《數(shù)控加工技術(shù)》實驗指導(dǎo)書

1、最新 精品 Word 歡迎下載 可修改機電工程學(xué)院數(shù)控技術(shù)實驗指導(dǎo)書編者：沈華東 徐賜軍 黃松林 審核：丁晚景班級 學(xué)號 姓名 機械電子工程系二0一一年十二月實驗一：數(shù)控機床的認(rèn)識及基本操作實驗實驗?zāi)康耐ㄟ^本次實驗，要求學(xué)生掌握數(shù)控機床的硬件基本組成，了解數(shù)控機床的工作原理，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。實驗屬性本實驗屬驗證性質(zhì)實驗學(xué)時4學(xué)時，可根據(jù)實際教學(xué)計劃選作24學(xué)時。實驗內(nèi)容1數(shù)控機床的組成、特點及分類1.1 數(shù)控機床的組成：現(xiàn)代數(shù)控機床都是CNC機床，一般由數(shù)控操作系統(tǒng)和機床本體組成，主要有如下幾部分組成。1) CNC裝

2、置：計算機數(shù)控裝置（即CNC裝置）是CNC系統(tǒng)的核心，由微處理器（CPU）、存儲器、各IO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組成。通過鍵盤和顯示器實現(xiàn)系統(tǒng)管理和對數(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)的通用型自動控制裝置，用于完成數(shù)控機床的各種邏輯運算和順序控制。例如：主軸的啟停、刀具的更換、冷卻液的開關(guān)等輔助動作。4) 機床操作面板：一般數(shù)控機床均布置一個機床操作面板，用于在手動方式下對機床進(jìn)行一些必要的操作，以及在自動方式下對機床的運行進(jìn)行必要的干預(yù)。上面布置有各種所需的按鈕和

3、開關(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)給電機組成。用于完成刀架和工作臺的各項運動。主軸伺服系統(tǒng)用于數(shù)控機床的主軸驅(qū)動，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)動能同步控制。6) 機床本體：機床本體的設(shè)計與制造，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)自動運行等特點，由于一般均采用無級調(diào)速技術(shù)，使得機床進(jìn)給運動和主傳動的變速機構(gòu)被大大簡化甚至取消，為滿足高精度的傳動要求，廣泛采用滾珠絲桿、滾動導(dǎo)軌等高精度傳動件。為提高生產(chǎn)率和滿足自動加工的要求，還采用自動刀架以及能自動更換工件的自動夾具等。1.

4、2 數(shù)控機床的特點：由于數(shù)控機床是計算機自動控制同精密機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。1) 具有廣泛的適應(yīng)性：現(xiàn)代加工業(yè)為適應(yīng)市場競爭要求，需不斷對產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代，產(chǎn)品的換代勢必要求其零件的改變，而對于數(shù)控加工來說，只要改變數(shù)控程序或加工程序中的相應(yīng)參數(shù)，就能對新零件或改型后的零件進(jìn)行自動加工。因此能很好地適應(yīng)市場競爭對產(chǎn)品改型換代的要求。2) 高精度與質(zhì)量穩(wěn)定：數(shù)控機床的本體中廣泛采用滾珠絲桿、滾動導(dǎo)軌等高精度傳動部件，而伺服傳動系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的設(shè)定單位可達(dá)到0.010.005mm。并且還有誤差修正或補償功能。而數(shù)控機床的運行是根據(jù)數(shù)控程序而來，在程序調(diào)試完畢

5、，加工件精度滿足要求后，就進(jìn)行自動加工，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)行自動批量加工。加工過程中工件裝夾、刀具更換、切削用量的調(diào)整均有設(shè)備自動完成，而且加工中一般無需進(jìn)行檢測，從而極大地減少了輔助時間。在程序的編制中只要對切削用量進(jìn)行合理的選擇，就可以在滿足加工要求的前提下，提高其生產(chǎn)效率。4) 能進(jìn)行復(fù)雜零件的加工：數(shù)控機床采用計算機插補技術(shù)和多坐標(biāo)軸聯(lián)動控制，因此可實現(xiàn)任意軌跡運動，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床無法加工的復(fù)雜零件。5) 減輕勞動強度、改善勞動條件：由于數(shù)控機床進(jìn)行的是自動加

6、工，程序調(diào)試完成后，一般不需對其進(jìn)行人工干預(yù)，可以大大減輕勞動者的勞動強度，同時可實現(xiàn)一人管理多臺機器。6) 有利于進(jìn)行現(xiàn)代化管理：數(shù)控機床加工能方面、精確的計算零件的加工時間，同時還可以進(jìn)行自動加工統(tǒng)計，從而做到自動精確計算生產(chǎn)和加工費用，有利于對生產(chǎn)的全過程進(jìn)行現(xiàn)代化管理。1.3 數(shù)控機床的分類：隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床的類型越來越多，其加工用途、功能特點多種多樣，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前數(shù)控機床的品種已達(dá)500多種。按其實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)控機床實際加工使用情況進(jìn)行分類。主要有如下三類：a.

7、普通數(shù)控機床包括數(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)控折彎機、數(shù)控旋壓機等成型類。c. 數(shù)控電火花切割機、數(shù)控電火花成型機、數(shù)控火焰切割機等特種加工類。2) 控制軌跡類：控制軌跡類是根據(jù)數(shù)控機床刀具與被加工工件之間的相對運動軌跡來分類，一般分為點控制、線控制和輪廓控制三類。a. 點控制類主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等，其特點是移動定位是不加工，要求以最快速度從一點運動到另一點，進(jìn)行準(zhǔn)確快速定位，一般來說各坐標(biāo)軸之間沒有嚴(yán)格的相對運動要求。b. 線控制類是在點控制類基礎(chǔ)上，對單個移動坐標(biāo)軸進(jìn)行運動速度控制，其作用一般是使數(shù)控車床、數(shù)控銑床和

8、數(shù)控磨床等，完成簡單臺階形或矩形零件的加工。c. 輪廓控制類數(shù)控機床也稱為連續(xù)控制類數(shù)控機床，其特點是對兩個或兩個以上運動坐標(biāo)的位移和速度，同時進(jìn)行連續(xù)相關(guān)控制，使刀具與工件間的相對運動，符合工件加工輪廓的表面要求。目前大多數(shù)金屬切削機床的數(shù)控系統(tǒng)，均是輪廓控制系統(tǒng)。根據(jù)其控制坐標(biāo)軸的數(shù)目，可分為二軸聯(lián)動、二軸半聯(lián)動、三軸聯(lián)動、四軸或五軸聯(lián)動。2斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的基本操作2.1 執(zhí)行和退出執(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。點擊要使用的機床執(zhí)行相應(yīng)的操作。 退出按(Alt +F4)鍵或點擊 圖標(biāo)可以退出系統(tǒng)。在程序被終止時，系統(tǒng)自動保存：所

9、選擇的運行模式、操作面板上的切換開關(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 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)整快速模擬加工對刀(FANUC車床專用)加工中關(guān)機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2.21全部命令可以從屏幕左側(cè)工具條上的按鈕來執(zhí)行。 當(dāng)光標(biāo)指向各按鈕時系統(tǒng)會立即提示其功能，同時在屏幕底部的狀態(tài)欄里顯示該功能的詳細(xì)說明。圖標(biāo)說明：

10、窗口切換：變換顯示界面 屏幕放大 屏幕縮小 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 機床罩殼切換顯示 工件測量 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 刀具顯示 刀具透明 刀具軌跡 版本說明 在線幫助 錄制參數(shù)設(shè)置 錄制開始 錄制結(jié)束 文件管理菜單程序文件（*.NC）、刀具文件（*.ct）和毛坯文件（*.wp）調(diào)入和保存有關(guān)的功能，例如用于打開或保存對 NC代碼編輯過程的數(shù)據(jù)文件。打開 ： 相應(yīng)的對話框被打開，可進(jìn)行選取所要代碼的文件，完成選取后相

11、應(yīng)的NC代碼顯示在 NC窗口里。圖2.21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），輸入一個新文件名。圖2.22另存為：以新文件名稱保存。圖2.23選擇機床規(guī)格大小 圖2.24 機床參數(shù)1. 加工步長、加工圖形顯示加速：控制機床加工速度(根據(jù)計算機顯存的配置調(diào)整)。2. 顯示精度：顯示加工零件的精度(根據(jù)計算機顯存的配置調(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(車床掉頭卡盤夾緊)。7. 起角、終角：車床剖切顯示角度。圖2.25 顯示顏色刀具的定義圖

12、2.26 FANUC(銑床)刀具庫管理圖2.27 FANUC(車床)刀具庫管理1. 添加: 輸入刀具號。 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、刀桿長度、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率。 選確定,即可添加到刀具管理庫。圖2.28 FANUC(銑床)刀具添加圖2.29 FANUC(車床)刀具添加2.刀具添加到主軸: 在刀具數(shù)據(jù)庫里選擇所需刀具，如01刀。 按住鼠標(biāo)左鍵拉到機床刀庫上(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：圖2.210 FANUC(銑床)設(shè)置工件大小、原點1. 定義毛坯長、寬、高以及材料2. 定義工件零點X、Y、Z坐標(biāo)3. 選擇

13、更換加工原點、更換工件 數(shù)控銑軟件里可以用理論方法對工件零點，例如：根據(jù)所選擇的機床行程規(guī)格如X800 Y400 Z350，如果把工件坐標(biāo)系原點設(shè)到工件表面中心上，這時就輸入如上圖坐標(biāo)X0 Y0 Z0，這時工件坐標(biāo)系就設(shè)到工件表面中心上，可以選擇G54G59，按“確定”即存入到OFFSET G54G59的坐標(biāo)系里。圖2.211 FANUC(車床)設(shè)置工件大小、原點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2.212工件放置：圖2.213(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

14、定”鍵基準(zhǔn)芯棒選擇：選擇芯棒規(guī)格選擇塞尺規(guī)格圖2.214冷卻液調(diào)整： 冷卻管長度和角度調(diào)整圖2.215快速模擬加工1. 用EDIT編程。2. 選擇好刀具。3. 選擇好毛坯、對工件零點。4. 放置AUTO模式。5. 可按此鍵快速模擬加工。工件測量 FANUC (銑床) FANUC (車床) 點和截面測量 特征線(結(jié)合計算機鍵盤上的光標(biāo)鍵使用，能夠變換測量不同部位的尺寸。) 距離測量 光潔度測量 測量退出測量的三種方式：(1)特征點(2)特征線(3)粗糙度分布圖2.216測量特征點可用坐標(biāo)定位對話框，如上圖。圖2.217 FANUC(銑床)測量尺寸圖2.218 FANUC(車床)測量尺寸錄制參數(shù)設(shè)

15、置 學(xué)生的操作可實時錄像，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2.219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，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 評分標(biāo)準(zhǔn)1. 一般警告s 回參考點!s 卸下主軸測量芯棒(僅用于銑床)!s 程序保護(hù)已鎖定，無法編輯!s 程序保護(hù)已鎖定，無法刪除程序!s 程式?jīng)]有登記！請先登記!s 輸入格式為:X* 或Y* 或Z* (FANUC 測量)!s 刀具參數(shù)不正確!s 刀具庫中已有該刀號的刀具,請重新輸入刀號!s 刀架上無此

16、號的刀具!s 自動換刀前，請先卸下測量芯棒!s 請把模式打在Auto、Edit或DNC上，再打開文件!s 工件過大，無法放置工件!2. 編程警告s 搜索程序，無O*程序!s 程序保護(hù)已鎖定，無法編輯新的程序號!3. 機床操作警告s 電源沒打開或沒上強電!s 主軸啟動應(yīng)該在JOG、HND、INC或WHEEL等模式s 請關(guān)上機床門!s 啟動NCSTART，請切換到自動、MDI、示教或DNC模式!4. 一般錯誤s 請先卸下主軸測量芯棒再啟動NCSTARTs X方向超程s Y方向超程s Z方向超程5. 編程錯誤s 一般G代碼和循環(huán)程序有問題!s 程序目錄中,無O*號程序!s 刀號超界!s 半徑補償寄存

17、器號D超界s 長度補償寄存器號H超界s O*程式?jīng)]有登記!無法刪除!s 子程序調(diào)用中,副程序號不存在!s 子程序調(diào)用中,副程序不正確!s G代碼中缺少F值!s 刀具補償沒有直線段引入!s 刀具補償沒有直線段引出!6. 機床操作錯誤s 刀具碰到工作臺了!s 測量芯棒碰到工作臺了!s 端面碰到工件了!s 刀具碰到了夾具!s 主軸沒有開啟，碰刀!s 測量芯棒碰刀!s 碰刀! 請更換小型號的測量芯棒，或?qū)⒅鬏S提起!在YhcncMonitor網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器里，通過操作教師可以實時發(fā)送考題給學(xué)生，學(xué)生做完可發(fā)送給教師評分，教師可控制學(xué)生機床操作面板和錯誤信息的提示。 圖2.2-22 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 圖2.2-23

18、過程查看3實驗的方法與步驟3.1 對照數(shù)控機床認(rèn)識機床的各個組成部分：a. 認(rèn)識并熟悉數(shù)控系統(tǒng)的各個部分，包括數(shù)控主機的控制面板、顯示器、鍵盤等。b. 認(rèn)識并熟悉機床本體的各個部分，包括床身、導(dǎo)軌、步進(jìn)電機、絲桿、工件夾頭、刀架、控制開關(guān)等。c. 熟悉并掌握整個數(shù)控機床的啟動和停止。3.2 啟動斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件：a. 啟動斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件進(jìn)入主控菜單，對主控菜單中各個子菜單進(jìn)行熟悉，了解并掌握進(jìn)入、退出各級菜單的方法。b. 分別進(jìn)入各級子菜單，對各級子菜單的作用進(jìn)行認(rèn)識，重點掌握“文件編輯、參數(shù)設(shè)定、坐標(biāo)設(shè)定、手動運行、立即執(zhí)行、示教功能、模擬加工”各子菜單中的內(nèi)容，以及各個功能鍵的作用。c.

19、 熟悉數(shù)控機床的控制面板，了解并掌握控制面板中各個功能鍵的作用，以及同各級子菜單中一些功能相互結(jié)合的運用。d. 調(diào)出準(zhǔn)備好的一個或二個加工程序，進(jìn)行手動運行、示教功能、模擬加工等各項演示。4思考題1、 數(shù)控機床的基本硬件組成；2、 普通機床與數(shù)控機床的區(qū)別；3、 數(shù)控機床的刀架與普通機床刀架的區(qū)別；4、 數(shù)控機床開機的步驟；5、 數(shù)控機床的關(guān)機的步驟；6、 數(shù)控機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 25 頁實驗二：數(shù)控車床編程及仿真實驗實驗?zāi)康?掌握數(shù)控車床的加工特點。2掌握數(shù)控車床加工程序的結(jié)構(gòu)特點及編制方法。3掌握數(shù)控車床程序的輸入、編輯、修改、調(diào)試、仿真、運行等方法

20、。實驗屬性本實驗屬綜合性質(zhì)實驗學(xué)時6學(xué)時，可根據(jù)實際教學(xué)計劃選作26學(xué)時。實驗內(nèi)容數(shù)控車床是計算機數(shù)控系統(tǒng)加上車床本體，是由計算機控制的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出各項指令，指揮車床自動運行完成對零件的車削加工，整個過程由加工前的各項準(zhǔn)備和自動運行加工組成。1毛坯準(zhǔn)備分析零件圖紙，準(zhǔn)備零件毛坯。毛坯的選擇過程包括如下幾個方面。第一：應(yīng)滿足零件工藝加工各個方面的要求，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，能實現(xiàn)自動安裝和自動定位的應(yīng)盡量滿足，以提高生產(chǎn)率減少工人勞動強度。第三：對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)備及對刀操作加工前應(yīng)根

21、據(jù)所用刀具情況，準(zhǔn)備加工中所使用的各種刀具，本次實驗用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刀塊進(jìn)行對刀，也可以預(yù)先準(zhǔn)備一個普通毛坯進(jìn)行試加工對刀。對刀是數(shù)控加工中重要的操作內(nèi)容，其目的是確定工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的相對關(guān)系。在本次實驗中對刀的基本步驟如下：1) X坐標(biāo)軸的對刀：手動啟動主軸將刀具安裝到相應(yīng)的刀位試車外圓測量被加工后材料的直徑記錄下直徑值點擊按鍵“參數(shù)”點擊按鍵“對刀”輸入“測理被加工后材料的直徑”點擊按鍵“計算”。2) Z坐標(biāo)軸的對刀：試車端面加工至正好沒有切屑飛濺點擊按鍵“參數(shù)”點擊按鍵“對刀”在相應(yīng)的位置輸“0”

22、將G500改為G54點擊按鍵“計算”點擊按鍵“確認(rèn)”。3) 驗證對刀是否正確：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)出各項指令，指揮車床自動運行完成對零件的車削加工。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，保證機床安全高效的工作。零件加工程序的編制過程，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（走刀過程中各個點的計算、曲線與曲面坐標(biāo)的運算）、編制程序清單、程序的輸入（包括效驗與試運行）等五個步驟。1

23、）程序的結(jié)構(gòu)與書寫形式：一個完整的數(shù)控加工程序由程序名和程序段構(gòu)成。程序的書寫內(nèi)容就是零件加工程序單。每一個程序段一般是由程序段號、功能字、坐標(biāo)字、各種輔助功能等組成。整個程序內(nèi)容是由全部的程序段，按段號由小到大排列組成。下面給出簡單程序加以說明：程序名：TESTNC（功能字意義見表1-1）N0010 G01 U-90 F300N0020 W-170N0030 U90N0040 W170N0050 M02運行結(jié)果見圖2-1；由A起步以300mm/min的速度走一矩形ABCDA；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SY1.NC程序段號N程序的

24、段號（最大為9999）N0050準(zhǔn)備功能G運動方式（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)軸運動指令，絕對尺寸(mm)。坐標(biāo)軸運動指令，增量尺寸(mm)。圓弧圓心對圓弧起點的坐標(biāo)值(mm)。X50U15.10進(jìn)給功能F.進(jìn)給速度(mm/min)，螺紋導(dǎo)程(mm)，延時(s)。F300刀具功能T選擇刀具和是否代刀具長度偏置補償T10輔助功能M機床各種輔助動作M03重復(fù)次數(shù)或程序號、段號L循環(huán)重復(fù)次數(shù)，指定工件號、程序跳轉(zhuǎn)段號及子程序調(diào)用段號。L03L01012）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)。刀具運動正方向是

25、工件與刀具距離增大的方向。編程時既可以用絕對坐標(biāo)X、Z坐標(biāo)值，也可用相對坐標(biāo)U、W坐標(biāo)值，但必須依據(jù)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)系原點通常設(shè)定在工件對稱軸上，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)確定幾個點的定義。起始點：即程序啟動時刀具的開始位置；坐標(biāo)原點：即工件坐標(biāo)系原點；機械原點：機床上刀具的固定基準(zhǔn)點。對刀操作就是確定上述各點的位置以及相互關(guān)系，可采用G54G59指令，通過手動對刀的方式設(shè)定工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的偏置量，也可使

26、用G92指令，指定刀具當(dāng)前點在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值（請注意：X、Z值要齊全不可缺少，且不得使用U、W值）。下面給出兩例G92指令的運行結(jié)果：例1：N0010 G92 X200 Z300 （結(jié)果見圖2-3）；例2：N0010 G92 X200 Z50 （結(jié)果見圖2-4）；圖2-3圖2-44）程序編制時應(yīng)注意的問題：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)出各個關(guān)鍵點的坐標(biāo)值。B、編制前應(yīng)認(rèn)真閱讀相關(guān)的編程操作說明書，理解各指令的含義。C、加工程序中應(yīng)合理設(shè)置各項加工參數(shù)。D、實際加工前一定要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，不可出現(xiàn)在加工中或換刀時，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實驗

27、步驟1）實驗前應(yīng)仔細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書內(nèi)容，并掌握相關(guān)的數(shù)控機床知識。2）按實驗要求編制加工程序單。3）啟動斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，反復(fù)演練，熟悉其操作系統(tǒng)，對各項菜單進(jìn)行熟悉，對各控制按鈕進(jìn)行熟悉。4）根據(jù)實驗要求，對“參數(shù)設(shè)定”菜單中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，重點掌握工件坐標(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)控仿真軟件中對加工程序進(jìn)行調(diào)試，檢查是否存在語法錯誤，如需修改請返回“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。刀具刀尖的高度要進(jìn)行校對，不可

28、裝高或裝低。8）根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行對刀操作，完成工件坐標(biāo)系的設(shè)定。9）進(jìn)入“自動運行”菜單執(zhí)行加工程序，加工中可通過屏幕對加工過程進(jìn)行監(jiān)測，加工完畢后對零件進(jìn)行檢測，分析實驗結(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2-52）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3590。圖2-63）分別編制如圖2-7所示的四個零件數(shù)控加工程序，毛坯材料為銅棒。圖2-7附：實驗加工實例。要求加工如圖2-8所示零件，實現(xiàn)由粗加工到精加工成型的過程。本加工程序的文件名為SY01.NC。圖2-8刀具選擇：一號刀：左偏刀； 二號刀：螺紋刀； 三號刀：切斷刀；零件

29、毛坯：材料：尼龍； 毛坯尺寸：2080；程序編制如下：程序名SY01.NCN0010 G92 X50 Z100 N0020 T1 N0030 S400 N0040 M03 N0050 G00 X25 Z0 N0060 G01 X-2 F30 N0070 Z2 F200N0080 G00 X22N0090 G22 L0003N0100 G01 U-2 F100N0110 Z-50 F50N0120 U0.5N0130 G00 Z2N0140 G80N0150 G01 X16 F100N0160 Z-45 F50N0170 U2 W2 F100N0180 G00 Z2N0190 X16N0200

30、G22 L0003N0210 G01 U-2 F100N0220 Z-15 F50N0230 U0.5N0240 G00 Z2N0250 G80N0260 G22 L0004N0270 G01 U-1.5 F100N0280 Z-5 F50N0290 U0.5N0300 G00 Z2N0310 G80N0320 G00 X14N0330 Z-14N0340 G01 Z-15 F50N0350 X16 Z-23N0360 X14 Z-35N0370 Z-41N0380 U4 W2 F100N0390 G00 Z-14N0400 G01 Z-15 F50N0410 X12.8N0420 X16 Z

31、-23N0430 X12.8 Z-35N0440 Z-40N0450 U5 W2 F100N0460 G00 Z2N0470 X8N0480 G01 X6 F100N0490 Z-5 F50N0500 X10N0510 Z-15N0520 X12N0530 X16 Z-23N0540 X12 Z-35N0550 Z-40N0560 G02 X16 Z-42 I4 K0 F50N0570 G00 X50 Z100N0580 T30N0590 G00 Z-15N0600 X13N0610 M00N0620 G01 X8 F20N0630 X13 F30N0640 G00 X50 Z100N0650

32、 T20N0660 S300N0670 G00 Z0N0680 X15N0690 M00N0700 G01 X9.8 F200N0710 G33 W-14 F1.5N0720 G01 Z0 F300N0730 G01 X8.6 F200N0740 G33 W-14 F1.5N0750 G01 Z0 F300N0760 G01 X8.2 F200N0770 G33 W-14 F1.5N0780 G01 Z0 F300N0790 G00 X50 Z100N0800 T30N0810 S600N0820 G00 Z-52N0830 X25N0840 G01 X18 F200N0850 X-1 F15

33、N0860 U1 W1 F30N0870 G00 X50 Z100N0880 M05N0890 M02備注：本程序中起刀點、換刀點、加工完后的終刀點同為一點，這樣的程序編制比較適合零件的批量加工。實際運行加工前，一定要運行“示教功能”對程序反復(fù)檢查與調(diào)試，看看是否與您的編程要求吻合，否則應(yīng)對程序進(jìn)行編輯修改，直到滿足加工要求，方可運行“自動加工”進(jìn)行加工。實驗三：數(shù)控銑床編程及仿真實驗實驗?zāi)康?掌握數(shù)控銑床的加工特點。2掌握數(shù)控銑床加工程序的結(jié)構(gòu)特點及編制方法。3掌握數(shù)控銑床程序的輸入、編輯、修改、調(diào)試、示教、運行等方法。實驗屬性本實驗屬綜合性質(zhì)實驗學(xué)時6學(xué)時，可根據(jù)實際教學(xué)計劃選作26學(xué)時。

34、實驗內(nèi)容數(shù)控銑床是計算機數(shù)控系統(tǒng)加上銑床本體，在工件安裝完畢，由計算機控制的數(shù)控系統(tǒng)按以編好的程序發(fā)出各項指令，指揮銑床自動運行完成對零件的銑削加工，整個過程由加工前的各項準(zhǔn)備和自動運行加工組成。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。毛坯的選擇過程包括如下幾個方面。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（包括能換幾把刀），能實現(xiàn)自動安裝和自動定位的應(yīng)盡量滿足，以提高生產(chǎn)率減少工人勞動強度。第三：對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。2刀具準(zhǔn)備及對刀操作加工前應(yīng)根據(jù)加工所需刀具情況，準(zhǔn)備加工

35、中所使用的各種刀具，本次實驗用數(shù)控銑床無換刀功能，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題。刀具的安裝可使用工件進(jìn)行對刀，也可以對刀塊進(jìn)行對刀。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。本次實驗所用設(shè)備中無刀具補償功能，每次只可使用一把刀具，不考慮刀具的補償問題。對刀是數(shù)控加工中重要的操作內(nèi)容，其目的是確定工件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的相對關(guān)系。在本次實驗中對刀的基本步驟如下：1) 首先對z軸對刀：將主軸上裝上相應(yīng)的刀具手動方式下啟動主軸用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)機床坐標(biāo)系下Z軸

36、的坐標(biāo)值。2) 再對Y軸進(jìn)行對刀：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的坐標(biāo)值將坐標(biāo)值加上刀具的半徑值。3) 再對X軸進(jìn)行對刀：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)的零點偏置的G54下。5) 驗證對刀是否正確：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)系的原點位置。3銑加工程序的編制銑削加工是機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)

37、動，另一軸作進(jìn)給運動即可完成，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)動才可完成。本次實驗使用的數(shù)控銑床是兩軸半控制，只能完成平面銑削加工。數(shù)控銑床的工作過程，按編制好的加工程序發(fā)出各項指令，指揮銑床自動運行完成對零件的銑削加工。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，保證機床安全高效的工作。零件加工程序的編制過程，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（走刀過程中各個點的計算、曲線與曲面坐標(biāo)的運算）、編制程序清單、程序的輸入（包括效驗與試運行）等五個步驟。1）程序的結(jié)

38、構(gòu)與書寫形式：一個完整的數(shù)控加工程序由程序名和程序段構(gòu)成。程序的書寫內(nèi)容就是零件加工程序單。每一個程序段一般是由程序段號、功能字、坐標(biāo)字、各種輔助功能等組成。整個程序內(nèi)容是由全部的程序段，按段號由小到大排列組成。下面給出簡單程序加以說明：設(shè)當(dāng)前刀尖在工件表面上，使用絕對坐標(biāo)編程如下：程序名：TESTNC（功能字意義見表3-1）N0010 G90N0020 G17N0030 S1000N0040 M03N0050 G00 Z10N0060 X10 Y10N0070 G01 Z-10 F300N0080 Y210N0090 X60N0100 Y10N0110 X10N0120 Z10N0130 M

39、05N0140 M02運行結(jié)果見圖3-1；由A起步以300mm/min的速度走一矩形ABCDA；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SY1.NC程序段號N程序的段號（最大為9999）N0050準(zhǔn)備功能G運動方式（直線、斜線、圓弧等）G01坐標(biāo)功能G90、G91絕對坐標(biāo)、相對坐標(biāo)準(zhǔn)備加工面G17、G18、G19XY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)軸運動指令，絕對尺寸(mm)。圓弧圓心對圓弧起點的坐標(biāo)值(mm)。X50I20進(jìn)給功能F.進(jìn)給速度(mm/min)，螺紋導(dǎo)程(mm)，延時(s)

40、。F300刀具功能T選擇刀具和是否代刀具長度偏置補償T10輔助功能M機床各種輔助動作M03重復(fù)次數(shù)或程序號、段號L循環(huán)重復(fù)次數(shù)，指定工件號、程序跳轉(zhuǎn)段號及子程序調(diào)用段號。L03L01012）坐標(biāo)系統(tǒng)：系統(tǒng)采用空間右手笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)?？臻g一點的表示有絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)表示。G90有效時為絕對坐標(biāo)表示；G91有效時為相對坐標(biāo)表示。3）工件坐標(biāo)系設(shè)定：機械零點：是機器上的固定點，由裝于每軸上的機械零點接近開關(guān)決定，機械零點相對于對刀點的坐標(biāo)值可通過系統(tǒng)的“參數(shù)設(shè)定”來設(shè)定。工件坐標(biāo)系：G54G59或G92設(shè)定對刀操作就是確定上述各點的位置以及相互關(guān)系，可采用G54G59指令，通過手動對刀的方式設(shè)定工

41、件坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系的偏置量，也可使用G92指令，指定刀具當(dāng)前點在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值（請注意：X、Z值要齊全不可缺少，且不得使用U、W值）。4）程序編制時應(yīng)注意的問題：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)出各個關(guān)鍵點的坐標(biāo)值。編制前應(yīng)認(rèn)真閱讀相關(guān)的編程操作說明書，理解各指令的含義。加工程序中應(yīng)合理設(shè)置各項輔助功能，本系統(tǒng)不允許G、T、S、M指令共段。實際加工前一定要進(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實驗步驟1）實驗前應(yīng)仔細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書內(nèi)容，并掌握相關(guān)的數(shù)控機床知識。2）按實驗要求編制加工程序單。3）啟動斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，反復(fù)演練，熟悉其操作系統(tǒng)，對各項菜單進(jìn)

42、行熟悉，對各控制按鈕進(jìn)行熟悉。4）根據(jù)實驗要求，對“參數(shù)設(shè)定”菜單中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，重點掌握工件坐標(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)控仿真軟件中對加工程序進(jìn)行調(diào)試，檢查是否存在語法錯誤，如需修改請返回“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)行實際加工，將準(zhǔn)備好的刀具安裝在主軸上，換刀時需主軸停止，手動進(jìn)行換刀。8）根據(jù)具體數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行對刀操作，完成工件坐標(biāo)系的設(shè)定。9）進(jìn)入“自動運行”菜單執(zhí)行加工程序，加工中可通過屏幕對加工過程進(jìn)行監(jiān)測，加工完畢后對零件進(jìn)行檢測，分析實驗結(jié)果。5思考題1）編制如圖3-2所

43、示零件的數(shù)控加工程序。圖3-22）根據(jù)示圖3-3加工工件外輪廓，用絕對坐標(biāo)編寫數(shù)控銑程序。已知：R刀5mmH01 F50 其它參數(shù)合理自定。圖3-3附：實驗加工實例。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.NCN0010 G91N0020 G17N0030 S600N0040 M03N0050 G01 Z5 F200N0060 Z-6 F30N0070 G01 X10 Y35 F50N0080 G03 X25 Y-25 I25 J0 F30N0090 G01 X-35 Y-10 F50N010

44、0 G12N0110 G01 X10 Y35 F50N0120 G03 X25 Y-25 I25 J0 F30N0130 G01 X-35 Y-10 F50N0140 G11N0150 G01 X10 Y35 F50N0160 G03 X25 Y-25 I25 J0 F30N0170 G01 X-35 Y-10 F50N0180 Z20 F200N0190 M05N0200 M02實驗四： FANUC加工中心編程及仿真加工實驗?zāi)康?. 熟悉加工中心的外形布局及運動分配。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。實驗屬性本實驗屬設(shè)計性綜合性實驗實驗學(xué)時仿

45、真操作區(qū)機床控制面板主菜單視圖操作圖16學(xué)時，可根據(jù)實際教學(xué)計劃選作26學(xué)時。實驗內(nèi)容一、 實驗環(huán)境及操作1. 實驗平臺：FANUC加工中心2. 機床主要技術(shù)參數(shù)：X軸行程范圍：13000 mmY軸行程范圍：6400 mmZ軸行程范圍：6000 mm最大進(jìn)給速度：24000 mm / min3. 仿真實驗環(huán)境及操作：打開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)控機床仿真操作區(qū)，右側(cè)為機床控制面板。功能簡介如下：圖2(1).主菜單：七個主菜單“文件、顯示、工藝流程、工具、選項、教學(xué)管理、幫助”。點擊主菜單，出現(xiàn)子菜單如圖2(2).機床及加工實體圖：可以從不同視角顯示機床及加

46、工區(qū)實體。(3).視圖操作：擴(kuò)大和縮小圖像：按下。將光標(biāo)移到機床上任意處。按下鼠標(biāo)左鍵，按住并向上、下方輕輕拖動，即可放大縮小圖像。局部擴(kuò)大：按下。將光標(biāo)移到機床需要放大的部位，按下并拖動鼠標(biāo)左鍵，即可局部放大。旋轉(zhuǎn)圖像：按下，將光標(biāo)移到機床上任意處。按下鼠標(biāo)左鍵，拖動，即可旋轉(zhuǎn)圖像。移動圖像：按下圖標(biāo) ，將光標(biāo)移到機床上任意處，按下鼠標(biāo)左鍵，向目的方向拖動鼠標(biāo)，至滿意位置時松開即可?；鶞?zhǔn)輔助視圖（圖3）：對刀時，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“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”、“太松”、“合適”顯示屏MDI鍵盤操作區(qū)急停按鈕修調(diào)按鈕圖4圖3l 操作鍵（圖4）u 急停鍵：用于鎖住機床。按下急停鍵時，機床立即停止運動。 u 循環(huán)啟動/保持：在自動和MDI運行方式下，用來啟動和暫停程序。u 方式選擇鍵：用來選擇系統(tǒng)的運行方