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数控铣床

现代制造技术实训. 数控铣床. 武汉理工大学机电工程实验实训中心. 一、前言. 数控机床的基本结构 基本操作 数控铣加工的编程特征. 功能. 直线 、 园弧加工，快速定位，零点偏置， 绝对值方式编程，增量方式编程， 系统间隙补偿，刀具的长度半径补偿， 计算机联网通讯，静态模拟,动态跟踪， 能接受 CAD/CAM 软件生成的标准 ISOGM 代码. 二.数控机床的构成. 数控装置——西门子802 D 驱动系统——西门子 机床本体——南京第二机床厂 检测系统——极限位置检测 通讯系统—— RS232 串口通讯 其它————机械手（换刀）.

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数控铣床

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Presentation Transcript

  1. 现代制造技术实训 数控铣床 武汉理工大学机电工程实验实训中心

  2. 一、前言 • 数控机床的基本结构 • 基本操作 • 数控铣加工的编程特征

  3. 功能 直线 、 园弧加工，快速定位，零点偏置， 绝对值方式编程，增量方式编程， 系统间隙补偿，刀具的长度\半径补偿， 计算机联网通讯，静态模拟,动态跟踪， 能接受CAD/CAM软件生成的标准ISOGM代码

  4. 二.数控机床的构成 • 数控装置——西门子802D • 驱动系统——西门子 • 机床本体——南京第二机床厂 • 检测系统——极限位置检测 • 通讯系统——RS232串口通讯 • 其它————机械手（换刀）

  5. 三、机床的控制面板

  6. 1：机床的数控面板

  7. 机械操作面板

  8. NC系统控制面板内容 显示屏 显示刀具实际位置、加工程序、刀具参数、机床参数、报警信息等。

  9. 控制键

  10. 加工操作区域键 程序操作区域键 光标/翻页键 参数操作区域键 空格键 程序管理键 回车/输入键 删除键（退格键）

  11. 机械操作面板 急停按钮 开关 工作模式/进给速度修调 三轴点动

  12. 四、开机、回参考点 • 坐标系：右手法则 • 机床坐标系统；工件坐标系。 • 1． 机床的三轴回零： 当机床重新上电启动后，都必须首先完成机床的X轴、Y轴、Z轴的回机床零点的操作。 否则有可能发生因机械定位错误而导致机床的损坏。

  13. 操作方法： 将《方式开关》拧向右边的回零位 ， 分别按“—Z”、“—X”、“—Y”键， 观察显示屏，当X、Y、Z坐标符号处出现特殊提示后（ ），表示机床的三个轴回零操作成功。 注意： 先将Z轴回零，以免刀具与工件或与工作台发生干涉。

  14. 2.主轴的准停 主轴的准停是将主轴正确地停在一个确定的转角位置上,通过位置控制并保持该状态,以利于自动换刀的操作。

  15. 操作过程: 进入“MDA”方式 按“复位”键 按“删除MDA程序”键—— 输入M03 S50—— 输入M05—— 输入SPOS=R299—— 按“回车”键—— 按“启动”键。 当屏幕Z轴符号处出现 符号，表明主轴准停操作完成。

  16. 特别强调 • 数控机床再通电并重新启动后，务必完成机床三轴的回零操作和主轴的准停操作，并注意随时检查机床主轴回零的状态提示和主轴准停的状态提示。

  17. 五、数控机床的操作 • 手动操作：——连续、点动； • 自动操作：——程序控制； • 手动回原点：—确立机床坐标零点； • MDA方式：——手动输入程序工作；

  18. 在“手动”方式下的操作 将《方式开关》 指向手动位置“~”，可实现如下操作： （1）.三轴的移动：按X、Y、Z键，可实现三轴的移动，若同时按 快进键，可快速移动，移动速度由 “倍率开关”决定。

  19. 注意 机床在快速移动时，一定要注意机床的极限位置，以免工作台冲过限位开关，而发生机械故障。

  20. （2）刀具的“松开“或”“夹紧”： 控制主轴上的刀具松开； 控制主轴上的刀具夹紧。 特别强调 在松开刀具时,必须用手接住刀柄,以免刀具自由落地,损坏设备。 .

  21. (3)中断主轴： 按二次 键,主轴伺服系统被切断,此时,主轴可以用手转动; 若再按二次该键,主轴伺服系统被接通。 • 此功能用于对刀过程。

  22. 点动工作： 当量的设置与操作： 机床脉冲当量=0.001毫米 点动距离= 方式开关指示值×0.001

  23. MDA方式下的操作: MDA——手动程序输入操作 1.旋转机床主轴: 方式开关指向“MDA” 按“复位”键 按“删除MDA程序”键--------软键 输入M03 S++----------最高值1500转/分 按“回车”键 按“启动”键 主轴将旋转 若要主轴停止则按“复位”键

  24. 2.设置主轴的刀具号: 方式开关 指向“MDA” 按“复位”键 按“删除MDA程序”软键 输入:M98 T(1~6) 按“回车”键 按“复位”键 按“启动”键 主轴上的刀号被确定

  25. 3.单放刀：（务必完成回零和准停） 方式开关 指向“MDA” 按“复位”键 按“删除MDA程序”软键 输入:BACK1~6 (刀号) 按“回车”键 按“复位”键 按“启动”键 主轴上的刀将被取下并放入刀库

  26. 4.单取刀：（务必完成回零和准停） 方式开关 指向“MDA” 按“复位”键 按“删除MDA程序”软键 输入:TAKE1~6 (刀号) 按“回车”键 按“复位”键 按“启动”键 从刀库中取刀，放入主轴并夹紧

  27. 5.自动工作： 将 指向 ，系统将进入自动工作方式。 机床的一切动作将完全受程序的控制。

  28. 注意： 运行数控加工程序前，务必先行检查程序的正确性。 流程： 编程序—空运行——试加工——正式加工 空运行方式： 在“自动工作”方式下，调出加工程序，选择“程序控制”软键，再选择“程序模拟”，屏幕将显示刀具中心加工轨迹图，完成加工程序的空运行。 在空运行方式下，系统能检查出所编程序的语言错误；数据错误；轨迹错误。

  29. 六、参数设定 零点偏置、刀具半径补偿 • :按 ,系统进入参数设定。 1、零点偏移： 确立工件坐标系在机床坐标系中的位置，坐标值为偏置量赋予代码G54~G59。

  30. a、确定机床回零状态； • b、手动操作机床，使机床所用刀具的轴中心点与工件坐标原点重合，记录下屏幕所显示的X、Y、Z的坐标值； c、按“OFFSET”键 按“零点偏置”键 将光标移到G54~G59中的一个偏置代码处 输入上述记录的X、Y、Z三个坐标值填入注意符号） （将所用G代码写到加工程序的首句）

  31. 2、刀具半径的补偿 • 数控编程采用的是零件的轮廓尺寸，假象刀具半径为零。 • 实际加工时所用刀具均存在半径。

  32. G41 、G42 、G40应用

  33. 特别强调 • 1、在直线上； • 2、在非加工路径上； • 3、过渡段应切向进入曲线加工的起始点 • 4、偏移量又称切削沿，以代码D表示。

  34. 利用切削沿（D1~9）实现多步加工 • 1、实际安装刀具的半径为R • 2、依此进入“测量刀具—刀具表—扩展— D》或D《”完成刀具切削沿的设置。 • 3、若D1>D2>D3 ，且D3=R，则表明，用半径=R的刀，可实现三步的加工。 • 4、当D3=R时，加工完成后，满足加工尺寸要求。

  35. 七、通 讯 • 机床通过RS232接口，实现机床与外部计算机的数据传输。 • 读出-----机床数据 外部设备 • 读入-----外部设备 机床系统

  36. 802D的通讯标准 设备 CTS 波特率 9600 停止位 1 奇偶 NO ue 数据位 8 XON 11 XOFF 13 传输结束 1a XON后开始 \

  37. 外部计算机设备标准

  38. PC机OCIN设备标准： • COM NUMBER 1或2 串口号 • BAUD RATE 9600 波特率 • PAR ITY NONE 校验位（二进制数据传输时应关闭） • 1STOPBITS 停止位为1（PC机停止位一般选1） • 8DATA BIT 数据位为8（二进制） • XON /XOFF SETUP 数据控制协议（ON、11、13、 • DON’T WAIT FOR XON、DON’T SEND XON） • END W M30 OFF • EXT ON 传输文本格式时为ON,二进制为OFF • TIMEOUT 1S • BINFILE OFF 传输文本格式时为OFF,二进制为ON • TURBDMODE OFF • DONTCHECK DRS • NC SEA 850/880 • WIRELAYOUT

  39. 注意： • 传输数据时，接收数据的设备应先于发送数据 的设备工作。 • 数控加工程序由PC机向802D系统传送时，源程序必须有下列引导格式：(字母必须大写) %—N—文件名—MPF ；$PATH=/—N—MPF—DIR • 注：文件名为程序名， • 当数据传输完毕，欲进行数控加工时，务必删除上述引导格式。

  40. G02/G03的多种用法 1、G2/G3 X Y I J 终点坐标+圆心相对圆弧起点坐标的增量 2、G2/G3 CR= X Y 终点坐标+园弧半径 3、G2/G3 AR= I J 张角+圆心相对圆弧起点坐标的增量 4、G2/G3 AR= X Y 张角+终点坐标

  41. 完成

  42. 思考题 • 1、右手法则？ • 2、机床坐标系？ • 3、工件坐标系？ • 4、零点偏置？ • 5、刀具半径补偿？ • 6、数控机床的基本结构？

  43. 零件图

  44. G54 零点偏置. • G94 S1000 M03 定义转速,主轴顺时针方向. • M06 T1 D1 完成第一把刀的安装, D1为该刀具补偿 值 • G90 S1000 M03 • G00 Z50 主轴向上50mm • G41 G00 X0 Y27.5 快进到M，实现左刀补， • G00 Z0 快进到Z=0处 • G01 Z-5 F100 主轴向下工进. • G03 X14.81 Y34.06 I0 J20 加工到C点 • G02 X22.09 Y29.84 I3.19 J-2.89 加工到B点 • G03 X36.92 Y4.2 I19.05 J-6.09 加工到A点 • G02 X36.92 Y-4.2 I-0.92 J-4.2 加工到L点 • G03 X22.09 Y-29.84 I4.22 J-19.55 加工到K点

  45. G02 X14.81 Y-34.06 I-4.09 J-1.33 加工到J点 • G03 X-14.81 Y-34.06 I-14.81 J-13.44 加工到I点 • G02 X-22.09 Y-29.84 I-3.19 J2.89 加工到H点 • G03 X-36.92 Y-4.2 I-19.05 J6.09 加工到G点 • G02 X-36.92 Y4.2 I0.92 J4.2 加工到F点 • G03 X-22.09 Y29.84 I-4.22 J19.55 加工到E点 • G02 X-14.81 Y34.06 I4.09 J1.33 加工到D点 • G03 X0 Y27.5 I14.81 J13.44 加工到M点 • G00 Z100 抬刀Z=100mm处 • G40 G00 X0 Y0 撤消刀补并回到坐标零点 • SPOS=R299 主轴准停 • M06 T2 换第二把刀

  46. G94 G56 S1200 M03 • G00 X20 Y0 到孔1 • G00 Z0 • G01 Z-5 F80 钻空孔1 • G00 Z0 • G00 X10 Y-17.32 到孔2 • G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X-10 Y-17.32 到孔3 • G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X-20 Y0 到孔4

  47. G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X-10 Y-17.32 到孔5 • G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X10 Y17.32 到孔6 • G01 Z-5 • G00 Z100 • G00 X0 Y0 • SPOS=R299 • M6 T3 主轴准停 • G94 G56 S1000 M03 换第三把刀

  48. G00 X20 Y0 到孔1 • Z0 • G01 Z-5 F80 加工孔1 • G00 Z0 • G00 X10 Y-17.32 到孔2 • G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X-10 Y-17.32 到孔3 • G01 Z- 5 • G00 Z0 • G00 X-20 Y0 到孔4

  49. G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X-10 Y17.32 到孔5 • G01 Z-5 • G00 Z0 • G00 X10 Y17.32 到孔6 • G01 Z-5 • G00 Z100 • G00 X0 Y0 • M02

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