数控培训仿真系统使用.docx

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《Sinutrain810/840D培训工作站》系统使用说明

东北大学机械工程与自动化学院

2014.10.10

目 录

1软件基本功能及其安装 1

1.1软件基本功能介绍 1

1.2系统前提条件 1

1.3安装CD光盘 1

2SinuTrain的启动 1

3操作界面和按键的介绍 3

3.1操作面板 3

3.2操作面板的按键功能简介 1

4.运用ShopMill编程 3

4.1编程说明-基础部分 3

4.2创建工作步骤程序 3

4.2.1建立毛坯体 3

4.2.2创建刀具 4

4.2.3本系统功能的简介 4

4.3编程举例 22

5运用G代码编程 38

5.1基础部分 38

5.2G代码程序创建 39

5.3毛坯输入 40

5.4运用G代码编程举例 40

6.程序和刀具文件的存储 43

I

1软件基本功能及其安装

1.1软件基本功能介绍

数控培训仿真实验室具有两套Sinutrain810/840D培训工作站。

（1）一套培训软件具有16个节点

DMG编程/培训软件课堂版，带CADReader的Sinutrain840DOperate，DMG机床的定制系统。

能够实现的程序准备，检测和仿真，工作方式与数控系统本身相同。

功能和操作与机床数控系统相同，确保用该软件生成的CNC程序可以在机床中运行。

（2）一套培训系统需要16个DMG培训控制台：

采用新外部DMG培训控制台，铣床的西门子系统。

在ERGOline控制面板内，包括基本单元和可换键盘，需一个可用的USB接口。

1.2系统前提条件

硬 件：

PENTIUM500MHz或者更高；至少256MB内存CDROM驱动器；软盘驱动器

磁盘容量：

标准安装情况下约为400MB，其中系统驱动器上为50MB；安装全部软件情况下约为1GB，其中系统驱动器上为50MB

操作系统：

WindowsXPProfessional Windows7.0

1.3安装CD光盘

厂商提供了两张光盘，一张是安装操作面板，另外一张是安装本软件。

操作面板的安装比较简单，将光盘放入DVD光驱中，待电脑完全开启，双击该驱动器，自动完成面板的安装。

软件安装时请将带有标题“SinuTrainforsinumerikoperate4.4”的CD光盘插入CD光盘驱动器中。

通过Autoplay功能自动启动或者通过双击Setup.exe启动安装程序。

2SinuTrain的启动

首先单击界面上的DMGControlPanelTA图标，启动DMG机床外部操作面板；

单击桌面上的SinuTrainforSINUMERIKOperate4.4Ed.3图标，启动SinuTrain界面，然后显示一个机床选择提示，单击界面上的“启动”按钮，就能打开操作界面。

3

在上面的界面中，选择ProgramManager就可以显示如下的程序管理界面。

3操作界面和按键的介绍

3.1操作面板

数控培训仿真系统配置的，DMG机床操作面板如下图所示。

1水平垂直切换软键栏

2字母数字输入区

带控制键和输入键的修调区/光标区

3主轴、手轮操作区

4编程操作按键区

5辅助操作区

6显示屏幕

7手动换刀操作按钮

8急停按钮

9进给率调整按钮

10机床操作软键区

3.2操作面板的按键功能简介

报警取消：

删除该符号标记的报警。

帮 助：

在加工计划和编程图形之间以及在带编程图形的参数屏幕和带帮助显示的参数屏幕之间切换。

下一窗口

向上翻页或向下翻页：

在目录或加工计划中向上或向下翻页

移动光标：

在不同的栏或者行之间移动。

使用光标向右键可打开目录或程序。

使用光标向左键可切换到目录树中的上一级。

选择键：

选择提供的许多选项中的一个。

结尾：

将光标移动到参数屏幕表格中的最后一个输入字段。

输入键：

1.结束输入字段中值的输入。

2.打开目录或者程序。

加工显示

程 序：

调用操作区“程序”。

偏 移：

调用“刀具/零点偏移”操作区，建立刀库程序管理器：

调用操作区“程序管理器”。

Jog：

选择手动加工工作方式示教

单程序段：

以段方式处理程序（单程序段）

MDA：

选择MDA模式

调用“程序管理器”操作区域

47

自动运行模式

再定位：

再定位、重新逼近轮廓

WCSMCS：

在刀具坐标系（WCS）和机床坐标系（MCS）之间切换

复位：

中断当前程序的处理CNC控制装置与机床保持同步。

处于初始状态，准备运行新程序删除报警

参考点:

返回参考点沿刀轴退刀

手轮操作

以可变增量进行（调整手轮）

调节手轮运动的频度，以设定的增量值1,……,1000进行解决换刀失败

手动换刀激活键

冷却方式前者为外冷，后者为内冷

调整主轴的转速:

前者为减少，中间为恢复编程时的转速，后者为增加

前者为进给保持，后者为进给停止

控制主轴的运动前者为主轴反转，中间为主轴停止，后者为主轴正转三个坐标轴的操作:

前者为X轴，中间为Y轴，后者为Z轴

快速运行轴（以最快的速度）有关旋转轴C轴的操作

有关旋转轴B轴的操作

前者为循环暂停，后者为循环启动换刀工作台切换键

机床开门键

4.运用ShopMill编程

4.1编程说明-基础部分

轴：

在三坐标立式铣床上使用X、Y和Z标记有3个轴。

对于立式加工中心来说，Z轴为刀具轴（主轴）。

绝尺寸输入：

在绝对尺寸输入中，尺寸取决于坐标系零点，都是相对于坐标原点输入的；增量尺寸输入：

在增量尺寸输入中，路程信息的编程数值都是相对于前一个数值相对输入的。

刀具T：

每次进行切削加工时都必须进行刀具编程。

在ShopMill加工循环中，每个参数屏幕内都已经集成了刀具选择项。

刀具长度补偿：

换入刀具，刀具长度补偿立即生效。

可以将不同的刀具补偿程序段分配给各个带有多个刀沿的刀具。

刀具半径补偿：

除了轨迹铣削外，在其他循环中自动计算刀具半径补偿。

在“轨迹铣削”和“直线”功能中可以选择使用或不使用半径补偿进行加工。

在“直线”功能中刀具半径补偿自动维持（模态），即，它不会自动关闭。

主轴转速：

主轴转速（S）表示主轴每分钟的旋转数。

ShopMill在刀具列表中进行左转/右转设置。

编程：

当换入新的刀具时，要在ShopMill上输入主轴转速。

也可以用单位为米/分钟的切削速度（V）来代替主轴转速。

主轴启动/主轴停止：

在换入刀具后直接进行主轴启动。

在复位、程序结束或换刀时执行主轴停止。

切削速度：

圆周速度，用它来加工工件的切边。

切削速度（V）设置为米/分钟。

4.2创建工作步骤程序

点击“ ”按钮，打开程序创建窗口，点击“ ”、“”，对工件进行命名。

点击“ ”按钮，输入创建程序的名称，完成程序头的建立。

4.2.1建立毛坯体

对毛坯体的原点、尺寸、加工时的安全距离和退回平面进行设置。

4.2.2创建刀具

点击“”按钮，打开刀具建立对话框，选择刀具的类型，填入刀具的名称、长度、半径以及齿数等，完成刀具的创建。

4.2.3本系统功能的简介

1.铣削轮廓

如果要铣削简单或复杂的轮廓，可以使用“铣削轮廓”功能。

可以定义开放的轮廓或封闭的轮廓（腔，岛或轴颈），然后使用路径铣削或铣削循环加工。

对于每个要铣削的轮廓，必须创建新轮廓为新轮廓输入一个名称，轮廓名必须是明确的。

使用该功能可以沿着任意的编程轮廓进行铣削加工

主要参数：

半径补偿 •左侧（加工轮廓的左侧） •右侧（加工轮廓的右侧）

•关闭

也可以沿着中心路径加工编程的轮廓。

此时，只能沿着直线或垂直线逼近和回退。

比如，封闭轮廓可采用垂直逼近/退回。

Z0 参考点Z（绝对或增量）

Z1 终点深度（绝对）或相对于Z0的终点深度（增量）-（仅适用于∇和∇∇∇）

DZ 最大切深–（仅适用于∇和∇∇∇）

UZ 深度精加工余量–（仅适用于∇）

UXY 平面精加工与两–（仅适用于∇）进刀方式

（1）平面逼近模式

•直线:

空间中的斜面

•四分之一圆：

螺线的部分（仅针对轮廓左侧和右侧的轨迹铣削）

•半圆：

螺线的部分（仅针对轮廓左侧和右侧的路径铣削）

•垂直：

和路径垂直（仅针对中心轨迹上的轨迹铣削）

（2）轴方式逼近策略

•轴方式•三维-（仅适用于“四分圆、半圆或直线”逼近模式）

R1 逼近半径-（仅适用于“四分圆或半圆”）

L1 逼近长度-（仅适用于“直线”逼近模式）退刀方式

（1）平面回退模式 •直线 •四分之一圆•半圆

（2）空间的返回策略•轴方式•三维（不适用于垂直逼近模式）

R2 回退半径-（仅适用于“四分圆或半圆”的回退模式）

L2 回退长度-（仅适用于“直线”回退模式）

回退模式 如果需要多次深度进给，应指定刀具在各次进给之间回退到的高度（从轮廓的结束到开始的过渡）。

•无回退 •到参考平面 •Z0+安全距离 •移动安全距离

当铣刀在清理轮廓腔时不能插入中心，则需要进行预钻削。

所需预钻削的数量和位置取决于具体的情况，比如：

轮廓的类型、刀具、平面进刀位置、精加工余量。

主要参数：

Z1 相当于Z0的深度（增量）

DXY 最大平面横进给 以铣刀直径的百分比形式表示或直接以mm为单位给出

UXY 平面精加工余量

UZ 深度精加工余量–（仅适用于预钻削）

回退模式 重新进刀前的回退模式，如果在加工时需要多个插入点，可以编程退回高度：

•到参考平面 •Z0+安全距离

在过渡到下一个插入点时，刀具退回到此高度位置。

如果腔区域没有大于Z0的元件，就可以编写Z0+安全距离作为回退模式。

ShopMill由编程轮廓和用于清理的输入屏幕创建一个程序，使用它可从内到外清理带有岛状轮廓的腔。

方向由程序头中的加工旋转方向（反向或同向运行）确定。

主要参数：

Z0 Z1 DXY DZ UXY UZ 含义与前面相同

XS 起点X-（仅在“手动”输入起点时）；YS 起点Y-（仅在“手动”输入起点时）

FZ 深度进给率-（仅在垂直插入和∇时）；EP 螺线的最大螺距-（仅在螺线插入时）ER 螺线的半径-（仅在螺线插入时）半径不允许大于铣刀半径，否则材料仍保留。

EW 最大插入角度-（仅在往复插入时）

如果已清理腔（带/不带岛），但是仍然有剩余材料，ShopMill会自动检测到。

如果使适合的刀具，不必重新加工整个腔即可切削剩余材料，即可以避免不必要的空运行。

作为精加工余量保留的材料不属于剩余材料。

2.铣削

使用该循环可以平面切削任意工件。

可以对带有和没有界限的工件进行平面加工。

选择加工方向相同的加工方向变换的加工方向选择界限按每一个所需的界限按下相应的软键。

所选择的界限显示在

如果要铣削一定形状的形腔，可以使用功能“形腔”，其中包括矩形腔和圆形腔等

参数：

参考点位置：

可以选择5个不同的参考点位置：

1.腔中心 2.左下拐角 3.右下拐角 4.左上拐角 5.右上拐角在帮助画面中显示有参考点（标黄）。

加工方式 粗加工 精加工

单个位置：

在编程位置（X0,Y0,Z0）上铣削一个形腔。

位置模式：

在一个位置模式上（比如：

整圆，节距圆，栅格等）铣削多个形腔。

Z1

腔相对于Z0的深度，绝对或增量（不进行倒棱时）

DXY

平面中的最大进刀（XY方向）。

可以选择以%为单位，按比例（平面进

DZ

刀（mm）和铣刀直径（mm）之比）给定平面进刀

深度方向最大进刀（Z方向）（不进行倒棱时）

UXY

平面（腔边缘）中的精加工余量（不进行倒棱时）

UZ

切入

深度（腔底部）上的精加工余量（不进行倒棱时）

可以选择不同的插入策略（只有在加工类型“平面方式”下）

螺旋垂直 往复

如果要铣削任意一个纵向槽，可以使用功能“纵向槽”。

说明：

垂直插入腔中心时，铣刀必须切过中心或必须预钻削。

本操作要铣削的槽包括纵向槽、圆弧槽和敞开槽。

参数：

W 槽宽度

L 槽长度

a0 旋转角度

Z1 槽的深度（不进行倒棱时）

UXY 平面（槽边缘）中的精加工余量（不进行倒棱时）

DZ 深度方向最大进刀（Z方向）（不进行倒棱时）

如果要在整圆或者节距圆上铣削一个或者多个大小相等的圆弧槽，可以使用“圆弧槽”

功能。

主要参数：

W 槽宽度

R 圆弧槽半径

a0 相对Ｘ轴的旋转角度

a1 槽的张角

a2 转接角度（仅用于节距圆）

Ｎ 槽的数量

如果要铣削一个开口槽，可以使用功能“敞开槽”。

可以通过设置进行加工矩形凸台、圆形凸台和多边形。

多边形：

使用循环“多边形”可以铣削任意边沿数目的多边形。

为此提供下列带有或者没有拐角半径或倒角的形状：

主要参数：

φ 凸台坯件的直径

N 棱边数量

SW或L 对边宽度或边沿长度

α0 旋转角度

R1或FS1 倒圆半径或斜边宽度

Z1 多边深度（绝对）或相对于Z0（增量）的深度-（仅适用于∇,∇∇∇和

∇∇∇边缘）

DXY •最大平面进刀

•以铣刀直径百分比形式表示的最大平面进刀-（仅适用于∇和∇∇∇）

DZ 最大深度进给–（仅适用于∇和∇∇∇）mm

UXY 平面精加工余量–（仅适用于∇,∇∇∇

或者∇∇∇边缘）

UZ 深度精加工余量–（仅适用于∇和∇∇∇）

矩形凸台 使用循环“矩形凸台”可以铣出个各种矩形凸台主要参数：

W1 凸台毛坯的宽度（对于确定逼近位置有重要意义）-（仅适用于∇和

∇∇∇）

L1 凸台毛坯的长度（对于确定逼近位置有重要意义）-（仅适用于∇和

∇∇∇）

W 凸台的宽度

L 凸台的长度

R 拐角半径

α0 旋转角度

Z1 凸台深度（绝对）或参考Z0（增量）的深度-（仅适用于∇和∇∇∇）

DZ 最大深度进给–（仅适用于∇和∇∇∇）

UXY 矩形凸台长度（L）和矩形凸台宽度（W）平面上的精加工余量。

通过再次调用循环并使用减小的精加工余量进行编程，就可以得到更小的矩形凸台尺寸。

-（仅适用于∇和∇∇∇）

UZ 深度精加工余量（刀具轴）–（仅适用于∇和∇∇∇）

圆形凸台：

使用循环“圆形凸台”可以铣削不同的圆形凸台。

除所需的圆形凸台外还必须定义一个毛坯凸台。

毛坯凸台确定了没有材料的区域，即：

在该区域外可以快速进给。

毛坯凸台不能与相邻的毛坯凸台相交，会自动绕成品凸台把毛坯凸台放置在中心上。

主要参数：

φ1 凸台毛坯的直径（对于确定逼近位置有重要意义）-（仅适用于∇和∇∇∇）φ 凸台的直径

Z1 凸台深度（绝对）或参考Z0（增量）的深度-（仅适用于∇和∇∇∇）

DZ 最大深度进给–（仅适用于∇和∇∇∇）

UXY 圆凸台长度（L）和圆凸台宽度（W）平面上的精加工余量。

通过再次调用循环并使用减小的精加工余量进行编程，就可以得到更小的圆凸台尺寸。

-（仅适用于∇和∇∇∇）

UZ 深度精加工余量（刀具轴）–（仅适用于∇和∇∇∇）

本操作主要包括设置加工方式、螺纹的类型、螺距等

主要参数：

加工方向：

•Z0→Z1 从上往下加工 •Z1→Z0 从下往上加工

NT 每个刀沿的齿数可以使用单齿或多齿的铣刀盘。

通过参数NT来输入刀沿齿数所需的移动由循环在内部执行，以便在到达螺纹结束位置时，铣刀盘底部齿尖对应于编程结束位置。

根据铣刀盘的刀刃几何形状，必须考虑在工件底部的空运行行程。

Z1 螺纹终点（绝对）或螺纹长度（增量）

P 螺距

φ 额定直径示例：

M12的额定直径=12毫米

H1 螺纹的深度

as 起始角偏移-（仅在刚性攻丝时）

3.钻削 钻削包括钻中心孔、钻削铰孔、深孔钻削、镗孔和螺纹。

参数：

钻中心孔虑回退平面和安全距离的前提下，刀具以快速行程移动到所要定心的位置。

使用编程进给率（F）将刀具插入工件中，直到达到Z1或者达到表面上的直径为止。

直径 刀具一直插入，直到达到工件表面的直径为止。

这时需要考虑刀具列表中所输入的定心钻头的角度。

刀尖 刀具一直插入，直到达到编程的插入深度为止。

f 一直插入，直到达到直径为止。

Z1 一直插入，直到达到Z1为止。

DT 进行自由切削的暂停时间

钻孔和铰孔

钻孔：

如达到数值Z1并且暂停时间结束，在钻削时，按参数“退回位置模式”的设置，使用快速行程返回到退回平面或者退回到安全距离。

参数“退回位置模式”位于程序头中，或者处于菜单“其它”中的“设置”下。

主要参数：

钻削深度 •刀柄（钻孔深度与刀柄有关） 一直插入，直到钻头部分达到编程值Z1为止。

采用工件列表中输入的插入角度。

•顶尖（钻孔深度与顶尖有关）一直插入，直到钻头顶尖达到编程值Z1为止。

铰孔：

如达到数值Z1并且暂停时间结束，在铰孔时使用编程退回进给率退回到安全距离。

主要参数：

FR 退回进给率

Z1 钻削深度（abs）或相对于Z0（inc）的钻削深度

一直插入，直到达到Z1为止。

-（仅在顶尖定心时）

DT •（最终钻削深度的）停留时间，以秒为单位

深孔钻 使用循环“深孔钻削”，刀具以编程的主轴转速和进给速度、分多次插入到工件中，直至达到深度Z1。

主要参数：

退刀排屑 钻头从工件回退以进行退刀排屑。

断屑 刀具回退V2的量进行车削。

Z1 钻削深度（abs）或相对于Z0（inc）的钻削深度

D 最大的深度进刀

FD1 第一次进刀时进给率的百分比

DF 用于其他进刀的百分比程序段

DF=100:

进给量保持相同

DF<100:

进给在最终钻孔深度方向减小举例：

上一次进刀为4毫米；DF为80

下一次的进刀=4x80%=3.2毫米

再下次的进刀=3.2x80%=2.56毫米等

V1 最小进给量

只有编写了DF<100时，才会存在参数V1。

如果进给量非常小，可以使用参数“V1”编写最小进给。

V1<进给量：

按进给量进刀

V1>进给量：

使用V1下的编程值进刀。

V2 也可以通过机床数据确定回程量——仅在断屑时的回退量。

V2=0:

刀具没有回退，仍在原位旋转一圈。

V3 清除距离——仅适用于排屑

与最后进给深度之间的距离，排屑后，钻头以快进速率插入 所到达的进给深度。

自动的：

清除距离由ShopMill计算。

镗孔 刀具以快进速率移动到编程位置，考虑了回退平面和安全距离。

然后刀具以编程进给

率（F）插入到编程深度（Z1）。

主轴停止在一个指定位置上。

当暂停时间结束后可以编程“退刀”或者“不退刀”。

主要参数：

Z1 钻削深度（abs）或相对于Z0（inc）的钻削深度

DT 最终钻削深度的停留时间，以秒为单位

SPOS 主轴停止位置（度）

退刀模式 •不退刀。

刀沿无空运行，而是使用快速行程退回到回退平面。

•退刀 刀沿从钻孔边缘起空运行，退回至参考点的安全距离并定位，接着运行到回退平面和钻孔中心。

D 退刀量（或者通过机床数据来确定）——仅用于退刀

螺纹：

攻丝如想进行内螺纹钻削，可以使用“攻丝”功能。

在攻丝时可以使用主轴倍率来控制主轴转速。

进给倍率无效。

可以选择在一刀钻孔，断屑或从工件回退进行退刀排屑。

刀具以快进速率移动到编程位置，考虑了回退平面和安全距离。

对于静止的主轴，刀具以快速行进速率移动到回退平面，再移动到安全离。

在该处，主轴开始旋转，主轴速度与进给率同步。

刀具继续以快速行进速率向编程位置移动。

主要参数：

P 螺距 螺距取决于所使用的刀具。

S 主轴转速-（仅在刚性攻丝时）

SR 回退的主轴转速-（仅在刚性攻丝时）

带补偿夹具 1刀：

1.刀具从参考点以G0运行到安全距离。

2.刀具以G1和编程的主轴转速和旋转方向钻至深度Z1。

在循环内部，由转速和螺距计算出进给率F。

3.旋转方向发生逆转。

4.在最终钻削深度的停留时间。

5.以G1退回到安全距离。

6.旋转方向逆转或主轴停止。

7.以G0返回到退回平面。

不带补偿夹具 1刀：

1.从参考点以G0运行至安全距离。

2.对主轴进行同步并释放主轴及其编程的转速（取决于%S）。

3.主轴-进给同步时攻丝至Z1。

4.主轴停止，在钻削深度的停留时间。

5.停留时间届满后主轴逆转。

6.以生效的主轴回退转速（取决于%S）返回到安全距离

7.主轴停止。

8.以G0返回到退回平面。

加工（无弹性卡头） 可以选择下列工艺加工：

•1刀到底 以一刀钻孔螺纹，没有停顿。

•断屑 刀具回退V2的量进行车削。

•退刀排屑 钻头从工件回退以进行退刀排屑。

Z1 参考Z0的攻丝深度（绝对或增量）

在位置模式（软键“Positioning”（定位））中给定Z0

D 最大进给（仅适用退刀排屑或车削）

回退 回退量-（仅在刚性攻丝、断屑时）

•手动

每次加工后的回退量（V2）

•自动

每次加工后无回退量

V2 回退量（仅适用于断屑）钻头断屑时的回退量。

V2=自动：

每次旋转后将回退刀具。

钻削/螺纹铣削使用钻孔螺纹铣刀可以在一个加工过程内完成指定深度和螺距的内螺纹加工。

即：

使用同一刀具进行钻孔和螺纹铣削，而不需要另外更换刀具。

可以将螺纹加工成右旋或左旋螺纹。

参数：

F1 钻削进给率

Z1 螺纹长度

D 最大的深度进刀

•D≥Z1：

一次进刀至终点钻削深度 •D

带有排屑的多次进刀

DF •用于其他进刀的百分比程序段

DF=100:

进给量保持相同

DF<100:

进给在最终钻孔深度Z1方向减小示例：

上一次进刀4毫米；DF80%

下一次的进刀=4x80%=3.2毫米

再下次的进刀=3.2x80%=2.56毫米等

•后续进刀量

V1 最小进刀-（仅在DF，百分比形式表示其他进刀时）只有编写了DF<100时，才会存在参数V1。

如果进给量非常小，可以使用参数“V1”编写最小进给。

•V1<进给量：

按进给量进刀

•V1>