加工中心编程举例1

4)自动换刀指令Ｍ06
从PLC控制上看机床换刀程序达900多步，很难读懂其工 作原理。在此，略运去ATC数据交换、传递、存储及刀号 存储等内容，把换刀动作简述如下：CNC换刀指令（M06） →刀套下降→下降到位→机械手转动→转动减速→转动到 位（X4.7）→主轴刀松开→松开到位→机械手转动→转动 减速→转动到位→主轴刀夹紧→夹紧到位（X2.5）→机械 手逆转→机械原位，换刀完成。其中，机械手的快、慢速 由变频器实现，电动机转动时带动机械凸轮传动实现机械 手的上升、下降。
由于加工中心工序集中和具有自动换刀的特点， 故零件的加工工艺应尽可能符合这些特点，尽可能 地在一次装夹情况下完成铣、钻、镗、铰、攻丝等 多工序加工。
由于加工中心具备了高刚度和高功率的特点，故 在工艺上可采用大的切削用量，以便在满足加工精 度条件下尽量节省加工工时。
选用加工中心作为生产设备时，必须采用合理的 工艺方案，以实现高效率加工。
X3= -345.700mm Y3= -196.220mm Z3=-53.165mm 设在G54中，则表明在数控系 统中设定了1号工件加工坐标。 设置页面图。
2）G54～G59在加工程序中出现时，即选择了相应的加工坐标系。
2）参考点控制指令（G28、 G29）
（1）、自动原点复归 G28(或Ｇ30)
G02 X32.0 Z-36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z-40.0 ; N200 G01 X36.0 Z-50.0 ; G28 X40.0 Z5.0 T0000 ;
M05 M00 ;
T0202 ;（切槽刀） G29 X20.0 Z-15.0 M03 ; G01 X15.0 F20 ; G04 X2.0 ; G00 X20.0 ; G28 X40.0 Z5.0 T0000 ; M05 M00 ; T0303 ;（螺纹车刀） G29 X20.0 Z5.0 M03 ; G82 X17.3 Z-16.0 F1.0 ; G82 X16.9 Z-16.0 ; G82 X16.7 Z-16.0 ; G28 X40.0 Z5.0 T0000 ; M05 M02;
7）、在对加工中心进行换刀动作的编程安排 时，应考虑如下问题：
1）、换刀动作前必须使主轴准停（用M19指令）。
2）、换刀点的位置应根据所用机床的要求安排，有的机床要 求必须将换刀位置安排在参考点处或至少应让Z轴方向返回参考 点。（使用G28 ）
3）、换刀完毕后，可使用G29指令返回到下一道工序的加工起 始位置。
2、常用编程指令：
机床坐标系的设定指令 自动原点复归指令：G28、G29 调用子程序指令 自动换刀指令：M06 主轴准停：M19 选刀指令：Txx
3、加工中心加工工艺
XH713A立式加工中心
刀库
换刀过程
机械手换刀动作过程 工艺准备
工艺方案
1）XH713A立式加工中心
进给Z轴
Z轴伺服电机
G55
格式
G56 G57
G58
G59
1、G54～G59是系统预置的六个坐标系， 可根据需要选用。
2、G54～G59建立的工件坐标原点是相对 于机床原点而言的，在程序运行前已设定 好，在程序运行中是无法重置的。
3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在 机床坐标系中的坐标值可用MDI方式输入， 系统自动记忆。
M06---自动换刀指令。本指令将驱动机械手进行 换刀动作， 但并不包括刀库转动的选刀动作。
M19---主轴准停。本指令将使主轴定向停止，确保主轴停 止的方位和装刀标记方位一致。 Txx ---选刀指令。是用以驱动刀库电机带动刀库转动而实施 选刀动作的。T指令后跟的两位数字，是将要更换的刀具地 址号。
(a) 分度：将刀盘上接收刀具的空刀座转到换刀所需的预定位置。 (b)接刀：活塞杆推出，将空刀座送至主轴下方，并卡住刀柄定
位槽。
(c) 卸刀：主轴松刀，铣头上移至参考点。 (d) 再分度：再次分度回转，将预选刀具转到主轴正下方。 (e)+(f): 装刀：铣头下移，主轴抓刀，活塞杆缩回，刀盘复位。
4）加工中心的工艺准备
O0018 G92 X0 Z0; G90 G00 X40.0 Z5.0 M03 ; T0101;（外圆车刀） G71 U1 R2 P100 Q200
X0.2 Z0.2 F50 ; N100 G00 X18.0 Z5.0 ;
G01 X18.0 Z-15.0 F30 ; X22.0 Z-25.0 ; X22.0 Z-31.0 ;
（应用广泛）
刀库形式
鼓轮式刀库：结构简单、紧凑、应用广 链式刀库：刀库容量大
（2）刀库形式
a）
b）
c）
导轨
张紧板
d）
刀座 链条
链式刀库
链轮
鼓轮式刀库 的几种形式 a.径向取刀 b.轴向取刀 c.径向布置 d.角度布置
（3）换刀过程
自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。
当执行到 Txx 指令即选刀指令后，刀库自动将要用的
（主轴上和刀库上） 3、取刀：
（a）
（ b）
活塞杆推动机械手下行。
4、交换刀具位置： 机械手回转180°。
5、装刀：
活塞杆上行，将更换后的刀具装 （c）
（d）
入主轴和刀库。
刀库移动-主轴升降式换刀过程
电机 气缸
直线导轨
主轴
刀库刀盘 （a）
（b）
（c）
（d）
（e）
（f）
机械手换刀动作过程
刀库
油缸
1、主轴箱回参考点，主轴准停。
参考点控制指令（ G28 、G29）
（2）、由原点（经中间点）自动返回指定点 G29
➢ 格式： G29 X _ Y
其中，X、Y 为指令的定位终点位置。
说明：
（1）执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移 到由前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程 序指令的目标点快速定位。通常该指令紧跟在一个 G28指令之后。
使用子程序需要注意的几点
1）主程序中的模态指令G代码可被子程序中同 一组的其他代码所更改。如主程序中的G90被 子程序中同一组的G91更改，从子程序返回时 主程序也变为G91状态。
2）最好不要在刀具补偿状态下的主程序中调用 子程序，否则很容易出现过切等错误。
（1）编程要点
1、进行合理的工艺分析，安排加工工序。 2、根据批量等情况，决定采用自动换刀 还是手动换刀。 3、自动换刀要留出足够的换刀空间。 4、尽量把不同工序内容的程序，分别做成子程序，主程序内 容主要是完成换刀及子程序调用，以便于程序调试和调整。 5、尽可能地利用机床数控系统本身所提供的镜象、旋转、固 定循环及宏指令编程处理的功能，以简化程序量。 6、若要重复使用程序，注意第1把刀的编程处理。
在机床选用上，应了解各类加工中心的规格、最佳 使用范围和功能特点。
卧式加工中心最适宜的零件如箱体、泵体、阀体、 壳体等，适合多面加工，多次更换夹具和工艺基准 的零件。
立式加工中心最适宜的是板类零件如箱盖、盖板、 壳体、平面凸轮等单面加工零件，适合工件装夹次 数较少的零件。
6）加工中心编程
加工中心的编程除了增加了自动换刀的功能指令外，其它和 数控铣床编程基本相同。
➢ 格式： G28 X _ Y _
其中，X、Y 为指定的中间点位置。
说明：
（1）执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指令的中间点位 置，然后自动返回原点,系统对中间点有记忆功能。
（2）在G90时为指定点在工件坐标系中的坐标；在G91时为指令点相对 于起点的位移量。
（3）G28指令前要求机床在通电后必须 (手动) 返回过一次参考点。 （4）使用G28指令时，必须预先取消刀补量。 （5） G28为非模态指令。 （6）自动换刀（M06）之前，必须使用此指令
4）、换刀完毕后，安排重新启动主轴的指令。
5）、为了节省自动换刀时间，可考虑将选刀动作与机床加工动 作在时间上重合起来。
4、常用指令举例
1)工件坐标系选择G54～G59 2)参考点控制指令（G28、G29） 3) 选刀指令：Txx
1）预置工件坐标系
指令：工件坐标系选择G54～G59
说明：
G54
5)、子程序调用
格式：M98 P— L —
P后边的数字为子程序的号码。 L后边的数字为子程序的调用次数。当省略时为子程序被 调用一次。 从子程序返回到主程序用M99，既子程序的结束代码为M99。 在使用子程序时，不但可以从主程序中调用子程序，而且 也可以从子程序中调用其他子程序，这称为子程序嵌套。一 般多用二重嵌套。
4、使用该组指令前，必须先回参考点。
5、G54～G59为模态指令，可相互注销。
Z轴
Y轴 X轴
Y轴偏置量
Z 轴 偏 置 量
X轴偏置量
机床原点
工件原点
Y轴 Z轴
X轴 Z轴偏置量
Y轴 偏 置 量
X轴偏置量
机床原点
工件原点
立式数控机床的坐标系
卧式数控机床的坐标系
1）G54～G59为设定加工坐标 系指令。G54对应一号工件坐 标系，其余以此类推。可在 MDI 方式的参数设置页面中， 设定加工坐标系。如对已选定 的加工原点O3，将其坐标值
（2）在G90时X、Z 为终点在工件坐标系中的坐标； 在G91时为终点相对于中间点的位移量。
（3）G29为非模态指令，只在指令的程序段有效。
举例
G91 G28 Z0
Z轴经增量值为０的点复归到参考点
G91 G30 Ｙ0.0 M06 Y轴经增量值为０的点复归到参考点、自动换刀
G90 G28 X800.0 Y700.0 (A B W) ………………………………………..
护线架
数控系统及 其操作面板
斗笠式刀库
活动防护门 机床本体