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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(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)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(shè)備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設(shè)備不能完成的加工，對(duì)形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)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(shí)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(xué)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(jìn)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(gòu)成。
如G54 G_ X_Y_Z_ F_ S_ T_ M_
G_ G代碼
X_Y_Z_ 機(jī)床的直線軸
F_ 進(jìn)給速度
S_ 主轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
T_ 刀具指令
M_ 輔助功能
最常用的M代碼
M3 主轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)
M4 主轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)
M5主轉(zhuǎn)停轉(zhuǎn)
如：M3 S600 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600 r/min
M06 換刀指令
如T1 M06 就是換一號(hào)刀
以下重點(diǎn)講G代碼01組G代碼用于控制刀具的運(yùn)動(dòng)。
G00 快速點(diǎn)定位G00 X_Y_Z_ ;
刀具以快速度移動(dòng)至以絕對(duì)值指令(G90)或增量值指令(G91)所指定的工件坐標(biāo)系中的位置，移動(dòng)速度由機(jī)床參數(shù)所指定 。
G01 直線插補(bǔ)G01 X_Y_Z_ F_
G02 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令格式：G02 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F
G03 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)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(diǎn)坐標(biāo)
R_ 圓弧的半徑
I_ 圓弧的終點(diǎn)相對(duì)于刀具所在位置
X向的位置
J_ 圓弧的終點(diǎn)相對(duì)于刀具所在位置
Y向的位置
K_ 圓弧的終點(diǎn)相對(duì)于刀具所在位置
Z向的位置
F_ 進(jìn)行速度
F的定義方式有兩種：G94每分鐘進(jìn)給(刀具每分鐘移動(dòng)速度mm/min)/ G95 每轉(zhuǎn)進(jìn)給(主軸每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具移動(dòng)的距離mm/r)
G代碼刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償G43 長(zhǎng)度補(bǔ)償指令
如G43H01 在換刀點(diǎn)刀尖到工件Z向零點(diǎn)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(hào)工件坐標(biāo)系，我們將工件零點(diǎn)的位置，寫到坐標(biāo)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(shí)用的G代碼。
G81 格式為 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_;
X_Y_ 孔位坐標(biāo)(也就是孔的位置)
Z_ 孔的深度
R_ 安全高底，也就是高具移動(dòng)到什么位置時(shí)開始進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?
F_ 進(jìn)給速度。
G80 固定循環(huán)結(jié)束
代碼還有很多，G81 G83 G84 G85 G86 G87 G73 G74 G76等等。每個(gè)一指令的動(dòng)作都不太一樣，但掌握一個(gè)了，其它的看一下說明也就明白了。就是G84 和G76 稍有點(diǎn)復(fù)雜，有明白的地方可以提問，有時(shí)間幫你們?cè)诰�答疑。
二、坐標(biāo)系建立基礎(chǔ)概念
1.刀位點(diǎn)
刀位點(diǎn)是刀具上的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，刀位點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡即加工路線，也稱編程軌跡。
2.對(duì)刀和對(duì)刀點(diǎn)
對(duì)刀是指操作員在啟動(dòng)數(shù)控程序之前，通過一定的測(cè)量手段，使刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合�？梢杂脤�(duì)刀儀對(duì)刀，其操作比較簡(jiǎn)單，測(cè)量數(shù)據(jù)也比較準(zhǔn)確。還可以在數(shù)控機(jī)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(jī)床上的坐標(biāo)對(duì)刀。對(duì)于操作者來說，確定對(duì)刀點(diǎn)將是非常重要的，會(huì)直接影響零件的加工精度和程序控制的準(zhǔn)確性。在批生產(chǎn)過程中，更要考慮到對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)精度，操作者有必要加深對(duì)數(shù)控設(shè)備的了解，掌握更多的對(duì)刀技巧。
(1)對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則
在機(jī)床上容易找正，在加工中便于檢查，編程時(shí)便于計(jì)算，而且對(duì)刀誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以選擇零件上的某個(gè)點(diǎn)(如零件的定位孔中心)，也可以選擇零件外的某一點(diǎn)(如夾具或機(jī)床上的某一點(diǎn))，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)關(guān)系。提高對(duì)刀的準(zhǔn)確性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不嚴(yán)格，所選對(duì)刀部位的加工精度也應(yīng)高于其他位置的加工精度。擇接觸面大、容易監(jiān)測(cè)、加工過程穩(wěn)定的部位作為對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)盡可能與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一，避免由于尺寸換算導(dǎo)致對(duì)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(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)較為適宜。對(duì)刀點(diǎn)的精度既取決于數(shù)控設(shè)備的精度，也取決于零件加工的要求，人工檢查對(duì)刀精度以提高零件數(shù)控加工的質(zhì)量。尤其在批生產(chǎn)中要考慮到對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)精度，該精度可用對(duì)刀點(diǎn)相對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值來進(jìn)行校核。
(2)對(duì)刀點(diǎn)的選擇方法
對(duì)于數(shù)控車床或車銑加工中心類數(shù)控設(shè)備，由于中心位置(X0，Y0，A0)已有數(shù)控設(shè)備確定，確定軸向位置即可確定整個(gè)加工坐標(biāo)系。因此，只需要確定軸向(Z0或相對(duì)位置)的某個(gè)端面作為對(duì)刀點(diǎn)即可。對(duì)于三坐標(biāo)數(shù)控銑床或三坐標(biāo)加工中心，相對(duì)數(shù)控車床或車銑加工中心復(fù)雜很多，根據(jù)數(shù)控程序的要求，不僅需要確定坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置(X0，Y0，Z0)，而且要同加工坐標(biāo)系G54、G55、G56、G57等的確定有關(guān)，有時(shí)也取決于操作者的習(xí)慣。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，也可以設(shè)在夾具上，但是必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的坐標(biāo)關(guān)系，Z方向可以簡(jiǎn)單的通過確定一個(gè)容易檢測(cè)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(zhǔn)有關(guān)的平面、圓。對(duì)于四軸或五軸數(shù)控設(shè)備，增加了第4、第5個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，同三坐標(biāo)數(shù)控設(shè)備選擇對(duì)刀點(diǎn)類似，由于設(shè)備更加復(fù)雜，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)智能化，提供了更多的對(duì)刀方法，需要根據(jù)具體數(shù)控設(shè)備和具體加工零件確定。對(duì)刀點(diǎn)相對(duì)機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)關(guān)系可以簡(jiǎn)單地設(shè)定為互相關(guān)聯(lián)，如對(duì)刀點(diǎn)的坐標(biāo)為(X0，Y0，Z0)，同加工坐標(biāo)系的關(guān)系可以定義為(X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr)，加工坐標(biāo)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(qiáng)，為后續(xù)數(shù)控加工帶來很大方便。
3.零點(diǎn)漂移現(xiàn)象
零點(diǎn)漂移現(xiàn)象是受數(shù)控設(shè)備周圍環(huán)境影響因素引起的，在同樣的切削條件下，對(duì)同一臺(tái)設(shè)備來說、使用相同一個(gè)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(diǎn)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(shí)的精度不一致現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移現(xiàn)象在數(shù)控加工過程中是不可避免的，對(duì)于數(shù)控設(shè)備是普遍存在的，一般受數(shù)控設(shè)備周圍環(huán)境因素的影響較大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響數(shù)控設(shè)備的正常工作。影響零點(diǎn)漂移的原因很多，主要有溫度、冷卻液、刀具磨損、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度變化大等。
4.刀具補(bǔ)償
經(jīng)過一定時(shí)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(zhǎng)度和刀具半徑的變化上，因此，刀具磨損補(bǔ)償也主要是指刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。
5.刀具半徑補(bǔ)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(yùn)動(dòng)軌跡并不等于所需加工零件的實(shí)際軌跡，而是需要偏置一個(gè)刀具半徑值，這種偏移習(xí)慣上成為刀具半徑補(bǔ)償。因此，進(jìn)行零件輪廓數(shù)控加工時(shí)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(zhǔn)確的刀具半徑進(jìn)行編程的，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為刀心運(yùn)動(dòng)軌跡，沒有考慮數(shù)控設(shè)備的狀態(tài)和刀具的磨損程度對(duì)零件數(shù)控加工的影響。因此，無論對(duì)于輪廓編程，還是刀心編程，UG/CAM數(shù)控程序的實(shí)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(bǔ)償。
6.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償
在數(shù)控銑、鏜床上，當(dāng)?shù)毒吣p或更換刀具時(shí)，使刀具刀尖位置不在原始加工的編程位置時(shí)，必須通過延長(zhǎng)或縮短刀具長(zhǎng)度方向一個(gè)偏置值的方法來補(bǔ)償其尺寸的變化，以保證加工深度或加工表面位置仍然達(dá)到原設(shè)計(jì)要求尺寸。
7.機(jī)床坐標(biāo)系
數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸命名規(guī)定為機(jī)床的直線運(yùn)動(dòng)采用笛卡兒坐標(biāo)系，其坐標(biāo)命名為X、Y、Z，通稱為基本坐標(biāo)系。以X、Y、Z坐標(biāo)軸或以與X、Y、Z坐標(biāo)軸平行的坐標(biāo)軸線為中心旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，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(biāo)軸。對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如鏜床、銑床、鉆床等，刀具旋轉(zhuǎn)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(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)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?yàn)閄軸的正方向，當(dāng)Z軸為垂直時(shí)，對(duì)于單立柱機(jī)床如立式銑床，則沿刀具主軸向立方向看，右手方向?yàn)閄軸的正方向。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(biāo)系確定。
旋轉(zhuǎn)軸的定義也按照右手定則，繞X軸旋轉(zhuǎn)為A軸，繞Y軸旋轉(zhuǎn)為B軸，繞Z軸旋轉(zhuǎn)為C軸。數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸如下圖所示。
機(jī)床原點(diǎn)就是機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)。機(jī)床上有一些固定的基準(zhǔn)線，如主軸中心線;也有一些固定的基準(zhǔn)面，如工作臺(tái)面、主軸端面、工作臺(tái)側(cè)面等。當(dāng)機(jī)床的坐標(biāo)軸手動(dòng)返回各自的原點(diǎn)以后，用各坐標(biāo)軸部件上的基準(zhǔn)線和基準(zhǔn)面之間的距離便可確定機(jī)床原點(diǎn)的位置，該點(diǎn)在數(shù)控機(jī)床的使用說明書上均有說明。
8.零件加工坐標(biāo)系和坐標(biāo)原點(diǎn)
工件坐標(biāo)系又稱編程坐標(biāo)系，是由編程員在編制零件加工程序時(shí)，以工件上某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。零件坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱為零件零點(diǎn)(零件原點(diǎn)或程序零點(diǎn))，而編程時(shí)的刀具軌跡坐標(biāo)是按零件輪廓在零件坐標(biāo)系的坐標(biāo)確定的。加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中稱為調(diào)整點(diǎn)。在加工時(shí)，零件隨夾具安裝在機(jī)床上，零件的裝夾位置相對(duì)于機(jī)床是固定的，所以零件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置也就確定了。這時(shí)測(cè)量的零件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的距離稱作零件零點(diǎn)偏置，該偏置需要預(yù)先存儲(chǔ)到數(shù)控系統(tǒng)中。在加工時(shí)，零件原點(diǎn)偏置便能自動(dòng)加到零件坐標(biāo)系上，使數(shù)控系統(tǒng)可按機(jī)床坐標(biāo)系確定加工時(shí)的絕對(duì)坐標(biāo)值。因此，編程員可以不考慮零件在機(jī)床上的實(shí)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(diǎn)偏置值，補(bǔ)償零件在機(jī)床上的位置誤差，現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床都有這種功能，使用起來很方便。零件坐標(biāo)系的位置以機(jī)床坐標(biāo)系為參考點(diǎn)，在一個(gè)數(shù)控機(jī)床上可以設(shè)定多個(gè)零件坐標(biāo)系，分別存儲(chǔ)在G54/G59等中，零件零點(diǎn)一般設(shè)在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)處，便于計(jì)算尺寸。一般數(shù)控設(shè)備可以預(yù)先設(shè)定多個(gè)工作坐標(biāo)系(G54～G59)，這些坐標(biāo)系存儲(chǔ)在機(jī)床存儲(chǔ)器內(nèi)，工作坐標(biāo)系都是以機(jī)床原點(diǎn)為參考點(diǎn)，分別以各自與機(jī)床原點(diǎn)的偏移量表示，需要提前輸入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，或者說是在加工前設(shè)定好的坐標(biāo)系。加工坐標(biāo)系(MCS)是零件加工的所有刀具軌跡輸出點(diǎn)的定位基準(zhǔn)。加工坐標(biāo)系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐標(biāo)系，在編程時(shí)，無需考慮工件在機(jī)床上的安裝位置，只要根據(jù)工件的特點(diǎn)及尺寸來編程即可。加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)即為工件加工零點(diǎn)。工件加工零點(diǎn)的位置是任意的，是由編程人員在編制數(shù)控加工程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)選定。工件零點(diǎn)可以設(shè)置在加工工件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上。為了提高零件的加工精度，工件零點(diǎn)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(jiǎn)化程序編制，工件零點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，對(duì)于對(duì)稱零件，最好將工件零點(diǎn)設(shè)在對(duì)稱中心上，容易找準(zhǔn)，檢查也方便。
9.裝夾原點(diǎn)
裝夾原點(diǎn)常見于帶回轉(zhuǎn)(或擺動(dòng))工作臺(tái)的數(shù)控機(jī)床和加工中心，比如回轉(zhuǎn)中心，與機(jī)床參考點(diǎn)的偏移量可通過測(cè)量存入數(shù)控系統(tǒng)的原點(diǎn)偏置寄存器中，供數(shù)控系統(tǒng)原點(diǎn)偏移計(jì)算用。
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