第5讲加工中心编程与操作 5.1加工中心简介 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。它主要用于箱 体类零件和复杂曲面零件的 VBZ700HS 加工，能把铣削、镗削、钻 削、攻螺纹和车螺纹等功能 集中在一台设备上。因为加 工中心具有多种换刀、选刀 功能(ATC)及自动工作台 交换装置(APC),故工件 经一次装夹后，可自动地完 成或者接近完成工件各面的 加工工序，从而使生产效率 和自动化程度大大提高
第5讲 加工中心编程与操作 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。它主要用于箱 体类零件和复杂曲面零件的 加工，能把铣削、镗削、钻 削、攻螺纹和车螺纹等功能 集中在一台设备上。因为加 工中心具有多种换刀、选刀 功能（ATC）及自动工作台 交换装置（APC），故工件 经一次装夹后，可自动地完 成或者接近完成工件各面的 加工工序，从而使生产效率 和自动化程度大大提高。 5.1 加工中心简介
一、加工中心的种类 加工箱体类零件的加工中心， 一般是在镗、铣床的基础上发展起 来的，可称为镗铣类加工中心，习 惯上简称为加工中心。另外，还有 一类加工中心，是以轴类零件为主 要加工对象，称为车削中心或车铣 弗山 金精密机 中心。本讲介绍镗铣类加工中心编 VL-610 程及应用
一、加工中心的种类 加工箱体类零件的加工中心， 一般是在镗、铣床的基础上发展起 来的，可称为镗铣类加工中心，习 惯上简称为加工中心。另外，还有 一类加工中心，是以轴类零件为主 要加工对象，称为车削中心或车铣 中心。本讲介绍镗铣类加工中心编 程及应用
1.按功能特点分：可分为镗铣、钻削和复合加工中心 ①镗铣加工中心。镗铣加工中心和龙门式加工中心以镗铣为主， 适应于箱体、壳体以及各种复杂零件的特殊加工和曲面轮廓的 多工序加工，适用于多品种、小批量的生产方式。 ②钻削加工中心。以钻削为主，刀库形式以转塔头形式为主， 适应于中、小批量零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及连续轮 廓铣削等多工序加工。 ③复合加工中心。复合加工中心主要指五面复合加工，可以自 动回转主轴头，进行立卧加工。主轴自动回转后，在水平和垂 直面实现刀具自动交换
1.按功能特点分：可分为镗铣、钻削和复合加工中心 ① 镗铣加工中心。镗铣加工中心和龙门式加工中心以镗铣为主， 适应于箱体、壳体以及各种复杂零件的特殊加工和曲面轮廓的 多工序加工，适用于多品种、小批量的生产方式。 ② 钻削加工中心。以钻削为主，刀库形式以转塔头形式为主， 适应于中、小批量零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及连续轮 廓铣削等多工序加工。 ③ 复合加工中心。复合加工中心主要指五面复合加工，可以自 动回转主轴头，进行立卧加工。主轴自动回转后，在水平和垂 直面实现刀具自动交换
2.按结构特征分类 按工作台种类分，加工中心工作台有各种结构，可分 为单、双工作台和多工作台。设置工作台的目的是为了缩 短零件的辅助准备时间，提高生产效率和机床自动化程度。cM-565D 最常见的是单工作台和双工作台两种形式。 3按主轴种类分类 根据主轴结构特征分类，可以分为单轴 双轴、三轴及可换主轴箱体的加工中心。 4按自动换刀装置分类 ①转塔头加工中心。有立式和卧式两种。主轴数一般为6~12 个，这种结构换刀时间短、刀具数量少、主轴转塔头定位精度 要求较高
2.按结构特征分类 按工作台种类分，加工中心工作台有各种结构,可分 为单、双工作台和多工作台。设置工作台的目的是为了缩 短零件的辅助准备时间，提高生产效率和机床自动化程度。 最常见的是单工作台和双工作台两种形式。 3.按主轴种类分类 根据主轴结构特征分类，可以分为单轴、 双轴、三轴及可换主轴箱体的加工中心。 4.按自动换刀装置分类 ① 转塔头加工中心。有立式和卧式两种。主轴数一般为6～12 个，这种结构换刀时间短、刀具数量少、主轴转塔头定位精度 要求较高
②刀库+主轴换刀加工中心。 这种加工中心特点是无机械 手式主轴换刀，利用工作台 运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。 ③刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种加工中心结构多种多样，由于机 械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选得到和主轴上的刀，因此换刀时间短， 并且选刀时间与机加工时间重合，因此得到广泛应用。 ④刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。这种加工中心在主轴上的刀具进 切削时，通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上。当主轴 的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀工作，换刀时间短
② 刀库+主轴换刀加工中心。 这种加工中心特点是无机械 手式主轴换刀，利用工作台 运动及刀库转动，并由主轴箱上下运动进行选刀和换刀。 ③ 刀库+机械手+主轴换刀加工中心。这种加工中心结构多种多样，由于机 械手卡爪可同时分别抓住刀库上所选得到和主轴上的刀，因此换刀时间短， 并且选刀时间与机加工时间重合，因此得到广泛应用。 ④ 刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心。这种加工中心在主轴上的刀具进 切削时,通过机械手将下一步所用的刀具换在转塔头的非切削主轴上。当主轴 的刀具切削完毕后，转塔头即回转，完成换刀工作，换刀时间短
二、加工中心的特点 加工中心作为一种多功能的数控机床，它除了具有数控机 床的共同特点，还具有其独特的优点： 1工序集中 加工中心的制造工艺与传统工艺及 普通数控加工有很大不同。由于加工中 心备有刀库并能自动更换刀具，对工件 进行多工序加工，使得工件在一次装夹 后，数控系统能控制机床按不同工序自 动选择和更换刀具，自动改变机床的主 轴转速、进给量和刀具相对工件的运动 轨迹及其他辅助机能，现代加工中心更 大程度的使工件在一次装夹后实现多表 面、多特征、多工位的连续、高效、高 精度加工，即工序集中。这是加工中心 最突出的特点
二、加工中心的特点 加工中心作为一种多功能的数控机床，它除了具有数控机 床的共同特点，还具有其独特的优点： 1.工序集中 加工中心的制造工艺与传统工艺及 普通数控加工有很大不同。由于加工中 心备有刀库并能自动更换刀具，对工件 进行多工序加工，使得工件在一次装夹 后，数控系统能控制机床按不同工序自 动选择和更换刀具，自动改变机床的主 轴转速、进给量和刀具相对工件的运动 轨迹及其他辅助机能，现代加工中心更 大程度的使工件在一次装夹后实现多表 面、多特征、多工位的连续、高效、高 精度加工，即工序集中。这是加工中心 最突出的特点
2.对加工对象的适应性强 四轴联动、五轴联动加工中心的应用以及CAD/CAM技术 的成熟、发展，使复杂零件的自动加工成为易事。 加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上， 而且可以快速实现批量生产，拥有并提高市场竞争能力。 3加工精度高、加工生产效率高 加工中心由于工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为 干扰，故加工精度更高，加工质量更加稳定。 零件加工所需要时间包括机动时间与辅助时间。加工中心 带有刀库和自动换刀装置，能集中完成多种工序，因而减少工 件装夹、测量和机床调整时间，减少工件半成品的周转、搬运 和存放时间，使机床的切削利用率高于普通机床3~4倍，达 80%以上，生产效率较高
2.对加工对象的适应性强 四轴联动、五轴联动加工中心的应用以及CAD/CAM技术 的成熟、发展，使复杂零件的自动加工成为易事。 加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上， 而且可以快速实现批量生产,拥有并提高市场竞争能力。 3.加工精度高、加工生产效率高 加工中心由于工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为 干扰，故加工精度更高，加工质量更加稳定。 零件加工所需要时间包括机动时间与辅助时间。加工中心 带有刀库和自动换刀装置，能集中完成多种工序，因而减少工 件装夹、测量和机床调整时间，减少工件半成品的周转、搬运 和存放时间，使机床的切削利用率高于普通机床3～4倍，达 80%以上，生产效率较高
4.操作者的劳动强度减轻 加工中心对零件的加工是按编好的程序自动完成的，操 作者除了操作键盘、装卸零件、关键工序的中间测量以及观 察机床的运行之外，不需要进行繁重的手工操作，劳动强度 大为减轻，劳动条件也得到很大的改善。 5.经济效益高 在单件、小批量生产的情况下，能获得良好的经济效益 由于加工中心的加工稳定，减少了废品率，使生产成本下降。 6.有利于生产管理的现代化 加工中心加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有 效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。当前有许多大 型CAD/CAM集成软件已经开发了生产管理模块，实现了计算 机辅助生产管理
4.操作者的劳动强度减轻 加工中心对零件的加工是按编好的程序自动完成的，操 作者除了操作键盘、装卸零件、关键工序的中间测量以及观 察机床的运行之外，不需要进行繁重的手工操作，劳动强度 大为减轻，劳动条件也得到很大的改善。 5.经济效益高 在单件、小批量生产的情况下，能获得良好的经济效益。 由于加工中心的加工稳定，减少了废品率,使生产成本下降。 6.有利于生产管理的现代化 加工中心加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有 效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。当前有许多大 型CAD/CAM集成软件已经开发了生产管理模块，实现了计算 机辅助生产管理
三、加工中心的基本功能和性能 ①高度自动化 ②大功率和高精度 ③高速度 ④可靠性 四、加工中心的应用 加工中心最适合加工具有以下特点的零件： ①周期性重复投产的零件 ②价格昂贵的高精度零件 ③多品种、小批量生产的零件④结构比较复杂的零件 ⑤需要频繁改型的零件 ⑥多工位和工序可集中的零件
三、加工中心的基本功能和性能 ① 高度自动化 ② 大功率和高精度 ③ 高速度 ④ 可靠性 四、加工中心的应用 加工中心最适合加工具有以下特点的零件： ① 周期性重复投产的零件 ② 价格昂贵的高精度零件 ③ 多品种、小批量生产的零件④ 结构比较复杂的零件 ⑤ 需要频繁改型的零件 ⑥ 多工位和工序可集中的零件
5.2 FANUC0i-MA加工中心编程 5.2.1加工中心编程基础 出出。 一、加工中心的编程方法 ①手工编程。这种方法变换比较简单，容易掌握，适用中等复 杂程度及计算量不大的零件编程，是加工中心操作人员必须掌 握的一种操作方法。 ②自动编程。利用微机及专用的自动编程软件，以人机对话方 式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令，适用 于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面的加工程序的编制。 ③CAD/CAM软件的编程。利用CAD/CAM集成软件进行零件的 设计、分析及加工编程，适用于制造业中的大型CAD/CAM集成 系统，如柔性制造系统(FMS)和集成制造系统(CMS)
5.2 FANUC Oi-MA加工中心编程 5.2.1 加工中心编程基础 一、加工中心的编程方法 ① 手工编程。这种方法变换比较简单，容易掌握，适用中等复 杂程度及计算量不大的零件编程，是加工中心操作人员必须掌 握的一种操作方法。 ② 自动编程。利用微机及专用的自动编程软件，以人机对话方 式确定加工对象和加工条件，自动进行运算和生成指令，适用 于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面的加工程序的编制。 ③ CAD/CAM软件的编程。利用CAD/CAM集成软件进行零件的 设计、分析及加工编程，适用于制造业中的大型CAD/CAM集成 系统，如柔性制造系统（FMS）和集成制造系统（CIMS）