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第 5 章 数控车床的编程与操作

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第 5 章 数控车床的编程与操作 - PowerPoint PPT Presentation


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第 5 章 数控车床的编程与操作. (时间: 4 次课, 8 学时). 第 5 章 数控车床的编程与操作. 教学目标: 了解数控车削编程的特点,学习数控系统的常用指令与代码。掌握数控车床常用系统的规则及方法。尤其是循环指令的编程规则和方法。通过对数控车床的操作面板、操作步骤和方法的介绍,学会对数控车床的操作与零件加工。. 第 5 章 数控车床的编程与操作. 教学重点和难点: 数控加工指令的特点。 简单循环指令。 刀具补偿指令。 CKA6150 车床的面板功能,操作方法及步骤。 CJK6130 数控车削系统操作面板及功能简介。.

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第5章 数控车床的编程与操作

(时间:4次课,8学时)

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第5章 数控车床的编程与操作
  • 教学目标:
  • 了解数控车削编程的特点,学习数控系统的常用指令与代码。掌握数控车床常用系统的规则及方法。尤其是循环指令的编程规则和方法。通过对数控车床的操作面板、操作步骤和方法的介绍,学会对数控车床的操作与零件加工。
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第5章 数控车床的编程与操作
  • 教学重点和难点:
  • 数控加工指令的特点。
  • 简单循环指令。
  • 刀具补偿指令。
  • CKA6150车床的面板功能,操作方法及步骤。
  • CJK6130数控车削系统操作面板及功能简介。
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第5章 数控车床的编程与操作
  • 5.1 数控车床的编程特点
  • 5.2 数控车床编程指令
  • 5.3 数控车床的基本操作
  • 5.4 CJK6130数控车床系统操作面板及功能介绍 (华中世纪星)
  • 5.5 实训
  • 5.6 习 题
slide5
5.1 数控车床的编程特点
  • 5.1.1 数控车床编程坐标系的建立
  • 5.1.2 数控车床的编程特点
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5.1 数控车床的编程特点
  • 数控车床主要用于轴类、盘类回转体零件的加工,以卧式数控车床的使用最为广泛,本章主要讨论卧式车床的程序编制。
5 1 1
5.1.1 数控车床编程坐标系的建立
  • 数控加工中,对工件的加工是建立在一定的坐标系上进行的,数控机床坐标系分为机床坐标系和工件坐标系。
  • 1. 机床坐标系
  • 是以机床原点为坐标系原点建立起来的一个Z轴与X轴的直角坐标系,车床的机床原点为车床上的一个固定点,车床的机床原点定义为主轴旋转中心线与卡盘后端面的交点,如图5.1所示。机床原点在机床装配、调试时就已确定下来。
  • 2. 参考点
  • 参考点也是机床上的一固定点,其位置由Z向与X向的机械挡块或行程开关来确定,如图5.1所示。
  • 3. 工件坐标系
  • 工件图样上存在设计基准点,其主要尺寸是以此点为基准进行标注的,该基点称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立一个Z轴和X轴的直角坐标系成为工件坐标系(也称编程坐标系)。
  • 加工工件时在车床上要建立一个与编程坐标系对应的工件原点,在车床上工件的原点可以选择在工件左端面、右端面等位置,工件坐标系的Z轴一般与主轴轴线重合,X轴随工件原点位置不同而不同。
  • 工件坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致,X轴对应径向,Z轴对应轴向,C轴(主轴)的运动方向则以从机床尾架向主轴看,逆时针为+C向,顺时针为-C向,如图5.2所示。
5 1 11
5.1.1 数控车床编程坐标系的建立

图5.1 机床原点和参考点

图5.1 机床原点和参考点

5 1 12
5.1.1 数控车床编程坐标系的建立

图5.2 车床上工件坐标系

5 1 2
5.1.2 数控车床的编程特点
  • (1) 数控车床工件坐标的设定大都使用准备功能G50完成,也可以用G54~G59预置工件坐标系,G50与G54~G59不能出现在同一程序段中,否则G50会被G54~G59取代。
  • (2) 在程序段中,坐标值可以用绝对值或增量值,或二者混合编程。用坐标地址X、Z为绝对编程方式,使用坐标地址U、W时为增量编程方式。一般情况下,利用自动编程软件编程时,通常采用绝对值编程。
  • (3) 数控车床的编程有直径、半径两种方法,直径编程是指X轴上的有关尺寸为直径值,半径编程是指X轴上的有关尺寸为半径值。采用直径编程比较方便,FANUCOi数控机床是采用直径编程。
  • (4) 数控机床上的加工的工件常用棒料或锻件作为毛坯,加工余量较大,为简化程序,一般情况下,数控车床的数控系统中都有车外圆、车端面和车螺纹等不同形式的循环功能。
  • (5) 数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能(G42/G41),在加工过程中,对刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖半径的变化,都无需更改加工程序,只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中,刀具便能自动进行补偿,这类机床可以直接按工件的轮廓编程。
slide11
5.2 数控车床编程指令
  • 5.2.1 工件坐标系的设定指令
  • 5.2.2 S、F和T指令
  • 5.2.3 基本加工类指令
  • 5.2.4 螺纹加工指令
  • 5.2.5 简单循环指令
  • 5.2.6 复合循环指令
  • 5.2.7 刀具补偿类指令
  • 5.2.8 子程序指令
  • 5.2.9 车削编程实例
slide12
5.2 数控车床编程指令
  • 数控车床常用的功能指令有准备功能指令、辅助功能指令、刀具指令、主轴转速功能指令、进给功能指令。数控车床的种类不同,系统的指令也不尽相同。
  • 下面介绍以BEIJING-FANUC0i系统为例介绍数控车削系统的功能指令,表5.1为BEIJING-FANUC0i系统常用G指令,表5.2为BEIJING-FANUC0i系统辅助M指令。
slide14
5.2 数控车床编程指令

表5.2 BEIJING-FANUCOi系统辅助M指令

5 2 1
5.2.1 工件坐标系的设定指令
  • 1. 用G50设定工件坐标系
  • 对于刀架后置式(刀架活动范围主要在回转轴心线的后部)的车床来说,X轴正向是由 轴心指向后方,如图5.3(a)所示;而对于刀架前置式的车床来说,X轴的正向应是由轴心指向前方,如图5.3(b)所示。由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的,因此无论是前置式还是后置式,X轴指向前后对编程来说并无多大差别。为适应笛卡尔坐标习惯,编程绘图时都按如图5.3(a)所示后置式的方式表示(从俯视方向看),机床坐标系在进行回参考点操作后便开始在数控系统内部自动建立了。
  • 格式:G50 X__ Z__
  • 说明:X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。
  • 在数控车床编程时,所有X坐标值均使用直径值。
  • 例如:按图5.4设置加工坐标的程序段如下。
  • G50 X180 Z117.4;
5 2 12
5.2.1 工件坐标系的设定指令

图5.4 G50建立坐标系

5 2 13
5.2.1 工件坐标系的设定指令
  • 2. 预置工件坐标系 G54~G59
  • 具有参考点设定功能的机床还可用工件零点预置G54~G59指令来代替G50建立工件坐标系。它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置值,并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中,因而该值无论断电与否都将一直被系统所记忆,直到重新设置为止。当工件原点预置好以后,便可用“G54 G00 X_ Z_;”指令让刀具移到该预置工件坐标系中的任意指定位置。不需要再通过试切对刀的方法去测定刀具起刀点相对于工件原点的坐标,也不需要再使用G50指令了。很多数控系统都提供G54~G59指令,完成预置6个工件原点的功能。
  • G54~G59与G50之间的区别是:用G50时,后面一定要跟坐标地址字;而用G54~G59时,则不需要后跟坐标地址字,且可单独作一行书写。若其后紧跟有地址坐标字,则该地址坐标字是附属于前次移动所用的模态G指令的,如G00,G01等。用G54等设立工件原点可在【数据设定】|【零点偏置】菜单中进行。在运行程序时若遇到G54指令,则自此以后的程序中所有用绝对编程方式定义的坐标值均是以G54指令的零点作为原点的。直到再遇到新的坐标系设定指令,如G50、G55~G59等后,新的坐标系设定将取代旧的。G54建立的工件原点是相对于机床原点而言的,在程序运行前就已设定好而在程序运行中是无法重置的,G50建立的工件原点是相对于程序执行过程中当前刀具刀位点的。可通过编程来多次使用G50而重新建立新的工件坐标系。
5 2 2 s f t
5.2.2 S、F和T指令
  • 1. 主轴转速功能设定
  • 主轴功能指令由地址码S和其后面的若干数字组成,单位为r/min、m/min。
  • 例如:S1000表示主轴的转速为1000r/min。
  • 主轴转速功能还有恒表面切削速度的控制、恒转速控制,主轴最大速度控制,适用于具有主轴无级调速的数控机床。
  • (1) 恒表面切削速度的控制指令G96(模态指令)
  • 格式:G96S___
  • 说明:线速度的单位为m/min。
  • 在切削过程中,如果主轴的转速保持不变,则随着加工零件的直径减小,切削速度变小,影响切削质量,采用此功能可使选择的最佳切削速度保持不变。
  • (2) 恒表面切削速度的控制取消指令G97
  • 格式:G97S___
  • 说明:主轴转速单位为r/min。
  • 该指令设定主轴转速并取消恒线速度控制。
  • (3) 主轴最高速度限制指令 G50 (模态指令)
  • 格式:G50 S___
  • 单位:r/min。
  • 采用该指令可以限制执行恒线速度指令时的最大主轴转速,即主轴的转速被限制在一个最大值的范围内,可以防止主轴的转速过高,离心力过大,产生危险及影响机床的寿命。
  • 例:设定主轴的转速。
  • G96S100; 线速度恒定,切削速度100m/min
  • G50S2000; 设定主轴的最高转速为2000r/min
  • G97S500; 取消线速度恒定功能,主轴的转速500r/min
5 2 2 s f t1
5.2.2 S、F和T指令
  • 2. 进给功能设定(G98、G99、G04)
  • 进给速度可用两种方式指定。
  • (1) 每分钟进给量G98(模态指令)
  • 格式:G98 F__
  • 说明:单位为mm/min。
  • 指定G98后,在F后用数值直接指定刀具每分钟的进给量。
  • (2) 每转进给量G99 (模态指令)
  • 格式:G99 F__
  • 说明:单位为mm/r。
  • 指定G99后,在F后用数值直接指定刀具每转的刀具进给量。G99为数控车床的初始状态。
  • (3) 停刀功能(G04)(非模态)
  • 格式:G04 P… 后跟整数值,单位ms(毫秒)。
  • 或 G04 X ( U )…后跟带小数点的数,单位s(秒)。
  • 由于在两个不同的轴进给程序段转换时存在各轴的自动加减速调整,可能导致刀具在拐角处的切削不完整。如果拐角精度要求很严,其轨迹必须是直角时,应在拐角处使用暂停指令。按指令的时间延迟执行下个程序段。
  • 例如:欲停留1.2s时,程序段为:
  • G04 X1.2;
  • 或:G04 P1200;
5 2 2 s f t2
5.2.2 S、F和T指令
  • 3. 刀具功能指令T(模态指令)
  • 格式:T __ __ __ __
  • 说明:选择刀具及刀具补偿,地址字T后接四位数字,前两位是刀具号(00~99),后两位是刀具补偿值组别号。例如:
  • T0202表示选择第二号刀具,二号偏置量。
  • T0300表示选择第三号刀具,刀具偏置取消。
  • 刀具号与刀具补偿号不必相同,但为了方便一般选择相同。刀具补偿值一般作为参数设定并由手动输入(MDI)方式输入数控装置。
5 2 3
5.2.3 基本加工类指令
  • 1. 快速移动指令G00(模态指令)
  • 格式:G00 X(U)___Z(W)____;
  • 说明:X、Z,绝对坐标方式时的目标点坐标;U、W,增量坐标方式时的目标点坐标。
  • 2. 直线插补指令G01(模态指令)
  • 格式:G01 X(U)___Z(W)___ F___;
  • 编程实例5-1:如图5.5所示的刀具切削路线为A→B→C,编程如下。
  • G01 X95 Z-70 F100;
  • X 160 Z-130 F 100;
  • 或写成:
  • G01 Z-70 F100;
  • X 160 Z-130 F 100;
  • 或:
  • G01 W-70 F100;
  • U65 W-"60" F 100;
  • 或:
  • G01 Z-70 F100;
  • U65 Z-130 F 100;
5 2 31
5.2.3 基本加工类指令
  • 在数控车床上,可利用G01指令进行倒角和倒圆角编程。
  • 编程实例5-2:倒角编程,如图5.6(a)所示。
  • 加工程序:
  • N001 G01 Z-20 C4 F0.2;
  • N002 X50 C2;
  • N003 Z-40;
  • 编程实例5-3:倒圆角编程,如图5.6(b)所示。
  • 加工程序:
  • N001 G01 Z-20 R4 F0.2;
  • N002 X50 R2;
  • N003 Z-40;
5 2 32
5.2.3 基本加工类指令

图5.5 G01直线插补

5 2 33
5.2.3 基本加工类指令

图5.6 倒角和倒圆角

5 2 34
5.2.3 基本加工类指令
  • 3. 圆弧插补指令G02、G03(模态指令)
  • 圆弧插补指令是使刀具在指定的平面内,按给定的进给速度从圆弧的起点沿圆弧移动到圆弧的终点。圆弧插补分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。顺时针圆弧和逆时针圆弧的判断方法是,沿与圆弧所在平面(如XOZ面)相垂直的另一坐标的负方向(-Y)看去,顺时针为G02 ,逆时针为G03。
  • 由于数控车床的刀架位置有两种形式,分为刀架在操作者外侧(如图5.7(b)所示)和操作者一侧(如图5.7(a)所示),所以应根据刀架的位置判别圆弧插补的顺逆。
  • 圆弧插补有两种编程格式:圆弧圆心相对起点坐标(I、K)的坐标值编程;圆弧半径R编程。
  • 格式:G02(G03)X(U)___Z(W)___I___K___F____;
  • 或: G02(G03)X(U)___Z(W)___R___F____;
5 2 35
5.2.3 基本加工类指令

图5.7 圆弧的顺、逆方向与刀架位置的关系

5 2 4
5.2.4 螺纹加工指令
  • 数控系统提供的螺纹加工指令包括单一螺纹指令和螺纹固定循环指令。
  • 1. 等螺距螺纹G32(模态指令)
  • 该指令是单一螺纹加工指令,车刀进给运动严格根据输入的螺纹导程进行,但刀具的切出、切入、返回均需编入程序。用于加工等距直螺纹、锥形螺纹、涡形螺纹。
  • 格式:G32X(U)___Z(W)____F_____;
5 2 41
5.2.4 螺纹加工指令
  • 2. 螺纹切削循环指令G92
  • 螺纹切削循环指令把“切入→螺纹切削→退刀→返回”四个动作作为一个循环,用一个程序段来指令。该指令适用于直螺纹和锥螺纹的循环加工,如图5.11所示。
  • 格式: G92 X(U)__ Z(W)__I__ F__;
  • 说明:X(U)、Z(W) 为螺纹切削的终点坐标值;I为螺纹部分半径之差,即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时,I=0。加工圆锥螺纹时,当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时,I为负,反之为正。
5 2 42
5.2.4 螺纹加工指令
  • 3. 车螺纹复合循环指令G76
  • 螺纹切削复合循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它的进刀方法有利于改善刀具的切削条件,在编程中应优先考虑应用该指令,车削过程中,除第一次车削深度外,其余各次车削深度自动计算,该指令的执行过程如图5.12所示。
  • 格式:G76 P(m)(r) (a)Q(Δdmin) R(d);
  • G76X(U) __Z(W) __R(i) P(k) Q(Δd) F(L);
5 2 43
5.2.4 螺纹加工指令

图5.12 螺纹切削复合循环指令G76

图5.12 螺纹切削复合循环指令G76

5 2 5
5.2.5 简单循环指令
  • 当车削加工时零件加工余量大,一般需要多次重复循环加工,才能车去全部加工余量,为了简化程序,在数控机床的控制系统中,具有不同形式固定循环功能,撤销固定循环分为单一固定循环和符合固定循环。
  • 1. 外径/内径切削循环G90
  • G90可以实现车削内外圆柱和圆锥面的单一自动固定循环。
  • (1) 直线车削循环
  • 格式:G90X(U)___Z(W)___F___;
  • 说明:X、Z为端面切削的终点坐标值;U、W为端面切削的终点相对于循环起点的坐标,U、W后的符号取决于轨迹1、2的方向。如果轨迹1(2)的方向沿X轴(Z轴)负方向进给,U(W)后符号为负,否则为正。
  • 如图5.13所示,使用G90的加工顺序按1→2→3→4进行,1、4表示快速移动;2、3表示按F指定的进给速度车削外圆面,X(U)、Z(W)给出圆柱终点的位置。
  • (2) 锥形切削循环G90。
  • 格式:G90 X(U)___Z(W)___R___F___;
  • 加工顺序按1、2、3、4进行,如图5.14所示。
  • 图5.15所示为刀具轨迹与R取正负的关系。图5.16所示为切削圆锥面,因圆锥起点的X坐标小于终点X坐标值,所以R的数据符号为负。
  • 程序段:
  • G90 X50 Z-25 R5;
5 2 51
5.2.5 简单循环指令

图5.13 G90指令切削圆柱面循环动作

5 2 52
5.2.5 简单循环指令

图5.14 G90指令切削圆锥面循环动作

5 2 53
5.2.5 简单循环指令

图5.15 刀具轨迹与R取正负的关系

5 2 54
5.2.5 简单循环指令

图5.16 G90指令切削圆锥面

5 2 55
5.2.5 简单循环指令
  • 2. 端面车削循环G94
  • G94指令可实现端面加工固定循环
  • (1) 平端面切削循环G94。
  • 格式:G94X(U)__ Z(W)___ F___;
  • 说明:X、Z为端面切削的终点坐标值;U、W为端面切削的终点相对于循环起点的坐标。U、W的符号取决于刀具轨迹的方向。
  • 如图5.17所示,使用G94的加工顺序按1→2→3→4进行,1、4表示快速移动,2、3表示按F指定的进给速度车削外圆面,X(U)、Z(W)给出端面终点的位置。
  • (2) 锥面切削循环G94
  • 格式:G94X(U)__ Z(W)___R____ F___;
5 2 56
5.2.5 简单循环指令

图5.17 G94指令平端面车削循环动作

5 2 6
5.2.6 复合循环指令
  • 在数控机床上加工棒料或铸锻件,加工余量较大,需要经过粗加工、精加工才能达到要求,粗加工时需要多次重复加工,即使利用固定循环指令编程,程序也很复杂,采用复合循环指令编程,可以大大简化加工程序。
  • 1. 粗车循环(G71)
  • 该指令适合车削棒料毛坯的大部分余量。指令G71进行纵向粗车循环(内、外径粗车循环)。如图5.20所示。
5 2 61
5.2.6 复合循环指令

图5.20 粗车循环G71指令刀具循环路径

5 2 62
5.2.6 复合循环指令
  • 2. 平端面粗车循环(G72)
  • 采用G72进行横向粗车循环,切削过程平行于X轴,如图5.21所示。
  • 格式:G72W(Δd)R(e)
  • G72P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(f)S(s)T(t)
  • 说明:字符的含义与G71相同。
5 2 63
5.2.6 复合循环指令

图5.21 平端面粗车循环G72

5 2 64
5.2.6 复合循环指令
  • 3. 型车复循环(G73)
  • G73功能可以车削固定的图形,有效地切削铸造成型,锻造成型或已粗车成型的工件,如图5.22所示。
5 2 65
5.2.6 复合循环指令

图5.22 型车复循环G73

5 2 66
5.2.6 复合循环指令
  • 4. 精车循环(G70)
  • 用G71、G72和G73粗车后,用G70指令实现精加工。
  • 格式:G70 P(ns) Q(nf)
  • 说明:
  • (1) ns是指定精加工程序第一个程序段的顺序号。
  • (2) nf是指定精加工程序最后一个程序段的顺序号。
  • (3) 在G71、G72、G73程序段中规定的F、S、T功能无效,但在执行G70时顺序号“ns”和“nf”之间指定的FS和T有效。
  • (4) 当G70循环加工结束时,刀具返回到起点并读下一个程序段。
  • 编程实例5-9:采用粗车循环指令G71和精车循环指令G70加工如图5.23所示的工件,毛坯为140mm的棒料,刀具从P点开始,运动到循环起点C,利用G71,G70指令编程,粗车循环背吃刀量为7mm,径向加工余量和横向余量均为2mm。
5 2 67
5.2.6 复合循环指令

图5.23 G71和G70的加工实例

5 2 7
5.2.7 刀具补偿类指令
  • 在实际加工中,为了提高刀具寿命和降低加工表面的粗糙度,实际加工的刀尖不是理想尖锐的,其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧,其半径值难于得到准确值。通常将车刀刀尖作为一点来考虑,编程和对刀操作以理想尖锐的车刀刀尖进行编程时,实际上刀尖处存在圆角,如图5.24所示。
  • 当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时,是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面及圆弧切削时,则会产生少切或过切现象,如图5.25所示。具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量,避免少切或过切现象的产生。
  • 目前大多数数控车床多具有刀具半径补偿功能,可以根据刀尖的实际情况,选择刀位点的轨迹,为编制程序提供方便。编程时,只要按工件的实际轮廓尺寸编程,不必考虑刀具的刀尖圆弧半径的大小,加工时由有数控系统将刀尖圆弧半径加以补偿消除加工误差,即可加工出所要求的工件来。
  • G40:取消刀具半径补偿,按程序路径进给。
  • G41:左偏刀具半径补偿,按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。
  • G42:右偏刀具半径补偿,按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。
5 2 71
5.2.7 刀具补偿类指令

图5.24 刀尖半径与理想刀尖

5 2 72
5.2.7 刀具补偿类指令

图5.25 刀尖圆弧造成的少切与过切

5 2 73
5.2.7 刀具补偿类指令
  • 1. 假想刀尖位置方向
  • 具有刀具补偿功能的数控系统,除要利用刀具的补偿值外,由于车刀假想的刀尖与相对刀尖圆角中心的方位和刀具移动的方向有关,需确定刀尖的方位,确定补偿值,假想的
  • 刀尖的方位有8种,分别用1~8数字代码表示。同时规定,假想刀尖取圆角中心位置时,代码0和9,也可以认为无补偿。如图5.26所示,常用车刀的类型的刀尖位置代码,外圆、端面车刀(左偏刀)为3,外圆、端面车刀(右偏刀)为4,切槽刀为3、4,内孔车刀为1、2,内孔车刀为1、6。
  • 2. 车刀X轴和Z轴的补偿值的确定
  • 对应每把刀具的补偿包括一组偏置量X、Z,刀具半径补偿值量和刀尖方位号。
  • 一般根据所选刀片的型号查出其刀尖圆角半径,对应图确定刀尖方位代码。通过机床操作面板上的功能键OFFSET,分别设定修改这些参数。数控加工时,根据相应的指令进行调用,提高零件的加工精度。
5 2 74
5.2.7 刀具补偿类指令

图5.26 刀尖圆弧的指定方法

5 2 8
5.2.8 子程序指令
  • 在主程序中,调用子程序的指令是一个程序段,其格式随具体的数控系统而定,BEIJING-FANUCO系统调用子程序的格式:
  • M98 P□□□ □□□□
  • 子程序格式:
  • O□□□□(子程序号)
  • M99
  • 说明:
  • ① P后的前3位数为子程序被重复调用次数,当不指定重复次数时,子程序只调用一次。后四位数为子程序号。
  • ② M99为子程序结束,并返回主程序。
  • 编程实例5-10:利用子程序编程,加工如图5.27所示的零件,毛坯直径32mm,长度77mm,槽宽2mm。
5 2 81
5.2.8 子程序指令

图5.27 子程序应用实例

5 2 9
5.2.9 车削编程实例
  • 1. 轴类零件
  • 编程实例5-11:车削加工编程实例,数控车床车削工件图样如图5.28所示,加工外螺纹,锥、弧面,退刀槽等表面。
  • 设备:CKA6150。
  • 确定工件的装夹方式及加工工艺路线:
  • (1) 采用工件的左端面和毛坯外圆作为定位基准,使用普通三爪卡盘夹紧工件,先车出右端面,并依此面的中心为原点建立工件坐标系。
  • (2) 确定数控加工刀具,根据零件的加工要求,选用外圆粗车刀,外圆精车刀,切槽刀,螺纹刀各一把,刀具的编号依次为T01、T02、T03、T04。
  • (3) 零件的数控加工工艺步骤。
  • ① 车右端面(主轴转速500r/min,进给速度0.15mm/r)。
  • ② 自右向左粗车外轮廓(主轴转速500r/min,进给速度0.15mm/r)。
  • ③ 自右向左精车外轮廓(主轴转速1000r/min,进给速度0.08mm/r)。
  • ④ 车螺纹(主轴转速300r/min,进给速度4mm/r)。
  • ⑤ 切断,并保总长195mm(主轴转速500r/min,进给速度0.05mm/r)。
5 2 91
5.2.9 车削编程实例

图5.28 车削加工编程实例

5 2 92
5.2.9 车削编程实例
  • 2. 套类零件
  • 编程实例5-12:加工内孔编程,外圆已加工直径为40mm,长度37mm,毛坯孔18mm,零件如图5.29所示。
5 2 93
5.2.9 车削编程实例

图5.29 车削内孔编程实例

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5.3 数控车床的基本操作
  • 5.3.1 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床介绍
  • 5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 5.3.5 设定和显示数据
  • 5.3.6 数控车床的运转及对刀操作
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5.3.1 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床介绍
  • 数控机床的技术参数,反映了机床的性能及加工范围,主要包括最大回转直径、最大车削长度、各坐标轴行程、主轴转速范围、切削进给速度范围、定位精度、刀架定位精度等,见表5.6。以CKA6150为例,其具体内容及作用详见表5.7。
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5.3.1 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床介绍

表5.6 数控车床的主要参数指标

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5.3.1 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床介绍

表5.6 数控车床的主要参数指标

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5.3.1 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床介绍

表5.7 CKA6150数控车床的主要参数

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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 数控机床的配置不同,使得操作和控制面板的布局也不同,现以CKA6150型数控机床(BEIJING—FANUCOiMate-TB数控系统)为例,介绍机床的操作、控制面板及软件功能。数控机床的操作面板有两部分组成:一部分为数控系统的操作面板;另一部分为机床操作面板。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 1. 数控系统操作面板的组成及其使用方法
  • CKA6150型数控机床的数控系统操作面板是由LCD/MDI单元、MDI键盘和功能键 组成。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 2. 机床操作面板的组成
  • 图5.32所示为CKA6150型数控车床(BEIJING—FANUCOiMate-TB数控系统)操作面板。操作面板上各开关、按钮的功能与主要使用方法如下。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能

图5.32 CKA6150型数控车床操作面板

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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 3. 循环控制部分
  • (1) “循环启动”按键
  • 在自动方式下,按下“循环启动”按键,CNC开始执行一个加工程序或单段指令,在执行程序时该按键内的指示灯亮,当执行完毕时指示灯灭。
  • (2) “单段”按键
  • 单段仅对自动方式有效。灯亮时有效,执行完一个程序段,机床停止运行,若按“循环启动”按键后,再执行一个程序段,机床运动又停止。
  • (3) “进给保持”按键
  • 在自动方式下,按下进给保持按键,CNC将暂时停止一个加工程序或单段指令。当按下LCD/MDI面板的复位键后,则终止程序的暂停状态。
  • (4) “跳选”按键
  • 跳选任选程序或附加任选程序段,仅对自动方式有效,按下“跳选”按键,指示灯亮,表示“程序段跳转”功能有效。在程序段跳选功能有效时,运行程序中带有“/”标记的程序段不执行,也不能进入缓冲寄存器,程序执行转到程序段的下一段,即无“/”标记的程序段。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • (5) “空运行”按键
  • 仅对自动方式有效,机床以恒定进给速度运动而不执行程序中所指定的进给速度。该功能可用来在机床不装工件的情况下,检查机床的运动。通常在编辑加工程序后,试运行程序时使用,不能用于实际的工件切削中。
  • (6) 机床锁住
  • 机床锁住可以在不移动机床的情况下监测位置显示的变化。所有轴机床锁住信号或各个轴机床锁住信号有效,在手动运行或自动运行中,停止伺服电机输出脉冲,但依然在进行指令分配,绝对坐标和相对坐标也得到更新,所以操作者可以通过观察位置的变化来检查指令编制是否正确,通常该功能用于加工程序的指令和位移的检查。
  • (7) DNC运行
  • DNC是自动运行的一种方式,由于像模具加工这样的程序都属于三维实体,加工程序很长,多则几十至几百兆,它们只能存放在计算机硬盘中,当需要加工时,利用电缆连接计算机和数控系统的RS-232口,通过DNC软件把加工程序一部分、一部分地传递给数控系统。机床运行完一部分程序后,会请求计算机再发送另一部分。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 4. 刀台控制
  • 机床有四工位或六工位,在程序或手动数据输入的方式下,可以任意选择刀具工位。
  • 例如:在MDI方式下,输入T0404,按启动按键,即可选择刀T04到工作位置。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 5. 切削液控制
  • 切削液开关通过按键控制。按“冷却”按键,指示灯亮切削液开;再按“冷却”按键,指示灯灭,切削液关。在任何情况下,随时控制切削液的开关。
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5.3.2 BEIJING-FANUCOiMate-TB系统数控车床操作面板功能
  • 6. 程序保护
  • “程序保护”键用于防止零件程序、偏移值、参数存储的设定数据被错误地存储、修改或清除。在编辑方式下,通过钥匙将开关接通,就可以编辑、修改加工程序。在执行加工程序之前,必须关断程序保护开关。
5 3 3
5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 工件加工程序编制完成后,就可以操作机床对工件进行加工,下面以FANUCOi- Mate-TB系统的CAK6150数控车床为例介绍机床的操作。
5 3 31
5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 1. 开机和回参考点
  • 1) 开机前的检查
  • 开机前的检查包括:检查机床的防护门、电箱门等是否关好;检查润滑装置上油标的液面位置;检查切削液的液面是否高于水泵吸入口;按《机床使用说明书》中规定的注意事项检查。上电后检查在LCD上是否出现机床的初始位置坐标。
  • 2) 手动回参考点
  • 当机床采用增量式测量系统,断电后,其上的数控系统就失去对参考点坐标的记忆,当再次启动数控系统的电源后,必须先进行回参考点的操作,以确定机床的零点。
  • 回参考点只有在JOG方式下才能进行,操作步骤:用机床控制面板上的“参考点”键启动回参考点运行;按坐标轴方向键“+X、+Z”点动,使每一个坐标轴逐一回参考点;通过选择另一种运行方式可以结束该功能。
  • 当机床采用绝对值编码器,机床启动后不需回参考点操作。例如CKA6150数控车床不需回参考点操作。
5 3 32
5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 2. 手动操作机床
  • 1) JOG.进给(手动连续进给)
  • 在JOG方式下,按机床操作面板上的进给轴和方向选择开关,机床沿选定轴的选定方向移动。
5 3 33
5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 3. 手轮移动
  • 在手轮方式下,可旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器而连续不断地移动。用坐标轴选择开关选择移动轴。手轮进给步骤如下。
  • (1) 按“手摇”(HANDEL)开关,它是方式选择开关之一。
  • (2) 按“手轮进给轴选择”开关,选择一个机床要移动的轴。
  • (3) 按手轮进给倍率开关,选择机床移动的倍率。手摇脉冲发生器转过一个刻度机床移动的最小距离等于最小增量单位。
  • (4) 旋转手轮,机床沿选择轴移动。选择“手轮360”,机床移动距离相当于100个刻度的距离。
5 3 34
5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 4. 自动运行
  • 1) 存储器运行
  • 程序预先存在存储器中。当选定了一个程序并按了机床操作面板上的“循环启动”按键时,开始自动运行,而且循环启动灯(LET)点亮。
  • 在自动运行期间当按了机床操作面板上的“进给暂停”时,自动运行停止。再按一次“循环启动”按键时,自动运行恢复。
  • 按下MDI上的RESET键,自动运行结束并进入复位状态。存储器运行的操作步骤 如下。
5 3 35
5.3.3 数控车床操作方法及步骤
  • 5. 机床的试运行
  • 试运行用来在实际加工之前检查机床是否按所编制的程序运行。
  • (1) 机床锁住
  • 按操作面板上的“机床锁住”按键,执行加工程序,机床不动,显示器上只显示刀具位置的变化。在机床锁住状态下,M、S、T指令被执行。
  • (2) 空运行
  • 在自动运行期间按机床操作面板上“空运行”按键,机床以参数设定的进给速度移动,而不以程序指定的进给速度移动。该功能用于工件从工作台上卸下时检查机床的运动。
  • (3) 单程序段
  • 按单程序段键启动单段程序段方式,当按下“循环启动”按键,执行程序中的一个程序段,然后机床停止。再按“循环启动”按键执行下一个程序段。在单程序段方式中一段一段地执行程序来检查程序。
  • 当机床的试运行完成,且由加工程序控制机床加工过程正确,就可以进行机床的实际切削,如果工件的加工程序正确,且加工出了符合零件图样要求的工件,便可连续执行程序,进行工件的正式加工。
5 3 4
5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 1. 程序的创建
  • 在FANUC系统数控车床中可以采用下述方法来创建程序。包括MDI键盘方式,示教方式,编程图形对话编程和自动编程设备。
5 3 41
5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 2. 输入程序
  • 输入程序是指将程序从软盘或NC纸带输入到CNC中。
  • 操作实例5-2:输入程序。
  • (1) 确认输出设备已准备就绪。
  • (2) 按机床操作面板上的EDIT键,进入EDIT方式。
  • (3) 当使用软盘时,检索要求的文件(检索软盘输入要检索的文件号为N0)。
  • (4) 按功能键PROG,显示屏幕出现程序内容界面或程序目录界面。
  • (5) 按软键[(OPRT)]。
  • (6) 按最右边软键(菜单继续键)。
  • (7) 在输入地址O后,给程序指定一个程序号。当此处不指定程序号时,就指定软盘或NC纸带上使用的程序号。
  • (8) 按软键[READ]和[EXEC],程序被输入而且由第(7)步指定的程序号分配给程序。
5 3 42
5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 3. 输出程序
  • 输出程序是指将CNC单元的存储器中存储的程序输出到软盘或NC纸带上。
  • 操作实例5-3:输出程序。
  • (1) 确认输出设备已准备就绪。
  • (2) 为输出到NC纸带,用参数指定穿孔代码(ISO或EIA)。
  • (3) 按机床操作面板上的EDIT按键。
  • (4) 按功能键PROG,显示屏幕出现程序内容显示界面或程序目录界面。
  • (5) 按软键[(OPRT)]。
  • (6) 按最右侧软键(菜单继续键)。
  • (7) 输入地址O。
  • (8) 输入程序号。如果输入-9999则存储器中的全部程序被输出。为了同时输出多个程序,指定程序范围如下。
  • Oxxxx,OΔΔΔΔ
  • 即从程序号xxxx到程序号ΔΔΔΔ的程序被输出。当参数第3107号第4位(SQR)设定为1时程序库界面显示的程序号按升序排列。
  • (9) 按软键[PUNCH]和[EXEC],指定的程序被输出。
5 3 43
5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 4. 程序的编辑
  • 对程序输入后发现的错误,或是程序检查中发现的错误,必须进行修改,即对某些字要进行修改、插入、删除和替换。程序编辑还包括整个程序的删除和自动插入顺序号。
5 3 44
5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 5. 复制整个程序
  • 复制程序可建立新程序。如图5.40所示,图中用复制程序号为xxxx的程序建立了一个程序号为yyyy的新程序,除复制操作建立的程序号外均与原程序一样。复制整个程序的步骤:
  • ① 进入EDIT方式。
  • ② 按功能键PROG。
  • ③ 按软键[(OPRT)]。
  • ④ 按菜单继续键。
  • ⑤ 按软键[EX-EDT]。
  • ⑥ 检查被复制程序的界面是否被选中并按软键[COPY]。
  • ⑦ 按软键[ALL]。
  • ⑧ 输入新程序号(用数字键)并按INPUT键。
  • ⑨ 按软键[EXEC]。
5 3 45
5.3.4 程序的创建、编辑和输入/输出
  • 6. 合并程序
  • 在当前的任意位置可插入另一程序,如图5.41所示,程序号为Oxxxx的程序与程序号为Oyyyy的程序合并,在合并操作之后Oyyyy程序仍保持不变。合并程序的步骤如下。
  • (1) 执行复制整个程序中第①步至第⑤步。
  • (2) 检查要编辑的程序是否已被选中,并按软键[MERGE]。
  • (3) 移动光标到另一程序的要插入的位置,并按软键[~’CRSR]或[~BTTM’]。
  • (4) 输入要插入程序的程序号(用数字键)并按INPUT键。
  • (5) 按软键[EXEC]。
5 3 5
5.3.5 设定和显示数据
  • 为了操作CNC机床,CNC用的各种数据必须在LCD/MDI上设定。在操作期间,操作者可以用显示的数据监控操作状态。
5 3 51
5.3.5 设定和显示数据
  • 1. 按下功能键POS显示的界面和参数设定
  • 按功能键POS显示当前刀具位置,可以进行当前刀具位置的显示和设定,包括:工作坐标系的位置显示;相对坐标系的位置显示;综合位置显示。另外功能键POS也可用于显示伺服电机和主轴电机的负载,以及主轴电机的旋转速度,也可用于显示由手轮中断引起的移动距离。
5 3 52
5.3.5 设定和显示数据
  • 2. 用功能键PROG显示的界面和参数设定
  • 在MEMORY或MDI方式时按功能键PROG,显示如图5.43的界面,包括程序内容显示、当前程序段显示、下一程序段显示、程序检查和MDI操作用的程序界面,其中前4个界面显示在MEMORY方式或MDI方式正在执行的程序的状态。最后的界面显示MDI方式中MDI运行时的指令值。
5 3 53
5.3.5 设定和显示数据
  • 3. 用功能键OFFSET SETTING显示的界面和参数设定
  • 按下功能键 ,可以显示或设定刀具补偿值和其他数据,主要包括刀具偏移值、运行时间和零件数、工件原点偏移值或工件坐标系偏移值、用户宏程序公用变量、软键操作面板。
5 3 54
5.3.5 设定和显示数据
  • 4. 用功能键SYSTEM显示的界面
  • 当CNC与机床连接起来时,必须设定参数以定义机床的功能和规格,以便充分利用伺服电机或其他部件的特性。此外功能键SYSTEM下的操作可以设定或显示提高丝杠定位精度的螺距误差补偿数据。
5 3 55
5.3.5 设定和显示数据
  • 5. 用功能键MESSAGE显示的界面
  • 按下MESSAGE功能键,可以显示报警。报警履历和外部信息等信息可作为履历数据被保存,保存的履历数据可在外部操作信息履历界面上显示。
5 3 56
5.3.5 设定和显示数据
  • 6. 图形模拟
  • 操作者可以通过图形模拟功能在界面上显示程序的刀具轨迹,通过观察显示的轨迹可以检查加工过程。并且显示的图形可以放大(缩小),但在显示刀具轨迹前必须设定界面坐标(参数)和绘图参数。图形模拟步骤开始前用参数NO.6150设定绘图坐标,具体步骤如下。
5 3 6
5.3.6 数控车床的运转及对刀操作
  • 1. CKA6150数控车床的操作方法与步骤
  • CKA6150数控车床的操作步骤如下。
  • (1) 开机。
  • (2) 程序的操作。包括输入新程序和程序的编辑。
  • (3) 参数设置功能。包括建立新刀具、刀具参数设定和对刀、设置零点偏置。
  • (4) 加工操作。包括“JOG”方式运行、“MDI”方式运行、“自动”方式运行和“停止”、“中断”零件程序。
5 3 61
5.3.6 数控车床的运转及对刀操作
  • 2. 数控车床的对刀与找正
  • 对刀是数控车床加工中十分重要的一项准备工作,对刀的好与差,直接影响被加工零件的尺寸精度,对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置,测试每把刀具的刀位偏差,建立工件坐标系及设置刀偏值。对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上,对刀时应使对刀点与刀位点重合。
5 4 cjk6130
5.4 CJK6130数控车床系统操作面板及功能介绍 (华中世纪星)
  • 5.4.1 操作台结构
  • 5.4.2 软件操作界面
  • 5.4.3 车床功能菜单
  • 5.4.4 数控车床基本操作
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5.4 CJK6130数控车床系统操作面板及功能介绍 (华中世纪星)
  • 华中世纪星HNC-21T是基于华中Ⅰ型(HNC-1T)高性能数控装置的基础上,为满足市场要求开发的高性能经济型数控装置。
  • HNC-21T 采用彩色LCD液晶显示器,内装式PLC,可与多种伺服驱动单元配套使用,具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可靠性好、性能价格比高和操作维护方便的特点。
5 4 1
5.4.1 操作台结构
  • HNC-21T 世纪星车床数控装置操作台为标准固定结构,如图5.52所示,其外形尺寸为420 mm×310mm ×110mm。
5 4 11
5.4.1 操作台结构

图5.52 HNC-21T世纪星车床数控装置操作台

5 4 2
5.4.2 软件操作界面
  • HNC-21T 的软件操作界面如图5.53所示,其界面由如下几个部分组成。
  • (1) 图形显示窗口
  • 在显示方式菜单下,可以设置显示模式、显示值、显示坐标值、图形放大倍数、夹
  • 具中心绝对位置、内孔直径和毛坯大小。
  • (2) 菜单命令条
  • 通过菜单命令条中的功能键F1~F10 来完成自动加工、程序编辑、参数设定、故障诊断等系统功能的操作。
  • (3) 运行程序索引
  • 自动加工中的程序名和当前程序段行号。
  • (4) 选定坐标系下的坐标值
  • 坐标系可在机床坐标系、工件坐标系和相对坐标系之间切换。显示值可在指令位置、实际位置、剩余进给、跟踪误差、负载电流和补偿值之间切换(负载电流只对Ⅱ型伺服有效)。
  • 图5-53 HNC-21T世纪星车床软件操作界面
  • (5) 工件坐标零点。是在机床坐标系下的坐标。
  • (6) 倍率修调。指当前主轴倍率修调、当前进给倍率修调、当前快进倍率修调。
  • (7) 辅助机能。指自动加工中的M、S、T代码。
  • (8) 当前加工程序行。是显示当前正在或将要加工的程序段。
  • (9) 系统工作方式。根据机床控制面板上相应按键的状态,可在自动运行、单段运行、手动运行、增量运行、回零、急停和复位等之间切换;系统工作状态在运行正常和出错间切换;系统时钟是当前系统时间。
5 4 21
5.4.2 软件操作界面

图5.53 HNC-21T世纪星车床软件操作界面

5 4 3
5.4.3 车床功能菜单
  • 操作界面中最重要的一块是菜单命令条,系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功 图5-54 HNC-21T的功能菜单结构
  • 能键F1~F10来完成。由于每个功能包括不同的操作,菜单采用层次结构,即在主菜单下选择一个菜单项后,数控装置会显示该菜单的子菜单,用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作,如图5.54所示。当要返回主菜单时按子菜单下的F10键即可。其中HNC-21T的功能菜单结构如图5.55所示。
5 4 31
5.4.3 车床功能菜单

图5.54 菜单层次

5 4 32
5.4.3 车床功能菜单

图5.55 HNC-21T的功能菜单结构

5 4 4
5.4.4 数控车床基本操作
  • 1. 急停
  • 机床运行过程中,在危险或紧急情况下,按下“急停”按钮,CNC即进入急停状态,伺服进给及主轴运转立即停止工作(控制柜内的进给驱动电源被切断),松开“急停”按钮(左旋此按钮,按钮将自动跳起),CNC进入复位状态。
5 4 41
5.4.4 数控车床基本操作
  • 2. 方式选择
  • 机床的工作方式由手持单元和控制面板上的方式选择类按键共同决定。方式选择类按键(如图5.56所示)及其对应的机床工作方式如下。
  • (1) “自动”:自动运行方式。
  • (2) “单段”:单程序段执行方式。
  • (3) “手动”:手动连续进给方式。
  • (4) “增量”:增量、手摇脉冲发生器进给方式。
  • (5) “回零”:返回机床参考点方式。
  • 其中按下“增量”按键时,视手持单元的坐标轴选择波段开关位置对应两种机床工作方式。即波段开关置于“Off”挡为增量进给方式;波段开关置于“Off”挡之外为手摇脉冲发生器进给方式。
5 4 42
5.4.4 数控车床基本操作

图5.56 机床工作方式按键

5 4 43
5.4.4 数控车床基本操作
  • 3. 轴手动按键
  • 如图5.57所示,“+X”、“+Z”、“-X”、“-Z” 按键用于在手动连续进给、增量进给和返回机床参考点方式下,选择进给坐标轴和进给方向。“+C”、“-C”只在车削中心上有效,用于手动进给C轴。
5 4 44
5.4.4 数控车床基本操作

图5.57 轴手动按键

5 4 45
5.4.4 数控车床基本操作
  • 4. 速率修调
  • (1) 进给修调
  • 在自动方式或MDI 运行方式下,当F代码编程的进给速度偏高或偏低时,可用进给修调右侧的“100% ”和“+”、“-”按键,如图5.58所示。修调程序中编制的进给速度。按“100% ”按键(指示灯亮)进给修调倍率被置为100%。
  • 按“+”按键,进给修调倍率递增5% ;按“-”按键,进给修调倍率递减5%。在手动连续进给方式下,这些键可调节手动进给速率。
  • (2) 快速修调
  • 在自动方式或MDI 运行方式下,可用快速修调右侧的“100%”和“+”、“-”按键,修调G00快速移动时系统参数“最高快移速度”设置的速度。
  • 按“100%”按键(指示灯亮),快速修调倍率被置为100%,按“+”按键,快速修调倍率递增5%,按“-”按键,快速修调倍率递减5%。在手动连续进给方式下,这些键可调节手动快移速度。
  • (3) 主轴修调
  • 在自动方式或MDI运行方式下,当S 代码编程的主轴速度偏高或偏低时,可用主轴修调右侧的“100%”和“+”、“-”按键,修调程序中编制的主轴速度。
  • 按“100%”按键(指示灯亮),主轴修调倍率被置为100%,按“+”按键,主轴修调倍率递增5%;按“-”按键,主轴修调倍率递减5%。在手动方式时,这些按键可调节手动时的主轴速度。
  • 机械齿轮换档时,主轴速度不能修调。
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5.4.4 数控车床基本操作

图5.58 速率修调按键

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5.4.4 数控车床基本操作
  • 5. 回参考点
  • 按“回零”按键(指示灯亮),系统处于手动回参考点方式,可手动返回参考点(下面以X轴回参考点为例说明)。
  • (1) 根据X轴“回参考点方向”参数的设置,按“+X”(回参考点方向为“+”)或“-X”(“回参考点方向”为“-”)按键。
  • (2) X轴将以“回参考点快移速度”参数设定的速度快进。
  • (3) X轴碰到参考点开关后将以“回参考点定位速度”参数设定的速度进给。
  • (4) 当反馈元件检测到基准脉冲时,X轴减速停止,回参考点结束,此时“+X”或“-X”按键内的指示灯亮。
  • 用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可以使Z轴回参考点。同时按压X向和Z向的轴手动按键,可使X轴、Z轴同时执行返回参考点操作。
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5.4.4 数控车床基本操作
  • 6. 手动进给
  • 1) 手动进给
  • 按“手动”按键(指示灯亮),系统处于手动运行方式,可手动移动机床坐标轴(下面以手动移动X轴为例说明)。
  • ① 按“+X”或“-X”按键(指示灯亮),X轴将产生正向或负向连续移动。
  • ② 松开“+X”或“-X”按键(指示灯灭),X轴即减速停止。
  • 用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键,可以使Z轴产生正向或负向连续移动。同时按压X向和Z向的轴手动按键,可同时手动连续移动X轴、Z轴。
  • 在手动连续进给方式下,进给速率为系统参数“最高快移速度”的1/3乘以进给修调选择的进给倍率。
  • 2) 手动快速移动
  • 在手动连续进给时,若同时按“快进”键,则产生相应轴的正向或负向快速运动。手动快速移动的速率为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。
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5.4.4 数控车床基本操作
  • 7. 增量进给
  • 1) 增量进给
  • 当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”档时,按一下机床控制面板上的“增量”按键(指示灯亮),系统处于增量进给方式,可增量移动机床坐标轴(下面以增量进给X轴为例说明)。
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5.4.4 数控车床基本操作
  • 9. 自动运行
  • 按“自动”按键(指示灯亮),系统处于自动运行方式,机床坐标轴的控制由CNC 自动完成。
  • (1) 自动运行启动“循环启动”
  • 自动方式时,在系统主菜单下按“F1”键进入【自动加工】子菜单,再按“F1”键选择要运行的程序,然后按“循环启动”按键(指示灯亮),自动加工开始。特别要指出的是适用于自动运行方式的按键同样适用于MDI 运行方式和单段运行方式。
  • (2) 自动运行暂停进给保持
  • 在自动运行过程中,按“进给保持”按键(指示灯亮),程序执行暂停,机床运动轴减速停止。暂停期间,辅助功能M、主轴功能S、刀具功能T 保持不变。
  • (3) 进给保持后的再启动
  • 在自动运行暂停状态下,按“循环启动”按键,系统将重新启动,从暂停前的状态继续运行。
  • (4) 空运行
  • 在自动方式下,按空运行按键,指示灯亮,CNC 处于空运行状态。程序中编制的进给速率被忽略,坐标轴以最大快移速度移动。空运行不做实际切削,目的在确认切削路径及程序。在实际切削时应关闭此功能,否则可能会造成危险。此功能对螺纹切削无效。
  • (5) 机床锁住
  • 机床锁住的目的在于禁止机床坐标轴移动。在自动运行开始前按一下“机床锁住”按键(指示灯亮),再按“循环启动”按键,系统继续执行程序,显示屏上的坐标轴位置信息变化,但不输出伺服轴的移动指令,所以机床停止不动。这个功能用于校验程序。
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5.4.4 数控车床基本操作
  • 10. 单段运行
  • 按“单段”按键,系统处于单段自动运行方式,指示灯亮,程序控制将逐段执行。
  • (1) 按“循环启动”按键运行一程序段,机床运动轴减速停止,刀具主轴电机停止 运行。
  • (2) 再按“循环启动”按键,又执行下一程序段,执行完后又再次停止。
  • 在单段运行方式下,适用于自动运行的按键依然有效。
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5.4.4 数控车床基本操作
  • 11. 超程解除
  • 在伺服轴行程的两端各有一个极限开关,作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时,就会出现超程。当某轴出现超程(“超程解除”按键内指示灯亮)时,系统视其状况为紧急停止,要退出超程状态时,应按如下方法操作。
  • (1) 松开“急停”按钮,将方式选择设置为手动或手摇方式。
  • (2) 一直按压着“超程解除”按键(控制器会暂时忽略超程的紧急情况)。
  • (3) 在手动(手摇)方式下,使该轴向相反方向退出超程状态。
  • (4) 松开“超程解除”按键。
  • 若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”,表示恢复正常,可以继续操作。在移回伺服机构时请注意移动方向及移动速率,以免发生碰撞。
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5.4.4 数控车床基本操作
  • 12. 手动机床动作控制
  • 图5.60所示为手动机床动作控制按键。
  • (1) 主轴正转
  • 在手动方式下按“主轴正转”按键(指示灯亮),主电机以机床参数设定的转速正转。
  • (2) 主轴反转
  • 在手动方式下按“主轴反转”按键,指示灯亮,主电机以机床参数设定的转速反转。
  • (3) 主轴停止
  • 在手动方式下按“主轴停止”按键,指示灯亮,主电机停止运转。
  • (4) 主轴点动
  • 在手动方式下可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键,点动转动主轴。
  • ① 按压“主轴正点动”或“主轴负点动”按键(指示灯亮),主轴将产生正向或负向连续转动。
  • ② 松开“主轴正点动”或“主轴负点”动按键(指示灯灭),主轴即减速停止。
  • (5) 刀位转换
  • 在手动方式下按“刀位转换”按键,转塔刀架转动一个刀位。
  • (6) 冷却启动与停止
  • 在手动方式下按“冷却开停”按键,冷却液开(默认值为冷却液关),再按此键又为冷却液关,如此循环。
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5.4.4 数控车床基本操作

图5.60 手动机床动作控制按

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5.5 实训
  • 1. 实训目的:
  • (1) 了解数控车床的组成、基本结构。
  • (2) 了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途。
  • (3) 熟悉数控车床操作面板各按键(CNC界面)的功用。
  • (4) 掌握数控车床的调整及零件的装夹、对刀及加工前的准备工作。
  • (5) 掌握手工编程的指令及编程方法,程序的建立、修改等操作。
  • (6) 掌握CNC系统的运行过程,通过加工具体零件,熟悉数控车床加工零件的基本操作过程。
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5.5 实训
  • 2. 实训设备:
  • CKA6150数控车床,CJK6130数控车系统。
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5.5 实训
  • 3. 实训内容:
  • 实训1:了解数控车床的基本结构,熟悉数控车床操作面板的功能。
  • 要求:
  • (1) 了解机床各部分的组成。
  • (2) 熟悉不同的工作方式,机床的操作。通过对操作面板按键的操作,熟悉各部分的功能。
  • (3) 在手动方式下,通过对机床的操作熟悉机床的运动情况。
  • (4) 了解数控机床操作的安全知识,保养的基本要求。
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5.6 习 题
  • 填空题
  • (1) 数控车床的机床坐标系的原点取在_____与_______的交点。
  • (2) 数控车床编程时,绝对值编程采用坐标地址_____,增量值编程采用坐标地址____。
  • (3) 在数控车床上车削棒料毛坯时,采用循环指令_______;车削铸、锻毛坯表面时,采用循环指令_________。
  • (4) 数控车床加工螺纹时,由于机床伺服系统本身具有_______特征,会在起始段和停止段发生__________现象,所以实际加工螺纹长度包括切入和切出空行程量。
  • (5) 车刀刀具位置补偿包括刀具_________和_______________。
  • (6) 车削固定循环中,车外圆时是先走________,再走_______,车端面时则是先走_____,再走______。
  • (7) 编程时可以将重复出现的程序段编成______,使用时可以由________多次重复 调用。
  • (8) 直线插补指令G01的特点是刀具以________方式由某坐标点移动到另一坐标点,由指令F设定。
  • (9) 执行辅助功能M00和M02时,使进给运动、主轴回转、切削液全部停止运行。不同点是执行M02后,数控系统处于_______;而执行M00后,若重新按______,则继续执行加工程序。
  • (10) 粗加工时,应选择________的背吃刀量、进给量,________的切削速度;精加工时,应选择较________背吃刀量、进给量,较________的切削速度。
  • (11) 开机时,一般要进行返回参考点操作,其目的是 。
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5.6 习 题
  • 选择题
  • (1) 车削运动分为( )、( )两种。工件的旋转运动是( )。
  • A. 切深运动 B. 主运动
  • C. 进给运动 D. 旋转运动
  • (2) 数控车床上,刀尖圆弧只有在加工( )时才产生加工误差。
  • A. 端面 B. 圆柱 C. 圆弧
  • (3) 数控车床中,转速功能字S可指定( )。
  • A. mm/r B. r/min C. mm/min
  • (4) 圆弧插补方向(顺时针和逆时针)的规定与( )有关。
  • A. X轴 B. Z轴 C. 不在圆弧平面内的坐标轴
  • (5) 下列型号中( )是最大加工工件直径为400毫米的数控车床的型号。
  • A. CJK0620 B. CK6140 C. XK5040
  • (6) 数控车床与普通车床相比在结构上差别最大的部件是( )。
  • A. 主轴箱 B. 床身
  • C. 进给传动 D. 刀架
  • (7) 数控车床在加工中为了实现对车刀刀尖磨损量的补偿,可沿假设的刀尖方向,在刀尖半径值上,附加一个刀具偏移量,这称为( )。
  • A. 刀具位置补偿 B. 刀具半径补偿 C. 刀具长度补偿
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5.6 习 题
  • (8) 找出下列数控机床操作名称的对应英文词汇BUTTON( )、SOFT KEY( )、HARD KEY( )、SWITCH( )。
  • A. 软键 B. 硬键
  • C. 按钮 D. 开关
  • (9) 置零点偏置(G54~G59)是从( )输入的。
  • A. 程序段中 B. 机床操作面板 C. CNC控制面板
  • (10) 机床工作时,当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动( )。
  • A. 程序停止功能 B. 暂停功能 C. 急停功能
  • (11) 影响数控机床加工精度的因素很多,但采用( )方式不能提高加工精度。
  • A. 正确选择加工刀具 B. 控制对刀的精度
  • C. 将增量编程改为绝对编程 D. 减小刀尖圆弧半径对加工的影响
  • (12) 选择刀具起始点时应考虑( )。
  • A. 防止与工件或夹具干涉碰撞 B. 方便工件安装测量
  • C. 必须选在工件的外侧 D. 每把刀具的刀尖在起始点重合
  • (13) 进给功能F后的数字不可能表示( )。
  • A. 每分钟进给量 B. 每秒进给量
  • C. 每转进给量 D. 螺纹螺距
  • (14) 在现代数控系统中,系统都有子程序功能,并且子程序( )嵌套。
  • A. 只能有一层 B. 可以有限层
  • C. 可以无限层 D. 不能
  • (15) 数控车床能进行螺纹加工,其主轴上一定安装了( )。
  • A. 测速发电机 B. 脉冲编码器
  • C. 温度控制器 D. 光电管
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5.6 习 题
  • (16) 判别数控车床(只有X、Z轴)圆弧插补的顺逆时,观察者沿圆弧所在平面的垂直坐标轴(Y轴)的负方向看去,顺时针方向为G02,逆时针方向为G03。通常,圆弧的顺逆方向判别与车床刀架位置有关,如图5.64所示,正确的说法是( )。
  • A. 图(a)表示刀架在机床内侧时的情况
  • B. 图(b)表示刀架在机床外侧时的情况
  • C. 图(b)表示刀架在机床内侧时的情况
  • D. 以上说法均不正确

图5.64 判别车床刀架位置

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5.6 习 题
  • (17) G04在数控系统中代表( )。
  • A. 车螺纹 B. 暂停 C. 快速移动 D. 外圆循环
  • (18) 数控机床的坐标系采用( )判定X、Y、Z的正方向,根据ISO标准,在编程时采用( )的规则。
  • A. 右手法则、刀具相对静止而工件运动
  • B. 右手法则、工件相对静止而刀具运动
  • C. 左手法则、工件随工作台运动
  • D. 左手法则、刀具随主轴移动
  • (19) 车床数控系统中,用那一组指令进行恒线速控制( )。
  • A. G0S_ B. G96S_
  • C. G01F D. G98S_
  • (20) 车床数控装置一般都是( ),就是对刀具相对于工件运动的轨迹进行控制的 系统。
  • A. 轮廓控制系统 B. 三坐标控制系统 C. 四坐标控制系统
  • (21) 下列是建立工件坐标系的指令,正确的是( )。
  • A. G50 U100 Z100 B. G50 U50 W50
  • C. G50 X501 W100 D. G50 X100 Z80
  • (22) 用棒料毛坯,加工盘类零件,且加工余量较大的工件编程,应选用( )复合循环指令。
  • A. G71 B. G72 C. G73 D. G76
  • (23) 子程序调用和子程序返回用( )组指令实现。
  • A. G98 G99 B. M98 M99 C. M98 M02 D. M99 M98
  • (24) 数控车床控制系统中,可以联动的两个轴是( )。
  • A. Y、Z B. X、Z C. X、Y D. X、C
  • (25) 在HNC-21M控制系统中公制螺纹的切削指令是( )。
  • A. M33 B. G73 C. G32 D. M02
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5.6 习 题
  • 判断题
  • (1) 数控车床的刀具功能字T既指定了刀具数,又指定了刀具号。 ( )
  • (2) 数控机床的编程方式有绝对编程或增量编程。使用时不能将它们放在同一程序 段中。 ( )
  • (3) 数控机床用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时,必须限制主轴的最高转速。 ( )
  • (4) 固定循环是预先给定一系列操作,用来控制机床的位移或主轴运转。 ( )
  • (5) 外圆粗车循环方式适合于加工棒料毛坯除去较大余量的切削。 ( )
  • (6) 固定形状粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。 ( )
  • (7) 外圆粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。 ( )
  • (8) 机械回零操作时,必须原点指示灯亮才算完成。
  • (9) 手动资料输入(MDI)时,模式选择钮应置于自动(AUTO)位置上。
  • (10) 切削大于180°的圆弧,其圆弧半径“R”值要使用正值。 ( )
  • (11) 在所有机床接通电源后,都要做回零操作,使刀具或工作台退离到机床参考点。 ( )
  • (12) 宏程序的特点是可以使用变量,变量之间不能进行运算。 ( )
  • (13) 数控车床程序中所使用的进给量(F值)在车削螺纹时,是指导程而言。 ( )
  • (14) 恒线速控制的原理是当工件的直径越大,工件转速越快。 ( )
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5.6 习 题
  • (15) “T1001”是刀具选择机能为选择一号刀具和一号补正。 ( )
  • (16) 螺纹指令G32 X41.0 W-43.0 F1.5是以每分钟1.5mm的速度加工螺纹。 ( )
  • (17) 数控机床的零点必须设在工件的右端面上。 ( )
  • (18) G00X50与G00U50等效。 ( )
  • (19) G00不能用于进给加工。 ( )
  • (20) G32功能为螺纹切削加工,只能加工圆柱螺纹。 ( )
  • (21) G90功能为封闭的直线切削和锥形切削循环。 ( )
  • (22) 不考虑刀尖的圆弧半径,车出的形状是有误差的。 ( )
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5.6 习 题
  • (23) 当编程时,如果起点和目标点有一个坐标值没有变化时,此坐标可以省略。 ( )
  • (24) 刀具位置偏置补偿是对编程时假想的刀具与实际使用的刀具的差值进行补偿。 ( )
  • (25) 切削大于180°的圆弧,其圆弧半径“R”值要使用正值。 ( )
  • (26) 数控机床的重复定位精度比定位精度高,是为了使加工零件的精度更高。 ( )
  • (27) 数控车床中,转速功能字S可指定主轴的转速(r/min)。 ( )
  • (28) G04 X2000.0.此段程度执行暂停2秒钟。 ( )
  • (29) 加工程序不包含程序序号,若为节省内存容量,则可省略。 ( )
  • (30) 按数控系统操作面板上的RESET键后就能消除报警信息。 ( )
  • (31) 数控机床中CCW代表顺时针方向旋转,CW代表逆时针方向旋转。 ( )
  • (32) 数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。 ( )
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5.6 习 题
  • 简答题
  • (1) 简述数控车床的编程特点。
  • (2) 什么是数控车床加工的恒切削速度功能?用哪一组指令进行恒切削速度控制?
  • (3) 画图表示车外圆简单固定循环的加工路线,并标明相应的进给状态。
  • (4) 什么是机床原点,机床参考点,编程原点?
  • (5) M00、M01、M02、M30都可以停止程序运行,它们有什么区别?
  • (6) 采用固定循环编程有什么好处?试画图表示G、G、G71、G72的基本走刀路线?
  • (7) 数控车床圆弧的顺逆应如何判断?
  • (8) 数控车削用的车刀一般分为哪几种类型?
  • (9) 什么叫超程?出现超程报警应如何处理?
  • (10) 操作面板上的“进给保持”按键有什么用处?它和程序指令中的M00在应用上有什么区别?
  • (11) 什么叫MDI操作?用MDI操作方式能否进行切削加工?
  • (12) 单步、跳段和空运行分别是什么意思?
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5.6 习 题
  • 实作题
  • 编制如图5.65,图5.66,图5.67所示零件的加工程序、工艺卡片和加工操作。
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5.6 习 题

图5.65 实作题零件图一

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5.6 习 题

图5.66 实作题零件图二

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5.6 习 题

图5.67 实作题零件图三