数控铣床基础知识

任务2.3数控铣床基本操作【学习目标】通过本任务学习，达到以下学习目标:掌握数控铣床基本操作步骤；掌握数控铣床的手动操作及MDI运行；掌握数控铣床的对刀操作掌握数控铣床程序编辑、运行和参数设置；了解数控铣床安全操作规程。手动回参考点参考点是用于确定机床坐标系的参照点，也是用于对各机械位置进行精度校准的点。当机床因意外断电、紧急制动等原因停机而重启动时，严格地讲应该是每次开机启动后，都应该先对机床各轴进行手动回参考点的操作，重新进行一次位置校准。手动回参考点的操作步骤如下：2.3.1手动回参考点(1)确保机床通电且与PC电脑联机完成(已启动控制软件)，将机床操作面板上的工作方式开关置于手动回参考点的位置上。(2)分别按压+X、+Y、+Z轴移动方向按钮一下，则系统即控制机床自动往参考点位置处快速移动，当快到达参考点附近时，各轴自动减速，再慢慢趋近直至到达参考点后停下。(3)到达参考点后，机床面板上回参考点指示灯点亮。此时，显示屏上显示参考点在机床坐标系中的坐标为(0，0，0)。2.3.1手动回参考点本机床参考点与机床各轴行程极限点(机床原点)是接近重合的，参考点就在行程极限点内侧附近。如果在回参考点之前，机器已经在参考点位置之外，则必须先手动移至内侧后，再进行回参考点的操作；否则，就会引发超程报警。当工作方式开关不在回参考点位置上时，各轴往参考点附近移动时将不会自动减速，到达时就可能滑出参考点或行程极限的边界之外，并引发超程报警。注：当三轴回零指示灯全部亮起后，关闭回零开关，然后分别按下手动轴负向运动开关，离开机床零点位置。2.3.1手动回参考点手动连续进给和增量进给将面板上的工作方式开关拨到“点动”位置后，按压轴移动方向按钮(+X、−X、+Y、−Y、+Z、−Z)之一，各轴将分别在相应的方向上产生连续位移，直到松开手为止。若要调节移动速度，可旋动进给速度修调倍率开关，则实际移动速度等于系统内部设定的快移速度乘进给速度修调倍率。若同时按快移按钮和某个轴移动方向按钮，则在对应轴方向上，将无视进给速度修调倍率的设定，以系统内部设定的快移速度产生连续位移。2.3.2手动连续进给和增量进给将面板上的工作方式开关拨到“步进”位置，将增量倍率选择开关(亦即进给修调开关)设定于(×1、×10、×100、×1000)四挡之一的位置。每次按压/松开轴移动方向按钮一次，拖板将在相应的轴方向上产生指定数量单位的位移。通过调整改变增量进给倍率值，可得到所期望的精确位移。当需要用手动方法产生较大范围的精确移动时，可先采用手动连续进给(点动)的方法移近目标后，再改用增量进给的方法精确调整到指定目标处。点动和步进既可用于空程移动，也可进行铣削加工。2.3.2手动连续进给和增量进给MDI是指命令行形式的程序执行方法，它可以从计算机键盘接受一行程序指令，并能立即执行。采用MDI操作可进行局部范围的修整加工以及快速精确的位置调整。MDI操作的步骤如下：(1)在基本功能主菜单下，按F4功能键切换到MDI子菜单下。(2)再按F6键进入MDI运行方式，屏幕显示如图3-6所示画面。画面的正文显示区显示的是系统当前的模态数据。命令行出现光标，等待键入MDI程序指令。2.3.3MDI操作图2.3.3-1MDI操作屏幕画页面2.3.3MDI操作(3)可用键盘在光标处输入整段程序(如G90G01X10.0Y10.0Z10.0F100)，也可一个功能字一个功能字地输入，输完后按回车键，则各功能字数据存入相应的地址，且显示在正文区对应位置处。若系统当前的模态与欲输入的指令模态相同，则可不输入。在按回车键之前发现输入数据有误，可用退格键、编辑键修改。若按回车后发现某功能字数据有误，则可重新输入该功能字的正确数据并回车进行更新。若需要清除所输入的全部MDI功能数据，可按功能键F1。2.3.3MDI操作(4)全部指令数据输入完毕后，将操作面板上的工作方式开关置于“自动”挡；然后，按压操作面板上的“循环启动”按钮，即可开始执行MDI程序功能。若MDI程序运行中途需要停止运行，可按功能键F1。如果在进行MDI运行时，已经有程序正在自动运行，则系统会提示不能实施MDI运行。当一个MDI程序运行完成后，系统将自动清除刚执行的功能数据，等待输入下一个运行程序段。2.3.3MDI操作MDI面板的操作图2.3.3-2MDI面板示意图2.3.3MDI操作图2.3.3-3MDI面板各键的位置MDI面板各键的位置2.3.3MDI操作MDI面板各键的详细说明表2.3.3-1MDI面板各键的详细说明编号名称详细说明1复位键按下这些键可以使CNC复位或者取消报警等2帮助键当对MDI键的操作不明白时，按下这个键可以获得帮助(帮助功能)3软键根据不同的画面，软键有不同的功能。软件功能显示在屏幕的底端2.3.3MDI操作(续)编号名称详细说明4地址和数字键按下这些键可以输入字母、数字或者其他字符5换挡键在该键盘上，有些键具有两个功能。按下［Shift］键可以在这两个功能之间进行切换。当一个键右下脚的字母可被输入时，就会在屏幕上显示一个特殊的字符E6输入键当按下一个字母键或者数字键时，再按该键，数据被输入到缓存区，并且显示在屏幕上。要将输入缓存区的数据拷贝到偏置寄存器中等，请按下键。这个键与软键上的［INPUT］键是等效的7取消键按下这个键删除最后一个进入输入缓存区的字符或符号。当键输入缓存区后显示为：N001X100Z_当按下键时，Z被取消并且显示如下：N001X100_2.3.3MDI操作(续)编号名称详细说明8程序编辑键9功能键按下这些键，切换不同功能的显示屏幕:替换:插入:删除2.3.3MDI操作编号名称详细说明10光标移动键11换页键(续)：这个键用于将光标向右或者向前移动。光标以小的单位向前移动：这个键用于将光标向左或者往回移动。光标以小的单位往回移动：这个键用于将光标向下或者向前移动。光标以大的单位向前移动：这个键用于将光标向上或者往回移动。光标以大的单位往回移动：该键用于将屏幕显示的页面向前翻页：该键用于将屏幕显示的页面往回翻页2.3.3MDI操作功能键和软键操作图2.3.3-4功能键和软键操作符号作用按下该键，显示位置屏幕按下该键，显示程序屏幕按下该键，显示偏置设置SETTING屏幕按下该键，显示系统屏幕按下该键，显示信息屏幕按下该键，显示宏程序屏幕和图形显示屏幕表2.3.3-2功能键与相应作用2.3.3MDI操作表2.3.3-3软键与相应含义符号含义显示的屏幕表示通过按下功能键而显示的屏幕（*1）表示一个软键(*2)表示由MDI面板进行输入表示一个显示为绿色的软键表示菜单继续键(最右边的软键)(*3)()2.3.3MDI操作注意按下功能键后，常用屏幕之间的切换；根据配置的不同，有些功能键并不显示。键盘输入和输入缓存区图2.3.3-5键盘输入缓存区显示2.3.3MDI操作报警信息图2.3.3-6报警信息显示报警信息内容格式错误格式不正确写保护因为数据保护键或者参数被设为写禁止，使得键盘输入无效数据超出范围输入值超出了容许范围位数太多输入值超出了容许的数据位数错误的方式在MDI以外的任何方式都不能容许参数的输入编辑禁止在当前的CNC状态下，不容许进行编辑表2.3.3-4报警信息2.3.3MDI操作钻铣用刀具及对刀1．钻铣用刀具在数控铣床上所能用到的刀具按切削工艺可分为三种：(1)钻削刀具。钻削刀具分小孔钻头、短孔钻头(深径比≤5)、深孔钻头(深径比＞6，可高达100以上)和枪钻、丝锥、铰刀等。(2)镗削刀具。镗削工具分镗孔刀(粗镗、精镗)和镗止口刀等。(3)铣削刀具。铣削工具分面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。2.3.4数控铣床对刀若按安装连接型式可分为套装式(带孔刀体需要通过芯轴来安装)、整体式(刀体和刀杆为一体)和机夹式可转位刀片(采用标准刀杆体)等。除具有和主轴锥孔同样锥度刀杆的整体式刀具可与主轴直接安装外，大部分钻铣用刀具都需要通过标准刀柄夹持转接后与主轴锥孔联接。如图2.3.4-1所示，刀具系统通常由拉钉、刀柄和钻铣刀具等组成。2.3.4数控铣床对刀图2.3.4-1钻铣常用刀具构成机用铰刀钻头立铣刀倾斜型镗刀杆镗刀杆直角型接柄镗杆楔型镗刀杆弹簧夹头刀柄立铣刀柄直柄工具接柄套式立铣刀具组合拉钉刀柄攻丝夹头丝锥攻丝夹头刀柄组合钻夹头刀柄莫氏孔刀柄带扁尾弹簧夹头刀柄带扁尾莫氏孔刀柄拉钉刀柄攻丝夹头丝锥攻丝夹头刀柄组合套式立铣刀具组合钻夹头刀柄接柄镗杆楔型镗刀杆直角型镗刀杆倾斜型镗刀杆钻头立铣刀机用铰刀中轴线立铣刀柄直柄工具接柄2.3.4数控铣床对刀对刀数控铣床的对刀内容包括基准刀具的对刀和各个刀具相对偏差的测定两部分。对刀时，先从某零件加工所用到的众多刀具中选取一把作为基准刀具，进行对刀操作；再分别测出其他各个刀具与基准刀具刀位点的位置偏差值，如长度、直径等。这样就不必对每把刀具都去做对刀操作。如果某零件的加工，仅需一把刀具就可以的话，则只要对该刀具进行对刀操作即可。如果所要换的刀具是加工暂停时临时手工换上的，则该刀具的对刀也只需要测定出其与基准刀具刀位点的相对偏差，再将偏差值存入刀具数据库。有关多把刀具偏差设定及意义，将在刀具补偿内容中说明，下面仅对基准刀具的对刀操作进行说明。2.3.4数控铣床对刀当工件以及基准刀具(或对刀工具)都安装好后，可按下述步骤进行对刀操作:先将方式开关置于“回参考点”位置，分别按+X、+Y、+Z方向按键令机床进行回参考点操作，此时屏幕将显示对刀参照点在机床坐标系中的坐标。若机床原点与参考点重合，则坐标显示为(0，0，0)。1)以毛坯孔或外形的对称中心为对刀位置点①以定心锥轴找小孔中心。如图2.3.4-2所示，根据孔径大小选用相应的定心锥轴，手动操作使锥轴逐渐靠近基准孔的中心，手压移动Z轴，使其能在孔中上下轻松移动，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。2.3.4数控铣床对刀图2.3.4-2定心锥轴找孔中心定心锥轴2.3.4数控铣床对刀②用百分表找孔中心。如图2.3.4-3所示，用磁性表座将百分表粘在机床主轴端面上，手动或低速旋转主轴。然后，手动操作使旋转的表头依X、Y、Z的顺序逐渐靠近被测表面，用步进移动方式，逐步降低步进增量倍率，调整移动X、Y位置，使得表头旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内(如0.02mm)，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。2.3.4数控铣床对刀图2.3.4-3百分表找孔中心表头工件主轴百分表磁性表座2.3.4数控铣床对刀③用寻边器找毛坯对称中心。将电子寻边器和普通刀具一样装夹在主轴上，其柄部和触头之间有一个固定的电位差，当触头与金属工件接触时，即通过床身形成回路电流，寻边器上的指示灯就被点亮；逐步降低步进增量，使触头与工件表面处于极限接触(进一步即点亮，退一步则熄灭)，即认为定位到工件表面的位置处。如图2.3.4-4所示，先后定位到工件正对的两侧表面，记下对应的X1、X2、Y1、Y2坐标值，则对称中心在机床坐标系中的坐标应是((X1+X2)/2，(Y1+Y2)/2)。2.3.4数控铣床对刀图2.3.4-4寻边器找对称中心X1X2Y2Y12YY21＋2XX21＋X1X2Y2Y12YY21＋2XX21＋2.3.4数控铣床对刀2)以毛坯相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点如图2.3.4-5所示，操作步骤如下：如下①按X、Y轴移动方向键，令刀具或寻边器移到工件左(或右)侧空位的上方。再让刀具下行，最后调整移动X轴，使刀具圆周刃口接触工件的左(或右)侧面，记下此时刀具在机床坐标系中的X坐标xa。然后按X轴移动方向键使刀具离开工件左(或右)侧面。②用同样的方法调整移动到刀具圆周刃口接触工件的前(或后)侧面，记下此时的Y坐标ya；最后，让刀具离开工件的前(或后)侧面，并将刀具回升到远离工件的位置。③如果已知刀具或寻边器的直径为D，则基准边线交点处的坐标应为22Da,yDax2.3.4数控铣床对刀工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点My