数控铣床与加工中心的编程

3)在具有自动交换工作台时，一个工件在加工 时，另一个工作台可以实现工件的装夹，从而大 大缩短辅助时间，提高加工效率。
4)刀具容量越大，加工范围越广，加工的柔 性化程序越高。
5) 加工中心通常具有多个进给轴(三轴以上)， 甚至多个主轴，因此能够完成多个平面和多个角 度位置的加工，实现复杂零件的高精度定位和精 确加工。
4、加工中心的换刀形式
自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。 带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成， 它是多工序数控机床上最广泛的换刀方法。
1) 刀库的种类
直线刀库
圆盘刀库
链式刀库
格 子 箱 式 刀 库
多面式刀库
2) 换刀方式
(1)无机械手换刀。
必须首先将用过的刀具送分类： (1) 转塔头加工中心。转塔头加工中心有立 式和卧式两种。主轴数一般为6～12个，换刀时 间短、数量少、主轴转塔头定位精度要求较高。 (2) 刀库+主轴换刀加工中心。这种加工中心 特点是无机械手式主轴换刀，利用工作台运动及 刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。
(3) 刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种 加工中心结构多种多样，由于机械手卡爪可同 时分别抓住刀库上所选的刀和主轴上的刀，换 刀时间短。并且选刀时间与切削加工时间重合， 因此得到广泛应用。
底底 座座
7 6 5
4
3 2 1
9 10
操操 作作面面板 板 光光 电电读读带 机带 机
刀刀 库库 数 数控控柜柜 纸 带 纸读带 读入入装装置置
换换 刀刀机机械 手械 手
主主 轴轴箱 箱
操操作作面 板面 板
纵向 工纵作 向台 （工X ） 作 台 (X) 横向 工横作向台 （工Y ）作 台 (Y)
8) 宏程序功能 该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列
指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便 性。
9) 数据输入输出及DNC功能 该功能主要用来实现数控系统与相关设备之间的数
据输入输出，保证大的加工程序的执行。当程序过大， 超过系统存储空间时，可以采用计算机直接控制数控加 工模式，即DNC功能。
5) 比例及镜像加工功能 镜像加工又称轴对称加工，如果一个零件的形状
关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的 程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实 现。
6) 旋转功能 该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任 意角度来执行。 7) 子程序调用功能
有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的 轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程序， 在需要的位置上重复调用，就可以完成对该零件的 加工。
工具系统的组成 1-主轴；2-刀柄；3-换刀机械手；4-中间模块；5-刀具刀柄
2) 刀柄 数控铣床和加工中心上使用的刀具种类繁多，而每
种刀具都有其一定的结构和使用方法，要想实现刀具在 主轴上的固定，必须有一个中间装置，该装置必须能够 装夹刀具且实现主轴上准确定位，而这个中间装置就是 刀柄。
3）拉钉 数控铣床和加工中心拉钉的尺寸也已标准化。ISO或 GB规定了A型和B型两种形式的拉钉，其中A型拉钉用于 不带钢球的拉紧装置，而其中B型拉钉用于带钢球的拉 紧装置。刀柄及拉钉的具体尺寸可查阅相关的标准规定。
4) 弹簧夹套及中间模块 弹簧夹套有两种，即ER弹簧夹套和KM弹簧 夹套，其中前者用于切削力较小的场合，而后者 多用于强力铣削的场合。 中间模块是刀柄与刀具之间的中间连接装置， 通过中间模块的使用，提高刀柄的通用性能。 5）数控铣床和刀具中心的种类
10) 自诊断功能 自诊断是数控系统在运转中的自我诊断，它是数控
系统的一项重要功能，对数控机床的维修具有重要的作 用。
6、 数控铣床和加工中心的工具系统
1) 工具系统 工具系统是刀具与数控铣床和加工中心的连接部分 ，通常由刀具、刀柄、拉钉及中间模块等组成，如 图所示，起到固定刀具及传递动力的作用。
出新刀具，这两个动作不可
机
能同时进行，因此换刀时间
械
长。
手 式
(2)机械手换刀。
换
采用机械手进行刀具交
刀
换的方式应用得最为广泛，
这是因为机械手换刀有很大
的灵活性，而且可以减少换
刀时间。
5、数控铣床、加工中心的主要功能
1)点位控制功能 此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加 工。 2) 连续轮廓控制功能 此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线 的加工。 3) 刀具半径补偿功能 此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不 必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编程时的复 杂数值计算。 4) 刀具长度补偿功能 此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对 刀具长度尺寸调整的要求。
底底座 座
3、加工中心的编程特点
加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控 机床，具有数控镗、铣、钻床的综合功能。
与其它数控机床相比，具有以下特点： 1)加工工件复杂，工艺流程很长时，能排除
工艺流程中的人为干扰因素，具有较高的生产效 率和质量稳定性。
2)由于工序集中和具有自动换刀装置，工件 在一次装夹后能完成有精度要求的铣、钻、镗、 扩、铰、攻丝等复合加工。
(4) 刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。 这种加工中心在主轴上的刀具进行切削时，通 过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非 切削主轴上。当主轴上的刀具切削完毕后，转 塔头即回转，完成换刀工作，换刀时间短。
刀刀 库库
主主 轴轴 纵 纵向向工工 作作台 （台X）(X ) 横 向横 向工工 作作台 台（ Z ）(Z )
数控铣床与加工中 心的编程
2.1 数控铣床和加工中心编程基础
数控铣床
加工中心
1．数控铣床 根据数控机床的用途进行分类，用于完成铣
削加工或镗削加工的数控机床成称为数控铣 床。数控铣床根据主轴放置形式的不同可分 成立式、卧式和立卧两用三种形式。如图2-1 为立式数控铣床。
2．加工中心
通常所指的加工中心（MC）是指带有刀库和
刀具自动交换装置（Automatic Tool Changer
-ATC）的数控铣床。 按功能特征分类： (1) 镗铣加工中心。有一般立式、卧式镗铣
加工中心和龙门式加工中心等种类。 (2) 钻削加工中心。它以钻削为主，刀库形
式以转塔头形式为主。 (3) 复合加工中心。它主要指五轴复合加工，
可自动回转主轴头，进行立卧加工。