數(shù)控技術(shù)實驗講義

數(shù)控技術(shù)實驗講義卜慶鋒機制實驗室2013年10月實驗一數(shù)控車床的調(diào)整、手工編程及加工實驗一、 實驗?zāi)康?、 了解數(shù)控車床的組成、基本結(jié)構(gòu)及。2、 了解數(shù)控車床的基本運動、加工對象及其用途。3、 了解數(shù)控車床操作面板各按鍵（CNC界面）的功用。4、 掌握數(shù)控車床的調(diào)整及加工前的準備工作。5、 掌握手工編程的指令及編程方法，并能夠?qū)o出零件圖形進行編程。6、 掌握CNC系統(tǒng)的運行過程，加工出零件圖形中指定的零件。二、 實驗原理數(shù)控加工在制造業(yè)中占有非常重要的地位，數(shù)控機床是一種高效的自動化設(shè)備，它可以按照預(yù)先編制好的零件數(shù)控加工程序自動地對工件進行加工。理想的加工程序不僅應(yīng)能加工出符合圖紙要求的合格零件，同時還應(yīng)使數(shù)控機床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮。以使數(shù)控機床安全可靠且高效地工作。程序編制是數(shù)控加工的重要組成部分，加工的零件形狀簡單時，可以直接根據(jù)圖紙用手工編寫程序。如果零件形狀復(fù)雜和三坐標以上切削加工時就需要采用應(yīng)用計算機的自動編程手法。本實驗通過儀表數(shù)控車床KG100-T數(shù)控系統(tǒng)，用手工編程的方法對零件進行編程，調(diào)整KG100-T系統(tǒng)及機床，達到加工出所給零件圖形的零件目的。三、 實驗儀器儀表數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)。四、 實驗內(nèi)容及步驟本數(shù)控車床主要由系統(tǒng)及機床的控制面板的手動部分來操縱。首先熟悉一下系統(tǒng)的界面和操作面板。（一）、系統(tǒng)界面進入系統(tǒng)后出現(xiàn)如圖所示主界面，主要由文件功能、手動方式、自動方式、系統(tǒng)參數(shù)、磨損參數(shù)、刀尖參數(shù)、診斷功能、PLC七部分組成。在主界面下用戶可以在編輯區(qū)輸入零件的加工程序，也可以按右邊的功能鍵進入相應(yīng)的子功能區(qū)。如圖下所示：KG2QQQ-T升成式年床控制系憲X+0000-000Z10000-000+0000.00')+OG0G.O0O+0(306,000*OGOG.00')文件功能手助M*壽統(tǒng)參航叫X+0000-000Z10000-000+0000.00')+OG0G.O0O+0(306,000*OGOG.00')文件功能手助M*壽統(tǒng)參航叫巨動方衣F37：關(guān)騷"D：TU-1.ISO000001:D：TU-1.ISO000001:GO1000x10.260.;F7診斷功能000x10.260.;F7診斷功能roioo；F0PLC673U3.W3.H3；G73F91QGZU1.IJ1.F89；H01GD1X12.245.;01:31:00HLT-X退出系統(tǒng)01:31:00系統(tǒng)主界面1、文件功能文件功能包括打開文件、保存文件、另存文件和刪除文件四個子功能，每子功能可由TAB鍵或其熱鍵來執(zhí)行，通過界面對話來進行對文件的操作。KG?000-T升放式車床控憐.孑定X+0000-000 打升一個文什\但反隊名|*.IWD：NONAHE.世其什劉表A.ISOG03.ISOM.ISOQ04.ISOGOD.ISOG20.ISOGDIISOGED.ISO1MX+0000-000 打升一個文什\但反隊名|*.IWD：NONAHE.世其什劉表A.ISOG03.ISOM.ISOQ04.ISOGOD.ISOG20.ISOGDIISOGED.ISO1MD；\ChC\*.ISOft-TSn 173ALT*退出系統(tǒng)忘其長底

寂刀步一妝

行前功軸

運當手主|匝打開.TnII01,1^2Z；15n文件功能01000.0000000000.000OfifioooOQQ,岫01:001文件功能手劾方式自劫方式系統(tǒng)參粼診斷訪能rePLCLil主力能F902:45:161、手動方式KC20OO-T開農(nóng)式蘭京咤制毛護,X10000-000Z+0000-000主統(tǒng)當步長芹F1遠行狀態(tài)當前刀具:國?探雙手幼1100進紿方式睨0進給速度U手丈朝M手動速度1000.0程序尚主拾甫寸1畢擰設(shè)置ZH扇網(wǎng)LO標位1X用Y*0￡ -0C浦D0O.OOO000.000000.000DDO.OOOM向偏宣F5乙向偏置當U：IUl.ISU 對X)01:禎1G0Gx40.Z60.：T01OO:S4G0M04;G73U3.U3.B3;G73P01Q0ZU1.M1.F80：N616QLN12.Z45.:IL參考點1；系統(tǒng)復(fù)驚F8|L]M世*他1詔退出系統(tǒng)01；44；m手動方式在主界面下選定手動方式熱鍵進入手動工作方式。在手動方式下可通過方向鍵或面板上的手搖輪和方向鍵來控制機床的運動。在手動方式下界面如下圖所示，有如下功能：1手輪進給手動方式下按手輪進給熱鍵，然后再按軸向選擇熱鍵來切換當前手輪對應(yīng)的移動軸，通過坐標值顯示區(qū)中亮顯的軸標來確定當前手輪對應(yīng)的移動。2步長選擇步長選擇分為：X1、X10、X1000、X10000四檔，單位為微米?？捎刹介L選擇的熱鍵來改變單步的移動步長。2.3回參考點對于數(shù)控車床執(zhí)行了回參考點操作后，相當于建立了機床坐標系，即當前刀具的刀尖位置對應(yīng)于系統(tǒng)的參考點坐標。在手動方式下按回參考點的熱鍵便自動回參考點（將工作臺移動到參考點位置的范圍內(nèi)才可進行回參考點的操作）。4系統(tǒng)復(fù)位當系統(tǒng)在運行過程中，出現(xiàn)緊急情況而急停后，伺服都會被關(guān)斷。在控制器要繼續(xù)控制機床運轉(zhuǎn)時，必須進行系統(tǒng)復(fù)位以打開伺服。注意：在系統(tǒng)復(fù)位后必須執(zhí)行回參考點的操作，才能正確執(zhí)行對機床的控制。5其他功能在手動方式下還可以設(shè)置手動速度、主軸速度和刀具偏置號等。具體操作如下：按Esc或F10鍵可彈出快捷菜單，通過其對應(yīng)的熱鍵或上下方向鍵來選擇，按回車鍵確認以后將彈出與之對應(yīng)的對話框。3、 自動方式自動方式在主界面中按自動方式熱鍵即進入該功能界面如上圖所示。它包括圖形仿真、刀路檢查、加工啟動、加工復(fù)位、顯示切換、單步連續(xù)、暫停加工、返回編輯八種功能。在自動方式下可按鍵盤上或面板上的方向鍵來控制機床的移動。（移動步長在手動方式下設(shè)定。右側(cè)的功能菜單區(qū)中所有的亮顯均處于激活狀態(tài)，各界面都如此）

X+0080-018Z10190-000X+0000.000YEOgg。Z*0000.000(:'HODH.HIJDl：TII1-T^n 0(10001:OD1GOQMie.BBO.X+0080-018Z10190-000X+0000.000YEOgg。Z*0000.000(:'HODH.HIJDl：TII1-T^n 0(10001:OD1GOQMie.BBO.；S-1O0MO-1；G73U3.W3.R3；G73P01QOZUl.Ul.FaO;N01G01X1Z.Z45.；聞T?X退出系統(tǒng)"rl：叫自動方式主界面3.1圖形仿真該功能用于仿真當前加工程序?qū)?yīng)的工件輪廓，可確定編制的加工程序是否正確。D:TU1ISU甫岫一岫H淚（M）.HOOh淚（M）.Qfja諼行狀態(tài)當前刀具-「?砌項七王弟花夜進務(wù)速度程序?一弓啪紿模式100!0&1000.0刀路檢查觀單步連續(xù)跖加工復(fù)位財cooxjo.zrio.:TO10O;SW0IKM:G73U3.W3.B3;673F01QeZU1-U1IK0：N01G01K12.E45.;■'r-FzJi"言勒一F8返回編輯F，01:04:05圖形仿真2刀路檢查該功能顯示出加工刀具的實際軌跡。（當圖形仿真操作執(zhí)行后該功能才有效）它能進一步檢查零件加工程序的正誤。

3.3開始加工當確定加工程序正確無誤后，可按加工啟動的熱鍵或面板上的循環(huán)啟動按鍵開始進行加工。（開始加工每次都是從程序的開頭進行加工的）如上圖所示，十字線的焦點便是刀尖加工時的所在位置。此時加工到圓弧處。 KG2000-T開放式車鹿控制至免 辱統(tǒng)與前狀態(tài)r100-40080.01000.06連續(xù)奇具妖斐度度.號式

比JI.辱統(tǒng)與前狀態(tài)r100-40080.01000.06連續(xù)奇具妖斐度度.號式

比JI.步斧速速一r模

行前身軸洽功辱給

運當手主進手程進X-0040.000Y-0060.000Z*0076.000C*0000.000OOOOOG:001加工伊位刀路檢查和啟動加工4加工復(fù)位該功能用于從中斷處繼續(xù)加工，在加工過程中暫停后，或返回編輯方式后，零件程序不作任何改動而再次進入自動方式時或在單段加工模式下，每一個程序段加工完成后，按加工啟動的熱鍵或面板上的循環(huán)啟動按鍵就可從中斷處繼續(xù)向下加工。5顯示切換該功能用于圖形顯示和坐標顯示之間的切換。該功能在執(zhí)行圖形仿真操作執(zhí)行后才有效。6單步連續(xù)在單步模式下，系統(tǒng)每執(zhí)行一個程序段后就停下來，并彈出一個信息提示窗，提示用戶當前段執(zhí)行完成，按任意鍵確認后等待用戶的下一步指令。連續(xù)模式下系統(tǒng)可連續(xù)輸出，直到程序的結(jié)束。3.7暫停加工執(zhí)行該功能后，刀具停止在當前的位置，等待用戶的下一步指令。暫停加工后，可按加工啟動熱鍵從中斷處繼續(xù)加工。3.8返回編輯執(zhí)行該功能后，系統(tǒng)除執(zhí)行與暫停加工相同的動作外，同時返回到編輯狀態(tài)，如果沒有修改程序并再次進入自動方式下時，可按啟動加工鍵從中斷點處繼續(xù)加工。如修改了程序，按下啟動加工鍵時將彈出一個提示窗口，提示用戶是否可以繼續(xù)加工。9其他功能在自動方式下，系統(tǒng)除實時跟蹤圖形和坐標位置外，也對加工代碼實時跟蹤，在編輯區(qū)中的大光條跟蹤的代碼與當前加工段一一對應(yīng)。4、 系統(tǒng)參數(shù)按下系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計對應(yīng)的熱鍵將彈出參數(shù)對話框，可通過一些參數(shù)的設(shè)置來修改系統(tǒng)狀態(tài)，例如加工時的快進速度、X軸編程方式等。如下圖所示，可進行參數(shù)配置。按相應(yīng)的熱鍵可分別進入刀具參數(shù)、刀尖參數(shù)、磨損參數(shù)的設(shè)計，可通過相應(yīng)的對話框進行修改。系統(tǒng)參數(shù)主界面1刀尖參數(shù)即刀具幾何補償參數(shù)，在鑄功能區(qū)功能中按下對應(yīng)熱鍵即可彈出如下圖所示參數(shù)框。刀具幾何補償包括補償號、X向偏置、Z向偏置、刀尖R補償及刀尖方位。X、Z向偏置量就是刀具刀尖到基準點沿X、Z向的方向和大小。刀尖R補償量就是刀尖的圓弧半徑。刀尖共有9種方位。

刀尖參數(shù)設(shè)定2刀具磨損即刀具磨損參數(shù)，在鑄功能區(qū)中按下對應(yīng)熱鍵，即可彈出下圖刀具所示的對話框。刀具磨損補償參數(shù)包括補償號、X向磨損、Z向磨損、刀尖R磨損補償以及刀尖方位。X、Z向磨損偏置量就是當前刀具刀尖和磨損前的刀具刀尖之間沿X、Z向的距離。刀尖R補償量就是刀尖的圓弧半徑磨損量。刀尖方位共有9種方位。當該參數(shù)表中的刀尖方位與刀具幾何補償參數(shù)表中的刀尖位置不一致時，以刀具參數(shù)表中的刀尖方位為準。KG2000-T開放式車床揮制系統(tǒng)半可.TA.FEEGBmIO,2bTO10O;S400H04:G73U3.M3aJt3;673Peil?fl21ll.Ul.Fa&HG1G01X12.245.半可.TA.FEEGBmIO,2bTO10O;S400H04:G73U3.M3aJt3;673Peil?fl21ll.Ul.Fa&HG1G01X12.245.；xrr痔&刀尖，愁氐5015?「顧100.0001赤耶,0脆103?H0O0104如顧9.00010F0.0001G60.0009.GOO?H0O01，、 D?中芝 *促羅遺棄D:TU-1.I01:SOI00.600OO.IDOOiGO.IDOOoo.eoDX5S%自也式?3刀關(guān)參徽巧rePLC回主功能四(K258：Z8磨損參數(shù)（二）、編程基礎(chǔ)知識1、程序編制的主要內(nèi)容：主要包括分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制備控制介質(zhì)及程序校驗。2、編程的基礎(chǔ)知識1軸定義：KG100——T系統(tǒng)可在X軸、Z軸組成的直角坐標系中進行定位和插補運動。其中X軸為水平面的前后方向（橫向），Z軸為水平面的左右方向（縱向）。X軸、Z軸均規(guī)定遠離工件方向為正向。2加工坐標系與編程坐標系2.2.1參考點在數(shù)控機床中，一般設(shè)有一個特定的換刀或進行坐標系設(shè)定的位置，稱參考點。2.2.2坐標系在編制程序和實際加工時都有立自的坐標系。

（1） 編程坐標系：該坐標系建立在零件圖紙上，零件圖紙尺寸作為編程的數(shù)據(jù)。（2） 工件坐標：該坐標系在實際加工時，通過程序來建立程序指令，數(shù)值就是當前刀具的坐標位置。為了能按照給定的圖紙正確地加工出零件，必須使兩個坐標重合。車床一般選用以下坐標系：a、在卡盤上面設(shè)定坐標原點。X工件坐標系（使其與編程坐標系重合）圖3-3b、在工作端面上設(shè)定坐標原點。圖3-4 （使其與編程坐標系重合）3、 編程坐標用來指定刀具的移動位置。系統(tǒng)可用絕對值和增量值表示坐標值，分別用X、Z和U、W地址來表示。二者亦可混合使用，但U、W始終表示為增量值，不管是G90或G91方式。4、 直徑指定和半徑指定

直徑指定：X軸的指令為圖紙上給出的直徑。半徑指定：X軸的指令為圖紙上給出的半徑。5、坐標單位及范圍本系統(tǒng)的最小單位為：X軸：最小設(shè)定單位0.001mm，最小移動單位0.0005mm（直徑編程）。最小設(shè)定單位0.001mm，最小移動單位0.001mm（半徑編程）。Z軸：最小設(shè)定單位0.001mm，最小移動單位0.001mm編程的最大范圍是土9999.99mm（三）、程序的構(gòu)成加工程序必須以KG100——T能接受的格式輸入。一個程序由若十個程序段組成，程序段的段號必須從小到大編號，每個程序段有以下幾部分組成：N：程序段號 F：進給速度G：準備功能 S：主軸速度T：刀具號 M：輔助功能X（U）、Z（W）坐標值 ；：程序段結(jié)束符其中不一定每個程序段都必須具有這些指令。在本系統(tǒng)中每個程序段中的T、M、F、S指令先于移動指令進行。在系統(tǒng)中如果要跳過某一段程序，則在該程序段前加“〃”即可，使系統(tǒng)不執(zhí)行該程序段。本系統(tǒng)中以“％”表示程序段開始，“；”表示程序段結(jié)束。在程序的最后用“M30；”表示程序結(jié)束，“M99”表示子程序結(jié)束。（四）、手工編程舉例下面列舉一個具體的實例進行說明N001%;N001%;N050G00X35.Z130.;N010T0100;N015S400.M04;N020G73U1.W1.R3;為循環(huán)3次N025G73P030Q050U0.2W0.2F80;切削速度80刀具快速進給到X=35、Z=130選01號刀取消刀具補償主軸速度為400mm/min，反轉(zhuǎn)成型粗加工復(fù)式循環(huán)x為1，z為1，R3精加工參數(shù)x為0.2（直徑指定）z為0.2

N030N01G00X13.Z125;N035W-10F100;100N030N01G00X13.Z125;N035W-10F100;100N040G03X23.Z105.R10.F100；進給速度100N045G01U10.W-10.F100;100mm/minN050G01U3.;N055G00X80.Z190.;Z=190N060