数控车床编程与操作培训课件.ppt
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1、数控车床FANUC-0i Mate TC操作面板,1 数控系统操作面板 以大连机床厂FANUC0i Mate TC数控系统为例,介绍数控车床FANUC-0i Mate TC操作面板。 操作面板由数控系统操作面板(也称CRT/MDI面板)和机床操作面板组成。,图38 FANUC-0i Mate数控系统操作面板,1、MDI按键功能,表35 MDI面板上按键的功能说明,2、CRT界面,(1)坐标位置界面,按 键进入坐标位置界面。按菜单软键绝对、菜单软键相对、菜单软键综合,CRT界面将对应出现绝对坐标界面(如图39a)、相对坐标界面(如图39b)、和综合坐标界面(如图39c)。,(a)绝对坐标界面 (
2、b)相对坐标界面 (c)综合坐标界面 图39 坐标位置界面,(2)程序管理界面,按 进入程序管理界面。,图310 程序管理界面,(3)参数设置界面,在MDI键盘上按 键,进入参数设置界面。,图311 参数设置界面,2 机床操作面板,机床操作面板的开关功能、开关的形式(分按钮和旋钮开关等)及其排列与具体的数控车床的型号和生产厂家有关。大连机床厂的FANUC0i Mate TC数控机床操作面板如图312所示。,图312 数控机床操作面板,表36 开关功能说明,3 数控车床基本操作,1、激活车床,按“系统启动”按钮 ,此时车床电机和伺服控制的指示灯变亮 。,检查“急停”按钮是否松开至 ,若未松开,将
3、其松开。,2、手动操作,(1)车床回参考点,(2)手动/连续方式 将控制面板上的模式选择旋钮指向“JOG”,机床进入手动模式。 分别按下 、 、 、 键,控制刀架的移动方向。按进给方向按钮开始连续移动,松开则停止。按下快速按钮 ,进入手动快速移动状态。,(3)手动脉冲方式,旋转控制面板上的模式选择旋钮指向“手轮/单步”,机床进入手动脉冲模式。 旋转旋钮 ,选择坐标轴。 旋转“手轮进给速度”旋钮 ,选择合适的脉冲当量。 摇动手轮,精确控制机床的移动。,(4)手动/点动方式 将控制面板上的模式选择旋钮指向“手轮/单步”,机床进入手动脉冲模式。,旋转“手摇快速倍率”旋钮 ,可选择合适的点动步长。,3
4、、自动加工方式,(1)自动/连续方式 自动加工流程如下: 检查机床是否回参考点,若未回,先将机床回参考点。 输入一段程序或打开机床内的现有程序。 将控制面板上的模式选择旋钮指向“自动”,系统进入自动运行模式。,(2)数控程序在运行过程中可根据需要暂停、急停和重新运行。 数控程序在运行时,按“循环暂停”按钮 ,程序停止执行;再点击“循环启动”按钮 ,程序从暂停位置开始执行。 数控程序在运行时,按下“急停”按钮 ,数控程序中断运行,继续运行时,先将急停按钮松开,再按“循环启动”按钮 ,余下的数控程序从中断行开始作为一个独立的程序执行。,4、自动/单段方式,自动/单段加工流程如下: 检查机床是否回参
5、考点,若未回,先将机床回参考点。 输入一段程序或打开机床内的现有程序。 将控制面板上的模式选择旋钮指向“自动”,系统进入自动运行模式。 旋转操作面板上的“单段”旋钮 ,使它指向“I”位置。 按操作面板上的“循环启动”按钮 ,程序开始执行。 自动/单段加工方式执行每一行程序均需点击一次“循环启动” 按钮。,4 数控程序管理,1、显示数控程序目录 旋转模式选择按钮指向“编辑”,进入编辑状态。按MDI键盘上的 ,CRT界面转入编辑页面。按菜单软键LIB, 数控机床现有的数控程序名列表显示在CRT界面上,如图314 所示。,图314 数控程序目录界面,2、选择一个数控程序 按MDI键盘上的键 ,CRT
6、界面转入编辑页面。利用MDI键盘输入“Ox”(X为数控程序目录中显示的程序号),按 键开始搜索,搜索到后“OX”显示在屏幕首行程序号位置,NC程序将显示在屏幕上。 3、删除一个数控程序 CRT界面进入编辑状态,利用MDI键盘输入“Ox”(x为要删除的数控程序在目录中显示的程序号),按 键,程序即被删除。,4、新建一个NC程序 CRT界面转入编辑页面,利用MDI键盘输入“Ox”(x为程序号,但不能与已有程序号的重复)按 键,CRT界面上将显示一个空程序,可以通过MDI键盘开始程序输入。,5、删除全部数控程序 CRT界面转入编辑页面,利用MDI键盘输入“O9999”,按 键,全部数控程序被删除。,
7、5 数控程序编辑,1、移动光标,2、插入字符,3、删除输入域中的数据,4、删除字符,5、查找,6、替换,6 MDI模式运行,MDI(Manual Data Input)即手动数据输入。该功能允许手动输入一个命令或几个程序段(或多个程序段),按“循环启动”按钮,则立即运行。其操作步骤如下: 旋转模式选择按钮指向“MDI”,进入MDI模式运行状态。 按 键,则CRT画面显示如图315所示。 编辑程序,其编辑方法同以上程序编辑方式。 按“循环启动”按钮,则开始执行程序,此后程序自动消失(即暂时复位)。,图315 MDI模式运行界面,7 数控车床刀具补偿参数,1、设定摩耗量补偿参数,图316 设定摩耗
8、量补偿参数,2、设定形状补偿参数,图317 设定形状补偿参数界面,3、输入刀尖半径和方位号,图318 输入刀尖半径和方位号,F、S、T功能指令,1 F功能 进给功能也叫F功能,用于表示进给速度。进给速度是用字母F和其后面的若干位数字来表示的。 1、在G99码状态下,F后面的数值表示的是主轴每转一圈刀具的切削进给量。 例如:G99 F0.5; 表示进给量为0.5mm/r 2、在G98码状态下,表示刀具每分钟的切削进给量。 例如:G98 F150; 表示进给量为150mm/min G99和G98均为模态指令,一旦指定G99(G98),直到G98(G99)指定之前它一直有效。 当程序里没写G98和G
9、99时,系统一般默认为G99。,2 S功能,用于控制带动工件旋转的主轴的转速。实际加工时,还受到机床面板上的主轴速度修调倍率开关的影响。 1、主轴的最高转速限制(G50) 编程格式: G50 S; 例如:G50 S2000 表示最高转速为2000r/min 2、恒线速度控制(G96) 指令格式: G96 S; 例如:G96 S120; 表示控制主轴转速,使切削点的线速度始终保持在120m/min。 由线速度v可求得主轴转速如下: n=1000/(d) 式中 表示:线速度(m/min) d表示:切削点的直径(mm) n表示:主轴的转速(r/min) 3、恒线速度取消(G97) 编程格式: G97
10、 S; 例如:G97 S1000; 表示主轴的转速为1000r/min 当由G96转为G97时,应对S码赋值,未指令时,将保留G96指令的最终值。 当由G97转为G96时,若没有S指令,则按前一G96所赋S值进行恒线速度控制。 当系统没有指定G96和G97指令时,系统默认G97指令。,3 T功能,刀具功能,表示选刀或换刀。 用地址T和后面的四位数字来指定刀具号和刀具补偿号,其中前两位为刀具号,后两位为既是刀具长度补偿号,又是刀尖圆弧半径补偿号。 T0101表示1号刀具及1号刀具长度补偿和半径补偿。至于刀具的长度和刀尖圆弧半径补偿的具体值,应到1号刀具补偿位去查找和修改。如果后面两位数为零,如T
11、0300; 表示取消刀具补偿状态,调用第三号刀具。 例31 N10 S600 M03; N20 T0102;(1号刀具、2号补偿) N30 G01 Z50.0 F0.3; N40 T0100;(2号刀补取消),数控车床对刀方法实训 1 数控加工中与对刀有关的概念,1、刀位点 代表刀具的基准点,也是对刀时的注视点,一般是刀具上的一点。,(a)车刀的刀位点 (b)钻头的刀位点 (c)圆柱铣刀的刀位点 (d)球头铣刀的刀位点 图319 刀位点示意图,2、对刀与对刀点,对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置关系的点,是确定加工坐标系与机床坐标系的关系的点。 对刀就是将刀具的刀位点置于对刀点上,以便建立加
12、工坐标系。 对刀点往往就选择在零件的加工原点。对刀点的选择原则如下: (1)所选的对刀点应使程序编制简单; (2)对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置; (3)对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置; (4)对刀点的选择应有利于提高加工精度。,3、对刀基准,对刀基准:对刀时为确定对刀点的位置所依据的基准,该基准可以是点、线或面,它可设在工件上(如定位基准或测量基准)、夹具上(如夹具定位元件的起始基准)或机床上。,O1为加工坐标系原点、对刀基准点 A对刀点,也是此时的刀位点 图320 有关对刀的点的关系,4、换刀点 换刀点是数控程序中指定用于换刀的位置点。为防止换刀时碰伤零件、刀具
13、或夹具,换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外,并留有一定的安全量。换刀点的位置应避免刀具与工件、夹具和机床干涉。,2 刀具安装,数控车床常采用立式或卧式转塔刀架作为刀库,刀库容量一般为412把刀具,常按加工工艺顺序布置,由程序控制实现自动换刀。其特点是结构简单,换刀快速。,(a)外径车削刀具的安装 (b)内径车削刀具的安装 图3-21 卧式转塔刀架上刀具安装示意图,3 对刀方法,试切对刀法是数控车削加工中应用最多的一种对刀方法,下面主要介绍试切对刀法。,图322 试切对刀示意图,以对刀实例说明试切对刀操作方法,如要车削的零件最大直径为40mm,总长为80mm,毛坯为直径为45mm长度为85mm
14、的棒料,加工时要采用的1号刀具为90外圆车刀、2号为切槽刀、3号刀为60三角螺纹刀,在大连机床厂FANUC-0iMate TC系统数控机床上加工,加工坐标系原点在试切端面的中心上。,数控车床开机,回参考点:,(1)转到JOG模式 (2)回零选项打开 (3)回零指示灯亮起来 (4)回零选项取消 图323 回参考点操作步骤,工件装夹在三爪卡盘上,刀具安装在立式转塔刀架上,1号刀具90外圆车刀作为基准刀具。,采用试切对刀法建立加工坐标系的方法主要有: (1)采用设置各刀具相对于机床原点偏置值的对刀方法; (2)采用G50设定加工坐标系的对刀方法; (3)采用G54G59设定加工坐标系的对刀方法。,1
15、、方法1:采用设置各刀具相对于机床原点偏置值的对刀方法,(1)用1号基准刀具90外圆车刀手动沿工件端面切削,Z轴不动,端面切削后把刀具沿+X轴移开到工件外。步骤如下:,转到MDI模式(如图324),按小键盘上的PROG键,转到编辑模式,输入“M03S300;”,按INSERT键插入,光标移至程序号处(如图325)。,图324 MDI模式,图325 编辑程序,按“循环启动”按钮,主轴开始正转。,图326 循环启动按钮,转到JOG或手轮模式,开始试切工件端面,Z方向不移动,端面切削后把刀具沿+X轴移开到工件外。,接着按键盘的OFFSET SETTING键,选择“形状”,光标移到刀具号01行。,输入
16、Z0,按“测量”,设置1号刀具刀尖位于加工坐标系原点在Z方向相对于机床原点偏置值,Z方向对刀完成。,图327 光标移到刀具号01行,图328 1号刀具Z方向对刀,(2)试切外圆,X方向对刀。步骤如下:,试切外圆切一小段(长度约10mm左右,够测量外径即可),然后Z方向退刀(X方向一定不要移动),接着把主轴停下来。 测量试切外圆直径,如为43mm。 输入X43,按“测量”,设置1号刀具刀尖位于加工坐标系原点在X方向相对于机床原点偏置值,X方向对刀完成。,图329 1号刀具X方向对刀,(3)2号切槽刀对刀,换2号切槽刀。 转到MDI模式,按小键盘上的PROG键,转到编辑模式,输入“T0202;”,
17、按INSERT键插入,光标移至程序号处。,图330 换2号刀MDI输入操作,按“循环启动”按钮,换上2号刀。,操作让主轴正转,转到JOG或手轮模式,设置2号刀具刀尖位于加工坐标系原点在Z方向相对于机床原点偏置值。 移动2号切槽刀刀尖正好碰到已试切端面上,Z方向不移动,把刀具沿+X轴移开到工件外。 接着按键盘的OFFSET SETTING键,选择“形状”,光标移到刀具号02行。 输入Z0,按测量,设置2号刀具刀尖位于加工坐标系原点在Z方向相对于机床原点偏置值,Z方向对刀完成。,图331 2号刀具Z方向对刀,移动2号切槽刀刀尖正好碰到已试切外圆面上,根据前面测量的试切外圆直径值,输入X43,按测量
18、,设置2号刀具刀尖位于加工坐标系原点在X方向相对于机床原点偏置值,X方向对刀完成。,图332 2号刀具X方向对刀,(4)3号螺纹刀对刀,与2号切槽刀对刀方法一样,在刀具形状偏置值设置界面刀具号03行设置偏置值。,图333 3号刀具对刀,2、方法二:采用G50设定加工坐标系的对刀方法,G50设定加工坐标系的方法是通过当前刀具所在位置来设定加工坐标系的,执行程序段“G50 X Z;”就建立了加工坐标系,其中X、 Z的值是当前刀具位置在要建立的加工坐标系中的坐标值。 采用G50设定加工坐标系对刀时,必须通过调整机床刀架,将刀尖放在程序所要求的起刀点位置。可通过试切端面和外圆并结合计算刀具的移动距离等
19、方法确定当前刀具位置在要建立的加工坐标系中的坐标值。 如图320中刀具所在位置,如要建立以O1点为原点的加工坐标系,则要执行程序段“G50 X100 Z50”;如要建立以O点为原点的加工坐标系,则要执行程序段“G50 X100 Z150”。 采用G50设定加工坐标系的对刀方法使用起来不够方便。,图320,3、方法三:采用G54G59设定加工坐标系的对刀方法,采用G54G59设定加工坐标系时,要先用试切端面和外圆等方法测定出要预置的加工坐标系原点在机床坐标系中的坐标值(即相对于机床原点的偏置值),并把该偏置值预置在G54G59中相应的X、Z值中。采用G54加工坐标系,执行程序指令“G54”即可。
20、同理,采用G55、G56、G57、G58、G59加工坐标系要分别执行程序指令“G55”、“G56”、“G57”、“G58”、“G59”。 采用G54设定加工坐标系时,可参照设置各刀具相对于机床原点偏置值的对刀方法,将加工坐标系原点在机床坐标系中的坐标值赋值给G54。按键盘的OFFSET SETTING键,选择“坐标系”,光标分别移到G54加工坐标系的X、Z处,可把偏置值预置在G54相应的X、Z值中。,图334 G54加工坐标系设定,刀尖圆弧半径补偿方法实训,1 刀尖半径补偿功能,在编程时,通常将车刀刀尖作为一点考虑(即假想刀尖位置),但实际上刀尖部分通常是带有圆角的(如图335所示)。,图33
21、5 刀尖半径与假想刀尖位置,刀尖圆弧半径补偿方法实训,1 刀尖半径补偿功能,我们编程时所指定的刀具轨迹就是假想刀尖的轨迹。在实际当中,以假想刀尖编程在加工端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面时,是不会产生误差的。但在进行倒角、斜面、圆弧面切削时就会产生欠切或过切,造成零件加工精度误差,如图336所示。,图336 刀具切削与欠切过切现象,利用机床自动进行刀尖圆弧半径补偿时,需要使用G40、G41、G42指令。,G40:取削刀尖圆弧半径补偿,通常写在程序开始的第一个程序段及取消刀尖圆弧半径补偿的程序段,也可用T00取消刀补。 G41:刀尖圆弧半径左补偿(左刀补)。顺着刀具运动方向看,刀具在工件
22、左侧,如图337(a)。 G42:刀尖圆弧半径右补偿(右刀补)。顺着刀具运动方向看,刀具在工件右侧,如图337(b)。 编程格式为:G41(G42)G01(G00)XZ; G40 G01(G00)XZ;,(a) G41指令 (b) G42指令 图337 G41、G42指令,由于不同的数控车床用刀具在工作中假想刀尖的位置不同,所以在设置刀尖圆弧自动补偿值时,还要设置刀尖圆弧位置编码,指定编码值的方法参考图338。,图338 刀尖圆弧位置编码,在使用G40、G41、G42指令时,要注意以下几点:,(1)G40、G41、G42指令为模态指令,G40为缺省值。要改变刀尖圆弧半径补偿方向,必须先用G40
23、指令解除原来的左刀补或右刀补状态。 (2)G40、G41、G42指令不能与G02、G03、G71、G72、G73、G76指令出现在同一程序段。G01程序段有倒角控制功能时也不能进行刀具补偿。 (3)当刀具磨损、重新刃磨或更换新刀具后,刀尖圆弧半径发生变化,这时只需在刀具偏置输入界面中改变刀具参数的R值,而不需修改已编好的加工程序。 (4)可以用同一把刀尖圆弧半径为R的刀具按相同的编程轨迹分别进行粗、精加工。设精加工余量为,则粗加工的刀具圆弧半径补偿量为R,精加工的补偿量为R。,2 刀尖圆弧半径补偿方法训练,以精车如图339工件表面轮廓为例,说明实现刀尖圆弧半径补偿的方法。,图339 工件加工表
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