数控车技术基础资料Word文档格式.docx
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工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单,尺寸换算少,引起的加工误差小等条件。
一般情况下,程序原点应选在尺寸标注的基准或定位基准上。
对车床编程而言,工件坐标系原点一般选在工件轴线与工件的前端面、后端面、卡爪前端面的交点上。
对刀点是零件程序加工的起始点,对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置,对刀点可与程序原点重合,也可在任何便于对刀之处,但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。
总结与考评:
1、机床坐标系,2、数控机床的几个点。
思考题:
根据实物正确说出数控车床的各部分组成,并简要说出它们的作用。
实训课题二:
机床控制面板操作
了解数控车床三大区域的功能;
熟悉机床操作面板各按键含义;
熟练掌握各功能键的操作方法。
数控机床、刀具。
一、机床控制面板介绍
标准机床控制面板的大部分按键(除急停按钮外)位于操作台的下部,急停按钮位于操作台的右上角。
机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程控制面板的操作,一般可划分为:
屏幕显示区,编程区,机床操作区以及屏幕下公共软键。
二、返回机床参考点
控制机床运动的前提是建立机床坐标系,为此系统接通电源复位后首先应进行机床各轴回参考点。
操作方法如下:
(1)如果系统显示的当前工作方式不是回零方式,按一下控制面板上面的回零按键确保系统处于回零方式。
(2)根据X轴机床参数“回参考点方向”,按一下+X按键,X轴刀架自动回到参考点后+X,按键内的指示灯亮。
3)用同样的方法使用+Z按键,使Z轴回参考点,所有轴回参考点后即建立了机床坐标系。
三、急停
机床运行过程中在危险或紧急情况下按下急停按钮,CNC即进入急停状态伺服进给及主轴运转立即停止、工作控制柜内的进给驱动电源被切断;
松开急停按钮:
左旋此按钮自动跳起,CNC进入复位状态。
解除紧急停止前先确认故障原因是否排除,且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作,以确保坐标位置的正确性。
注意:
在上电和关机之前应按下急停按钮,以减少设备电冲击。
四、机床手动操作
手动操作主要包括如下内容:
手动移动机床坐标轴、点动、增量手摇、手动控制主轴启停点动、机床锁住、刀位转换、卡盘松紧、冷却液启停等“手动方式”下的操作。
1、坐标轴移动
按一下手动按键指示灯亮系统处于手动方式,可移动机床坐标轴。
(1)按压+X或-X按键,X轴将产生正向或负向连续移动。
(2)松开+X或-X按键,X轴即减速停止。
用同样的操作方法使用+Z、-Z按键,可使Z轴产生正向或负向连续移动。
在手动方式下,同时按压X、Z方向的轴手动按键,能同时手动连续移动XZ坐标轴。
2、快速移动
在手动动进给时,若同时按压“快进”按键则产生相应轴的正向或负向快速运动。
3、手动进给速度选择
在手动进给时,进给速率为系统参数最高快移速度的1/3乘以进给修调选择的进给倍率。
手动快速移动的速率为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。
按压进给修调或快速修调右侧的“100%”(按键指示灯亮),进给或快速修调倍率被置为100%。
按一下“+”按键修调倍率递增5%,按一下“-”按键修调倍率递减5%。
4、手摇进给
当手持单元的坐标轴选择波段开关置于X、Y、Z档,对车床而言只有X、Z有效时按一下控制面板上的“增量”按键,系统处于手摇进给方式,可手摇进给机床坐标轴(下面以手摇进给X轴为例说明)。
(1)手持单元的坐标轴选择波段开关置于X档
(2)顺时针/逆时针旋转手摇脉冲发生器一格可控制X轴向正向或负向移动一个增量,用同样的操作方法使用手持单元可以控制Z轴向正向或负向移动一个增量值,手摇进给方式每次只能增量进给1个坐标轴。
5、手摇倍率选择
手摇进给的增量值(手摇轮)每转一格的移动量,由手持单元的增量倍率波段开关X1、X10、X100控制增量倍率波段开关的位置和增量值的对应关系,即为0.001毫米、0.01毫米、0.1毫米。
6、主轴控制
主轴手动控制由机床控制面板上的主轴手动控制按键完成。
主轴正转:
在手动方式下,按一下主轴“正转”按键(指示灯亮),主电机以机床参数设定的转速正转。
主轴反转:
在手动方式下,按一下主轴“反转”按键(指示灯亮),主电机以机床参数设定的转速反转。
主轴停止:
在手动方式下,按一下主轴“停止”按键(指示灯亮),主电机停止运转。
主轴正转、主轴反转、主轴停止这几个按键互锁,即按一下其中一个指示灯亮,其余两个会失效指示灯灭。
7、机床锁住
机床锁住禁止机床所有运动。
在手动运行方式下,按一下机床锁住按键指示灯亮,
再进行手动操作系统继续执行显示屏上的坐标轴位置信息变化,但不输出伺服轴的移动指令,所以机床停止不动,避免在编程或其他操作中,因误操作而启动机床。
8、刀位转换
在手动方式下,按“刀位选择键”选刀,按一下“刀位转换按键”转塔刀架转动到被选择的刀位。
9、冷却启动与停止
在手动方式下,按一下“冷却”按键冷却液开,默认值为冷却液关,再按一下又为冷却液关,如此循环。
1、面板操作。
2、在不同工作方式下启动机床等操作。
1、写出不同工作方式下各功能键的操作顺序。
2、说出各功能键的含义及作用。
实训课题三:
程序的编制
熟悉程序的基本结构;
熟记指令含义和格式,掌握数控车程序的编制方法。
一、程序结构
程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据。
一个程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的,而每个程序段是由若干个指令字组成的。
1、指令字的格式
一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号(如定义尺寸的字)或不带符号(如准备功能字G代码)的数字数据组成的。
程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义。
在数控程序段中包含的主要指令字符如表所示。
2、程序段的格式
程序段定义:
一个将由数控装置执行的指令行。
程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法,如图所示:
3、程序的文件名
CNC装置可以装入许多程序文件,以磁盘文件的方式读写。
文件名格式为:
O×
×
(地址O后面四位数字,即0000-9999)
本系统通过调用文件名来调用程序,进行加工或编辑。
4、程序的一般结构
一个程序必须包括起始符和结束符。
程序是按程序段的输入顺序执行的,而不是按程序段号的顺序执行的,但书写程序时,建议按升序书写程序段号。
程序举例:
O1234程序名
%1234引导语句,
N10T0101刀具
N20G95S600M03转速、转向
N30G00X42Z3快速定位
N40G00X38
N50G01Z-36F0.2直线插补
N60G01X41
N70G00X100Z100
N80M05主轴停
N90M30主程序结束
二、HNC-21/22T数控系统的编程指令体系
1、辅助功能M代码
辅助功能由地址字M和其后的一或两位数字组成,主要用于控制零件程序的走向,以及机床各种辅助功能的开关动作。
M功能有非模态M功能和模态M功能二种形式。
非模态M功能(当段有效代码):
只在书写了该代码的程序段中有效;
模态M功能(续效代码):
一组可相互注销的M功能,这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。
模态M功能组中包含一个缺省功能(见表3.1),系统上电时将被初始化为该功能。
另外,M功能还可分为前作用M功能和后作用M功能二类。
前作用M功能:
在程序段编制的轴运动之前执行;
后作用M功能:
在程序段编制的轴运动之后执行。
2、主轴功能S
主轴功能S控制主轴转速,其后的数值表示主轴速度,单位为转/每分钟(r/min)。
恒线速度功能时S指定切削线速度,其后的数值单位为米/每分钟(m/min)。
(G96恒线速度有效、G97取消恒线速度)。
S是模态指令,S功能只有在主轴速度可调节时有效。
S所编程的主轴转速可以借助机床控制面板上的主轴倍率开关进行修调。
3、进给速度F
F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度,F的单位取决于G94(每分钟进给量mm/min)或G95(主轴每转一转刀具的进给量mm/r)。
当工作在G01,G02或G03方式下,编程的F一直有效,直到被新的F值所取代,而工作在G00方式下,快速定位的速度是各轴的最高速度,与所编F无关。
借助机床控制面板上的倍率按键,F可在一定范围内进行倍率修调。
当执行攻丝循环G76、G82,螺纹切削G32时,倍率开关失效,进给倍率固定在100%。
4、刀具功能T
T代码用于选刀,其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具补偿号。
T代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的,请参考机床厂家的说明书。
执行T指令,转动转塔刀架,选用指定的刀具。
当一个程序段同时包含T代码与刀具移动指令时:
先执行T代码指令,而后执行刀具移动指令。
T指令同时调入刀补寄存器中的补偿值。
5、准备功能G代码
准备功能G指令由G后一或二位数值组成,它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。
G功能根据功能的不同分成若干组,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。
非模态G功能:
只在所规定的程序段中有效,程序段结束时被注销;
模态G功能:
一组可相互注销的G功能,这些功能一旦被执行,则一直有效,直到被同一组的G功能注销为止。
模态G功能组中包含一个缺省G功能,上电时将被初始化为该功能。
没有共同地址符的不同组G代码可以放在同一程序段中,而且与顺序无关。
例如,G90、G17可与G01放在同一程序段。
1、程序的结构,2、指令的格式与意义,3、程序输入
1、程序的结构与加工轨迹的联系。
实训课题四:
程序输入和对刀
熟练编程面板操作方法;
掌握程序的结构和编制方法;
熟练掌握车床对刀方法。
数控机床、车刀、游标卡尺
一、程序输入
1、在MDI功能主菜单下按程序键。
2、按选择程序键,进入程序目录,移动光标选择要编辑的程序。
3、按编辑程序键,继续新程序键,出现输入新程序名对话框。
4、输入新程序名并回车,进入新程序编程窗口。
二、对刀和参数输入
1在MDI功能子菜单下按刀具补偿键
2按刀偏表键F1键进入刀具参数输入窗口
3移动光标对应刀具刀号
4试切工件外径然后沿着Z轴方向退刀
5移动光标到“试切直径”,按回车键,输入试切后工件的直径值并回车,系统将自动记录试切后标准刀具X轴机床坐标值
6使用标准刀具试切工件端面然后沿着X轴方向退刀
7移动光标到“试切长度”,按回车键,输入试切后工件端面尺寸(一般定义端面坐标为Z0)并回车,系统将自动记录试切后标准刀具Z轴机床坐标值
1如果已知该刀的刀偏值可以手动输入数据值
2刀具的磨损补偿需要手动输入
1、对刀方法,2、对刀参数的正确输入。
通过操作分析刀补数值与机床坐标数值的联系。
实训课题五:
自动加工
掌握机床“自动加工方式”安全操作方法;
掌握从中途执行程序的方法和运行干预方法。
数控机床、游标卡尺
一、启动暂停操作
1、启动自动运行
系统调入零件加工程序经校验无误后可正式启动运行:
(1)按一下机床控制面板上的自动按键(指示灯亮),进入程序运行方式。
(2)在MDI功能主菜单下按程序键。
(3)按选择程序键,进入程序目录,移动光标选择要加工的程序。
(4)按一下机床控制面板上的循环启动按键(指示灯亮),机床开始自动运行调入的零件加工程序。
2、暂停运行
在程序运行的过程中需要暂停运行可按下述步骤操作:
(1)按F10键进入主菜单。
(2)按F1程序键。
(3)按F4程序停止键。
3、中止运行
在程序运行的过程中需要中止运行可按下述步骤操作:
(1)按F10键进入主菜单。
(2)按F1程序键。
(3)按F5程序停止键。
4、暂停后的再启动
在自动运行暂停状态下,按一下机床控制面板上的循环起动按键系统,将从暂停前的状态重新启动继续运行。
5、重新运行
在当前加工程序中止自动运行后希望从程序头重新开始运行时,可按下述步骤操作
(3)按F6重新运行键。
(4)按机床控制面板上的循环启动按键,从程序首行开始重新运行当前加工程序。
6、从任意行执行
在自动运行暂停状态下除了能从暂停处重启动继续运行外,还可控制程序从任意行执行。
先把光标移动到程序执行行,该行颜色变红,运行操作步骤如下:
(1)在程序运行子菜单下按F7键然后按N键暂停程序运行。
(2)用▲▼PgUpPgDn键移动蓝色亮条到开始运行行此时蓝色亮条变为红色亮条
(3)在程序运行子菜单下按F8键。
(5)按Y或Enter键红色亮条变成蓝色亮条。
(6)按机床控制面板上的循环启动按键程序从蓝色亮条即红色行处开始运行。
7、空运行
在自动方式下按一下机床控制面板上的空运行按键(指示灯亮),CNC处于空运行状态,程序中编制的进给速率被忽略,坐标轴以最大快移速度移动。
空运行不做实际切削目的,在于确认切削路径及程序正确性。
在实际切削時应关闭此功能,否则可能会造成危险,此功能对螺纹切削无效。
8、单段运行
按一下机床控制面板上的单段按键(指示灯亮),系统处于单段自动运行方式,程序控制将逐段执行。
(1)按一下循环启动按键运行一程序段,机床刀具暂停运行。
(2)再按一下循环启动按键又执行下一程序段,执行完了后又再次停止。
二、运行时干预
1、进给速度修调
在自动方式或MDI运行方式下,当F代码编程的进给速度偏高或偏低时,可用进给修调右侧的“100%”和“+-”按键,修调程序中编制的进给速度。
按压“100%”按键(指示灯亮),进给修调倍率被置为100%。
按一下“+”按键进给修调倍率递增5%,按一下“-”按键进给修调倍率递减5%。
2、快移速度修调
在自动方式或MDI运行方式下,可用快速修调右侧的“100%”和“+-”按键修调G00快速移动时系统参数。
最高快移速度设置的速度按压100%按键(指示灯亮),快速修调倍率被置为100%。
按一下“+“按键快速修调倍率递增5%,按一下“-”按键快速修调倍率递减5%。
3、主轴修调
在自动方式或MDI运行方式下,当S代码编程的主轴速度偏高或偏低时,可用主轴修调右侧的“100%”和“+-”按键修调程序中编制的主轴速度。
按压“100%”按键(指示灯亮),主轴修调倍率被置为100%,按一下“+”按键主轴修调倍率递增5%,按一下“-”按键主轴修调倍率递减5%。
4、机床锁住
禁止机床坐标轴动作
在自动运行开始前按一下机床锁住按键(指示灯亮),再按循环启动按键,系统继续执行程序,显示屏上的坐标轴位置信息变化,但不输出伺服轴的移动指令,所以机床停止不动。
这个功能用于校验程序。
(1)机床辅助功能MST仍然有效。
(2)在自动运行过程中按机床锁住按键机床锁住无效。
(3)在自动运行过程中只在运行结束时方可解除机床锁住。
(4)每次执行此功能后须再次进行回参考点操作。
三、加工练习举例
加工直径每次车一毫米
1、机床自动加工操作方法,2、程序的输入与修改
在加工过程中应如何防止碰撞。
实训课题六:
圆弧加工指令和G71循环
掌握圆弧加工指令格式;
熟练运用G71循环指令编程;
数控机床、游标卡尺、R规
一、圆弧插补指令G02/G03
1、格式:
2、说明:
G02/G03指令刀具,按顺时针/逆时针进行圆弧加工。
圆弧插补G02/G03的判断,是在加工平面内,根据其插补时的旋转方向为顺时针/逆时针来区分的。
加工平面为观察者迎着Y轴的指向,所面对的平面
G02:
顺时针圆弧插补
G03:
逆时针圆弧插补
X、Z:
为绝对编程时,圆弧终点在工件坐标系中的坐标;
U、W:
为增量编程时,圆弧终点相对于圆弧起点的位移量;
I、K:
圆心相对于圆弧起点的增加量(等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标),在绝对、增量编程时都是以增量方式指定,在直径、半径编程时I都是半径值
R:
圆弧半径,
F:
被编程的两个轴的合成进给速度;
(1)一般在判断圆弧顺逆时针方向上,无论刀具前置还是后置,都直接按照刀具后置来判断。
(2)同时编入R与I、K时,R有效。
二、内(外)径粗车复合循环G71
G71U(∆d)R(r)P(ns)Q(nf)X(∆x)Z(∆z)F(f)S(s)T(t);
该指令执行如图所示的粗加工。
△d:
切削深度(每次切削量),指定时不加符号,方向由矢量AA′决定;
r:
每次退刀量;
ns:
精加工路径第一程序段(即图中的AA'
)的顺序号;
nf:
精加工路径最后程序段(即图中的B'
B)的顺序号;
△x:
X方向精加工余量;
△z:
Z方向精加工余量;
f,s,t:
粗加工时G71中编程的F、S、T有效,而精加工时处于ns到nf程序段之间的F、S、T有效。
1、程序的正确性与合理性,2、仿真检查方法
1、G71加工循环参数含义及应用。
2、轮廓程序起点和终点位置的确定。
实训课题七:
单一加工循环G80、G81
了解单一加工循环的应用特点;
掌握G80、G81的编程方法
数控车床、游标卡尺、深度尺
一、内(外)径切削循环G80
1、圆柱面内(外)径切削循环
格式:
G80X__Z__F__;
说明:
X、Z:
绝对值编程时,为切削终点C在工件坐标系下的坐标;
增量值编程时,为切削终点C相对于循环起点A的有向距离,图形中用U、W表示,其符号由轨迹1和2的方向确定。
该指令执行如图所示A→B→C→D→A的轨迹动作。
2、园锥面内(外)径切削循环
G80X__Z__I___F__;
增量值编程时,为切削终点C相对于循环起点A的有向距离,图形中用U、W表示。
I:
为切削起点B与切削终点C的半径差。
其符号为差的符号(无论是绝对值编程还是增量值编程)。
二、端面切削循环G81
1、端平面切削循环
G81X__Z__F__;
增量值编程时,为切削终点C相对于循环起点A的有向距离,图形中用U、W表示,其符号由轨
迹1和2的方向确定。
2、园锥端面切削循环
G81X__Z__K__F__;
K:
为切削起点B相对于切削终点C的Z向有向距离。
1、程序的正确性与合理性,2、机床操作
1、G80、G81指令含义及应用。
2、如何通过对刀参数输入保证工件长度。
实训课题八:
螺纹加工指令
了解转速指令含义;
掌握螺纹加工指令的编程方法和机床操作方法;
数控车床、螺纹刀;
螺纹环规;
游标卡尺。
一、转速指令
G94:
进给F为每分钟进给量(mm/min)。
G95:
进给F为主轴每转一转刀具的进给量(mm/r),一般车床默认G95。
(华中例外)
G96:
恒线速,主轴转速单位是:
米/分钟,进给F为主轴每转一转刀具的进给量。
G97:
取消恒线速度功能,G97后面的S值为取消恒线速度后,指定的主轴转速,
单位为r/min;
如缺省,则为执行G96指令前的主轴转速度。
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