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1、 数数 控控 车车 床床 实实 习习 指指 导导 书书 北京石油化工学院北京石油化工学院 工程实践教学部工程实践教学部 2007 年年 3 月月 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1 数控车床实习指导书数控车床实习指导书 一、实习目的一、实习目的 (1) 了解数控加工技术的重要性; (2) 了解数控车床与普通车床加工的异同点; (3) 了解数控车床的工作原理和有关组成部分的作用; (4) 掌握数控车床加工零件的工艺过程和 CAXA 数控车自动编程方法; (5) 掌握零件加工的手动编程方法; (6) 掌握仿真软件的操作方法; (7) 掌握机床操作方法。 二、实习
2、内容及安排二、实习内容及安排 (1) 预习实习内容; (2) 学习手动编程和仿真软件的操作,独立完成零件加工程序的编写; (3) 在仿真软件上完成模拟加工,并通过实习指导人员检查。 (4) 装好毛坯和刀具,诊断程序确保程序无误后,完成零件的加工。 三、实习设备及工具三、实习设备及工具 (1) CK0628s 数控车床,计算机,宇龙仿真软件,CAXA 数控车。 (2) 每两组共用一个工具柜,工具柜中装有车床所用工具、量具一套。 四、实习注意事项四、实习注意事项 (1) 操作前应认真学习数控车操作并仔细阅读“数控车床安全操作规程” ,按要 求认真熟悉车床操作。 (2) 编写好的程序后必须先通过仿真
3、软件模拟,并通过指导老师的检查,再上机 床加工。 (3) 在实习指导人员允许时,才能开动车床。 (4) 加工过程中,如发现程序有误,应立即停止程序或停车。 (5) 加工过程中,如遇不懂情况,应立即请教实习指导人员,切勿鲁莽行事。 (6) 实习过程中,不准擅动其它设备,不准离开机床。 五、数控车床加工简介五、数控车床加工简介 1. 数控技术简介数控技术简介 数字控制(Numerical Control)是近代发展起来的一种自动控制技术,是用数 字化的信息实现机床控制的一种方法。采用了数字控制技术的机床就叫做数字控制 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2 机床(N
4、umerical Control Machine Tool) ,简称数控(NC)机床。 2. 数控车床的加工原理、特点及应用数控车床的加工原理、特点及应用 数控车床又称为 NC(Numerical Control)车床,即数字控制车床,其 CK0628S 数控车床原理图如图 1-1 所示。普通车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工的, 而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中, 由数控系统控制车床刀架的运 动和主轴旋转,完成工件加工。 数控车床的加工特点:可加工的零件外形复杂,加工精度较高,零件尺寸的稳定 性好;生产效率高;自动化程度高,劳动强度低;价格昂贵,控制复杂,维修较难。 数控车
5、床的加工范围: 数控车床除了可以完成普通车床能够加工的轴类和盘套类 零件外,还可以加工各种形状复杂的回转体零件,如复杂曲线;还可以加工各种螺距 甚至变螺距的螺纹。 数控车床一般应用于要求精度较高、 批量生产的零件及各种形状复杂普通车床加 工不了的轴类和盘套类零件。 图 1-1 数控车床的原理示意图 3. 数控车床的组成及与普通车床的差异数控车床的组成及与普通车床的差异 数控车床由数控系统和机床本体组成,如图 1-1 所示。 数控系统包括控制电源、轴伺服控制器、主机、轴编码器(X 轴、Z 轴和主轴) 及显示器等。 机床本体包括床身、主轴箱、电动回转刀架、进给传动系统、电动机、冷却系统、 润滑系统
6、、安全保护系统等组成。 数控车床与普通车床相比较, 数控车床的进给系统与普通车床的进给系统在结构 上存在着本质差别,普通车床主轴的运动经过进给箱、溜板箱传到刀架实现纵向和横 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3 向的进给运动;数控车床则是去除了进给箱、溜板箱、小拖板和大、中拖板手柄,采 用伺服电机或步进电机直接驱动滚珠丝杠,带动拖板和刀架,实现纵向和横向进给运 动。此外,数控车床采用电动刀架可实现自动换刀,并可实现系统自动润滑和各轴限 位安全保护。 4. 相关术语相关术语 伺服与步进电机:可以接受脉冲信号指令控制转角和转速,数控机床进给运动由 伺服或步进电机驱
7、动,其转角和转速取决于数控系统的指令,再通过滚珠丝杠将旋 转运动变成直线进给运动。 闭环控制:进给运动的移动准确性将会影响到加工精度,如果数控机床刀架或工 作台带有位移传感器时,实际位移可以反馈给数控系统进行修正,称做闭环控制。 半闭环控制:如果仅对进给运动电机实际转角信号反馈进行修正,而不考虑滚珠 丝杠的传动误差时,称作半闭环控制。半闭环控制的精度显然低于闭环控制,但可 以满足普通数控机床对加工精度的需求,所以得到广泛应用。 联动轴:进给运动的自由度称为轴数,可由数控系统控制同时进给的轴数称为联 动轴数,如车床主轴回转中心为 z 轴,一般刀架可联动轴数为 z 与 x 或 z 与 y,可联 动
8、轴数为 2; 数控程序:将工艺路线、加工参数、刀具轨迹、切削参数(主轴转速、进给量、 背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正反转、冷却液开停等)按照规定的指令 代码及程序格式编写成可供数控机床使用的加工程序。程序编制过程可以由人工进 行,也可以借助计算机辅助制造系统(CAM)软件自动生成程序代码。 坐标系:数控机床加工是按照程序指令坐标参数进行,每台数控机床在出厂时都 设置有自己的坐标原点,即机床零点和机床坐标系。为加工编程方便,可利用坐标 平移法将工件加工基准设置成坐标原点,即工件零点和工件坐标系。 绝对值与增量值:程序参数指令以坐标系为基准输入为绝对值输入;以现有刀具 位置为基准输入为增量
9、输入。 刀补:程序控制换刀后定位的指令为刀补,执行该指令后数控装置能调整刀架位 置使不同长度或形状的刀尖能对准加工部位。 程序输入:通过手动将程序在系统界面上输入(MDI) ,也可以让系统读取存储在 介质上的程序,也可以将在 PC 机上编制完的程序传输进数控系统。 六、六、CAXA 数控车简介数控车简介 CAXA 是北京航天航空大学开发的 CAE 软件,包括制图、造型和加工几部分。利 用 CAXA 数控车只需绘出零件图就可以自动生成数控加工程序, 从而实现 CAD/CAM 一 体化。该软件的基本功能为绘制零件图、自动生成零件表面的加工轨迹和加工程序。 下面分别加以讲解。 1绘制加工工件图绘制加
10、工工件图 在 CAXA 数控车中绘制零件图前必须首先确定要加工的零件所需的毛坯, 首先绘 制毛坯图。 要加工如图 1-2 所示的零件, 首先确定毛坯。 零件中最大尺寸: 直径 18mm、 长度 35mm。所以选毛坯尺寸:直径 20mm、长度 38mm。如图中虚线部分。在 CAXA 数 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4 控车中首先绘制毛坯图,如图 1-3。 图 1-2 图 绘制毛坯图时注意:由于圆柱形工件以中心线对称所以只需要绘出中心线上侧 图形,右下侧起点为坐标原点,保证编程原点在毛坯右端面中心处。 图 1-3 毛坯图 毛坯图绘制完成后,在毛坯图内部绘制工
11、件图,同毛坯图相同,只需要绘出中 心线以上部分就足够了。如图 1-4 为零件图。 图 1-4 零件设计图 图 1-4 为设计图,设计图绘制的是最终我们需要的工件,而实际加工中需要车 削掉部分正好为设计图纸和毛坯之间部分,所以在生成加工轨迹前将工件图删掉, 留下切削部分如图 1-5 所示。 图 1-5 加工工件图 2加工轨迹生成加工轨迹生成 生成加工轨迹时一定注意要按加工工艺顺序生成,先粗后精然后切槽再切断。 (1)粗加工:用鼠标点取菜单“加工” “轮廓粗车”, 系统弹出粗车参数表如图 1-6。该对话框中需要修改一下内容:加工参数页面中须将切削行距(吃刀量)小于1。 PDF 文件使用 “pdfF
12、actory Pro“ 试用版本创建 5 进退刀方式页面中,将进退刀方式全部该成垂直(共四种)。进退刀量页面中,进刀量 (进给率)单位该为mm/rev进刀量在0.20.1之间。主轴转速该为500rpm。轮廓刀具页 面中刀具号该为2,然后点击修改刀具按钮。所有参数修改好后再点击确认。 注意: 各种加工参数是相互影响的, 在生成轨迹前必须先确认各需要修改的参数是否正 确 图1-6 粗加工参数表 确认后,左下脚回有操作提示:拾取被加工工件表面轮廓。拾取被加工工件轮廓时 必须用单个拾取,拾取方式选择方法:点一下空格键,在鼠标处弹出拾取方式如图1-7 所示。被加工工件表面轮廓结束后点一下鼠标右键,左下
13、角提示拾取定义的毛坯轮廓。 拾取毛坯轮廓时必须用链拾取方式。 所有拾取过程必须从原点开始依次拾取。 拾取结束 后点右键输入进退刀点,进退刀点必须在毛坯右上方,和毛坯有一定距离。 图1-7拾取方式选择 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 6 输入进退刀点后,系统自动生产粗车加工轨迹,如图1-8所示。粗车结束。 图1-8粗车加工轨迹 (2)精加工:用鼠标点取菜单“加工” “轮廓精车”, 系统弹出精车参数表。该 对话框中只需将进退刀量页面中进刀量(进给率)修改为0.050.01之间即可。其它操 作同粗车基本相同,只是不需要拾取定义的毛坯轮廓。 (3)切槽:用鼠标点取菜
14、单“加工” “切槽”, 系统弹出粗车参数表如图1-9。 该对话框中需要修改以下内容:加工参数页面中须将加工工艺类型改为粗加工精加 工,选上刀具只能下切选项,粗加工参数中延迟时间改为0,平移步距改为2.52.9。 进退刀量页面中,进刀量(进给率)单位该为mm/rev进刀量在0.050.01之间。主轴转 速该为300rpm。轮廓刀具页面中刀具号该为3,刀具宽度为2.5,刀刃宽度为3,刀尖半 径为0.1,然后点击修改刀具按钮。所有参数修改好后再点击确认。其它操作同精车基 本相同,注意拾取被加工工件表面轮廓时必须拾取组成槽的所有线条。 图1-9切槽参数表 3.生成生成G代码代码 生产G代码前,必须将后
15、置设置中选取x表示直径。选取方法:菜单“加工” “后置 设置”弹出后置设置对话框,在对话框最后一行选取x表示直径。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 7 在“加工”菜单中选取“生成G代码”功能项,则弹出一个需要用户输入文件名的 对话框,要求用户填写或选择程序文件名。 输入并确认文件名后, 系统提示拾取刀具轨迹。 拾取轨迹时如果轨迹按加工顺序生 成一次拾取即可,如果几个轨迹没有按顺序生成,必须按照加工顺序拾取加工轨迹,由 于轨迹拾取时很难辨认粗车和精车轨迹, 建议生成轨迹时按顺序完成, 拾取的轨迹变为 红色的虚线。点鼠标右键结束拾取,系统即生成数控程序。要求存到
16、计算机中,以便调 用。 七、数控车床零件加工工艺制定方法七、数控车床零件加工工艺制定方法 在数控车床上加工零件时,应遵循如下工艺原则: (1) 分析被加工零件图样,明确加工内容和技术要求。 (2) 确定工件坐标系原点位置。 原点位置一般选择原则,以方便程序编写和方便加工为准,一般情况 X 坐标轴 在工件旋转中心,Z 坐标轴在工件右端面上,如图 1-2 所示。 图 1-2 数控车床工件坐标系示意图 (3) 制定加工工艺路线。 首先应确定刀具加工起始点位置,起始点一般也作为加工结束的终点,起始点应 便于检查和装夹工件; 其次确定粗车、精车路线,在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下,尽可能 以最短
17、的加工路线完成零件的加工,以缩短工件的加工时间; 最后确定换刀点位置,换刀点是加工过程中刀架进行自动换刀的位置,换刀点位 置的选择应考虑在换刀过程中不发生干涉现象,且换刀路线尽可能短,它可以和加工 起始点重合,亦可不重合。 (4) 选择合理的切削用量。 在加工过程中, 应根据零件精度要求选择合理的主轴转速、 进给速度和背吃刀量。 进给率用指令 F 给出,单位 mm/r,进给率给定要根据加工零件、刀具的材质和机床的 性能来确定,对我们实习用的两台小经济型数控车床来说其范围在 01mm/r 以内, 具体选择原则如下: 精加工:F0.050.1mm/r, 半精加工:F0.10.2mm/r, 粗加工:
18、F0.20.5mm/r, 本机床精加工时的背吃刀量一般可选择 0.050.2mm,粗加工时的背吃刀量应小 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 8 于 1mm。 (5) 选择合适的刀具。 根据加工的零件形状和表面精度要求,选择合适的刀具进行加工。 (6) 采用宇龙仿真软件进行模拟:软件启动后,机床必须回原点然后才能进行模拟 操作;在模拟软件中输入程序,然后对刀并进行模拟加工。 (7) 模拟成功后经指导老师允许方可上机加工,首先将模拟软件中程序输入到机床 中,并进行必要修改(如刀号要和机床上刀架上刀号相对应)。 (8) 装夹毛坯,按照仿真软件的操作过程进行操作机床。
19、 (9) 在机床机械锁定的情况下,再进行一次程序检测。 (10) 运行程序,开始加工。 八、数控车床坐标系的确定八、数控车床坐标系的确定 西门子系统采用我国执行的 JB3051-82 数控机床坐标和运动方向的命名 标准, 与国际上统一的 ISO841 等效。 (1) 由图 1-2 可见,刀具运动的正方向是刀具与工件距离增大的方向。 (2) 可采用绝对坐标编程(X,Z) ,也可采用相对坐标编程或二者混合编程。用绝对 坐标编程时,无论刀具运动到哪一点,各点的坐标均以编程坐标系原点为基准读得, X 坐标值和 Z 坐标值是刀具运动终点的坐标;用相对坐标值编程时,刀具当前点的坐 标是以前一点为基准读得,
20、沿 X 轴增量和沿 Z 轴增量指定了刀具运动的距离,其正 方向分别与 X 轴和 Z 轴正方向相同。 九、数控车床程序格式九、数控车床程序格式 西门子系统程序段采用可变文字地址格式, 符合机械工业部标准和 ISO 标准的有 关规定,各指令字顺序如下,不可倒置。 N* G* X* Z* CR* F* S* T* M*; *:代表数字; 所谓程序格式,是指程序段书写规则,它包括程序名、程序段号、机床要求执行 的各种功能、运动所需要的几何参数和工艺数据。每个程序由以下几部分组成: 1. 程序名程序名 程序名可以是数字也可以是字母,对我们实习中用的西门子 802S 系统,程序名 的前两位必需是英文字母,
21、 名称长度不超过 8 位, 主程序扩展名为: .MPF,如 Li.MPF。 子程序扩展名为:.SPF,如 sub.SPF。 2. 程序段号程序段号 N*: 程序顺序号以 N 打头,*代表顺序号,范围 09999,顺序号只表示 程序语句的语句号,并不参加运行,可以不要,在西门子系统中,出错时,系统会指 出错误语句的语句号,便于检查和修改,如果不加行号不提示出错语句的具体位置。 3. 机床要求执行的各种功能、运动所需要的几何参数和工艺数据机床要求执行的各种功能、运动所需要的几何参数和工艺数据 G*:准备或切削功能,指令动作方式,范围 0099; X、Z:坐标运动指令,范围 09999.99mm;
22、CR:圆弧半径,范围 09999.99mm; F*:进给速度,单位 mm/r; PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 9 S*:主轴功能,指定主轴转速; T*:刀具功能,指定刀具号,范围 06; D*: 刀具功能,指定刀偏号,范围 1 或 2 M*:辅助功能,指定机床辅助动作,范围 0099; 注意: (1) 若程序段中既有 G 指令又有 S、M、T 时,先执行 S、M、T 指令,后执行 G 指 令。 (2) 程序的每一行以“; ”结束,西门子系统中按照语句的先后顺序执行,程序每一 行为一句,结尾不需要加任何标准。注释语句和程序语句用“; ”号分开。 (3) 车床
23、中 x 坐标按照直径编程。 十、数控车床编程指令简介十、数控车床编程指令简介 1. 准备功能(准备功能(G 指令功能)指令功能) (1) 设定绝对坐标和增量坐标指令设定绝对坐标和增量坐标指令 G90,G91 指令格式:G90,G91 注意:其中 G90 表示坐标系中目标点的坐标尺寸,G91 表示待运行的位移量。该 指令为模态有效,即:启动任何一个指令前,前一指令一直有效,直到在后面的程序 段中由另外一个指令代替为止。 程序中应用该指令时, 应放在改变坐标系指令前。 G90 为系统默认指令,如果程序前面没有用到 G91 则为 G90 模式。 例 1-1: N10 G90 ;绝对尺寸 N20 G0
24、0 X20 Z25 N30 X75 Z-32 ;仍然是绝对尺寸,G00 同样为模态指令,仍然执行 G00 指令 N180 G91 ;相对尺寸(增量坐标) N190 G00 X40 Z20 N190 X-12 Z17 ;仍然为相对尺寸 N300 M30 ;程序结束 (2)快速定位指令快速定位指令 G00(西门子系统中,可以用(西门子系统中,可以用 G0) 本指令可将刀具按机床指定的 G00 限速快速移动到所需位置上 (默认状态下为机 床允许的最大运行速度) ,执行 G00 时刀具沿直线运动,刀尖所在点为系统已知点, 我们只需要指出刀尖将要到达哪一点的坐标即可, 格式:G00 X_ Z_ 例 1-
25、2: 如果刀尖当前点在(100,300) ,想将它移动到点(50,300) , G00 X50 Z300。表示将刀具快速移动到 X 为 100mm,Z 为 300mm 的位置上,见图 1-3。该指令既可做单坐标运动,也可做双坐标同时运动,使用时可以只输入坐标变 化那个坐标轴的终点坐标值, 如上一个例中 Z 轴坐标值不变, 可以省略上一段可写成: G00 X50 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 10 图 1-3 G00 指令示意图 一般作为空行程运动,在进刀和退刀时使用。执行本指令时,机床操作面板上的 进给倍率开关有效。G00 为模态指令,在被其它 G 代码代
26、替前均有效的 G 代码称为模 态 G 代码。 (3)直线插补指令直线插补指令 G01(G1) 本指令可将刀具按给定进给速率沿直线移动到所需位置, 一般作为切削加工运动 指令,既可做单坐标运动,也可做双坐标同时运动,在车床上用于加工外圆、端面、 锥面等。其格式同 G00 完全相同,只是走刀速度不同。 指令格式:G01 X_ Z_ 注:使用 G01 过程必须给定速率 F。 例 1-3: N20 G01 X50 Z50 F0.5。表示刀具以 0.5mm/r 的速度运动到 X50,Z50 的位置上, 见图 1-4。如果前面已经指定了进给率,这里可以不给出。一般编写程序时,在换刀 时根据刀具性能和零件的
27、材料、精度给出进给率。上一段经常以下面方式出现: N10 G158 Z60 N100 T1 0.5 N200 G01 X50 Z50 图 1-4 G01 指令示意图 (4)圆弧插补指令圆弧插补指令 G02,G03(G2,G3) G02 顺时针圆弧插补。 G03 逆时针圆弧插补。 指令格式: G02 X_ Z_ CR=_;指定终点和半径 G03 X_ Z_ CR=_;指定终点和半径 同 G01 相同 G02、G03 为模态指令,使用时必须给出进给速率。由于车床只能加 工劣弧,所以一般的数控车床系统都规定以上面方式运行 G02、G03 时只加工起点、 终点和半径确定的那个劣弧。 例 1-4: N3
28、0 G03 X20 Z-15 CR=10 F0.5。表示加工逆时针圆弧,刀具以 0.5mm/r 的速度 从起点 X0,Z-5 沿半径为 10mm 的劣弧运动到 X20,Z-15 位置,见图 1-5 中的圆弧 1。 在使用 G02、G03 指令时必须提供圆弧起点、终点和半径,所以必须先将刀尖运行到 圆弧起点,一般上面一段经常在程序中以下面方式出现: PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 11 N10 G158 Z60 N100 T1 0.5 N200 G01 X0 Z-5 N210 G03 X20 Z-15 CR=10 图 1-5 圆弧指令示意图 例 1-5: N1
29、0 G158 Z60 N100 T1 0.2 N200 G01 X10 Z24 N210 G02 X30 Z12 CR=12 表示加工顺时针圆弧, 刀具以 F0.5 的速度从起点 X10,Z24 沿半径为 12 的劣弧运 动到 X30,Z12 位置,见图 1-5 中的圆弧 2。 2.辅助功能指令辅助功能指令 M (3)M03:主轴正转指令,用以启动主轴正转。 (4)M04:主轴反转指令,用以启动主轴反转。 (5)M05:主轴停止指令。 (5)M17:子程序结束指令,结束子程序并返回主程序中调用子程序后,继续运行主 程序。 (5)M30:主程序结束指令,结束主程序,主轴自动停止,不需要 M05
30、指令。 3.进给率指令进给率指令 F 进给率指令用 F 及后面的数值表示,在 G94 模态下(直线进给率指令)单位为 mm/min,在 G95 模态下(旋转进给率指令)单位为 mm/r, F 为模态指令,系统默认 模态为 G95,例如:F0.5 表示进给率为 0.5mm/r。 4.换刀指令换刀指令 T 换刀指令用 T 及后面数字表示。后面数字为刀具号,为 0 则不换刀,该指令只执 行换刀不执行刀具补偿。如 T2 表示换第 2 号刀。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 12 7.子程序子程序 原则上讲主程序和子程序之间并没有区别。 通常用子程序编写经常重复进行的
31、加 工, 比如某一确定的轮廓形状。 子程序位于主程序中适当的地方, 在需要时进行调用、 运行。子程序的另外一常用种型式是作为毛坯切削循环的一个参数使用(加工循环包 含一般通用的加工工序,诸如螺纹切削,毛坯切削加工等等,通过给规定的计算参数 赋值就可以实现各种具体的加工(参见 8“加工循环”)) 。子程序编写与主程序编写 一样,只是程序最后一段用 M17 结束程序运行。子程序结束后返回主程序。如果,该 子程序作为毛坯切削循环的一个参数使用,在 M17 前面必须再加上一段 G00X*(*表示 毛坯直径)告诉系统加工中所用的毛坯直径。 为了方便地选择某一子程序, 必须给子程序取一个程序名。 程序名可
32、以自由给定, 但必须符合以下规定: (1) 开始两个符号必须是英文字母; (2) 其它符号为字母,数字或下划线; (3) 最多 8 个字符; (4) 子程序扩展名必须为 SPF。 除了扩展名以外与主程序中程序名的命名方法一样,如:BucHsE7.SPF。 另外,在子程序中还可以使用地址字 L,其后的值可以有 7 位(只能为整数)。 注意:地址字 L 之后的每个零均有意义, 不可省略。 如:L128 并非 L0l28 或L00l28, 它们表示 3 个不同的子程序。 在一个程序中(主程序或子程序)可以直接用程序名调用子程序。 子程序调用要求 占用一个独立的程序段。如: Nl0 L785 ;调用子
33、程序 L785 N20 WELLE7 ;调用子程序 WELLE7 注意:主程序中调用子程序时,只输入程序名,不允许加扩展名。 如果要求多次连续地执行某一子程序, 则在编程时必须在所调用子程序的程序名 后地址 P 下写入调用次数,最大次数可以为 9999(PlP9999)。如: N10 L785 P3;调用子程序 L785,运行 3 次 子程序不仅可以从主程序中调用,也可以从其它子程序中调用,这个过程称为子 程序的嵌套。 子程序的嵌套深度可以为三层, 也就是四级程序界面(包括主程序界面)。 注释:在使用加工循环进行加工时,要注意加工循环程序也同样属于四级程序界 面中的一级。 子程序作为毛坯切削循
34、环参数使用时,和正常编写过程一样,只是在调用子程序 过程中,不需要专门的调用语句,而是在毛坯切削循环参数设置界面中用子程序名给 第一个参数 C_NAME 直接赋值。 8.加工循环加工循环 循环是指用于特定加工过程的工艺过程, 以减少程序的复杂过程, 比如用于钻削、 坯料切削或螺纹切削等。循环在用于各种具体加工过程时只要改变参数就可以。系统 中装有车削所用到的几个标准循环。 西门子系统中主要有以下几个加工循环: PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 13 Lcyc82 钻孔,沉孔加工 Lcyc83 深孔钻削 Lcyc840 带补偿夹具内螺纹切削 Lcyc85 镗孔
35、Lcyc93 切槽切削 Lcyc94 退刀槽切削(E 型和 F 型,按 DIN 标准) Lcyc95 毛坯切削 Lcyc97 螺纹切削 循环中所使用的参数为 R100 到 R249,调用一个循环前必须对该循环的传递参数 进行赋值。循环结束后传递参数的值保持不变,使用加工循环时用户必须事先保留参 数 R100 到 R249,保证这些参数只用于加工循环而不被程序中其它地方所使用。循环 使用 R250 到 R299 作为内部计算参数。 在调用循环前指令 G23 (在循环 LCYC93、 94、 95、 97 中) 或者 G17(在循环 LCYC82、 83、840、85 中)(直径编程)必须有效,否
36、则给出报警号 17040 坐标轴非法设定。如 果在循环中没有用于设定进给值、主轴转速和主轴方向的参数,则零件程序中必须给 出这些值, 循环结束后 G00、 G90、 G40 一直有效。 实习中将用到的毛坯切削循环 Lcyc95 的参数见表 1-1。 表表 1-1 循环参数表循环参数表 地址 含义 说明 编程举例 Lcyc95 毛坯切 削循环 CNAME:轮廓描述子程序名 Rl05:加工类型(l12) Rl06:精加工余量 Rl08:切人深度 Rl09:粗加工切入角 Rll0:粗加工时的退刀量 Rll1:粗切进给率 Rll2:精切进给率 N10 G00 X22 Z2 N30 _CNAME=”SU
37、B1” R105=9 R1O6=0.2 R108=1 R109=0 R110=2 R111=0.5 R112=0.05 N40 LCYC95 毛坯切削循环 LCYC95 适用于加工 X 轴不减小的零件如图 1-6,其中 X 轴不减小部 分可以调用 LCYC95 进行加工,X 轴减小部分则在循环中无法实现加工。正常情况下, 在确定工件工序时首先调用毛坯切削循环加工 X 轴不减小部分, 然后再换刀加工 X 轴 减小部分。 图 1-6X 轴变化示意图 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 14 十一、编程举例十一、编程举例 以图 1-7 加工外圆、端面、倒角为例,说明程
38、序的编制方法。图中 O 点为编程坐 标系原点, O1 点设为换刀位置, 即 1 号刀起始位置, A 点为切削起点。 使用两把刀具, 1 号刀加工外圆,2 号刀加工端面和倒角。采用混合绝对坐标方式编程。图中虚线表 示零件毛坯位置。 图 1-7 G158 Z40 ;坐标系偏移,将机床坐标原点移到毛坯右端面中心处,使机床坐标 原点和编程坐标原点重合。 M03 S300 ;启动主轴,以 300RPM 正转 T1;选择刀具,用偏刀车削外轮廓,正常情况下,换刀后,要根据刀具性能和 毛坯材料选择合适的加工进给率,但是因为外轮廓要用毛坯切削循环 LCYC95 中进行 切削,进给率将在循环给出,所以在此处没给出
39、切削进给率。 G00 X22 Z2 ;走到距毛坯很近但是不和毛坯接触的一点作为切削起点,如图点 A,同时该点作为 LCYC95 循环的起点,如果没有该点,循环无法执行。 _CNAME=”SUB1” R105=9 R1O6=0.2 R108=1 R109=0 R110=2 R111=0.5 R112=0.05 LCYC95; 调用循环切削外轮廓,注意,LCYC95 必须自占一行作单独程序段。 G00 X50 Z50 ;退刀,换刀前必须退到安全位置,正常情况下退到预定好的换刀位置 如图 01 点。 T2 F0.05 ;换尖刀准备切削圆弧槽。 G00 Z-29 X20 ;平移后圆弧槽起点如图 B,切
40、削圆弧和斜线时,必须首先将刀尖放到起 点位置。 G02 X20 Z-33 CR=2;切削第一个圆弧。 G01 X18 ;走到圆弧槽起点如图 C,准备反向切削,减少走刀次数。 G03 X18 Z-29 CR=2;切削圆弧槽。 G00 X50 Z50 T3F0.05 ;换切断刀切削斜槽和切断。 G00 Z-27;走到直槽切削起点,注意切断刀有两个切削刃,描述的为左切削刃, PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 15 注意实际切削刃和描述切削刃之间坐标区别。 X20;G00 走刀时不要让刀尖接触工件。 G01 X12;使用切断刀时注意保证侧面不受力,切削斜曹前先切削直槽
41、,留作切 削斜槽时作退刀槽用。 G00 X20 Z-24.5;切削斜槽过程中注意走刀顺序和方向,必须保证每次切削宽度小于 刀宽,保证侧面不受力,我们使用的切断刀宽度为 3 毫米,只要保证直槽到切削点 之间距离小于 3 就可以,为了方便计算 D 点 X 向坐标,可以根据实际情况确定。 G01 X15;走到 D 点 X12 Z-27;切削斜线,该句可以省略。 G00 X20 Z-22 G01 X18 X12 Z-27 G00 X22 Z-38 G01 X2 ;切断时注意不需要走到 0 点,防止工件表面和锋角处摔坏,留一点量。 G00 X50 Z50;切削结束,不要忘记将刀架走到安全位置。 M30;
42、程序结束必须加上结束符,M30 程序结束并且主轴停,不需要加 M05。 主程序写完后再写,毛坯切削循环中调用的外形描述子程序。 注意写子程序时要单独写,不能写在主程序里面。 G01 X0 Z0 ;子程序第一句必须写完整,不能省略,否则仿真软件会不报警。 G03 X10 Z-5 CR=5 ;注意切削方向的判断,刀尖要放在上放。 G01 Z-10 X18 Z-15 Z-38;可以是 35 G00 X20;注意,子程序里面没有退刀,该句告诉系统毛坯直径。 M17;子程序结束返回主程序。 十二、数控车床及仿真软件操作说明书十二、数控车床及仿真软件操作说明书 1.操作面板说明操作面板说明 操作面板如图
43、1-8 所示。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 16 图 1-8 sinumenrik 802s/c base line 操作面板 机床控制面板(机床右侧、仿真软件可移动小操作面板)机床控制面板(机床右侧、仿真软件可移动小操作面板) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 17 (1)复位键复位键:用于系统控制,复位后加工停止,剩余运动取消。 (2)暂停键暂停键:按下该键后,系统停止运行加工程序, 抬起该键,系统继续运行。 (3)进给速度倍率选择开关:进给速度倍率选择开关:在单段、自动、手动、点动、回零方式时,由开关 所在位置决定
44、实际进给速度与给定速度之间的倍率关系。 (4)软键:软键:编辑、自动、手动、参数等功能选择键。 (5)急停开关:急停开关:用于加工过程中出现紧急情况时使用,该键使用后,程序要从第 一段开始运行。 2.文件管理文件管理 (1)程序检索:程序检索:首先按软键的程序键,接着输入程序名,再按软键搜索键。 (2)删除一个程序:删除一个程序:首先按软键的程序键,接着选择要删除的程序名,再按软键 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 18 删除键。 (3)文件名输入:文件名输入:首先按软键的程序键,再按软键新程序键,然后在弹出的 对话窗口中输入新的文件名。 3.文件编辑:文件编
45、辑: 本系统文件编辑是全屏幕操作,现场指导。 (1)整行插入:整行插入:光标需要插入行的上一行,按回车键即可。 (2)整行删除:整行删除:按编辑 ,然后用标记键标记要删除的行,按删除键,已 经标记的行就被删除。 (3)删除字符:删除字符:按删除键,即可删除光标位置字符。 4.系统操作系统操作 (1)系统回参考点(系统回零) :系统回参考点(系统回零) : 在启动机床后,应首先进行系统回参考点操作,否则系统出错。方法:在“手动 连续”或“点动”操作方式下,按回参考点键进入“回参考点”画面,选择好要回 机械零点的轴,再按(+)键,则被选定的轴开始回参考点,直到屏幕上显示出“零 点”为止;再选另一坐
46、标轴进行同样操作即可。 (2)程序启动:程序启动:检索出所要求的程序后,按启动键。 (3)手动连续操作:手动连续操作: 在主菜单方式下,按jog 键进入手动方式的“手动连续”操作。按(+)键, 刀架正向移动;按(-)键,刀架负向移动。 (4)自动方式操作:自动方式操作:按auto 键即进入自动运行加工程序方式。 (5)单段方式操作:单段方式操作:按single block 键即进入单段运行方式。 (6)对刀操作:对刀操作:在“手动”方式下可进行对刀操作,其方法如下: 装好工件,用偏刀试切外圆和端面,见平即可。 用第一号刀(选第一号刀为标准刀)对准外圆和端面后,X 轴和 Z 轴坐标 值清零。 将
47、刀架移出,换第二号刀。将第二号刀的刀尖分别对准外圆和端面,重复第二 步操作。 换其它号刀,重复上一步的操作,只是刀的序号相应改变即可。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 19 M640T 全功能数控车床简介全功能数控车床简介 一、生产型数控车床与教学型数控车床的区别一、生产型数控车床与教学型数控车床的区别 教学型数控车床价格低,为降低成本采用开环控制系统、步进电机驱动,加工 精度不高,稳定性差。 M640T 数控车床是由宁夏小巨人公司生产,采用日本 Mazak 公司技术,属于生 产用中小型全功能数控车。可加工的材料范围广(根据不同刀具加工范围不同) ,加 工精度高。主轴转速:404000r/min。刀架运行速度快,最高进给速度 30m/s。另 外,M640T 型全功能数控车床自带专家系统,在给出刀具和加工零件的材质情况下, 系统自动从专家库中选择给出主轴转速和刀具进给量, 只需在编程时给出加工精度, 系统将自动完成转换。 M640T 型全功能数控车床采用半闭环控制系统,对于被控制量,机床带有检测反 馈装置。但检测反馈装置不是对机床的实际移动距离及工作位置进行检测,而是通 过与伺服电机有联系的测量元件,如测速发电机、编码器等间接检测伺服电机的转 角,
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