了節(jié)省自動(dòng)換刀時(shí)間,提高加工效率,應(yīng)將選刀動(dòng)作與機(jī)床加工動(dòng)作在時(shí)間上重合起來(lái)。比如,可將選刀動(dòng)作指令安排在換刀前的回參考點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中,如果返回參考點(diǎn)所用的時(shí)間小于選刀動(dòng)作時(shí)間,則應(yīng)將選刀動(dòng)作安排在換刀前的耗時(shí)較長(zhǎng)的加工程序段中。

(4)若換刀位置在參考點(diǎn)處,換刀完成后,可使用G29指令返回到下一道工序的加工起始位置。

(5)換刀完畢后,不要忘記安排重新啟動(dòng)主軸的指令;否則加工將無(wú)法持續(xù)。

換刀程序?qū)嵗喝鐖D1-22所示零件,加工工序安排見第1章表1-9數(shù)控加工工序卡片。分別用(40的端面銑刀銑上表面,用(20的立銑刀銑四個(gè)側(cè)面和A、B面,用(6的鉆頭鉆6個(gè)小孔,(14的鉆頭鉆中間的兩個(gè)大孔。采用刀座對(duì)刀,各刀具長(zhǎng)度和刀具直徑分別設(shè)定在H01~H04、D01~D04中。在首次加工時(shí),已經(jīng)將第一把刀具預(yù)先安裝在主軸刀座上。加工前,刀具停留在離工件零點(diǎn)高100mm的正上方。圖1-22換刀編程圖例編程如下:程序含義%0002G92X0Y0Z100.0G90G00G43Z20.0H01S300M03G00X60.0Y15.0G01Z15.0F100X-60.0Y-15.0X60.0T02G49Z20.0M19G28Z100.0G28X0Y0M06程序番號(hào)設(shè)定工件坐標(biāo)系,設(shè)T01已經(jīng)裝好Z向下刀到離毛坯上表面一定距離處啟動(dòng)主軸移刀到毛坯右側(cè)外部工進(jìn)下刀到欲加工上表面高度處加工到左側(cè)(左右移動(dòng))移到Y(jié)=-15上往回加工到右側(cè),同時(shí)刀庫(kù)預(yù)先選刀T02上表面加工完成,抬刀,主軸準(zhǔn)停返回參考點(diǎn),自動(dòng)換刀G29X60.0Y25.0Z100.0S200M03

G00G43Z-12.0H02G01G42X36.0D02F80X-36.0T03Y-25.0X36.0Y30.0G00G40Y40.0Z0G01Y-40.0F80X21.0從參考點(diǎn)回到銑四側(cè)的起始位置,啟動(dòng)主軸下刀到Z=-12高度處,刀徑補(bǔ)償引入,銑四側(cè)開始銑后側(cè)面,同時(shí)選刀T03銑左側(cè)面銑前側(cè)面銑右側(cè)面刀補(bǔ)取消,引出抬刀至A、B面高度工進(jìn)銑削B面開始(前后移動(dòng))...Y40.0X-21.0Y-40.0X-36.0Y40.0G49Z20.0M19G28Z100.0G91G28X0Y0M06G90G29X20.0Y30.0Z100.0G00G43Z3.0H03S630M03M98P120L3G00Z20.0X-20.0Y30.0Z3.0M98P120L3...移到左側(cè)銑削A面開始......A面銑削完成,抬刀,主軸準(zhǔn)停Z向返回參考點(diǎn)X、Y向返回參考點(diǎn),自動(dòng)換刀從參考點(diǎn)返回到右側(cè)三

6小孔鉆削起始位置處下刀到離B面3mm的高度,啟動(dòng)主軸調(diào)用子程序,鉆3—

6孔抬刀至上表面的上方高度移到左側(cè)3-

6小孔鉆削起始處下刀至離A面3mm的高度,啟動(dòng)主軸調(diào)用子程序,鉆3—

6孔G49Z20.0M19G28Z100.0T04G91G28X0Y0M06G90G29X0Y21.0Z100.0G00G43Z20.0H04S450M03M98P130L2G49G28Z0.0T01M19G91G28X0Y0M06G90G00X0Y0Z100.0M30抬刀至上表面的上方高度Z向返回參考點(diǎn),同時(shí)選刀T04X、Y向返回參考點(diǎn)。自動(dòng)換刀從參考點(diǎn)返回到中間2—

14孔鉆削起始位置處下刀到離上表面5mm的高度,啟動(dòng)主軸調(diào)用子程序,鉆2-

14孔抬刀并返回參考點(diǎn),主軸準(zhǔn)停,同時(shí)選刀T01X、Y向返回參考點(diǎn),自動(dòng)換刀,為重復(fù)加工作準(zhǔn)備,移到起始位置程序結(jié)束%120G91G00Y-15.0G01Z-25.0F10G00Z25.0G90M99%130G91G00Y-16.0G01Z-48.0F15G00Z48.0M99子程序--鉆

6小孔.........子程序返回子程序--鉆

14孔.........子程序返回1.1.3程序輸入與上機(jī)調(diào)試

1.程序的檢索和整理程序的檢索是用于查詢?yōu)g覽當(dāng)前系統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)都存有哪些番號(hào)的程序。程序整理主要用于對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部程序的管理,如刪除一些多余的程序。

(1)將手動(dòng)操作面板上的工作方式開關(guān)置編輯(EDIT)或自動(dòng)擋,按數(shù)控面板上的程序PROG鍵顯示程序畫面。(2)輸入地址“O”和要檢索的程序號(hào),再按OSRH軟鍵,檢索到的程序號(hào)顯示在屏幕的右上角。若沒(méi)有找到該程序,即產(chǎn)生“071”的報(bào)警。再按OSRH軟鍵,即檢索下一個(gè)程序。在自動(dòng)運(yùn)行方式的程序屏幕下,按“?”軟鍵,按FL.SDL軟鍵,再按目錄(DIR)軟鍵,即可列出當(dāng)前存儲(chǔ)器內(nèi)已存的所有程序。

(3)若要瀏覽某一番號(hào)程序(如O0001)的內(nèi)容,可先鍵入該程序番號(hào)如“O0001”后,再按向下的光標(biāo)鍵即可。若如此操作產(chǎn)生“071”的報(bào)警,則表示該程序番號(hào)為空,還沒(méi)有被使用。(4)由于受存儲(chǔ)器的容量限制,當(dāng)存儲(chǔ)的程序量達(dá)到某一程度時(shí),必須刪除一些已經(jīng)加工過(guò)而不再需要的程序,以騰出足夠的空間來(lái)裝入新的加工程序;否則,將會(huì)在進(jìn)行程序輸入的中途就產(chǎn)生“070”的存儲(chǔ)空間不夠的報(bào)警。刪除某一程序的方法是:在確保某一程序如“O0002”已不再需要保留的情況下,先鍵入該程序番號(hào)“O0002”后,再按刪除(DELETE)鍵即可。注意:若鍵入“O0010,O0020”后按DELETE鍵,則將刪除程序號(hào)從O0010到O0020之間的程序。若鍵入“O-9999”后按DELETE鍵,則將刪除已存儲(chǔ)的所有程序,因此應(yīng)小心使用。

2.程序輸入與修改

程序輸入和修改操作同樣也必須在編輯擋方式下進(jìn)行。用手工鍵入一個(gè)新程序①先根據(jù)程序番號(hào)檢索的結(jié)果,選定某一還沒(méi)有被使用的程序番號(hào)作為待輸程序番號(hào)(如O0012)。鍵入該番號(hào)O0012后,按插入(INSERT)鍵,則該程序番號(hào)就自動(dòng)出現(xiàn)在程序顯示區(qū),具體的程序行就可在其后輸入,如圖1-23所示。②將上述編程實(shí)例的程序順次輸入到機(jī)床數(shù)控裝置中,可通過(guò)CRT監(jiān)控顯示該程序。注意每一程序段(行)間應(yīng)用“;”(EOB鍵)分隔。圖1-23程序顯示畫頁(yè)2)調(diào)入已有的程序若要調(diào)入先前已存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的程序進(jìn)行編輯修改或運(yùn)行,可先鍵入該程序的番號(hào)如“O0001”后,再按向下的光標(biāo)鍵,即可將該番號(hào)的程序作為當(dāng)前加工程序。3)從PC機(jī)、軟盤或紙帶中輸入程序在PC機(jī)中,用通訊軟件設(shè)置好傳送端口及波特速率等參數(shù),連接好通訊電纜,將欲輸入的程序文件調(diào)入并作好輸出準(zhǔn)備,置機(jī)床端為“編輯”方式,按PROG功能鍵,再按下“操作”軟鍵,按“?”軟鍵,輸入欲存入的程序番號(hào),如“O0013”;然后,再按READ和EXEC軟鍵,程序即被讀入至存儲(chǔ)器內(nèi),同時(shí)在CRT上顯示出來(lái)。如果不指定程序號(hào),就會(huì)使用PC機(jī)、軟盤或紙帶中原有的程序番號(hào);如果機(jī)床存儲(chǔ)器已有對(duì)應(yīng)番號(hào)的程序,將出現(xiàn)“073”的報(bào)警。4)程序的編輯與修改①采用手工輸入和修改程序時(shí),所鍵入的地址數(shù)字等字符都是首先存放在鍵盤緩沖區(qū)內(nèi)。此時(shí),若要修改可用退格鍵CAN來(lái)進(jìn)行擦除重輸。當(dāng)一行程序數(shù)據(jù)輸入無(wú)誤后,可按INSERT鍵或ALTER鍵以插入或改寫的方式從緩沖區(qū)送到程序顯示區(qū)(同時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)),這時(shí)就不能再用CAN鍵來(lái)改動(dòng)了。②若要修改局部程序,可移光標(biāo)至要修改處,再輸入程序字,按“改寫(ALTER)”鍵則將光標(biāo)處的內(nèi)容改為新輸入的內(nèi)容;按“插入(INSERT)”鍵則將新內(nèi)容插入至光標(biāo)所在程序字的后面。若要?jiǎng)h除某一程序字,則可移光標(biāo)至該程序字上再按“刪除(DELET)”鍵。本系統(tǒng)中程序的修改不能細(xì)致到某一個(gè)字符上,而是以某一個(gè)地址后跟一些數(shù)字(簡(jiǎn)稱程序字)作為程序更改的最小單位。③若要?jiǎng)h除某一程序行,可移光標(biāo)至該程序行的開始處,再按“;”+DELETE鍵;若按“Nxxxx”+“DELETE”鍵,則將刪除多個(gè)程序行。

3.程序的空運(yùn)行調(diào)試空運(yùn)行調(diào)試的意義在于:

(1)用于檢驗(yàn)程序中有無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤。有相當(dāng)一部分可通過(guò)報(bào)警番號(hào)來(lái)分析判斷。

(2)用于檢驗(yàn)程序行走軌跡是否符合要求。從圖形跟蹤可察看大致軌跡形狀,若要進(jìn)一步檢查尺寸精度,則需要結(jié)合單段執(zhí)行按鍵以察看分析各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

(3)用于檢驗(yàn)工件的裝夾位置是否合理。這主要是從工作臺(tái)的行程控制上是否超界,行走軌跡中是否會(huì)產(chǎn)生各部件間的位置干涉重疊現(xiàn)象等來(lái)判斷。

(4)用于通過(guò)調(diào)試而合理地安排一些工藝指令,以優(yōu)化和方便實(shí)際加工操作。

空運(yùn)行操作方法。將光標(biāo)移至主程序開始處,或在編輯擋方式下按“復(fù)位(RESET)”鍵使光標(biāo)復(fù)位到程序頭部,再置工作方式為“自動(dòng)”擋,按下手動(dòng)操作面板上的“空運(yùn)行”開關(guān)至燈亮后,再按“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕,機(jī)床即開始以快進(jìn)速度執(zhí)行程序,由數(shù)控裝置進(jìn)行運(yùn)算后送到伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械工作臺(tái)實(shí)施移動(dòng)??者\(yùn)行時(shí),將無(wú)視程序中的進(jìn)給速度而以快進(jìn)的速度移動(dòng),并可通過(guò)“快速倍率”旋鈕來(lái)調(diào)整。有圖形監(jiān)控功能時(shí),若需要觀察圖形軌跡,可按數(shù)控操作面板上的GRAPH功能鍵切換到圖形顯示畫頁(yè)。

和數(shù)控銑床一樣,校驗(yàn)程序時(shí)還可利用“機(jī)械鎖定”、“Z軸鎖定”等開關(guān)按鍵的功能。機(jī)械鎖定時(shí),數(shù)控裝置內(nèi)部在按正常的程序進(jìn)程模擬插補(bǔ)運(yùn)算,屏幕上刀具中心的位置坐標(biāo)值同樣也在不停地變動(dòng),但從數(shù)控裝置往機(jī)械軸方向的控制信息通路被鎖住,所以,此時(shí)機(jī)械部件并沒(méi)有產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的移動(dòng)。若同時(shí)按下“機(jī)械鎖定”和“空運(yùn)行”按鈕,則可以暫時(shí)不用考慮出現(xiàn)機(jī)械軸超程和部件間的干涉等問(wèn)題,同時(shí)又可快速地檢驗(yàn)程序編寫的合理與否,及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并修改錯(cuò)誤,從而縮短程序調(diào)試的時(shí)間。

以上操作中,若出現(xiàn)報(bào)警信息都可通過(guò)按RESET(復(fù)位)鍵來(lái)解除。若出現(xiàn)超程報(bào)警,應(yīng)先將工作方式開關(guān)置“手動(dòng)”或“手輪”擋,再按壓相反方向的軸移動(dòng)方向按鍵;當(dāng)軸移至有效行程范圍內(nèi)后,按RESET(復(fù)位)按鍵解除報(bào)警。若在自動(dòng)運(yùn)行方式下出現(xiàn)超程,解除報(bào)警后,程序?qū)o(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。

1.正常加工運(yùn)行當(dāng)程序調(diào)試運(yùn)行通過(guò),工件裝夾、對(duì)刀操作等準(zhǔn)備工作完成后,即可開始正常加工。正常加工的操作方法和空運(yùn)行類似,只是應(yīng)先按壓“空運(yùn)行”按鍵至燈滅,以退出空運(yùn)行狀態(tài)。按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵開始加工運(yùn)行,按“進(jìn)給保持”鍵即處于暫停狀態(tài),再按“循環(huán)啟動(dòng)”鍵即可繼續(xù)加工運(yùn)行。1.5鉆、鏜固定循環(huán)及程序調(diào)試

在數(shù)控車削加工編程中,已經(jīng)介紹了采用固定循環(huán)編程的方便之處,而通過(guò)第3章的鉆孔編程實(shí)例可知,當(dāng)需要鉆多個(gè)孔時(shí),每一個(gè)孔的加工都至少需要幾段程序,程序量相當(dāng)大。盡管可用子程序調(diào)用技術(shù),但其功能也受到限制,特別是當(dāng)孔深不同時(shí),子程序處理起來(lái)難度也很大。本節(jié)介紹的固定循環(huán)則可以很方便地處理鉆、鏜加工編程問(wèn)題。在很多數(shù)控銑床中已經(jīng)具備鉆鏜固定循環(huán)的指令功能。1.5.1鉆、鏜固定循環(huán)的實(shí)現(xiàn)

1.固定循環(huán)的動(dòng)作組成如圖1-24所示,以立式數(shù)控機(jī)床加工為例,鉆、鏜固定循環(huán)動(dòng)作順序可分解為:

(1)X和Y軸快速定位到孔中心的位置上。

(2)快速運(yùn)行到靠近孔上方的安全高度平面(R平面)。

(3)鉆、鏜孔(工進(jìn))。

(4)在孔底做需要的動(dòng)作。

(5)退回到安全平面高度或初始平面高度。

(6)快速退回到初始點(diǎn)的位置。圖1-24固定循環(huán)動(dòng)作分解

2.固定循環(huán)指令格式

G90(G91)G99(G98)G73(~G89)X...Y...Z...R...Q...P...F...S...L...其中,G98、G99為孔加工完后的回退方式指令。G98指令是返回初始平面高度處,G99則是返回安全平面高度處。當(dāng)某孔加工完后還有其他同類孔需要接續(xù)加工時(shí),一般使用G99指令;只有當(dāng)全部同類孔都加工完成后,或孔間有比較高的障礙需跳躍的時(shí)候,才使用G98指令,這樣可節(jié)省抬刀時(shí)間。

G73~G89為孔加工方式指令,對(duì)應(yīng)的固定循環(huán)功能見表4-5。表1-5固定循環(huán)功能表X、Y為孔位中心的坐標(biāo);

Z為孔底的Z坐標(biāo)(G90時(shí)為孔底的絕對(duì)Z值,G91時(shí)為R平面到孔底平面的Z坐標(biāo)增量)。

R為安全平面的Z坐標(biāo)(G90時(shí)為R平面的絕對(duì)Z值,G91時(shí)為從初始平面到R平面的Z坐標(biāo)增量)。

Q在G73、G83間歇進(jìn)給方式中,為每次加工的深度;在G76、G87方式中,為橫移距離;在固定循環(huán)有效期間是模態(tài)值。

P為孔底暫停的時(shí)間,用整數(shù)表示,單位為ms。僅對(duì)G82、G88、G89有效。

F為進(jìn)給速度。

L為重復(fù)循環(huán)的次數(shù),L1可不寫,L0將不執(zhí)行加工,僅存儲(chǔ)加工數(shù)據(jù)。

3.各循環(huán)方式說(shuō)明

(1)G73--用于高速深孔鉆削。如圖1-25(a)所示,每次背吃刀量為q(用增量表示,在指令中給定);退刀量為d,由NC系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)參數(shù)設(shè)定。G73指令在鉆孔時(shí)是間歇進(jìn)給,有利于斷屑、排屑,適用于深孔加工。

(2)G74--用于左旋攻螺紋。如圖1-25(b)所示,執(zhí)行過(guò)程中,主軸在R平面處開始反轉(zhuǎn)直至孔底,到達(dá)后主軸自動(dòng)轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn),返回。圖1-25各種鉆鏜固定循環(huán)圖解(3)G76——精鏜。如圖1-25(c)所示,加工到孔底時(shí),主軸停止在定向位置上;然后,使刀頭沿孔徑向離開已加工內(nèi)孔表面后抬刀退出,這樣可以高精度、高效率地完成孔加工,退刀時(shí)不損傷已加工表面。刀具的橫向偏移量由地址Q來(lái)給定,Q總是正值,移動(dòng)方向由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。

(4)G81--一般鉆孔循環(huán),用于定點(diǎn)鉆,如圖1-25(d)所示。

(5)G82——可用于鉆孔、鏜孔。動(dòng)作過(guò)程和G81類似,但該指令將使刀具在孔底暫停,暫停時(shí)間由P指定??椎讜和?纱_??椎灼秸?。常用于做锪孔、做沉頭臺(tái)階孔。(6)G83——深孔鉆削。如圖1-25(e)所示,q、d與G73相同,G83和G73的區(qū)別是:G83指令在每次進(jìn)刀q深度后都返回安全平面高度處,再下去作第二次進(jìn)給,這樣更有利于鉆深孔時(shí)的排屑。

(7)G84——右旋攻螺紋。G84指令和G74指令中的主軸轉(zhuǎn)向相反,其他和G74相同。

(8)G85——鏜孔。動(dòng)作過(guò)程和G81一樣,G85進(jìn)刀和退刀時(shí)都為工進(jìn)速度,且回退時(shí)主軸照樣旋轉(zhuǎn)。

(9)G86——鏜孔。動(dòng)作過(guò)程和G81類似,但G86進(jìn)刀到孔底后將使主軸停轉(zhuǎn),然后快速退回安全平面或初始平面。由于退刀前沒(méi)有讓刀動(dòng)作,快速回退時(shí)可能劃傷已加工表面,因此只用于粗鏜。(10)G87——反向鏜孔。如圖1-25(f)所示,執(zhí)行時(shí),X、Y軸定位后,主軸準(zhǔn)停,刀具以反刀尖的方向偏移,并快速下行到孔底(此即其R平面高度)。在孔底處,順時(shí)針啟動(dòng)主軸,刀具按原偏移量擺回加工位置,在Z軸方向上一直向上加工到孔終點(diǎn)(此即其孔底平面高度)。在這個(gè)位置上,主軸再次準(zhǔn)停后刀具又進(jìn)行反刀尖偏移,然后向孔的上方移出,返回原點(diǎn)后刀具按原偏移量擺正,主軸正轉(zhuǎn),繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。

(11)G88——鏜孔。如圖1-25(g)所示,加工到孔底后暫停,主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng),自動(dòng)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)狀態(tài),用手動(dòng)將刀具從孔中退出到返回點(diǎn)平面后,主軸正轉(zhuǎn),再轉(zhuǎn)入下一個(gè)程序段自動(dòng)加工。(12)G89——鏜孔。此指令與G86相同。但在孔底有暫停。在使用固定循環(huán)指令前,必須使用M03或M04指令啟動(dòng)主軸;在程序格式段中,X、Y、Z或R指令數(shù)據(jù)應(yīng)至少有一個(gè)才能進(jìn)行孔的加工;在使用帶控制主軸回轉(zhuǎn)的固定循環(huán)(如G74、G84、G86等)中,如果連續(xù)加工的孔間距較小,或初始平面到R平面的距離比較短時(shí),會(huì)出現(xiàn)進(jìn)入孔正式加工前,主軸轉(zhuǎn)速還沒(méi)有達(dá)到正常的轉(zhuǎn)速的情況,影響加工效果。因此,遇到這種情況,應(yīng)在各孔加工動(dòng)作間插入G04指令,以獲得時(shí)間,讓主軸能恢復(fù)到正常的轉(zhuǎn)速。1.5.2點(diǎn)位加工編程實(shí)例與調(diào)試如圖1-26(a)所示零件,共有13個(gè)孔,需要使用三把直徑不同的刀具,其刀具號(hào)、刀具直徑和刀桿長(zhǎng)度如圖(b)所示,分別按H11=200,H15=190,H31=150設(shè)置刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。全部都是鉆、鏜點(diǎn)位加工,不需使用刀徑補(bǔ)償,均采用鉆鏜固定循環(huán)編程。圖1-26固定循環(huán)編程圖例其編程如下:1.6綜合加工技術(shù)1.6.1用戶宏指令編程宏指令編程是指像高級(jí)語(yǔ)言一樣,可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算(+、-、*、/)、邏輯運(yùn)算(AND、OR、NOT)和函數(shù)(SIN、COS等)混合運(yùn)算的程序編寫形式。在宏程序形式中,一般都提供循環(huán)、判斷、分支和子程序調(diào)用的方法,可用于編制各種復(fù)雜的零件加工程序。當(dāng)不具備自動(dòng)編程輔助手段,數(shù)控系統(tǒng)的指令功能有限,但卻提供宏程序功能時(shí),熟練應(yīng)用宏程序指令進(jìn)行編程,可以顯著地增強(qiáng)機(jī)床的加工能力,同時(shí)可精簡(jiǎn)程序量。

各種數(shù)控系統(tǒng)的宏程序格式和用法均有所不同。比如T-600M系統(tǒng)使用V1~V99來(lái)規(guī)定變量符號(hào),用[V1=...],[V2=...]等形式來(lái)設(shè)定變量和給變量賦值,在調(diào)用宏程序時(shí)還可傳值調(diào)用。FANUC-3MA數(shù)控系統(tǒng)是使用#100、#101...等來(lái)規(guī)定變量名,用G65指令按一定的格式來(lái)設(shè)置變量和賦值。HCNC-1M數(shù)控系統(tǒng)也是使用#0、#1、...、#1199等作變量名,直接用#1=...、#2=...等形式設(shè)定變量和賦值。在一個(gè)程序中,宏指令和NC系統(tǒng)指令可混合使用,主、子程序的調(diào)用關(guān)系基本上還是和前面介紹的一樣,用M98、M99指令進(jìn)行。FANUC-3MA系統(tǒng)中宏指令格式為:

G65HmP#iQ#jR#k其中,m取01~99,表示宏指令功能,見表4-6;#i為運(yùn)算結(jié)果的變量名;#j為待運(yùn)算的變量名1(或常數(shù));#k為待運(yùn)算的變量名2(或常數(shù))。表1-6FANUC-3MA系統(tǒng)的宏指令功能定義例如:G65H02P#100Q#102R#103,即表示#100=#102+#103;G65H26P#101Q#102R#103,即表示#101=(#101×#102)/#103。表1-7HCNC-1M系統(tǒng)的宏指令主要使用規(guī)范T-600M與HCNC-1M數(shù)控系統(tǒng)的宏指令基本上就和高級(jí)語(yǔ)言(如FOXBASE、BASIC等)一樣直接采用數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式,比較直觀、容易理解。例如,在HCNC-1M系統(tǒng)中可直接使用如下表達(dá)式進(jìn)行賦值:#2=175/SQRT[2]*COS[55*PI/180]#3=150.0等。在圖1-27所示零件上需要鉆6個(gè)均勻分布的孔,而且孔口要刮平。分別采用FANUC-3MA、HCNC-1M、T-600M系統(tǒng)宏指令編程,變量定義見表4-8。圖1-27宏指令編程圖例表1-8宏變量定義當(dāng)使用FANUC-3MA數(shù)控系統(tǒng)時(shí),編程如下:程序含義O0015N101G65H01P#500Q0G65H01P#501Q0G65H01P#502Q100000G65H01P#503Q0G65H01P#504Q6G65H01P#505Q-41000G65H01P#506Q-25000N102G92X0Y0Z0

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