数控铣工加工中心操作工-高级-第五章102课件.ppt
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- 数控 铣工 加工 中心 操作工 高级 第五 102 课件
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1、 了解SIEMENS 840D系统常用功能指令;掌握数控铣床/加工中心螺旋线螺纹切削的编程与加工方法;掌握数控铣床/加工中心固定循环的编程与加工方法;掌握数控铣床/加工中心坐标变换的编程方法;掌握数控铣床/加工中心参数的编程方法;掌握SIEMENS 840D系统机床面板的操作。第五章第五章 SIEMENSSIEMENS(840D840D)系统的编程与操作)系统的编程与操作目目 录录一、准备功能指令二、辅助功能指令一、螺旋插补(G02G03,TURN)二、恒定导程的螺纹切削(G33)三、刚性攻螺纹(G331 G332)四、利用补偿夹具攻螺纹(G63)一、编程实例二、极坐标与柱面坐标的基本概念三、
2、极坐标极点的指定方式(G110,G111,G112,AP,RP)四、极坐标中的刀具移动方式五、本实例数控铣削加工参考程序第五章第五章 SIEMENSSIEMENS(840D840D)系统的编程与操作)系统的编程与操作第五章第五章 SIEMENSSIEMENS(840D840D)系统的编程与操作)系统的编程与操作目目 录录一、编程实例二、孔加工固定循环三、钻孔路径循环四、铣削循环五、参考程序一、编程实例二、子程序的概念三、子程序的调用四、程序的重复五、本实例数控铣削加工参考程序一、编程实例二、坐标平移(TRANS,ATRANS)三、坐标旋转(ROT,AROYT)第五章第五章 SIEMENSSIE
3、MENS(840D840D)系统的编程与操作)系统的编程与操作目目 录录四、比例缩放(SCALE,ASCALE)五、镜像功能(MIRROR,AMIRROR)六、本实例数控铣削加工参考程序一、编程实例二、加工工艺分析三、本实例数控铣削加工参考程序一、编程实例二、R参数编程三、本实例数控铣削加工参考程序一、机床面板按钮及其功能介绍二、机床操作第一节 SIEMENS系统基本指令介绍一、准备功能指令(表5-1)表5-1 SIEMENS(840D)常用准备功能代码代码 二、辅助功能指令 SIEMENS系统辅助功能代码请参阅本书第三章的相关内容。第二节 螺纹加工与螺旋线插补一、螺旋插补(G02/G03,T
4、URN)1.功能及作用 用G02、G03及TURN指定螺旋插补。螺旋插补与坐标值及速度指令联用,刀具从当前位置起,以圆弧加直线进给方式,运行至坐标值指定的终点位置。螺旋插补可用于加工螺纹和油槽。2.指令格式G02/G03 X_Y_Z_I_J_K_TURN=_F_;G02/G03 X_Y_Z_I_J_K_TURN=_F_;G02/G03 X_Y_Z_CR=_TURN=_F_;G02/G03 AR=_I_J_K_TURN=_F_;G02/G03 AR=_X_Y_Z_TURN=_F_;G02/G03 AP=_RP=_TURN=_F_;第二节 螺纹加工与螺旋线插补3.指令说明 螺旋插补是水平圆弧运动与
5、垂直直线运动同步进行的运动。圆弧运动在工作面指定的轴上进行,如果工作面为G17,那么圆弧插补在X、Y轴上执行,此时直线运动在Z轴上执行。即在X、Y轴上进行圆弧插补的同时,在Z轴上进行直线插补。进给速度F为X、Y、Z三轴合成的速度。4.程序示例图5-1 螺旋插补示例第二节 螺纹加工与螺旋线插补4.程序示例例1 用螺旋插补指令加工如图5-1所示螺旋油槽。其程序如下:G17 G00 X58.83 Y52.61 Z3.0;(靠近起始位置)G01Z-15 F50;(刀具进给)G03X35 Y5 Z-55.0 I=AC(35)J=AC(35)TURN=2;(螺旋插补)图5-1 螺旋插补示例第二节 螺纹加工
6、与螺旋线插补二、恒定导程的螺纹切削(二、恒定导程的螺纹切削(G33G33)1.1.功能及作用功能及作用 用G33指定恒定导程的螺纹切削。螺纹插补与坐标值及导程指令联用,刀具从当前位置起,以螺纹进给方式,运行至坐标值指定的终点位置。G33可加工圆柱形或圆锥形、单头或多头、右旋或左旋螺纹。2.指令格式 圆柱形螺纹指令:G33 Z_K_SF_;锥形螺纹:G33 X_Z_K_SF=_;G33 X_Z_I_SF=_;横向螺纹:G33 X_I_SF=_;参数说明:X_Z_为螺纹插补终点坐标;I_K_分别对应在X、Z方向上的螺纹导程;SF=_为螺纹起点偏移角度(只有多头螺纹需要)。第二节 螺纹加工与螺旋线插
7、补3.指令说明 在数控铣床和加工中心上应用时,刀具高速旋转的同时向下进刀,主轴旋转一周,刀具前进一个导程。三、刚性攻螺纹(G331、G332)1.1.功能及作用功能及作用 刚性攻螺纹指令G331与坐标值及导程指令联用,刀具从当前位置起,以攻螺纹方式运行至坐标值指定的终点位置。G332可以使刀具以攻螺纹方式退回起点。2.指令格式 G331 X_Y_Z_I_J_K_;(刚性攻螺纹)G332 X_Y_Z_I_J_K_;(退出)参数说明:X Y Z为攻螺纹终点坐标;I、J、K分别对应X、Y、Z方向的螺纹导程。第二节 螺纹加工与螺旋线插补3.指令说明 G331与G332为模态指令。因此在执行攻螺纹动作之
8、后必须用G00/G01来取消其模态作用。G331可加工左/右旋螺纹。当加工左旋螺纹时,导程为正值,主轴顺时针旋转(同M3);当加工右旋螺纹时导程为负值,主轴逆时针旋转(同M4)。所需主轴转速用地址S编程。G332用于攻螺纹加工中的刀具回退。在螺纹加工前需要用SPOS/SPOSA指令将主轴定位在指定的角度位置。G332回退时,主轴自动换向。4.程序示例例2 用G331加工一个深50mm,导程为4mm的左旋螺纹。N10 SPOS=0;(主轴定位,准备加工螺纹)N20 G00 X0 Y0 Z2;(快速接近起点)N30 G331 Z-50 K4 S200;(加工螺纹,钻削深度50mm,导程K为正数,表
9、示主轴顺 时针方向旋转,加工左旋螺 纹)N40 G332 Z2 K4;(退回,此时主 轴自动换向)N50 G01 X100 Y100 Z100 F1000 M05;(用G01取消螺纹 加工模态)N60 M30;(程序结束)第二节 螺纹加工与螺旋线插补第二节 螺纹加工与螺旋线插补四、利用补偿夹具攻螺纹(G63)1.功能及作用 利用补偿夹具攻螺纹G63。补偿夹具可以补偿路径中出现的任何偏差。G63指令与坐标值指令联用,刀具从当前位置起,以攻螺纹方式,运行至坐标值指定的终点位置。G63加主轴反转可以使刀具退回起点。2.指令格式G63 X_Y_Z_F_;参数说明:X_Y_Z_为螺纹加工的终点位置;F_
10、进给量。3.指令说明 G63为模态指令,因此在G63执行之后要用G00/G01来取消攻螺纹模态;进给量F=主轴转速螺距;图52攻螺纹编程利用G63加工时,要求进给速度调节开关与主轴转速调节开关均为100%。第二节 螺纹加工与螺旋线插补4.程序示例 例3 利用G63指令加工如图5-2所示的一个螺纹。本例中,M5粗牙螺纹的导程为0.8mm。选择速度为200r/min时,进给速度F=2000.8=160mm/min。N10 G00 X50 Y0 Z3;(靠近起点)N20 S200 M3;(起动主轴)N30 G63 Z-32 F160;(螺纹加工,深度32mm)N40 G63 Z3 M4;(刀具退回,
11、主轴换向)N50 G01 X50;(取消G63模态)图5-2 攻螺纹编程第三节 极坐标编程与柱面坐标编程一、编程实例用极坐标指令编写如图5-3所示零件轮廓精加工程序。图5-3 极坐标编程第三节 极坐标编程与柱面坐标编程二、极坐标与柱面坐标的基本概念 数控系统除了可用笛卡儿坐标系指定空间几何坐标位置外,还有另一种指定坐标的方式,这种方式称为“极坐标”方式。极坐标方式使用半径和角度来指定工件或零件的几何位置。SIEMENS系统中极半径用RP来表示,角度用AP来表示。测量半径与角度的起始点称为“极点”。极坐标可在G17、G18、G19三个平面中的任一平面内指定。如图5-4所示,对应基点POL,P1的
12、半径为100mm,角度为30;P2的半径为50mm,角度为60。用极坐标方式表达可作如下描述:P1:RP=100AP=30;P2:RP=50AP=60。第三节 极坐标编程与柱面坐标编程 而对于与所指定极坐标平面垂直的第三根几何轴,可用笛卡尔坐标确定。这种指定方式称为柱面坐标方式。柱面坐标可编制空间几何参数。如图55所示P3点的坐标可作如下描述:P3:RP=40AP=30Z=50。图5-4 极坐标图5-5 柱面坐标第三节 极坐标编程与柱面坐标编程三、极坐标极点的指定方式(G110,G111,G112,AP,RP)可用G110、G111和G112三种极点指定方式加上X、Y、Z或AP、RP指定一个极
13、点。运用极坐标指令可方便地编制呈圆周均布、圆周局部均布或用角度与半径标注的几何图形的程序。1.指令格式 定义极点:G110/G111/G112 X_Y_Z_;G110/G111/G112 AP=_RP=_;参数说明:G110 极参数,参考点为当前刀具所处的坐标位置;G111 极参数,参考点为工件坐标系原点;G112 极参数,参考前一个有效的极点;AP=为极角;RP=为极半径,单位为mm或in。第三节 极坐标编程与柱面坐标编程2.指令说明 三种极点指定方式的区别是:G110指定的极点的参考点为刀具当前所停的位置,G111指定的极点的参考点为工件坐标系的原点;G112指定的极点的参考点为前一个有效
14、的极点。极角(AP)的数值范围为0360,逆时针方向为正方向。极半径(RP)为绝对正值,单位为mm或in。四、极坐标中的刀具移动方式 极坐标系中,用G00/G01/G02/G03加上RP、AP指令即可以使刀具在所设定的极坐标系中完成快速定位/直线插补/顺时针圆弧插补/逆时针圆弧插补动作。其指令格式如下:第三节 极坐标编程与柱面坐标编程1.刀具在极坐标中的移动方式G00 AP=_RP=_;G01 AP=_RP=_;G02 AP=_RP=_CR=_;G03 AP=-RP=_CR=_;2.刀具在柱面坐标中的移动方式 G00/G01/G02/G03加上RP、AP及与极坐标面垂直的轴的代码(如果极坐标在
15、G17平面中设定,则为Z轴)指令,可以使刀具在所设定的柱面坐标系中完成快速定位/直线插补/顺时针圆弧插补/逆时针圆弧插补动作。其格式如下:G17 G00 AP_RP_Z_;G18 G00 AP_RP_Y_;G19 G00 AP_RP_X_;第三节 极坐标编程与柱面坐标编程五、本实例数控铣削加工参考程序(表5-2)表5-2本实例(图5-3)数控铣削加工参考程序程序号第四节 固定循环一、编程实例用固定循环功能编写如图5-6所示图形的程序。图5-6 固定循环综合课题第四节 固定循环二、孔加工固定循环 SIEMENS840D/810D系统的孔加工固定循环和FANUC 0i系统的固定循环功能相类似,只是
16、SIEMENS系统中这些固定循环功能以CYCLE81CYCLE89来调用,且该调用为非模态调用。固定循环主要用于孔加工(钻孔、镗孔、攻螺纹等)。使用一个程序段可以完成一个孔加工的全部动作(钻孔进给、退刀、孔底动作等),从而达到简化程序,减少编程工作量的目的。常见孔加工固定循环见表5-3。第四节 固定循环表5-3孔加工固定循环第四节 固定循环1.孔加工固定循环概述 (1)孔加工动作SIEMENS系统孔加工固定循环的动作和FANUC 0i系统固定循环动作相同,请参阅本书第四章。(2)固定循环的调用 1)非模态调用孔加工固定循环的非模态调用格式如下:CYCLE8189(RTP,RFP,SDIS,DP
17、,DPR,);例如,N10 G0 X30 Y40;N20 CYCLE81(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR);N30 G0 X0 Y0;采用这种格式时,该循环指令为非模态指令,只有在指定的程序段内才能执行循环动作。第四节 固定循环1.孔加工固定循环概述 2)模态调用孔加工固定循环的模态调用格式如下:MCALL CYCLE8189(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,);MCALL;(取消模态调用)例如,N10 G0 X30 Y40;N20 MCALL CYCLE81(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR);N30 G0 X0 Y0;N40 MCALL;采用这种格式后,只要不取消模态
18、调用,则刀具每执行一次移动量,将执行一次固定循环调用,如上例中的N30程序段表示刀具移动到(0,0)位置后,将再执行一次固定循环,直至取消。第四节 固定循环1.孔加工固定循环概述 (3)固定循环的平面 固定循环的平面如图5-7所示,说明如下:1)返回平面(RTP)返回平面是为安全下刀而规定的一个平面。2)加工开始平面(RFP+SDIS)该平面类似于FANUC系统中的R参考平面,是刀具进刀时,自快进转为工进的高度平面。3)参考平面(RFP)参考平面是指孔深在Z轴方向上的工件表面的起始测量位置平面,该平面一般设在工件的上表面,参考平面等于加工开始平面减安全间隙。图5-7 固定循环平面4)孔底平面(
19、DP或DPR)加工不通孔时,孔底平面就是孔底的Z轴高度。而加工通孔时,除要考虑孔底平面的位置外,还要考虑刀具的超越量(如图57中Z点),以保证所有孔深都加工到尺寸。1.孔加工固定循环概述第四节 固定循环 (4)孔加工循环中参数的赋值 1)直接赋值在编写孔加工固定循环时,参数直接用数字编写。如下所示:例如,CYCLE81(30,0,3,-30);2)变量赋值在编写孔加工固定循环时,先对变量赋值,然后在程序中直接调用变量。如下例所示:例如,DEF REAL RTP,RFP,SDIS,DP,DPR;N10 RTP=30 RFP=0 SDIS=3 DP=-30 DPR=-30;N50 CYCLE81(
20、RTP,RFP,SDIS,DP,DPR);第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令 (1)钻孔循环CYCLE81与锪孔循环CYCLE82 1)指令格式CYCLE81(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR);CYCLE82(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB);例如,CYCLE81(10,0,3,-30);CYCLE82(10,0,3,30,2);参数说明:RTP为返回平面,用绝对值进行编程;RFP为参考平面,用绝对值进行编程;SDIS为安全距离,无符号编程,其值为参考平面到加工开始平面的距离;DP为最终的孔加工深度,用绝对值进行编程;DPR为孔的相对深度,无符号编程,其值为最终孔加
21、工深度与参考平面的距离。程序中参数DP与DPR只用指定一个就可以了,如果两个参数同时指定,则以参数DP为准。DTB为孔底的暂停。第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令 2)动作说明 CYCLE81孔加工动作如图5-8所示,执行该循环,刀具从加工开始平面切削进给执行到孔底,然后刀具从孔底快速退回至返回平面。CYCLE82动作类似于CYCLE81,只是在孔底增加了进给后的暂停动作。因此,在不通孔加工中,提高了孔底的精度。该指令常用于锪孔或台阶孔的加工。图5-8 CYCLE81、CYCLE82动作第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令 (2)深孔往复排屑钻循环CYCLE83 1)指令格式CYCLE8
22、3(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,FDEP,FDPR,DAM,DTB,DTS,FRF,VARI);例如,CYCLE83(30,0,3,-30,-5,5,2,1,1,1,0)参数说明:参数RTP,RFP,SDIS,DP,DRP,DTB参照CYCLE82。FDEP为起始钻孔深度,用绝对值表示;FDPR为相对于参考平面的起始孔深度,用增量值表示;DAM为相对于上次钻孔深度的Z向退回量,无符号;DTS为起始点处用于排屑的停顿时间;FRF为起始钻孔深度与进给系数(系数不大于1);VARI为排屑与断屑类型的选择;VARI=0为断屑,VARI=1为排屑。第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令2)动
23、作说明 CYCLE83孔加工动作如图5-9所示,该循环指令通过Z轴方向的间隙进给来实现断屑与排屑的目的。刀具从加工开始平面Z向进给FDPR后暂停断屑;然后快速回退到加工开始平面;暂停排屑后再次快速进给到Z向距上次切削孔底平面DAM处,从该点处,快进变成工进,工进距离为FDRP+DAM;如此循环直到加工至孔深;回退到返回平面完成孔的加工。此类孔加工方式多用于深孔加工。图5-9 CYCLE83动作第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令 (3)刚性攻螺纹循环(CYCLE84)与柔性攻螺纹循环(CYCLE840)1)指令格式 CYCLE84(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,SDAC,M
24、PIT,PIT,POSS,SST,SST1);CYCLE840(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,SDR,SDAC,ENC,MPIT,PIT);参数说明:RTP RFP SDIS DP DRP DTB参数参照CYCLE82。SDAC:主轴返回后的旋转方向,取3,4,5,分别代表M3,M4,M5;MPIT:标准螺距,取值范围为348,符号代表旋转方向;PIT:螺距由数值决定,符号代表旋转方向;POSS:主轴的准停角度;SST:攻螺纹进给速度;SST1 退回速度;SDR:返回时的主轴旋转方向,取3,4,5,分别代表M3,M4,M5;ENC:是否带编码器攻螺纹,ENC=0为带编码器,E
25、NC=1为不带编码器。第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令2)动作说明 刚性攻螺纹与柔性攻螺纹动作如图5-10所示,其中CYCLE84循环为刚性攻螺纹循环。图5-10 刚性攻螺纹动作 CYCLE840动作与CYCLE84基本类似,只是CYCLE840在刀具到达最后钻孔深度后回退时的主轴旋转方向由SDR决定。第四节 固定循环2.孔加工固定循环指令 (4)镗孔循环(CYCLE85、CYCLE89)1)指令格式 CYCLE85(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB,FFR,RFF);CYCLE89(RTP,RFP,SDIS,DP,DPR,DTB);例如,CYCLE85(10,0,2,-3
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