實驗一數(shù)控銑床編程操作

實驗一數(shù)控銑床編程與操作一、實驗?zāi)康?．了解數(shù)控銑床的組成與結(jié)構(gòu)2．熟悉銑削加工的工藝參數(shù)3．掌握數(shù)控銑床的程序編輯和基本操作二、實驗要求1．根據(jù)給定零件圖紙，進行編程2．模擬加工軌跡，并修改程序，驗證所編程序是否正確3．上機操作進行給定零件的加工三、實驗設(shè)備1．刀具軌跡仿真軟件<熊族）2．?dāng)?shù)控銑床<SKYCNC）3．計算機四、實驗原理1．?dāng)?shù)控銑床結(jié)構(gòu)和編程基礎(chǔ)1）數(shù)控銑床的基本組成圖1數(shù)控銑床的基本組成數(shù)控銑床的基本組成見圖1，它由床身、立柱、主軸箱、工作臺、滑鞍、滾珠絲杠、伺服裝置、數(shù)控系統(tǒng)等組成。整個機床的最右邊為系統(tǒng)的控制部分，其由數(shù)控系統(tǒng)和伺服裝置構(gòu)成。數(shù)控系統(tǒng)用于輸入零件加項目序和控制機床工作狀態(tài)，而伺服裝置用于驅(qū)動伺服電機。床身用于支撐和連接機床各部件。主軸箱用于安裝主軸，該機器主軸轉(zhuǎn)速可達24000r/min，轉(zhuǎn)速之高可以幫助其完成精密零件的加工。主軸下端的錐孔用于安裝銑刀。當(dāng)主軸箱內(nèi)的主軸電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)時，銑刀能夠切削工件。那么在加工過程中，機床是怎樣實現(xiàn)X、Y、Z三軸的運動呢？首先主軸箱可沿立柱上的導(dǎo)軌在Z向移動，使刀具上升或下降。刀具可沿滑鞍上的導(dǎo)軌在X向移動，工作臺可沿床身上的導(dǎo)軌在Y向移動。無論是X、Y向，還是Z向的移動都是靠伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠來實現(xiàn)。當(dāng)然數(shù)控銑床還包含了一些輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、潤滑、冷卻系統(tǒng)及排屑、防護等裝置。2）機床坐標系和工件坐標系無論操作數(shù)控機床或編程都必須清楚數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)，一般來說數(shù)控系統(tǒng)有兩個坐標系統(tǒng)：機床坐標系、工件坐標系。首先了解數(shù)控機床坐標和方向確定的標準：<1）因為機床結(jié)構(gòu)不同，有些是刀具運動工件靜止，有些是刀具固定而工件運動，為了使編程人員在不需要了解機床的情況下就能根據(jù)圖紙編程，一律規(guī)定為工件固定而刀具運動，也就是說無論是工件坐標系還是機床坐標系都遵循刀具相對于工件運動的原則。<2）標準坐標系的規(guī)定必須明確兩個要素，即坐標原點和坐標軸的方向。對于坐標系軸的方向，我們使用的是國際標準的笛卡爾坐標系，即通常所說的右手定則，如圖2<a），拇指為X軸，食指為Y軸，中指為Z軸，指尖指向坐標軸的正方向。既然機床坐標系和工件坐標系在坐標軸的方向上是一致的，那么對于確定坐標系的另一個要素，即坐標原點，兩者肯定是不一樣的。機床原點即機床坐標系的原點，它是數(shù)控加工時進行坐標計算的基準點，我們都知道數(shù)控加工時，機床上有許多移動部件，必須給這些移動部件設(shè)立一基準點才能定標，這個基準點就是機床原點。機床原點一般在機床出廠時就已設(shè)定，通常在各個坐標軸正向加工的最大極限處，也就是在機床最大加工范圍下的右前角，見圖3<b），機床零點是通過機床參考點間接確定的。機床參考點一般設(shè)定在機床最大加工范圍的上限平面的左后角。實際操作過程中，回機床原點的操作十分簡單，直接按數(shù)控系統(tǒng)上的機床回零按鈕就可以了，每個坐標軸上會安裝一組行程開關(guān)，每組行程開關(guān)有三個軸點，中間軸點為機床原點，當(dāng)壓到此軸點時，就達到了回機床原點的目的。剛才我們講機床原點是數(shù)控加工時坐標計算的基準點，那么，實際機床原點到底在什么位置，編程人員一般不清楚，即使已經(jīng)知道，如果要將工件上上的所有尺寸都換算到機床原點上，換算工作十分繁瑣且容易出錯。同時可能出現(xiàn)這樣一種情況，就是當(dāng)在工件的不同位置加工同一加工軌跡時，在機床原點下編程，所編的程序是不一樣的，也就是說所編的程序缺乏通用性。在這種情況下，編程人員很希望在工件上找一個容易計算的點作為編程的原點，從而大大簡化計算量。那么這個點就是我們通常所講的工件原點，有時也稱為編程原點?，F(xiàn)在就面臨這樣一個問題，如何建立工件原點和機床原點的尺寸聯(lián)系，如果找到這樣的關(guān)系，我們就可以直接用工件原點進行編程。在實際操作過程中，我們通過對刀這步操作來建立兩個原點之間的尺寸聯(lián)系，大家首先要弄懂為什么要對刀，才能徹底了解我們對刀的這步操作，對刀實際上就是將工件原點的位置通知給數(shù)控機床。對刀點由編程人員設(shè)定在工件上，在加工時，應(yīng)以操作簡單、對刀誤差小為原則選擇對刀點。對刀的準確程度直接影響零件加工的位置精度，對刀方法要與零件的加工精度要求相適應(yīng)，生產(chǎn)中常使用百分表、中心規(guī)及尋邊器等工具。<a）<b）圖2機床坐標系統(tǒng)光電式尋邊器Z軸設(shè)定器Z軸設(shè)定器與刀具和工件的關(guān)系對好刀后，我們就可以使用G54～G59指令來建立工件原點與機床零點間的尺寸聯(lián)系。3）G54～G59坐標參數(shù)零點偏置功能使用G54~G59來分別表示相應(yīng)的工件坐標原點在機床坐標系中的坐標值。也就是說，我們在工件上選擇坐標系并不一定只找一點，對于復(fù)雜的零件我們可以選擇多個坐標系統(tǒng)，G54~G59可以滿足同時選擇6個工件坐標系。以G54為例，[注：G55-G59的原點設(shè)定，加工功能與G54完全相同。例：如果工件原點輸入到G56坐標系里，程序的坐標系就對應(yīng)為：G90G00G56X_Y_Z_圖3G54～G59坐標系與機床原點的關(guān)系G54～G59指令可使后續(xù)的坐標值成為工件坐標系1～6中的絕對坐標值。G54指令格式<G54～G59均同樣）：G54G00X_Y_Z_說明：G54～G59指令第一次使用時需有運動指令的驅(qū)動；如G54G00X0Y0Z10要使用G54～G59建立工件坐標系，在進入系統(tǒng)后，先回機床原點，然后建立G54－G59的工件坐標系，否則建立的工件坐標系無效。G54～G59參照機床原點來設(shè)定工件坐標系，所以機床加工過程中如遇到意外掉電或重新開機時，工件坐標系的位置不會丟失，保證了加工的安全性。在使用G54～G59指令編程加工時，刀具可從機床任意位置啟動，并執(zhí)行程序。G92指令是通過程序來設(shè)定、選用加工坐標系的，它所設(shè)定的加工坐標系原點與當(dāng)前刀具所在的位置有關(guān)，這一加工原點在機