数控加工工艺、编程与操作09项目九--数控铣床(加工中心)操作

项目九：数控铣床(加工中心)操作Ｏ0001；G54G90G17G00X0.Y0.；(确定工件坐标系及加工平面)M03S2800；(主轴正转，转速为2800r／min)GOOX-60.Y-60.Z2.；(刀具定位到加工起点)G01Z-20.0F250；(刀具到达加工端面)G41G01X-40.Y-40.D01；（建立刀具半径补偿）Y20.；(铣削边)G02X-30.Y30.R10.；(铣削R10mm圆角)G01X30.；(铣削边)G02X40.Y20.R10.；(铣削R10mm圆角)GO1Y-30.；(铣削边)X-50.；(铣削边)G40G00X-60.Y-60.；（取消刀具半径补偿）G00Z200.；（主轴抬起）M05；（主轴停）M30；（程序结束）9.1导入项目图9-1所示为平面凸轮廓零件。上下平面和四周边已加工完成，该工序只加工凸台。工件毛坯：80mm×100mm×30mm，材料为20钢。下面是该零件的精加工程序。数控铣床为FANUC0IMC数控铣床。图9-1平面凸轮廓零件3.2全部Z2030XO80XO8060Y100R101.数控系统控制面板FANUC0IMC数控铣床的系统控制面板与项目一中介绍的沈阳机床厂FANUC0I数控车床的数控系统控制面板的按键及其功能基本相同。2.机床操作面板机床操作面板主要由操作模式开关，主轴倍率调整旋钮，进给速度调节旋钮，各种辅助功能选择开关、手轮、各种指示灯等组成。各按钮、旋钮开关的位置、结构由机床厂家自行设计制造。机床操作面板上各种按键的功能键说明见表9-1。9.2知识学习9.2.1数控铣床操作面板FANUC0I数控铣床操作面板如图9-2所示。操作面板分为两个区域：图示上半部分为数控系统控制面板，图示下半部分为机床操作面板。9.2知识学习9.2.2数控铣床（加工中心）操作基础1.数控铣床（加工中心）安全操作⑴穿戴好工作服，戴好工作帽，禁止戴手套操作机床。⑵详细阅读机床的使用说明书，在未熟悉机床操作前，切勿随意动机床。⑶必须熟知每个按钮的作用及其操作注意事项。⑷注意机床各个部位警示牌上所警示的内容。⑸按照机床说明书要求加装润滑油、液压油、切削液，接通外接气源。⑹机床周围的工具要摆放整齐，要便于拿放。工具不能放在机床上。⑺加工前必须关上机床的防护门。⑻文明生产，杜绝酗酒和疲劳操作；禁止打闹、闲谈、睡觉和随意离开岗位。⑼在机床通电状态，不要接触机床上示有闪电符号、装有强电装置的部位。⑽检查工件和刀具是否装夹正确、可靠；在刀具装夹完毕后，应手动试切。⑾清除切屑必须在机床停止状态下进行，并使用一定的工具，防止被切屑伤。⑿测量工件必须在机床停止状态下进行，要避免用手接触机床运动部件。⒀在打雷时，不要开启机床。避免雷击烧坏模块或损失数据。⒂加工完成后，打扫工作场地，清理机床，保持机床及控制设备的清洁。⒃切断系统电源。⒄如实填写交接班记录，发现问题要及时反映。2.数控铣床（加工中心）的操作步骤⑴开机。合上电源总开关；开稳压器、气源等辅助设备电源开关；开加工中心控制柜总电源；按下控制面板上的电源按钮，数控系统上电；将急停键旋起。⑵各坐标轴回参考点。选择机床“回零”方式；将各轴依次返回原点。⑶安装工件。一般常用平口钳或压板，必要时采用专用夹具。⑷安装刀具。合理选择刀具，并将刀具装入刀柄，然后将刀柄装入主轴。加工中心的刀具可通过机械手或主轴将刀具装入刀库。⑸对刀及刀具补偿。对刀、建立工件坐标系和刀具补偿值的设定。⑹程序调试。输入程序利用机床的预演功能或抬刀运行、调试程序。⑺零件加工。选择机床自动加工模式，按循环启动键，进行自动加工。⑻零件检测。卸下加工好的零件，选用测量工具进行零件尺寸精度、粗糙度、位置度检测。⑼清理机床和关机。零件加工完成后，清理机床和现场，再按与开机相反的顺序依次关闭电源。9.2知识学习开机各坐标轴回参考点安装刀具对刀零件检测调试程序零件加工清理关机图9-3数控铣床/加工中心操作步骤安装工件3.数控铣床（加工中心）的手动操作⑴手动或快速移动①按键或选择机床工作方式为“手动”或“快速”。“快速”移动不能用于铣削进给，“手动”方式时，其速度可以修调，一般用于工件近距离的移动。②通过手动轴选择按钮、或，选择需移动的轴，并按移动按钮或，刀具或工件正向或负向移动，松开按键移动停止。⑵手轮操作①按键选择机床工作方式为“手轮”。②旋转“手轮轴选择旋钮”选择所需移动的轴，如图9-4所示。③旋转“手轮进给倍率旋钮”选择手轮进给倍率，如图9-5所示。X1、X10、X100分别代表移动量为0.001mm、0.01mm、0.1mm。④旋转手轮，移动所选定的轴。顺时针方向转动，坐标轴正向移动，逆时针方向转动，坐标轴负方向移动。9.2知识学习4.MDI运行操作MDI方式也称为键盘操作方式。常用于修整工件部分遗留问题或单件加工。按键，机床进入“MDI”模式。按键，进入程序编辑界面，录入完程序后，按“循环启动”按钮，运行程序。MDI方式加工的特点是输入灵活，随时输入指令随时执行。但执行完指令以后，对指令没有记忆，再次执行时必须重新输入。9.2知识学习9.2.3数控铣床（加工中心）对刀及其参数输入对刀的目的是通过刀具或对刀工具确定工件坐标系与机床坐标系之间的空间位置关系，并将对刀数据输入到相应的存储位置。对刀方法有试切法对刀、寻边器对刀、机内对刀仪对刀、自动对刀等。1.对刀工具⑴寻边器寻边器有偏心式和光电式等类型，如图9-6所示。光电式较为常用。使用时，将寻边器装夹在主轴上，低速转动主轴，同时手动移动X、Y轴，使寻边器逐渐靠近被测表面，如图9-7所示。当光电式寻边器发出光信号，或偏心式寻边器的偏心消除时，寻边到位，此时通过机床坐标位置可得到被测表面的坐标位置。9.2知识学习⑵Z轴设定器Z轴设定器有光电式和指针式等类型，如图9-8所示。通过光电式指示或指针，判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达0.005mm。Z轴设定器带有磁性座，可以牢固的附着在工件或夹具上，其高度一般为50mm或100mm。9.2知识学习⑶对刀仪对刀仪如图9-9a所示。被测量刀具安装在刀柄夹持孔2中，通过快速移动按钮4和微调旋钮5可调整刀柄夹持孔的位置。当刀具刀尖对准光源发射器6时，光源发射器将刀具刀刃放大投影在显示屏幕l上。通过微调使刀具的刀尖对准屏幕上刻度线十字中心，如图9-9b所示，数字显示器3即刻显示测得的刀具在X(径向尺寸)、Z(刀柄基准面到刀尖的长度尺寸)方向的尺寸。(a)(b)图9-9对刀仪1—显示屏幕2—刀柄夹持孔3—数字显示器4—移动按钮5—微调旋钮6—光源发射器2.对刀操作对刀时先从加工所用到的刀具中选取一把作为基准刀具，进行对刀操作；再分别测出其他刀具与其基准刀具刀位点的位置偏差值，如长度、直径等，再将偏差值存入刀具数据库即可。不必对每把刀具进行对刀操作。⑴X、Y轴的对刀①以工件孔中心位置点对刀。如图9-10所示，手动操作使旋转的表头逐渐靠近被测表面，用步进移动方式，调整X、Y的位置，使得表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内。此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为孔中心的位置。9.2知识学习②以工件对称中心为工件坐标系原点。如图9-11a所示，按X、Y轴移动方向键，使寻边器触头分别接触工件的左、右侧面，分别记下寻边器在接触工件的左、右侧面时，机床坐标系中相应的X坐标X1、X2。则工件对称中心即工件坐标系原点在机床坐标系中的X坐标为：如图9-11b所示，以同样的方法用寻边器定位到工件前、后两侧面表面，记下对应的坐标值Y1、Y2。则工件坐标系原点在机床坐标系中的Y坐标为：9.2知识学习工件原点OXYX1X2机床原点M机床原点M工件原点OXYY2Y1图9-11工件对称中心为工件坐标系原点的对刀(a)(b)2XXX212YYY21③以工件相互垂直的基准边线的交点为工件坐标系原点如图9-12a所示，按X、Y轴移动方向健，使寻边器触头接触工件的左(或右)侧面，记下此时寻边器在机床坐标系中X坐标Xa。如图9-12b所示，用同样的方法调整移动到使寻边器触头接触工件的前(或后)侧面，记下此时的Y坐标Ya。设已知寻边器的半径为R，如以工件左侧、前侧面对刀，则基准线交点处的坐标为：X=Xa+R,Y=Ya+R；如以工件右侧、后侧面对刀，则基准线交点处的坐标为：X=Xa-R,Y=Ya-R。测得的Xa、Ya均为负值。9.2知识学习工件原点OXYXa机床原点M图9-12基准边线的交点为工件坐标系原点的对刀(a)(b)机床原点MYa工件原点OXY④设置工作坐标系可以使用G54～G59同时建立6个工件坐标系。只建1个工件坐标系通常用G54。(a)选择机床为MDI工作模式，按偏置/设置键，进入刀具补偿设定界面。(b)按软键[坐标系],进人工作坐标系设定界面，如图9-13所示。(c)用MDI方式在X、Y、Z对应位置处分别输人工作坐标系原点在机床坐标系中的坐标值。如上述方法中计算的X、Y坐标，即建立了G54的工作坐标系。注意：在程序中需用G54指令选定工作坐标系。9.2知识学习若以工件上表面为工件坐标系Z轴原点，可利用Z轴设定器进行对刀。则当刀具下表面与Z轴设定器接触，指示灯亮，设Z轴设定器高度为100mm，则当前刀位点在工件坐标系中Z向的位置为“Z100'，如图9-14所示。进人工作坐标系设定界面，在G54对应的Z框中，键入字符“Z100．0'，按软键[测量]，Z向坐标系原点确定。(或将此时机床坐标系的Z坐标减去寻边器的高度，即为工件上表面在机床坐标系中的Z坐标，输入G54的Z框中。)当需要用多把刀具加工同一工件时，常常在不装刀具的情况下，以刀座底面中心为基准刀具的刀位点先进行对刀，然后分别测出各刀具实际刀位点相对于到座底面中心的位置偏差，填人刀具数据库即可，执行程序时由刀具补偿指令功能来实现各刀具位置的自动调整。9.2知识学习3.刀具补偿值输入在系统控制面板上按偏置/设置键，进入刀具补偿参数输入界面，如图9-15所示。在MDI模式下键入相关参数，每个参数按输入键完成输入。其中：番号——刀具的刀具号；形状(H)——刀具的长度补偿量，摩耗(H)——刀具的长度上磨损量，实际长度补偿值=形状(H)—摩耗(H)；形状(D)——刀具的半径补偿量，摩耗(D)——刀具的半径磨损量，实际半径补偿值=形状(D)—摩耗(D)。9.2知识学习例如：1号刀直径8mm，长度100mm；2号刀直径10mm，长度120mm；3号刀直径16mm，长度160mm。半径补偿量分别为：4mm、5mm、8mm；长度补偿量分别为刀具各自的长度。若无磨损，将3把刀的补偿参数输入系统后，如图9-15所示。4.加工中心对刀加工中心对刀时要将每把刀的长度都告诉机床，这种操为刀具长度补偿设置。⑴机内设置①将所有刀具放入刀库，利用Z向设定器确定每把刀具到工件坐标系Z向零点的距离，如图9-16所示的A、B、C，并记录下来。②选择其中一把最长(或最短)的刀具作为基准刀，如图中的T03(或T01)，将其对刀值C(或A)作为工件坐标系的Z值，此时H03=0。③确定其他刀具相对基准刀的长度补偿值，即H01=±∣C-A∣，H02=±∣C-B∣，正负号由程序中的G43或G44来确定。④将获得的刀具长度补偿值对应刀具和刀具号输入到机床中。⑵机外设置①利用刀具预调仪精确测量每把在刀柄上装夹好的刀具的轴向和径向尺寸。②在机床上用其中最长或最短的一杷刀具进行Z向对刀，设定工件坐标系。③确定每把刀具的长度补偿值，输入机床。⑶刀具半径补偿设置进入刀具补偿值的设定页面，移动光标至输入值的位置，根据编程指定的刀具，键人刀具长度补偿值，按INPUT键完成刀具半径补偿值的设定。9.2知识学习5.加工中心换刀⑴换刀指令格式G91G27Z0；(刀具移动至换刀位置)M06T_；(换某刀具到主轴，地址符T后数字表示刀具号)⑵指令使用说明①换刀时主轴必须处于静止状态。②换刀后须调用刀具长度补偿指令：G43H_，否则有撞刀的危险。。③执行“G91G27Z0”指令后要将坐标形式改回到原来的形式。即如果原来是G90方式，执行“G9