1、第9章 加工中心的操作 9.1 加工中心的輔具及輔助設備 9.2 加工中心的操作 9.3 加工中心加工實例 習題與思考題 9.1 加工中心的輔具及輔助設備 9.1.1 刀柄及刀具系統刀具系統是數控加工中工具系統下的子系統，是指從以機床主軸孔連接的刀具柄部開始至切削刃部為止的，與切削有關的硬件總成。加工中心能否高效運行，在某種意義決定于加工中心的刀具系統配備是否完備。一般情況下，刀具系統的投資往往接近于加工中心的投資。選擇刀具系統的內容是：根據工藝要求選擇適當的刀具類型；根據刀具類型與使用機床的規格與性能決定刀具系統的組合與配置；根據被切削材料的材質、切削條件、加工要求等選用適宜的刃部。數控加工

2、中所用的刀具，除滿足一般的切削原理、切削性能、刀具結構等方面的要求之外，還應滿足耐用度好、斷屑與排屑可靠等要求。 圖9-1 刀具的組成 1刀柄在加工中心上一般采用724錐柄，這種錐柄不自鎖，換刀比較方便，而且有好的定心精度和剛性。刀柄和拉釘已經標準化，各部尺寸見圖9-2和表9-1、表9-2。 圖9-2 刀柄與拉釘 表9-1 刀 柄 尺 寸 表9-2 拉 釘 尺 寸 2工具系統金屬切削刀具系統按其結構可分為整體式與模塊式兩種。整體式刀具系統基本上由整體柄部和整體刃部(整體式刀具)兩者組成，傳統的鉆頭、銑刀、鉸刀等就屬于整體式刀具。整體式刀具由于不同品種和規格的刃部都必須與對應的柄部相連接，致使刀

3、具的品種、規格繁多，給生產、使用和管理帶來諸多不便，有些使用頻率極低但又需使用的刀具也不得不備置，這相當于閑置大量資金。為了克服整體式刀具系統的這些弱點，一些國家相繼開發了各式各樣的高性能模塊式刀具系統。模塊式刀具系統是把整體式刀具系統按功能進行分割，做成系列化的標準模塊(如刀柄、刀桿、接長桿、接長套、刀夾、刀體、刀頭、刀刃等)，再根據需要快速地組裝成不同用途的刀具，當某些模塊損壞時可部分更換。這樣既便于批量制造，降低成本，也便于減少用戶的刀具儲備，節省開支。但另一方面模塊式刀具系統也有剛性不如整體式好、一次性投資偏高的不足之處。 我國為滿足工業發展的需要，制定了鏜銑類整體數控工具系統標準(按

4、漢語拼音，簡稱為“TSG工具系統”)和鏜銑類模塊式數控工具系統標準(簡稱為“TMG工具系統”)，它們都采用GB1094489(JT系列刀柄)為標準刀柄。考慮到事實上使用日本的MAS/BT403刀柄的機床目前在我國數量較多，TSG及TMG也將BT系列作為非標準刀柄首位推薦，也即TSG、TMG系統也可按BT系列刀柄制作。TSG工具系統系列如圖9-3所示。 圖9-3 TSG工具系統系列 表9-3 加工中心的鉆頭 9.1.2 常用工具1Z向設定器Z向設定器用于對刀時測定Z向的刀具與工件的相對位置關系。它分為機械式(如圖9-4所示)和光電式(如圖9-5所示)。機械式使用時觀察表針的讀數，以確定刀具和工件

5、的位置關系。光電式使用時觀察指示燈是否發亮，若發亮則說明刀具與工件的相對位置關系已確定。設定器的使用方法如圖9-6所示。 圖9-4 機械式Z向設定器 圖9-5 光電式 Z向設定器 圖9-6 Z向設定器的使用方法 2尋邊器尋邊器用于確定工件坐標系(X、Y向)在機床坐標系下的位置，即確定工件坐標系原點的位置。它分為機械式(如圖9-7所示)和光電式(如圖9-8所示)兩種。機械式尋邊器使用時應使主軸旋轉(轉速600660 r/min)，移動機床各軸，觀察尋邊器狀態，當尋邊器位從中間狀態跳到結果狀態的一瞬間，停止移動機床，記錄坐標值(見圖9-9)。光電式尋邊器內置電池，當其找正球接觸工件時，指示燈點亮，

6、此時記錄機床坐標值(見圖9-10)。 圖9-7 機械式尋邊器 圖9-8 光電式尋邊器 圖9-9 機械式尋邊器的使用方法 圖9-10 光電式尋邊器的使用方法 3刀具預調儀刀具預調儀在機床外部對刀具的長度、直徑進行測量，測量時不占用數控設備。在數控機床上加工復雜形狀的零件時，往往使用較多的刀具。為了實現自動換刀，迅速裝刀和卸刀，以縮短輔助時間，同時也為了使刀具的實際尺寸輸入數控系統實現刀具補償，提高加工精度，一般要使用預調(對刀儀)，測出刀具的實際尺寸或與名義尺寸的偏差。圖9-11所示為一種光學數顯預調儀。被測刀具3可插入轉盤1的錐度孔中，轉動手輪10，可將立柱8左右移動，通過X光柵尺發信號，測量

7、刀具半徑X尺寸。測量架6可用電動快速和手動微調上下移動，通過Z軸光柵尺發信號，測量出刀具長度Z尺寸。 圖9-11 刀具預調儀 刀尖的正確位置是從光源2發出光束，通過頭鏡4和透鏡5，經棱鏡將刀尖投影在屏幕7上。測量時，可左右移動立柱8，上下移動測量架6，使刀尖位于投影屏幕7中十字線相切處。通過手輪11，可轉動轉盤1，使刀尖位于X方向最大位置。刀尖對準十字線后可按Cx(置數)鍵，數顯裝置9即顯示出刀具半徑尺寸。再按Cz鍵，即顯示出刀具長度尺寸。 開機時，為了校驗預調儀的位置精度，應先將基準刀桿插入轉盤1中，用上述方法，使鋼珠a的最高處與屏幕7中X相切，測量Z軸尺寸。再用相同的方法，測出b點尺寸(刀

8、具半徑)。基準刀桿尺寸由預調儀的說明書提供。如果在測量基準刀桿長度和半徑時，按d鍵，則數顯裝置為“清零”。在這種情況下，其他被測刀具的尺寸為基準刀桿的差制值。使用刀具預調儀測量法進行測量非常方便，適用于加工中心類機床，當工件在一次裝夾中要使用十幾把刀具進行加工時，則更能顯示其優越性。 4輔助軸在三坐標加工中心上，加工零件的復雜程度是受到限制的，而且有些表面即使能加工，精度也不高。因為三坐標機床加工時易產生干涉現象。此時的解決辦法是購置四坐標或五坐標加工中心，或者對三坐標加工中心進行擴充，添加輔助軸。而對于回轉體零件、螺旋曲面、多傾斜孔箱體、槳葉等復雜零件，即使復合加工中心也沒有辦法。此時只能使

9、用四坐標或五坐標加工中心，利用其四軸或五軸聯動功能實現加工目的。由于四坐標或五坐標加工中心價格昂貴，一般情況下，可考慮添加輔助回轉軸。輔助回轉軸如圖9-12所示。四軸或五軸加工中心常見加工零件如圖9-13所示。 圖9-12 輔助回轉軸(a) 臥式回轉軸；(b) 立式回轉軸 圖9-13 四軸或五軸加工中心常見加工零件 5夾具系統1) 夾具種類機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。為此，它需要有定位、導向、夾緊、聯接等功能。機床夾具按其使用范圍可分為通用夾具、可調整夾具、專用夾具、成組夾具和組合夾具(也稱模塊化夾具

10、)。(1) 通用夾具是指結構、尺寸已規格化，且具有一定通用性的夾具，如三爪卡盤、平口臺虎鉗、回轉工作臺等。 (2) 可調整夾具是針對通用夾具和專業夾具的缺陷而發展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和加緊元件便可使用。它一般又分為通用夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專用可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似的工件，更換工件時，只需對家具的部分元件進行調整，從而減少總的調整時間，故它在多品種，中、小批量生產中使用會有較好的經濟效果。 (3) 專用夾具是針對某一工件某一工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。其特點是針對

11、性極強，沒有通用性。(4) 組合夾具是一種標準化、系列化程度很高的柔性家具。它已商品化，由預先制造好的具有不同幾何形狀、不同尺寸的高精度元件與合件組成，使用時按照工件的加工要求，采用組合的方式組裝成所需的夾具。 2) 夾具的選擇在加工中心上，應根據制造零件的精度、批量大小、制造周期、制造成本等合理選擇夾具。夾具的一般選擇原則是，單件生產應盡量選用平口臺虎鉗、三爪卡盤、回轉工作臺、壓板螺釘等通用夾具，其次考慮可調整夾具，最后選用專用夾具和成組夾具。組合夾具因具有靈活多變、萬能性強的特點，可大大縮短生產準備周期，所以可適用于不同的場合。 9.2 加工中心的操作 9.2.1 加工中心的操作1主要控制

12、功能加工中心的主要控制功能包括直線插補、順時針和逆時針圓弧插補、比例縮放、坐標平移、坐標旋轉、公英制轉換、圖形模擬加工、參數編程等，可指定絕對坐標、增量坐標和極坐標編程。系統還有多種固定加工循環子程序，用于簡化常見零件的加工編程，如多種方式的鉆孔加工循環、鏜孔加工循環、攻螺紋加工循環和槽加工循環等。其操作面板分為系統操作面板和機床控制面板兩大部分。 2. 系統操作面板 系統操作面板即手動輸入面板，是由CRT(顯示器)和操作鍵盤組成的，如圖9-14所示。面板功能鍵介紹見表9-4。 圖9-14 手動輸入面板 表9-4 手動輸入面板功能鍵介紹 表9-4 手動輸入面板功能鍵介紹 3機床操作面板機床操作

13、面板主要由操作模式選擇開關、主軸轉速倍率調整開關、進給速度倍率調整開關、快速移動倍率開關以及主軸負載表、各種指示燈、各種輔助功能選擇開關和手輪等組成，如圖9-15所示。 圖9-15 機床操作面板 1) NC電源開關按鈕本機床的開關按鈕位于CRT/MDI面板左側的NC電源面板上，紅色按鈕為NC電源關斷，綠色為NC電源接通。 2) 方式選擇開關 一般有六種功能模式，通過旋轉此開關進行選擇。(1) 手動回零操作模式。首先切換軸選擇開關，選擇回參考點的軸，按相應軸“”向的移動鍵，各軸自動執行回零操作。需要指出的是，在執行自動回零操作之前，各軸所處的位置距機床原點的距離應小于70。如果回零距離不夠，則將

14、模式選擇開關指向手輪模式，移動相應的軸到足夠的距離。 (2) 手動進給模式。手動軸選擇開關用來選擇手動方式下被手動的軸，即X、Y、Z或者A(當有第四軸功能時)。“”、“”按鈕用于手動、點動方式下使被選擇軸產生指定方向上的運動，或在返回參考點方式下啟動被選擇軸的參考點返回運動。在手動點動方式下，主操作面板右上角的循環啟動按鈕被復用作手動快速按鈕，按下該按鈕的同時按“”、“”按鈕，被手動軸的運動速度為快速速度。 超程解除按鈕：當機床三軸中的任一軸超出行程范圍，該軸的硬件超程開關動作時，機床便進入緊急停止狀態，此時需要按住超程解除按鈕解除緊急停止狀態，并將超程軸手動開出超程區域。 手動換刀操作：按下

15、主軸頭上的松刀開關，可取下主軸上的刀柄或將刀柄裝入主軸孔。 手動啟動主軸：順、逆時針旋轉或停止主軸旋轉。 (3) 手輪移動機床模式。在此模式下用手輪移動軸選擇開關選擇要移動的軸，然后搖動手輪就可以使被選擇軸運動。移動速度通過手輪速度調整開關調整，調整速度分為X1、X10、X100三擋選擇，分別表示手輪旋轉一格，相應軸的移動量分別為0.001 mm、0.01 mm、0.1 mm。(4) MDI手動數據輸入模式。在MDI方式下，可直接從面板上輸入單個程序指令，被輸入的程序段不被存入程序存儲器，按循環啟動鍵，可執行寫入的程序指令。如果需要刪除一個地址后面的數據，只需鍵入該地址，然后按CAN鍵，再按I

16、NPUT鍵即可。 (5) 程序編輯模式。在PROGRAM顯示模式下，編輯修改加工程序。(6) 程序自動運行模式。在此模式下，選擇需要運行的加工程序，按下循環啟動按鈕，程序連續自動運行。 3) 倍率開關本機床有三個倍率開關：自動進給倍率/手動進給速度開關、快速倍率開關和主軸倍率開關。(1) 自動進給倍率/手動進給速度開關在自動方式下用于給定自動進給速度的倍率，范圍為0%150%。在手動點動方式下，該開關給定了手動、點動的進給速度，分別為0、2.0、3.2、5.0、7.9、12.6、20、32、50、79、126、200、320、500、790、1260 mm/min。(2) 快速倍率開關用于給定

17、G00和手動快速的速度和倍率。(3) 主軸倍率開關用于給定主軸轉速的倍率。 4) 選擇功能開關及指示燈主操作面板左上方有一排旋鈕開關及指示燈，它們是機床的選擇功能開關及相應的指示燈。(1) 倍率禁止。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，此時在自動方式下進給倍率開關將失去作用，所有進給運動的倍率將被固定在100%。(2) 單段。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，此時在自動方式下的程序將被一段一段地執行，每個程序段執行完畢后機床便會停止，操作者按循環啟動按鈕時再執行下一個程序段。將該開關旋至下位時，自動方式下的程序將被連續執行。 (3) 跳段。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，加工程序中

18、前面有“/”符號的程序段將被跳過而不執行。該開關旋至下位時，加工程序中的符號“/”將被忽略。(4) M01。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，加工程序中的M01被認為是具有和M00同樣的功能。該開關置下位時，加工程序中的M01不起作用。(5) 試運行。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，此時，會使自動方式下運行的程序中的切削進給運動的F值被忽略，使這些切削進給運動以一個同樣的進給速度進行。該功能用于驗證加工程序的正確性，試運行的速度與手動點動的速度一致，由進給倍率開關確定。 (6) 機床閉鎖。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，此時，無論在自動方式下還是在手動方式下，各軸的運動都被鎖住

19、，給出運動指令時，顯示的坐標位置正常變化，但實際機床沒有任何動作。(7) Z軸閉鎖。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，此時，任何Z軸的運動都被鎖住，但NC顯示的Z軸位置正常進行。(8) 輔助功能閉鎖。將該開關旋至上位，相應的指示燈被點亮，此時，所有的輔助功能將被忽略而不執行。 5) 自動操作開關循環啟動按鈕用于在自動運行方式下開始加工程序的運行，或在編輯(MDI)方式下執行手動輸入的可編程指令。程序自動運行時，循環啟動按鈕中的指示燈被點亮，以指示NC系統正在執行編程指令。按下進給保持按鈕可以在任何時候(攻絲循環時除外)暫停程序的執行并保持NC系統當前的狀態，同時點亮進給保持按鈕的紅色指示燈

20、，此時按循環啟動按鈕可以繼續程序的執行。 6) 主軸操作部件主操作面板右下角的部分專為主軸操作所用。主軸轉速已經被S指令給定的情況下，正轉和反轉按鈕在手動方式下可以使主軸旋轉，或者使在自動方式下被手動停止的主軸恢復原來的旋轉。主軸轉動時，會點亮相應轉向的指示燈。定向按鈕在手動方式下可以使主軸定向，主軸定向完成后，定向按鈕中的指示燈被點亮。按主軸停止按鈕，在任何方式下都可以使主軸立即減速停止。 7) 緊急停止主操作面板左下角的紅色按鈕是緊急停止按鈕，在緊急情況下按下該按鈕可以使機床的全部動作立即停止，以避免事故的發生。按照按鈕上箭頭所示方向旋轉按鈕，則可以解除緊急停止狀態。8) 其他開關主操作面

21、板右邊的開關是存儲器程序保護開關。用鑰匙將該開關置于解除位置時，可以對存儲器的零件程序進行編輯。將該開關置于保護位置時，存儲器中的零件程序不能被改變。右下方的照明燈開關用于控制照明燈，當照明燈本身的開關被打開時，使用該開關可以控制照明燈的開和關。 照明燈開關的左面是冷卻控制開關，它是一個帶中間位置的旋鈕開關。當該開關處于中間位置時，冷卻被關閉；置于自動位置時，根據程序的指令決定冷卻的開關狀態；置于手動位置時，冷卻直接被打開。在主操作面板的中部，有一排指示燈，前面四個是參考點狀態指示燈，當各軸返回參考點時，對應的指示燈被點亮。當返回第二參考點時對應的指示燈以一定的頻率閃爍。參考點指示燈的右方是紅

22、色的報警指示燈，該燈亮閃爍時，說明有報警發生，CRT上會顯示報警的編號(可以查閱本書附錄確定報警內容)。 4機床的通、斷電(1) 機床的通電。首先在機床右側的強電控制柜門被關緊的情況下順時針旋轉強電控制柜門上的總電源開關手柄以合上總電源開關，然后按動NC操作面板上綠色的“通”按鈕，幾秒鐘后，CRT顯示屏上出現正常的操作畫面后，通電操作便完成了。如果通電時急停按鈕是被按下去的，屏幕上會顯示報警內容，報警指示燈閃爍，提示現在機床處于急停狀態。這時可以松開急停開關，進行操作。 (2) 機床的斷電。機床斷電以前，應首先使機床的各部動作停止。如果需要停較長時間，還應先將工作臺移到中間位置，以避免工作臺變

23、形。以上工作完成后，可以使機床斷電，斷電步驟如下：首先按動NC操作面板上紅色的“斷”按鈕，然后逆時針方向旋轉強電控制柜上的總電源開關手柄斷開總電源。這樣，機床斷電的操作就完成了。 5程序的輸入、編輯和存儲1) 新程序的注冊向NC的程序存儲器中加入一個新的程序號的操作稱為程序注冊，操作方法如下：(1) 將方式選擇開關置“程序編輯”位。(2) 將程序保護鑰匙開關置“解除”位。(3) 按PRGRM鍵。 (4) 鍵入地址O。(5) 輸入程序號(數字)。(6) 按INSRT鍵。 2) 搜索并調出程序搜索并調出程序有兩種方法。方法一：(1) 將方式選擇開關置“程序編輯”或“自動運行”位。(2) 將程序保護

24、鑰匙開關置“解除”位。(3) 鍵入地址O。(4) 鍵入程序號(數字)。(5) 按向下光標鍵(標有CURSOR的鍵)。(6) 搜索完畢后，被搜索程序的程序號會出現在屏幕的右上角。如果沒有找到指定的程序號，則會出現報警。 方法二：(1) 將方式選擇開關置“程序編輯”位。(2) 按PRGRM鍵。(3) 鍵入地址O。按向下光標鍵，所有注冊的程序會依次被顯示在屏幕上。 3) 插入一段程序該功能用于輸入或編輯程序，方法如下：(1) 用上面所述方法調出需要編輯或輸入的程序。(2) 使用翻頁鍵(標有PAGE的、鍵)和上下光標鍵(標有CURSOR的、鍵)將光標移動到插入位置的前字符下。(3) 鍵入需要插入的內容

25、。此時鍵入的內容會出現在屏幕下方，該位置被稱為輸入緩存區。(4) 按INSRT鍵，輸入緩存區的內容被插入光標所在的詞后面，光標則移動到被插入的字符下。 4) 刪除一段程序刪除一段程序的方法如下：(1) 利用上面所述方法調出需要編輯或輸入的程序。(2) 使用翻頁鍵(標有PAGE的、鍵)和上下光標鍵(標有CURSOR的、鍵)將光標移動到需要刪除的字符下。(3) 鍵入需要刪除內容的最后一個詞。(4) 按DELETE鍵，從光標所在位置開始到被鍵入的詞為止的內容全部被刪除。 不鍵入任何內容直接按DELETE鍵，將刪除光標所在位置的內容。如果被鍵入的詞在程序中不止一個，被刪除的內容到距離光標最近的一個詞為

26、止。如果鍵入的是一個順序號，則從當前光標所在位置開始到指定順序號的程序段都被刪除。若鍵入一個程序號后按DELETE鍵，指定程序號的程序將被刪除。 5) 修改一個詞修改一個詞的方法如下：(1) 利用上面所述方法調出需要編輯或輸入的程序。(2) 使用翻頁鍵(標有PAGE的、鍵)和上下光標鍵(標有CURSOR的、鍵)將光標移動到需要被修改的詞下。(3) 鍵入替換該詞的內容。 (4) 按ALTER鍵，光標所在位置的詞將被輸入緩存區的內容替換。6) 搜索一個詞 搜索一個詞的方法如下：(1) 將方式選擇開關置“程序編輯”或“自動運行”位。(2) 調出需要搜索的程序。(3) 鍵入需要搜索的詞。(4) 按向下

27、光標鍵(標有CURSOR的鍵)向后搜索或按向上光標鍵(標有CURSOR的鍵)向前搜索，遇到第一個與搜索內容完全相同的詞后，停止搜索并使光標停在該詞下方。 6. 參數設置1) 工件坐標系設定按OFSET鍵，進入工件坐標系顯示頁面(如果顯示的不是工件坐標系，可以按相應的軟鍵)，使用翻頁鍵(標有PAGE的、鍵)，共可顯示6個坐標系設置頁面。用光標移動鍵指定要輸入值的位置，鍵入對應的X、Y坐標以及Z坐標設定值，再按INPUT鍵，完成工件坐標系的設定。 2) 刀具補償值的設定按MENU OFFSET鍵，顯示刀具偏置頁面(如果顯示的不是刀具偏置頁面，可以按相應的軟鍵)，使用翻頁鍵(標有PAGE的、鍵)和上

28、下光標鍵(標有CURSOR的、鍵)將光標移動到需要被修改或需要輸入的刀具偏置號前面，根據編程指定的刀具鍵入刀具半徑補償值，再按INPUT鍵，完成刀具半徑補償值的設定。若按NO.鍵后，鍵入刀具偏置號，再按IUPUT鍵可以直接將光標移動到指定的刀具偏置號前(注意NO.鍵和字符L、Q、P是復用的)。 3) 刀具表的顯示 本機床的刀具號(T指令所指定刀號)與機床刀庫的刀套號不是一一對應的，其對應關系用如下方法調出：(1) 將方式選擇開關置MDI位。(2) 按DGNOS PARAM鍵，再按軟件鍵診斷，顯示屏上將顯示PMC狀態/參數頁。(3) 按NO.鍵，然后鍵入400再按INPUT鍵，這時就可以看到PM

29、C中的刀具表部分。其中地址D400代表主軸上的刀具號，D430代表當前換刀位刀具號，D401D424代表刀套中的刀具號。 7. 顯示功能1) 程序顯示當前的程序號和順序號始終被顯示在顯示屏的右上角，除了MDI以外的其他方式下，按PRGRM鍵都可以看到當前程序的顯示。在程序編輯方式下，按PRGRM鍵選擇程序顯示功能。這時按LIB軟件鍵可以看到程序目錄的顯示，在程序目錄顯示的時候按程序軟件鍵可以顯示程序文本。 2) 當前位置顯示位置的顯示有三種方式，分別為絕對位置顯示、相對位置顯示和機床坐標系位置顯示。絕對位置顯示給出了刀具在工件坐標系中的位置。相對位置指可以有操作復位為零，這樣可以方便地建立一個

30、觀測用的坐標系。復位方法是：按X、Y、Z鍵，屏幕上相應的地址會閃爍，再按CAN鍵，閃爍的地址后面的坐標值就會變為零。機床坐標系位置顯示給出了刀具在機床坐標系中的位置。 在有位置顯示的頁面下，按絕對軟件鍵，將以大字顯示絕對位置；按相對軟件鍵，將以大字顯示相對位置；按ALL軟件鍵可以使三種位置方式同時在屏幕上以小字顯示。在MDI或自動運行方式下，會看到屏幕上還有另外一種位置顯示，該欄顯示的是各軸的剩余運動量，即當前位置到指令位置的距離。按POS鍵會使位置顯示變為全屏幕方式。 3) 報警顯示NC或PMC出現報警時，屏幕會自動切換到報警顯示頁面，并給出報警號，還會有英文報警內容。報警是向操作者提供警示

31、信息、報告程序的錯誤或者機床的故障。本書附錄中列出了所有FANUC-OMD數控系統機床可能給出的報警信息及含義。 9.2.2 加工中心的對刀方法 1. 加工中心的Z向對刀加工中心的Z向對刀一般有以下三種方法：1) 機上對刀方法一這種對刀方法是通過對刀依次確定每把刀具與工件在機床坐標系中的相互位置關系。其具體操作步驟如下(如圖9-16所示)。 圖9-16 機上對刀方法一 (1) 把刀具長度進行比較，找出最長的刀作為基準刀，進行Z向對刀，并把此時的對刀值(C)作為工件坐標系的Z值，此時H03=0。(2) 把T01、T02號刀具依次裝在主軸，通過對刀確定A、B的值作為長度補償值。(3) 把確定的長度

32、補償值填入設定頁面，正、負號由程序中的G43、G44來確定，當采用G43時，長度補償為負值。這種對刀方法的對刀效率和精度較高，投資少，但工藝文件編寫不便，對生產組織有一定影響。 2) 機上對刀方法二這種對刀方法的具體操作步驟如下(見圖9-16)：(1) XY方向找正設定如前，將G54中的XY項輸入偏置值，Z項置零。(2) 將用于加工的T1換上主軸，用塊規找正Z向，松緊合適后讀取機床坐標系Z項值Z1，扣除塊規高度后，填入長度補償值H1中。(3) 將T2裝上主軸，用塊規找正，讀取Z2，扣除塊規高度后填入H2中。(4) 依次類推，將所有刀具Ti用塊規找正，將Zi扣除塊規高度后填入Hi中。 (5) 編

33、程時，采用如下方法補償：T1；G91 G30 Z0；M06；G43 H1；G90 G54 G00 X0 Y0；Z100；(以下為一號刀具的走刀加工，直至結束)T2；G91 G30 Z0；M06；G43 H2； G90 G54 G00 X0 Y0；Z100；(二號刀的全部加工內容)M5；M30； 3) 機外刀具預調機上對刀這種對刀方法是先在機床外利用刀具預調儀精確測量每把刀具的軸向和徑向尺寸，確定每把刀具的長度補償值，然后在機床上用最長的一把刀具進行Z向對刀，確定工件坐標系。這種對刀方法對刀精度和效率高，便于工藝文件的編寫及生產組織，但投資較大。 2. 對刀數據的輸入(1) 根據以上操作得到的對

34、刀數據，即編程坐標系原點在機床坐標系中的X、Y、Z值，要用手動方式輸入到G54G59中存儲起來。操作步驟如下： 按【MENU OFFSET】鍵。 按光標移動鍵到工件坐標系G54G59。 按【X】鍵輸入X坐標值。 按【INPUT】鍵。 按【Y】鍵輸入Y坐標值。 按【INPUT】鍵。 按【Z】鍵輸入Z坐標值。 按【INPUT】鍵。 (2) 刀具補償值一般采用MDI(手動數據輸入)方式在程序調試前輸入機床中。一般操作步驟如下： 按【MENU OFFSET】鍵。 按光標移動鍵到補償號。 輸入補償值。 按【INPUT】鍵。 9.3 加工中心加工實例 9.3.1 殼體內型腔的加工實例1. 零件圖分析殼體零

35、件如圖9-17所示，其材料為鑄鐵(HT200)，在數控加工工序之前已加工好底面和孔，要求在加工中心上銑削上表面、槽和加工4M10孔。為其編制數控加工程序。 圖9-17 殼體零件 2. 工藝分析(1) 定位基準分析。本工序所加工表面的設計基準是底面和的孔，根據基準重合原則，以底面限制三個自由度，孔限制兩個自由度，在零件的側面限制一個繞孔轉動的自由度，實現完全定位。(2) 夾緊方案的確定。用芯軸及工作臺表面，對零件的底面及孔進行定位，采用螺釘及壓板裝夾，壓板壓在孔的上端面，夾緊力的方向對著底面，旋緊螺母將工件夾緊。注意螺釘及螺母的高度不要超過工件的上表面，否則切削加工時，易發生碰撞的危險。 (3)

36、 工步順序的安排。根據先面后孔的原則，本工序中的工步順序安排為： 銑平面； 鉆4M10的中心孔； 鉆螺紋底孔48.5及銑槽的落刀孔； 攻螺紋4M10； 銑槽尺寸為。(4) 確定工藝參數。具體工藝參數可參照表9-5和表9-6。 表9-5 數控加工工序卡片 表9-6 數控加工刀具卡片 3. 確定加工原點選工件的設計基準為編程原點，即 mm孔軸線與工件上表面交點為編程原點。4. 數據查詢查詢基點坐標：環形槽的內腔輪廓線為編程軌跡，需要查詢軌跡的基點坐標，在任意一種CAD軟件中畫出零件圖。經查詢各基點坐標為：J(0，70)，B(66，70)，C(100.04，8.946)，D(57.01，60.527

37、)，E(40，70)，G(57.01，60.527)，H(100.04，8.946)，I(66，70)。查詢螺紋孔的圓心坐標分別為：(66，30)，(40，50)，(40，50)，(66，30)。 5. 編寫加工程序程序 解釋%O0011； 第11號程序(主程序) G54 G90 G17 G40 G49 G80； 使用G54坐標系，絕對坐標編程，取消刀補和固定循環，選擇XY面，防止內存中的模態對本程序的影響T01 M06； 換T01號刀G90G00 X0 Y150； 刀具Z軸位置在安全面以上，快速點定位到工件外G43 Z10. H01 S300 M03； 刀具長度補償，Z向快速到下刀點；主軸以

38、300 r/min正轉 G01 Z0 F60； Z軸下刀，直線插補至工件上表面，進給速度60 mm/minG01 G41 Y70 D11.； 刀具半徑左補償(半徑補償值D1128)，直線插補切入工件M98 P0010； 調子程序O0010，銑削工件上表面G00 Z20； Z軸快速到安全高度G40 G49 Z200； 取消刀具半徑與長度補償T02 M06； 換T02刀具G00 X-65. Y-95； 快速點定位到1孔上方G43 Z20. H02 S1000 M03； 刀具長度補償，到安全高度；主軸以1000 r/min正轉G99 G81 Z-2 R2. F60； 鉆孔循環，鉆4M10的中心孔，鉆

39、第1孔，返回到R面，進給速度60 mm/min M98 P0020； 調O0020子程序，鉆其余三孔G80 Z20； 取消循環，到安全高度G49 Z200； 取消刀具長度補償T03 M06； 換T03刀具G00 G43 Z20. H03 S500 M03；刀具長度補償，到安全高度；主軸以500 r/min正轉X-65. Y-95； 快速點定位到1孔上方 G99 G81 Z-23. R2. F50； 鉆孔循環，鉆4M10底孔，鉆第1孔，返回到R面，進給速度60 mm/minM98 P0020； 調O0020子程序，鉆其余三孔X-20 Y87 Z-6； 鉆銑槽落刀孔G80 G49 Z20； 取消循

40、環，取消刀具長度補償，到安全高度T04 M06； 換T04刀具G00 G43 Z20. H04 S500 M03；刀具長度補償，到安全高度；主軸以500 r/min正轉X-65. Y-95； 快速點定位到1孔上方G82 Z-2. R2. P1. F50； 鉆孔循環，倒角，倒第1孔，返回到R面M98 P0020； 倒其余三孔角 G80 G49 Z20； 取消循環，取消刀具長度補償，到安全高度T05 M06； 換T05刀具G43 H05 Z20 S60 M03； 刀具長度補償，到安全高度；主軸以60 r/min正轉X-65 Y-95； 快速點定位到1孔上方G84 Z-25 R5 F50；攻螺紋循環

41、，攻4M10，返回到R面M98 P0020； 調O0020子程序，加工其余三個螺紋孔 G80 G49 Z20；取消循環，取消刀具長度補償，到安全高度T06 M06； 換T06刀具 G00 X-20Y150； 刀具Z軸位置在安全面以上，快速點定位到工件外G43 Z5. H06 S300 M03； 刀具長度補償，Z向快速到下刀點；主軸正轉G41 Y70. D16； 建立刀具半徑左補償，補償值在D16中(D1617)G01 Z-6. F30； 刀具在J點直線插補切入工件，進給速度30 mm/min G01X0 刀具運動到X0M98 P0010； 調子程序O0010，銑削尺寸為1000.1的槽G00

42、Z20； Z軸快速到安全高度G49 G40 Z200； 取消刀具半徑與長度補償X0 Y0； 返回程序原點M30； 程序結束 %O0010； 第10號程序(內腔輪廓軌跡子程序)X66.Y70； 直線插補JBG02 X100.04 Y8.964 I0 J-40； 順圓插補BCG01 X57.01 Y-60.527； 直線插補CDG02 X40. Y-70. I-17.01 J10.527；順圓插補DEG01 X-40； 直線插補EFG02X-57.01 Y-60.527 I0 J20； 順圓插補FGG01 X-100.04 Y8.946； 直線插補GHG02 X-66. Y70. I34.04 J

43、21.054；順圓插補HJG01 X0； 直線插補IJ M99； 子程序結束，返回主程序O0700%O0020； 第20號程序(螺紋孔位置子程序)X65； 2孔位置X125. Y65； 3孔位置X-125； 4孔位置M99； 子程序結束，返回主程序O0001% 6. 程序校驗填寫程序單和輸入程序后，必須對程序的內容進行檢查、校驗，具體方法為：首先檢查功能指令代碼是否多、錯、漏，其次檢查刀具半徑、長度補償地址號，再驗算數據是否計算有誤，正負號等是否正確，然后可以用圖形模擬顯示來檢驗程序的路徑是否正確。 7. 試切削加工試切削前不僅需要輸入程序，還要進行下列工作：(1) 安裝刀具、刀柄。按刀具補償

44、值表(表9-6)中的規定，將所需的各種刀具裝于各自的刀柄中，然后裝在相應的刀位上。 (2) 裝夾具、毛坯及有關對刀調整工作。在加工中心工作臺安裝夾具后，如果對刀點設在夾具上，即可進行對刀工作；如果對刀點設在零件毛坯上，則需將零件裝上，再進行對刀。現工件坐標原點與對刀點重合，并設置在工件上，此時，在鉆夾頭刀柄上夾上帶有千分表的表桿，并裝在主軸上。手動移動工作臺，使千分表的觸點與工件已加工內孔圓周表面相接觸，回轉主軸進行調整，使主軸中心線與內孔中心線相重合，并記錄下此時機床的X、Y坐標值。Z向對刀使用前述機上對刀方法一，找出最長的刀作為基準刀，進行Z向對刀，并把此時的對刀值作為工件坐標系的Z值，此

45、把刀的長度補償值為0。把其余刀具依次裝在主軸上，通過對刀確定每把刀相對于基準刀長度的差值作為長度補償值。若編程時使用G43，則長度補償值應為負值。最后設定對刀值、長度補償值以及半徑補償值。 (3) 加工零件的試切削。當刀具、夾具、毛坯程序等一切都準備就緒后，即可進行工件試切削工作。首先將機床鎖住，空運行程序，檢查程序中可能出現的錯誤。其次，可利用機床Z軸鎖住的功能，檢查刀具在X、Y平面內走刀軌跡的情況以便發現走刀軌跡的錯誤。一般試切工件時，多采用單段運行，并將G00快速移動速度調慢，以便發生程序錯誤時引起碰撞事故而緊急停車。在試切工件進行中，同時觀察屏幕上顯示的程序、坐標位置、圖形顯示等，以便

46、確認各程序段的正確性。首件試切完畢后，應對其進行全面的檢測，必要時進行適當的修改或調整機床，直到加工件全部合格后，程序編制工作才算結束，并且應將已經驗證的程序及有關資料進行妥善保存，便于以后的查詢和總結。 9.3.2 五邊形凸臺加工實例1. 零件圖分析如圖9-18所示凸臺零件圖，毛坯是經過預先銑削加工過的規則合金鋁材，尺寸為96 mm96 mm50 mm。按圖樣要求加工9090見方、五邊形、410孔、孔。 2. 工藝分析(1) 裝夾方案的確定。本例中的毛坯很規則，采用平口鉗裝夾即可。(2) 刀具選擇及預調對刀。在本例中選擇了四種刀具：3 mm中心鉆用于打定位孔；10 mm鉆頭用于加工孔；其余加

47、工采用立銑刀，考慮到排屑情況粗加工采用雙刃銑刀，精加工采用4刃銑刀，并且經預調對刀完畢。刀具測定值及補償設定值如表9-6所示；四邊形、五邊形及圓形加工如圖9-19所示。 圖9-18 凸臺零件 圖9-19 加工路線(a) 四邊形外輪廓加工路線；(b) 五邊形外輪廓加工路線；(c) 圓形內輪廓加工路線 表9-7中對同一刀具采用了不同的刀徑補償值是為了逐步切除加工余量，是加工中心常采用的一種切削方法。對于鉆頭類刀具，不需要測定直徑方向的值，但要注意兩切消刃是否對稱等問題。將表9-7中的數值輸入控制裝置內存的刀補表(OFFSET)中，以備切削加工時使用。測量完畢的刀具就可以裝在刀庫上，安裝時注意把刀具

48、裝到刀庫的對應位置上，具體對應關系可查閱刀具診斷地址表。 表9-7 刀具補償值 3. 確定加工坐標原點加工坐標原點定為零件中心上表面。4. 數據查詢利用CAD軟件查詢基點坐標可知，各基點坐標分別為：A(23.512，31.944)、B (37.82，12.36)、C (0，40)、D (37.82，12.36)、E(23.512，31.944)。 5. 編寫加工程序 程序 解釋O0018； 第18號程序T01； M98 P8999； 調O8999號子程序(交換刀具子程序)G00 G17； 粗加工M03 S796 H01 T02； M98 P8998； 調O8999號子程序(刀具接近加工子程序)Y-60.0； Z5.0；G01 Z-14.8 F200； D11F318；M98P2001； 調O2001號子程序(加工四邊形子程序)Z-9.8D12；M