三轴数控加工中心编程(三轴数控加工中心作业指导书)

快速入门数控加工中心编程的方法

快速入门数控加工中心编程的方法

数控加工中心的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。下面是我整理的快速入门数控加工中心编程的方法介绍，大家一起来看看吧。

一、编程入门

概念一、指令分组：将功能类似的指令分成一组，同一组的G代码不能同时出现在同一行程序段里。

概念二、程序段程序段是程序的基本组成部分，程序段由不同的指令组合而成。以下是我们学校在授课过程中必须要讲的指令，了解编程的基本方法后，掌握这些指令你就能进行编程了。

概念三、常用指令类型指令的格式为英文字母+数字构成。

如G54 G_ X_Y_Z_ F_ S_ T_ M_

G_ G代码

X_Y_Z_ 机床的直线轴

F_ 进给速度

S_ 主转转速

T_ 刀具指令

M_ 辅助功能

最常用的M代码

M3 主转正转

M4 主转反转

M5主转停转

如：M3 S600 主轴正转，转速600 r/min

M06 换刀指令

如T1 M06 就是换一号刀

以下重点讲G代码01组G代码用于控制刀具的运动。

G00 快速点定位G00 X_Y_Z_ ;

刀具以快速度移动至以绝对值指令(G90)或增量值指令(G91)所指定的工件坐标系中的位置，移动速度由机床参数所指定 。

G01 直线插补G01 X_Y_Z_ F_

G02 顺时针圆弧插补指令格式：G02 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F

G03 逆时针圆弧插补指令格式：G03 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_

X_ Y_ Z_ 圆弧的终点坐标

R_ 圆弧的半径

I_ 圆弧的终点相对于刀具所在位置

X向的位置

J_ 圆弧的终点相对于刀具所在位置

Y向的位置

K_ 圆弧的终点相对于刀具所在位置

Z向的位置

F_ 进行速度

F的定义方式有两种：G94每分钟进给(刀具每分钟移动速度mm/min)/ G95 每转进给(主轴每旋转一转刀具移动的距离mm/r)

G代码刀具的长度补偿G43 长度补偿指令

如G43H01 在换刀点刀尖到工件Z向零点的距离为“H01”，什么是“H01”?

H01就是偏置值，也就是我将刀尖到工件Z向零面的距离写在偏置表里的H01处。

G54 号工件坐标系，我们将工件零点的位置，写到坐标系列表中。

G54只是列表中最常用的位置。其他的还有G55 G56 G57 G58 G59 等等，他们的意义和G54相同。

打孔、镗孔、铰孔时用的G代码。

G81 格式为 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_;

X_Y_ 孔位坐标(也就是孔的位置)

Z_ 孔的深度

R_ 安全高底，也就是高具移动到什么位置时开始进给运动?

F_ 进给速度。

G80 固定循环结束

代码还有很多，G81 G83 G84 G85 G86 G87 G73 G74 G76等等。每个一指令的动作都不太一样，但掌握一个了，其它的看一下说明也就明白了。就是G84 和G76 稍有点复杂，有明白的地方可以提问，有时间帮你们在线答疑。

二、坐标系建立基础概念

1.刀位点

刀位点是刀具上的一个基准点，刀位点相对运动的轨迹即加工路线，也称编程轨迹。

2.对刀和对刀点

对刀是指操作员在启动数控程序之前，通过一定的测量手段，使刀位点与对刀点重合。可以用对刀仪对刀，其操作比较简单，测量数据也比较准确。还可以在数控机床上定位好夹具和安装好零件之后，使用量块、塞尺、千分表等，利用数控机床上的坐标对刀。对于操作者来说，确定对刀点将是非常重要的，会直接影响零件的加工精度和程序控制的准确性。在批生产过程中，更要考虑到对刀点的重复精度，操作者有必要加深对数控设备的了解，掌握更多的对刀技巧。

(1)对刀点的选择原则

在机床上容易找正，在加工中便于检查，编程时便于计算，而且对刀误差小。对刀点可以选择零件上的某个点(如零件的定位孔中心)，也可以选择零件外的某一点(如夹具或机床上的某一点)，但必须与零件的定位基准有一定的坐标关系。提高对刀的准确性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不严格，所选对刀部位的加工精度也应高于其他位置的加工精度。择接触面大、容易监测、加工过程稳定的部位作为对刀点。对刀点尽可能与设计基准或工艺基准统一，避免由于尺寸换算导致对刀精度甚至加工精度降低，增加数控程序或零件数控加工的难度。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作为对刀点较为适宜。对刀点的精度既取决于数控设备的精度，也取决于零件加工的要求，人工检查对刀精度以提高零件数控加工的质量。尤其在批生产中要考虑到对刀点的重复精度，该精度可用对刀点相对机床原点的坐标值来进行校核。

(2)对刀点的选择方法

对于数控车床或车铣加工中心类数控设备，由于中心位置(X0，Y0，A0)已有数控设备确定，确定轴向位置即可确定整个加工坐标系。因此，只需要确定轴向(Z0或相对位置)的某个端面作为对刀点即可。对于三坐标数控铣床或三坐标加工中心，相对数控车床或车铣加工中心复杂很多，根据数控程序的要求，不仅需要确定坐标系的原点位置(X0，Y0，Z0)，而且要同加工坐标系G54、G55、G56、G57等的确定有关，有时也取决于操作者的习惯。对刀点可以设在被加工零件上，也可以设在夹具上，但是必须与零件的定位基准有一定的坐标关系，Z方向可以简单的通过确定一个容易检测的平面确定，而X、Y方向确定需要根据具体零件选择与定位基准有关的平面、圆。对于四轴或五轴数控设备，增加了第4、第5个旋转轴，同三坐标数控设备选择对刀点类似，由于设备更加复杂，同时数控系统智能化，提供了更多的对刀方法，需要根据具体数控设备和具体加工零件确定。对刀点相对机床坐标系的坐标关系可以简单地设定为互相关联，如对刀点的坐标为(X0，Y0，Z0)，同加工坐标系的关系可以定义为(X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr)，加工坐标系G54、G55、G56、G57等，只要通过控制面板或其他方式输入即可。这种方法非常灵活，技巧性很强，为后续数控加工带来很大方便。

3.零点漂移现象

零点漂移现象是受数控设备周围环境影响因素引起的，在同样的切削条件下，对同一台设备来说、使用相同一个夹具、数控程序、刀具，加工相同的零件，发生的一种加工尺寸不一致或精度降低的现象。零点漂移现象主要表现在数控加工过程的'一种精度降低现象或者可以理解为数控加工时的精度不一致现象。零点漂移现象在数控加工过程中是不可避免的，对于数控设备是普遍存在的，一般受数控设备周围环境因素的影响较大，严重时会影响数控设备的正常工作。影响零点漂移的原因很多，主要有温度、冷却液、刀具磨损、主轴转速和进给速度变化大等。

4.刀具补偿

经过一定时间的数控加工后，刀具的磨损是不可避免的，其主要表现在刀具长度和刀具半径的变化上，因此，刀具磨损补偿也主要是指刀具长度补偿和刀具半径补偿。

5.刀具半径补偿

在零件轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径如铣刀半径，刀具中心的运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轨迹，而是需要偏置一个刀具半径值，这种偏移习惯上成为刀具半径补偿。因此，进行零件轮廓数控加工时必须考虑刀具的半径值。需要指出的是，UG/CAM数控程序是以理想的加工状态和准确的刀具半径进行编程的，刀具运动轨迹为刀心运动轨迹，没有考虑数控设备的状态和刀具的磨损程度对零件数控加工的影响。因此，无论对于轮廓编程，还是刀心编程，UG/CAM数控程序的实现必须考虑刀具半径磨损带来的影响，合理使用刀具半径补偿。

6.刀具长度补偿

在数控铣、镗床上，当刀具磨损或更换刀具时，使刀具刀尖位置不在原始加工的编程位置时，必须通过延长或缩短刀具长度方向一个偏置值的方法来补偿其尺寸的变化，以保证加工深度或加工表面位置仍然达到原设计要求尺寸。

7.机床坐标系

数控机床的坐标轴命名规定为机床的直线运动采用笛卡儿坐标系，其坐标命名为X、Y、Z，通称为基本坐标系。以X、Y、Z坐标轴或以与X、Y、Z坐标轴平行的坐标轴线为中心旋转的运动，分别称为A轴、B轴、C轴，A、B、C的正方向按右手螺旋定律确定。Z轴：通常把传递切削力的主轴规定为Z坐标轴。对于刀具旋转的机床，如镗床、铣床、钻床等，刀具旋转的轴称为Z轴。X轴：X轴通常平行与工件装夹面并与Z轴垂直。对于刀具旋转的机床，例如卧式铣床、卧式镗床，从刀具主轴向工件方向看，右手方向为X轴的正方向，当Z轴为垂直时，对于单立柱机床如立式铣床，则沿刀具主轴向立方向看，右手方向为X轴的正方向。Y轴：Y轴垂直于X轴和Z轴，其方向可根据已确定的X轴和Z轴，按右手直角笛卡儿坐标系确定。

旋转轴的定义也按照右手定则，绕X轴旋转为A轴，绕Y轴旋转为B轴，绕Z轴旋转为C轴。数控机床的坐标轴如下图所示。

机床原点就是机床坐标系的坐标原点。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线;也有一些固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工作台侧面等。当机床的坐标轴手动返回各自的原点以后，用各坐标轴部件上的基准线和基准面之间的距离便可确定机床原点的位置，该点在数控机床的使用说明书上均有说明。

8.零件加工坐标系和坐标原点

工件坐标系又称编程坐标系，是由编程员在编制零件加工程序时，以工件上某一固定点为原点建立的坐标系。零件坐标系的原点称为零件零点(零件原点或程序零点)，而编程时的刀具轨迹坐标是按零件轮廓在零件坐标系的坐标确定的。加工坐标系的原点在机床坐标系中称为调整点。在加工时，零件随夹具安装在机床上，零件的装夹位置相对于机床是固定的，所以零件坐标系在机床坐标系中的位置也就确定了。这时测量的零件原点与机床原点之间的距离称作零件零点偏置，该偏置需要预先存储到数控系统中。在加工时，零件原点偏置便能自动加到零件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的绝对坐标值。因此，编程员可以不考虑零件在机床上的实际安装位置和安装精度，而利用数控系统的偏置功能，通过零件原点偏置值，补偿零件在机床上的位置误差，现在的数控机床都有这种功能，使用起来很方便。零件坐标系的位置以机床坐标系为参考点，在一个数控机床上可以设定多个零件坐标系，分别存储在G54/G59等中，零件零点一般设在零件的设计基准、工艺基准处，便于计算尺寸。一般数控设备可以预先设定多个工作坐标系(G54～G59)，这些坐标系存储在机床存储器内，工作坐标系都是以机床原点为参考点，分别以各自与机床原点的偏移量表示，需要提前输入机床数控系统，或者说是在加工前设定好的坐标系。加工坐标系(MCS)是零件加工的所有刀具轨迹输出点的定位基准。加工坐标系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐标系，在编程时，无需考虑工件在机床上的安装位置，只要根据工件的特点及尺寸来编程即可。加工坐标系的原点即为工件加工零点。工件加工零点的位置是任意的，是由编程人员在编制数控加工程序时根据零件的特点选定。工件零点可以设置在加工工件上，也可以设置在夹具上或机床上。为了提高零件的加工精度，工件零点尽量选在精度较高的加工表面上;为方便数据处理和简化程序编制，工件零点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上，对于对称零件，最好将工件零点设在对称中心上，容易找准，检查也方便。

9.装夹原点

装夹原点常见于带回转(或摆动)工作台的数控机床和加工中心，比如回转中心，与机床参考点的偏移量可通过测量存入数控系统的原点偏置寄存器中，供数控系统原点偏移计算用。

;

数控加工中心编程G42G41怎么用？

在数控车中：G41为刀具半径左补偿，顺着刀具运动方向看刀具在工件的左侧。G42即为右补偿，顺刀具运动方向看在右侧。编程格式：G41/G42 G01/G00 X(U)_ Z(W)_ （移动的终点作标）。程序输入到机床后还要在参数设定（OFFSET）中的＜工具补正＞里输入对应刀具＜R＞下的半径值，在旁边你还可以设制该刀具在X、Z方向的偏置量。最后不要忘记用G40取消刀补说明。

介绍：

加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。

它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心按照主轴加工时的空间位置分类有：卧式和立式加工中心。按工艺用途分类有：镗铣加工中心，复合加工中心。按功能特殊分类有：单工作台、双工作台和多工作台加工中心。单轴、双轴、三轴及可换主轴箱的加工中心等。

四轴加工中心和三轴的有什么不同？怎么编程？

一、区别如下：

1、结构不同

三轴立式数控加工中心是三条不同方向直线运动的轴，分别是上下、左右和前后，上下的方向是主轴，可以高速旋转；四轴立式加工中心是在三轴的基础上增加了一个旋转轴，即水平面可以360度旋转，不可以高速旋转。

2、使用范围不同

三轴加工中心加工中心使用最为广泛，三轴加工中心能进行简单的平面加工，而且一次只能加工单面，三轴加工中心可以很好的加工、铝制、木质、消失模等材质。

四轴加工中心的使用较三轴加工中心少一些，它通过旋转可以使产品实现多面的加工，大大提高了加工效率，减少了装夹次数。尤其是圆柱类零件的加工多方便。并且可以减少工件的反复装夹，提高工件的整体加工精度，利于简化工艺，提高生产效率。缩短生产时间。

二、编程方法：

1、分析零件图样

根据零件图样，通过对零件的材料、形状、尺寸和精度、表面质量、毛坯情况和热处理等要求进行分析，明确加工内容和耍求，选择合适的数控机床。

此步骤内容包括：

1）确定该零件应安排在哪类或哪台机床上进行加工。

2）采用何种装夹具或何种装卡位方法。

3）确定采用何种刀具或采用多少把刀进行加工。

4）确定加工路线，即选择对刀点、程序起点（又称加工起点，加工起点常与对刀点重合）、走刀路线、程序终点（程序终点常与程序起点重合）。

5）确定切削深度和宽度、进给速度、主轴转速等切削参数。

2、确定工艺过程

在分析零件图样的基础上，确定零件的加工工艺(如确定定位方式、选用工装夹具等)和加工路线(如确定对刀点、走刀路线等)，并确定切削用量。工艺处理涉及内容较多，主要有以下几点：

1）加工方法和工艺路线的确定 按照能充分发挥数控机床功能的原则，确定合理的加工方法和工艺路线。

2）刀具、夹具的设计和选择 数控加工刀具确定时要综合考虑加工方法、切削用量、工件材料等因素，满足调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等要求。数控加工夹具设计和选用时，应能迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助时间。

并尽量使用组合夹具，以缩短生产准备周期。此外，所用夹具应便于安装在机床上，便于协调工件和机床坐标系的尺寸关系。

3）对刀点的选择 对刀点是程序执行的起点，选择时应以简化程序编制、容易找正、在加工过程中便于检查、减小加工误差为原则。

对刀点可以设置在被加工工件上，也可以设置在夹具或机床上。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。

4）加工路线的确定 加工路线确定时要保证被加工零件的精度和表面粗糙度的要求；尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程；有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量。

5）切削用量的确定 切削用量包括切削深度、主轴转速及进给速度。切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定、被加工工件材料、加工内容以及其它工艺要求，并结合经验数据综合考虑。

6）冷却液的确定 确定加工过程中是否需要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀。

由于数控加工中心上加工零件时.工序十分集中.在一次装夹下，往往需要完成粗加工、半精加工和精加工。在确定工艺过程时要周密合理地安排各工序的加工顺序，提高加工精度和生产效率。

3、数值计算

数值计算就是根据零件的几何尺寸和确定的加工路线，计算数控加工所需的输入数据。一般数控系统都具有直线插补、圆弧插补和刀具补偿功能。对形状简单的零件(如直线和圆弧组成的零件)的轮廓加工，计算几何元素的起点、终点，圆弧的圆心、两元素的交点或切点的坐标值等。

对形状复杂的零件(如非圆曲线、曲面组成的零件)，用直线段或圆弧段通近，由精度要求计算出节点坐标值。这种情况需要借助计算机，使用相关软件进行计算。

4、编写加工程序

在完成工艺处理和数学处理工作后，应根据所使用机床的数控系统的指令、程序段格式、工艺过程、数值计算结果以及辅助操作要求，按照数控系统规定的程序指令及格式要求，逐段编写零件加工程序。

编程前，编程人员要了解数控机床的性能、功能以及程序指令，才能编写出正确的数控加工程序。

5、程序输入

把编写好的程序，输入到数控系统中，常用的方法有以下两种：

1）在数控铣床操作面板上进行手工输入；

2）利用DNC(数据传输)功能，先把程序录入计算机，再由专用的CNC传输软件.把加工程序输入数控系统.然后再调出执行.或边传输边加工。

6、程序校验

编制好的程序，必须进行程序运行检查。加工程序一般应经过校验和试切削才能用于正式加工。可以采用空走刀、空运转画图等方式以检查机床运动轨迹与动作的正确性。

在具有图形显示功能和动态模拟功能的数控机床上或CAD/CAM软件中，用图形模拟刀具切削工件的方法进行检验更为方便。但这些方法只能检验出运动轨迹是否正确，不能检查被加工零件的加工精度。

数控加工中心的编程技巧有哪些？

CNC加工中心的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使CNC加工中心发生碰撞。

程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。例如，铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50G00X0Y0Z100编程，这时CNC加工中心将三轴联动，铣刀则有可能会与工件发生碰撞，造成刀具与工件损坏，严重影响CNC加工中心精度，这时可采用下列程序N40G00Z100，N50X0Y0，即刀具先退至工件上方100mm处，然后再返回编程零点，这样便不会碰撞。

总之，掌握加工中心的编程技巧，能够更好地提高加工效率、加工质量，避免加工中出现不必要的错误。这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进一步加强。