74贵州大学数控技术实验指导书

机械工程学院《数控技术》实验指导书吴兵编写适用专业：机械设计制造及其自动化专业机电一体化方向，机械设计制造及其自动化专业机械制造方向材料成型及控制方向贵州大学2012年11月10日1前言《数控技术》是机械设计制造及其自动化类专业必修的专业课。其以数控机床为对象，研究数字控制系统的组成，工作原理及其在数控机床上的应用。通过本课程的学习应使学生掌握计算机数字控制技术的基本原理和数控机床的基础知识，了解数控技术的发展及最新技术成就，为今后工作奠定扎实的基础。通过本实验可以使学生加深理解和验证所学的基础理论知识，在数控方面对学生进行必要的基本技能训练，培养严谨的科学作风及独立工作和动手的能力。本指导书中所提及的需要注意的内容均指实验中所用仪器、设备与其他同类仪器、设备所不同的地方，同时涉及操作的安全事项，必须加以重视。2目录实验一：数控车床的基本操作及调试················································3实验二：数控车床零件加工程序编制及调试················································5实验三：数控铣床的基本操作及调试··························································7实验四：数控铣床零件加工程序编制及调试················································5实验报告基本内容要求············································································10实验报告格式·························································································113实验一：数控车床基本操作实验学时：2学时实验类型：综合实验要求：必修一、实验目的1、了解数控车床的基本结构；2、了解数控车床的刀具系统；3、掌握数控车零件毛坯的装夹；4、掌握数控车对刀的基本方法；5、掌握数控车床坐标系的建立方法；6、掌握数控车床的操作面板的基本功能。二、实验内容根据数控车床的基本操作流程，掌握数控车中系统控制面板及机床控制面板各个功能键的作用，熟悉数控车床的基本操作方法。本实验包含以下实验内容：机床系统上电、机床回零、零件毛坯的确定及装夹、X/Z的偏置、坐标系的建立、X/Z方向对刀方法、。三、实验原理、方法和手段在数控操作机上，综合利用数控车床的各类基本操作完成不同数控车零件的各种基本操作。四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用教师集中授课，学生独立操作的教学形式。五、实验条件数控培训机5台，数控车系统2套，数控车一台，《数控技术实验指导书》。六、实验步骤1系统启动1)在计算机的桌面上双击Fanuc0iTC(桌面快捷方式)，出现系统的初始界面。42)按操作面板上的POWERON给操作面板上电，即可进行机床培训操作。3)单击鼠标右键，显示弹出菜单(图(a))，选择“全屏切换”切换到窗口模式(图(b))。(a)(b)在窗口显示环境中，可进行一些设置。2刀具准备1)根据具体的加工要求，可在菜单【数据库/刀具管理】中编辑刀具和添加新刀具。2)在刀库管理管理对话框中，选中欲添加到机床刀库中的刀具，单击“选择”按钮将其添加到机床刀库中。53)如有必要，在机床刀库中按“编辑”可编辑刀具的刀号。注：在本系统提供的示例中，可不设置。3.工件安装1)根据具体的加工要求，单击菜单【加工准备/载入毛坯】，系统弹出如下对话框。2)在列表框中，根据“描述”选择某一根据工件尺寸，单击“选择”按钮。如选择描述为“51X150”的毛坯后，单击对话框右侧的“选择”按钮，“关闭”对话框。3)单击菜单【加工准备/工件装夹】，系统弹出如下对话框。通常不用设置，直接单击“确定”，则选择的“51X150”的毛坯模型“装夹”在机床上。64回参考点1)单击菜单【仿真模式/材料去除仿真】，画面显示为2)在控制面板上，“模式选择”钮旋转到“ZRN”档。3)按+Z和+X使各轴移动。当某一轴到达参考点时，回参考点复位指示灯亮。当轴回到参考点时，程序显示屏的坐标值发生变化。4)以任何方式使轴离开参考点后，对应复位指示灯灭。5对刀7对刀过程需经历以下步骤：1)选择需要对刀的刀具。按刀盘正转或刀盘反转，使需要对刀的刀具处于工作位置。本例中使用1号刀，不需换刀。2)“模式选择”钮旋转到“JOG”或“HANDLE”档，按“主轴正转”。3)Z向对刀(1)用轴向选择键或手轮移动坐标轴，使刀具和工件小心Z向接近。当刀具和工件比较接近时，调低进给速度，使刀具小心靠近工件前端面，使刀具和工件接触时（如声音播放启动，则声音发生变化）。(2)保持机床Z向不动，按MDI键盘上的“OFFSETSETTING”，显示偏置设置画面；8(3)按MDI键盘上的上下方向键选中对应的行，如本示例就选第一行；(4)用MDI键盘输入“Z0”或其它值（如“Z2”，与编程坐标系有关），本示例输入”Z0”；(5)按小显示屏下方的“【测量】”对应的软键，则该行的Z值自动发生变化，实现了当前刀具的Z向位置补偿设置。4)X向对刀(1)移动刀具，使刀具轻微接触工件外圆面，然后使X向保持不变，-Z向移动刀具，切出一段外圆面；9(2)保持X值不变，沿+Z向移动刀具，使刀具脱离接触工件；(3)按控制面板上的“主轴停止”；(4)单击菜单【检测/直径测量】，弹出一对话框“工件直径测量”，并且显示画面改变；(5)移动十字光标，且使光标接近加工面，记录对话框“工件直径测量”中直径值，如下图所示；直径测量(6)单击“关闭”按钮退出对话框后，单击菜单【检测/测量完成】；(7)按MDI键盘上的“OFFSETSETTING”，显示偏置设置画面（可多次按，直至出现如下画面）；10(8)输入记录的直径值，如“X57.46”；(9)按小显示屏下方的“【测量】”对应的软键，则该行的X值自动发生变化（也有可能不变化），实现了当前刀具的X向位置补偿设置。注：其它刀具可采用步骤1)、3)和4)的方法实现对刀。6载入数控程序1)在控制面板上，“模式选择”钮旋转到“EDIT”档。2)按小显示屏下方的软键[DIR]，显示程序列表；113)直接输入程序文件名，再按MDI编辑键盘上的向下光标键，则显示已存在程序内容。若文件不存在，则生成新文件。本示例中输入“O2002”。7编辑数控程序如必要，需对程序进行编辑。本示例不需编辑程序。1)在控制面板上，“模式选择”钮旋转到“EDIT”档；2)按MDI键盘的光标键，选中要编辑的内容；3)利用编辑键直接进行编辑，按字符数字键和ALTER、INSERT、DELETE等MDI键进行编辑，如坐标系设置指令G54等。128自动执行1)“模式选择”钮旋转到“JOG”档；2)按“+Z”或“+X”移动坐标轴，确保刀具距离工件处于安全位置；3)“模式选择”钮旋转到选择“AUTO”档；4)按CYCLESTART开始加工；5)在加工过程中，可按“程序暂停”暂停加工（再按“程序启动”可继续执行），也可旋转主轴转速修调旋钮、进给速度修调旋钮调整主轴转速和进给速度。下图为“O2002”的执行结果。13如在“6载入数控程序”中载入的程序为“O2001”，则执行结果为9相对坐标设置1)按POS功能选择键，显示坐标画面；2)按[相对]软键，显示相对坐标画面；3)输入当前坐标值的相对值如U20等并配合相应的软键，改变当前坐标的相对值。10关闭系统1)操作完成后，按操作面板上的POWEROFF断电，然后关闭培训系统；2)关闭Windows系统；3)关闭总电源。14七、思考题1、在你编写的程序原点与机床原点有何关系，如何建立？2、如果在加工过程中刀具磨损过大需要更换，会产生长度误差，如何解决更换后带来的加工误差？八、注意该系统需要按fanuc系统规则编程；15实验二：数控车床零件加工程序编制及调试实验学时：2学时实验类型：综合实验要求：必修一、实验目的7、了解数控车床的控制原理8、理解熟悉数控车床坐标系。9、掌握加工零件基点坐标的计算方法。10、熟悉并掌握数控车床的编程语言。11、掌握数控车床加工工艺的分析及制定。12、掌握数控车床的手工零件编程。二、实验内容根据零件图样，完成从零件分析到编制出完整的数控车床的加工程序的全过程，并输入模拟编程器逐步调试，直至模拟加工出符合要求的产品。三、实验原理、方法和手段根据零件图样编制的正确的数控车床加工程序是建立在正确的数控车床坐标系之上的，在编写过程中对G代码、M代码程序指令的使用准确与否，可以通过模拟编程器的模拟加工进行验证。因此，本实验主要采用模拟编程器对学生自行编制的完整的数控车床加工程序进行模拟运行，验证产品的加工正确与否，并不断改正程序的错误，直至零件的形状及尺寸均符合设计要求。四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用教师集中授课，学生独立操作的教学形式。五、实验条件宇航cnc数控仿真软件，机房配套电脑，《数控技术实验指导书》。六、实验预习请预先对下图零件编制车床加工（fanuc0i-T）数控程序，上机调试。刀具选用T1：外圆车刀；T2：割刀；T3：螺纹刀毛坯尺寸：φ42×150。（提示：采用G70、G71、G76指令）16工件图形：七、实验操作步骤1、分析工件，编制工艺，并选择刀具，在草稿上编辑好程序。可预先用文本文档编制好程序（*.txt文件），然后另存为*.nc文件。2、桌面上点击yhcnc8.0.2图标后，显示如下图那样铣削和车削集成的屏幕。点击fanuc0i-T,打开宇航软件中的FANUC0i-T车床系统。图1、宇航仿真系统171）.回零（回参考点）REF：回参考点→X轴回零→Z轴回零→回参考点完毕。2）.选择刀具刀具库管理（左侧工具条）出现如下界面：图2选择需要的刀具（外圆刀、割刀、螺纹刀）添加到刀盘中；点击“确定”即完成选刀。3）.对刀⑴、T01刀（外圆刀）对刀①手动模式→试切工件端面→Z方向不动，沿X方向退出→进入参数输入界面。图3图4②按→如图3→输入z0→→T01刀Z轴对刀完毕。③试切外圆→X方向不动，沿Z方向退出→工具条中测量直径（假设测量得直径φ96.17）→18进入参数输入界面，按→→输入测量的直径X96.17→→T01刀（外圆刀）X方向对刀完毕。⑵、T02刀（割刀）对刀①在手动模式下换T02刀（割刀）→碰工件端面→Z方向不动，沿X方向退出→进入参数输入界面，按→→光标移到2号刀补→输入z0→→T02刀Z轴对刀完毕。②试切外圆→X方向不动，沿Z方向退出→工具条中测量直径（假设测量得直径φ95.67）→进入参数输入界面，按→→光标移到2号刀补→输入测量的直径X95.67→→T02刀（割刀）X方向对刀完毕。⑶、T03刀（螺纹刀）对刀①在手动模式下换T03刀（螺纹刀）→碰工件端面→Z方向不动，沿X方向退出→进入参数输入界面，按→→光标移到3号刀补→输入z0→→T03刀Z轴对刀完毕。②试切外圆→X方向不动，沿Z方向退出→工具条中测量直径（假设测量得直径φ94.67）→、进入参数输入界面，按→→光标移到3号刀补→输入测量的直径X94.67→→T03刀（螺纹刀）X方向对刀完毕→对刀全部完成。4）.程序输入①程序编辑模式→程序，如图4；②按→输入新建程序名O10→插入（新程序名创建好），如图5；19图5图6③将在草稿编好的程序输入→程序输入完成，如图6。5）.选择工件毛坯左侧工具条中工件大小设置→设定工件大小如图7→确定完成毛坯大小选择。图76）.加工零件自动模式→循环启动→程序将自动运行直至完毕。7）.测量工件工具条中测量→特征线→完成测量。8）.工件模拟加工完成。20七、思考题1.在你编写的程序中，坐标原点在什么位置？2.如果在加工过程中刀具磨损过大需要更换，你认为如何解决所编程序的加工误差？21实验三：数控铣床基本操作实验