加工中心螺旋进刀

一、轮廓加工中的进刀方式

1.法线进刀和切线进刀

轮廓加工进刀方式一般有两种:法线进刀和切线进刀，如图1所示。由于法线进刀容易产生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面质量要求不高的工件。法线进刀的路线较切线进刀短，因而切削时间也就相应较短。

图1 法线进刀与切线进刀方式

在一些表面质量要求较高的轮廓加工中，通常采用加一条进刀引线再圆弧切入的方式，使圆弧与加工的第一条轮廓线相切，能有效地避免因法线进刀而产生刀痕，如图2所示。而且在切削毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。

图2 圆弧切入的方式

需要说明的是:在手工编写轮廓铣削程序时为了编程的方便，或者为了弥补刀具的磨损，常常采用刀补方式进行编程，即在编程时可以不考虑刀具的半径，直接按图样尺寸编程，再在加工时输入刀具的半径(或补偿量)至指定的地址进行加工。但要注意切入圆弧的R值需大于所使用的刀具半径r，否则无法建立补偿而出现报警，如图3所示。至于进刀引线的长短则要根据实际情况计算，但要注意减少空刀的行程。

图3 切入与刀补的建立

2.非典型轮廓加工中的进刀方式

在对于一些非典型轮廓的加工，采用切线进退刀的同时，还应沿轮廓走多一个重叠量L，可以有效避免因进刀点和退刀点在同一位置而产生的刀痕。重叠量L一般取1~2mm即可，如图4所示。

图4 切削重叠量

二、挖槽和型腔加工中的进刀方式

对于封闭型腔零件的加工，下刀方式主要有垂直下刀、螺旋下刀和斜线下刀三种，下面就如何选择各下刀方式进行说明。

1.垂直下刀

(1)小面积切削和零件表面粗糙度要求不高的情况

使用键槽铣刀直接垂直下刃并进行切削。虽然键槽铣刀其端部刀刃通过铣刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于键槽铣刀只有两刃切削，加工时的平稳性也就较差，因而表面粗糙度较大;同时在同等切削条件下，键槽铁刀较立铁刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨损也就较大，在大面积切削中的效率较低。所以，采用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削的方式，通常只用于小面积切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情况。

(2)大面积切削和零件表面粗糙度要求较高的情况

大面积的型腔一般采用加工时具有较高的平稳性和较长使用寿命的立铣刀来加工，但由于立铣刀的底切削刃没有到刀具的中心，所以立铣刀在垂直进刀时没有较大切深的能力，因此一般先采用键槽铣刀(或钻头)垂直进刀后，再换多刃立铣刀加工型腔。

2.螺旋下刀

螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式，特别是模具制造行业中应用最为常见。刀片式合金模具铣刀可以进行高速切削，但和高速钢多刃立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深的能力。但可以通过螺旋下刃的方式(图7所示)，通过刀片的侧刃和底刃的切削，避开刀具中心无切削刃部分与工件的干涉，使刃具沿螺旋朝深度方向渐进，从而达到进刀的目的。这样，可以在切削的平稳性与切削效率之间取得一个较好的平衡点。

图7 螺旋下刀方式

在CAXA中，螺旋下刀方式设置选项主要有4项:半径、螺距、第一及第二层以后螺旋进刀高度，如图8所示。螺旋半径的大小一般情况下应大于刀具直径的50%，但螺旋半径过大，进刀的切削路程就越长，下刀耗费的时间也就越长，一般不超过刀具直径的大小，螺距的数值要根据刀具的吃深能力而定，一般在0.5~1之间:第二层进刀高度一般等于第一层下刀高度减去慢速下刀的距离即可。

图8 CAXA螺旋下刀选项

螺旋下刀也有其固有的弱点，比如切削路线较长、在比较狭窄的型腔加工中往往因为切削范围过小无法实现螺旋下刀等，所以有时需采用较大的下刀进给或钻下刀孔等方法来弥补，所以选择螺旋下刀方式时要注意灵活运用。

3.斜线下刀

斜线下刀时刀具快速下至加工表面上一个距离后，改为以一个与工件表面成一角度的方

向，以斜线的方式切入工件来达到Z向进刀的目的，如图10所示。斜线下刀万式作为螺旋下刀方式的一种补充，通常用于因范围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。

斜线下刀主要的参数有:斜线下刀的起始高度切入斜线的长度、切入和反向切入角度。起始高度一般设在加工面上方0.5~1mm之间;切入斜线的长度要视型腔空间大小及铣削深度来确定，一般是斜线愈长，进刀的切削路程就越长;切入角度选取得大小，斜线数增多，切削路程加长;角度太大，又会产生不好的端刃切削的情况，一般选5°~20°之间为宜。通常进刀切入角度和反向进刀切入角度取相同的值。

图10 切入和反向切入角度

在CAXA中，将斜线下刀方式分解成两种类型:Z字型和倾斜线，如图11所示。一般一次切深较大的情况下选用Z字型的方式;因为倾斜线下刀方式是通过下刃距离和角度自动计算出走刀斜线的长度的，所以使用时要特别注意角度值的设置。

图11 CAXA斜线下刀参数设置

加工中心加工螺纹和打孔循环指令的格式

加工中心加工螺纹和打孔循环指令的格式比如G74后面接着的格式，最好包括全部的循环代码的格式 G74—回参考点(机床零点) 格式：G74 X Z 说明：（1）本段中不得出现其他内容。 （2）G74后面出现的的座标将以X、Z依次回零。 （3）使用G74前必须确认机床装配了参考点开关。 （4）也可以进行单轴回零。 很可能是系统不一样。不同的厂家设定的不一样的，请问你是哪家的？ FANUC 0-TD系统 G 代码命令 代码组及其含义―模态代码‖ 和―一般‖ 代码―形式代码‖ 的功能在它被执行后会继续维持，而―一般代码‖ 仅仅在收到该命令时起作用。定义移动的代码通常是―模态代码‖，像直线、圆弧和循环代码。反之，像原点返回代码就叫―一般代码‖。每一个代码都归属其各自的代码组。在―模态代码‖里，当前的代码会被加载的同组代码替换。 G代码组别解释 G00 01 定位(快速移动) G01 直线切削 G02 顺时针切圆弧(CW，顺时钟) G03 逆时针切圆弧(CCW，逆时钟) G04 00 暂停(Dwell) G09 停于精确的位置 G20 06 英制输入 G21 公制输入 G22 04 内部行程限位有效 G23 内部行程限位无效 G27 00 检查参考点返回 G28 参考点返回

G29 从参考点返回 G30 回到第二参考点 G32 01 切螺纹 G40 07 取消刀尖半径偏置 G41 刀尖半径偏置(左侧) G42 刀尖半径偏置(右侧) G50 00 修改工件坐标；设置主轴最大的RPM G52 设置局部坐标系 G53 选择机床坐标系 G70 00 精加工循环 G71 内外径粗切循环 G72 台阶粗切循环 G73 成形重复循环 G74 Z 向步进钻削 G75 X 向切槽 G76 切螺纹循环 G80 10 取消固定循环 G83 钻孔循环 G84 攻丝循环 G85 正面镗孔循环 G87 侧面钻孔循环 G88 侧面攻丝循环 G89 侧面镗孔循环 G90 01 (内外直径)切削循环 G92 切螺纹循环 G94 (台阶) 切削循环 G96 12 恒线速度控制 G97 恒线速度控制取消 G98 05 每分钟进给率 G99 每转进给率 代码解释 G00 定位 1. 格式G00 X_ Z_ 这个命令把刀具从当前位置移动到命令指定的位置(在绝对坐标方式下)，或者移动到某个距离处(在增量坐标方式下)。 2. 非直线切削形式的定位我们的定义是：采用独立的快速移动速率来决定每一个轴的位置。刀具路径不是直线，根据到达的顺序，机器轴依次停止在命令指定的位置。 3. 直线定位刀具路径类似直线切削(G01) 那样，以最短的时间（不超过每一个轴快速移动速率）定位于要求的位置。 4. 举例N10 G0 X100 Z65 G01 直线插补

加工中心自动换刀装置的设计

加工中心自动换刀装置的设计 课件之家精心整理资料--欢迎你的欣赏 加工中心自动换刀系统 1前言 随着数控技术的发展，带有自动换刀系统的加工中心在现代制造业中起着愈来愈重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加[1]工。 人们一直寻求各种方式，提高加工中心的加工效率。如提高进给与移动速度、提高主轴转速、加大主轴电机功率、加大切削用量、采用高质量刀具等。在高节拍多次换刀的加工过程中，缩短换刀时间，可大大提高生产效率。国内外加工中心生产厂家都投入大量的资金和精力，研制自动换刀装置，以缩短换刀时间，提高工作效率和竞争力。自动换刀装置是专门为大中型加工中心配套，实现其刀具储备及自动交换功能的重要功能部件，是高档加工中心和重型加工中心的重要组成部分。其主要作用在于减少加工过程中的非切削时间，以提高生产率，降低生产成本，进而提升机床乃至整个生产线的生产力。自动换刀装置的换刀速度和可 [2]靠性，是数控机床系统先进与否的一个重要标志。 2、自动换刀系统的组成 [2,3,5]自动换刀系统一般由刀库、机械手和驱动装置组成。 一般来说，刀库容量可大可小，其装刀数量在20,180把之间。刀库的功能是存储刀具并把下一把即将要用的刀具准确地送到换刀位置，供换刀机械手完成新旧刀具的交换。 当刀库容量大时，常远离主轴配置且整体移动不易，这就需要在主轴和刀库之间配置换刀机构来执行换刀动作。完成此功能的机构包括送刀臂、摆刀站和换刀

臂，总称为机械手。具体来说，它的功能是完成刀具的装卸和在主轴头与刀库之间的传递。 [4]驱动装置则是使刀库和机械手实现其功能的装置，一般由步进电机或液压(或气液机构)或凸轮机构组成。机械手完成刀库里的刀与主轴上的刀的交换工作。由于数控加工中心的刀库容量、换刀可靠性及换刀速度直接影响到加工中心的效率，而自动换刀就是进一步压缩非切削时间，提高生产效率，改善劳动条件。所以数控机床为了能在工件一次装夹中完成多道加工工序，缩短辅助时间，减少课件之家精心整理资料--欢迎你的欣赏 课件之家精心整理资料--欢迎你的欣赏 多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。 2.1 刀库 目前，国内外采用的数控机床刀库主要分为:转塔式、圆盘式、链式刀库等形式。 转塔式刀库，包括水平转塔头和垂直转塔头两种，所有刀具固定在同一转塔上，无换刀臂，储刀数量有限，通常为6—8把。一般仅用于轻便而简单的机型，常见于车削中心和钻削中心。 圆盘式刀库呈盘状，刀具沿盘面垂直排列(包括径向取刀和轴向取刀)、沿盘面径向排列或成锐角形式的刀库，结构简单、紧凑，应用较多，但刀具单环排列，空间利用率低。若增加刀库容量，必须使刀库的外径增大，那么转动惯量也相应增大，选刀运动时间长。双盘式结构，是两个较小容量的刀库分置于主轴两侧，[5,7]布局较紧凑，储刀数量也相应增大，适用于中小型加工中心。 链式刀库，包括单环链和多环链，链环形式可有多种变化，适用于刀库容量较大的场合，所占的空间小。一般适用于刀具数在30—120把。仅增加链条长度即可增加刀具数，也可以把多个刀库按并联或串联的方式排列起来，既可使刀库容量加

数控加工中心自动换刀系统设计

摘要 本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。第一，了解数控加工中心的分类，其按换刀形式的分类以及加工中心刀库的形式；然后根据给定的参数进行刀库类型的选择以及电动机的确定；接着对刀库的转位定位机构进行了设计；最后是对于控制系统进行了简单设计。 关键字：加工中心，换刀系统，刀库，PLC。

目录 1绪论 (3) 2.刀库的总体设计方案 (5) 2.1课程设计的任务及要求 (5) 2.2刀库的类型选择 (5) 3.电机的选择 (6) 3.1电机的选型及相关参数 (6) 3.2各部分转动惯量的计算 (6) 3.3预选电机 (6) 3.4电机的校核 (7) 4.机械系统的设计 (7) 4.1刀库转动定位机构的设计 (7) 4.2滚动轴承的选择计算 (9) 4.2 轴的校核计算 (10) 4.3 键的设计计算 (10) 5.控制系统的设计 (11) 5.1 刀库的换刀动作如下： (11) 5.2利用PLC实现随机换刀 (12) 参考文献 (15)

1绪论 在现代数控机床中，加工中心(MC-Machining Center)能进行自动换刀、自动更换工件，实行平面、任意曲面、孔、螺纹等加工，成为一种独特的多功能高精、高效、高自动化的机床，并迅速向高速化、复合化、环保化、五轴联动等方向发展，己成为当今国际机床展上最大的亮点。 加工中心特别适合于箱体、框架、叶片等特殊复杂零件的柔性高效加工，能减省一些普通铣床、钻床、键床，提高加工精度和效率，减少转换时间，降低生产成本。 在当今机械工业中，产品不断向个性化、精密化、小批量发展，世界对MC的市场需求在不断增多。特别是在要求适量柔性、大批高效生产的汽车工业、单件、小批重切、快速生产的航空、模具工业以至IT高精尖工业中，MC已逐渐成为重要的高效性机种。 1996年国产加工中心与进口加工中心的台数比，仅为百分之几，到2005年逐步增长到39.4%。2005年与2000年相比，进口的加工中心数量增加4.8倍。加工中心需求猛增的主要原因，大致有三:(l)整个机械工业原有工艺装备结构陈旧、性能落后，呈“三多三少”(手动的多、自动的少;粗加工的多、精加工的少;低效的多、高效的少)，函需大量更新。能源、交通、冶金、发电、工程机械、造船、模具、IT各业均需购置大、中、小各种Mc，量大面广;(2)汽车工业迅速发展，2002-2004年汽车产量分别为325、444、 507万辆，发动机缸体、缸盖、变速箱及各种汽车零部件加工，均需增添高速、高精、环保、节能的各式MC;(3)航空、国防、军工产业，适应新形势发展，均在提高生产能力，需要大、中型各种立式、卧式、龙门式、五轴控制的高性能MC，而且要求品种多、质量好、供货快。 加工中心进口的快速增加，一方面反映了我国制造业对这类数控机床的需求旺盛，另一方面也反映了我国机床制造业在加工中心的生产能力和国产加工中心的竞争力上还存在差距。国产加工中心市场占有率低的主要原因是国产加工中心在产品水平、交货期、质量和可靠性上与国外 h L =86750 (h) 验算结果：合格。

加工中心指令介绍

G03R X,Y) 加工中心指令介绍 1、GOO 快速定位 其定义速度由参数设定，如下图 （X ，Y ，Z ）指令格式：GOO X_ Y_ Z_; 例如要定位到下刀点： G00 X100 Y100 Z100; 2、 G01 直线插补 刀具以给定进给率从一点移动到另一点 指令方式： G01 X_Y_Z_F_; F ：进给率，单位 Z ） 例如：G01 X100. Y100. F100;3、G02：圆弧切削（顺时针） 使用R （一般） G02 X____Y____R____ F____ ; 4、G03 使用R （一般） G03 X____Y____R____ F____ X_ Y_:圆弧的终点坐标 F ：切削进给率 R ：半径 （+）<180度 (-) >180度 使用I,J ：（全圆）

R-(X,Y) X5050 XO ZO 例例 G02 I-50 F100例 例例 例例 例例 J I (X,Y) G02 G02(X_Y_)I_(J_)F_; G03 I,J:起点指向圆心 （圆弧中心坐标减去圆弧起始点坐标得I,J 值） 4、G04 进给暂停 指令方式：G04 X_或G04 P_ X是暂停时间单位：秒 P是暂停时间单位：1/1000秒数值不用小数点G05通过中间点圆弧插补 G06抛物线插补 G07 Z样条曲线插补 G08进给加速 G09进给减速 G10数据设置

G16极坐标编程 G17：XY平面选择 （决定圆弧切削，半径补正，钻孔平面） G18 ZX平面选择 G19 YZ平面选择 G20子程序调用 G22半径尺寸编程方式 G220系统操作界面上使用 G23直径尺寸编程方式 G230系统操作界面上使用 G24子程序结束 G25跳转加工 G26循环加工　 G28：机械原点复归（开机后手动原点复归即可）G91 G28 X0 Y0 Z0; 归原点后灯号亮起 G30：第二原点复归（换刀点） G91 G30 X0 Y0 Z0；归第二原点后灯闪烁 G331—螺纹加工循环 格式：G331 X__ Z__I__K__R__p__ 说明：(1)X向直径变化，X=0是直螺纹 (2)Z是螺纹长度，绝对或相对编程均可 (3)I是螺纹切完后在X方向的退尾长度，±值 (4)R螺纹外径与根径的直径差，正值 (5)K螺距KMM

加工中心自动换刀装置结构设计

加工中心自动换刀装置结构设计 [摘要] 本论文完成的是立式加工中心盘式刀库的传动设计、结构设计以及机械手部分的传动设计、结构设计。盘式刀库在数控加工中心上应用非常广泛，其换刀过程简单，总体结构简单、紧凑，定位精度高。刀库传动部分采用蜗轮蜗杆减速装置，可提高输出轴的传动平稳性能，即提高刀盘的运转平稳性。刀库满载装刀16把，采用单环排列方式放置。本次设计中的机械手采用单臂双手式机械手，可以同时完成插刀和拔刀动作，结构简单，换刀时间短。机械手传动部分采用一个液压升降缸和液压回转缸带动花键轴，进而带动机械手的运动。 [关键词] 立式加工中心；盘式刀库；机械手；自动换刀装置 Automatic tool changer structural design of machining centers

Abstract what finished in this paper is drive design, structural design and the power transmission parts design of disc tool magazine in vertical machining center. This tool magazine is widely applied in NC machining center. And the process of changing tools is simple, short change time , high precision, simple and compact of structure, reliable, easy maintenanced and low cost. The transmission part of this tool magazine adopts gear reducer. The design of worm gearbox device can improve the stationarity of output shaft, namely, increasing the operation stability and smooth transmission properties of tool magazine.Transmission device of tool magazine adopts a adjusting sleeve to eliminate the transmission clearance of worm.This tool magazine can load 16 cutting tools which are arranged with monocylic and according to the principle of nearby to choose the right tool. The manipulator of this design is the manipulator with one arm and pair of hands.The advantage of this manipulator is that it can complete the action of inserting tool and pulling out the tool at the same time,simple structure and short change time. Mechanical transmission part adopts a hydraulic lift cylinder and hydraulic cylinder drives the spline shaft rotation, thus drive the motion of the manipulator. Key words V ertical machining center; Disc tool magazine; Manipulator; Automatic Tool Changer

数控加工中心铣削内螺纹刀具的设计

数控加工中心铣削内螺纹刀具的设计 上海市大众工业学校高明（201800） 【内容摘要】数控加工中心铣削内螺纹是一种较为新型的加工方法，螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率等方面具有极大优势。基于阀盖梯形内螺纹的尺寸和零件的材质，设计了专门的螺纹铣刀用于批量生产，来满足加工质量的要求。 关键词梯形内螺纹螺纹铣刀工效 [Abstract] The milling of internal thread is a new-style method of processing in Numerical Control Machining Center. Compared with the way of traditional thread processing, the milling of internal thread has the advantage over processing accuracy and efficiency. According to the size of the internal thread and the material of the part, we designed the special thread milling cutter to meet the need of processing quality and batch process. Keyword：metric trapezoidal screw internal thread thread milling cutter work efficiency 今年，上海中洲公司求助我校试制一批美国化工厂用的阀体和阀盖，两者的毛坯均为铜镍合金铸件，其中阀盖需加工一处3/4—6ACME英制梯形螺纹（图1）。 该梯形螺纹具有内径小，螺距大，牙槽深等特点。起初采用传统螺纹加工方法，即用普通螺纹车刀加工内螺纹，加工过程中出现撞刀、粘刀等现象，工效极差，且加工质量得不到保证。后改用数控加工中心，配以专门设计加工的铣刀铣削此内螺纹，工效提高了近10倍。

数控加工中心自动换刀系统

加工中心自动换刀系统changer system control of machine center with carouselstorage 摘要：针对刀套编码的盘式刀库加工中心，阐述其换刀过程，提出一种结合加工程序、换刀程序和PMC 程序以及参数设置来实现自动换刀控制的思路。同时结合实例给出换刀程序代码和关键PMC 程序。 关键词：加工中心; 自动换刀; 数控; 换刀系统。 Abstract：It analyses the ATC process of machine center with carousel storage.A control method to realize ATC using Gcodes,macor program ,PMC program and parmeter setting is proposed. Examples given in connection with tool changing code and key PMC procedures. Keywords：ATC；NC ；PLC； 设计背景：自动换刀系统是数控机床的重要组成部分。刀具夹持元件的结构特性及它与机床主轴的联结方式，将直接影响机床的加工性能。刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式，则会影响机床的换刀效率。自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度，又会对整机的成本造价产生直接影响。从换刀系统发展的历史来看，1956 年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM 公司同期也研制成功了“APT”(刀具程序控制装置)。1958 年美国K&T 公司研制出带ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。1967 年出现了FMS(柔性制造系统)。1978 年以后，加工中心迅速发展，带有ATC 装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。1983 年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。目前国内外数控机床自动换刀系统中，刀具、辅具多采用锥柄结构，刀柄与机床主轴的联结、刀具的夹紧放松机构及驱动方式几乎都采用同一种结构模式。在这种模式中，机床主轴常采用空心的带有长拉杆、碟形弹簧组的结构形式，由液压或气动装置提供动力，实现夹紧放松刀柄的动作。利用这种机构夹持刀具进行数控加工的最大问题是，它不能同时获得高的夹持刚度和刀具振摆精度，而且主轴结构复杂，主轴轴向尺寸过大，加上它的液压驱动装置及刀具辅具锥柄的制造成本，使得自动换刀系统的造价在机床整机中占有较大的比重。据有关资料介绍，在刀具采用锥柄夹头、侧压夹头以及弹簧夹头夹紧性能的对比实验中，采用弹簧夹头夹持刀具是唯一可同时获得高的夹持刚度和振摆精度的理想元件。采用这种夹持元件，刀具或刀具辅具可作成圆柱柄，其制造成本低，精度易保证，这对大容量刀库降低刀具辅具的制造成本，意义更为显著。在现代数控机床上亦有采用弹簧夹头作为刀具的夹持元件，但机床的主轴结构、驱动方式仍然采用与上述锥柄刀具完全相同的结构形式。采用这种结构模式，在实际数控加工中，尤其是在需要超高速主轴、主轴的径向、轴向尺寸都很小、没有足够的换刀空间的微细加工场合中实现自动换刀将会是很困难的，如果实施自动换刀那将使机床成本大幅度提高。如在CNC 控制磨削球面铣刀的数控磨削机床上，直接由高速电机驱动主轴，使用小直径盘形砂轮和指形砂轮加工球面铣刀，换刀空间很小，在这种条件下，将难以实现自动换刀。国外最新研制的内圆磨床上采用的弹簧夹头自动换刀装置售价昂贵。设计内容：设计内容数控加工中心由于配有刀库和自动换到系统，能实现一次庄家完成多道工序，减少专用夹具数量，缩短了生产准备时间，同时减少了多次安装多造成的定位误差，提高了加工进度，能实现高效率的加工。所以自动换刀系统的性能的好坏直接影响到数控机床的加工效率和效果。 一、刀库选刀的控制方式自动换刀装置可以定义为：一种能数控机床单元发出的命令从到库中选择和更换刀具的装置。加工中心自动换刀程序有两部分：刀具选择和道具更换。目前刀具选择一般有四种控制方式：顺序选刀方式，刀具编码方式，刀套编码方式，计算机记忆随机换刀方式。其中刀套编码方式是对刀库个个刀座预先编码，每把刀具放入刀座之后就有了相应刀具的编码，即刀具在刀库中的位置是固定的。刀库一般采用链式或者轮式，当然，目前还有一些别的形式的刀库，例如球形刀库、盒式刀库等。

加工中心铣螺纹

加工中心铣螺纹加工M75螺距的内螺纹 % O0001(Tool cutting diameter = 63 mm - Fanuc 11M Controller.) G90 G00 G57 X0 Y0 G43 H10 Z0 M3 S353 G91 G00 X0 Y0 G41 D60 Z0 G91 G03 F5 G91 G03 X0 Y0 J0 F17 G91 G03 G00 G40 Z0 G90 G00 G49 M5 M30 %

加工中心通用铣螺纹宏程序编程教程 使用G03/G02三轴联动走螺旋线，刀具沿工件表面（孔壁或圆柱外表）切削。螺旋插补一周，刀具Z向负方向走一个螺距量。 工作原理 使用G03/G02三轴联动走螺旋线，刀具沿工件表面（孔壁或圆柱外表）切削。螺旋插补一周，刀具Z向负方向走一个螺距量。 编程原理：G02 I3. 等于螺距为 假设刀具半径为5mm则加工M16的右旋螺纹 优势 使用了三轴联动数控铣床或加工中心进行加工螺纹，相对于传统螺纹加工 １、如螺距为2的螺纹铣刀可以加工各种公称直径，螺距为2mm的内外螺纹 ２、采用铣削方式加工螺纹，螺纹的质量比传统方式加工质量高 ３、采用机夹式刀片刀具，寿命长

４、多齿螺纹铣刀加工时，加工速度远超攻丝 ５、首件通止规检测后，后面的零件加工质量稳定 使用方法 G65 P1999 X_ Y_ Z_ R_ A_ B_ C_ S_ F_ XY 螺纹孔或外螺纹的中心位置X=#24 Y=#25 Z 螺纹加工到底部，Z轴的位置（绝对坐标）Z=#26 R快速定位（安全高度）开始切削螺纹的位置R=#18 A螺纹螺距A=#1 B螺纹公称直径B=#2 C螺纹铣刀的刀具半径C=#3 内螺纹为负数外螺纹加工为正数 S主轴转速 F进给速度，主要用于控制刀具的每齿吃刀量 如：G65 p1999 X30 Y30 Z-10 R2 A2 B16 C-5 S2000 F150; 在X30y30的位置加工M16 螺距2 深10的右旋螺纹加工时主轴转速为2000转进给进度为150mm/min 宏程序代码 O1999; G90G94G17G40; G0X#24Y#25;快速定位至螺纹中心的X、Y坐标 M3S#19;主轴以设定的速度正转 #31=#2*+#3;计算出刀具偏移量 #32=#18-#1;刀具走螺旋线时，第一次下刀的位置 #33=#24-#31; 计算出刀具移动到螺纹起点的位置 G0Z#18;刀具快速定位至R点 G1X#33F#9;刀具直线插补至螺旋线的起点，起点位于X的负方向 N20 G02Z-#32I#31;以偏移量作为半径，以螺距作为螺旋线Z向下刀量（绝对坐标） IF[#32LE#26]GOTO30;当前Z向位置大于等于设定Z向底位时，进行跳转 #32=#32-#1;Z向的下个螺旋深度目标位置（绝对坐标） GOTO20; N30; IF[#3GT0]THEN #6=#33-#1;外螺纹，退刀时刀具往X负方向退一个螺距量 IF[#3LT0]]THEN #6=#24;内螺纹，退刀时刀具移动到螺纹中心位置 G0X#6 G90G0Z#18;提刀至安全高度

加工中心自动换刀

要 本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。第一，了解数控加工中心的分类，其按换刀形式的分类以及加工中心刀库的形式；然后根据给定的参数进行刀库类型的选择以及电动机的确定；接着对刀库的转位定位机构进行了设计；最后是对于控制系统进行了简单设计。 关键字：加工中心，换刀系统，刀库，PLC。

目录 1绪论 (3) 2.刀库的总体设计方案 (5) 课程设计的任务及要求 (5) 刀库的类型选择 (5) 3.电机的选择 (6) 电机的选型及相关参数 (6) 各部分转动惯量的计算 (7) 预选电机 (7) 电机的校核 (8) 4.机械系统的设计 (8) 刀库转动定位机构的设计 (8) 滚动轴承的选择计算 (10) 轴的校核计算 (11) 键的设计计算 (12) 5.控制系统的设计 (12) 刀库的换刀动作如下： (13) 利用PLC实现随机换刀 (14) 参考文献 (17)

1绪论 在现代数控机床中，加工中心(MC-Machining Center)能进行自动换刀、自动更换工件，实行平面、任意曲面、孔、螺纹等加工，成为一种独特的多功能高精、高效、高自动化的机床，并迅速向高速化、复合化、环保化、五轴联动等方向发展，己成为当今国际机床展上最大的亮点。 加工中心特别适合于箱体、框架、叶片等特殊复杂零件的柔性高效加工，能减省一些普通铣床、钻床、键床，提高加工精度和效率，减少转换时间，降低生产成本。 在当今机械工业中，产品不断向个性化、精密化、小批量发展，世界对MC的市场需求在不断增多。特别是在要求适量柔性、大批高效生产的汽车工业、单件、小批重切、快速生产的航空、模具工业以至IT高精尖工业中，MC已逐渐成为重要的高效性机种。 1996年国产加工中心与进口加工中心的台数比，仅为百分之几，到2005年逐步增长到%。2005年与2000年相比，进口的加工中心数量增加倍。加工中心需求猛增的主要原 因，大致有三:(l)整个机械工业原有工艺装备结构陈旧、性能落后，呈“三多三少”(手动的多、自动的少;粗加工的多、精加工的少;低效的多、高效的少)，函需大量更新。能源、交通、冶金、发电、工程机械、造船、模具、IT各业均需购置大、中、小各种Mc，量大面广;(2)汽车工业迅速发展，2002-2004年汽车产量分别为325、444、507万辆，发动机缸体、缸盖、变速箱及各种汽车零部件加工，均需 h L =86750 (h) 验算结果：合格。

数控加工中心刀具换刀系统的设计说明(doc 24页)

数控加工中心刀具换刀系统的设计说明（doc 24页）

课程设计说明书 题目机电一体化技术与系统课程设计 --数控加工中心刀具换刀系统的设计 系别 专业 班级 姓名 设计时间 指导教师

3.1 I/O配置(表) (10) 第一节刀盘取刀示意图 (11) 4.1 机械手与调取刀具示意图 (11) 第五节本系统梯形图及指令表 (12) 5.1功能图 (12) 5.2 梯形图 (13) 5.3 指令表 (14) 第六节本系统的开发环境 (18) 6.1 本系统的开发环境 (18) 第七节本系统的改进 (19) 第八节总结 (20) 参考文献 (20) 五、指导教师评价 (21) 前言 加工中心（Machining Center）简称MC，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。加工程序的编制，是决定加工质量的重要因素。 加工中心时高效、高精度数控机床，工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并

且有自动化换刀功能。加工中心所具有是这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。 加工中心能是实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还具有各种加工固定循环，刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。 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与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。 课程设计任务书 一.设计任务 本课程取自数控加工中心刀具库的自动控制实验。因原有的刀具库控制方式过于陈旧、功能过于单一且智能度不高。效率较低并且指示灯不合理，对刀成功后没有正确与否的提示。针对原有功能的不足提出自己的改进方法。对位成功的进行指示灯闪烁提示，调取不是当前工位的道时，系统能根据调取刀具的大小自动选择最佳刀盘转动发向，以提高取刀效率。 改进的基本特征：

换刀宏程序

换刀宏程序： M50；//屏蔽单段信号 G65H01P#100Q#1250；/*首先取得R250(变量1250)的值存在公用变量100里面*/ n10G65H81P10Q#1250R#100；/*等待PLC在经过一个周期的计算后翻转R130的值*/ /*PLC已经对换刀指令处理完毕，以下进入换刀流程*/ G65 H81 P800 Q#1120R1；/*判断T指令刀号是否与主轴上的刀号一致，不一致时才需要换刀*/ /*需要换刀*/ G0 G49 M05；/*主轴停转，取消刀补，当前移动指令模态设置为定位方式G0*/ G28 G91 Z0 ；/*返回参考点，设置增量式编程*/ G53 x-300 Y-20；/*工件移动到安全位置*/ /*判断主轴上是否有刀，无刀时直接跳转到N500所指换刀函数*/ G65 H81 P500 Q#1121 R1； /*主轴有刀时的换刀过程*/ G65 H01 P#1254 Q1；/*R154赋值为1-定位指示灯亮*/ G53 Z-20；/*主轴下降到刀盘水平线*/ G65 H01 P#1255 Q1；/*R155赋值为1，允许刀盘转动*/ G4 X2；/*等待2秒*/ N110 G65 H81 P110 Q#1122 R01；/*等待R2为0--刀盘转到主轴刀号对应位置*/ G65 H01 P#1255 Q0；/*R155赋值为0，停止刀盘转动*/ G65 H01 P#1251 Q1；/*R151赋值为1，刀盘前进*/ G65 H01 P#1256 Q0；/*R156赋值为0，*/ /*等待R9为1--主轴松刀动作到位(梯形图处理时已经对刀盘前进到位动作采样)*/ N120 G65 H81 P120 Q#1129 R0； G4 P800；/*等待800毫秒*/ G28 G91 Z0；/*主轴提起到安全位置*/ /*R3为1表示T指令刀号已经无效则直接跳转到N600所指取刀函数*/ G65 H81 P600 Q#1123 R1； G65 H01 P#1255 Q1；/*R155赋值为1，允许刀盘转动*/ N130 G65 H81 P130 Q#1124 R01；/*等待R4为0--刀盘已转到T指令刀号对应位置*/ G65 H01 P#1255 Q0；/*R155赋值为0，停止刀盘转动*/ G65 H01 P#1251 Q1；/*R151赋值为1，允许刀盘前进后者后退*/ N140 G65 H81 P140 Q#1129 R0；/*等待R9为1--主轴松刀到位*/ G4 P800；/*等待800毫秒*/ 78 GSK21MA加工中心数控系统安装连接手册

加工中心铣螺纹

加工中心铣螺纹 加工M75螺距1.5的内螺纹 % O0001(Tool cutting diameter = 63 mm - Fanuc 11M Controller.) G90 G00 G57 X0 Y0 G43 H10 Z0 M3 S353 G91 G00 X0 Y0 Z-10.352 G41 D60 X3.313 Y-34.241 Z0 G91 G03 X34.241 Y34.241 Z0.352 R34.241 F5 G91 G03 X0 Y0 Z1.500 I-37.554 J0 F17 G91 G03 X-34.241 Y34.241 Z0.352 R34.241 G00 G40 X-3.313 Y-34.241 Z0 G90 G00 Z200.000 G49 M5 M30 %

加工中心通用铣螺纹宏程序编程教程 使用G03/G02三轴联动走螺旋线，刀具沿工件表面（孔壁或圆柱外表）切削。螺旋插补一周，刀具Z向负方向走一个螺距量。 工作原理 使用G03/G02三轴联动走螺旋线，刀具沿工件表面（孔壁或圆柱外表）切削。螺旋插补一周，刀具Z向负方向走一个螺距量。 编程原理：G02 Z-2.5 I3. Z-2.5等于螺距为2.5mm 假设刀具半径为5mm则加工M16的右旋螺纹 优势 使用了三轴联动数控铣床或加工中心进行加工螺纹，相对于传统螺纹加工 １、如螺距为2的螺纹铣刀可以加工各种公称直径，螺距为2mm的内外螺纹 ２、采用铣削方式加工螺纹，螺纹的质量比传统方式加工质量高 ３、采用机夹式刀片刀具，寿命长 ４、多齿螺纹铣刀加工时，加工速度远超攻丝 ５、首件通止规检测后，后面的零件加工质量稳定 使用方法 G65 P1999 X_ Y_ Z_ R_ A_ B_ C_ S_ F_ XY 螺纹孔或外螺纹的中心位置X=#24 Y=#25 Z 螺纹加工到底部，Z轴的位置（绝对坐标） Z=#26 R 快速定位（安全高度）开始切削螺纹的位置 R=#18 A 螺纹螺距A=#1 B 螺纹公称直径B=#2 C 螺纹铣刀的刀具半径C=#3 内螺纹为负数外螺纹加工为正数 S 主轴转速 F 进给速度，主要用于控制刀具的每齿吃刀量 如： G65 p1999 X30 Y30 Z-10 R2 A2 B16 C-5 S2000 F150; 在X30y30的位置加工 M16 螺距2 深10的右旋螺纹加工时主轴转速为2000转进给进度为150mm/min 宏程序代码 O1999; G90G94G17G40; G0X#24Y#25; 快速定位至螺纹中心的X、Y坐标 M3S#19; 主轴以设定的速度正转 #31=#2*0.5+#3; 计算出刀具偏移量 #32=#18-#1; 刀具走螺旋线时，第一次下刀的位置 #33=#24-#31; 计算出刀具移动到螺纹起点的位置 G0Z#18;刀具快速定位至R点 G1X#33F#9; 刀具直线插补至螺旋线的起点，起点位于X的负方向 N20 G02Z-#32I#31;以偏移量作为半径，以螺距作为螺旋线Z向下刀量（绝对坐标） IF[#32LE#26]GOTO30; 当前Z向位置大于等于设定Z向底位时，进行跳转 #32=#32-#1; Z向的下个螺旋深度目标位置（绝对坐标） GOTO20; N30; IF[#3GT0]THEN #6=#33-#1; 外螺纹，退刀时刀具往X负方向退一个螺距量 IF[#3LT0]]THEN #6=#24; 内螺纹，退刀时刀具移动到螺纹中心位置 G0X#6 G90G0Z#18; 提刀至安全高度

加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试

加工中心的刀库形式与自动换刀程序的调试 一、实训目的 （ 1 ）了解加工中心的各种刀库形式； （ 2 ）了解机械手换刀的基本动作组成； （ 3 ）掌握加工中心自动换刀程序的编写与调试运行； 二、预习要求 认真阅读加工中心组成、换刀装置、自动换刀程序的编写等章节内容。 三、实训理论基础 1 ．加工中心的刀库形式 加工中心刀库的形式很多，结构各异。常用的刀库有鼓轮式和链式刀库两种。 图 11-1 鼓轮式刀库

（ a ）径向取刀形式（ b ）轴向取刀形式（ c ）径向布置形式（ d ）角度布置形式鼓轮式刀库结构简单，紧凑，应用较多。一般存放刀具不超过 32 把。见图 11-1 。 径向取刀形式（ a ）多用于使用斗笠式刀库的立式加工中心和使用角度布置的机械手换刀装置的加工中心；形式（ b ）应用比较广泛，可用于立式和卧式加工中心，换刀可用机械手或直接主轴移动式换刀。由于从布局设计方面的考虑，鼓轮式刀库一般都采用侧向安装的结构形式，若用于机械手平行布置的加工中心时，刀库中的刀袋（座）通常在换刀工作位可作 90 o 翻转。形式（ c ）多用于小型钻削中心；形式（ d ）一般用于专用加工中心。 链式刀库多为轴向取刀，适于要求刀库容量较大的加工中心。见图 11-2 。 图 11-2 链式刀库 2 ．自动换刀装置及其动作分解 斗笠式刀库换刀装置我们已经在实训 4 中接触过，在此就不再赘述。 对于刀库侧向布置、机械手平行布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-3 。换刀时， Txx 指令的选刀动作和 M6 指令的换刀动作可分开使用。

图 11-3 平行布置机械手的换刀过程 图 11-4 角度布置机械手的换刀过程 对于刀库侧向布置、机械手角度布置的加工中心，其换刀动作分解见图 11-4 。 机械手换刀装置的自动换刀动作如下： （ 1）主轴端：主轴箱回到最高处（ Z 坐标零点），同时实现“主轴准停”。即主轴停止回转并准确停止在一个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在一个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。 刀库端：刀库旋转选刀，将要更换刀号的新刀具转至换刀工作位置。对机械手平行布置的加工中心来说，刀库的刀袋还需要预先作90 o的翻转，将刀具翻转至与主轴平行的角度方位。（ 2）机械手分别抓住主轴上和刀库上的刀具，然后进行主轴吹气，气缸推动卡爪松开主轴上的刀柄拉钉。

FANUC系统(加工中心)的11种孔加工固定循环指令

FANUC系统（加工中心）的11种孔加工固定循环指令 ” FANUC系统共有11种孔加工固定循环指令，下面对其中的部分指令加以介绍。 1)钻孔循环指令G81 G81钻孔加工循环指令格式为： G81 G△△X__ Y__ Z__ R__ F__ X，Y为孔的位置、Z为孔的深度，F为进给速度（mm/min），R为参考平面的高度。G△△可以是G98和G99，G98和G99两个模态指令控制孔加工循环结束后刀具是返回初始平面还是参考平面；G98返回初始平面，为缺省方式；G99返回参考平面。 编程时可以采用绝对坐标G90和相对坐标G91编程，建议尽量采用绝对坐标编程。 其动作过程如下 （1）钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； （2）钻头沿Z方向快速运动到参考平面R； （3）钻孔加工； （4）钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。 该指令一般用于加工孔深小于5倍直径的孔。 编程实例：如图a所示零件，要求用G81加工所有的孔，其数控加工程序如下： 图a 图b N02 T01 M06; 选用T01号刀具(Φ10钻头) N04 G90 S1000 M03; 启动主轴正转1000r／min N06 G00 X0. Y0. Z30. M08;

N08 G81 G99 X10. Y10. Z-15. R5 F20; 在(10，10)位置钻孔，孔的深度为15mm，参考平面高度为5mm，钻孔加工循环结束返回参考平面 N10 X50; 在(50，10)位置钻孔(G81为模态指令，直到G80取消为止) N12 Y30; 在(50,30)位置钻孔 N14 X10; 在(10,30)位置钻孔 N16 G80；取消钻孔循环 N18 G00 Z30 N20 M30 2)钻孔循环指令G82 G82钻孔加工循环指令格式为： G82 G△△X__ Y__ Z__ R__ P__ F__ 在指令中P为钻头在孔底的暂停时间，单位为ms(毫秒)，其余各参数的意义同G81。 该指令在孔底加进给暂停动作，即当钻头加工到孔底位置时，刀具不作进给运动，并保持旋转状态，使孔底更光滑。G82一般用于扩孔和沉头孔加工。 其动作过程如下 （1）钻头快速定位到孔加工循环起始点B(X，Y)； （2）钻头沿Z方向快速运动到参考平面R； （3）钻孔加工； （4）钻头在孔底暂停进给； （5）钻头快速退回到参考平面R或快速退回到初始平面B。 3)高速深孔钻循环指令G73

加工中心换刀故障的解决方法

加工中心换刀故障的解决方法 一、主轴抓刀序号乱 当出现该问题时，将主轴的刀具取下， 1 号刀套转至换刀位，具体操作如下： 1. 系统一 PM&参数一计数器，计数器C1— PRESET S入刀库容量值，然后输入当前刀位，C2可不用考虑 2. 系统一 PM&参数一数据表，OFF DATA俞入值（刀库容量值+ 1） 3. 压FG DATA软键，DO-Dn依次输入0?n（相应的刀具号）即可 二、撞刀故障 出现撞刀故障的主要原因有可能是： 1. 主轴紧刀信号突然丢失导致主轴停转，X、丫仍然走动，此时可修改PLC程 序或调整紧刀开关，使其压合正常，同时检查紧刀电磁阀是否正常工作 2. 用户程序有问题 3. 用户使用刀具长度补正，但选择平面时选择的是非 G17平面所置 4. 发那科 0I 检查其零件信号是否已丢失或调整刀具夹紧开关 三、主轴出现掉刀现象，机床抓不住刀这种情况下一般可通过如下检查排除故障 1 . 检查气泵压力是否正常 2. 检查机床主轴气路是否通畅，是否有漏气现象，主轴气缸上下运动是否正常，松、卡刀开关是否正常 3. 检查气缸是否漏气、检修气缸活塞及气缸密封件 4. 检查机床抓刀爪子是否打开、调整抓带气缸下螺丝钉是否顶到抓刀爪子上端， 调整抓刀爪子上端蝶簧 5. 检查机床抓刀爪子是否磨损 四、刀盘不能转动 其原因可能是刀库电机热保护器动作，或抱闸没有打开，或刀盘传动太沉等，可检查电柜中的热保护是否跳闸，若电气正常，可能是机械传动出现故障。一般刀盘传动轴承过脏或生锈都可能出现卡死现象，此时出现电机温度过高，刀盘转不动、换刀按钮LED不显示。 五、刀库无法进出 这种情况可以通过检查以下部位排除故障 1 . 电机电源是否正常、电机是否转动 2. 刀库换刀接近开关是否正常、换刀信号以及刀库准备好信号是否正常，有没 有线路虚接现象 3. 继电器是否正常工作、线路是否有虚接 4. 刀库转盘、传动机构是否灵活、有无卡死现象 六、主轴准停位错位现象 1. 打开主轴箱外壳，使主轴与电机联接皮带脱开，可以用手转动主轴的方法来 调整准停位。 2. 可以在操作系统中调整准停位，具体方法如下：在 MDI方式下，按下设定键