数控铣床及加工中心编程与应用 - 搜狗百科
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数控铣床及加工中心编程与应用
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《数控铣床及加工中心编程与应用》是根据教育部数控技术应用专业技能型紧缺人才培养方案和劳动与社会保障部制定的有关国家职业标准及相关职业技能鉴定规范编写的。《数控铣床及加工中心编程与应用》共分10章，讲述了数控铣床与加工中心基本知识、数控加工工艺、数控编程基础、数控铣床及加工中心编程、宏程序、数控铣床及加工中心操作、数控铣削加工实训课题、知识技能考核模拟题，并且列举了大量典型实例。全书吸取了项目式教学法等先进经验，采用课题形式，将理论与实践充分结合起来，有利于培养学生的实际操作能力和应用能力。
　　 书 名: 及加工中心编程与应用　　作　者：耿国卿　　： 　　出版时间： 2009年01月　　: 6　　开本： 16开　　定价: 30元
　　《数控铣床及加工中心编程与应用》是根据教育部数控技术应用专业技能型紧缺方案和劳动与社会保障部制定的有关及相关规范编写的。《数控铣床及加工中心编程与应用》共分10章，讲述了数控铣床与加工中心基本知识、、基础、数控铣床及加工中心编程、宏程序、数控铣床及加工中心操作、数控铣削加工实训课题、知识技能考核模拟题，并且列举了大量典型实例。全书吸取了项目式等先进经验，采用课题形式，将理论与实践充分结合起来，有利于培养学生的实际操作能力和应用能力。《数控铣床及加工中心编程与应用》可作为高等职业院校、、成人院校数控技术应用专业、机电专业、模具专业的教材，也可作为数控铣床及培训教材，并可供有关工程技术人员参考。
　　第一章数控铣床与加工中心概述　　第二章数控加工工艺　　第三章数控编程基础 　　第四章数控铣床及加工中心编程　　第五章宏程序　　第六章FANUC 0i?MB系统数控铣床及加工中心操作　　第七章华中(HNC?21/22M)系统数控铣床及加工中心操作　　第八章 802D系统数控铣床及加工中心编程与操作　　第九章数控铣削加工实训课题　　第十章知识技能考核模拟题　　参考文献　　……
《数控铣床及加工中心编程与应用》可作为高等职业院校、中等职业学校、成人院校数控技术应用专业、机电专业、模具专业的教材，也可作为数控铣床及加工中心编程与操作培训教材，并可供机械制造业有关工程技术人员参考。
第一章 数控铣床与加工中心概述 第一节 数控铣床与加工中心的概念和分类 一、数控铣床 二、加工中心 三、数控铣床与加工中心分类 四、数控铣床与加工中心结构 第二节 加工中心刀库形式与自动换刀装置 一、加工中心的刀库形式 二、自动换刀装置(ATC)与换刀过程 三、刀具的选用与识别 第三节 数控系统简介 一、数控系统的功能 二、数控系统的工作过程 三、数控系统的分类 四、数控系统发展概况 复习思考题
第二章 数控加工工艺 第一节 数控铣床与加工中心加工对象 一、数控铣床与加工中心的加工范围 二、数控铣床的加工对象 三、加工中心的加工对象 第二节 数控铣床与加工中心刀具 一、加工中心的刀柄 二、常用刀具的装夹 三、数控刀具类型及工艺特点 第三节 数控加工常用工量具 一、数控铣床与加工中心常用工具 二、常用量具 第四节 工件的装夹和定位 一、工件的装夹方式 二、工件定位基本原理 三、定位基准的选择 第五节 数控机床夹具 一、机床夹具的分类 二、数控机床夹具特点 三、数控机床常用夹具及装夹方法 第六节 数控加工方法与切削用量选择 一、铣削加工 二、钻孔 三、铰孔 四、镗孔 五、螺纹加工 第七节 加工余量及工序尺寸的确定 一、加工余量与工序尺寸 二、工艺尺寸链 复习思考题
第三章 数控编程基础 第一节 数控编程的方法 一、手工编程 二、自动编程 第二节 数控机床的坐标系 一、标准坐标系 二、机床坐标系 三、工件坐标系 第三节 数控程序的结构 第四节 数控机床的基本功能指令 一、准备功能(G功能) 二、辅助功能(M功能) 三、刀具功能(T功能) 四、主轴功能(S功能) 五、进给功能(F功能) 第五节 数控编程的坐标尺寸指令 一、坐标平面选择指令(G17/G18/G19) 二、绝对值指令(G90)与增量值指令(G91) 三、自动返回参考点 第六节 坐标系设定 一、机床坐标系(G53) 二、工件坐标系设定(G92、G54～G59) 复习思考题
第四章 数控铣床及加工中心编程 第一节 插补功能指令 一、快速定位G00 二、直线插补G01 三、圆弧插补G02、G03 四、螺旋插补G02、G03 第二节 刀具补偿功能 一、刀具长度补偿G43、G44、G49 二、刀具半径补偿G40、G41、G42 第三节 固定循环指令 一、固定循环指令格式及说明 二、循环指令加工方式及应用 三、使用固定循环功能注意事项 第四节 子程序 第五节 镜像加工指令 第六节 坐标旋转指令 第七节 比例缩放指令 第八节 极坐标指令 第九节 四轴加工编程 复习思考题
第五章 宏程序 第一节 宏程序的概念及特点 一、宏程序的概念 二、宏程序的特点 第二节 FANUC系统的宏变量 一、变量 二、运算指令 三、转移与循环指令 第三节 FANUC系统的宏程序调用 一、宏程序调用指令 二、自变量赋值 第四节 华中(HNC?21/22M)系统的宏程序 一、宏变量及常量 二、运算符与表达式 三、赋值语句 四、条件判别语句IF，ELSE，ENDIF 五、循环语句WHILE，ENDW 第五节 宏程序的编制与应用 一、圆 二、椭圆 三、双曲线 四、抛物线 五、四轴宏程序编程实例 复习思考题
第六章 FANUC 0i?MB系统数控铣床及加工中心操作 第一节 数控铣床与加工中心操作安全规程 一、数控机床安全操作规程 二、数控机床维护与保养 第二节 FANUC 0i Mate?MB数控系统操作面板及功能 一、CRT显示屏/MDI面板各键的功用 二、机床控制面板各键的功用 第三节 数控机床基本操作 一、开机 二、关机 三、回参考点 四、手动方式 五、手轮方式 六、MDI方式 七、编辑方式 八、自动方式 九、选择程序 十、删除一个程序 十一、删除全部程序 十二、手工装卸刀具 十三、自动换刀 第四节 数控铣床与加工中心的对刀 一、试切法对刀 二、寻边器对刀 三、Z轴设定器对刀 四、百分表对刀 第五节 程序传输格式和DNC传输软件 一、串口线路的连接 二、程序传输格式 三、传输软件介绍及操作 复习思考题
第七章 华中(HNC?21/22M)系统数控铣床及加工中心操作 第一节 华中(HNC?21/22M)系统操作面板及各键功能 一、MDI面板各键的功用 二、机床操作按键及功用 三、功能软键及功用 第二节 华中(HNC?21/22M)系统基本操作 一、开机 二、关机 三、回参考点 四、手动操作 五、手摇操作 六、手动换刀 七、MDI操作 八、调用已有程序 九、编辑新程序 十、对刀 第三节 华中(HNC?21/22M)系统指令 一、华中(HNC?21/22M)系统程序的格式 二、华中(HNC?21/22M)系统辅助功能指令 三、华中(HNC?21/22M)系统准备功能指令 四、进给控制指令 五、回参考点指令 六、刀具补偿功能指令 七、简化编程指令 八、固定循环指令 复习思考题
第八章 SIEMENS 802D系统数控铣床及加工中心编程与操作 第一节 SIEMENS 802D系统功能 一、准备功能代码 二、固定循环功能代码 三、辅助功能代码 四、其他功能F、S、T、D代码 五、常用字符集和运算符号 第二节 SIEMENS 802D系统基本编程指令 一、NC编程基本结构 二、常用指令 第三节 刀具补偿功能指令 一、刀具选择指令T 二、刀具补偿号指令D 三、刀具半径补偿指令G41、G42、G40 四、使用刀具半径补偿注意事项 五、刀具半径补偿的作用 第四节 固定循环功能指令 一、CYCLE82编程格式 二、排孔HOLES1编程格式 三、圆周孔HOLES2编程格式 四、铣模式圆弧槽SLOT1编程格式 五、铣槽式圆周槽SLOT2编程格式 第五节 蓝图编程 一、蓝图编程简介 二、蓝图编程实例 第六节 子程序的调用 一、子程序概述 二、子程序的调用 三、调用加工循环 四、模态调用子程序 第七节 编程实例 第八节 SIEMENS 802D数控铣床及加工中心操作 一、数控铣床、加工中心面板简介 二、数控铣床与加工中心基本操作 复习思考题
第九章 数控铣削加工实训课题 课题1 平面铣削加工 课题2 平面内轮廓铣削加工 课题3 凸台零件的铣削加工 课题4 槽形零件的铣削加工 课题5 沟槽铣削加工 课题6 钻孔加工 课题7 孔系零件的加工 课题8 铰孔加工 课题9 孔的铣削加工 课题10 镗孔加工 课题11 攻内螺纹 课题12 螺纹铣削加工
第十章 知识技能考核模拟题 知识技能考核模拟试题一 知识技能考核模拟试题二 知识技能考核模拟试题三 知识技能考核模拟试题四 参考文献
本书是根据教育部数控技术应用专业技能型紧缺人才培养方案和劳动与社会保障部制定的有关国家职业标准及相关职业技能鉴定规范编写的。随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床已日趋普及，我国现已成为世界上数控机床的消费大国和生产大国，国民经济各行各业需要大量的数控机床的开发人才和应用人才。为了适应我国高等职业技术教育发展以及应用型人才培养的需要，编者结合多年的教学经验和生产实践经验，并吸取了近年来先进教学方法，本着“实际、实用、实践”的原则，编写了本书。本书选用了技术先进、占市场份额最大的FANUC（法那科）、SIEMENS（西门子）以及国产华中（HNC?21/22M）系统的数控铣床与加工中心为背景，系统讲述了数控铣床与加工中心的基本知识、数控加工工艺、数控基本编程指令、宏程序、数控机床操作以及典型零件数控加工实训课题。本书尽可能使理论教学与实操同步，在教学顺序上相互衔接，配合大量例题，由浅入深，由易到难，力求使学生能够较好地学习和巩固编程与实操知识，提高编程技术和实操技能，使学习者达到中、高级数控专业技能型人才的水平。在编程实践和应用方面，采用课题形式，理论与实践相结合，把数控加工工艺知识融入编程中。课题中融合了典型零件加工编程、刀具的选择、切削用量的选择、有关理论计算、操作步骤及注意事项，力求前后知识融会贯通。最后配合数控加工知识和技能考核模拟题，使学生得到综合的训练。因此该教材既具有较强的理论性、实践性，又具有较强的综合性。教材力求把学习理论知识和培养实践能力有机结合起来，培养学生的实际操作和应用能力。本书可作为高等职业院校、中等职业学校、成人院校数控技术应用专业、机电专业、模具专业的教材，也可作为数控铣床及加工中心编程与操作培训教材，并可供机械制造业有关工程技术人员参考。本书不足之处，敬请读者批评指正。 上传我的文档
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官方公共微信半径补偿的基本概念
图1 加工中的刀具半径补偿
在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)， 刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。如在图1中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹。由图可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移，称为刀具半径补偿。
采用刀具半径补偿的作用和意义数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出刀具中心轨迹的起始点坐标值就可。同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。
刀具半径补偿指令的使用方式根据ISO 标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补偿时用G40表示。
2 刀具半径补偿过程
刀具半径补偿建立：当输入BS缓冲器的程序段包含有G41/G42命令时，系统认为此时已进入刀补建立状态。当以下条件成立时，加工中心以移动坐标轴的形式开始补偿动作。
有G41或G42被指定；
在补偿平面内有轴的移动；
指定了一个补偿号或已经指定一个补偿号但不能是D00；
偏置(补偿)平面被指定或已经被指定；
G00或G01模式有效。
补偿模式：在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。此时半径补偿在G00、G01、G02、G03情况下均有效。
取消补偿：使用G40指令消去程序段偏置值，使刀具撤离工件，回到起始位置，从而使刀具中心与偏程轨迹重合。当以下两种情况之一发生时加工中心补偿模式被取消。①给出G40同时要有补偿平面内坐标轴移动。②刀具补偿号为D00。
3 刀具半径补偿在加工中心中的应用
有了刀具半径自动补偿功能，除可免去刀心轨迹的人工计算外，还可利用同一加工程序去完成粗、精加工及阴阳模具加工等。
图2 G18指令的使用
不同平面内的半径补偿刀具半径补偿用G17、G18、G19命令在被选择的工作平面内进行补偿。即当G18命令执行后，刀具半径补偿仅影响X、Z移动，而对Y轴没有作用。铣削如图2所示圆柱面，使用刀具是半径为10mm的球形立铣刀。编程控制点有两个，即刀尖、球心，这里使用球心。O0001N1 GX60.0Y0S1000M03;N2 Z0;N3 G91G01 G41X-20.0D01 F100;N4 G02X-80.0I40.0;N5 G40GG0lX20.0;┇┇N22vG90G00Z100.0;N23vX0 Y0M05;N24 M30;
实现同一程序的粗、精加工：刀具半径补偿除方便编程外，还可改变补偿大小的方法以用实现同一程序的粗精加工。粗加工刀具补偿量＝刀具半径+精加工余量，精加工刀具补偿量＝刀具半径+修正量
实现同一程序的阴阳模具加工
图3 内、外两种型面的加工
在加工同一公称尺寸的内、外两种型面时，可分别调用G41、G42指令，利用同一程序(G41G42互换)完成内、外两种型面的加工。如图3。
4 使用刀具半径补偿时常见的问题
半径补偿时的过切问题
无被选择的工作平面内的移动指令：当刀具半径补偿指令发出时，第一段程序先被读入BS，在BS中算得的第一段编程轨迹被送到CS暂存后，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹。接着对第一和第二两段的编程轨迹的连接方式进行判别。根据判别结果，再对CS中的第一段编程轨迹作相应的修正。修正结束后，顺序地将修正后的第一段编程轨迹由CS 送AS第二段编程轨迹由BS送入CS。随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行插补运算，运算结果送伺服装置予以执行。如接下的两个程序段在被选择的工作平面内无移动指令，机床无法判断刀具半径补偿的方向，此时机床不发出报警信号，补偿继续进行，只是补偿的起始点发生变化，从而导致工件发生过切现象。例，如图4。
图4 半径补偿中的过切现象
O0002N1 G90G54G17 G00X0Y0S2000M03N2 Z100.0N3 G41 X40.0Y10.0D01
连续两句Z 轴移动
N5 G01Z-10.0F100
而没有XY 轴移动
N6Y100.0N7X100.0N8Y40.0N9X20.0N10G00Z100.0N11G40X0Y0M05N12M30
刀具补偿值大于被加工部分内圆弧半径：当零件上的圆弧半径小于刀具半径补偿值时，向圆弧、圆心方向的半径补偿将会导致过切，这时程序运行到该程序段时，机床将发出报警并停止在将要过切程序段的起始点上，如图5所示。
图5 不停机导致过切
图6 不停机导致过切
被铣削部分的槽底宽小于刀具直径：当刀具半径补偿使刀具中心向编程路径反方向运动，将会导致过切。此时机床将会报警并停留在该程序段的起始点，如图6 所示。
G40 执行前改变补偿号刀具半径补偿号要在刀具补偿取消后才能改变，如果在G40下变换补偿号，当前程序段的目的点的补偿量将按照新的给定值，而当前程序段开始点补偿量则不变，从而可能导致欠切削或过切。
在G02、G03模式下取消刀具补偿刀具补偿必须在G00、G01模式下取消在G02、G03模式下取消刀具补偿时，系统将发出报警。
M96模式与M97模式在圆角过渡模式M96下，用G41或G42进行刀具半径补偿时，如果相邻程序轨迹交角为180&或更大，刀具将以圆弧插补方式绕着交点回转。相反在交角过渡模式M97下，刀具中心将运动至二相邻刀心轨迹的点而不是进行圆弧插补。当加工零件上的阶台高度比刀具半径小时，用M96模式将会引起过切，如用M97模式则可以顺利通过，如图7 所示。
当数控机床具有刀具半径补偿功能时会极大方便计算和编程，但在使用此项功能时应注意机床的硬件条件以及工件轮廓几何要素的过渡处的处理，以避免产生欠切削和过切等问题，提高工件的加工精度。(编辑：珍珠)
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