項(xiàng)目1+零件加工的數(shù)控編程與操作

項(xiàng)目一零件加工的數(shù)控編程與操作南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系數(shù)控機(jī)床PLC控制任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)任務(wù)流程知識(shí)學(xué)習(xí)任務(wù)實(shí)施考核評(píng)價(jià)現(xiàn)有一機(jī)械零件，材料為45#鋼，其四周及上下兩面已由前道工序加工，本工序的任務(wù)是銑削凸臺(tái)面。加工時(shí)使用直徑為10mm的立銑刀，加工設(shè)備為數(shù)控銑床。試編寫出加工程序，并進(jìn)行程序調(diào)試。任務(wù)描述【能力目標(biāo)】1、能分析出數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的區(qū)別。2、能分析出數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床電氣控制的區(qū)別。3、能使用數(shù)控系統(tǒng)的基本指令編制數(shù)控加工程序。【知識(shí)目標(biāo)】1、了解數(shù)控銑床的基本結(jié)構(gòu)。2、熟悉數(shù)控系統(tǒng)的軸進(jìn)給、主軸旋轉(zhuǎn)、冷卻泵運(yùn)行等的控制方法。3、熟悉數(shù)控機(jī)床自動(dòng)編程與控制方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）確定裝夾方案；（2）確定工藝過程；（3）計(jì)算刀具軌跡的坐標(biāo)值；（4）編寫加工程序；（5）程序輸入數(shù)控系統(tǒng)；（6）程序檢驗(yàn)，運(yùn)行操作。任務(wù)流程1、數(shù)控銑床功能與用途

數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)先編制的數(shù)控加工程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)字信息命令進(jìn)行加工控制的現(xiàn)代化設(shè)備。數(shù)控機(jī)床通過數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，包括控制刀具和加工工件之間的相對(duì)位置、主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)和停止、主軸的變速、自動(dòng)換刀、冷卻系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止等各種動(dòng)作。數(shù)控機(jī)床通常由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、測量和反饋系統(tǒng)組成。數(shù)控銑床是一種刀具旋轉(zhuǎn)的加工設(shè)備，一般有三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，即橫向運(yùn)動(dòng)、縱向運(yùn)動(dòng)和垂向運(yùn)動(dòng)，常用X向、Y向和Z向表示。數(shù)控銑床以銑削加工為主，同時(shí)還能進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鏜、鉸、锪、攻螺紋等各種加工。知識(shí)學(xué)習(xí)2、數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)

數(shù)控銑床由機(jī)床本體、各軸的進(jìn)給電機(jī)、主軸電機(jī)、潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和相關(guān)保護(hù)裝置等組成。1、主軸電機(jī)2、主軸夾頭（用來裝刀）3、垂向滾珠絲杠

4、垂向進(jìn)給電機(jī)5、工作臺(tái)6、縱向滾珠絲杠7、縱向進(jìn)給電機(jī)

8、床鞍9、橫向滾珠絲杠10、橫向進(jìn)給電機(jī)2、數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)

1、主軸電機(jī)2、主軸夾頭（用來裝刀）3、垂向滾珠絲杠

4、垂向進(jìn)給電機(jī)5、工作臺(tái)6、縱向滾珠絲杠7、縱向進(jìn)給電機(jī)

8、床鞍9、橫向滾珠絲杠10、橫向進(jìn)給電機(jī)工作原理

三個(gè)方向的進(jìn)給電機(jī)帶動(dòng)相應(yīng)的滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)的左右運(yùn)動(dòng)（橫向）、前后運(yùn)動(dòng)（橫向）和主軸的上下運(yùn)動(dòng)（垂向）。主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)裝于主軸上的刀具旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的切削。2、數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)

數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)圖1）主運(yùn)動(dòng)數(shù)控銑床的主運(yùn)動(dòng)一般由變頻器或主軸伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速。2、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)在縱向、橫向和垂向各有一套進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)分別控制三個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，伺服電動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)和任意兩軸之間的聯(lián)動(dòng)。3、數(shù)控機(jī)床編程知識(shí)

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19660—2005規(guī)定,數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系服從右手笛卡兒法則，3、數(shù)控機(jī)床編程知識(shí)

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

2）數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系必須有一個(gè)原點(diǎn)，也稱參考點(diǎn)，它是數(shù)控裝置判斷和計(jì)算機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)位置的基點(diǎn)。

數(shù)控機(jī)床開機(jī)后，通常需要進(jìn)行“考考點(diǎn)回歸”操作，使數(shù)控裝置通過參考點(diǎn)來確定坐標(biāo)軸在機(jī)床坐標(biāo)中的位置，并與坐標(biāo)軸的位置測量系統(tǒng)同步。3、數(shù)控機(jī)床編程知識(shí)

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

3）工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是以加工零件的尺寸和形狀建立的坐標(biāo)系。以工件圖紙上的某一點(diǎn)為工件原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。以工件原點(diǎn)作為編程原點(diǎn)，而編程尺寸按照工件坐標(biāo)系中的尺寸確定。

3、數(shù)控機(jī)床編程知識(shí)

數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

4）相對(duì)坐標(biāo)與絕對(duì)坐標(biāo)在編程時(shí)，坐標(biāo)值的計(jì)算有相對(duì)坐標(biāo)與絕對(duì)坐標(biāo)兩種。

相對(duì)坐標(biāo)是指工件上后一點(diǎn)的坐標(biāo)相對(duì)于前一點(diǎn)的增量值，

絕對(duì)坐標(biāo)是指工件上每一點(diǎn)的坐標(biāo)均以工件坐標(biāo)原點(diǎn)為基準(zhǔn)給出的坐標(biāo)值4、數(shù)控加工程序

1）數(shù)控加工程序的格式

該加工程序的程序號(hào)地址是%，程序號(hào)為001，共有9個(gè)程序段。程序段以序號(hào)N開始，包含加工內(nèi)容，以回車結(jié)束。加工內(nèi)容由功能指令組成。某零件編制的加工程序%001N10S500M03N20G90G92X0Y0Z-2N30G01Z5F100T01N40X60N50Y30N60X-60N70Y-30N80Z-2N90M024、數(shù)控加工程序

2）功能指令

功能指令是組成程序段的基本單元?？煞譃闇?zhǔn)備功能指令（G指令）、輔助功能指令（M指令）和F/S/T指令。

G指令用來規(guī)定機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、坐標(biāo)偏置、刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的路線和位置等。

M指令用來控制機(jī)床或系統(tǒng)開關(guān)。

F/S/T指令用來控制進(jìn)給速度、主軸速度和刀具號(hào)。4、數(shù)控加工程序

2）功能指令

代碼功能代碼功能G00快速定位G41左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償G01直線插補(bǔ)G42右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償G02順時(shí)針方向圓弧插補(bǔ)G43刀具偏置，正G03逆時(shí)針方向圓弧插補(bǔ)G44刀具偏置，負(fù)G04暫停G41左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償G17XY平面選擇G42右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償G18XZ平面選擇G90絕對(duì)尺寸G19YZ平面選擇G91相對(duì)尺寸G33等螺距螺紋切削G94每分進(jìn)給G40刀具半徑補(bǔ)償G95主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給表1.1FANUC-OiMateDM數(shù)控系統(tǒng)常用G代碼——G指令4、數(shù)控加工程序

2）功能指令

表1.2FANUC-OiMateDM數(shù)控系統(tǒng)常用M代碼——M指令代碼功能說明M00程序暫停,可以用“啟動(dòng)”命令使程序繼續(xù)運(yùn)行M02程序結(jié)束。該指令編在程序的最后一個(gè)程序段中。程序內(nèi)的所有指令執(zhí)行后，進(jìn)給停止、主軸停止、切削液關(guān)閉、機(jī)床處于復(fù)位狀態(tài)。此時(shí)按“啟動(dòng)”鍵后無效。M03主軸正轉(zhuǎn)M04主軸反轉(zhuǎn)M05主軸停止M08冷卻開（啟動(dòng)冷卻泵）M09冷卻關(guān)（關(guān)閉冷卻泵）M30程序結(jié)束。與M02相比，其它功能相同，只是此時(shí)程序指針指向程序首，此時(shí)按“啟動(dòng)”鍵后，程序從頭開始執(zhí)行。4、數(shù)控加工程序

2）功能指令

——F/S/T指令①S功能指令

S功能指令為主軸功能指令，用來指定主軸的旋轉(zhuǎn)速度。S1000表示主軸的轉(zhuǎn)速為1000r/min②F功能指令

F功能指令為進(jìn)給軸功能指令，用來指定進(jìn)給軸的進(jìn)給速度。F100表示進(jìn)給軸的進(jìn)給速為100mm/min。③T功能指令

T功能指令為刀具功能指令，指令格式為T**.**,前兩位是刀具編號(hào)后兩位是對(duì)應(yīng)的刀具補(bǔ)償值組編號(hào)，用來指定刀具和相應(yīng)的刀具長度補(bǔ)償值。5、FANUC0iMate-MD數(shù)控系統(tǒng)1）數(shù)控系統(tǒng)操作界面

5、FANUC0iMate-MD數(shù)控系統(tǒng)1）機(jī)床操作面板

6、數(shù)控機(jī)床基本操作1)回參考點(diǎn)，建立機(jī)床的坐標(biāo)系；2）點(diǎn)動(dòng)操作，手動(dòng)移動(dòng)各軸到相應(yīng)的位置。點(diǎn)動(dòng)操作可以通過方向鍵和手輪進(jìn)行；3）手動(dòng)輸入操作（MDI運(yùn)行方式），完成簡單的程序或指令的操作；4）建立程序與編輯；5）工件坐標(biāo)系的建立；6）刀具補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置；7）程序調(diào)試；8）程序運(yùn)行。根據(jù)項(xiàng)目要求，在工藝分析、設(shè)備確定、裝夾方式選擇、走刀路線確定、刀具選擇、加工余量確定、基點(diǎn)計(jì)算等的基礎(chǔ)上，編寫數(shù)控加工程序，并將程序輸入。然后進(jìn)行對(duì)刀、刀具補(bǔ)償設(shè)置、運(yùn)行操作。項(xiàng)目實(shí)施1、設(shè)備資料序號(hào)分類名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位備注1工具刀具￠10鉆頭1支夾頭與機(jī)床和刀具相匹配1套2扳手

1套3設(shè)備數(shù)控銑床1臺(tái)4虎鉗與機(jī)床相匹配1臺(tái)13消耗材料試切塊（鋁）100*10010塊工具設(shè)備清單2、程序編制程序注釋%0001N10G91G54主程序號(hào)絕對(duì)編程、建立工件坐標(biāo)系N20M03S500M08N30T1N40G00X50Y-30Z3N50G01Z-4F100Z3N60G00X30Y-70N70G01Z-4F100Z3N80G00X70N90G01Z-4F100Z3N100M09；N110X0Y0；N120M30；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min；切削液開；選1號(hào)刀具；快速移動(dòng)到起第一孔上方3mm處；刀具以100mm/min的速度下移，切深4mm；刀具上抬；快速移動(dòng)到起第二孔上方3mm處；加工第二個(gè)孔；加工第三個(gè)孔切削液開關(guān)回到起點(diǎn)程序結(jié)束以左上角為工件坐標(biāo)原點(diǎn)

3、成型調(diào)試程序注釋%0001N10G91G54主程序號(hào)絕對(duì)編程、建立工件坐標(biāo)系N20M03S500M08N30T1N40G00X50Y-30Z3N50G01Z-4F100Z3N60G00X30Y-70N70G01Z-4F100Z3N80G00X70N90G01Z-4F100Z3N100M09；N110X0Y0；N120M30；主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min；切削液開；選1號(hào)刀具；快速移動(dòng)到起第一孔上方3mm處；刀具以100mm/min的速度下移，切深4mm；刀具上抬；快速移動(dòng)到起第二孔上方3mm處；加工第二個(gè)孔；加工第三個(gè)孔切削液開關(guān)回到起點(diǎn)程序結(jié)束逐條檢查輸入數(shù)控系統(tǒng)的程序是否正確，并用數(shù)控系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢驗(yàn)，如“空運(yùn)行”功能、“單段”功能。

4、切削操作（1）裝夾工件；（2）裝夾刀具；（3）回參考點(diǎn)；（4）對(duì)刀；（5）空運(yùn)行程序；（6）切削?？己嗽u(píng)價(jià)考核項(xiàng)目考核內(nèi)容考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)配分程序設(shè)計(jì)程序編寫1.I工藝合理每錯(cuò)1個(gè)扣2分302.程序正確每錯(cuò)1處扣2分3.符合編程規(guī)則每處扣1分安裝工件安裝工件1.正確安裝工件元器件松動(dòng)每處扣1分102.正確安裝刀具接線錯(cuò)誤每處扣2分3.按規(guī)范操作每處扣1分調(diào)試與運(yùn)行操作運(yùn)行1.軟件操作正確操作錯(cuò)誤每次扣1分202.正確操作運(yùn)行運(yùn)行時(shí)錯(cuò)1處扣1分3.系統(tǒng)能按要求運(yùn)行有錯(cuò)誤每處扣2分；系統(tǒng)無法運(yùn)行每次扣4分4．變頻器參數(shù)設(shè)定正確變頻器主要參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤每個(gè)扣5分系統(tǒng)維護(hù)5.正確分析檢查排除故障能快速準(zhǔn)確分析故障原因并正確排除故障附加2分考核評(píng)價(jià)考核項(xiàng)目考核內(nèi)容考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)配分安全文明意識(shí)文明生產(chǎn)1.安全操作操作不當(dāng)每次扣2分102.無操作事故發(fā)生事故扣10分；損壞設(shè)備視情況扣分3.遵守整理、整頓、清掃、清潔、保持5S要求未到達(dá)要求每項(xiàng)扣1分考勤與紀(jì)律遵章守紀(jì)1．不遲到、不早退、不曠課遲到/早退一次扣