数控实训指导书

数控加工实训指导书南昌工程学院机电学院实训目的：通过实训，提高学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力；加深对理论知识的理解和认识；让学生熟悉数控机床加工的全过程。分析零件图，制订合理的加工工艺，确定走刀路线，掌握典型零件编程的要领；熟悉控制面板，学会手动对刀，掌握数控机床的操作；能够操作数控机床加工出给定的零件，从而提高数控编程和数控机床操作的能力，为日后的工作打下坚实的基础。实训内容及要求：1、学习数控铣床的传动系统及安全限位装置。2、分析零件图，确定加工工艺；计算轨迹坐标；选择刀具及切削用量，编写数控加工程序；通过仿真加工，进行模拟操作，调试程序。3、把程序输到机床上，并在机床上进行图形模拟。4、装刀、对刀(根据需要自己磨车刀)，正确设置刀具偏置值和补偿值等相关参数，建立工件坐标系。5、回零操作。6、准确地进行测量，控制尺寸精度；正确操作机床，自动加工出合格的零件。数控机床的操作一、数控机床的安全操作规程1、工作前认真检查电网电压、油泵、润滑、油量是否正常，检查压力、冷却、油管、刀具、工装夹具是否完好，并作好机床的定期保养工作。2、机床通电启动后，先进行机械回零操作，然后试运转5分钟，确认机械、刀具、夹具、工件、数控参数等正确无误后，方能开始正常工作。3、认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否完全无误，以免循环加工时造成事故、损坏刀具及相关部件。严格按操作流程进行试切对刀，调试完成后要做好程序保护工作。4、自动循环加工时，应关好防护拉门，在主轴旋转同时需要进行手动操作时，一定要使自己的身体和衣物远离旋转及运动部件，以免将衣物卷入造成事故。5、主轴或刀塔刀库装刀操作一定要在机械运动停止状态下进行，并注意和协作人员间的配合，以免出现事故。在手动换刀或自动换刀时，要注意刀塔、刀库、机械手臂转动及刀具等的安装位置，身体和头部要远离刀具回转部位，以免碰伤。对加工中心机床，还应注意检查刀库刀套号与刀具号间的对应关系，以防止刀库刀号混乱造成换刀干涉或加工撞刀事故。6、工件装夹时要夹牢，以免工件飞出造成事故，完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其它调整工具取出拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。7、机床操作者应能够处理一般性报警故障，若出现严重故障、应迅速断电、并保护现场，及时上报，并做好记录。8、工作完毕后，应将机床导轨、工作台擦干净，并认真填写工作日志。华中“世纪星”HNC-21T车床数控系统的操作方法华中“世纪星”HNC-21T是一基于嵌入式工业PC的开放式数控系统，配备高性能32位微处理器、内装式PLC及彩色LCD显示器。采用国际标准G代码编程，与各种流行的CAD/CAM自动编程系统兼容。一、操作装置1.操作台结构HNC-21T车床数控装置操作台为标准固定结构，外形尺寸为420×310×110毫米（W×H×D），如图1所示。图1NC-21T车床数控装置操作台2.显示器操作台的左上部为7.5´彩色液晶显示器，分辨率为640×480。3.NC键盘NC键盘包括精简型MDI键盘和F1~F10十个功能键。标准化的字母数字式键盘的大部分键具有上档键功能，当“UPPER”键有效时，指示灯亮，输入的是上档键。NC键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI及系统管理操作等。4.机床控制面板标准机床控制面板的大部分按键（除“急停”按钮外）位于操作台的下部。机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。二、软件操作界面HNC-21T的软件操作界面如图2所示。其界面由如下几个部分组成：图2NC-21T的软件操作界面1、图形显示窗口2、菜单命令条3、运行程序索引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/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/补偿值之间切换。5、工件坐标零点在机床坐标系下的坐标6、辅助功能M、S、T；当前刀位CT、选择刀位ST7、当前加工程序行8、当前加工方式、系统运行状态及当前时间9、当前坐标、剩余进给10、直径/半径编程、公制/英制编程、每分钟进给/每转进给、快速修调、进给修调、主轴修调倍率三、数控车床的操作数控车床的操作是通过操作面板和控制面板来完成。由于生产厂家或者数控系统选配上的不同，面板功能和布局可能存在差异。操作前应结合具体设备情况，仔细阅读操作说明书。CNC6135A型数控车床操作步骤一、开机、关机、复位、回参考点、超程解除1．开机、复位操作步骤按下操作台右上角的“急停”按钮，合上机床后面的空气开关，手柄的指示标志到“ON”的位置。松开总电源开关，打开计算机电源，进入数控系统的界面，右旋松开“急停”按钮，系统复位，对应于目前的加工方式为“手动”，显示“手动”。2．关机操作步骤首先按下“急停”按钮，然后按下总电源开关，最后关闭空气开关，手柄的指示标志到“OFF”的位置。开、关机操作之前都要求先按下“急停”按钮，目的是减少电冲击。3．手动回参考点操作步骤按下“回参考点”按键，键内指示灯亮之后，按“+X”键及“+Z”键，刀架移动回到机床参考点。4．超程解除步骤当出现超程，显示“出错”，“超程解除”指示灯亮。解除超程的步骤：应先按住“超程解除”键不放，再将工作方式置为“手动”或者“手摇”，哪个方向超程，假设目前是+X方向超程，则选择相反的方向按“-X”键移动刀架，直到“超程解除”指示灯灭，显示“运行正常”。二、手动操作步骤1．点动操作按“手动”，先设定进给修调倍率，再按“+Z”或者“-Z”、“+X”、“-X”，坐标轴连续移动；在点动进给时，同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。2．增量进给将坐标轴选择波段开关置于“OFF”档，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），按一下“+Z”或者“-Z”、“+X”、“-X”，则沿选定的方向移动一个增量值。请注意与“点动”的区别，此时按住“+Z”或者“-Z”、“+X”、“-X”不放开，也只能移动一个增量值，不能连续移动。增量进给的增量值由“×1”、“×10”、“×100”、“×1000”四个增量倍率按键控制。增量倍率按键和增量值的对应关系如表所示。增量倍率按键×1×10×100×1000增量值(mm)0.0010.010.113．手摇进给以X轴为例，说明手摇进给操作方法。将坐标轴选择开关置于“X”档，顺时针/逆时针旋转手摇脉冲发生器一格，可控制X轴向正向或负向移动一个增量值。连续发生脉冲，则连续移动机床坐标轴。手摇进给的增量值由“×1”、“×10”、“×100”三个增量倍率按键控制。增量倍率按键和增量值的对应关系如表所示。增量倍率按键×1×10×100增量值(mm)0.0010.010.14．手动换刀在手动方式下，按“刀位选择”键，选定刀位后，按“刀位转换”键，转塔刀架转到所选的刀位上。5．手动数据输入（MDI）操作在图2所示的主操作界面下，按“F4”，进入如图3所示的MDI功能子菜单，按“F6”，进入MDI运行方式，命令行的底色变成了白色，并且有光标在闪烁，这时可以通过NC键盘输入指令段，例如“M03S600”，即“MDI”运行。如发现输入错误，可以用编辑键进行修改，确定无误后，按回车键。加工方式按“自动”或者“单段”，然后按“循环启动”键，则主轴以每分钟600转的转速正转。图3MDI功能子菜单三、程序输入及文件管理在图2所示的主操作界面下，按“F2”，进入如图4所示的编辑功能子菜单。图4编辑功能子菜单1．程序输入在编辑功能子菜单下按“F1”键，弹出“文件管理”菜单，用光标移动键选中“新建文件”，然后按“回车”，也可以直接按快捷键“F2”。系统提示输入新键文件名，比如输入文件名“O1008”，再按“回车”键后，则进入编辑缓冲区，可以用NC键盘直接输入和编辑加工程序。2．选择已编辑程序在编辑功能子菜单下按F2键，弹出“选择编辑程序”菜单。其中：磁盘程序：保存在电子盘、硬盘、软盘或网络路径上的文件；在加工的程序：当前已经选择存放在加工缓冲区的一个加工程序；串口程序：通过串口读入的程序。在“选择编辑程序”菜单中，可以用光标移动键选择其中一项，按“回车”，进入程序目录。再用光标移动键选择已编辑的程序文件名后，按“回车”，将文件调入到编辑缓冲区（图形显示窗口）进行编辑。3．保存程序在编辑状态下，按“F4”键可对当前编辑程序进行存盘。4．文件管理华中“世纪星”HNC-21T数控系统文件管理的操作方法类似于普通的个人计算机，请按照系统提示进行操作。四、对刀操作对刀有很多种方法，比如试切对刀、用对刀仪对刀，这里主要介绍手动试切对刀。并以数控车实训中常用的四种车刀为例，详细介绍其对刀方法（第一号刀：主偏角93º的外圆粗车刀；第二号刀：主偏角93º的外圆精车刀；第三号刀：切断刀；第四号刀：60º外螺纹车刀）。1）在主操作界面下，按“F4”键，进入MDI功能子菜单，按“F2”，进入如图5所示的刀偏表，选择刀偏号为0001，移动蓝色亮条到试切长度栏。图5刀偏表2）主轴正转，手摇进给，试切工件端面，切削深度不能过大，要求小于0.5mm，刀尖过了旋转中心后，沿X轴正向退刀，不得有Z向位移。3）按“回车”，输入切削端面到程序原点的长度（假如编程原点选在工件的前端面上，显然长度就是0，应输入“0”），然后按“回车”；移动蓝色亮条到试切直径栏。4）试切工件外圆3~5mm，然后沿Z轴正向退刀，不得有X向位移，主轴停止，测量试切外圆的直径。5）按“回车”，输入直径值，然后按“回车”；移动蓝色亮条到刀偏号为0002的试切长度栏。6）换第二号刀，主轴正转，用主刀刃接触工件端面，要合理选用手摇进给的增量倍率，切削痕迹越小越好，同时也要注意工作的效率。接触后，沿X轴正向退刀，不得有Z向位移。7）按“回车”，同样的道理，输入“0”，然后按“回车”；移动蓝色亮条到试切直径栏。8）试切工件外圆3~5mm，然后沿Z轴正向退刀，不得有X向位移，主轴停止，测量试切外圆的直径。9）按“回车”，输入测量的直径值，然后按“回车”；移动蓝色亮条到刀偏号为0003的试切长度栏。10）换第三号刀，测量刀宽，主轴正转，用左刀尖接触工件端面，同样要求切削痕迹越小越好。接触后，沿X轴正向退刀，不得有Z向位移。11）按“回车”，此处不能直接输“0”（切断后的工件长度是从右刀尖算起，也就是说，刀位点在右刀尖）。输入刀宽值后，然后按“回车”；移动蓝色亮条到试切直径栏。12）接触第二号刀试切的工件外圆，沿Z轴正向退刀，不得有X向位移，主轴停止。13）按“回车”，输入第二号刀试切的外圆直径值，然后回车；移动蓝色亮条到刀偏号为0004的试切长度栏。14）换第四号刀螺纹刀，手摇进给移动刀具，目测使刀尖与工件端面对齐（尽可能使刀尖接近工件，但不准接触工件）。15）按“回车”，输入“0”，然后按“回车”；移动蓝色亮条到试切直径栏。16）主轴正转，刀尖接触工件外圆，然后沿Z轴正向退刀，不得有X向位移，主轴停止。17）按“回车”，输入第二号刀试切的外圆直径值，然后按“回车”。18）以上介绍了对刀操作的全过程。实训中除了要掌握对刀方法，还要注意精度控制。五、程序运行1．程序模拟运行1）正文校验加工方式按“自动”，在图2所示的主操作界面下，选“自动加工”按“F1”，选“程序选择”按“F1”，选“磁盘程序”按“F1”，用光标移动键选程序文件名后，按“回车”（或者程序选择时直接选“正在编辑的程序”按“F2”）。将程序文件调入到运行缓冲区后，选“程序校验”按“F3”，按“循环启动”，系统开始模拟运行，校验程序。2）图形校验选“显示方式”按“F9”，选“显示模式”按“F1”，选“ZX平面图形”。在图形校验之前，先输入“毛坯尺寸”（假设实训工件毛坯的外径为30mm，伸出卡盘的长度为100mm）。连续按“F10”，直到菜单命令条出现“毛坯尺寸F6”，按“F6”，系统提示输入“外径”，先输入“30”，然后空格，“内径”输入“0”，空格，“长度”输入“100”，空格，“内端面”输入“-100”（内端面的定义：内端面相对于程序原点的有向距离。若程序原点设在外端面，内端面相对于程