谈数控加工中心坐标系及刀具换刀和补偿指令
数控铣床（数控加工中心、精雕机、雕铣机、龙门铣、石墨机等）编程中介绍的准备功能g代码和辅助功能}1代码在加工中心编程中依然有效，只是不同的系统功能略有差别。以数控加工中心为例，介绍数控加工中心程序编制的基本方法。该加工中心配备的是华中世纪星hnc-21 m数控系统，该系统常用的一些g指令可参考第13章数控铣加工中的g指令，m代码如表14. 2所示。
cnc加工中心的编程方法与一般数控铣床的编程方法相同，在第13章已经介绍。下面以华中数控系统为例，重点介绍加工中心*的一些程序编制方法。
1.工件坐标系指令
由于加工中心可以进行多工位加工，故常常在一个程序中用到多个坐标系。利用g54g59则可建立6个工件坐标系，如图14. 10所示。
例如，用g54和g59建立两个坐标系，首先测量出对应工件原点与机床原点的偏置量，即g54 (x1, y1, z1)、g59 (x6 , y6 , z6 )，然后在相应的工件坐标系选择画面上填入相应值，就完成了g54 , g59工件坐标系的设定。此后程序中有g90 g54 x30 y20时，则向预先设定的工件坐标系中的a点移动，如图14. 11所示。
2.换刀指令
换刀指令由g,r m06构成。t为选刀指令，一般为t00一t99, t00为刀具库中的空刀位，不安装刀具。一般在加工程序结束前，要把主轴上的刀送回刀具库中，执行t00 m06即可。t01一t99为1一99号刀具位置。如果说要用3号刀，那么t03的功能就是把刀具库中的3号刀位上的刀转至待取位置。m06为换刀指令，当执行m06时，自动换刀装置把待取位置上的刀与主轴上的刀同时取下并相互交换位置。一般选刀和换刀分开执行，选刀动作可与机床加工同时进行，即利用切削时间选好刀具;而换刀必须在主轴停转条件下进行，因此换刀动作指令m06必须编在用“新刀”进行加工的程序段之前，等换上“新刀”，启动主轴后，方可进行下面程序段的加工。
一般零件加工中心换刀前要执行g28指令，使主轴刀具卡盘端面中心返回机床参考点、.;在g28指令前，必须取消刀具的半径补偿和长度补偿。g28的使用格式如下:
g53 g28 x y z;
其中，g53为机床坐标系指令，x_ y_ z_为机床坐标系中的位置坐标，该指令的意义是刀具经过中间点x_ y_ z_返回机床的参考点，x_ y_ z_是刀具回机床参考途中必须经过的中间位置。如要换t03，作为下一工序的使用刀具，其指令程序段为:
t03 选t03号刀具
g40 g99;
g53 g28 zo m06
换刀前取消当前使用刀具的半径补偿和长度补偿
通过机床坐标系z轴零点返回机床参考点，执行换刀动作mo 6，把t03装在主轴上
数控系统不一样，返回参考点的指令也不尽祖同。在华中数控系统中，使用指令g29,该指令功能与g28相似。不同之处是刀具自动返回第二参考点，而第二参考点的位置是由参数来设定的，g29指令必须在刀具返回第一参考点后才有效。通常g29指令用于自动换刀位置与参考点不同的场合，而在使用g29前，同g28一样应先取消刀具补偿。指令程序段为:
t06; 选t06刀具
…..
g40 ; 取消刀具半径补偿
g91 g29 x0y0 z0; 返回第二参考点(换刀点)
m06; 执行换刀动作m06，把t06装在主轴上
3.刀具补偿
(1)刀具半径补偿g40，以1，以2。加工中心的刀具半径补偿与数控铣床刀具半径补偿类似，一般是指铣刀中心轨迹与工件的实际尺寸之间的距离采用半径补偿方式来设定，补偿量为刀具半径值。第13章已经介绍过，在使用半径补偿时，编程按工件实际尺寸来计一算，而加工中刀具轨迹可自动偏置。详细内容见第13章13. 3. 3数控铣床编程指令简介:
(2)刀具长度补偿g40 g41 g42。在数控铣床上需要用刀具长度补偿功能补偿刀具的磨损。加工中也有同样的问题，而且由于多把刀具参与一个零件的加工，还产生了新的问题。当一个加工程序内要使用几把刀时，由于每把刀的长度不同，在同一坐标系内，在z值不变的情况下，每把刀具的端面在z方向的实际位置有所不同，这会给编程带来很大困难。为此，先将一把刀作为标准刀具，以此为基准，将其他刀具的长度相对于标准刀具长度的增加或减少值作为补偿记录在机床数控系统的某个单元内。当刀具z方向运动时，数控系统将根据已记录的补偿值作相应的修正。当实际刀具与编程刀具长度不符时，用长度补偿进行修正可不必改变所编程序。详细内容见第13章13. 3. 3数控铣床编程指令简介::
编程举例
例14-1如图14. 12所示为零件及零件位置图。其中1#, 2#, 5#, 6#, 7#, 8#孔深10 mm, 3#，4#, 9#为通孔。
i.工艺分析
由于零件较小，外形规则，采用平口钳装夹即可，选择以下四种工具进行加工:1号刀为φ50 mm端铣刀，用于铣上表面;2号刀为φ20 mm立铣刀，用于铣左台阶面;3号刀为φ6 mm钻头，4号刀为φ11 mm钻头，用于孔加工。通过测量刀具，设定补偿值，用于刀具补偿。该零件的工艺规程见表14. 3 –
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由于加工中心可以进行多工位加工，故常常在一个程序中用到多个坐标系。利用g54g59则可建立6个工件坐标系，如图14. 10所示。
例如，用g54和g59建立两个坐标系，首先测量出对应工件原点与机床原点的偏置量，即g54 (x1, y1, z1)、g59 (x6 , y6 , z6 )，然后在相应的工件坐标系选择画面上填入相应值，就完成了g54 , g59工件坐标系的设定。此后程序中有g90 g54 x30 y20时，则向预先设定的工件坐标系中的a点移动，如图14. 11所示。
2.换刀指令
换刀指令由g,r m06构成。t为选刀指令，一般为t00一t99, t00为刀具库中的空刀位，不安装刀具。一般在加工程序结束前，要把主轴上的刀送回刀具库中，执行t00 m06即可。t01一t99为1一99号刀具位置。如果说要用3号刀，那么t03的功能就是把刀具库中的3号刀位上的刀转至待取位置。m06为换刀指令，当执行m06时，自动换刀装置把待取位置上的刀与主轴上的刀同时取下并相互交换位置。一般选刀和换刀分开执行，选刀动作可与机床加工同时进行，即利用切削时间选好刀具;而换刀必须在主轴停转条件下进行，因此换刀动作指令m06必须编在用“新刀”进行加工的程序段之前，等换上“新刀”，启动主轴后，方可进行下面程序段的加工。
一般零件加工中心换刀前要执行g28指令，使主轴刀具卡盘端面中心返回机床参考点、.;在g28指令前，必须取消刀具的半径补偿和长度补偿。g28的使用格式如下:
g53 g28 x y z;
其中，g53为机床坐标系指令，x_ y_ z_为机床坐标系中的位置坐标，该指令的意义是刀具经过中间点x_ y_ z_返回机床的参考点，x_ y_ z_是刀具回机床参考途中必须经过的中间位置。如要换t03，作为下一工序的使用刀具，其指令程序段为:
t03 选t03号刀具
g40 g99;
g53 g28 zo m06
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…..
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(1)刀具半径补偿g40，以1，以2。加工中心的刀具半径补偿与数控铣床刀具半径补偿类似，一般是指铣刀中心轨迹与工件的实际尺寸之间的距离采用半径补偿方式来设定，补偿量为刀具半径值。第13章已经介绍过，在使用半径补偿时，编程按工件实际尺寸来计一算，而加工中刀具轨迹可自动偏置。详细内容见第13章13. 3. 3数控铣床编程指令简介:
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