数控车床加工工艺与编程模块

模块一数控车削加工基础模块一数控车削加工基础任务1认识数控车床任务2数控车床的基本操作任务3程序的编制、输入与编辑任务4建立工件坐标系任务1认识数控车床1.了解数控车床的基本组成2.了解数控车床的结构特点和加工特点复杂轴类零件1该零件上包含哪些加工要素？2加工该零件需要什么加工设备？3这种设备的组成及加工特点？任务分析一、数控车床的基本组成（3-1）车床本体【主要包括床身、主轴、溜板、刀架等】数控系统【主要包括显示器、控制面板等】辅助装置【液压系统、冷却和润滑系统、排屑装置】数控系统主轴刀架照明系统防护门冷却系统床身溜板一、数控车床的基本组成（3-2）一、数控车床的基本组成（3-3）数控车床的部分辅助装置润滑油泵排屑装置二、数控车床的分类（2-1）1.按主轴的布置形式分类卧式数控车床立式数控车床二、数控车床的分类（2-2）2.按数控系统的功能分类经济型数控车床全功能数控车床经济型数控车床、全功能数控车床、车削中心知识链接车削中心目前还有一种应用较多、工艺范围较宽的车削中心。★按车床刀架数量分类单刀架数控车床双刀架数控车床知识链接三、数控车床的结构特点1.采用了高性能的无级变速主轴伺服传动系统，大大简化了机械传动结构。2.大量采用了精度和刚度等都较好的传动元件，如滚珠丝杠、贴塑导轨等。3.采用多刀架、自动换刀装置和自动排屑装置等，减轻了操作者的劳动强度并提高了生产率。4.大大减小了车床的热变形，可以保证车床加工过程中的精度稳定，获得可靠的加工质量。四、数控车床的加工特点1．适应能力强，适用于多品种、小批量零件的加工。2．加工精度高，加工质量稳定。3．能够加工复杂型面。4．加工效率高。5．减轻操作工人的劳动强度。五、数控车床的主要加工对象1.精度要求较高的回转体零件。配合件联轴器接头2.表面粗糙度值小的回转体零件。3.轮廓形状复杂的零件。4.带有特殊螺纹的回转体零件。1数控车床由哪几大部分组成？各部分的作用是什么？2试述数控车床的加工特点。3数控车床的主要加工对象有哪些？任务2数控车床的基本操作1．掌握FANUC0i系统数控车床操作面板各按键、旋钮的名称及功用2．能够规范操作数控车床数控车床1数控车床如何操作？2手动、手轮、MDI方式怎么操作？3回零操作、急停操作怎么执行？任务分析一、数控车床操作部分的组成数控车床的操作部分一般位于数控车床的正面。FANUC0i系统数控车床的操作部分由系统控制面板和机床操作面板等组成。二、系统控制面板(8-1)FANUC0i数控系统控制面板由液晶显示屏、MDI键盘和功能键等部分组成。ＭＤＩ键盘功能键液晶显示屏二、系统控制面板(8-2)数字/字母键FANUC0i系统控制面板功能介绍：数字/字母键用于输入数据到输入区域，系统自动判别取字母、数字还是字符。二、系统控制面板(8-3)二、系统控制面板(8-3)回车换行键结束一行程序的输入，并且换行。坐标位置显示页面键用来显示坐标位置。位置显示有绝对、相对和综合三种方式，用PAGE键切换。数控程序显示与编辑页面键在编辑方式下，用于编辑、显示存储器内的程序；在手动数据输入方式下，用于输入和显示数据；在自动运行方式下，用于显示程序指令。信息页面键用来显示提示信息。系统参数页面键用来显示系统画面。偏置参数输入页面键用于进行刀具补偿数据的显示与设定。二、系统控制面板(8-4)图形参数设置页面键用来显示图形画面。翻页键使屏幕向前或向后翻一页，在检查和诊断程序时使用。二、系统控制面板(8-5)光标移动键控制光标在操作区上下左右移动，在修改程序或参数时使用。换挡键某些键的顶部有两个字符，用此键来进行选择。二、系统控制面板(8-6)修改键用于删除已输入到缓冲区里的最后一个字符或符号。输入键把输入区域内的数据输入参数页面或者输入一个外部的数控程序。二、系统控制面板(8-7)替换键用输入的数据替代光标所在处的数据。插入键把输入域中的数据插入到当前光标所在的位置。删除键删除光标所在处的数据，删除一个或全部数控程序。系统帮助页面键用来显示如何操作机床，可在CNC发生报警时提供报警信息。二、系统控制面板(8-8)复位键用来对CNC进行复位，或清除报警信息。三、机床操作面板(8-1)FANUC0i数控系统数控车床的操作面板主要用于操作数控车床。三、机床操作面板(8-2)模式选择按键“AUTO”模式：自动运行加工程序操作。“EDIT”模式：程序的输入及编辑操作。“MDI”模式：手动数据输入操作。“ZRN”模式：回机床参考点操作。“JOG”模式：手动进给操作。“HANDLE”模式：手摇轮进给操作。三、机床操作面板(8-3)单段运行按下该按键，每按一次循环启动按键，机床将执行一段程序后暂停。程序段跳跃按下该按键，前面加“/”符号的程序段将被跳过执行。AUTO模式下的按键三、机床操作面板(8-4)进给保持按下该按键，CNC将暂时停止一个加工程序或单段指令。空运行按下该按键，在自动运行模式下，溜板将以最快的速度运行。用于检查刀具运动轨迹。机床锁住按下该按键，溜板的移动功能将被限制。用于检查程序编制的正确性。循环启动用于启动自动运行。三、机床操作面板(8-5)急停按钮在机床手动或自动运行期间，发生紧急情况时，按下此按钮，机床立即停止运行，如主轴停转、溜板停止移动、切削液关闭等。松开时，沿箭头指示方向旋转此按钮即可弹起，恢复正常。主轴倍率修调旋钮用于适时调整机床主轴转速。三、机床操作面板(8-6)进给倍率修调旋钮用于适时调整溜板的进给速度。系统启动按键在机床电源通电时，按下系统启动按键后，接通NC系统电源。系统停止按键在机床停止工作时，按下系统停止按键后，系统断电。超程释放按键出现超程时，按下此键，同时按下超程反方向键，解除超程。三、机床操作面板(8-7)主轴正转按键主轴反转按键主轴停止按键提示：主轴功能按键只在“JOG”或“HANDLE”模式下有效。三、机床操作面板(8-8)四、数控车床的安全操作规程1.操作者必须熟悉所使用机床的性能、结构，严禁超性能使用。2.开机前应检查机床各部分是否完整、正常，机床的安全防护装置是否可靠。3.操作者必须严格按照操作步骤操作机床，未经操作者同意，其他人员不得私自开动机床。4.佩戴防护眼镜并穿好工作服，严禁戴手套或饰品操作机床。5.吃过有副作用的药物后不要操作机床。6.遇到紧急情况，应立即按下急停按钮。7.机床发生故障时，应立即停车检查，及时排除故障。8.严禁任意修改和删除机床参数。9.操作者离开机床、变换速度、更换刀具、测量尺寸、调整工件时，都应停车。10.工作完毕后，做好机床清扫工作，保持清洁，使机床各部位处于原始状态，并切断电源。一、数控车床的开机1.检查数控车床的外观是否正常（如前、后门是否关好）。2.接通机床电源、电气总开关。3.按下数控系统控制面板上的“ON”电源按钮。4.旋起急停旋钮。二、数控车床的关机1.按下急停旋钮。注：为了避免数控车床在开、关机过程中，由于电流的瞬间变化而冲击数控系统外部设备，请严格按照以上操作顺序进行开、关机。知识链接2.按下数控系统控制面板上的“OFF”电源按钮，关掉系统电源。3.关掉机床总电源开关。三、数控车床的急停与锁住操作1.急停操作如果出现紧急情况，应立即按下急停按钮，车床的全部动作停止，该按钮同时自锁，并在屏幕上出现“EMG”字样，车床报警指示灯点亮。当险情或故障排除后，沿箭头指示方向旋转一定角度，急停按钮自动弹起。2.锁住操作为了模拟刀具运动轨迹，通常要进行车床锁住操作。按下车床锁住键，此时该键指示灯点亮，车床锁住状态有效。要解除机床锁住状态，只要再一次按下车床锁住键，即可解除。注意：在机床锁住状态下，只是锁住了各伺服轴的运动，主轴、冷却系统和刀架照常工作。四、数控车床的工作状态(5-1)1.手动操作方式JOG手动操作方式是通过X、Z轴方向移动按钮，实现两轴各自的移动，并通过进给倍率开关选择移动的速度。而且，还可以同时按下快速移动键，实现快速连续移动。其操作方式如下：（1）按下手动键（2）根据移动需要，按下键或键，选择移动轴。（3）根据移动需要，按下键或键，溜板将沿着已选定的轴，向“+”方向或“-”方向移动。，选择手动操作方式。四、数控车床的工作状态(5-2)2.手摇轮进给方式HANDLE操作者可以转动手摇轮使溜板进行前后左右的移动，手摇轮进给方式适合于近距离对刀操作。其操作方式如下：（1）按下手摇轮进给键（2）根据移动需要，顺时针或逆时针摇动手摇轮，顺时针摇动时为正方向脉冲，逆时针摇动时为负方向脉冲。知识链接手摇脉冲倍率开关有×1、×10、×100三个位置，分别表示脉冲当量为0.001mm、0.01mm和0.1mm，根据移动量要求任选其一，这样就可以确定手摇轮每刻度的当量值。，选择手摇轮操作方式。四、数控车床的工作状态（5－3）3.自动操作方式AUTO（1）选择要执行的程序。（2）按下自动运行键（3）按下循环启动键（4）程序执行完毕，循环启动指示灯灭，加工循环结束。，选择自动加工方式。，按键灯亮，自动加工循环开始。4.编辑方式EDIT编辑方式是用来输入、修改、删除、查询和调用加工程序的一种工作方式。（1）按下编辑键，选择编辑方式。（2）进行程序的输入、修改、删除、查询和调用。四、数控车床的工作状态（5－4）5.手动数据输入方式MDI手动数据输入方式用来在系统键盘上输入一段程序，然后按下循环启动键来执行该段程序。其操作方式如下：（3）输入要运行的程序段。（1）按下手动数据输入键（2）按下程序键（4）按下循环启动键，按键灯亮，数控车床开始自动运行该程序段。，选择手动数据输入操作方式。，CRT屏幕左上角显示“MDI”字样。四、数控车床的工作状态（5－5）6.手动返回参考点ZRN在手动返回参考点过程中，为了车床及刀具的安全，一般按先回X轴后回Z轴的顺序进行。（3）依次按下键和键，使X轴回到参考点；再按下键和键，使Z轴回到参考点。（1）通过手动或手轮操作方式将溜板移到减速挡块之前。（2）按下手动返回参考点键（4）各轴都返回参考点后，对应的原点指示灯点亮。对于使用相对编码器的数控车床，只要数控系统断电重新启动后，就必须执行返回参考点操作。如果断电重新启动后没有返回参考点，则参考点指示灯不停地闪烁，提醒操作者进行该项操作。其操作方式如下：知识链接，选择手动返回参考点操作方式。1数控车床操作部分由哪些面板组成？2系统控制面板上各功能键的含义是什么？3机床操作面板上各功能键的含义是什么？任务3程序的编制、输入与编辑1．掌握数控程序的结构与格式2．掌握部分数控代码的基本含义3．掌握数控程序的输入与编辑方法阶梯轴1什么是数控加工程序？2如何编制正确的数控加工程序？3如何输入和编辑数控加工程序？任务分析编制加工程序是操作数控车床的必备能力。数控程序有特定的格式，是由具有不同含义的指令和代码组成。要完成零件加工程序的编制、输入与编辑，必须掌握编程的基础知识。一、数控程序的结构（2-1）每一个完整的数控程序都是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成的。O0098；一、数控程序的结构（2-2）1.程序号程序号是由字母O后面接4位数字（不能全为0）组成的，应单独占一行。如：O1058、O2009等。2.程序内容3.程序结束程序内容是整个加工程序的核心，它是由若干程序段组成的，程序段又是由一个或多个程序字组成的。程序结束部分由程序结束指令构成，它必须写在程序的最后，代表零件加工程序的结束。程序结束指令为M02或M30。知识链接二、程序指令字（9-1）数控车床程序常用指令字符一览表二、程序指令字（9-2）1.准备功能准备功能又称G功能或G指令，是由地址字G和后面的两位数字来表示的，用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、工件坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。FANUC0i系统数控车床常用准备功能二、程序指令字（9-3）G功能根据功能的不同又分成若干组，其中00组的G功能称非模态G功能，其余组的称模态G功能。（1）模态功能代码是一组可相互注销的功能，这些功能一旦被执行，则一直有效，直到被同一组的其他功能代码注销为止。（