第4章数控铣床的编程2.ppt

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1、第4章 数控铣床与加工中心的程序编制,4.3 加工中心编程 4.4 用户宏功能 4.5图形的数学处理 4.6 典型零件的程序编制 练习与思考题,4.3 加工中心编程,加工中心（Machining Center）简称MC，是机械设备与数控系统组成的适用于复杂零件加工的高效自动化机床。由于它带有刀库和自动换刀装置，工件经一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动对刀、自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工表面自动进行铣（车）、钻、扩、铰、镗、控制机床攻螺纹等多种工序的加工；可减少工件装夹、测量、机床调整、工件周转等许多非加工时间

2、，对加工形状比较复杂、工序多、精度要求较高的凸轮、箱体、支架、盖板、模具等各种复杂型面的零件，具有良好的经济效果。,4.3.1 概述,加工中心加工的零件,4.3 加 工 中 心,加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心。 按换刀方式：带机械手、无机械手、转塔刀库加工中心。 1卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。 2立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。 3复合加工中心(又称多轴联动型加工中心)：是指在一台加工中心上有立、卧两个主轴或主轴可90改变角度，因而

3、可在工件一次装夹中实现五个面的加工。通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。,4.3 加 工 中 心,立式加工中心,4.3 加 工 中 心,卧式加工中心,4.3 加 工 中 心,龙门式加工中心,4.3 加 工 中 心,x-y数控拖板,变频主轴,机床本体,数控系统及其操作面板,斗笠式刀库,Z轴伺服电机,活动防护门,进给Z轴,护线架,冷却液箱,加工中心的组成,自动换刀装置的用途是按照加工需要，自动地更换装在主轴上的刀具。自动换刀装置是一套独立、完整的部件。 1. 对自动换刀装置的要求 （1）刀库

4、容量适当 （2）换刀时间短 （3）换刀空间小 （4）动作可靠、使用稳定 （5）刀具重复定位精度高 （6）刀具识别准确,4.3.2 自动换刀装置（ATC）,MOV36 ATC,4.3 加 工 中 心,2自动换刀装置的形式 自动换刀装置的结构取决于机床的类型、工艺范围及刀具的种类和数量等。自动换刀装置主要有回转刀架和带刀库的自动装置两种形式。 3刀库的形式 刀库的形式很多，结构各异。加工中心常用的刀库有盘式和链式刀库两种。盘式刀库的结构简单、紧凑，应用较多。一般存放刀具不超过32把，主要适用于小型加工中心。链式刀库多为轴向取刀，刀库容量大，一般在1100把刀具，适用于要求刀库容量较大的数控机床。,

5、4.3 加 工 中 心,可装20把刀的无臂式ATC刀具库,4.3 加 工 中 心,可装24把刀的有臂式ATC刀具库,4.3 加 工 中 心,可装60把刀的刀具库,可装32把刀的有臂式刀具库,4.3 加 工 中 心,4换刀方式,（1）机械手换刀 （2）主轴换刀,4.3 加 工 中 心,（1）刀座编码 （2）刀柄编码,5刀具识别方法,刀座编码,4.3 加 工 中 心,识别码块,识别传感器,刀柄编码,4.3 加 工 中 心,6机床自动换刀过程 在自动换刀的整个过程中，各项运动均由限位开关控制，只有前一个运作完成后，才能进行下一个动作，从而保证了运动的可靠性。自动换刀时间为：刀具刀具约5s。 自动换刀

6、装置的换刀过程由选刀（分顺序选刀方式 和任选方式：多用）和换刀两部分组成。当执行到 Txx 指令即选刀指令后，刀库自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备；当执行到 M06 指令时即开始自动换刀，把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴上。,4.3 加 工 中 心,1、主轴箱回参考点，主轴准停。 2、机械手抓刀（主轴上和刀库上） 3、取刀： 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，将更换后的刀具装入主轴和刀库。,（1）机械手换刀动作过程,（ 2）主轴移动式换刀,（4） （5） （6）,（1） （2） （3）,（3）刀

7、库移动-主轴升降式换刀过程,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。,（3）刀库移动-主轴升降式换刀过程,作用携带工件在工位及机床之间转换，减小定位误差，减少装夹时间，提高加工精度及生产效率。,4.3.3 工作台自动交换装置（APC）,APC,4.3 加 工 中 心,1. 对工作台自动交换装置的要求 （1）工作台数量适当 （2）交换时间短 （3

8、）交换空间小 （4）动作可靠、使用稳定 （5）工作台重复定位精度高,4.3 加 工 中 心,MOV38 托盘交换系统,4.3 加 工 中 心,（1）回转交换式 （2）移动交换式,2.工作台自动交换装置的类型,4.3 加 工 中 心,4.3.5 指令介绍,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。,4.3 加 工 中 心,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

9、数字，是将要更换的刀具地址号。,1、无机械手式换刀方式：固定刀号式 M06 T02；（主轴上的刀具先装回刀库，再旋转至2号刀，将2号刀装上主轴） 2、有机械手式换刀方式： 无固定刀号式 T01； （1号刀转至换刀位置） M06 T03；（将1号刀换到主轴上，3号刀转至换刀位置） M06 T04；（将3号刀换到主轴上，4号刀转至换刀位置） M06； （将4号刀换到主轴上）,4.3 加 工 中 心,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

10、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。 （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。,3、自动换刀程序的编写注意事项,4.3 加 工 中 心,4.3 加 工 中 心,4、实际换刀程序,1）只需Z轴回机床原点（无机械手式的换刀）： G91 G28 Z0； M06 T03； G91 G28 Z0； M06 T05； ,2）Z轴先返回机床原点，且必须Y轴返回第二参考点（有机械手式的换刀）： T01； G91 G28 Z0； G30 Y0； M06 T03； G

11、91 G28 Z0； G30 Y0； M06 T04； ,4.3 加 工 中 心,4.4 用户宏功能,1.定义：在编程工作中，我们经常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那样存入存储器，用一个总指令来代表他们，使用时只需给出这个总指令就能执行其功能。所存入的一系列指令称作用户宏功能主体，这个总指令称作用户宏功能指令。 2.使用 a.在编程时，不必记住用户宏功能主体所含的具体指令，只要记住用户宏功能指令即可。用户宏功能的最大特点是在用户宏功能主体中能够使用变量；变量之间还能够进行运算；用户宏功能指令可以把实际值设定为变量，使用户宏功能更具通用性。,4.4 用户宏功能,4.4 用户宏功能,b.宏功

12、能主体既可由机床生产厂提供，也可由机床用户厂自己编制。使用时，先将用户宏主体像子程序一样存放到内存里，然后用指令调用。 c.用户宏程序功能可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外还可以使用循环语句、分支语句和子程序调用语句等功能，以利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算，精简程序量。 d.宏程序还可以完成子程序无法实现的特殊功能，例如，型腔加工宏程序、固定加工循环宏程序、球面加工宏程序、锥面加工宏程序等。用户宏功能有A、B两类。,4.4.1 A类宏功能的应用,4.4 用户宏功能,1. 变量,在常规的主程序和子程序内，总是将一个具体的数值赋给一个

13、地址。为了使程序更具通用性、更加灵活，在宏程序中设置了变量，即将变量赋给一个地址。 （1）变量的表示 变量可以用“#”号和跟随其后的变量序号来表示：#i （2）变量的引用 将跟随在一个地址后的数值用一个变量来代替，即引入了变量。,4.4 用户宏功能,（3）变量的类型 公共变量 公共变量是在主程序和主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。 即在一个宏指令中的#i与另一个宏指令中的#i是相同的。 公共变量的序号为：#100#131；#500#531。 当断电时变量#100 #131初始化为空变量； #500#531的数据保存即使断电也不丢失。因此，也称保持型变量。,4.4 用户宏功能,（3）变量的类

14、型 系统变量 定义为：有固定用途的变量，它的值决定系统的状态。系统变量包括刀具偏置变量、接口的输入/输出信号变量、位置信息变量等。 刀具偏置量序号：#01#99 接口输入信息序号：#1000#1015，#1032。 局部变量 只能用在宏程序中存储数据，例如运算结果。当断电时局部变量被初始化为空，调用宏程序时自变量对局部变量赋值。 空变量：#0，没有任何值能赋给该变量,4.4 用户宏功能,2、宏指令G65 宏指令G65可以实现丰富的宏功能，包括算术运算、逻辑运算等处理功能。,一般形式,G65 Hm P#i Q#j R#k,式中：m宏指令代码，数值范围0199； #i运算结果存放处的变量名； #j

15、被操作的第一个变量，也可以是一个常数； #k被操作的第二个变量，也可以是一个常数；,3、宏功能指令,算术运算指令 逻辑运算指令 三角函数指令 控制类指令,4.4 用户宏功能,算术运算指令,4.4 用户宏功能,（1）算术运算指令,1）变量的定义和替换 格式：G65 H01 P#i Q#j 例如：G65 H01 P#101 Q150；（#101=150） G65 H01 P#101 Q#102；（#101=#102） 2）加法 格式：G65 H02 P#i Q#j R#k 例如：G65 H02 P#101 Q#102 R#103； 表示：#101=#102+#103 3）减法 格式：G65 H03

16、 P#i Q#j R#k 例如：G65 H03 P#101 Q#102 R#103； 表示：#101=#102-#103,4.4 用户宏功能,4）乘法 格式：G65 H04 P#i Q#j R#k 例如：G65 H04 P#101 Q#102 R#103； 表示：#101=#102*#103 5）除法 格式：G65 H05 P#i Q#j R#k 例如：G65 H05 P#101 Q#102 R#103； 表示：#101=#102/#103 6）平方根 格式：G65 H21 P#i Q#j 例如：G65 H21 P#101 Q#102； 表示：,4.4 用户宏功能,7）绝对值 格式：G65 H

17、22 P#i Q#j R#k 例如：G65 H22 P#101 Q#102； 表示：#101=|#102| 8）求余 格式：G65 H23 P#i Q#j R#k 例如：G65 H23 P#101 Q#102 R#103； 表示：#101=#102-trunc（#102/#103）*#103 9）BCD码转换成二进制代码 格式：G65 H24 P#i Q#j 例如：G65 H24 P#101 Q#102； 表示：,4.4 用户宏功能,10）二进制码转换成BCD码 格式：G65 H25 P#i Q#j 例如：G65 H25 P#101 Q#102； 表示：#101=BCD（#102） 11）复合

18、乘除 格式：G65 H26 P#i Q#j R#k 例如：G65 H26 P#101 Q#102 R#103； 表示：#101=（#101*#102）/#103 12）复合平方根1 格式：G65 H27 P#i Q#j R#k 例如：G65 H27 P#101 Q#102 R#103； 表示：,4.4 用户宏功能,13）复合平方根2 格式：G65 H28 P#i Q#j R#k 例如：G65 H28 P#101 Q#102 R#103； 表示：,逻辑运算指令,三角函数指令,控制类指令,1）无条件转移 格式：G65 H80 Pn（n为程序段号） 例如：G65 H80 P120； 表示：转移到N1

19、20程序段 2）条件转移1 格式：G65 H81 Pn Q#j R#k 例如：G65 H81 P1000 Q#101 R#102； 表示：如果#101=#102，转移到N1000程序段；若#101 #102，执行下一程序段。 3）条件转移2 格式：G65 H82 Pn Q#j R#k 例如：G65 H82 P1000 Q#101 R#102； 表示：如果#101 #102，转移到N1000程序段；若#101 =#102，执行下一程序段。,4.4 用户宏功能,4）条件转移3 格式：G65 H83 Pn Q#j R#k 例如：G65 H83 P1000 Q#101 R#102； 表示：如果#101

20、#102，转移到N1000程序段；若#101 #102，执行下一程序段。 5）条件转移4 格式：G65 H84 Pn Q#j R#k 例如：G65 H84 P1000 Q#101 R#102； 表示：如果#101 #102，转移到N1000程序段；若#101 #102，执行下一程序段。,4.4 用户宏功能,6）条件转移5 格式：G65 H85 Pn Q#j R#k 例如：G65 H85 P1000 Q#101 R#102； 表示：如果#101 #102，转移到N1000程序段；若#101 #102，执行下一程序段。,4.4 用户宏功能,（1）由G65规定的H码不影响偏移量的任何选择； （2）如

21、果用于各算术运算的Q或R未被指定，则作为0处理。 （3）在分支转移目标地址中，如果序号为正值，则检索过程是先向大程序号查找，如果序号为负值，则检索过程是先向小程序号查找。 （4）转移目标序号可以是变量。,注意事项：,4.4 用户宏功能,4、用户宏程序编制举例 用宏程序和子程序功能顺序加工圆周等分孔。设圆心在O点，它在机床坐标系中的坐标为（X0,Y0），在半径为r的圆周上均匀地钻几个等分孔，起始角度为，孔数为n。以零件上表面为Z向零点，见图4-51。程序见表4-19。,4.4 用户宏功能,图4-51 等分孔加工方法,4.4 用户宏功能,4.4 用户宏功能,1）使用以下保持型变量： 500，501

22、 ：基准点的坐标（X,Y）； #502：半径r； #503：起始角度； #504：孔数n，当n0时，按逆时针方向加工，当n0时，按顺时针方向加工； #505：孔底Z坐标值；#506：R平面Z坐标值；#507：F进给量。 2）使用以下变量进行操作运算： #100：表示第i步钻第i孔的记数器； #101：记数器的最终值(为n 的绝对值)； #102：第i个孔的角度位置i的值； #103：第i个孔的X坐标值； #104：第i个孔的Y坐标值；,表4-19 用户宏程序编制加工程序,设置G54：X=-400，Y=-100，Z=-50。 变量#500#507可在程序中赋值，也可由MDI方式设定。,续表4-1

23、9 用户宏程序编制加工程序,续表4-19 用户宏程序编制加工程序,4.4 用户宏功能,例2：使用A类宏程序编写图示零件的加工程序。,20,30,1）使用以下保持型变量： 500，501 ：基准点的坐标（15，15）； #502：行数3； #503：每行孔间距20； #504：每行孔的数目3； #505：列数3； #506：每列孔间距30； #507：每列孔的数目3； #508：R平面Z坐标值5； #509：孔底Z坐标值-35； #510：F进给量150。,X,O,Y,1,2,3,4,5,6,7,8,9,2）使用以下变量进行操作运算： #100：表示第i行的记数器； #101：表示第j列的计数器

24、； #102：第i行第j列的孔的X坐标值； #103：第i行第j列的孔的Y坐标值；,4.4 用户宏功能,用户宏程序编制的钻孔子程序如下：,用户宏程序编制的主程序如下：,思考：如图所示在边长为100毫米的正方形上钻8个孔，Z向零点设在工件的上表面，孔深为35毫米，采用用户宏程序编写其加工程序。,4.4 用户宏功能,4.4.2 B类宏程序应用,B类宏程序的应用，是提高数控系统使用性能的有效途径。B类宏程序与A类宏程序有许多相似之处，下面就在以A类宏程序为基础介绍B类宏程序的应用。 宏程序指令适合抛物线、椭圆、双曲线等没有插补指令的曲线编程；适合图形一样，只是尺寸不同的系列零件的编程；适合工艺路径一

25、样，只是位置参数不同的系列零件的编程。较大地简化编程；扩展应用范围。 B类宏程序是由用户编写类似子程序的专用程序，用规定的指令作为代号，以便调用。宏程序的代号称为宏指令。其特点是宏程序可使用变量，可用变量执行相应操作；实际变量值可由宏程序指令赋给变量。,4.4 用户宏功能,1变量的种类 （1）局部变量#1#33 局限在用户宏程序中使用的变量，一般在调用宏程序的宏指令中赋值。 （2）公共变量#100#149、#500#531 它是在主程序内和由主程序调用的各用户宏程序内公用的变量。 #100#149会因切断电源被清除， #500#531则不会因切断电源被清除。 （3）系统变量 固定用途的变量，它

26、的值决定系统的状态。包括接口的输入输出信号变量、刀具形状补偿变量、同步信号变量等。,4.4 用户宏功能,2变量的运算 在变量之间、变量和常量之间，可以进行各种运算。 （1） 算术运算符：+、-、*、/ （2） 条件运算符：EQ（=）、NE（）、GT（）、GE（）、LT（）、LE（） （3） 逻辑运算符：AND，OR，NOT （4） 函数：SIN、COS、TAN、ATAN、ABS、INT、SIGN、SQRT、EXP （5） 表达式：用运算符连接起来的常数，宏变量构成表达式。 例如：,4.4 用户宏功能,运算的优先顺序： 函数； 乘除、逻辑与； 加减、逻辑或、逻辑异或。 可以用 来改变顺序。,4.

27、4 用户宏功能,3控制指令 由以下控制指令可以控制用户宏程序主体的程序流程。 （1） IF GOTOn（n=顺序号） 成立时，从顺序号为n的程序段以下执行；不成立时，执行下一个程序段。有以下种类： 1）#j EQ #k （#j是否=#k） 2）#j NE #k （#j是否#k） 3）#j GT #k （#j是否#k） 4）#j GE #k （#j是否#k） 5）#j LT #k （#j是否#k） 6）#j LE #k （#j是否#k）,4.4 用户宏功能,（2） WHILE Dom（m=1，2，3） END m 成立时，从DO m的程序段到END m的程序段重复执行；不成立时，则从END m的

28、下一个程序段执行。（m为循环执行范围的识别号，只能是1、2和3，否则系统报警。） 注意： DOEND循环能够按需要使用多次，即循环嵌套，最多允许3层嵌套。,4.4 用户宏功能,循环嵌套：,DOEND循环嵌套： WHILE 条件式1 DO 1； WHILE 条件式2 DO 2； WHILE 条件式3 DO 3； END 3； END 2 END 1；,举例：求1到10之和,O7200； #1=0； #2=1； WHILE #2 LE 10 DO 1； #1 =#1+#2； #2=#2+1； END 1； M30；,4.4 用户宏功能,4宏程序的简单调用格式 宏程序的简单调用是指在主程序中，宏程序

29、可以被单个程序段单次调用。 格式：G65 P宏程序号 L重复次数 变量分配 其中：G65宏程序调用指令 P宏程序号被调用的宏程序代号； L重复次数宏程序重复运行的次数，重复次数为1时，可省略不写； 变量分配为宏程序中使用的变量赋值。 宏程序与子程序相同的点是一个宏程序可被另一个宏程序调用，最多可调用4重。由规则设定与地址AZ相对应的变量号见P132页表格4-9。,4.4 用户宏功能,自变量赋值的地址与变量号码之间的对应关系,使用除去G、L、N、O、P以外的其他字母作为地址。,自变量赋值的地址与变量号码之间的对应关系,可使用A、B、C每个字母一次，I、J、K每个字 母十 次作为地址,4.4 用户

30、宏功能,5宏程序的编写格式 宏程序的编写格式与子程序相同。其格式为： O（00018999为宏程序号） 程序名 N10 指令 NM99 宏程序结束 上述宏程序内容中，除通常使用的编程指令外，还可使用变量、算术运算指令及其它控制指令。变量值在宏程序调用指令中赋给。,图4-51 等分孔加工方法,6、B类宏程序应用实例 图4-51的例子是用A类宏程序编写的，现在用B类宏程序编写。,4.4 用户宏功能,4.4 用户宏功能,宏程序中将用到下列变量： 1第一个孔的起始角度A，在主程序中用对应的文字变量A赋值； 3孔加工固定循环中R平面值C，在主程序中用对应的文字变量C赋值； 9孔加工的进给量值F，在主程序

31、中用对应的文字变量F赋值； 11要加工孔的孔数H，在主程序中用对应的文字变量H赋值； 18加工孔所处的圆环半径值R，在主程序中用对应的文字变量R赋值；,26孔深坐标值Z，在主程序中用对应的文字变量Z赋值； 30基准点，即圆环形中心的X坐标值XO； 31基准点，即圆环形中心的Y坐标值YO； 32当前加工孔的序号i； 33当前加工第i孔的角度； 100已加工孔的数量； 101当前加工孔的X坐标值，初值设置为圆环形中心的X坐标值XO； 102当前加工孔的Y坐标值，初值设置为圆环形中心的Y坐标值YO。,4.4 用户宏功能,表4-20 用户编写的B类宏程序,续表4-20 用户编写的B类宏程序,4.4 用

32、户宏功能,7、网式点阵孔群加工,网式孔群见图（教材P133页图4-46）,宏程序中将用到下列变量： 501基准点坐标X0；502基准点坐标； 503行边与X轴的夹角； 504列边与X轴的夹角； 505行边孔间距T；506行边孔数； 507列边孔间距D；508列边孔数； 509Z向孔底尺寸；510R平面； #511 进给速度； #5 行号（行计数器）； #6 列号（列计数器）； #3 当前孔的X坐标；#4 当前孔的Y坐标。,4.4 用户宏功能,表4-21 用户编写的B类宏程序,续表4-21 用户编写的B类宏程序,4.4 用户宏功能,8、应用宏程序加工非圆曲线,（1）利用直线插补加工圆,圆的半径r

33、=50mm； 材料厚度为10mm；,1）定义变量： #1：圆的半径r； #2：将圆等分的份数； #3：间隔份数； #4：角度变量，初始值为0； #5：当前节点的X坐标值； #6：当前节点的Y坐标值；,4.4 用户宏功能,表4-22 用户编写的B类宏程序,续表4-22 用户编写的B类宏程序,4.4 用户宏功能,（2）加工椭圆的外轮廓,设椭圆轮廓表面还有一个加工余量，则加工椭圆的外轮廓只要按轮廓编程的方法即可，但由于椭圆为高阶曲线，不能直接用圆弧插补指令来编程，设想将椭圆轮廓分成若干线段，在这每一线段上做直线或圆弧插补，这时需要计算出这些线段端点的坐标，直接计算较麻烦，可以将其坐标值用宏变量来表示

34、。,4.4 用户宏功能,编程条件：假定椭圆长轴（X向）、短轴（Y向）半长分别为A和B。编程原点在椭圆中心，A=50，B=25，椭圆轮廓为外轮廓，下刀点在椭圆右极限点，刀具直径18，加工深度10mm。,4.4 用户宏功能,4.4 用户宏功能,1）定义变量： #1：椭圆的长轴半径A=50； #2：椭圆的短轴半径B=25； #3：将椭圆等分的份数720； #4：角度变量，初始值为0； #5：当前节点的X坐标值； #6：当前节点的Y坐标值；,表4-23 用户编写的B类宏程序,续表4-23 用户编写的B类宏程序,4.4 用户宏功能,思考：采用用户宏程序编写如图所示的正弦曲线加工程序。,4.5 图形的数学

35、处理,4.5.1 直线轮廓的图形处理,1、两平行铣削平面的数学处理,当用端铣刀的底刃加工时，其偏移量：,此时铣L的编程计算尺寸为：,4.5 图形的数学处理,当用端铣刀的侧刃加工时，其偏移量：,此时l的编程计算尺寸为：,4.5 图形的数学处理,2、两相交铣削平面的数学处理,图a,图b,相交铣削面阶差小于转接圆弧半径,4.6 典型零件的程序编制,1切削条件选择 切削条件选择是编程人员必须考虑的重要问题之一。影响切削条件的因素有：工艺系统的刚性，工件的尺寸精度、形位精度及表面质量、刀具耐用度及工件生产纲领、切削液，切削用量（可查相关的手册）。 2工艺分析与刀具切削路径 工艺分析是决定工艺路线的重要根

36、据。良好的工艺分析会简化工艺路线，节省切削时间。工艺分析首先要了解所有的切削加工方法，如钻削、车削、镗削等，然后结合实际加工经验，并能正确使用刀具、夹具、量具等。工艺分析的顺序如下：,（1）分析零件图； （2）将同一刀具的加工部位分类； （3）按零件结构特点选择程序零点； （4）列出使用的刀具表、程序分析表； （5）模拟或试车并修正； 3编程要点 （1）了解数控系统功能及机床规格； （2）熟悉加工顺序； （3）合理选择刀具、夹具及切削用量、切削液； （4）编程尽量使用子程序及宏指令； （5）注意小数点的使用； （6）程序零点要选择在易计算的确定位置； （7）换刀点选择在无换刀干涉的位置；,4.

37、6 典型零件程序的编制,4.6.1 简单轮廓加工,如图4-60所示。立铣刀直径20mm，程序见表4-24。,图4-60,4.6 典型零件程序的编制,表4-24 加工程序,续表4-24 加工程序,4.6.2连杆的数控铣削加工及编程,图4-61 连杆零件图,4.6 典型零件程序的编制,1已知某连杆的零件图如图4-61所示，要求在数控机床上对该连杆的轮廓进行精铣数控加工 2选择16mm的立铣刀进行加工。 3设安全平面高度为30mm。 4进刀/退刀方式 圆弧切向进刀/退刀，考虑刀具半径补偿。 5编程计算连杆轮廓的特征点计算结果如下： 位置1：X=-82，Y=0； 位置2：X=0，Y=0； 位置3：X=

38、-94，Y=0；,4.6 典型零件程序的编制,位置4：X=-83.165，Y=-11.943； 位置5：X=-1.951，Y=-19.905； 位置6：X=-1.951，Y=19.905； 位置7：X=-83.165，Y=11.943； 位置8：X=20，Y=0； 6数控加工程序如表4-25所示。,4.6 典型零件程序的编制,表4-25 加工程序,续表4-25 加工程序,续表4-25 加工程序,续表4-25 加工程序,4.6.3凸轮数控铣削工艺分析及程序编制,例如图4-62所示平面凸轮零件，工件的上、下底面及内孔、端面已加工。完成凸轮轮廓的程序编制。,图4-62 平面凸轮零件图,4.6 典型零

39、件程序的编制,1工艺分析。 从图4-62的要求可以看出，凸轮曲线分别由几段圆弧组成，内孔为设计基准，其余表面包括4-13H7孔均已加工。故取内孔和一个端面为主要定位面，在联接孔13的一个孔内增加削边销，在端面上用螺母垫圈压紧。因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 2加工调整。 零件加工坐标系X、Y位于工作台中间，在机床坐标系中取X=-400，Y=-100。Z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用20的立铣刀，零件上端面为Z向坐标零点，该点在机床坐标系中的位置为Z=-80处，将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。凸轮轮

40、廓加工工序卡见表4-26。,4.6 典型零件程序的编制,表4-26 铣凸轮轮廓加工工序卡,3数学处理。该凸轮加工的轮廓均为圆弧组成，因而只要计算出基点坐标，才可编制程序。在加工坐标系中，各点的计算坐标如下： BC弧的中心O1点：X=-175+63.8） sin859=-37.28 Y=-（175+63.8） cos 859=-235.86 EF弧的中心O2点： X2+Y2=692 （X-64）2+Y2=212 解之得 X=65.75，Y=20.93 HI弧的中心O4点： X=-（175+61）cos2415=-215.18 Y=（175+61）sin2415=96.93,4.6 典型零件程序的

41、编制,DE弧的中心O5点： X2+Y2=63.72 （X-65.75）2+（Y-20.93）2=21.302 解之得 X=63.70，Y=-0.27 B点： X=-63.8sin859=-9.96 Y=-63.8cos859=-63.02 C点： X2+Y2=642 （X+37.28）2+（Y+235.86）2=1752 解之得 X=-5.57，Y=-63.76 D点： （X-63.70）2+（Y+0.27）2=0.32 X2+Y2=642 解之得 X=63.99，Y=-0.28,4.6 典型零件程序的编制,E点： （X-63.7）2+（Y+0.27）2=0.32 （X-65.75）2+（Y-

42、20.93）2=212 解之得 X=63.72，Y=-0.03 F点： （X+1.07）2+（Y-16）2=462 （X-65.75）2+（Y-20.93）2=212 解之得 X=44.79，Y=19.6 G点： （X+1.07）2+（Y-16）2=462 X2+Y2=612 解之得 X=14.79，Y=59.18 H点： X=-61 cos2415=-55.62 Y=61sin 2415=25.05 I点： X2+Y2=63.802 （X+215.18）2+（Y-96.93）2=1752 解之得 X=-63.02，Y=9.97,4.6 典型零件程序的编制,根据上面的数值计算，可画出凸轮加工走

43、刀路线图，如图4-63所示。,图4-63 凸轮加工走刀路线图,4.6 典型零件程序的编制,4参数设置：H01=10； G54：X=-400，Y=-100，Z=-80。编写加工程序。凸轮加工的程序及说明见表4-27。,表4-27 凸轮加工的程序,续表4-27 凸轮加工的程序,续表4-27 凸轮加工的程序,4.6.4 加工中心编程综合实例,毛坯为: 100mm80mm27mm的方形坯料，材料45钢，且底面和四个轮廓面均已加工好，要求在立式加工中心上加工顶面、孔及沟槽， 12和螺纹孔均为通孔。,4.6 典型零件程序的编制,15,1、工艺方案的制订,该零件在加工中心工序前已将轮廓和底面加工完成，在加工

44、中心上加工的内容是： 加工顶面； 加工32孔； 加工60沉孔及沟槽； 加工3 6孔； 加工2 12孔； 加工4M87H螺孔。,4.6 典型零件程序的编制,2、装夹方式的选择,4.6 典型零件程序的编制,根据该零件的结构和加工特点，选择虎口钳把工件装夹在机床工作台上，装夹简图如图所示。,4.6 典型零件程序的编制,3、图形的数学处理,选择工件精加工后的顶面中心为工件原点，根据新的坐标系对零件图的各点坐标尺寸重新换算，重新标注，该零件图重新标注后各点坐标值见图所示。,4、加工中心工步设计（写成工序卡片更好）,1）粗铣顶面 T1端面铣刀125 2）钻32、 12孔中心孔 T2中心钻2 3）钻32、

45、12孔至11.5 T3麻花钻11.5 4）扩32孔至30 T4麻花钻30 5）钻36孔至尺寸 T5麻花钻6 6）粗铣60沉孔及沟槽 T6立铣刀18，2刃 7）钻4M8底孔至6.8 T7麻花钻6.8 8）镗32孔至31.7 T8镗刀31.7,4.6 典型零件程序的编制,9）精铣顶面 T1端面铣刀125 10）铰12孔至尺寸 T10铰刀12 11）精镗32孔至尺寸 T11微调精镗刀32 12）精铣60沉孔及沟槽至尺寸T12立铣刀 18，4刃 13） 12孔口倒角 T13倒角刀20 14） 36、M8孔口倒角 T03麻花钻11.5 15）攻4M8螺纹 T15丝锥M8,4.6 典型零件程序的编制,5、

46、绘制走刀路线并编程,O1011; N10 G17 G90 G40 G80 G49 G21; N11 G91 G28 Z0.; N12 T01; N13 M06; N14 T02; N15 G90 G54 G00 X120. Y0.;,N16 M03 S240; N17 G43 Z100. H01; N18 Z0.5; N19 G01 X-120. F300; N20 G00 Z100. M05; N21 G91 G49 G28 Z0. M05;,工步1：粗铣顶面,N22 M06; N23 T03; N24 G90 G54 G00 X0. Y0.; N25 M03 S1000; N26 G43

47、Z100. H02; N27 G99 G81 X0 Y0 Z-5. R5. F100;,N28 X-36. Y26.; N29 G98 X36. Y-26.; N30 G80 G91 G28 Z0. M05; N31 G49;,5、走刀路线与编程,工步2：钻32、 12孔中心孔,N32 M06; N33 T04; N34 G90 G54 G00 X0. Y0.; N35 M03 S550; N36 G43 Z100. H03; N37 G99 G81 Z-30. R5. F110;,N38 X-36. Y26.; N39 G98 X36. Y-26.; N40 G80 G91 G28 Z0. M05; N41 G49;,5、走刀路线与编程,工步3：钻32、 12孔至11.5,工步4：扩32孔至30,N42 M06; N43 T05; N44 G90 G54 G00 X0. Y0.; N45 M03 S280; N46 G43 Z100. H04;,N47 G98 G81 X0 Y0 Z-30. R5.0 F85; N48 G80 G91 G28 Z0. M05; N49 G49;,5、走刀路线与编程,工步5：钻36孔至尺寸,N50 M06; N51