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第4章加工中心的操作與編程
第4章 加工中心的操作與編程
4.1 數(shù)控加工中心及其組成
4.1.1 加工中心的類型及其組成
加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，又稱為自動換刀數(shù)控機(jī)床或多工序數(shù)控機(jī)床。其特點(diǎn)是數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床自動地更換刀具，連續(xù)地對工件各加工表面自動進(jìn)行鉆削、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、銑削等多種工序的加工，工序高度集中。這種機(jī)床一般具有刀庫和自動換刀裝置，有的還具有分度工作臺或雙工作臺。適用于加工凸輪、箱體、支架、蓋板、模具等復(fù)雜型面的零件。
1．按功能特征分類
圖4-1 臥式數(shù)控加工中心 （
1）鏜銑
加工中
心 有
一般立
式、臥
式鏜銑
加工中
心和龍
門式加
工中
心。以
鏜銑為
主，適
用于加
工
產(chǎn)方式。
（2）鉆削加工中心 以鉆削為主，刀庫形式以轉(zhuǎn)塔頭形式為主。適用于中小零件的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及連續(xù)輪廓銑削等多工序加工。
（3）復(fù)合加工中心 主要指五軸復(fù)合加工，可自動回轉(zhuǎn)主軸頭，進(jìn)行立臥加工。在主軸自動回轉(zhuǎn)后，在水平和垂直面實(shí)現(xiàn)刀具自動交換。
2．按所用自動換刀裝置分類
（1）轉(zhuǎn)塔頭加工中心 轉(zhuǎn)塔頭加工中心有立式、臥式兩種。主軸數(shù)一般為6~12個(gè)，換刀時(shí)間短、數(shù)量少、主軸轉(zhuǎn)塔頭定位精度要求較高。
（2）刀庫+ 主軸換刀加工中心 這種加工中心特點(diǎn)是無機(jī)械手式主軸換刀，利用工作臺運(yùn)動及刀庫轉(zhuǎn)動，并由主軸箱上下運(yùn)動進(jìn)行選刀和換刀。如圖4-1所示的臥式加工中心便屬箱體、殼體以及各種復(fù)雜零件的特殊曲線和曲面輪廓的多工序加工。適用于多品種小批量的生
圖4-2 立式數(shù)控加工中心
此類。
（3）刀庫+ 機(jī)械手+ 主軸換刀加工中心 這種加工中心結(jié)構(gòu)多種多樣，由于機(jī)械手卡爪可同時(shí)分別抓住刀庫上所選的刀和主軸上的刀，換刀時(shí)間短。并且選刀時(shí)間與切削加工時(shí)間重合，因此得到廣泛應(yīng)用。如圖4-2所示的立式加工中心多用此類機(jī)械手式換刀裝置。
（4）刀庫+ 機(jī)械手+ 雙主軸轉(zhuǎn)塔頭加工中心 這種加工中心在主軸上的刀具進(jìn)行切削時(shí)，通過機(jī)械手將下一步所用的刀具換在轉(zhuǎn)塔頭的非切削主軸上。當(dāng)主軸上的刀具切削完畢后，轉(zhuǎn)塔頭即回轉(zhuǎn)，完成換刀工作，換刀時(shí)間短。
另外還可按所用工作臺結(jié)構(gòu)特征分為單、雙工作臺和多工作臺式加工中心。按主軸種類分為單軸、雙軸、三軸及可換主軸箱的加工中心等。
臥式鏜銑加工中心機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成如圖4-1所示。立式鏜銑加工中心機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成如圖4-2、如圖4-3所示。
和數(shù)控銑床相比，加工中心主要是增加了刀庫及換刀裝置。當(dāng)然，基于性價(jià)比等方面的考慮，加工中心機(jī)床多采用半閉環(huán)或閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。
4.1.2 加工中心的自動換刀裝置
自動換刀裝置的用途是按照加工需要，自動地更換裝在主軸上的刀具。自動換刀裝置是一套獨(dú)立、完整的部件。
1．自動換刀裝置的形式
自動換刀裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的類型、工藝、范圍及刀具的種類和數(shù)量等。自動換刀裝置主要有回轉(zhuǎn)刀架和帶刀庫的自動換刀裝置兩種形式。
回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置的刀具數(shù)量有限，但結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。如車削中心上的回轉(zhuǎn)刀架。 帶刀庫的自動換刀裝置是鏜銑加工中心上應(yīng)用最廣的換刀裝置，主要有機(jī)械手換刀和刀庫換刀兩種方式。其整個(gè)換刀過程較復(fù)雜，首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝
在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后，按一定的方式放入刀庫；換刀時(shí)，先在刀庫中進(jìn)行
圖4-4 鼓輪式刀庫
選刀，并由機(jī)械手從刀庫和主軸上取出刀具，或直接通過主軸以及刀庫的配合運(yùn)動來取刀，然后進(jìn)行刀具交換，再將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可以作為獨(dú)立部件安裝在機(jī)床以外。
2．刀庫的形式
刀庫的形式很多，結(jié)構(gòu)各異。加工中心常用的刀庫有鼓輪式和鏈?zhǔn)降稁靸煞N。
鼓輪式刀庫結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，應(yīng)用較多。一般存放刀具不超過32把。見圖4-4。
（a）徑向取刀形式 （b）軸向取刀形式 （c）徑向布置形式 （d）角度布置形式
圖4-5 鏈?zhǔn)降稁?鏈?zhǔn)降稁於酁檩S向取刀，適于要求刀庫
容量較大的數(shù)控機(jī)床。見圖4-5。如圖4-3
（b）所示加工中心機(jī)床用的就是鏈?zhǔn)降稁?/p>
3．換刀過程 自動換刀裝置的換刀過程由選刀和換刀兩部分組成。當(dāng)執(zhí)行到Txx指令即選刀指
令后，刀庫自動將要用的刀具移動到換刀位
置，完成選刀過程，為下面換刀做好準(zhǔn)備；
當(dāng)執(zhí)行到M06指令時(shí)即開始自動換刀，把
主軸上用過的刀具取下，將選好的刀具安裝
在主軸上。
（1）選刀
選刀方式常有順序選刀方式和任選方式兩種。
順序選刀方式是將加工所需要的刀具，按照預(yù)先確定的加工順序依次安裝在刀座中，換刀時(shí)，刀庫按順序轉(zhuǎn)位。這種方式的控制及刀庫運(yùn)動簡單，但刀庫中刀具排列的順序不能錯(cuò)。
任選方式是對刀具或刀座進(jìn)行編碼，并根據(jù)編碼選刀。它可分為刀具編碼和刀座編碼兩種方式。刀具編碼方式是利用安裝在刀柄上的編碼元件（如編碼環(huán)、編碼螺釘?shù)龋╊A(yù)先對刀具編碼后，再將刀具放在刀座中；換刀時(shí)，通過編碼識別裝置根據(jù)刀具編碼選刀。采用這種方式編碼的刀具可以放在刀庫的任意刀座中；刀庫中的刀具不僅可在不同的工序中多次重復(fù)使用，而且換下來的刀具也不必放回原來的刀座中。刀座編碼方式是預(yù)先對刀庫中的刀座（用編碼鑰匙等方法）進(jìn)行編碼，并將與刀座編碼相對應(yīng)的刀具放入指定的刀座中；換刀時(shí)，根據(jù)刀座編碼選刀，使用過的刀具也必須放回原來的刀座中。
目前應(yīng)用最多的是計(jì)算機(jī)記憶式選刀。這種方式的特點(diǎn)是，刀具號和存刀位置或刀座號對應(yīng)地記憶在計(jì)算機(jī)的存貯器或可編程控制器內(nèi)。不論刀具存放在哪個(gè)地址，都始終記憶著它的蹤跡。在刀庫上裝有位置檢測裝置。這樣刀具可以任意取出，任意送回。刀具本身不必設(shè)置編碼元件，結(jié)構(gòu)大為簡化，控制也十分簡單，計(jì)算機(jī)控制的機(jī)床幾乎全都用這種選刀方式。在刀庫上設(shè)有機(jī)械原點(diǎn)，每次選刀運(yùn)動正反向都不會超過180°的范圍。
當(dāng)選刀動作完成后，即處于等待狀態(tài)，一旦執(zhí)行到自動換刀的指令，即開始換刀動作。
（2）換刀
有通過機(jī)械手換刀和通過刀庫-主軸運(yùn)動換刀兩種方式。
對通過機(jī)械手換刀的立式加工中心（如XHK716），其換刀動作可分解如下：
①主軸箱回到最高處（Z坐標(biāo)零點(diǎn)），同時(shí)實(shí)現(xiàn)“主軸準(zhǔn)�！薄＜粗鬏S停止回轉(zhuǎn)并準(zhǔn)確停止在一個(gè)固定不變的角度方位上，保證主軸端面的鍵也在一個(gè)固定的方位，使刀柄上的鍵槽能恰好對正端面鍵。
② 機(jī)械手抓住主軸上和刀庫上的刀具，如圖4-6（a）所示。
③ 活塞桿推動機(jī)械手下行，從主軸和刀庫上取出刀具，如圖4-6（b）所示。
④ 機(jī)械手回轉(zhuǎn)180°，交換刀具位置，如圖4-6（c）所示。
⑤ 將更換后的刀具裝入主軸和刀庫，如圖4-6（d）所示。
（a） （b） （c） （d）
圖4-6 換刀機(jī)械手的換刀過程圖4-7 主軸移動式換刀過程
⑥ 機(jī)械手放開主軸和刀庫上的刀具后復(fù)位。限位開關(guān)發(fā)出“換刀完畢”的信號，主軸自由，可以開始加工或其它程序動作。
對如XH754型的臥式加工中心，換刀采用的是主軸移動式，其換刀動作分解為：
①主軸準(zhǔn)停，主軸箱沿Y軸上升。這時(shí)刀庫上刀位的空擋正對著交換位置，裝卡刀具的卡爪打開。如圖4-7（a）所示。
②主軸箱上升到極限位置，被更換的刀具刀桿進(jìn)入刀庫空刀位，即被刀具定位卡爪鉗住，與此同時(shí)，主軸內(nèi)刀桿自動夾緊裝置放松刀具。如圖4-7（b）所示。
③刀庫伸出，從主軸錐孔中將刀拔出。如圖4-7（c）所示。
④刀庫轉(zhuǎn)位，按照程序指令要求，將選好的刀具轉(zhuǎn)到最下面的位置，同時(shí)，壓縮空氣將主軸錐孔吹凈。如圖4-7（d）所示。
⑤刀庫退回，同時(shí)將新刀插入主軸錐孔，主軸內(nèi)刀具夾緊裝置將刀桿拉緊。如圖4-7（e）。 ⑥主軸下降到加工位置、啟動，開始下一步的加工。如圖4-7（f）所示。
這種換刀機(jī)構(gòu)中不需要機(jī)械手，結(jié)構(gòu)比較簡單。刀庫旋轉(zhuǎn)換刀時(shí)，機(jī)床不工作，因而影響到機(jī)床的生產(chǎn)效率。
如圖4-8所示是目前在XH713、XH714、XH715等中小型立式加工中心上廣泛采用的刀庫移動-主軸升降式換刀方式。其換刀過程為：
① 分度：由低速力矩電機(jī)驅(qū)動，通過槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀庫刀盤的分度運(yùn)動，將刀盤上接受刀具的空刀座轉(zhuǎn)到換刀所需的預(yù)定位置。如圖4-8（a）所示。
② 接刀：氣缸活塞桿推出，將刀盤接受刀具的空刀座送至主軸下方并卡住刀柄定位槽。圖（b）所示。
③ 卸刀：主軸松刀，銑頭上移至第一參考點(diǎn)，刀具留在空刀座內(nèi)。圖（c）所示。
④ 再分度：再次通過分度運(yùn)動，將刀盤上選頂?shù)牡毒咿D(zhuǎn)到主軸正下方。圖（d）所示。 ⑤ 裝刀：銑頭下移，主軸夾刀，刀庫氣缸活塞桿縮回，刀盤復(fù)位，完成換刀動作。圖（e）、（f）所示。
4.1.2 機(jī)床技術(shù)規(guī)格及其功能
下面以XHK713A型立式加工中心為例介紹一下加工中心機(jī)床的技術(shù)規(guī)格及其主要功能特點(diǎn)，見表4-1所示。該機(jī)床采用FANUC-0i（SINUMERIK 802）數(shù)控系統(tǒng)，半閉環(huán)控制。
4.2 機(jī)床控制面板及其操作
本節(jié)以XHK713A立式加工中心、FANUC-0i數(shù)控系統(tǒng)為例介紹。
4.2.1 數(shù)控操作面板
FANUC-0i數(shù)控系統(tǒng)的操作面板如圖4-9所示。右方為鍵盤區(qū)，各鍵作用如表4-2所示。
表4-2 數(shù)控操作功能鍵
面板左方為CRT顯示器。用于顯示程序、數(shù)據(jù)輸入顯示、監(jiān)視坐標(biāo)圖形等。不同的功能方式下有不同的顯示內(nèi)容，有的功能方式下還有多個(gè)屏幕顯示頁，可用翻頁鍵切換。如圖4-10所示為當(dāng)前坐標(biāo)顯示（按POS功能鍵時(shí)）的其中兩個(gè)畫頁。
當(dāng)前位置坐標(biāo)顯示時(shí)，共有幾組坐標(biāo)顯示，它們分別是：
相對坐標(biāo)系（RELATIVE）：若需要將某坐標(biāo)軸位置置為相對零點(diǎn)時(shí)，可在3倍文字顯示畫頁下，先按坐標(biāo)軸地址鍵，這時(shí)所按的地址閃動，然后再按原點(diǎn)[起源]軟鍵（ORIGIN），則該軸相對坐標(biāo)就被復(fù)位為零，若按（ALLEXE）則所有軸的相對坐標(biāo)值被復(fù)位為0。以后位置變動時(shí)，在相對坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值均是相對于此設(shè)置的零點(diǎn)的。
工件坐標(biāo)系（ABSOLUTE）：以G92或預(yù)置工件坐標(biāo)系G54~G59指定的點(diǎn)為原點(diǎn)，顯示當(dāng)前刀具（或機(jī)械工作臺）的位置坐標(biāo)。
機(jī)床坐標(biāo)系（MACHINE）：以機(jī)床原點(diǎn)為原點(diǎn)的機(jī)械現(xiàn)在位置的坐標(biāo)。
剩余移動量（DISTANCE TO GO）：在自動、MDI、DNC方式加工時(shí)，當(dāng)前程序段中刀具還需要移動的距離。
狀態(tài)顯示用于表示工作方式、零件計(jì)數(shù)、時(shí)間計(jì)數(shù)、實(shí)際進(jìn)給速度等的狀態(tài)。
4.2.2 手動操作面板
機(jī)床手動操作面板見圖4-11所示，主要用于數(shù)控系統(tǒng)功能的輔助控制。具體各操作鈕的功能說明如下。
（1）方式選擇開關(guān)： 選擇操作方式的開關(guān)，有以下幾種方式。
① 編輯（EDIT） 編緝方式
② 自動（MEM或AUTO） 存儲運(yùn)轉(zhuǎn)方式（或稱自動加工）
③ MDI MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式
④ 手動（JOG） 手動連續(xù)進(jìn)給方式
⑤ 手輪 手輪增量進(jìn)給方式
⑥ 快速 快速進(jìn)給方式
⑦ 回零（REF或ZRN） 手動返回參考點(diǎn)方式
圖4-11 手動操作面板
⑧ DNC 聯(lián)機(jī)通信、計(jì)算機(jī)直接加工控制方式
⑨ 示教 示教方式
（2） 進(jìn)給速度修調(diào)旋鈕：根據(jù)程序指定的進(jìn)給速度，選擇修調(diào)倍率的旋鈕�？稍�0~150%范圍內(nèi)每隔10%修調(diào)。
（3）手動軸選擇旋鈕：選擇移動軸，再按下方的軸移動方向鈕。各軸的正負(fù)方向遵循標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，即以假定工件不動，刀具相對于工件在運(yùn)動來理解。亦即按編程坐標(biāo)系來看。
（4）主軸速度修調(diào)旋鈕：調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速，可在50~120%范圍內(nèi)每隔10%修調(diào)。
（5）快速倍率旋鈕：選擇快速進(jìn)給速度倍率的開關(guān)。
（6）手輪進(jìn)給調(diào)節(jié)：置方式開關(guān)為手輪方式后可由手輪進(jìn)行增量調(diào)節(jié)。手輪結(jié)構(gòu)參見圖2-8，先選擇移動軸，再調(diào)節(jié)移動量，有×1、×10、×100三種選擇，對應(yīng)每刻度值為0.001、0.01、0.1mm。手輪旋轉(zhuǎn)360?，相當(dāng)于100個(gè)刻度的對應(yīng)值。
（7）循環(huán)啟動按鍵：用于自動運(yùn)轉(zhuǎn)開始的按鈕，也用于解除臨時(shí)停止，自動運(yùn)轉(zhuǎn)中按鈕燈亮。
（8）進(jìn)給保持按鍵：用于自動運(yùn)轉(zhuǎn)中臨時(shí)停止的按鈕，一按此按鈕，軸移動減速并停止，燈亮。
（9）跳步按鍵開關(guān)：需跳過帶有“/”（斜線號）的程序段時(shí)按下此開關(guān)（燈亮），置接通狀態(tài)，此開關(guān)對于在“/”號后標(biāo)有番號的選擇程序段跳躍無效。（再按一下，開關(guān)斷開，燈熄。）
（10）單步按鍵開關(guān)：按下此開關(guān)（燈亮），程序運(yùn)行處于單段方式。每運(yùn)行一個(gè)程序段后都會停止，再按“循環(huán)啟動”繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，用于程序的校驗(yàn)，（再按一次，開
關(guān)斷開，燈熄。）
（11）空運(yùn)行按鍵開關(guān)：按下此開關(guān)（燈亮），自動運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)（無視程序指令的進(jìn)給速度，而按照快移速度移動，但也受到“手動連續(xù)進(jìn)給速度設(shè)定開關(guān)” 設(shè)定的倍率的控制）。常用于程序加工前的校驗(yàn)。（再按一下，開關(guān)斷開，燈熄）�？者\(yùn)行時(shí)將伴有機(jī)械各軸的移動，如果同時(shí)按下機(jī)床鎖定開關(guān)，則將以空運(yùn)行的速度校驗(yàn)程序。
（12）Z軸鎖定按鍵開關(guān)：按下此開關(guān)（燈亮），自動運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，往Z軸去的控制信號被截?cái)�，Z軸不動，但數(shù)控運(yùn)算和CRT顯示正常。
（13）機(jī)床鎖定按鍵開關(guān)：按此開關(guān)（燈亮），機(jī)械不動，僅讓位置顯示動作，用于機(jī)械不動而要校驗(yàn)程序時(shí)。（再按一次，開關(guān)斷開，燈熄）。如果不是處于空運(yùn)行方式，則程序按設(shè)定的速度運(yùn)行。
（14）選擇停止按鍵開關(guān)：按此開關(guān)至燈亮，可在實(shí)施帶有輔助功能M01的程序段后，停止程序。（再按一下開關(guān)斷開，燈熄。）
（15）程序再啟動鍵開關(guān)：用于機(jī)械鎖定或空運(yùn)行過程中斷電后的接續(xù)運(yùn)行。
（16）手動啟停主軸操作按鍵：手動、手輪方式下，按下啟動鍵，開啟主軸，按下停止鍵，手動關(guān)閉主軸。此前需用MDI指定執(zhí)行主軸轉(zhuǎn)速和旋向，否則按當(dāng)前模態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)主軸；若從未指定主軸轉(zhuǎn)速和旋向，則主軸將不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
（17）手動冷卻操作按鍵：按下啟動鍵，手動開啟冷卻液，按下停止鍵，手動關(guān)閉冷卻液。
（18）手動選刀操作按鍵：按下正、反轉(zhuǎn)鍵，開始正、反方向轉(zhuǎn)動刀庫，進(jìn)行手動選刀操作。按鍵一次，轉(zhuǎn)動一個(gè)刀位。
（19）沖屑和手動潤滑按鍵：沖屑是用于沖刷工作臺座下大量的加工殘屑；手動潤滑是用于對各坐標(biāo)軸導(dǎo)軌的潤滑，一般情況下，系統(tǒng)將自動定時(shí)進(jìn)行導(dǎo)軌潤滑。
（20）急停按鈕：機(jī)床操作過程中若出現(xiàn)緊急情況時(shí)，按下此按鈕，進(jìn)給及主軸運(yùn)行立即停止。
（21）程序保護(hù)鎖匙：用于提供臨時(shí)離開時(shí)防止其他人員修改程序的保護(hù)措施。
（22）電源開關(guān)和機(jī)床復(fù)位按鈕：剛開機(jī)啟動時(shí)，先按下電源開，接通電源，系統(tǒng)自檢通過后，所有按鍵燈閃亮一下，顯示器正常顯示，狀態(tài)行提示“準(zhǔn)備好”，此時(shí)可解除急停鈕，再按機(jī)床復(fù)位按鈕，狀態(tài)行顯示“*** *** ***”，即可正常使用機(jī)床。關(guān)機(jī)時(shí)，先按下急停鈕，再按電源關(guān)即可。
（23）各種狀態(tài)及報(bào)警指示燈：顯示機(jī)床及系統(tǒng)各方面的狀態(tài)及提供報(bào)警指示、回零指示等。注意：氣壓不足時(shí)，出現(xiàn)氣壓報(bào)警，系統(tǒng)無法正常工作，待氣壓充足時(shí)方可解除。
4.2.3 基本操作方法
1．手動回參考點(diǎn)
手動回機(jī)床原點(diǎn)（參考點(diǎn)）：將手動操作面板上的操作方式開關(guān)置“回零”檔位，先將手動軸選擇為Z軸，再按下“+”移動方向鍵，則Z軸將向參考點(diǎn)方向移動，一直至回零指示燈亮。然后分別選擇Y、X軸進(jìn)行同樣的操作。
2．工作臺的手動調(diào)整
圖4-12 MDI操作畫頁
工作臺拖板的手動調(diào)整是采用方向按鍵通過
產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的形式或使用手輪通過產(chǎn)生手搖脈
沖的方式來實(shí)施的。和手柄的粗調(diào)、微調(diào)一樣，
其手動調(diào)整也有兩種方式。
（1）粗調(diào)：置操作方式開關(guān)為“手動連續(xù)進(jìn)
給”方式檔。先選擇要移動的軸，再按軸移動方
向按鈕，則刀具主軸相對于工作臺向相應(yīng)的方向
連續(xù)移動，移動速度受快速倍率旋鈕的控制，移
動距離受按壓軸方向選擇鈕的時(shí)間的控制，即按
即動，即松即停。采用該方式無法進(jìn)行精確的尺
寸調(diào)整，當(dāng)移動量大時(shí)可采用此方法。
（2）微調(diào)：本機(jī)床系統(tǒng)的微調(diào)需使用手輪來操作。將方式開關(guān)置為“手輪”方式檔。再在手輪中選擇移動軸和進(jìn)給增量，按“逆正順負(fù)”方向旋動手輪手柄，則刀具主軸相對于工作臺向相應(yīng)的方向移動，移動距離視進(jìn)給增量檔值和手輪刻度而定，手輪旋轉(zhuǎn)360?，相當(dāng)于100個(gè)刻度的對應(yīng)值。
3．MDI程序運(yùn)行
所謂MDI方式是指臨時(shí)從數(shù)控面板上輸入一個(gè)或幾個(gè)程序段的指令并立即實(shí)施的運(yùn)行方式。其基本操作方法如下：
（1）置手動操作面板上的方式開關(guān)于MDI運(yùn)行方式。
（2）按數(shù)控面板上的“PROG”功能鍵。屏幕顯示如圖4-12所示。當(dāng)前各指令模態(tài)也可在此屏中查看出。
（3）在輸入緩沖區(qū)輸入一段程序指令，并以分號（EOB）結(jié)束，然后按INSERT（插入）鍵，程序內(nèi)容即被加到番號為O0000的程序中。本系統(tǒng)中MDI方式可輸入執(zhí)行最多6行程序指令，而且在MDI程序指令中可調(diào)用已經(jīng)存儲的子程序或宏程序。MDI程序在運(yùn)行以前可編輯修改，但不能存儲，運(yùn)行完后程序內(nèi)容即被清空。若用M99作結(jié)束，則可重新運(yùn)行該MDI程序。
（4）程序輸入完成后，按RESET（復(fù)位）鍵，光標(biāo)回到程序頭，按“循環(huán)啟動”鍵即可實(shí)施MDI運(yùn)行方式。若光標(biāo)處于某程序行行首時(shí)，按了“循環(huán)啟動”鍵，則程序?qū)漠?dāng)前光標(biāo)所在行開始執(zhí)行。
4.3 加工中心的工藝準(zhǔn)備
4.3.1 加工中心的工藝特點(diǎn)
由于加工中心工序集中和具有自動換刀的特點(diǎn)，故零件的加工工藝應(yīng)盡可能符合這些特點(diǎn)，盡可能地在一次裝夾情況下完成銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等多工序加工。但一個(gè)單工作臺的加工中心，不可能包下一個(gè)零件的全部加工工序，要充分發(fā)揮加工中心的特長，可把一些工序合理地安排在別的數(shù)控機(jī)床上加工。
加工中心加工的零件尺寸必須與機(jī)床工作臺、各向行程相適應(yīng)。加工零件孔的尺寸必須小于自動換刀裝置允許的尺寸，不然需要采用手動換刀或用棒銑刀圓弧插補(bǔ)銑孔方法加工，
此時(shí)孔加工精度將降低。
由于加工中心具備了高剛度和高功率的特點(diǎn)，故在工藝上可采用大的切削用量，以便在滿足加工精度條件下盡量節(jié)省加工工時(shí)。在機(jī)床開動前，必須充分準(zhǔn)備好切削刃具，以節(jié)省工時(shí)。采用一個(gè)高質(zhì)量的刀具，所需費(fèi)用可從工時(shí)上節(jié)省出來。選用加工中心作為生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，必須采用合理的工藝方案，以實(shí)現(xiàn)高效率加工。
（1）確定采用加工中心的加工內(nèi)容，確定工件的安裝基面、加工基面、加工余量等。
（2）以充分發(fā)揮加工中心效率為目的來安排加工工序。有些箱體大平面加工采用龍門銑床、數(shù)控銑床更為合適。
（3）對于復(fù)雜零件來說，由于加工過程中會產(chǎn)生熱變形，淬火后會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，零件卡壓后也會變形等多種原因，故全部工序很難在一次裝夾后完成，這時(shí)可以考慮兩次或多次裝夾。
（4）安排加工工序時(shí)應(yīng)本著由粗漸精的原則。首先安排重切削、粗加工，去掉毛坯上的加工余量，然后安排加工精度要求不高的內(nèi)容，如鉆小孔、攻螺紋等，以使零件在精加工前由較充裕的時(shí)間冷卻以及釋放內(nèi)應(yīng)力。每個(gè)工序之間，應(yīng)盡量減少空行程移動量。決定工步順序時(shí)應(yīng)考慮相近位置的加工順序，以減少換刀次數(shù)，節(jié)省輔助時(shí)間。建議參考以下工序順序：銑大平面、粗鏜孔、半粗鏜孔、立銑刀加工、打中心孔、鉆孔、攻螺紋、精加工、鉸鏜精銑等。
（5）當(dāng)加工工件批量較大，工序又不太長時(shí)，可在工作臺上一次安裝多個(gè)工件同時(shí)加工，以減少換刀次數(shù)。
（6）采用大流量的冷卻方式，為減少加工時(shí)產(chǎn)生的大量熱量對加工精度的影響，為提高刀具耐用度，需積極采用大流量的冷卻方式。深孔加工的刀具可采用內(nèi)冷裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，可增添大流量冷卻裝置、切屑和冷卻液分離的排屑裝置、容量大的冷卻水箱、密封性很好的大防護(hù)罩等。
在機(jī)床選用上，應(yīng)了解各類加工中心的規(guī)格、最佳使用范圍和功能特點(diǎn)。例如臥式加工中心最適宜的是菱形零件箱體、泵體、閥體、殼體等，適合多面加工，多次更換夾具和工藝基準(zhǔn)的零件。立式加工中心最適宜的是板類零件如箱蓋、蓋板、殼體、平面凸輪等單面加工零件，適合工件裝夾次數(shù)較少的零件。由于同等規(guī)格的臥式與立式相比，價(jià)格要貴50~100%，因此完成工藝內(nèi)容相近的加工，采用立式比臥式合算。一般地，機(jī)床工作臺尺寸應(yīng)稍大于工件尺寸，這樣就可給安裝夾具預(yù)留空間。個(gè)別情況下也有工件尺寸大于坐標(biāo)行程的，但要求加工區(qū)域應(yīng)在有效行程內(nèi)，用內(nèi)部裝夾或采用輔助工藝手段進(jìn)行裝夾。當(dāng)然，還應(yīng)兼顧考慮工件總重負(fù)荷問題、電機(jī)功率問題、換刀空間問題等。
對于切削用量而言，應(yīng)根據(jù)刀具的材質(zhì)、機(jī)床切削特性、工件材料等來確定，可從有關(guān)的切削手冊中查到。一般地，在普通加工中心上，采用國產(chǎn)硬質(zhì)合金刀具粗加工孔時(shí)，選切削速度70m/min，根據(jù)孔徑大小換算成轉(zhuǎn)速。進(jìn)給速度可由給定的主軸轉(zhuǎn)速以主軸每轉(zhuǎn)或每齒（指單刀頭，如果是雙刃則是兩倍）取0.1mm。精加工時(shí)切削速度可取80m/min，進(jìn)給速度0.06~0.08mm。刀具材質(zhì)好時(shí)還可加大切削用量，刀桿長時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小切削用量。使用高速鋼刀具時(shí)，切削速度在20~25m/min左右。銑平面時(shí)若使用調(diào)整較好的面銑刀或端銑刀，切削速度可用到80~100m/min，進(jìn)給速度可用0.05mm/每齒。粗銑平面的平面度可在
0.02mm、表面粗糙度在3.2?m左右。
4.3.2 刀具及刀庫數(shù)據(jù)設(shè)置
1．刀具規(guī)格型式
加工中心上使用的刀具分刃具部分和連接刀柄部分。刃具部分包括鉆頭、銑刀、鉸刀、絲錐等，和數(shù)控銑床所用刃具類似。由于加工中心自動換刀時(shí)一般都是連刀柄一起更換的，因此其對刀柄的要求更為重要。連接刀柄應(yīng)滿足機(jī)床主軸自動松開和拉緊定位、準(zhǔn)確安裝各種切削刃具，適應(yīng)機(jī)械手的夾持和搬運(yùn)，適應(yīng)在自動化刀庫中儲存和搬運(yùn)識別等各種要求。
加工中心及數(shù)控鏜銑床所用的刀具基本已規(guī)范化，制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)。下面主要介紹一下TSG整體式工具系統(tǒng)。
TSG工具系統(tǒng)中的刀柄，其代號由四部分組成，各部分的含義如下：
上述代號表示的工具為：自動換刀機(jī)床用7：24圓錐工具柄（GB10944），錐柄為45號，前部為彈簧夾頭，最大夾持直徑32mm，刀柄工作長度（錐柄大端直徑處到彈簧夾頭前端面的距離）為120mm。TSG工具刀柄的型式代號及規(guī)格參數(shù)分類見表4-3、表4-4。TSG工具系統(tǒng)所用刀具見附錄四。
表 4-3 工具柄部型式代號
2．對刀與刀庫設(shè)定
加工中心的對刀總體上和數(shù)控銑床的對刀相類似。有基準(zhǔn)刀具的對刀（確定刀具刀位點(diǎn)相對于工件坐標(biāo)原點(diǎn)或機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)的位置）和其它各刀具的對刀（各刀具刀位點(diǎn)相對于基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)間的位置偏差）兩方面的內(nèi)容。由于加工中心對刀柄、刀座本身就具有較高的精度要求，并且要求在整個(gè)程序運(yùn)行之前，全部刀具都應(yīng)對刀調(diào)試完畢，因此加工中心的基準(zhǔn)刀具通常就是沒裝刀具的空刀座本身，其對刀方法可參考第3章3.2.2中數(shù)控銑床的對刀內(nèi)容。由于所用的刀柄基本上都是標(biāo)準(zhǔn)尺寸，所以各刀具相對于刀座的尺寸差通常就在預(yù)調(diào)儀上測定完成，也就是說，各刀具的對刀過程一般都可在機(jī)外進(jìn)行，一臺預(yù)調(diào)儀可為多臺機(jī)床服務(wù)。
表4-4 工具的用途代號及規(guī)格參數(shù)
刀具補(bǔ)償數(shù)據(jù)的設(shè)定可通過數(shù)控操作面板的OFFSET SETTING功能項(xiàng)進(jìn)行。其操作大致如下：
（1）置工作方式開關(guān)于MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式。
（2）按數(shù)控操作面板上的“OFFSET SETTING”功能按鍵后，CRT屏幕顯示如圖4-13所示。
（3）按光標(biāo)移動鍵，讓光標(biāo)停在要修改設(shè)定的數(shù)據(jù)位置上，（圖中N0.為刀具補(bǔ)償?shù)刂诽枺敉瑫r(shí)設(shè)置幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償值，則刀補(bǔ)是它們的矢量和）當(dāng)欲設(shè)定的數(shù)據(jù)不在當(dāng)前畫頁時(shí)，可按頁面鍵翻頁。
（4）輸入要修改設(shè)定的數(shù)據(jù)（注意相應(yīng)的取值范圍與數(shù)據(jù)位數(shù)）。
（5）按“INPUT”輸入鍵，則修改設(shè)定后的數(shù)據(jù)即存貯到相應(yīng)的地址寄存器內(nèi)。
除按上述方法設(shè)置刀補(bǔ)數(shù)據(jù)外，該機(jī)床系統(tǒng)還可允許在程序中用G10指令輸入修改。其格式為： 或其中，L10用于輸入H代碼的幾何補(bǔ)償值，L12用于輸入D代碼的幾何補(bǔ)償值。P后為
圖4-15 正弦線切削
和為新的補(bǔ)償值。
4.3.3 機(jī)床及工件的坐標(biāo)系統(tǒng) 刀具補(bǔ)償號，R后為刀具補(bǔ)償值，G90時(shí)為新設(shè)置值，G91時(shí)是與指定的刀具補(bǔ)償號中的值相加，相加后的
加工中心機(jī)床的坐標(biāo)軸及其運(yùn)動方向按1.3節(jié)的原則確定，遵循右手直角坐標(biāo)系法則。但在編程使用過程中，一定要理解機(jī)床工作臺和刀具間的相對運(yùn)動關(guān)系。X、Y、Z的運(yùn)動方向均是以刀具相對工件運(yùn)動為準(zhǔn)，即假定工件（工作臺）相對靜止，設(shè)想是刀具在運(yùn)動。大多數(shù)加工中心都是將參考點(diǎn)設(shè)定在機(jī)床原點(diǎn)上的，而機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)一般設(shè)定在各軸行程極限點(diǎn)上。但究竟是取在正向還是負(fù)向極限處，則各機(jī)床廠均有所不同，應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)床說明書。
加工中心的工件坐標(biāo)系建立同樣使用G92 X Y Z 格式，除此以外，加工中心機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)通常也都提供G54~G59另外6個(gè)預(yù)置工件坐標(biāo)系的指令功能。可通過按“OFFSET SETTING”功能鍵后，再按“坐標(biāo)系”軟鍵如圖4-14所示畫頁設(shè)置。
除可采用MDI手動輸入方法外，該機(jī)床系統(tǒng)還可在程序中通過變更工件坐標(biāo)系G10指令進(jìn)行。其格式為： 其中P=0時(shí)，為外部工件零點(diǎn)偏移；P=1~6時(shí)，對應(yīng)于G54~G59的零點(diǎn)。X、Y、Z為各軸零點(diǎn)的偏移值，即加工工件坐標(biāo)系相對于機(jī)床零點(diǎn)的偏移值。
如：G90 G10 L2 P6 X50.0 Y-75.0 Z-20.0；即是設(shè)定G59的坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)為（50.0，-75.0，-20.0）。
4.4 加工中心編程與上機(jī)調(diào)試
4.4.1 基本程序指令
加工中心配備的數(shù)控系統(tǒng)，其功能指令都比較齊全。第3章的3.3.1中數(shù)控銑床所用到的G、M、F、S等功能指令基本上都適用于加工中心，這些指令就不再重復(fù)說明。在此主要介紹一些前面沒有進(jìn)行說明的程序指令。當(dāng)然這些指令并非所有加工中心都有，也并非只有加工中心才有。具有什么樣的指令功能，主要取決于該機(jī)床采用的數(shù)控控制軟件系統(tǒng)。有些數(shù)控系統(tǒng)雖然只是配備在數(shù)控銑床上，但可能它本來就是為加工中心所設(shè)計(jì)的。以下介紹的內(nèi)容主要是在第三章所介紹的指令基礎(chǔ)上進(jìn)行的補(bǔ)充，目的是全面地了解一些指令，以增強(qiáng)對各種數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力。
1．虛軸指令或稱假想軸切削指令 G07
假想軸切削指令和第3章3.3.2中所介紹的空間螺旋線切削指令功能一起使用時(shí)，如果先設(shè)定圓弧插補(bǔ)平面的某一個(gè)坐標(biāo)軸為假想軸，則刀具在執(zhí)行螺旋切削時(shí)，只沿另外兩坐標(biāo)軸移動，形成正弦函數(shù)曲線軌跡，而在假想軸方向，刀具并不移動。指令格式：
G07 X 0 或G07 Y0 或G07 Z0 設(shè)定X（或Y、Z）軸為假想軸。
G07 X 1 或G07 Y1 或G07 Z1 假想軸取消。
例如圖4-15所示的正弦線，是按YZ平面內(nèi)一半徑為10 的整圓形狀，同時(shí)在X方向升高50的螺旋線進(jìn)行編程的。（設(shè)定Z軸為假想軸。）
N1 G07 Z0
N2 G91 G19 G02 Y0 Z0 J10.0 X50.0 F100
N3 G01 Z10.0
N4 G07 Z1
圖4-17 軟行程極限點(diǎn)
圖4-16 極坐標(biāo)編程圖例 2．極坐標(biāo)系設(shè)定指令G15、G16 G15：極坐標(biāo)系指令取消；
G16：極坐標(biāo)系指定。極坐標(biāo)軸的方位取
決于G17、G18、G19指定的加工平面。
當(dāng)用G17指定加工平面時(shí)，+X軸為極軸，
程序中的X坐標(biāo)指令極半徑，Y坐標(biāo)指令極角。
當(dāng)用G18指定加工平面時(shí)，+Z軸為極軸，
程序中的Z坐標(biāo)指令極半徑，X坐標(biāo)指令極角。
當(dāng)用G19指定加工平面時(shí)，+Y軸為極軸，程序中的Y坐標(biāo)指令極半徑，Z坐標(biāo)指令極角。
在如圖4-16所示鉆孔加工中，采用極坐標(biāo)指令各孔位時(shí)，程序如下：
G17 G90 G16 極坐標(biāo)指令編程，XY加工平面。
G00 X100.0 Y30.0 移到孔#1的上方，極半徑100，極角30 °
. . . 鉆孔#1
G00 X100.0 Y150.0 移到孔#2的上方，極半徑100，極角150°
. . . 鉆孔#2
G00 X100.0 Y270.0 移到孔#3的上方，極半徑100，極角270°
. . . 鉆孔#3
G15 取消極坐標(biāo)編程方式。
3．存貯行程極限指令 G22、G23
為了避免程序錯(cuò)誤造成刀具和機(jī)床部件或其它附件相撞，數(shù)控機(jī)床有兩種行程極限。一種行程極限是由機(jī)床行程范圍決定的最大行程范圍，該范圍由行程開關(guān)及參數(shù)設(shè)定，用戶不得改變，屬于硬行程極限。另一種行程極限是可隨意設(shè)定改變的軟行程極限，可用參數(shù)設(shè)定，也可用G22來指定，用G23指令來取消。其格式為： I格式中X、Y、Z坐標(biāo)指令為行程極限上極限點(diǎn)相對機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)值；I、J、K為行程極限下極限點(diǎn)相對機(jī)床零點(diǎn)的坐標(biāo)值。如圖4-17所示，在這上下極限點(diǎn)之間的三維空間范圍內(nèi)，刀具可以移動；如果刀具移動超出這個(gè)范圍，機(jī)床立即停止移動，避免發(fā)生危險(xiǎn)。
4．參考點(diǎn)操作指令G27、G30
第3章3.3.3中已經(jīng)介紹了G28、G29兩個(gè)參考點(diǎn)操作的基本指令，有的機(jī)床另外還有G27、G30兩個(gè)指令也是和參考點(diǎn)的操作有關(guān)的。 ； 返回參考點(diǎn)校驗(yàn)的指令。 ； 第二參考點(diǎn)返回指令。
執(zhí)行G27指令時(shí)，刀具以快進(jìn)速度移動到程序指令的X、Y、Z坐標(biāo)位置。如果所到達(dá)
圖4-18 螺紋切削 圖4-19 圖4-20 刀位偏移編程圖例 刀具位置偏移指令
的位置是機(jī)床原點(diǎn)（參考點(diǎn)），則返回參考點(diǎn)的各軸指示燈亮；如果指示燈不亮，則說明所給指令值有錯(cuò)誤或機(jī)床定位誤差過大。執(zhí)行G27指令后，并不會暫停程序運(yùn)行，若不希望繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，則必須在該程序段后增加M00或M01或采用單段運(yùn)行方式。
G30為自動返回第二參考點(diǎn)的指令，其功能與G28指令類似，后面跟的X、Y、Z坐標(biāo)亦為中間點(diǎn)的坐標(biāo)。不同之處是刀具返回的第二參考點(diǎn)并不是機(jī)床固有的參考點(diǎn)，而是通過參數(shù)來設(shè)定的第二參考點(diǎn)。若G30指令后出現(xiàn)G29指令，則刀具將經(jīng)由G30指定的中間點(diǎn)后移到G29指令的坐標(biāo)點(diǎn)。通常G30指令用于自動換刀位置與機(jī)床固有參考點(diǎn)不同的場合。
同樣要求在執(zhí)行G27、G30指令以前，機(jī)床必須返回過一次第一參考點(diǎn)，且要求必須先取消刀具補(bǔ)償。
5．螺紋切削指令G33
格式：G33 X Z F Q
螺紋導(dǎo)程用F直接指定，Q指令螺紋切削的開始角度（0~360°）。 對錐螺紋，其斜角a
和螺紋車削加工一樣，螺紋切削應(yīng)注意在兩端設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段和降速退刀段。切削到孔底時(shí)，應(yīng)使用M19主軸準(zhǔn)停指令，讓主軸停在固定的方位上，然后刀具沿螺孔徑向稍作移動，避開切削面軸向退刀。再啟動主軸，作第二次切削。
多頭螺紋可用 Q指令變換螺紋切削開始角度來切削。
6．刀具位置偏移指令G45~G48
G45~G48指令可使程序中被指令軸的位移沿其移動方向擴(kuò)大或縮小一或兩倍的偏移量。 G45：沿指令軸移動方向擴(kuò)大一個(gè)偏移量 G46：沿指令軸移動方向縮小一個(gè)偏移量 G47：沿指令軸移動方向擴(kuò)大兩倍偏移量 G48：沿指令軸移動方向縮小兩倍偏移量 偏移量用H或D代碼設(shè)定，通常多用H代碼。各指令執(zhí)行結(jié)果如圖4-19所示。
圖(a)：G91 G45 X100.0 H01 (H01)=40
或 G91 G46 X100.0 H01 (H01)= -40
圖4-21 刀位偏置的應(yīng)用
圖(b)：G91 G45 X140.0 H01 (H01)= -40
或 G91 G46 X140.0 H01 (H01)=40
或 G91 G47 X140.0 H01 (H01)= -20
或 G91 G48 X140.0 H01 (H01)=20
圖(c)： G91 G45 X-100.0 H01 (H01)=40 或 G91 G47 X100.0 H01 (H01)=20 或 G91 G48 X100.0 H01 (H01)= -20
或 G91G46 X-100.0 H01 (H01)= -40
或 G91 G47 X-100.0 H01 (H01)=20
或 G91 G48 X-100.0 H01 (H01)= -20
圖(d)：G91 G45 X-140.0 H01 (H01)= -40 或 G91 G46 X-140.0 H01 (H01)=40
或 G91 G47 X-140.0 H01 (H01)= -20 或 G91 G48 X-140.0 H01 (H01)=20
例：如圖4-20所示，銑刀直徑為φ16mm，（D01）= 8mm。
在實(shí)際應(yīng)用中，很少象上例那樣使用G45~G48指令，因?yàn)樗褂闷饋砗苈闊�，沒有G41、G42方便。G45~G48一般用于程序零點(diǎn)至參考點(diǎn)的距離不確定的情況下，這樣可避免修改程序，而只須更改偏移量即可。如圖4-21所示，可按如下編程處理。
G91 G00 G45 X0 H01 沿X軸負(fù)向移動H01的值
G46 Y0 H02 沿Y軸負(fù)向移動H02的值
若按如下定值編程： G91 G00 X-150.0
Y-300.0
相比之下，采用G45~G46指令的程序就比較靈活。
4.4.2 自動換刀程序的編寫
實(shí)際上，加工中心的編程和數(shù)控銑床編程的不同之處，主要在于增加了用M06、M19和Txx進(jìn)行自動換刀的功能指令，其它都沒有多大的區(qū)別。
M06---自動換刀指令。本指令將驅(qū)動機(jī)械手進(jìn)行換刀動作，不包括刀庫轉(zhuǎn)動的選刀動作。 M19---主軸準(zhǔn)停。本指令將使主軸定向停止，確保主軸停止的方位和裝刀標(biāo)記方位一致。 T功能指令是銑床所不具備的，因?yàn)門指令即Txx ，是用以驅(qū)動刀庫電機(jī)帶動刀庫轉(zhuǎn)動而實(shí)施選刀動作的。T指令后跟的兩位數(shù)字，是將要更換的刀具地址號。若T指令是跟在某加工程序段的后部時(shí)，選刀動作將和加工動作同時(shí)進(jìn)行。
對于前述不采用機(jī)械手換刀的立、臥式加工中心而言，其在進(jìn)行換刀動作之時(shí)，是先取下主軸上的刀具，再進(jìn)行刀庫轉(zhuǎn)位的選刀動作，然后再換上新的刀具。其選刀動作和換刀動作無法分開進(jìn)行，故編程上一般用“Txx M06”的形式（南通的XH713A立式加工中心是將換刀所需要執(zhí)行的各個(gè)動作代碼做成一個(gè)子程序“O9000”，自動換刀時(shí)就采用“Txx M98P9000”的指令格式來調(diào)用，M19、M06指令在子程序中）。而對于采用機(jī)械手換刀的加工中心來說，合理地安排選刀和換刀的指令，是其加工編程的要點(diǎn)。因此對這類機(jī)床有必要首先來領(lǐng)會一下“T01 M06”和“M06 T01”的本質(zhì)區(qū)別。
“T01 M06 ”是先執(zhí)行選刀指令T01，再執(zhí)行換刀指令M06。它是先由刀庫轉(zhuǎn)動將T01號刀具送到換刀位置上后，再由機(jī)械手實(shí)施換刀動作。換刀以后，主軸上裝夾的就是T01號刀具，而刀庫中目前換刀位置上安放的則是剛換下的舊刀具。執(zhí)行完“T01 M06”后，刀庫即保持當(dāng)前刀具安放位置不動。
“M06 T01”是先執(zhí)行換刀指令M06，再執(zhí)行選刀指令T01。它是先由機(jī)械手實(shí)施換刀動作，將主軸上原有的刀具和目前刀庫中當(dāng)前換刀位置上已有的刀具（上一次選刀Txx指令所選好的刀具）進(jìn)行互換，然后再由刀庫轉(zhuǎn)動將T01號刀具送到換刀位置上，為下一次換刀作準(zhǔn)備。換刀前后，主軸上裝夾的都不是T01號刀具。執(zhí)行完“M06 T01”后，刀庫中目前換刀位置上安放的則是T01號刀具，它是為下一個(gè)M06換刀指令預(yù)先選好的刀具。
在對加工中心進(jìn)行換刀動作的編程安排時(shí)，應(yīng)考慮如下問題：
（1）換刀動作必須在主軸停轉(zhuǎn)的條件下進(jìn)行，且必須實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停即定向停止（用M19指令）。
（2）換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)所用機(jī)床的要求安排，有的機(jī)床要求必須將換刀位置安排在參考點(diǎn)處或至少應(yīng)讓Z軸方向返回參考點(diǎn)，這時(shí)就要使用G28指令。有的機(jī)床則允許用參數(shù)設(shè)定第二參考點(diǎn)作為換刀位置，這時(shí)就可在換刀程序前安排G30指令。無論如何，換刀點(diǎn)的位置應(yīng)遠(yuǎn)離工件及夾具，應(yīng)保證有足夠的換刀空間。
（3）為了節(jié)省自動換刀時(shí)間，提高加工效率，應(yīng)將選刀動作與機(jī)床加工動作在時(shí)間上重合起來。比如可將選刀動作指令安排在換刀前的回參考點(diǎn)移動過程中，如果返回參考點(diǎn)所用的時(shí)間小于選刀動作時(shí)間，則應(yīng)將選刀動作安排在換刀前的耗時(shí)較長的加工程序段中。
（4）若換刀位置在參考點(diǎn)處，換刀完成后，可使用G29指令返回到下一道工序的加工起始位置。
（5）換刀完畢后，不要忘記安排重新啟動主軸的指令，否則加工將無法持續(xù)。
圖4-22 換刀編程圖例
換刀程序?qū)嵗?/p>
如圖4-22所示零件，加工工序安排見第1章表1-9。分別用?40的端面銑刀銑上表面，用?20的立銑刀銑四側(cè)面和A、B面，用?6的鉆頭鉆6個(gè)小孔，?14的鉆頭鉆中間的兩個(gè)大孔。采用刀座對刀，各刀具長度和刀具直徑分別設(shè)定在H01~H04、D01~D04中。在首次加工時(shí)，已經(jīng)將第一把刀具預(yù)先安裝在主軸刀座上。加工前，刀具停留在離工件零點(diǎn)高100mm
4.4.3 程序輸入與上機(jī)調(diào)試
1．程序的檢索和整理
程序的檢索是用于查詢?yōu)g覽當(dāng)前系統(tǒng)存貯器內(nèi)都存有哪些番號的程序，程序整理主要用于對系統(tǒng)內(nèi)部程序的管理，如刪除一些多余的程序。
（1）將手動操作面板上的工作方式開關(guān)置編輯（EDIT）或自動擋，按數(shù)控面板上的程序（PROG）鍵顯示程序畫面。
（2）輸入地址“O”和要檢索的程序號，再按 [O SRH] 軟鍵，檢索到的程序號顯示在屏幕的右上角，若沒有找到該程序，即產(chǎn)生“071”的報(bào)警。再按 [O SRH] 軟鍵，即檢索下一個(gè)程序。在自動運(yùn)行方式的程序屏幕下，按“?”軟鍵，按“FL.SDL”軟鍵，再按“目錄（DIR）”軟鍵，即可列出當(dāng)前存貯器內(nèi)已存的所有程序。
（3）若要瀏覽某一番號程序（如O0001）的內(nèi)容，可先鍵入該程序番號如“ O0001” 后，再按向下的光標(biāo)鍵即可。若如此操作產(chǎn)生“071”的報(bào)警，則表示該程序番號為空，還沒有被使用。
（4）由于受存貯器的容量限制，當(dāng)存貯的`程序量達(dá)到某一程度時(shí)，必須刪除一些已經(jīng)加工過而不再需要的程序，以騰出足夠的空間來裝入新的加工程序。否則將會在進(jìn)行程序輸入的中途就產(chǎn)生“070”的存貯空間不夠的報(bào)警。刪除某一程序的方法是：在確保某一程序如“O0002”已不再需要保留的情況下，先鍵入該程序番號“ O0002” 后，再按刪除（DELETE）鍵即可。注意：若鍵入“O0010，O0020”后按“DELETE”則將刪除程序號從O0010到O0020之間的程序。若鍵入“O-9999”后按“DELETE”則將刪除已存貯的所有程序，因此
圖4-23 程序顯示畫頁
應(yīng)小心使用。
2．程序輸入與修改
程序輸入和修改操作同樣也必須在編輯檔方式下進(jìn)行。 （1）用手工鍵入一個(gè)新程序
① 先根據(jù)程序番號檢索的結(jié)果，選定某一還沒有被使用的程序番號作為待輸程序番號（如 O0012），鍵入該番號 O0012 后按插入（INSERT）鍵，則該程序番號就自動出現(xiàn)在程序顯示區(qū)，具體的程序行就可在其后輸入。如圖4-23所示。
② 將上述編程實(shí)例的程序順次輸入到機(jī)床數(shù)控裝置中，可通過 CRT 監(jiān)控顯示該程序。注意每一程序段（行）間應(yīng)用“ ；”（EOB鍵）分隔。
（2）調(diào)入已有的程序
若要調(diào)入先前已存貯在存貯器內(nèi)的程序進(jìn)行編輯修改或運(yùn)行，可先鍵入該程序的番號如“O0001”后再按向下的光標(biāo)鍵，即可將該番號的程序作為當(dāng)前加工程序。
（3）從PC機(jī)、軟盤或紙帶中輸入程序
在PC機(jī)中用通訊軟件設(shè)置好傳送端口及波特速率等參數(shù)，聯(lián)接好通訊電纜，將欲輸入
的程序文件調(diào)入并作好輸出準(zhǔn)備，置機(jī)床端為“編輯”方式，按“PROG”功能鍵，再按下 [操作] 軟鍵，按“?”軟鍵，輸入欲存入的程序番號，如“O0013”，然后再按[READ]和[EXEC]軟鍵，程序即被讀入至存貯器內(nèi)，同時(shí)在 CRT 上顯示出來。如果不指定程序號，就會使用PC機(jī)、軟盤或紙帶中原有的程序番號；如果機(jī)床存貯器已有對應(yīng)番號的程序，將出現(xiàn)“073”的報(bào)警。
（4）程序的編輯與修改
① 采用手工輸入和修改程序時(shí)，所鍵入的地址數(shù)字等字符都是首先存放在鍵盤緩沖區(qū)內(nèi)，此時(shí)若要修改可用退格鍵“CAN”來進(jìn)行擦除重輸，當(dāng)一行程序數(shù)據(jù)輸入無誤后，可按“INSERT”或“ALTER”鍵以插入或改寫的方式從緩沖區(qū)送到程序顯示區(qū)（同時(shí)自動存貯），這時(shí)就不能再用“CAN”鍵來改動了。
② 若要修改程序局部，可移光標(biāo)至要修改處，再輸入程序字，按“改寫（ALTER）”鍵則將光標(biāo)處的內(nèi)容改為新輸入的內(nèi)容；按“插入（INSERT）”鍵則將新內(nèi)容插入至光標(biāo)所在程序字的后面；若要刪除某一程序字，則可移光標(biāo)至該程序字上再按“刪除（DELET）”鍵。本系統(tǒng)中程序的修改不能細(xì)致到某一個(gè)字符上，而是以某一個(gè)地址后跟一些數(shù)字（簡稱程序字）作為程序更改的最小單位。
③ 若要刪除某一程序行，可移光標(biāo)至該程序行的開始處，再按“；”+“DELET”，若按“Nxxxx”+“DELET”則將刪除多個(gè)程序行。
3．程序的空運(yùn)行調(diào)試 空運(yùn)行調(diào)試的意義在于：
（1）用于檢驗(yàn)程序中有無語法錯(cuò)誤。有相當(dāng)一部分可通過報(bào)警番號來分析判斷。 （2）用于檢驗(yàn)程序行走軌跡是否符合要求。從圖形跟蹤可察看大致軌跡形狀，若要進(jìn)一步檢查尺寸精度，則需要結(jié)合單段執(zhí)行按鍵以察看分析各節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
（3）用于檢驗(yàn)工件的裝夾位置是否合理。這主要是從工作臺的行程控制上是否超界，行走軌跡中是否會產(chǎn)生各部件間的位置干涉重疊現(xiàn)象等來判斷。
（4）用于通過調(diào)試而合理地安排一些工藝指令，以優(yōu)化和方便實(shí)際加工操作。 空運(yùn)行操作方法： 將光標(biāo)移至主程序開始處，或在編輯檔方式下按復(fù)位（RESET）鍵使光標(biāo)復(fù)位到程序頭部，再置工作方式為“自動”檔，按下手動操作面板上的“空運(yùn)行”開關(guān)至燈亮后，再按“循環(huán)啟動”按鈕，機(jī)床即開始以快進(jìn)速度執(zhí)行程序，由數(shù)控裝置進(jìn)行運(yùn)算后送到伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械工作臺實(shí)施移動�？者\(yùn)行時(shí)將無視程序中的進(jìn)給速度而以快進(jìn)的速度移動，并可通過“快速倍率”旋鈕來調(diào)整。有圖形監(jiān)控功能時(shí)，若需要觀察圖形軌跡，可按數(shù)控操作面板上的“GRAPH”功能鍵切換到圖形顯示畫頁。
和數(shù)控銑床一樣，校驗(yàn)程序時(shí)還可利用“機(jī)械鎖定”、“Z軸鎖定”等開關(guān)按鍵的功能。機(jī)械鎖定時(shí)數(shù)控裝置內(nèi)部在按正常的程序進(jìn)程模擬插補(bǔ)運(yùn)算，屏幕上刀具中心的位置坐標(biāo)值同樣也在不停地變動，但從數(shù)控裝置往機(jī)械軸方向的控制信息通路被鎖住，所以此時(shí)機(jī)械部件并沒有產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的移動。若同時(shí)按下“機(jī)械鎖定”和“空運(yùn)行”按鈕，則可以暫時(shí)不用考慮出現(xiàn)機(jī)械軸超程及部件間的干涉等問題，同時(shí)又可快速地檢驗(yàn)程序編寫的合理與否，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并修改錯(cuò)誤，從而縮短程序調(diào)試的時(shí)間。
以上操作中，若出現(xiàn)報(bào)警信息都可通過按“RESET（復(fù)位）”鍵來解除。若出現(xiàn)超程報(bào)
警，應(yīng)先將工作方式開關(guān)置“手
圖4-24 固定循環(huán)動作分解
動”或“手輪”檔，再按壓相反方向的軸移動方向按鍵，當(dāng)軸移至有效行程范圍內(nèi)后，按“RESET（復(fù)位）”按鍵解除報(bào)警。若在自動運(yùn)行方式下出現(xiàn)超程，解除報(bào)警后，程序?qū)o法繼續(xù)運(yùn)行。
4．正常加工運(yùn)行 當(dāng)程序調(diào)試運(yùn)行通過，工件裝夾、對刀操作等準(zhǔn)備工作完成后，即可開始正常加工。
正常加工的操作方法和空
運(yùn)行類似，只是應(yīng)先按壓“空運(yùn)行”按鍵至燈熄，以退出空運(yùn)行狀態(tài)。按“循環(huán)啟動”開始加工運(yùn)行，按“進(jìn)給保持”即處于暫停狀態(tài)，再按“循環(huán)啟動”即可繼續(xù)加工運(yùn)行。
4.5 鉆、鏜固定循環(huán)及程序調(diào)試
在數(shù)控車削加工編程中，已經(jīng)介紹了采用固定循環(huán)編程的方便之處，而通過第3章的鉆孔編程實(shí)例可知，當(dāng)需要鉆多個(gè)孔時(shí)，每一個(gè)孔的加工都至少需要幾段程序，程序量相當(dāng)大。盡管可用子程序調(diào)用技術(shù)，但其功能也受到限制，特別是當(dāng)孔深不同時(shí)，子程序處理起來難度也很大。本節(jié)介紹的固定循環(huán)則可以很方便地處理鉆、鏜加工編程問題。很多數(shù)控銑床中就已經(jīng)具備鉆鏜固定循環(huán)的指令功能。 4.5.1 鉆、鏜固定循環(huán)的實(shí)現(xiàn)
1．固定循環(huán)的動作組成
如圖4-24所示，以立式數(shù)控機(jī)床加工為例，鉆、鏜固定循環(huán)動作順序可分解為： （1）X和Y軸快速定位到孔中心的位置上
（2）快速運(yùn)行到靠近孔上方的安全高度平面（R平面） （3）鉆、鏜孔（工進(jìn)） （4）在孔底做需要的動作
（5）退回到安全平面高度或初始平面高度 （6）快速退回到初始點(diǎn)的位置 2．固定循環(huán)指令格式
G90（G91）G99（G98）G73（~G89）其中G98、G99為孔加工完后的回退方式指令。G98指令是返回初始平面高度處，G99則是返回安全平面高度處。當(dāng)某孔加工完后還有其它同類孔需要接續(xù)加工時(shí)，一般使用G99指令，只有當(dāng)全部同類孔都加工完成后或孔間有比較高的障礙需跳躍的時(shí)候，才使用G98指令，這樣可節(jié)省抬刀時(shí)間。
G73~G89為孔加工方式指令，對應(yīng)的固定循環(huán)功能見表4-5
圖4-25 各種鉆鏜固定循環(huán)圖解
X、Y為孔位中心的坐標(biāo)；
Z為孔底的Z坐標(biāo)（G90時(shí)為孔底的絕對Z值，G91時(shí)為R平面到孔底平面的Z坐標(biāo)增量）；
R為安全平面的Z坐標(biāo)（G90時(shí)為R平面的絕對Z值，G91時(shí)為從初始平面到R平面的Z坐標(biāo)增量）；
Q：在G73、G83間歇進(jìn)給方式中，為每次加工的深度，在G76、G87方式中為橫移距離。在固定循環(huán)有效期間Q是模態(tài)值。
P為孔底暫停的時(shí)間，用整數(shù)表示，單位ms。僅對G82、G88、G89有效。 F為進(jìn)給速度；
L為重復(fù)循環(huán)的次數(shù)，L1可不寫，L0將不執(zhí)行加工，僅存貯加工數(shù)據(jù)。
上述固定循環(huán)中的指令數(shù)據(jù)，不一定都寫，根據(jù)需要可省去若干地址數(shù)據(jù)。固定循環(huán)指令是模態(tài)指令，一旦指定，持續(xù)有效，直到被另一固定循環(huán)指令所替代，或被G80所取消。此外，G00、G01、G02、G03等也起取消固定循環(huán)指令的作用。
3．各循環(huán)方式說明
（1）G73--用于高速深孔鉆削。如圖4-25（a）所示，每次背吃刀量為q（用增量表示，在指令中給定），退刀量為d，由NC系統(tǒng)內(nèi)部通過參數(shù)設(shè)定。G73指令在鉆孔時(shí)是間歇進(jìn)給，有利于斷屑、排屑，適用于深孔加工。
（2）G74--用于左旋攻螺紋。如圖4-25（b）所示，執(zhí)行過程中，主軸在R平面處開始反轉(zhuǎn)直至孔底，到達(dá)后主軸自動轉(zhuǎn)為正轉(zhuǎn)，返回。
（3）G76--精鏜。如圖4-25（c）所示，加工到孔底時(shí)，主軸停止在定向位置上，然后使刀頭沿孔徑向離開已加工內(nèi)孔表面后抬刀退出，這樣可以高精度、高效率地完成孔加工，退刀時(shí)不損傷已加工表面。刀具的橫向偏移量由地址Q來給定，Q總是正值，移動方向由系
統(tǒng)參數(shù)設(shè)定。
（4）G81--一般鉆孔循環(huán)，用于定點(diǎn)鉆。如圖4-25（d）所示。
（5）G82--可用于鉆孔、鏜孔。動作過程和G81類似，但該指令將使刀具在孔底暫停，暫停時(shí)間由P指定。孔底暫�？纱_保孔底平整，常用于做锪孔、做沉頭臺階孔。
（6）G83--深孔鉆削。如圖4-25（e）所示，q、d與G73相同，G83和G73的區(qū)別是：G83指令在每次進(jìn)刀q深度后都返回安全平面高度處，再下去作第二次進(jìn)給，這樣更有利于鉆深孔時(shí)的排屑。
（7）G84--右旋攻螺紋。G84指令和G74指令中的主軸轉(zhuǎn)向相反，其它和G74相同。 （8）G85--鏜孔。動作過程和G81一樣，G85進(jìn)刀和退刀時(shí)都為工進(jìn)速度，且回退時(shí)主軸照樣旋轉(zhuǎn)。
（9）G86--鏜孔。動作過程和G81類似，但G86進(jìn)刀到孔底后將使主軸停轉(zhuǎn)，然后快速退回安全平面或初始平面。由于退刀前沒有讓刀動作，快速回退時(shí)可能劃傷已加工表面。因此只用于粗鏜。
（10）G87--反向鏜孔。如圖4-25（f）所示，執(zhí)行時(shí)，X、Y軸定位后，主軸準(zhǔn)停，刀具以反刀尖的方向偏移，并快速下行到孔底（此即其R平面高度）。在孔底處順時(shí)針啟動主軸，刀具按原偏移量擺回加工位置，在Z軸方向上向上一直加工到孔終點(diǎn)（此即其孔底平面高度）。在這個(gè)位置上，主軸再次準(zhǔn)停后刀具又進(jìn)行反刀尖偏移，然后向孔的上方移出，返回原點(diǎn)后刀具按原偏移量擺正，主軸正轉(zhuǎn)，繼續(xù)執(zhí)行下一程序段。
（11）G88--鏜孔。如圖4-25（g）所示，加工到孔底后暫停，主軸停止轉(zhuǎn)動，自動轉(zhuǎn)換為手動狀態(tài)，用手動將刀具從孔中退出到返回點(diǎn)平面后，主軸正轉(zhuǎn)，再轉(zhuǎn)入下一個(gè)程序段自動加工。
（12）G89--鏜孔。此指令與G86相同。但在孔底有暫停。
在使用固定循環(huán)指令前必須使用M03或M04指令啟動主軸；程序格式段中X、Y、Z或R指令數(shù)據(jù)應(yīng)至少有一個(gè)才能進(jìn)行孔的加工；在使用帶控制主軸回轉(zhuǎn)的固定循環(huán)（如G74、G84、G86等）中，如果連續(xù)加工的孔間距較小，或初始平面到R平面的距離比較短時(shí)，會出現(xiàn)進(jìn)入孔正式加工前，主軸轉(zhuǎn)速還沒有達(dá)到正常的轉(zhuǎn)速的情況，影響加工效果。因此，遇到這種情況，應(yīng)在各孔加工動作間插入G04指令，以獲得時(shí)間，讓主軸能恢復(fù)到正常的轉(zhuǎn)速。 4.5.2 點(diǎn)位加工編程實(shí)例與調(diào)試
如圖4-26（a）所示零件，共有13個(gè)孔，需要使用三把直徑不同的刀具，其刀具號、刀具直徑及刀桿長度如圖（b）所示，分別按H11=200，H15=190，H31=150設(shè)置刀具長度補(bǔ)償。全部都是鉆、鏜點(diǎn)位加工，不需使用刀徑補(bǔ)償，均采用鉆鏜固定循環(huán)編程，編程如下：
圖4-26 固定循環(huán)編程圖例
4.6 綜合加工技術(shù)
4.6.1 用戶宏指令編程
宏指令編程是指象高級語言一樣可以使用變量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算（+、-、*、/）、邏輯運(yùn)算（AND、OR、NOT）和函數(shù)（SIN、COS等）混合運(yùn)算的程序編寫形式。在宏程序形式中一般都提供循環(huán)、判斷、分支和子程序調(diào)用的方法，可用于編制各種復(fù)雜的零件加工程序。當(dāng)不具備自動編程輔助手段、數(shù)控系統(tǒng)的指令功能有限，但卻提供宏程序功能時(shí)，熟練應(yīng)用宏程序指令進(jìn)行編程，可以顯著地增強(qiáng)機(jī)床的加工能力，同時(shí)可精簡程序量。
各種數(shù)控系統(tǒng)的宏程序格式和用法均有所不同。比如T-600M系統(tǒng)使用V1~V99來規(guī)定變量符號，用[V1=...]，[V2=...]等形式來設(shè)定變量和給變量賦值，在調(diào)用宏程序時(shí)還可傳值調(diào)用。FANUC-3MA數(shù)控系統(tǒng)是使用#100、#101...等來規(guī)定變量名，用G65指令按一定的格式來設(shè)置變量和賦值。HCNC-1M數(shù)控系統(tǒng)也是使用#0、#1、...、#1199等作變量名，直接用#1=...、#2=...等形式設(shè)定變量和賦值。在一個(gè)程序中宏指令和NC系統(tǒng)指令可混合使用，主、子程序的調(diào)用關(guān)系基本上還是和前面介紹的一樣，用M98、M99指令進(jìn)行。
FANUC-3MA系統(tǒng)中宏指令格式為：G65 Hm P#I Q#j R#k
其中m--取01~99，表示宏指令功能，見表4-6；#I--運(yùn)算結(jié)果的變量名 #j--待運(yùn)算的變量名1（或常數(shù)） #k--待運(yùn)算的變量名2（或常數(shù)）
表4-6 FANUC-3MA系統(tǒng)的宏指令功能定義
如G65 H02 P#100 Q#102 R#103， 即表示 #100= #102 + #103；
G65 H26 P#101 Q#102 R#103， 即表示 #101=（#101x #102）/ #103。
圖4-27 宏指令編程圖例
表4-7 HCNC-1M系統(tǒng)的宏指令主要使用規(guī)范
T-600M與HCNC-1M數(shù)控系統(tǒng)的宏指令基本上就和高級語言（如FOXBASE、BASIC等）一樣直接采用數(shù)學(xué)表達(dá)式的形式，比較直觀、容易理解。如HCNC-1M系統(tǒng)中可直接使用如下表達(dá)式進(jìn)行賦值。
#2 = 175 / SQRT[2] * COS[ 55 * PI / 180 ] 以及 #3 = 150.0 等。
如圖4-27所示零件上需要鉆6個(gè)均勻分布的孔，而且孔口要刮平。分別采用FANUC-3MA、HCNC-1M、T-600M系統(tǒng)宏指令編程，變量定義見表4-8。
當(dāng)使用FANUC-3MA數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，編程如下：
如果采用HCNC-1M系統(tǒng)和T-600M系統(tǒng)，則程序編寫如下：
4.6.2 加工中心的編程與調(diào)試要點(diǎn)
（1）首先應(yīng)進(jìn)行合理的工藝分析。由于零件加工工序多，使用的刀具種類多，甚至在一次裝夾下，要完成粗、半精、精加工，周密合理地安排各工序加工的順序，有利于提高精度和生產(chǎn)率。加工順序如前所述的按銑大平面、粗鏜孔、半粗鏜孔、立銑刀加工、打中心孔、鉆孔、攻螺紋、精加工、鉸鏜精銑等。
（2）根據(jù)批量等情況，決定采用自動換刀還是手動換刀。一般對批量在10件以上，而刀具更換較頻繁時(shí)，以采用自動換刀為宜。但當(dāng)加工批量很小而使用的刀具種類又不多時(shí)，把自動換刀安排到程序中，反而會增加機(jī)床的調(diào)整時(shí)間，當(dāng)然，這時(shí)就相當(dāng)于把加工中心機(jī)床當(dāng)數(shù)控銑床來使用了。
（3）自動換刀要留出足夠的換刀空間。有些刀具直徑較大或尺寸較長，自動換刀時(shí)要注意避免發(fā)生撞刀事故。為安全起見，有的機(jī)床要求換刀前必須先回到參考點(diǎn)（或Z軸回到參考點(diǎn)高度）后進(jìn)行換刀。如XHK716型立式加工中心機(jī)床，若沒有回參考點(diǎn)的信號，則機(jī)械手將不能動作。
（4）為提高機(jī)床利用率，盡量采用刀具機(jī)外預(yù)調(diào)，并將測量尺寸填寫到刀具卡片中，以便操作者在運(yùn)行程序前，及時(shí)修改刀具補(bǔ)償參數(shù)。
（5）對于編好的程序，應(yīng)認(rèn)真檢查，并于加工前安排好試運(yùn)行，從編程的出錯(cuò)率來看，采用手工編程出錯(cuò)率高，特別是在生產(chǎn)現(xiàn)場，為臨時(shí)加工而編程時(shí)，出錯(cuò)率更高，認(rèn)真檢查程序并安排好試運(yùn)行就更為必要。
（6）盡量把不同工序內(nèi)容的程序，分別安排到不同的子程序中，或按工序順序添加程序段號標(biāo)記。當(dāng)零件加工程序較多時(shí)，為便于程序調(diào)試，一般將各工序內(nèi)容分別安排到不同的子程序中，主程序內(nèi)容主要是完成換刀及子程序調(diào)用的指令。這樣安排便于按每一工序獨(dú)立地調(diào)試程序，也便于因加工順序不合理而做出重新調(diào)整。對需要多次重復(fù)調(diào)用的子程序，可考慮采用G91增量編程方式處理其中的關(guān)鍵程序段，以便于在主程序中用M98 Pxxxx Lxx方式
調(diào)用，這樣可簡化程序量。
（7）盡可能地利用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)本身所提供的鏡象、旋轉(zhuǎn)、固定循環(huán)及宏指令編程處理的功能，以簡化程序量。
（8）對加工時(shí)所要使用的第一把刀具，可以把它直接安裝在主軸上，并將這把刀的刀號輸入設(shè)置到某地址號中。這樣，在加工程序的開頭就可以不進(jìn)行換刀操作。但在程序結(jié)束前必須要有換刀程序段，以便使加工最后用的刀具換為加工開始時(shí)用的刀具，使這個(gè)程序還能繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)零件的加工。若在調(diào)整時(shí)，主軸上先不裝刀，所要用的幾把刀具全裝在刀庫上。那么，在程序的一開頭，就要是換刀的程序段，以便使主軸裝上刀具。當(dāng)然，這次換刀時(shí)，主軸上是空的，只是把刀庫上的刀具裝上主軸，再以后的程序則與前述相同。以后再要重復(fù)使用這個(gè)程序加工時(shí)，這種最前面安排的裝刀程序段就沒有用了。這樣可以使用系統(tǒng)提供的選擇跳躍功能，即在程序段前增加“/”，按下操作面板上的“選擇跳躍”至燈亮（有效），則以后這些帶“/”的程序段就跳過不執(zhí)行。當(dāng)需要運(yùn)行這些程序段時(shí)，可在重復(fù)運(yùn)行這些程序前，再按下“選擇跳躍”至燈熄（無效）。這些程序段可按下述形式編制。
/ T01 選01號刀具
/ M06 T02 換刀，再預(yù)選好02號刀具備用。 . . .
如果刀庫參考點(diǎn)位置的刀座上安裝的是T01號刀具，則前一段程序可省去。 4.6.3 加工中心的操作要點(diǎn)
（1）熟悉機(jī)床的加工范圍，如機(jī)床原點(diǎn)、XYZ行程、工件、夾具安放位置、工件坐標(biāo)系、各坐標(biāo)的干涉區(qū)、換刀空間等。
（2）熟悉數(shù)控系統(tǒng)各項(xiàng)指令，如主軸掛檔指令、主軸轉(zhuǎn)速指令、進(jìn)給速度指令、刀具指令等的用法及實(shí)施情況。
（3）確定加工零件的加工部位和裝夾方式、設(shè)計(jì)和制造夾具的準(zhǔn)備。
（4）編制工藝文件內(nèi)容 包括工藝卡片、刀具卡片、夾具和刀具圖紙、加工工序圖、刀具軌跡圖、加工程序單、程序試切修改記錄等。
（5）編制程序和輸入程序 加工程序編制好后，將程序輸入控制系統(tǒng)的存貯器。輸入方法可應(yīng)用自動編程機(jī)、數(shù)控紙帶穿孔機(jī)等把程序通過介質(zhì)輸入數(shù)控系統(tǒng)。
（6）試運(yùn)行 安裝好夾具和工件后，檢查刀庫刀具和現(xiàn)場各項(xiàng)參數(shù)如工件坐標(biāo)系、刀具補(bǔ)償量等。各項(xiàng)工作準(zhǔn)備好后，按下機(jī)床鎖定開關(guān)，使機(jī)械不動，校驗(yàn)程序是否有誤。再單獨(dú)鎖定Z軸，在工作臺上放上一張紙，在機(jī)床主軸上夾一支鉛筆，畫出程序運(yùn)行的軌跡圖，或利用圖形監(jiān)控功能察看軌跡圖形。然后安裝工件試運(yùn)行，以檢查刀具準(zhǔn)備是否正常和刀具夾具有無干涉等。
（7）試切 操作者通過試運(yùn)行對程序有了全面了解后，就可以對零件進(jìn)行試加工。在試切過程中，首先采用單段運(yùn)行方式，了解一段、執(zhí)行一段。在運(yùn)行程序中可使用倍率開關(guān)適當(dāng)降低進(jìn)給速度和快進(jìn)速度，以隨時(shí)判斷運(yùn)動軌跡。在程序運(yùn)行過程中，要著重了解主、子程序的顯示、工件寄存器和緩沖寄存器的顯示（狀態(tài)顯示區(qū)的顯示）、坐標(biāo)顯示等。必須及時(shí)掌握執(zhí)行程序各狀態(tài)的命令、機(jī)床坐標(biāo)系位置、了解下一段的運(yùn)動量等。
試切后需全面檢查各項(xiàng)精度，根據(jù)檢查結(jié)果調(diào)整參數(shù)，進(jìn)行全面修改。將經(jīng)過試切考驗(yàn)合格的加工程序及時(shí)貯存在工藝文件和程序單上。
圖4-28 綜合加工應(yīng)用圖例
4.6.4 綜合加工應(yīng)用實(shí)例
如圖4-28所示模具型腔零件，中央為一凹球面，四角部各有幾個(gè)螺釘孔，呈對稱布局。采用立式加工中心編程加工。
編程加工的思路是：先對某一角部的螺釘孔編程，采用固定循環(huán)編程方式，先鉆孔、再攻絲。然后使用鏡象處理方法，對其余幾個(gè)角部的螺釘孔加工編程。球面加工時(shí)采用球形銑刀，使用宏指令編程技術(shù)。從粗加工到精加工，通過循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)，使得整個(gè)程序大大簡化。粗加工時(shí)，先加工較小半徑的球形曲面，然后逐步將球形半徑增大一個(gè)粗切間隔值進(jìn)行加工，直至加工到最終球面半徑大小。每次加工球形曲面時(shí)，均是以Y-Z為主要聯(lián)動加工平面，X為第三坐標(biāo)軸方向，求出任一Y-Z橫切面內(nèi)的圓弧半徑后即可按圓弧插補(bǔ)進(jìn)行編程加工。下面是在HCNC-1M數(shù)控系統(tǒng)下的應(yīng)用程序。
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