快速入門數(shù)控加工中心編程的方法

　　數(shù)控加工中心的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。下面是小編整理的快速入門數(shù)控加工中心編程的方法介紹，大家一起來看看吧。

　　一、編程入門

　　概念一、指令分組：將功能類似的指令分成一組，同一組的G代碼不能同時出現(xiàn)在同一行程序段里。

　　概念二、程序段程序段是程序的基本組成部分，程序段由不同的指令組合而成。以下是我們學校在授課過程中必須要講的指令，了解編程的基本方法后，掌握這些指令你就能進行編程了。

　　概念三、常用指令類型指令的格式為英文字母+數(shù)字構成。

　　如G54 G_ X_Y_Z_ F_ S_ T_ M_

　　G_ G代碼

　　X_Y_Z_ 機床的直線軸

　　F_ 進給速度

　　S_ 主轉轉速

　　T_ 刀具指令

　　M_ 輔助功能

　　最常用的M代碼

　　M3 主轉正轉

　　M4 主轉反轉

　　M5主轉停轉

　　如：M3 S600 主軸正轉，轉速600 r/min

　　M06 換刀指令

　　如T1 M06 就是換一號刀

　　以下重點講G代碼01組G代碼用于控制刀具的運動。

　　G00 快速點定位G00 X_Y_Z_ ;

　　刀具以快速度移動至以絕對值指令(G90)或增量值指令(G91)所指定的工件坐標系中的位置，移動速度由機床參數(shù)所指定 。

　　G01 直線插補G01 X_Y_Z_ F_

　　G02 順時針圓弧插補指令格式：G02 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F

　　G03 逆時針圓弧插補指令格式：G03 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_

　　X_ Y_ Z_ 圓弧的終點坐標

　　R_ 圓弧的半徑

　　I_ 圓弧的終點相對于刀具所在位置

　　X向的位置

　　J_ 圓弧的終點相對于刀具所在位置

　　Y向的位置

　　K_ 圓弧的終點相對于刀具所在位置

　　Z向的位置

　　F_ 進行速度

　　F的定義方式有兩種：G94每分鐘進給(刀具每分鐘移動速度mm/min)/ G95 每轉進給(主軸每旋轉一轉刀具移動的距離mm/r)

　　G代碼刀具的長度補償G43 長度補償指令

　　如G43H01 在換刀點刀尖到工件Z向零點的距離為“H01”，什么是“H01”?

　　H01就是偏置值，也就是我將刀尖到工件Z向零面的距離寫在偏置表里的H01處。

　　G54 號工件坐標系，我們將工件零點的位置，寫到坐標系列表中。

　　G54只是列表中最常用的位置。其他的還有G55 G56 G57 G58 G59 等等，他們的意義和G54相同。

　　打孔、鏜孔、鉸孔時用的G代碼。

　　G81 格式為 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_;

　　X_Y_ 孔位坐標(也就是孔的位置)

　　Z_ 孔的深度

　　R_ 安全高底，也就是高具移動到什么位置時開始進給運動?

　　F_ 進給速度。

　　G80 固定循環(huán)結束

　　代碼還有很多，G81 G83 G84 G85 G86 G87 G73 G74 G76等等。每個一指令的動作都不太一樣，但掌握一個了，其它的看一下說明也就明白了。就是G84 和G76 稍有點復雜，有明白的地方可以提問，有時間幫你們在線答疑。

　　二、坐標系建立基礎概念

　　1.刀位點

　　刀位點是刀具上的一個基準點，刀位點相對運動的軌跡即加工路線，也稱編程軌跡。

　　2.對刀和對刀點

　　對刀是指操作員在啟動數(shù)控程序之前，通過一定的測量手段，使刀位點與對刀點重合。可以用對刀儀對刀，其操作比較簡單，測量數(shù)據(jù)也比較準確。還可以在數(shù)控機床上定位好夾具和安裝好零件之后，使用量塊、塞尺、千分表等，利用數(shù)控機床上的坐標對刀。對于操作者來說，確定對刀點將是非常重要的，會直接影響零件的加工精度和程序控制的準確性。在批生產過程中，更要考慮到對刀點的重復精度，操作者有必要加深對數(shù)控設備的了解，掌握更多的對刀技巧。

　　(1)對刀點的選擇原則

　　在機床上容易找正，在加工中便于檢查，編程時便于計算，而且對刀誤差小。對刀點可以選擇零件上的某個點(如零件的定位孔中心)，也可以選擇零件外的某一點(如夾具或機床上的某一點)，但必須與零件的定位基準有一定的坐標關系。提高對刀的準確性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不嚴格，所選對刀部位的加工精度也應高于其他位置的加工精度。擇接觸面大、容易監(jiān)測、加工過程穩(wěn)定的部位作為對刀點。對刀點盡可能與設計基準或工藝基準統(tǒng)一，避免由于尺寸換算導致對刀精度甚至加工精度降低，增加數(shù)控程序或零件數(shù)控加工的難度。為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作為對刀點較為適宜。對刀點的精度既取決于數(shù)控設備的精度，也取決于零件加工的要求，人工檢查對刀精度以提高零件數(shù)控加工的質量。尤其在批生產中要考慮到對刀點的重復精度，該精度可用對刀點相對機床原點的坐標值來進行校核。

　　(2)對刀點的選擇方法

　　對于數(shù)控車床或車銑加工中心類數(shù)控設備，由于中心位置(X0，Y0，A0)已有數(shù)控設備確定，確定軸向位置即可確定整個加工坐標系。因此，只需要確定軸向(Z0或相對位置)的某個端面作為對刀點即可。對于三坐標數(shù)控銑床或三坐標加工中心，相對數(shù)控車床或車銑加工中心復雜很多，根據(jù)數(shù)控程序的要求，不僅需要確定坐標系的原點位置(X0，Y0，Z0)，而且要同加工坐標系G54、G55、G56、G57等的確定有關，有時也取決于操作者的習慣。對刀點可以設在被加工零件上，也可以設在夾具上，但是必須與零件的定位基準有一定的坐標關系，Z方向可以簡單的通過確定一個容易檢測的平面確定，而X、Y方向確定需要根據(jù)具體零件選擇與定位基準有關的平面、圓。對于四軸或五軸數(shù)控設備，增加了第4、第5個旋轉軸，同三坐標數(shù)控設備選擇對刀點類似，由于設備更加復雜，同時數(shù)控系統(tǒng)智能化，提供了更多的對刀方法，需要根據(jù)具體數(shù)控設備和具體加工零件確定。對刀點相對機床坐標系的坐標關系可以簡單地設定為互相關聯(lián)，如對刀點的坐標為(X0，Y0，Z0)，同加工坐標系的關系可以定義為(X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr)，加工坐標系G54、G55、G56、G57等，只要通過控制面板或其他方式輸入即可。這種方法非常靈活，技巧性很強，為后續(xù)數(shù)控加工帶來很大方便。

　　3.零點漂移現(xiàn)象

　　零點漂移現(xiàn)象是受數(shù)控設備周圍環(huán)境影響因素引起的，在同樣的切削條件下，對同一臺設備來說、使用相同一個夾具、數(shù)控程序、刀具，加工相同的零件，發(fā)生的一種加工尺寸不一致或精度降低的現(xiàn)象。零點漂移現(xiàn)象主要表現(xiàn)在數(shù)控加工過程的一種精度降低現(xiàn)象或者可以理解為數(shù)控加工時的精度不一致現(xiàn)象。零點漂移現(xiàn)象在數(shù)控加工過程中是不可避免的，對于數(shù)控設備是普遍存在的，一般受數(shù)控設備周圍環(huán)境因素的影響較大，嚴重時會影響數(shù)控設備的正常工作。影響零點漂移的原因很多，主要有溫度、冷卻液、刀具磨損、主軸轉速和進給速度變化大等。

　　4.刀具補償

　　經過一定時間的數(shù)控加工后，刀具的磨損是不可避免的，其主要表現(xiàn)在刀具長度和刀具半徑的變化上，因此，刀具磨損補償也主要是指刀具長度補償和刀具半徑補償。

　　5.刀具半徑補償

　　在零件輪廓加工中，由于刀具總有一定的半徑如銑刀半徑，刀具中心的運動軌跡并不等于所需加工零件的實際軌跡，而是需要偏置一個刀具半徑值，這種偏移習慣上成為刀具半徑補償。因此，進行零件輪廓數(shù)控加工時必須考慮刀具的半徑值。需要指出的是，UG/CAM數(shù)控程序是以理想的加工狀態(tài)和準確的刀具半徑進行編程的，刀具運動軌跡為刀心運動軌跡，沒有考慮數(shù)控設備的狀態(tài)和刀具的磨損程度對零件數(shù)控加工的影響。因此，無論對于輪廓編程，還是刀心編程，UG/CAM數(shù)控程序的實現(xiàn)必須考慮刀具半徑磨損帶來的影響，合理使用刀具半徑補償。

　　6.刀具長度補償

　　在數(shù)控銑、鏜床上，當?shù)毒吣�損或更換刀具時，使刀具刀尖位置不在原始加工的編程位置時，必須通過延長或縮短刀具長度方向一個偏置值的方法來補償其尺寸的變化，以保證加工深度或加工表面位置仍然達到原設計要求尺寸。

　　7.機床坐標系

　　數(shù)控機床的坐標軸命名規(guī)定為機床的直線運動采用笛卡兒坐標系，其坐標命名為X、Y、Z，通稱為基本坐標系。以X、Y、Z坐標軸或以與X、Y、Z坐標軸平行的坐標軸線為中心旋轉的運動，分別稱為A軸、B軸、C軸，A、B、C的正方向按右手螺旋定律確定。Z軸：通常把傳遞切削力的主軸規(guī)定為Z坐標軸。對于刀具旋轉的機床，如鏜床、銑床、鉆床等，刀具旋轉的軸稱為Z軸。X軸：X軸通常平行與工件裝夾面并與Z軸垂直。對于刀具旋轉的機床，例如臥式銑床、臥式鏜床，從刀具主軸向工件方向看，右手方向為X軸的正方向，當Z軸為垂直時，對于單立柱機床如立式銑床，則沿刀具主軸向立方向看，右手方向為X軸的正方向。Y軸：Y軸垂直于X軸和Z軸，其方向可根據(jù)已確定的X軸和Z軸，按右手直角笛卡兒坐標系確定。

　　旋轉軸的定義也按照右手定則，繞X軸旋轉為A軸，繞Y軸旋轉為B軸，繞Z軸旋轉為C軸。數(shù)控機床的坐標軸如下圖所示。

　　機床原點就是機床坐標系的坐標原點。機床上有一些固定的基準線，如主軸中心線;也有一些固定的基準面，如工作臺面、主軸端面、工作臺側面等。當機床的坐標軸手動返回各自的原點以后，用各坐標軸部件上的基準線和基準面之間的距離便可確定機床原點的位置，該點在數(shù)控機床的使用說明書上均有說明。

　　8.零件加工坐標系和坐標原點

　　工件坐標系又稱編程坐標系，是由編程員在編制零件加工程序時，以工件上某一固定點為原點建立的坐標系。零件坐標系的原點稱為零件零點(零件原點或程序零點)，而編程時的刀具軌跡坐標是按零件輪廓在零件坐標系的坐標確定的。加工坐標系的原點在機床坐標系中稱為調整點。在加工時，零件隨夾具安裝在機床上，零件的裝夾位置相對于機床是固定的，所以零件坐標系在機床坐標系中的位置也就確定了。這時測量的零件原點與機床原點之間的距離稱作零件零點偏置，該偏置需要預先存儲到數(shù)控系統(tǒng)中。在加工時，零件原點偏置便能自動加到零件坐標系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按機床坐標系確定加工時的絕對坐標值。因此，編程員可以不考慮零件在機床上的實際安裝位置和安裝精度，而利用數(shù)控系統(tǒng)的偏置功能，通過零件原點偏置值，補償零件在機床上的位置誤差，現(xiàn)在的數(shù)控機床都有這種功能，使用起來很方便。零件坐標系的位置以機床坐標系為參考點，在一個數(shù)控機床上可以設定多個零件坐標系，分別存儲在G54/G59等中，零件零點一般設在零件的設計基準、工藝基準處，便于計算尺寸。一般數(shù)控設備可以預先設定多個工作坐標系(G54～G59)，這些坐標系存儲在機床存儲器內，工作坐標系都是以機床原點為參考點，分別以各自與機床原點的偏移量表示，需要提前輸入機床數(shù)控系統(tǒng)，或者說是在加工前設定好的坐標系。加工坐標系(MCS)是零件加工的所有刀具軌跡輸出點的定位基準。加工坐標系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐標系，在編程時，無需考慮工件在機床上的安裝位置，只要根據(jù)工件的特點及尺寸來編程即可。加工坐標系的原點即為工件加工零點。工件加工零點的位置是任意的，是由編程人員在編制數(shù)控加工程序時根據(jù)零件的特點選定。工件零點可以設置在加工工件上，也可以設置在夾具上或機床上。為了提高零件的加工精度，工件零點盡量選在精度較高的加工表面上;為方便數(shù)據(jù)處理和簡化程序編制，工件零點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上，對于對稱零件，最好將工件零點設在對稱中心上，容易找準，檢查也方便。

　　9.裝夾原點

　　裝夾原點常見于帶回轉(或擺動)工作臺的數(shù)控機床和加工中心，比如回轉中心，與機床參考點的偏移量可通過測量存入數(shù)控系統(tǒng)的原點偏置寄存器中，供數(shù)控系統(tǒng)原點偏移計算用。

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