《數(shù)控加工技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

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1、 機(jī)電工程學(xué)院 數(shù)控技術(shù) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 編者：沈華東 徐賜軍 黃松林 審核：丁晚景 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 機(jī)械電子工程系 二0一一年十二月 實(shí)驗(yàn)一：數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)及基本操作實(shí)驗(yàn) [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床的硬件基本組成，了解數(shù)控機(jī)床的工作原理，掌握當(dāng)今主流數(shù)控系統(tǒng)的控制面版的基本組成，掌握SIEMENS和FUNC系統(tǒng)操作面版的基本操作。 [實(shí)驗(yàn)屬性] 本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性質(zhì) [實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)] 4學(xué)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)計(jì)劃選作2~4學(xué)時(shí)。

2、 [實(shí)驗(yàn)內(nèi)容] 1．?dāng)?shù)控機(jī)床的組成、特點(diǎn)及分類 1.1 數(shù)控機(jī)床的組成： 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都是CNC機(jī)床，一般由數(shù)控操作系統(tǒng)和機(jī)床本體組成，主要有如下幾部分組成。 1) CNC裝置： 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（即CNC裝置）是CNC系統(tǒng)的核心，由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、各I／O接口及外圍邏輯電路等構(gòu)成。 2) 數(shù)控面板： 數(shù)控面板是數(shù)控系統(tǒng)的控制面板，主要有顯示器和鍵盤(pán)組成。通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理和對(duì)數(shù)控程序及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入和編輯修改。 3) 可編程邏輯控制器PLC： PLC是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，用于完成數(shù)控機(jī)床的各種邏輯運(yùn)算和順序控制。例如：主軸的啟停

3、、刀具的更換、冷卻液的開(kāi)關(guān)等輔助動(dòng)作。 4) 機(jī)床操作面板： 一般數(shù)控機(jī)床均布置一個(gè)機(jī)床操作面板，用于在手動(dòng)方式下對(duì)機(jī)床進(jìn)行一些必要的操作，以及在自動(dòng)方式下對(duì)機(jī)床的運(yùn)行進(jìn)行必要的干預(yù)。上面布置有各種所需的按鈕和開(kāi)關(guān)。 5) 伺服系統(tǒng)： 伺服系統(tǒng)分為進(jìn)給伺服系統(tǒng)和主軸伺服系統(tǒng)，進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要有進(jìn)給伺服單元和伺服進(jìn)給電機(jī)組成。用于完成刀架和工作臺(tái)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。主軸伺服系統(tǒng)用于數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)，一般由恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速。為滿足某些加工要求，還要求主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)能同步控制。 6) 機(jī)床本體： 機(jī)床本體的設(shè)計(jì)與制造，首先應(yīng)滿足數(shù)控加工的需要，具有剛度大、精度高、能適應(yīng)自動(dòng)運(yùn)行等特點(diǎn)，由

4、于一般均采用無(wú)級(jí)調(diào)速技術(shù)，使得機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和主傳動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)被大大簡(jiǎn)化甚至取消，為滿足高精度的傳動(dòng)要求，廣泛采用滾珠絲桿、滾動(dòng)導(dǎo)軌等高精度傳動(dòng)件。為提高生產(chǎn)率和滿足自動(dòng)加工的要求，還采用自動(dòng)刀架以及能自動(dòng)更換工件的自動(dòng)夾具等。 1.2 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)： 由于數(shù)控機(jī)床是計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制同精密機(jī)床兩者之間的相互結(jié)合，使得它具有高效率、高精度、高柔性等特點(diǎn)。 1) 具有廣泛的適應(yīng)性： 現(xiàn)代加工業(yè)為適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求，需不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代，產(chǎn)品的換代勢(shì)必要求其零件的改變，而對(duì)于數(shù)控加工來(lái)說(shuō)，只要改變數(shù)控程序或加工程序中的相應(yīng)參數(shù)，就能對(duì)新零件或改型后的零件進(jìn)行自動(dòng)加工。因此能很好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

5、對(duì)產(chǎn)品改型換代的要求。 2) 高精度與質(zhì)量穩(wěn)定： 數(shù)控機(jī)床的本體中廣泛采用滾珠絲桿、滾動(dòng)導(dǎo)軌等高精度傳動(dòng)部件，而伺服傳動(dòng)系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的設(shè)定單位可達(dá)到0.01~0.005mm。并且還有誤差修正或補(bǔ)償功能。而數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行是根據(jù)數(shù)控程序而來(lái)，在程序調(diào)試完畢，加工件精度滿足要求后，就進(jìn)行自動(dòng)加工，一般不需人工干預(yù)，從而保證其高精度和高穩(wěn)定性。 3) 效率高： 數(shù)控加工在程序調(diào)試完成，首件加工合格后，就可進(jìn)行自動(dòng)批量加工。加工過(guò)程中工件裝夾、刀具更換、切削用量的調(diào)整均有設(shè)備自動(dòng)完成，而且加工中一般無(wú)需進(jìn)行檢測(cè)，從而極大地減少了輔助時(shí)間。在程序的編制中只要對(duì)切削用量進(jìn)行合理的選擇，就可以在滿足加

6、工要求的前提下，提高其生產(chǎn)效率。 4) 能進(jìn)行復(fù)雜零件的加工： 數(shù)控機(jī)床采用計(jì)算機(jī)插補(bǔ)技術(shù)和多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)控制，因此可實(shí)現(xiàn)任意軌跡運(yùn)動(dòng)，并能加工出任何復(fù)雜形狀的空間曲面，從而滿足加工普通機(jī)床無(wú)法加工的復(fù)雜零件。 5) 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件： 由于數(shù)控機(jī)床進(jìn)行的是自動(dòng)加工，程序調(diào)試完成后，一般不需對(duì)其進(jìn)行人工干預(yù)，可以大大減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)一人管理多臺(tái)機(jī)器。 6) 有利于進(jìn)行現(xiàn)代化管理： 數(shù)控機(jī)床加工能方面、精確的計(jì)算零件的加工時(shí)間，同時(shí)還可以進(jìn)行自動(dòng)加工統(tǒng)計(jì)，從而做到自動(dòng)精確計(jì)算生產(chǎn)和加工費(fèi)用，有利于對(duì)生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)代化管理。 1.3 數(shù)控機(jī)床的分類： 隨

7、著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的類型越來(lái)越多，其加工用途、功能特點(diǎn)多種多樣，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前數(shù)控機(jī)床的品種已達(dá)500多種。按其實(shí)際使用情況可分為兩大類（當(dāng)然還有其它的分類方法），加工用途類和控制軌跡類。 1) 加工用途類： 加工用途類一般是以數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工使用情況進(jìn)行分類。主要有如下三類： a. 普通數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床以及數(shù)控加工中心等金屬切削類。 b. 數(shù)控沖床、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等成型類。 c. 數(shù)控電火花切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)等特種加工類。 2) 控制軌跡類： 控制軌跡類是根據(jù)數(shù)控機(jī)床刀具與被加工工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌

8、跡來(lái)分類，一般分為點(diǎn)控制、線控制和輪廓控制三類。 a. 點(diǎn)控制類主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等，其特點(diǎn)是移動(dòng)定位是不加工，要求以最快速度從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)，進(jìn)行準(zhǔn)確快速定位，一般來(lái)說(shuō)各坐標(biāo)軸之間沒(méi)有嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)要求。 b. 線控制類是在點(diǎn)控制類基礎(chǔ)上，對(duì)單個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)速度控制，其作用一般是使數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控磨床等，完成簡(jiǎn)單臺(tái)階形或矩形零件的加工。 c. 輪廓控制類數(shù)控機(jī)床也稱為連續(xù)控制類數(shù)控機(jī)床，其特點(diǎn)是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度，同時(shí)進(jìn)行連續(xù)相關(guān)控制，使刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，符合工件加工輪廓的表面要求。目前大多數(shù)金屬切削機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，均是輪廓控制系

9、統(tǒng)。根據(jù)其控制坐標(biāo)軸的數(shù)目，可分為二軸聯(lián)動(dòng)、二軸半聯(lián)動(dòng)、三軸聯(lián)動(dòng)、四軸或五軸聯(lián)動(dòng)。 2．斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的基本操作 2.1 執(zhí)行和退出 2.1.1執(zhí)行 斯沃軟件 的執(zhí)行: 在執(zhí)行SSCNC.exe后，系統(tǒng)顯示如上圖那樣銑削和車削集成的屏幕。點(diǎn)擊要使用的機(jī)床執(zhí)行相應(yīng)的操作。 2.1.2 退出 按(Alt +F4)鍵或點(diǎn)擊 圖標(biāo)可以退出系統(tǒng)。在程序被終止時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)保存：所選擇的運(yùn)行模式、操作面板上的切換開(kāi)關(guān)的位置、加工的位置和屏幕的尺寸等數(shù)據(jù)。 2.2 基本操作 2.2.1 工具條和菜單的配置 圖標(biāo) 名稱及功能 建立新文件的功能(如NC文件) 打開(kāi)

10、保存的文件(如NC文件) 保存工程文件(如程序、刀具、毛坯文件) 另存文件 選擇機(jī)床規(guī)格大小 刀具的定義 顯示模式切換 選擇毛坯大小、工件坐標(biāo)、工件掉頭、冷卻液調(diào)整 快速模擬加工 對(duì)刀(FANUC車床專用) 加工中關(guān)機(jī)床門 毛坯夾緊位置正向微調(diào)(FANUC車床專用) 毛坯夾緊位置負(fù)向微調(diào)(FANUC車床專用) 表2.2－1 全部命令可以從屏幕左側(cè)工具條上的按鈕來(lái)執(zhí)行。 當(dāng)光標(biāo)指向各按鈕時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即提示其功能，同時(shí)在屏幕底部的狀態(tài)欄里顯示該功能的詳細(xì)說(shuō)明。 圖標(biāo)說(shuō)明： 窗口切換：變換顯示界面 屏幕放大 屏

11、幕縮小 屏幕放大、縮小 屏幕平移 屏幕旋轉(zhuǎn) 二維顯示(FANUC車床專用) X-Z平面選擇 Y-Z平面選擇 Y-X平面選擇 機(jī)床罩殼切換顯示 工件測(cè)量 聲控 坐標(biāo)顯示 鐵屑顯示 冷卻水顯示 毛坯顯示 零件顯示 零件截面顯示 透明顯示 刀具交換裝置顯示 顯示刀位號(hào) 刀具顯示 刀具透明 刀具軌跡 版本說(shuō)明 在線幫助 錄制參數(shù)設(shè)置 錄制開(kāi)始 錄制結(jié)束 2.2.2 文件管理菜單 程序文件（*.NC）、刀具文件（*.ct）和毛坯文件（*.

12、wp）調(diào)入和保存有關(guān)的功能，例如用于打開(kāi)或保存對(duì) NC代碼編輯過(guò)程的數(shù)據(jù)文件。 打開(kāi) ： 相應(yīng)的對(duì)話框被打開(kāi)，可進(jìn)行選取所要代碼的文件，完成選取后相應(yīng)的NC代碼顯示在 NC窗口里。 圖2.2－1 新建： 刪除編輯窗口里正在被編的NC代碼。 保存： 保存工程文件（程序文件、刀具文件、和毛坯文件），輸入一個(gè)新文件名。 圖2.2－2 另存為： 以新文件名稱保存。 圖2.2－3 選擇機(jī)床規(guī)格大小　　 圖2.2－4 機(jī)床參數(shù) 1. 加工步長(zhǎng)、加工圖形顯示加速：控制機(jī)床加工速度(根據(jù)計(jì)算機(jī)顯存的配置調(diào)整)。 2. 顯示精度：顯示加工零件的精度(

13、根據(jù)計(jì)算機(jī)顯存的配置調(diào)整)。 3. 脈沖混合編程：如選擇必須用小數(shù)點(diǎn)編程。 4. 車床前置刀架和后置刀架選擇。 5. 刀架換刀速度控制。 6. 夾具裝夾速度控制(車床掉頭卡盤(pán)夾緊)。 7. 起角、終角：車床剖切顯示角度。 圖2.2－5 顯示顏色 刀具的定義　　　 圖2.2－6 FANUC(銑床)刀具庫(kù)管理 圖2.2－7 FANUC(車床)刀具庫(kù)管理 1. 添加: 輸入刀具號(hào)。 輸入刀具名稱。 可選擇端銑刀、球頭刀、圓角刀、鉆頭、鏜刀。 可定義直徑、刀桿長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率。 選確定,即可添加到刀具管理庫(kù)。 圖2.2－8 FANUC(銑床)

14、刀具添加 圖2.2－9 FANUC(車床)刀具添加 2.刀具添加到主軸: 在刀具數(shù)據(jù)庫(kù)里選擇所需刀具，如01刀。 按住鼠標(biāo)左鍵拉到機(jī)床刀庫(kù)上(車床添加到刀架上)。 添加到刀架上，按確定。 工件參數(shù)及附件　 工件大小、原點(diǎn)： 圖2.2－10 FANUC(銑床)設(shè)置工件大小、原點(diǎn) 1. 定義毛坯長(zhǎng)、寬、高以及材料 2. 定義工件零點(diǎn)X、Y、Z坐標(biāo) 3. 選擇更換加工原點(diǎn)、更換工件 數(shù)控銑軟件里可以用理論方法對(duì)工件零點(diǎn)，例如： 根據(jù)所選擇的機(jī)床行程規(guī)格如X800 Y400 Z350，如果把工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)到工件表面中心上，這時(shí)就輸入如上圖坐標(biāo)X

15、0 Y0 Z0，這時(shí)工件坐標(biāo)系就設(shè)到工件表面中心上，可以選擇G54～G59，按“確定”即存入到OFFSET G54～G59的坐標(biāo)系里。 圖2.2－11 FANUC(車床)設(shè)置工件大小、原點(diǎn) 1. 定義毛坯尺寸和材料 2. 選擇夾具類型和尾架頂針 工件裝夾： 1. 直接裝夾 2. 工藝板裝夾 3. 平口鉗裝夾 圖2.2－12 工件放置： 圖2.2－13 (1)選擇X方向放置位置 (2)選擇Y方向放置位置 (3)選擇放置角度位置 (4)按“放置”和“確定”鍵 基準(zhǔn)芯棒選擇： 選擇芯棒規(guī)格 選擇塞尺規(guī)格 圖2.2－14 冷卻液調(diào)整： 冷

16、卻管長(zhǎng)度和角度調(diào)整 圖2.2－15 快速模擬加工　 1. 用EDIT編程。 2. 選擇好刀具。 3. 選擇好毛坯、對(duì)工件零點(diǎn)。 4. 放置AUTO模式。 5. 可按此鍵快速模擬加工。 工件測(cè)量　　　 FANUC (銑床) FANUC (車床) 點(diǎn)和截面測(cè)量 特征線(結(jié)合計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)上的光標(biāo)鍵使用，能夠變換測(cè)量不同部位的尺寸。) 距離測(cè)量 光潔度測(cè)量 測(cè)量退出 測(cè)量的三種方式： (1)特征點(diǎn) (2)特征線 (3)粗糙度分布 圖2.2－16 測(cè)量特征點(diǎn)可用坐標(biāo)定位對(duì)話框，如上圖。 圖2.2－17 FANUC(銑床)測(cè)量尺寸

17、 圖2.2－18 FANUC(車床)測(cè)量尺寸 錄制參數(shù)設(shè)置 學(xué)生的操作可實(shí)時(shí)錄像，有三種錄制區(qū)域選擇方式：固定區(qū)域、窗選區(qū)域、全屏。 參數(shù)設(shè)置為： 圖2.2－19 輸出信息 輸出當(dāng)前信息文件 輸出所有信息文件 前一天信息 后一天信息 刪除當(dāng)前信息文件 參數(shù)設(shè)置 單擊“參數(shù)設(shè)置”按鈕時(shí)，出現(xiàn)“信息窗口參數(shù)”窗口。 圖2.2-20 字體顏色設(shè)置 圖2.2-21 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 1. 一般警告 s 回參考點(diǎn)! s 卸下主

18、軸測(cè)量芯棒(僅用于銑床)! s 程序保護(hù)已鎖定，無(wú)法編輯! s 程序保護(hù)已鎖定，無(wú)法刪除程序! s 程式?jīng)]有登記！請(qǐng)先登記! s 輸入格式為::X*** 或Y*** 或Z*** (FANUC 測(cè)量)! s 刀具參數(shù)不正確! s 刀具庫(kù)中已有該刀號(hào)的刀具,請(qǐng)重新輸入刀號(hào)! s 刀架上無(wú)此號(hào)的刀具! s 自動(dòng)換刀前，請(qǐng)先卸下測(cè)量芯棒! s 請(qǐng)把模式打在Auto、Edit或DNC上，再打開(kāi)文件! s 工件過(guò)大，無(wú)法放置工件! 2. 編程警告 s 搜索程序，無(wú)O****程序! s 程序保護(hù)已鎖定，無(wú)法編輯新的程序號(hào)! 3. 機(jī)床操作警告 s 電源沒(méi)打開(kāi)或沒(méi)上強(qiáng)電! s

19、主軸啟動(dòng)應(yīng)該在JOG、HND、INC或WHEEL等模式 s 請(qǐng)關(guān)上機(jī)床門! s 啟動(dòng)NCSTART，請(qǐng)切換到自動(dòng)、MDI、示教或DNC模式! 4. 一般錯(cuò)誤 s 請(qǐng)先卸下主軸測(cè)量芯棒再啟動(dòng)NCSTART s X方向超程 s Y方向超程 s Z方向超程 5. 編程錯(cuò)誤 s 一般G代碼和循環(huán)程序有問(wèn)題! s 程序目錄中,無(wú)O***號(hào)程序! s 刀號(hào)超界! s 半徑補(bǔ)償寄存器號(hào)D超界 s 長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器號(hào)H超界 s O***程式?jīng)]有登記!無(wú)法刪除! s 子程序調(diào)用中,副程序號(hào)不存在! s 子程序調(diào)用中,副程序不正確! s G代碼中缺少F值! s 刀具補(bǔ)償沒(méi)有直線段

20、引入! s 刀具補(bǔ)償沒(méi)有直線段引出! 6. 機(jī)床操作錯(cuò)誤 s 刀具碰到工作臺(tái)了! s 測(cè)量芯棒碰到工作臺(tái)了! s 端面碰到工件了! s 刀具碰到了夾具! s 主軸沒(méi)有開(kāi)啟，碰刀! s 測(cè)量芯棒碰刀! s 碰刀! 請(qǐng)更換小型號(hào)的測(cè)量芯棒，或?qū)⒅鬏S提起! 在YhcncMonitor網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器里，通過(guò)操作教師可以實(shí)時(shí)發(fā)送考題給學(xué)生，學(xué)生做完可發(fā)送給教師評(píng)分，教師可控制學(xué)生機(jī)床操作面板和錯(cuò)誤信息的提示。 圖2.2-22 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 圖2.2-23 過(guò)程查看 3．實(shí)驗(yàn)的方法與步驟 3.1 對(duì)照數(shù)控機(jī)床認(rèn)識(shí)機(jī)床的

21、各個(gè)組成部分： a. 認(rèn)識(shí)并熟悉數(shù)控系統(tǒng)的各個(gè)部分，包括數(shù)控主機(jī)的控制面板、顯示器、鍵盤(pán)等。 b. 認(rèn)識(shí)并熟悉機(jī)床本體的各個(gè)部分，包括床身、導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、絲桿、工件夾頭、刀架、控制開(kāi)關(guān)等。 c. 熟悉并掌握整個(gè)數(shù)控機(jī)床的啟動(dòng)和停止。 3.2 啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件： a. 啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件進(jìn)入主控菜單，對(duì)主控菜單中各個(gè)子菜單進(jìn)行熟悉，了解并掌握進(jìn)入、退出各級(jí)菜單的方法。 b. 分別進(jìn)入各級(jí)子菜單，對(duì)各級(jí)子菜單的作用進(jìn)行認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)掌握“文件編輯、參數(shù)設(shè)定、坐標(biāo)設(shè)定、手動(dòng)運(yùn)行、立即執(zhí)行、示教功能、模擬加工”各子菜單中的內(nèi)容，以及各個(gè)功能鍵的作用。 c. 熟悉數(shù)控機(jī)床的控制面板，了

22、解并掌握控制面板中各個(gè)功能鍵的作用，以及同各級(jí)子菜單中一些功能相互結(jié)合的運(yùn)用。 d. 調(diào)出準(zhǔn)備好的一個(gè)或二個(gè)加工程序，進(jìn)行手動(dòng)運(yùn)行、示教功能、模擬加工等各項(xiàng)演示。 4．思考題 1、 數(shù)控機(jī)床的基本硬件組成； 2、 普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床的區(qū)別； 3、 數(shù)控機(jī)床的刀架與普通機(jī)床刀架的區(qū)別； 4、 數(shù)控機(jī)床開(kāi)機(jī)的步驟； 5、 數(shù)控機(jī)床的關(guān)機(jī)的步驟； 6、 數(shù)控機(jī)床加工的基本工作原理； 7、 斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的如何操作 第 32 頁(yè) 實(shí)驗(yàn)二：數(shù)控車床編程及仿真實(shí)驗(yàn) [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 1．掌握數(shù)控車床的加工特點(diǎn)。 2．掌握數(shù)控車床加工程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及編制方法。 3．掌握數(shù)

23、控車床程序的輸入、編輯、修改、調(diào)試、仿真、運(yùn)行等方法。 [實(shí)驗(yàn)屬性] 本實(shí)驗(yàn)屬綜合性質(zhì) [實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)] 6學(xué)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)計(jì)劃選作2~6學(xué)時(shí)。 [實(shí)驗(yàn)內(nèi)容] 數(shù)控車床是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)加上車床本體，是由計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出各項(xiàng)指令，指揮車床自動(dòng)運(yùn)行完成對(duì)零件的車削加工，整個(gè)過(guò)程由加工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備和自動(dòng)運(yùn)行加工組成。 1．毛坯準(zhǔn)備 分析零件圖紙，準(zhǔn)備零件毛坯。毛坯的選擇過(guò)程包括如下幾個(gè)方面。第一：應(yīng)滿足零件工藝加工各個(gè)方面的要求，包括裝夾部位的預(yù)留，以及合理的加工余量。第二：應(yīng)考慮數(shù)控車床的加工特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安裝和自動(dòng)定位的應(yīng)盡量滿足，以提高生產(chǎn)率減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度。第三：對(duì)

24、一些加工安裝前就需準(zhǔn)備好的部位，應(yīng)提前考慮安排加工準(zhǔn)備好。如中心孔等。 2．刀具準(zhǔn)備及對(duì)刀操作 加工前應(yīng)根據(jù)所用刀具情況，準(zhǔn)備加工中所使用的各種刀具，本次實(shí)驗(yàn)用CK6132型車床最多可安裝四把車刀，如果四把車刀不夠用，應(yīng)考慮分兩次加工完成。刀具安裝中可使用對(duì)刀塊進(jìn)行對(duì)刀，也可以預(yù)先準(zhǔn)備一個(gè)普通毛坯進(jìn)行試加工對(duì)刀。 對(duì)刀是數(shù)控加工中重要的操作內(nèi)容，其目的是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系。在本次實(shí)驗(yàn)中對(duì)刀的基本步驟如下： 1) X坐標(biāo)軸的對(duì)刀：手動(dòng)啟動(dòng)主軸——將刀具安裝到相應(yīng)的刀位——試車外圓——測(cè)量被加工后材料的直徑——記錄下直徑值——點(diǎn)擊按鍵“參數(shù)”——點(diǎn)擊按鍵“對(duì)刀”——輸入“

25、測(cè)理被加工后材料的直徑”——點(diǎn)擊按鍵“計(jì)算”。 2) Z坐標(biāo)軸的對(duì)刀：試車端面——加工至正好沒(méi)有切屑飛濺——點(diǎn)擊按鍵“參數(shù)”——點(diǎn)擊按鍵“對(duì)刀”——在相應(yīng)的位置輸“0”——將G500改為G54——點(diǎn)擊按鍵“計(jì)算”——點(diǎn)擊按鍵“確認(rèn)”。 3) 驗(yàn)證對(duì)刀是否正確：選用MDA工作方式——輸入程序段“G54 G0 X0 Z0”——看是否刀具停在編程坐標(biāo)稱的原點(diǎn)位置。 3．車加工程序的編制 數(shù)控車床是按編制好的加工程序發(fā)出各項(xiàng)指令，指揮車床自動(dòng)運(yùn)行完成對(duì)零件的車削加工。理想的加工程序不僅能保證加工出合格的零件，而且能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的利用和充分的發(fā)揮，盡可能的提高其工作效率，保證機(jī)床安全

26、高效的工作。 零件加工程序的編制過(guò)程，包括分析零件圖紙、進(jìn)行工藝處理（選則走刀路線）、進(jìn)行數(shù)學(xué)處理（走刀過(guò)程中各個(gè)點(diǎn)的計(jì)算、曲線與曲面坐標(biāo)的運(yùn)算）、編制程序清單、程序的輸入（包括效驗(yàn)與試運(yùn)行）等五個(gè)步驟。 1）程序的結(jié)構(gòu)與書(shū)寫(xiě)形式： 一個(gè)完整的數(shù)控加工程序由程序名和程序段構(gòu)成。程序的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容就是零件加工程序單。每一個(gè)程序段一般是由程序段號(hào)、功能字、坐標(biāo)字、各種輔助功能等組成。整個(gè)程序內(nèi)容是由全部的程序段，按段號(hào)由小到大排列組成。下面給出簡(jiǎn)單程序加以說(shuō)明： 程序名：TESTNC（功能字意義見(jiàn)表1-1） N0010 G01 U-90 F300 N0020 W-170 N003

27、0 U90 N0040 W170 N0050 M02 運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)圖2-1；由A起步以300mm/min的速度走一矩形A—B—C—D—A； 圖2-1 表1-1：指令字的基本格式 名稱 基本格式 主要含義 示例 程序名 *.NC 不同加工程序的代號(hào) SY1.NC 程序段號(hào) N 程序的段號(hào) （最大為9999） N0050 準(zhǔn)備功能 G 運(yùn)動(dòng)方式 （直線、斜線、圓弧等） G01 坐標(biāo)字 X.或X－. Z.或Z－. U.或U－. W.或W－. I.或I－. K.或K－. 坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)指令，絕對(duì)尺寸(mm)。 坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)指令，增量尺寸

28、(mm)。 圓弧圓心對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值(mm)。 X－50 U15.10 進(jìn)給功能 F. 進(jìn)給速度(mm/min)，螺紋導(dǎo)程(mm)，延時(shí)(s)。 F300 刀具功能 T 選擇刀具和是否代刀具長(zhǎng)度偏置補(bǔ)償 T10 輔助功能 M 機(jī)床各種輔助動(dòng)作 M03 重復(fù)次數(shù)或程序號(hào)、段號(hào) L 循環(huán)重復(fù)次數(shù)，指定工件號(hào)、程序跳轉(zhuǎn)段號(hào)及子程序調(diào)用段號(hào)。 L03 L0101 2）坐標(biāo)系統(tǒng)： 圖2-2 系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)，即右手笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)。刀具運(yùn)動(dòng)正方向是工件與刀具距離增大的方向。編程時(shí)既可以用絕對(duì)坐標(biāo)X、Z坐標(biāo)值，也可用相對(duì)坐標(biāo)U、W坐標(biāo)值，但必須依據(jù)

29、正確的組合方式進(jìn)行組合。正確組合為：X、Z；U、W；X、W；U、Z等，不正確的組合為：X、U；Z、W等。為了編程方面，坐標(biāo)系原點(diǎn)通常設(shè)定在工件對(duì)稱軸上，即Z軸，且X、U值為直徑量。數(shù)控車床各坐標(biāo)系關(guān)系如圖2-2。 3）工件坐標(biāo)系設(shè)定： 工件坐標(biāo)系的設(shè)定，首先應(yīng)確定幾個(gè)點(diǎn)的定義。起始點(diǎn)：即程序啟動(dòng)時(shí)刀具的開(kāi)始位置；坐標(biāo)原點(diǎn)：即工件坐標(biāo)系原點(diǎn)；機(jī)械原點(diǎn)：機(jī)床上刀具的固定基準(zhǔn)點(diǎn)。 對(duì)刀操作就是確定上述各點(diǎn)的位置以及相互關(guān)系，可采用G54~G59指令，通過(guò)手動(dòng)對(duì)刀的方式設(shè)定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的偏置量，也可使用G92指令，指定刀具當(dāng)前點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值（請(qǐng)注意：X、Z值要齊全不可缺少，且

30、不得使用U、W值）。 下面給出兩例G92指令的運(yùn)行結(jié)果： 例1：N0010 G92 X200 Z300 （結(jié)果見(jiàn)圖2-3）； 例2：N0010 G92 X200 Z50 （結(jié)果見(jiàn)圖2-4）； 圖2-3 圖2-4 4）程序編制時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題： A、編制前應(yīng)認(rèn)真確定加工中的走刀路線，繪出走刀路線圖，標(biāo)出各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值。 B、編制前應(yīng)認(rèn)真閱讀相關(guān)的編程操作說(shuō)明書(shū)，理解各指令的含義。 C、加工程序中應(yīng)合理設(shè)置各項(xiàng)加工參數(shù)。 D、實(shí)際加工前一定要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，不可出現(xiàn)在加工中或換刀時(shí)，刀具與工件產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，也不能出現(xiàn)超程現(xiàn)象。 4．實(shí)驗(yàn)步

31、驟 1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容，并掌握相關(guān)的數(shù)控機(jī)床知識(shí)。 2）按實(shí)驗(yàn)要求編制加工程序單。 3）啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，反復(fù)演練，熟悉其操作系統(tǒng)，對(duì)各項(xiàng)菜單進(jìn)行熟悉，對(duì)各控制按鈕進(jìn)行熟悉。 4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)“參數(shù)設(shè)定”菜單中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，重點(diǎn)掌握工件坐標(biāo)系參數(shù)設(shè)定的方法及一般步驟。 5）將編制好的加工程序調(diào)入到數(shù)控系統(tǒng)中。 6）在斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件中對(duì)加工程序進(jìn)行調(diào)試，檢查是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，如需修改請(qǐng)返回“編輯功能”中進(jìn)行，直到加工程序滿足要求。 7）在金工車間CK6132型數(shù)控車床上進(jìn)行實(shí)際加工，將準(zhǔn)備好的刀具安裝在刀架上，各刀具要安裝在相應(yīng)的刀位上，不可裝錯(cuò)。刀具

32、刀尖的高度要進(jìn)行校對(duì)，不可裝高或裝低。 8）根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)刀操作，完成工件坐標(biāo)系的設(shè)定。 9）進(jìn)入“自動(dòng)運(yùn)行”菜單執(zhí)行加工程序，加工中可通過(guò)屏幕對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，加工完畢后對(duì)零件進(jìn)行檢測(cè)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 5．思考題 1）加工如圖2-5零件，要求精車所有外形，不留加工余量。 圖2-5 2）編制下圖所示（圖2-6）的數(shù)控加工程序，毛坯材料為銅棒，尺寸為φ3590。 圖2-6 3）分別編制如圖2-7所示的四個(gè)零件數(shù)控加工程序，毛坯材料為銅棒。 圖2-7 附：實(shí)驗(yàn)加工實(shí)例。 要求加工如圖2-8所示零件，實(shí)現(xiàn)由粗加工到精加工成型的過(guò)程。本加工程序的文件名為

33、SY－01.NC。 圖2-8 刀具選擇： 一號(hào)刀：左偏刀； 二號(hào)刀：螺紋刀； 三號(hào)刀：切斷刀； 零件毛坯： 材料：尼龍； 毛坯尺寸：φ2080； 程序編制如下：程序名SY01.NC N0010 G92 X50 Z100 N0020 T1 N0030 S400 N0040 M03 N0050 G00 X25 Z0 N0060 G01 X-2 F30 N0070 Z2 F200 N0080 G00 X22 N0090 G22 L00

34、03 N0100 G01 U-2 F100 N0110 Z-50 F50 N0120 U0.5 N0130 G00 Z2 N0140 G80 N0150 G01 X16 F100 N0160 Z-45 F50 N0170 U2 W2 F100 N0180 G00 Z2 N0190 X16 N0200 G22 L0003 N0210 G01 U-2 F100 N0220 Z-15 F50 N0230 U0.5 N0240 G00 Z2 N0250 G80 N0260 G22 L0004 N0270 G01 U-1.5 F100 N0280 Z-5 F50

35、N0290 U0.5 N0300 G00 Z2 N0310 G80 N0320 G00 X14 N0330 Z-14 N0340 G01 Z-15 F50 N0350 X16 Z-23 N0360 X14 Z-35 N0370 Z-41 N0380 U4 W2 F100 N0390 G00 Z-14 N0400 G01 Z-15 F50 N0410 X12.8 N0420 X16 Z-23 N0430 X12.8 Z-35 N0440 Z-40 N0450 U5 W2 F100 N0460 G00 Z2 N0470 X8 N0480 G01 X6 F100

36、 N0490 Z-5 F50 N0500 X10 N0510 Z-15 N0520 X12 N0530 X16 Z-23 N0540 X12 Z-35 N0550 Z-40 N0560 G02 X16 Z-42 I4 K0 F50 N0570 G00 X50 Z100 N0580 T30 N0590 G00 Z-15 N0600 X13 N0610 M00 N0620 G01 X8 F20 N0630 X13 F30 N0640 G00 X50 Z100 N0650 T20 N0660 S300 N0670 G00 Z0 N0680 X15 N0690

37、 M00 N0700 G01 X9.8 F200 N0710 G33 W-14 F1.5 N0720 G01 Z0 F300 N0730 G01 X8.6 F200 N0740 G33 W-14 F1.5 N0750 G01 Z0 F300 N0760 G01 X8.2 F200 N0770 G33 W-14 F1.5 N0780 G01 Z0 F300 N0790 G00 X50 Z100 N0800 T30 N0810 S600 N0820 G00 Z-52 N0830 X25 N0840 G01 X18 F200 N0850 X-1 F15 N0860

38、U1 W1 F30 N0870 G00 X50 Z100 N0880 M05 N0890 M02 備注： 本程序中起刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、加工完后的終刀點(diǎn)同為一點(diǎn)，這樣的程序編制比較適合零件的批量加工。 實(shí)際運(yùn)行加工前，一定要運(yùn)行“示教功能”對(duì)程序反復(fù)檢查與調(diào)試，看看是否與您的編程要求吻合，否則應(yīng)對(duì)程序進(jìn)行編輯修改，直到滿足加工要求，方可運(yùn)行“自動(dòng)加工”進(jìn)行加工。 實(shí)驗(yàn)三：數(shù)控銑床編程及仿真實(shí)驗(yàn) [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 1．掌握數(shù)控銑床的加工特點(diǎn)。 2．掌握數(shù)控銑床加工程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及編制方法。 3．掌握數(shù)控銑床程序的輸入、編輯、修改、調(diào)試、示教、運(yùn)行等方法。 [實(shí)驗(yàn)屬性] 本實(shí)驗(yàn)屬綜

39、合性質(zhì) [實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)] 6學(xué)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)計(jì)劃選作2~6學(xué)時(shí)。 [實(shí)驗(yàn)內(nèi)容] 數(shù)控銑床是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)加上銑床本體，在工件安裝完畢，由計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)按以編好的程序發(fā)出各項(xiàng)指令，指揮銑床自動(dòng)運(yùn)行完成對(duì)零件的銑削加工，整個(gè)過(guò)程由加工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備和自動(dòng)運(yùn)行加工組成。 1．毛坯準(zhǔn)備 分析零件圖紙，選擇加工方法，準(zhǔn)備零件毛坯。毛坯的選擇過(guò)程包括如下幾個(gè)方面。第一：應(yīng)滿足零件工藝加工方面的要求，包括如何進(jìn)行定位裝夾，以及合理的加工余量。第二：應(yīng)考慮數(shù)控銑床的工作特點(diǎn)（包括能換幾把刀），能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安裝和自動(dòng)定位的應(yīng)盡量滿足，以提高生產(chǎn)率減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度。第三：對(duì)一些加工安裝前就需準(zhǔn)備好的

40、部位，應(yīng)提前考慮安排加工準(zhǔn)備好。 2．刀具準(zhǔn)備及對(duì)刀操作 加工前應(yīng)根據(jù)加工所需刀具情況，準(zhǔn)備加工中所使用的各種刀具，本次實(shí)驗(yàn)用數(shù)控銑床無(wú)換刀功能，只能安裝一把刀具。因此如果加工中需要多刀，手工換刀應(yīng)考慮刀具的重新定位問(wèn)題。刀具的安裝可使用工件進(jìn)行對(duì)刀，也可以對(duì)刀塊進(jìn)行對(duì)刀。如果是多刀各刀具的安裝誤差，可在相應(yīng)菜單中的刀具補(bǔ)償值進(jìn)行修正，保證加工中各刀具處于同一坐標(biāo)系。本次實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備中無(wú)刀具補(bǔ)償功能，每次只可使用一把刀具，不考慮刀具的補(bǔ)償問(wèn)題。 對(duì)刀是數(shù)控加工中重要的操作內(nèi)容，其目的是確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系。在本次實(shí)驗(yàn)中對(duì)刀的基本步驟如下： 1) 首先對(duì)z軸對(duì)刀：將主軸上

41、裝上相應(yīng)的刀具——手動(dòng)方式下啟動(dòng)主軸——用JOG方式和VAR方式讓刀具正好停在工作的上表面上——記下此進(jìn)機(jī)床坐標(biāo)系下Z軸的坐標(biāo)值。 2) 再對(duì)Y軸進(jìn)行對(duì)刀：將刀具向X軸向的工件外邊緣上靠——用JOG方式和VAR方式讓刀具正好停在X方向的工件外邊緣上——記下此時(shí)的坐標(biāo)值——將坐標(biāo)值加上刀具的半徑值。 3) 再對(duì)X軸進(jìn)行對(duì)刀：將刀具向Y軸向的工件外邊緣上靠——用JOG方式和VAR方式讓刀具正好停在Y方向的工件外邊緣上——記下此時(shí)的坐標(biāo)值——將坐標(biāo)值加上刀具的半徑值。 4) 將上述XYZ的坐標(biāo)輸?shù)絽?shù)的零點(diǎn)偏置的G54下。 5) 驗(yàn)證對(duì)刀是否正確：選用MDA工作方式——輸入程序段“G54 G

42、0 X0 Z0”——看是否刀具停在編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置。 3．銑加工程序的編制 銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方式之一，一般有平面銑削和輪轂的外形銑削。平面銑削一般是兩軸聯(lián)動(dòng)，另一軸作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)即可完成，這樣的數(shù)控銑床我們稱為兩軸半控制。復(fù)雜輪轂的外形銑削均需要三軸以上聯(lián)動(dòng)才可完成。本次實(shí)驗(yàn)使用的數(shù)控銑床是兩軸半控制，只能完成平面銑削加工。數(shù)控銑床的工作過(guò)程，按編制好的加工程序發(fā)出各項(xiàng)指令，指揮銑床自動(dòng)運(yùn)行完成對(duì)零件的銑削加工。理想的加工程序不僅能保證加工出合格的零件，而且能使數(shù)控銑床的功能得到合理的利用和充分的發(fā)揮，盡可能的提高其工作效率，保證機(jī)床安全高效的工作。 零件加工程序的編制過(guò)

43、程，包括分析零件圖紙、進(jìn)行工藝處理（選則走刀路線）、進(jìn)行數(shù)學(xué)處理（走刀過(guò)程中各個(gè)點(diǎn)的計(jì)算、曲線與曲面坐標(biāo)的運(yùn)算）、編制程序清單、程序的輸入（包括效驗(yàn)與試運(yùn)行）等五個(gè)步驟。 1）程序的結(jié)構(gòu)與書(shū)寫(xiě)形式： 一個(gè)完整的數(shù)控加工程序由程序名和程序段構(gòu)成。程序的書(shū)寫(xiě)內(nèi)容就是零件加工程序單。每一個(gè)程序段一般是由程序段號(hào)、功能字、坐標(biāo)字、各種輔助功能等組成。整個(gè)程序內(nèi)容是由全部的程序段，按段號(hào)由小到大排列組成。下面給出簡(jiǎn)單程序加以說(shuō)明： 設(shè)當(dāng)前刀尖在工件表面上，使用絕對(duì)坐標(biāo)編程如下： 程序名：TESTNC（功能字意義見(jiàn)表3-1） N0010 G90 N0020 G17 N0030 S100

44、0 N0040 M03 N0050 G00 Z10 N0060 X10 Y10 N0070 G01 Z-10 F300 N0080 Y210 N0090 X60 N0100 Y10 N0110 X10 N0120 Z10 N0130 M05 N0140 M02 運(yùn)行結(jié)果見(jiàn)圖3-1；由A起步以300mm/min的速度走一矩形A—B—C—D—A； 圖3-1 表3-1：指令字的基本格式 名稱 基本格式 主要含義 示例 程序名 *.NC 不同加工程序的代號(hào) SY1.NC 程序段號(hào) N 程序的段號(hào) （最大為9999） N00

45、50 準(zhǔn)備功能 G 運(yùn)動(dòng)方式 （直線、斜線、圓弧等） G01 坐標(biāo)功能 G90、G91 絕對(duì)坐標(biāo)、相對(duì)坐標(biāo) 準(zhǔn)備加工面 G17、G18、G19 XY面、ZX面、YZ面 坐標(biāo)字 X.或X－. Y.或Y－. Z.或Z－. I.或I－. J.或J－. K.或K－. 坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)指令，絕對(duì)尺寸(mm)。 圓弧圓心對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)值(mm)。 X－50 I20 進(jìn)給功能 F. 進(jìn)給速度(mm/min)，螺紋導(dǎo)程(mm)，延時(shí)(s)。 F300 刀具功能 T 選擇刀具和是否代刀具長(zhǎng)度偏置補(bǔ)償 T10 輔助功能 M 機(jī)床各種輔助

46、動(dòng)作 M03 重復(fù)次數(shù)或程序號(hào)、段號(hào) L 循環(huán)重復(fù)次數(shù)，指定工件號(hào)、程序跳轉(zhuǎn)段號(hào)及子程序調(diào)用段號(hào)。 L03 L0101 2）坐標(biāo)系統(tǒng)： 系統(tǒng)采用空間右手笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)。空間一點(diǎn)的表示有絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)表示。G90有效時(shí)為絕對(duì)坐標(biāo)表示；G91有效時(shí)為相對(duì)坐標(biāo)表示。 3）工件坐標(biāo)系設(shè)定： ⑴機(jī)械零點(diǎn)：是機(jī)器上的固定點(diǎn)，由裝于每軸上的機(jī)械零點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)決定，機(jī)械零點(diǎn)相對(duì)于對(duì)刀點(diǎn)的坐標(biāo)值可通過(guò)系統(tǒng)的“參數(shù)設(shè)定”來(lái)設(shè)定。 ⑵工件坐標(biāo)系：G54~G59或G92設(shè)定 對(duì)刀操作就是確定上述各點(diǎn)的位置以及相互關(guān)系，可采用G54~G59指令，通過(guò)手動(dòng)對(duì)刀的方式設(shè)定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的偏

47、置量，也可使用G92指令，指定刀具當(dāng)前點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值（請(qǐng)注意：X、Z值要齊全不可缺少，且不得使用U、W值）。 4）程序編制時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題： ⑴編制前應(yīng)認(rèn)真確定加工中的走刀路線，繪出走刀路線圖，標(biāo)出各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值。 ⑵編制前應(yīng)認(rèn)真閱讀相關(guān)的編程操作說(shuō)明書(shū)，理解各指令的含義。 ⑶加工程序中應(yīng)合理設(shè)置各項(xiàng)輔助功能，本系統(tǒng)不允許G、T、S、M指令共段。 ⑷實(shí)際加工前一定要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，防止刀具與工件發(fā)生碰撞或超程現(xiàn)象。 4．實(shí)驗(yàn)步驟 1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容，并掌握相關(guān)的數(shù)控機(jī)床知識(shí)。 2）按實(shí)驗(yàn)要求編制加工程序單。 3）啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，反復(fù)演練，熟悉其

48、操作系統(tǒng)，對(duì)各項(xiàng)菜單進(jìn)行熟悉，對(duì)各控制按鈕進(jìn)行熟悉。 4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)“參數(shù)設(shè)定”菜單中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，重點(diǎn)掌握工件坐標(biāo)系參數(shù)設(shè)定的方法及一般步驟。 5）將編制好的加工程序調(diào)入到數(shù)控系統(tǒng)中。 6）在斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件中對(duì)加工程序進(jìn)行調(diào)試，檢查是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，如需修改請(qǐng)返回“編輯功能”中進(jìn)行，直到加工程序滿足要求。 7）在金工車間XK714型數(shù)控銑床上進(jìn)行實(shí)際加工，將準(zhǔn)備好的刀具安裝在主軸上，換刀時(shí)需主軸停止，手動(dòng)進(jìn)行換刀。 8）根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)刀操作，完成工件坐標(biāo)系的設(shè)定。 9）進(jìn)入“自動(dòng)運(yùn)行”菜單執(zhí)行加工程序，加工中可通過(guò)屏幕對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，加工完畢后對(duì)零件進(jìn)行檢

49、測(cè)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 5．思考題 1）編制如圖3-2所示零件的數(shù)控加工程序。 圖3-2 2）根據(jù)示圖3-3加工工件外輪廓，用絕對(duì)坐標(biāo)編寫(xiě)數(shù)控銑程序。已知：R刀＝5mm H01 F50 其它參數(shù)合理自定。 圖3-3 附：實(shí)驗(yàn)加工實(shí)例。 要求加工如圖3-4所示的圖形。刀具直徑4mm；毛坯尺寸100mm80mm，厚度5mm；銑削深度為1mm。 圖3-4 程序編制如下：程序名SY02.NC N0010 G91 N0020 G17 N0030 S600 N0040 M03 N0050 G01 Z5 F200 N0060 Z-6 F30 N0070

50、G01 X10 Y35 F50 N0080 G03 X25 Y-25 I25 J0 F30 N0090 G01 X-35 Y-10 F50 N0100 G12 N0110 G01 X10 Y35 F50 N0120 G03 X25 Y-25 I25 J0 F30 N0130 G01 X-35 Y-10 F50 N0140 G11 N0150 G01 X10 Y35 F50 N0160 G03 X25 Y-25 I25 J0 F30 N0170 G01 X-35 Y-10 F50 N0180 Z20 F200 N0190 M05 N0200 M02 實(shí)驗(yàn)四：

51、FANUC加工中心編程及仿真加工 [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 1. 熟悉加工中心的外形布局及運(yùn)動(dòng)分配。 2. 熟悉加工中心的操作方法。 3. 掌握編制數(shù)控加工程序的基本方法及常用指令的使用。 [實(shí)驗(yàn)屬性] 本實(shí)驗(yàn)屬設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn) [實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)] 仿真操作區(qū) 機(jī)床控制面板 主菜單 視圖操作 圖1 6學(xué)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際教學(xué)計(jì)劃選作2~6學(xué)時(shí)。 [實(shí)驗(yàn)內(nèi)容] 一、 實(shí)驗(yàn)環(huán)境及操作 1. 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：FANUC加工中心 2. 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)： X軸行程范圍：－1300～0 mm Y軸行程范圍：－640～0 mm Z軸行程范圍：－600～0 mm 最高主軸轉(zhuǎn)速：9999.

52、r.p.m 最大進(jìn)給速度：24000 mm / min 3. 仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境及操作： 打開(kāi)FANUC系統(tǒng)，進(jìn)入主界面如圖1。屏幕分為左右兩部分，左側(cè)為數(shù)控機(jī)床仿真操作區(qū)，右側(cè)為機(jī)床控制面板。功能簡(jiǎn)介如下： 圖2 (1).主菜單：七個(gè)主菜單“文件、顯示、工藝流程、工具、選項(xiàng)、教學(xué)管理、幫助”。點(diǎn)擊主菜單，出現(xiàn)子菜單如圖2 (2).機(jī)床及加工實(shí)體圖：可以從不同視角顯示機(jī)床及加工區(qū)實(shí)體。 (3).視圖操作： 擴(kuò)大和縮小圖像：按下。將光標(biāo)移到機(jī)床上任意處。按下鼠標(biāo)左鍵，按住并向上、下方輕輕拖動(dòng)，即可放大縮小圖像。 局部擴(kuò)大：按下。將光標(biāo)移到機(jī)床需要放大的部位，按下并拖動(dòng)鼠標(biāo)左鍵，即可局

53、部放大。旋轉(zhuǎn)圖像：按下，將光標(biāo)移到機(jī)床上任意處。按下鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)，即可旋轉(zhuǎn)圖像。移動(dòng)圖像：按下圖標(biāo) ，將光標(biāo)移到機(jī)床上任意處，按下鼠標(biāo)左鍵，向目的方向拖動(dòng)鼠標(biāo)，至滿意位置時(shí)松開(kāi)即可。 基準(zhǔn)輔助視圖（圖3）：對(duì)刀時(shí)，為了看清毛坯與基準(zhǔn)的接觸情況，可以使用“基準(zhǔn)輔助視圖”。選擇菜單欄“顯示”/“輔助視圖”，即可打開(kāi)“基準(zhǔn)輔助視圖”窗口；再次選擇菜單欄“顯示”/“輔助視圖”，即可關(guān)閉該窗口。 l 輔助視圖窗口中，灰色為基準(zhǔn)工具圓棒，黃色為毛坯，紅線是塞尺；左側(cè)三個(gè)灰色按鍵選擇不同平面視角；灰鍵下方的帶有數(shù)字的下拉菜單，用于選擇塞尺的厚度；窗口提示欄用文字表明當(dāng)前的基準(zhǔn)棒與毛坯的接觸狀況：“太緊

54、”、“太松”、“合適” 顯示屏 MDI鍵盤(pán) 操作區(qū) 急停按鈕 修調(diào)按鈕 圖4 圖3 l 操作鍵（圖4） u 急停鍵：用于鎖住機(jī)床。按下急停鍵時(shí)，機(jī)床立即停止運(yùn)動(dòng)。 u 循環(huán)啟動(dòng)/保持：在自動(dòng)和MDI運(yùn)行方式下，用來(lái)啟動(dòng)和暫停程序。 u 方式選擇鍵：用來(lái)選擇系統(tǒng)的運(yùn)行方式。 u 進(jìn)給軸和方向選擇開(kāi)關(guān)：用于手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給、增量進(jìn)給和返回機(jī)床參考點(diǎn)運(yùn)行方式下，選擇機(jī)床欲移動(dòng)的軸和方向。 u 主軸修調(diào)：在自動(dòng)或MDI方式下，當(dāng)S代碼的主軸速度偏高或偏低時(shí)，可用主軸修調(diào)鍵，修調(diào)程序中編制的主軸速度。 u 進(jìn)給修調(diào)：自動(dòng)或MDI方式下，當(dāng)F代碼的進(jìn)給速度偏高

55、或偏低時(shí)，可用進(jìn)給修調(diào)右側(cè)的鍵，修調(diào)程序中編制的進(jìn)給速度。 u 主軸旋轉(zhuǎn)鍵：用來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉主軸。 u 超程解除：當(dāng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)到達(dá)行程極限時(shí)，會(huì)出現(xiàn)超程，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告音，同時(shí)緊急停止。要退出超程狀態(tài)，可按下該鍵（指示燈亮），再按與剛才相反方向坐標(biāo)軸鍵。 u 空運(yùn)行： 在自動(dòng)方式下，按下該鍵（指示燈亮），程序中編制的進(jìn)給速率被忽略，坐標(biāo)軸以最大快移速度移動(dòng)。 圖5 u 機(jī)床鎖住：用來(lái)禁止機(jī)床坐標(biāo)軸移動(dòng)，顯示屏上的坐標(biāo)軸仍會(huì)發(fā)生變化，但機(jī)床停止不動(dòng)。 u MDI鍵盤(pán)： 用法與一般計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)類似，其中上檔鍵按下“SHIFT”鍵（指示燈亮）有效。 二、 實(shí)驗(yàn)步驟 加工圖5所示零件的

56、曲線輪廓和孔（或自擬零件圖形），毛坯材料：鋁或銅。 1. 制定加工工藝 （1） 加工方式 （2） 加工刀具 （3） 切削用量 （4） 走刀路線 2. 編制數(shù)控加工程序 (1) 設(shè)定工件坐標(biāo)系 (2) 計(jì)算工件特征點(diǎn)坐標(biāo) (3) 編制數(shù)控加工程序并保存（程序名：O****；MDI輸入工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值，用G54調(diào)用工件坐標(biāo)系） 3. 觀察分析機(jī)床組成： 各主要部件的功能及裝配關(guān)系。 4. 加工操作步驟 u 打開(kāi)程序選擇華中世紀(jì)星銑床 u 機(jī)床回零點(diǎn) u 安裝工件和工藝裝夾 u 對(duì)刀建立工件坐標(biāo)系 u 設(shè)置并安裝刀具 u 編輯或上傳NC程序 u 自動(dòng)加

57、工 具體操作如下： （1）打開(kāi)斯沃仿真軟件，選擇FANUCOiM加工中心，熟悉主界面中主菜單、視圖區(qū)、機(jī)床操作面板的功能及操作方法。 （2）機(jī)床回零點(diǎn)：置加工方式旋鈕為回參考點(diǎn)，點(diǎn)擊＋X、+Y、+Z； （3）安裝工件和工藝裝夾： u 設(shè)置毛坯：“數(shù)控加工/定義毛坯/………/確定” u 設(shè)置夾具：“數(shù)控加工/工藝裝夾/夾具/…/確定” u 安裝夾具：“數(shù)控加工/壓板/安裝壓板/…/確定” （4）對(duì)刀建立工件坐標(biāo)系（或起刀點(diǎn)）： ①設(shè)置對(duì)刀儀：“數(shù)控加工/基準(zhǔn)對(duì)刀/……/確定”； ②對(duì)刀：（確定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值） u 打開(kāi)“顯示/輔助視圖”； u 置加工方式旋鈕為

58、手動(dòng)，調(diào)節(jié)對(duì)刀儀接近工件（選塞尺為0.1）； u 置加工方式旋鈕為增量，點(diǎn)擊X、按鈕直至出現(xiàn)“塞尺檢查結(jié)果，合適”時(shí)，記下X坐標(biāo)值，計(jì)算出工件坐標(biāo)系X原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值。 u Y、Z坐標(biāo)原點(diǎn)用同樣方法求得。 u 關(guān)閉“顯示/輔助視圖”。 ③設(shè)置工件坐標(biāo)系：點(diǎn)擊“MIDF4/坐標(biāo)系F3”，在MID提示欄內(nèi)輸入工件坐標(biāo)系X、Y、Z原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值，回車。 （5）設(shè)置并安裝刀具：“數(shù)控加工/刀具/（刀具庫(kù)、刀柄）添加…../選用” （6）編輯或上傳NC程序：“自動(dòng)加工F1/程序選擇F1/磁盤(pán)程序F1/…./打開(kāi)” u 編輯并打開(kāi)NC程序：“編輯程序F2/選擇編輯程序F2/新建程序F3（F

59、1、F2）”，（用MDI鍵盤(pán)輸入程序；） u 上傳并打開(kāi)NC程序：“自動(dòng)加工F1/程序選擇F1/正在編輯的程序F2/…./打開(kāi)” （7）自動(dòng)加工 u 程序校驗(yàn)： 方法一：點(diǎn)選“程序校驗(yàn)F3”，此時(shí)機(jī)床不動(dòng)，坐標(biāo)值動(dòng)態(tài)顯示； 方法二：置加工方式旋鈕為“自動(dòng)”，“機(jī)床鎖住”，點(diǎn)擊“循環(huán)啟動(dòng)”，主軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鎖住，坐標(biāo)值動(dòng)態(tài)顯示。校驗(yàn)結(jié)束后解除“機(jī)床鎖住”， 校驗(yàn)確認(rèn)程序無(wú)誤后進(jìn)行下一步。 u 自動(dòng)加工：置加工方式旋鈕為“自動(dòng)”，點(diǎn)按“循環(huán)啟動(dòng)”，機(jī)床開(kāi)始自動(dòng)加工。 三、 思考題 1. 簡(jiǎn)要繪出加工實(shí)驗(yàn)零件的工序簡(jiǎn)卡。（工藝內(nèi)容、刀具、切削用量、工序草圖等） 2. 你在編制NC程序中是如何設(shè)定工件坐標(biāo)系的? 3. 畫(huà)出加工實(shí)驗(yàn)零件的走刀路線圖。（附零件簡(jiǎn)圖） 4. 寫(xiě)出加工實(shí)驗(yàn)零件的NC程序。