1、加工中心加工中心 3.3數控電加工機床數控電加工機床 3.4本章小結本章小結3.5 加工中心是全功能型數控機床，通常帶有加工中心是全功能型數控機床，通常帶有刀庫、自動換刀裝置和回轉工作臺，可實現多軸刀庫、自動換刀裝置和回轉工作臺，可實現多軸聯動控制。聯動控制。 特點：加工過程中，數控系統根據程序控制特點：加工過程中，數控系統根據程序控制機床自動選擇和更換刀具，由程序控制工作臺的機床自動選擇和更換刀具，由程序控制工作臺的回轉或分度，連續地對各加工表面自動地進行銑回轉或分度，連續地對各加工表面自動地進行銑（車）、鉆、擴、鉸、鏜、锪、攻螺紋等多種工（車）、鉆、擴、鉸、鏜、锪、攻螺紋等多種工序的加工；

2、序的加工； 適用范圍：加工凸輪、箱體、支架、蓋板、適用范圍：加工凸輪、箱體、支架、蓋板、模具等各種復雜型面的零件。模具等各種復雜型面的零件。1. 按機床形態分按機床形態分（1）立式加工中心）立式加工中心 結構特點：主軸軸心線為垂直狀態結構特點：主軸軸心線為垂直狀態 常見結構形式如圖所示：工作臺為長方形，常見結構形式如圖所示：工作臺為長方形，無分度回轉功能。無分度回轉功能。 適用與加工盤、適用與加工盤、套、板類零件。套、板類零件。立式加工中心通常立式加工中心通常有三個直線運動坐標。有三個直線運動坐標。 立式加工中心特點：裝夾方便，便于操作，立式加工中心特點：裝夾方便，便于操作，易于觀察加工情況，

3、調試程序容易，應用廣泛。易于觀察加工情況，調試程序容易，應用廣泛。但受立柱高度及換刀裝置的限制，不能加工太高但受立柱高度及換刀裝置的限制，不能加工太高的零件。在加工型腔下凹的型面時，切屑不易排的零件。在加工型腔下凹的型面時，切屑不易排出，嚴重時會損壞刀具，破壞已加工表面，影響出，嚴重時會損壞刀具，破壞已加工表面，影響加工的順利進行。加工的順利進行。（2）臥式加工中心）臥式加工中心 結構特點：主軸軸心線為水平狀態結構特點：主軸軸心線為水平狀態 常見結構形式常見結構形式如圖所示：移動式如圖所示：移動式立柱，工作臺不升立柱，工作臺不升降，降，T形床身。形床身。 臥式加工中心一般具有三軸聯動，三四個運

4、臥式加工中心一般具有三軸聯動，三四個運動坐標。常見的是三個直線坐標動坐標。常見的是三個直線坐標X、Y、Z聯動和聯動和一個回轉坐標一個回轉坐標B分度，它能夠在一次裝夾下完成分度，它能夠在一次裝夾下完成四個面的加工，最適合加工箱體類零件。四個面的加工，最適合加工箱體類零件。 臥式加工中心的特點：調試程序及試切時不臥式加工中心的特點：調試程序及試切時不便觀察，加工時不便監視，零件裝夾和測量不方便觀察，加工時不便監視，零件裝夾和測量不方便，但加工時排屑容易，對加工有利。便，但加工時排屑容易，對加工有利。（3）龍門式加工中心）龍門式加工中心(如下圖所示如下圖所示) 龍門式加工中心主軸多為垂直設置。帶有龍

5、門式加工中心主軸多為垂直設置。帶有自動換刀裝置，及可更換的主軸頭附件。自動換刀裝置，及可更換的主軸頭附件。 （4）萬能加工中心）萬能加工中心 (又稱五面加工中心又稱五面加工中心 ) 常見兩種形式常見兩種形式(如下圖所示如下圖所示) 一種是主軸可以旋轉一種是主軸可以旋轉90(a)； 另一種是主軸不改變方向，而工作臺帶著工另一種是主軸不改變方向，而工作臺帶著工件旋轉件旋轉90(b)。（5）虛軸加工中心）虛軸加工中心(又稱又稱“并聯運動機床并聯運動機床” ) 虛軸機床的基本結構是由一個動平臺、一虛軸機床的基本結構是由一個動平臺、一個定平臺和六根長度可變的連桿構成。動平臺上個定平臺和六根長度可變的連桿

6、構成。動平臺上裝有機床主軸和刀具，定平臺（或者與定平臺固裝有機床主軸和刀具，定平臺（或者與定平臺固連的工作臺）上安裝工件，六根桿實際是六個滾連的工作臺）上安裝工件，六根桿實際是六個滾珠絲杠螺母副，它們將兩個平臺連在一起，同時珠絲杠螺母副，它們將兩個平臺連在一起，同時將伺服電動機的旋轉運動轉換為直線運動，從而將伺服電動機的旋轉運動轉換為直線運動，從而不斷改變六根桿的長度，帶動動平臺產生六自由不斷改變六根桿的長度，帶動動平臺產生六自由度的空間運動，使刀具在工件上加工出復雜地三度的空間運動，使刀具在工件上加工出復雜地三維曲面。由于這種機床上沒有導軌、轉臺等表征維曲面。由于這種機床上沒有導軌、轉臺等表

7、征坐標軸方向的實體構件，故稱為虛軸機床坐標軸方向的實體構件，故稱為虛軸機床 2. 按換刀形式分按換刀形式分 （1）帶刀庫、機械手的加工中心）帶刀庫、機械手的加工中心 換刀裝置由刀庫和機械手組成，換刀動作由換刀裝置由刀庫和機械手組成，換刀動作由機械手完成。這是加工中心采用最普遍的形式。機械手完成。這是加工中心采用最普遍的形式。 （2）無機械手的加工中心）無機械手的加工中心 換刀通過刀庫和主軸箱的配合動作來完成。換刀通過刀庫和主軸箱的配合動作來完成。多用于小型加工中心。多用于小型加工中心。 （3）轉塔刀庫式加工中心）轉塔刀庫式加工中心 一般在小型立式加工中心上采用轉塔刀庫一般在小型立式加工中心上采

8、用轉塔刀庫形式，主要以加工孔為主。形式，主要以加工孔為主。ZH5120型立式鉆削型立式鉆削加工中心就是轉塔刀庫式加工中心。加工中心就是轉塔刀庫式加工中心。 3. 按加工精度分按加工精度分 （1）普通加工中心）普通加工中心 分辨率為分辨率為1m，最大進給速度為，最大進給速度為1525m/min，定位精度定位精度10m左右。左右。 （2）高精度加工中心）高精度加工中心 分辨率為分辨率為0.1m，最大進給速度為，最大進給速度為15100m/min，定位精度為定位精度為2m左右。介于左右。介于210m之間的，以之間的，以5m較多，稱為精密級加工中心。較多，稱為精密級加工中心。4. 按數控系統功能分按數

9、控系統功能分 根據數控系統控制功能的不同：分為三軸二聯根據數控系統控制功能的不同：分為三軸二聯動、三軸三聯動、四軸三聯動、五軸四聯動、六軸動、三軸三聯動、四軸三聯動、五軸四聯動、六軸五聯動等類型。三軸、四軸是指加工中心具有的運五聯動等類型。三軸、四軸是指加工中心具有的運動坐標數，聯動是指控制系統可以同時控制運動的動坐標數，聯動是指控制系統可以同時控制運動的坐標數。同時可控軸數越多，加工中心的加工和適坐標數。同時可控軸數越多，加工中心的加工和適應能力越強。應能力越強。5. 按工作臺的數量和功能分按工作臺的數量和功能分 單工作臺、雙工作臺及多工作臺加工中心。多單工作臺、雙工作臺及多工作臺加工中心。

10、多工作臺加工中心有兩個以上可更換的工作臺，通過工作臺加工中心有兩個以上可更換的工作臺，通過運送軌道可把加工完的工件連同工作臺（托盤）一運送軌道可把加工完的工件連同工作臺（托盤）一起移出加工部位，然后把裝有待加工工件的工作臺起移出加工部位，然后把裝有待加工工件的工作臺（托盤）送到加工部位。（托盤）送到加工部位。1. 加工中心的主要加工對象加工中心的主要加工對象 （1）既有平面又有孔系的零件）既有平面又有孔系的零件 箱體類零件箱體類零件 ；盤、套、板類零件盤、套、板類零件 （2）結構形狀復雜、普通機床難加工的零件）結構形狀復雜、普通機床難加工的零件 凸輪類；凸輪類； 整體葉輪類；整體葉輪類； 模具

11、類模具類 ； （3）外形不規則的異形零件）外形不規則的異形零件 （4）周期性投產的零件）周期性投產的零件 （5）加工精度要求較高的中小批量零件）加工精度要求較高的中小批量零件 （6）新產品試制中的零件）新產品試制中的零件 2. 加工中心的基本組成：加工中心的基本組成： （1）基礎部件）基礎部件 它是加工中心的基礎結構，它是加工中心的基礎結構，由床身、立柱、工作臺等組成，由床身、立柱、工作臺等組成， （2）主軸部件）主軸部件 由主軸箱、主軸電動機、主由主軸箱、主軸電動機、主軸、主軸軸承等零件組成。軸、主軸軸承等零件組成。 （3）數控系統）數控系統 單臺加工中心的數控部分由單臺加工中心的數控部分由

12、CNC裝置、可編程序控制器、伺服驅動裝置以及裝置、可編程序控制器、伺服驅動裝置以及電機等部分組成。電機等部分組成。 （4）自動換刀系統）自動換刀系統 （5）自動托盤交換系統）自動托盤交換系統 （6）輔助裝置）輔助裝置 包括潤滑、冷卻、排屑、防包括潤滑、冷卻、排屑、防護、液壓、氣動、檢測系統等部分。護、液壓、氣動、檢測系統等部分。 以以FUNAC-6M系統的系統的JCS-018A立式加立式加工中心為例。工中心為例。1. 數控系統的功能數控系統的功能 見表見表3-133-16； 要求：了解該系統的基本性能；熟記常要求：了解該系統的基本性能；熟記常用的用的G、M功能碼。功能碼。2. 有關坐標系的指令

13、有關坐標系的指令（1）建立工件坐標系指令）建立工件坐標系指令G54（G54G59） 與數控銑床相同，可用與數控銑床相同，可用G54（G54G59）指令）指令進行設定。進行設定。 指令格式：（指令格式：（G90）G54； （G90）G54 G00 X Y Z ； 其中：其中：X Y Z 為刀具移動到工件坐標系里為刀具移動到工件坐標系里的位置。的位置。（2）建立工件極坐標指令）建立工件極坐標指令G15、G16 指令格式：指令格式：G16； G15； 其中：其中：G16為建立極坐標系指令；為建立極坐標系指令；G15為取消為取消極坐標系指令。極坐標系指令。 當指定當指定XY平面時（平面時（G17），）

14、，+X軸為極軸，程軸為極軸，程序中指定序中指定X為極徑，指定為極徑，指定Y為極角；當指定為極角；當指定XZ平面平面時（時（G19），），+Y軸為極軸，程序中指定軸為極軸，程序中指定Y為極徑，為極徑，指定指定Z為極角。為極角。3. 返回參考點（機床零點）指令返回參考點（機床零點）指令 （1）自動返回參考點指令）自動返回參考點指令G28 在加工中進行自動換刀時，一般執行自動返在加工中進行自動換刀時，一般執行自動返回參考點指令回參考點指令G28，可使各軸快速返回參考點定位。，可使各軸快速返回參考點定位。使用使用G28指令時，必須先取消刀具半徑補償，而指令時，必須先取消刀具半徑補償，而G28指令包含撤

15、消刀具長度補償、主軸停止、切削指令包含撤消刀具長度補償、主軸停止、切削液關閉等功能。液關閉等功能。 指令格式：指令格式：G28 X Y Z ； 其中：其中：G28為自動返回參考點指令，為自動返回參考點指令，X Y Z 為中間點坐標值。為中間點坐標值。（2）從參考點返回指令）從參考點返回指令G29 執行該指令時，各軸快速移動到執行該指令時，各軸快速移動到G28指定的中指定的中間點，再移動到返回點（間點，再移動到返回點（G29指定的指定的X、Y、 Z）上）上定位。如果在定位。如果在G29指令前沒有指定中間點，則執行指令前沒有指定中間點，則執行G29時，各軸經程序零點，移動到返回點上定位。時，各軸經

16、程序零點，移動到返回點上定位。通常通常G28和和G29配合使用，使機床換刀后直接返回配合使用，使機床換刀后直接返回加工點，而不必計算中間點和參考點之間的實際距加工點，而不必計算中間點和參考點之間的實際距離。離。 指令格式：指令格式：G29 X Y Z ； 其中：其中：G29為從參考點返回指令；為從參考點返回指令；X Y Z 為返回點坐標值。為返回點坐標值。（3）準停校驗指令）準停校驗指令G09 含有含有G09指令的程序段在終點處進給指令的程序段在終點處進給速度減速到零，然后執行下一個程序段，速度減速到零，然后執行下一個程序段，用此指令可使被加工零件在尖角處形成尖用此指令可使被加工零件在尖角處形

17、成尖銳的棱角。銳的棱角。G09指令為非模態指令，僅在指令為非模態指令，僅在本程序段有效。本程序段有效。4. 刀具補償功能刀具補償功能 程序中的刀具運動軌跡都是刀具中心的軌跡。程序中的刀具運動軌跡都是刀具中心的軌跡。在輪廓、端面或孔的加工中，由于使用的刀具直在輪廓、端面或孔的加工中，由于使用的刀具直徑和長度不同，對同一個零件，會編寫出不同的徑和長度不同，對同一個零件，會編寫出不同的程序。如果刀具磨損了又必須修改程序。這種方程序。如果刀具磨損了又必須修改程序。這種方法顯然不符合實際加工的要求。刀具補償功能可法顯然不符合實際加工的要求。刀具補償功能可以解決這一問題。編程時，只需按零件圖的尺寸以解決這

18、一問題。編程時，只需按零件圖的尺寸編程，使用刀具補償功能，并在數控系統的編程，使用刀具補償功能，并在數控系統的“刀刀具參數設定具參數設定”頁面上輸入相應的刀具參數，執行頁面上輸入相應的刀具參數，執行程序時，刀具中心根據給定的數據自動補償，保程序時，刀具中心根據給定的數據自動補償，保證用不同尺寸的刀具加工出相同尺寸的零件。當證用不同尺寸的刀具加工出相同尺寸的零件。當刀具磨損后，只需要修改相應的刀具參數而不必刀具磨損后，只需要修改相應的刀具參數而不必修改程序。修改程序。 刀具補償分刀具半徑補償和刀具長度補償。刀具補償分刀具半徑補償和刀具長度補償。 （1）刀具半徑補償功能）刀具半徑補償功能 指令格式

19、：指令格式：G41（G42） G01 X Y D ； G40 G00（G01） X Y ； 注意：注意： 1) G41：刀具半徑左補償；：刀具半徑左補償； G42：刀具半徑右補償。：刀具半徑右補償。 2)判斷左、右補償的方法：判斷左、右補償的方法： 沿刀具運動方向看，刀具在輪廓的左邊為左補沿刀具運動方向看，刀具在輪廓的左邊為左補償；刀具在輪廓的右邊為右補償。償；刀具在輪廓的右邊為右補償。 3)X Y ：建立：建立/撤消刀具半徑補償時的終點坐撤消刀具半徑補償時的終點坐標值；標值； D ：刀具半徑補償量的存儲器地址字，在存儲：刀具半徑補償量的存儲器地址字，在存儲器中存有刀具半徑補償值。從器中存有刀

20、具半徑補償值。從D00到到D99，除，除D00必必須置須置0外，其余的均存放刀具半徑補償值。外，其余的均存放刀具半徑補償值。D00表示表示撤消刀補。撤消刀補。 4)刀具半徑補償只限于在兩維平面內使用；撤刀具半徑補償只限于在兩維平面內使用；撤消刀補可用消刀補可用G40指令，也可直接用軸移動指令指令，也可直接用軸移動指令G01（G00）X Y D00實現。實現。 5)G41(G42)狀態下，只能用狀態下，只能用G01控制軸的移動；控制軸的移動； G41(G42)和和G40必須成對使用，在必須成對使用，在G41(G42)和和G40指令之間的程序段不能有任何一個刀具不移指令之間的程序段不能有任何一個刀

21、具不移動的指令；動的指令； 在在XY平面執行刀具半徑補償時，不能出現連平面執行刀具半徑補償時，不能出現連續兩個續兩個Z軸移動的指令，否則軸移動的指令，否則G41（G42）指令無）指令無效。效。 刀具半徑補償的過程刀具半徑補償的過程 刀具半徑補償的過程可分為三個階段：建立刀刀具半徑補償的過程可分為三個階段：建立刀補、實現刀補、撤消刀補。補、實現刀補、撤消刀補。 刀具半徑補償狀態的轉換刀具半徑補償狀態的轉換 刀具半徑補償從刀具半徑補償從G41轉換到轉換到G42或從或從G42轉換到轉換到G41，通常需要經過撤消刀具半徑補償狀態，即，通常需要經過撤消刀具半徑補償狀態，即G40程序段。本系統在程序段。本

22、系統在G01和和G00狀態下，可以直接轉換。狀態下，可以直接轉換。 刀具半徑補償量的改變刀具半徑補償量的改變 改變刀具半徑補償量通常要在撤消刀具半徑補改變刀具半徑補償量通常要在撤消刀具半徑補償狀態下或換刀時進行。本系統在償狀態下或換刀時進行。本系統在G01或或G00狀態下狀態下可以直接進行。可以直接進行。 刀具半徑補償量的正負與刀具中心軌跡的位置刀具半徑補償量的正負與刀具中心軌跡的位置關系關系 當刀具半徑補償值為負值時當刀具半徑補償值為負值時G41和和G42可以互可以互相取代。利用這一特點，可用同一個程序加工模相取代。利用這一特點，可用同一個程序加工模具的凹凸兩模。具的凹凸兩模。 利用刀具半徑

23、補償功能實現加工精度的調整利用刀具半徑補償功能實現加工精度的調整 可對可對D存儲器中的數據進行修正而不必修改程存儲器中的數據進行修正而不必修改程序，實現零件加工的精度調整；序，實現零件加工的精度調整； 另外，也可利用此功能，用一個程序實現零另外，也可利用此功能，用一個程序實現零件的粗、精加工；件的粗、精加工； 粗加工刀補量刀具半徑粗加工刀補量刀具半徑R精加工余量精加工余量（2）刀具長度補償指令）刀具長度補償指令 通常在通常在G17的情況下，刀具長度補償只用于的情況下，刀具長度補償只用于Z軸的補償，而對軸的補償，而對X、Y無效。無效。 指令格式：指令格式：G43（G44） Z H ； G49；

24、注意：注意： 1)G43、G44分別為刀具長度正補償和刀具分別為刀具長度正補償和刀具長度負補償。長度負補償。 2)Z為補償后刀位點所在的坐標位置；為補償后刀位點所在的坐標位置； 3)H為刀具長度補償存儲器的地址字，在該為刀具長度補償存儲器的地址字，在該存儲器里存放刀具長度補償值。可用存儲器里存放刀具長度補償值。可用H00H99表示，表示，H00內必須置內必須置0，表示撤消刀補。，表示撤消刀補。 4)執行執行G43指令時，指令時，Z的實際移動值的實際移動值 = Z的指的指令值令值+ H中的值；中的值； 5)執行執行G44指令時，指令時，Z的實際移動值的實際移動值 = Z的指的指令值令值H中的值。

25、中的值。 6)取消刀具長度補償指令，可用取消刀具長度補償指令，可用G49，也可，也可用用G43（G44） H00。 7)刀具長度補償不能同時在兩個或兩個以上的刀具長度補償不能同時在兩個或兩個以上的坐標軸上進行；坐標軸上進行； 每一個補償號可寫入一個補償量，同一把刀可每一個補償號可寫入一個補償量，同一把刀可用幾個刀補號寫入幾個補償量，用這種方法可在一用幾個刀補號寫入幾個補償量，用這種方法可在一個子程序里對零件進行分層切削。個子程序里對零件進行分層切削。 例如圖例如圖3-79所示為不同指令下刀具的實際位置，所示為不同指令下刀具的實際位置，其中其中G90 G54 G00 Z0；程序段中沒有刀具長度補

26、；程序段中沒有刀具長度補償指令，將造成嚴重事故。償指令，將造成嚴重事故。圖圖3-79 不同指令下刀具的實際位置不同指令下刀具的實際位置5. 換刀指令換刀指令 加工中心的換刀動作：刀庫選刀、主軸換刀。加工中心的換刀動作：刀庫選刀、主軸換刀。 換刀動作必須在主軸準停的情況下進行，換刀換刀動作必須在主軸準停的情況下進行，換刀完畢后，啟動主軸執行下面的程序段。選刀動作可完畢后，啟動主軸執行下面的程序段。選刀動作可與機床加工同步進行，即利用切削時間選刀。與機床加工同步進行，即利用切削時間選刀。 指令格式：指令格式：T； 刀庫選刀刀庫選刀 M06； 主軸換刀主軸換刀 其中，其中，T是在刀庫中所選的刀號。執

27、行是在刀庫中所選的刀號。執行M06指令后，自動將所選的刀具與主軸上的刀具進行更指令后，自動將所選的刀具與主軸上的刀具進行更換；換刀前，先撤消刀補，后用換；換刀前，先撤消刀補，后用G28指令返回參考指令返回參考點，避免換刀時主軸與零件發生碰撞。點，避免換刀時主軸與零件發生碰撞。6. 孔加工程序的編制孔加工程序的編制 加工中心孔加工程序和數控銑床加工程序類似，加工中心孔加工程序和數控銑床加工程序類似，參看參看3.2節中有關固定循環的內容。加工中心常用的節中有關固定循環的內容。加工中心常用的固定循環功能表見表固定循環功能表見表3-17。 注意：注意： 1)固定循環前，必須用固定循環前，必須用M代碼規

28、定主軸轉動；代碼規定主軸轉動； 2)在固定循環指令中，必須有在固定循環指令中，必須有X、Y、Z（包括（包括R）的位置數據，否則固定循環不執行；）的位置數據，否則固定循環不執行； 3)在固定循環指令中，在固定循環指令中，G43、G44仍起刀具長仍起刀具長度補償作用。度補償作用。 例例1：試編制：試編制如圖如圖3-80所示零件的加工程序。所示零件的加工程序。 該零件要加工三種類型的孔，六個該零件要加工三種類型的孔，六個10mm的通孔、三個的通孔、三個90mm的通孔和四個的通孔和四個20mm的沉孔，分別采用刀具的沉孔，分別采用刀具T11、T15、T31，其刀具長度補償值分別存入，其刀具長度補償值分別

29、存入H11、H15、H31存儲器中。存儲器中。圖圖3-80 刀具長度補償及固定循環指令應用實例刀具長度補償及固定循環指令應用實例O0050N0010 G90 G54；N0020 G28 T11；N0025 M06；N0030 G00 X0 Y0；N0040 G43 Z0 H11 S300 M03；N0050 G99 G81 X400.0 Y -350.0 Z -153.0 R -97.0 F120；鉆；鉆16號孔號孔N0060 Y -550.0；N0070 G98 Y -750.0；N0080 G99 X1200.0；N0090 Y-550.0；N0100 G98 Y -350.0；N0110

30、 G00 X0 Y0 M05；N0120 G49 Z250.0；N0125 G28 T15；N0130 M06；N0140 G43 Z0 H15 S200 M03；N0150 G99 G82 X550.0 Y -450.0 Z -130.0 R -97.0 P300 F70；鉆；鉆710號孔號孔N0160 G98 Y -650.0；N0170 G99 X1050.0；N0180 G98 Y -450.0；N0190 G00 X0 Y0 M05；N0200 G49 Z250.0；N0210 G28 T31；N0220 M06；N0230 G43 Z0 H31 S100 M03；N0240 G85

31、 G99 X800.0 Y -350.0 Z -153.0 R -47.0 F50；鏜；鏜11號孔號孔N0250 G91 Y200.0 L2； 鏜鏜12、13號孔號孔N0260 G00 X0 Y0 M05；N0270 G49 Z250.；N0280 M30；7. 子程序子程序 為了避免反復書寫相同的程序，可將重復的程為了避免反復書寫相同的程序，可將重復的程序段單獨編成序段單獨編成“子程序子程序”存儲起來，需要時通過一存儲起來，需要時通過一定的指令格式調用。定的指令格式調用。 子程序可多次調用和嵌套。子程序可多次調用和嵌套。 指令格式：指令格式： 調用子程序指令調用子程序指令 M98 P L ；

32、 其中：其中： P為調用子程序；為調用子程序； P為子程序號，用四位數字表示；為子程序號，用四位數字表示； L為重復調用子程序的次數，用兩位數字表為重復調用子程序的次數，用兩位數字表示。示。 建立子程序指令建立子程序指令O M99； 其中：其中：O為子程序號；為子程序號； M99為子程序結束，并返回主程序為子程序結束，并返回主程序M98 P 的下一個程序段，繼續執行主程序。的下一個程序段，繼續執行主程序。 說明：若子程序用說明：若子程序用“M99 P ”結束，表示執結束，表示執行完子程序后，返回主程序中由行完子程序后，返回主程序中由P指定的程序段；指定的程序段；若在主程序中插入若在主程序中插入

33、“M99”程序段，則執行完該指令程序段，則執行完該指令后，將返回主程序的起點；若在主程序中插入后，將返回主程序的起點；若在主程序中插入“/M99 P ”程序段，則執行完該指令后，將返程序段，則執行完該指令后，將返回主程序中地址回主程序中地址P指定的程序段。指定的程序段。8. 編程實例編程實例 例例2：編制：編制圖圖3-81所示零件的加工程序。選用所示零件的加工程序。選用刀具刀具T01為為50mm面銑刀，加工零件的頂面，刀長面銑刀，加工零件的頂面，刀長補償號補償號H01；T02為為20mm立銑刀，用于加工零件立銑刀，用于加工零件的四周輪廓，刀長補償號的四周輪廓，刀長補償號H02，刀具半徑補償號，

34、刀具半徑補償號D02；T03為為6mm鉆頭，加工鉆頭，加工6個個6mm的孔，刀的孔，刀長補償號長補償號H03；T04為為14mm鉆頭，加工鉆頭，加工2個個14mm的孔，刀長補償號的孔，刀長補償號H04。圖圖3-81 加工中心編程實例加工中心編程實例O0060N01 G90 G54； G28 T01； M06； G43 G00 Z5. H01 S1000 M03； X30.0 Y -26.0 M08； G01 Z0 F150； 銑削頂面銑削頂面 Y80.0； Z5.0； G00 X0 Y0 M09 M05； G49 Z200.0； G28 T02；N02 M06； G43 G00 Z5.0 H0

35、2 S1000 M03； X -35.0 Y -35.0 M08； G41 X0 Y0 D02； G01 Z -26.0 F100； 銑銑50mm60mm長方體四周長方體四周 Y50.0； X60.0； Y0； X0； G00 G40 X -35.0 Y -35.0； Z -7.5； G41 X19.0 Y -12.0 D02； G01 Y62.0 F100； 銑銑22mm50mm長方體兩側面長方體兩側面 Z -15.0； Y -12.0；G00 G40 X -35.0 Y -35.0； Z -7.5； G42 X51.0 D02； G01 Y62.0 F100； Z -15.0； Y -12

36、.0； Z5.0； G00 X0 Y0 M09 M05； G49 Z200.0； G28 T03；N03 M06； G43 G00 Z10.0 H03 S800 M03 M08； G99 G73 X12.0 Y40.0 Z -41.0 R -12.0 Q6 F100； 鉆鉆1號孔號孔 Y25.0； 鉆鉆2號孔號孔 G98 Y10.0； 鉆鉆3號孔號孔 G00 Z10.0； G99 G73 X48.0 Y40.0 Z -41.0 R -12.0 Q6 F100； 鉆鉆4號孔號孔 Y25.0； 鉆鉆5號孔號孔 G98 Y10.0； 鉆鉆6號孔號孔 G00 Z10.0； X0 Y0； G49 Z20

37、0.0 M09 M05； G28 T04；N04 M06； G43 Z10.0 H04 S500 M03 M08； G99 G83 X30.0 Y33.0 Z -41.0 R5.0 Q7 F80； 鉆鉆7號孔號孔 Y17.0； 鉆鉆8號孔號孔 G00 X0 Y0 M09 M05； G49 Z200.0； M30； 加工中心的操作與數控銑床的操作類加工中心的操作與數控銑床的操作類似，操作者首先要熟悉機床、加工范圍、似，操作者首先要熟悉機床、加工范圍、工藝問題及程序格式等情況。以工藝問題及程序格式等情況。以FANUC 6M 系統的系統的JCS-018A立式加工中心的操作立式加工中心的操作為例。為例

38、。1. JCS-018A加工中心的操作面板加工中心的操作面板2. JCS-018A加工中心操作的基本內容及步驟加工中心操作的基本內容及步驟（1）工件坐標系原點的測量）工件坐標系原點的測量(常用方法常用方法) 用標準刀對刀用標準刀對刀 標準刀是刀庫中的任一把刀，刀具直徑為標準刀是刀庫中的任一把刀，刀具直徑為D，刀具長度為刀具長度為L，毛坯余量為，毛坯余量為。對刀時，先裝夾好零。對刀時，先裝夾好零件和標準刀具，使機床回零后，手動操作機床，使件和標準刀具，使機床回零后，手動操作機床，使刀具沿刀具沿Z向趨近向趨近C表面并恰好碰到。當刀具恰好碰表面并恰好碰到。當刀具恰好碰到到C面時，記下面時，記下CRT

39、上上Z坐標值，該值就是刀具參坐標值，該值就是刀具參考點沿考點沿Z向在機床坐標系中的坐標值，算出參數向在機床坐標系中的坐標值，算出參數Z0 。則則Z0 = -Z+L。 依次操作機床，使刀具沿依次操作機床，使刀具沿X向趨近向趨近A側面，沿側面，沿Y向趨近向趨近B側面，得出側面，得出CRT上相應的坐標值上相應的坐標值X和和Y，如圖如圖3-84所示。則所示。則X0 = -X - D/2 - ，Y0 = -Y - D/2 - 。將算出的。將算出的X0、Y0、Z0 輸入到工輸入到工件坐標系設定頁件坐標系設定頁面相應的存儲器（面相應的存儲器（G54 G59）中，工件坐標系）中，工件坐標系原點原點Op在機床坐

40、標系在機床坐標系中的位置就確定了。中的位置就確定了。圖圖3-84 用標準刀對刀用標準刀對刀 用標準檢驗心軸對刀用標準檢驗心軸對刀 零件夾好后，在主軸中放置一標準檢驗心軸。零件夾好后，在主軸中放置一標準檢驗心軸。機床回零后，分別移動機床回零后，分別移動X軸、軸、Y軸，使夾具定位面與軸，使夾具定位面與心軸接近，記錄下心軸接近，記錄下CRT上相應坐標值上相應坐標值X、Y、Z，再，再用塊規準確測出心軸與定位支承面之間的距離，如用塊規準確測出心軸與定位支承面之間的距離，如圖圖3-85所示。則工件坐標系原點坐標為所示。則工件坐標系原點坐標為 ：X0 = - -X + + D/ /2 + H+ HY0 =

41、- -Y - - D/ /2 - H- HZ0 = - -Z + + T + H+ H圖圖3-85 用標準心軸對刀用標準心軸對刀 加工同軸孔時，工件坐標系原點的加工同軸孔時，工件坐標系原點的測量測量 在臥式加工中心上，經常會碰到同軸在臥式加工中心上，經常會碰到同軸孔的加工問題，此時工件坐標系原點的測孔的加工問題，此時工件坐標系原點的測量方法量方法如圖如圖3-86所示。這種方法不僅簡單，所示。這種方法不僅簡單，而且能提高孔的同軸精度。而且能提高孔的同軸精度。 圖圖3-86 同軸孔加工時坐標系的確定同軸孔加工時坐標系的確定（2）刀具參數的測量）刀具參數的測量 具體的測量方法有試切對刀測量、機外對刀

42、具體的測量方法有試切對刀測量、機外對刀儀測量、儀測量、ATC對刀測量和自動對刀測量等多種方對刀測量和自動對刀測量等多種方法。法。 （3）在主軸和刀庫上裝刀）在主軸和刀庫上裝刀 主軸箱上有一個主軸刀具松開、夾緊的按鈕，主軸箱上有一個主軸刀具松開、夾緊的按鈕，用來裝取刀具；用來裝取刀具； 刀庫一側，有一個刀庫回轉按鈕，每按一次，刀庫一側，有一個刀庫回轉按鈕，每按一次，僅能控制刀庫順時針轉過一個刀位。僅能控制刀庫順時針轉過一個刀位。 裝刀時，按動刀庫轉位按鈕，依次插入所有裝刀時，按動刀庫轉位按鈕，依次插入所有刀具。刀具。（4）刀庫（）刀庫（ATC）的操作及刀號表的設定）的操作及刀號表的設定 加工中心

43、上的刀庫有自動運行和手動操作兩加工中心上的刀庫有自動運行和手動操作兩種情況。在對刀、裝刀、測量和輸入刀具參數等種情況。在對刀、裝刀、測量和輸入刀具參數等情況下，需用手動操作和情況下，需用手動操作和MDI方式操作刀庫。方式操作刀庫。 刀具編號操作步驟為：先使刀庫返回參考點，刀具編號操作步驟為：先使刀庫返回參考點，使用刀庫轉位按鈕，按順序將使用刀庫轉位按鈕，按順序將1號刀插入號刀插入1號刀套，號刀套，2號刀插入號刀插入2號刀套，直到號刀套，直到16號刀插入號刀插入16號刀套，號刀套，再次執行刀庫返回參考點操作。再次執行刀庫返回參考點操作。（5）數控程序的輸入、編輯和檢索）數控程序的輸入、編輯和檢索

44、 機床操作面板上有一個存儲器保護鑰匙開關機床操作面板上有一個存儲器保護鑰匙開關“MEMORY PROTECT”，將，將“MEMORY PROTECT”置于置于“ON”位置，可進行程序的輸位置，可進行程序的輸入、編輯等操作。進行其它操作時，應將此開關入、編輯等操作。進行其它操作時，應將此開關置于置于“OFF”位置。輸入、編輯和檢索存儲器內位置。輸入、編輯和檢索存儲器內程序時，可參照程序時，可參照圖圖3-87的操作過程。的操作過程。6）加工中心的工藝文件及生產管理文件）加工中心的工藝文件及生產管理文件 “EDIT”方式設光標已位于某字之下:該地址被檢索:刪除的字到該順序號的程序段新程序號:建立一個

45、新程序INSRT鍵入數字DELET0輸入程序段該程序段被輸入，按此順序依次輸入全部程序段INSRTEOB程序號:選擇一個已有的程序鍵入前面（后面）字鍵入前面（后面）的地址鍵入（若干個）字鍵入正確的字:該字被修改:該數字被追加:該字被刪除:刪除的字到本段結束處DELETINSRTINSRTEOBALTERPRGRM順序號NDELET:該（若干個）字被插入:該字被檢索圖圖3-87 程序編輯的操作過程程序編輯的操作過程 電火花加工（電火花加工（Electrical Discharge Machining，簡稱，簡稱EDM），是一種直接利用電能和熱能進行加工的），是一種直接利用電能和熱能進行加工的新工

46、藝。它是在一定的介質中，新工藝。它是在一定的介質中， 使工具和工件使工具和工件之間不斷產生脈沖性的火花放電，靠放電時局部、之間不斷產生脈沖性的火花放電，靠放電時局部、瞬時產生的高溫把金屬熔解、氣化而蝕除材料，瞬時產生的高溫把金屬熔解、氣化而蝕除材料，以使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定要求以使零件的尺寸、形狀和表面質量達到預定要求的加工方法。的加工方法。 放電過程可見到火花，故稱為電火花加工。放電過程可見到火花，故稱為電火花加工。 類類別別工藝類型工藝類型特特 點點用用 途途1電火花成電火花成形加工形加工 1） 工具和工件間工具和工件間主要只有一個相對的主要只有一個相對的伺服進給運動伺服進給

47、運動 2） 工具為成形電工具為成形電極，與被加工表面有極，與被加工表面有相同的截面或形狀相同的截面或形狀 1） 型腔加工；加工各型腔加工；加工各類型腔模及各種復雜的類型腔模及各種復雜的型腔零件型腔零件 2） 穿孔加工：加工各穿孔加工：加工各種沖模、擠壓模、粉末種沖模、擠壓模、粉末冶金模、各種異形孔及冶金模、各種異形孔及微孔等微孔等2電火花線電火花線切割加工切割加工 1） 工具電極為順工具電極為順電極絲軸線移動著的電極絲軸線移動著的線狀電極線狀電極 2） 工具與工件在工具與工件在兩個水平方向同時有兩個水平方向同時有相對伺服進給運動相對伺服進給運動 1） 切割各種沖模和切割各種沖模和具有直紋面的零

48、件具有直紋面的零件2） 下料、截割和窄縫下料、截割和窄縫加工加工3電火花磨電火花磨削和鏜削削和鏜削 1）工具與工件有相）工具與工件有相對的旋轉運動對的旋轉運動 2）工具與工件間有）工具與工件間有徑向和軸向的進給運徑向和軸向的進給運動動1）加工高精度、良好）加工高精度、良好表面粗糙度的小孔，如表面粗糙度的小孔，如拉絲模、擠壓模、微型拉絲模、擠壓模、微型軸承內環、鉆套等軸承內環、鉆套等 2） 加工外圓、小模數加工外圓、小模數滾刀等滾刀等電火花加工工藝方法分類電火花加工工藝方法分類4電火花同電火花同步共軛回步共軛回轉加工轉加工 1） 成形工具與工成形工具與工件均做旋轉運動，但件均做旋轉運動，但二者角

49、速度相等或成二者角速度相等或成整倍數，相對應接近整倍數，相對應接近的放電點可有切向相的放電點可有切向相對運動速度對運動速度 2） 工具相對工件工具相對工件可做縱、橫進給運動可做縱、橫進給運動 以同步回轉、展成回轉、以同步回轉、展成回轉、倍角速度回轉等不同方倍角速度回轉等不同方式，加工各種復雜型面式，加工各種復雜型面的零件，如高精度的異的零件，如高精度的異形齒輪，精密螺紋環規，形齒輪，精密螺紋環規，高精度、高對稱度、良高精度、高對稱度、良好表面粗糙度的內、外好表面粗糙度的內、外回轉體表面回轉體表面5電火花高電火花高速小孔加速小孔加工工 1） 采用細管采用細管（0. .3mm）電極，）電極，管內沖

50、入高壓水工作管內沖入高壓水工作液液 2） 細管電極旋轉細管電極旋轉 3） 穿孔速度很高穿孔速度很高（60mm/min）1） 線切割預穿絲孔線切割預穿絲孔2） 深徑比很大的小孔深徑比很大的小孔，如噴嘴等，如噴嘴等6電火花表電火花表面強化、面強化、刻字刻字 1） 工具在工件表工具在工件表面上振動面上振動 2） 工具相對工件工具相對工件移動移動 1） 模具、刀具、量具模具、刀具、量具刃口表面強化和鍍覆刃口表面強化和鍍覆 2） 電火花刻字、打印電火花刻字、打印記記電火花加工工藝方法分類電火花加工工藝方法分類(續續)1. 工藝分析工藝分析 目的：明確加工要求，確定工藝基準選擇定目的：明確加工要求，確定工

51、藝基準選擇定位方式，從而制定合理的加工路線，加工出符合位方式，從而制定合理的加工路線，加工出符合要求的零件。要求的零件。 （1）分析零件圖）分析零件圖 根據零件加工精度、表面粗糙度的要求，合根據零件加工精度、表面粗糙度的要求，合理確定線切割加工的有關工藝參數；理確定線切割加工的有關工藝參數； 分析零件形狀及材料熱處理后的狀態，注意分析零件形狀及材料熱處理后的狀態，注意分析加工中容易發生變形的部位及變形情況。分析加工中容易發生變形的部位及變形情況。（2）選擇主要定位基準）選擇主要定位基準 分析選擇主要定位基準，保證將工件正確、分析選擇主要定位基準，保證將工件正確、可靠地安裝在機床或夾具上；可靠地

52、安裝在機床或夾具上； 另外，合理選擇電極絲的定位基準，用來將另外，合理選擇電極絲的定位基準，用來將電極絲調整到正確位置。電極絲調整到正確位置。（3）改善工件的變形）改善工件的變形 為了保證零件加工精度，減小應力變形的為了保證零件加工精度，減小應力變形的影響，合理選擇起割點與切割路徑，盡量避免破影響，合理選擇起割點與切割路徑，盡量避免破壞工件或毛坯的結構剛性。壞工件或毛坯的結構剛性。（4）穿絲孔位置的確定）穿絲孔位置的確定 切割凸模類零件時，為避免將毛坯外形切斷引切割凸模類零件時，為避免將毛坯外形切斷引起變形，通常從毛坯內部朝外形方向預制穿絲孔，起變形，通常從毛坯內部朝外形方向預制穿絲孔，位置可

53、選在加工軌跡的拐角處以簡化編程；位置可選在加工軌跡的拐角處以簡化編程； 切割凹槽類和孔類零件時，將穿絲孔設置在工切割凹槽類和孔類零件時，將穿絲孔設置在工件對稱中心，便于編程計算和電極絲定位，但切入件對稱中心，便于編程計算和電極絲定位，但切入時空走軌跡較長，不適合大型工件；時空走軌跡較長，不適合大型工件； 加工大型凹模零件時，穿絲孔應設置在靠近加加工大型凹模零件時，穿絲孔應設置在靠近加工軌跡的邊角處或選在已知坐標點上，可使編程運工軌跡的邊角處或選在已知坐標點上，可使編程運算簡單，縮短切入時的空走軌跡，同時應沿加工軌算簡單，縮短切入時的空走軌跡，同時應沿加工軌跡多設置幾個穿絲孔，以便發生斷絲時能就

54、近重新跡多設置幾個穿絲孔，以便發生斷絲時能就近重新穿絲。穿絲。 總之，應根據具體情況確定穿絲孔的位置。總之，應根據具體情況確定穿絲孔的位置。 2. 3B指令編程指令編程 3B指令是一種使用分隔符的程序段格式，見指令是一種使用分隔符的程序段格式，見下表下表 。 其中：其中：B為分隔符號，表示一個程序段的開為分隔符號，表示一個程序段的開始，并用來分隔始，并用來分隔X、Y、J三個坐標值。每個程序段三個坐標值。每個程序段使用三次分隔符使用三次分隔符B，故稱為，故稱為3B程序段格式，或程序段格式，或3B加加工指令；工指令；BXBYBJGZ分隔符分隔符X坐標值坐標值分隔符分隔符Y坐標值坐標值分隔符分隔符計

55、數長度計數長度計數方向計數方向加工指令加工指令 X、Y為坐標值，單位是為坐標值，單位是m，m以下的數值以下的數值四舍五入。四舍五入。 對于直線：對于直線：X、Y是直線終點相對于直線始點的是直線終點相對于直線始點的坐標值；坐標值； 對于圓弧：將坐標原點移至圓心，對于圓弧：將坐標原點移至圓心，X、Y是圓弧是圓弧終點的坐標值；終點的坐標值； 對于平行于對于平行于X軸或軸或Y軸的直線，軸的直線，X或或Y值為零，但值為零，但需用指令規定的方式，確定走向，即需用指令規定的方式，確定走向，即X軸正向用軸正向用L1，Y軸正向用軸正向用L2，X軸負向用軸負向用L3，Y軸負向用軸負向用L4。 J為計數長度，用于控

56、制加工總長，它等于加為計數長度，用于控制加工總長，它等于加工線段在選定的坐標軸上的投影長度。對于跨越象工線段在選定的坐標軸上的投影長度。對于跨越象限的圓弧，只需求出各段投影長度的總和。圖限的圓弧，只需求出各段投影長度的總和。圖3-87說明了計數長度說明了計數長度的計算；的計算； 圖圖3-87 圓弧計數長度的計算圓弧計數長度的計算 G為計數方向。有為計數方向。有GX和和GY兩種，表示計數兩種，表示計數長度長度J是取是取X軸還是軸還是Y軸上的投影。軸上的投影。 對于直線，取投影長度較大的坐標軸方向為計對于直線，取投影長度較大的坐標軸方向為計數方向；數方向； 對于圓弧應視終點在什么范圍而定。如圖對于

57、圓弧應視終點在什么范圍而定。如圖3-88所示，當終點落在陰影區時取所示，當終點落在陰影區時取GX；否則取；否則取GY。 圖圖3-88 計數方向的選擇計數方向的選擇 Z為加工指令，共有為加工指令，共有12種，如圖種，如圖3-89所示。所示。 直線：直線：L1、L2、L3、L4； 順時針圓弧：順時針圓弧：SR1、SR2、SR3、SR4； 逆時針圓弧：逆時針圓弧：NR1、NR2、NR3、NR4。 圖中箭頭指向為插補切割方向。圖中箭頭指向為插補切割方向。圖圖3-89 加工指令加工指令 例例1：圖：圖3-90中的凸模圖形由三段直線與兩段圓弧中的凸模圖形由三段直線與兩段圓弧組成，應編制組成，應編制5個程序

58、段；個程序段； 此外，要增加鉬絲從工件外部切入到輪廓線的此外，要增加鉬絲從工件外部切入到輪廓線的引入程序段和從原引入路徑退出的引出程序段。引入程序段和從原引入路徑退出的引出程序段。 加工程序如下。其中加工程序如下。其中D為停機碼，當整個工件為停機碼，當整個工件加工完畢后，發加工完畢后，發“停機停機”命命令。令。圖圖3-90 凸模凸模 B0 B0 B5000 GY L2 加工加工abB0 B0 B10000 GY L2 bcB20000 B10000 B20000 GX L1 cdB10000 B0 B10000 GX NR3 deB10000 B0 B10000 GX SR4 efB0 B0

59、B20000 GX L3 fbB0 B0 B5000 GY L4 baD3. ISO指令編程指令編程 數控線切割機床用可變地址程序段格式編程，數控線切割機床用可變地址程序段格式編程，其準備功能中的其準備功能中的G01、G02、G03指令和一些輔助指令和一些輔助功能，如功能，如M00、M02等指令與其它數控機床相同。等指令與其它數控機床相同。注意：注意： 程序中的坐標值都是增量值，單位是程序中的坐標值都是增量值，單位是m； G02、G03指令均為圓心編程格式；指令均為圓心編程格式； G92指令是用來設置加工起始點坐標的。指令是用來設置加工起始點坐標的。指令格式：指令格式： G92 X Y；其中：

60、其中：X、Y為加工起點在編程坐標系中的坐標值，為加工起點在編程坐標系中的坐標值，單位是單位是m。例如，例如，G92 X5000 Y5000； 表示加工起點在編程坐標系中表示加工起點在編程坐標系中X5mm、Y5mm的位置上。的位置上。例例2：圖：圖3-91凹模采用凹模采用ISO指令編程指令編程,加工起點加工起點為（為（0，30），順時針方向切割。），順時針方向切割。 圖圖3-91 凹模凹模 G92 X0 Y30000；G01 X0 Y10000；G02 X10000 Y -10000 I0 J -10000；G01 X0 Y -20000；G01 X20000 Y0；G02 X0 Y -2000