数控车床的编程与操作.pptx

第5章 数控车床的编程与操作教学重点和难点：数控加工指令的特点。简单循环指令。刀具补偿指令。CKA6150车床的面板功能，操作方法及步骤。CJK6130数控车削系统操作面板及功能简介。第1页/共133页第5章 数控车床的编程与操作5.1 数控车床的编程特点 5.2 数控车床编程指令 5.3 数控车床的基本操作 5.4 CJK6130数控车床系统操作面板及功能介绍(华中世纪星)5.5 实训 5.6 习 题 第2页/共133页5.1 数控车床的编程特点u数控车床编程坐标系的建立 u数控车床的编程特点 第3页/共133页5.1 数控车床的编程特点数控车床主要用于轴类、盘类回转体零件的加工，以卧式数控车床的使用最为广泛，本章主要讨论卧式车床的程序编制。第4页/共133页数控车床编程坐标系的建立数控加工中，对工件的加工是建立在一定的坐标系上进行的，数控机床坐标系分为机床坐标系和工件坐标系。1.机床坐标系是以机床原点为坐标系原点建立起来的一个Z轴与X轴的直角坐标系，车床的机床原点为车床上的一个固定点，车床的机床原点定义为主轴旋转中心线与卡盘后端面的交点，如图5.1所示。机床原点在机床装配、调试时就已确定下来。2.参考点参考点也是机床上的一固定点，其位置由Z向与X向的机械挡块或行程开关来确定，如图5.1所示。3.工件坐标系工件图样上存在设计基准点，其主要尺寸是以此点为基准进行标注的，该基点称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立一个Z轴和X轴的直角坐标系成为工件坐标系(也称编程坐标系)。加工工件时在车床上要建立一个与编程坐标系对应的工件原点，在车床上工件的原点可以选择在工件左端面、右端面等位置，工件坐标系的Z轴一般与主轴轴线重合，X轴随工件原点位置不同而不同。工件坐标系应与机床坐标系的坐标方向一致，X轴对应径向，Z轴对应轴向，C轴(主轴)的运动方向则以从机床尾架向主轴看，逆时针为+C向，顺时针为-C向，如图5.2所示。第5页/共133页数控车床编程坐标系的建立图5.1 机床原点和参考点 图5.1 机床原点和参考点 第6页/共133页数控车床编程坐标系的建立图5.2 车床上工件坐标系 第7页/共133页数控车床的编程特点(1)数控车床工件坐标的设定大都使用准备功能G50完成，也可以用G54G59预置工件坐标系，G50与G54G59不能出现在同一程序段中，否则G50会被G54G59取代。(2)在程序段中，坐标值可以用绝对值或增量值，或二者混合编程。用坐标地址X、Z为绝对编程方式，使用坐标地址U、W时为增量编程方式。一般情况下，利用自动编程软件编程时，通常采用绝对值编程。(3)数控车床的编程有直径、半径两种方法，直径编程是指X轴上的有关尺寸为直径值，半径编程是指X轴上的有关尺寸为半径值。采用直径编程比较方便，FANUCOi数控机床是采用直径编程。(4)数控机床上的加工的工件常用棒料或锻件作为毛坯，加工余量较大，为简化程序，一般情况下，数控车床的数控系统中都有车外圆、车端面和车螺纹等不同形式的循环功能。(5)数控车床的数控系统中都有刀具补偿功能(G42/G41)，在加工过程中，对刀具位置的变化、刀具几何形状的变化及刀尖半径的变化，都无需更改加工程序，只要将变化的尺寸或圆弧半径输入到存储器中，刀具便能自动进行补偿，这类机床可以直接按工件的轮廓编程。第8页/共133页5.2 数控车床编程指令 u工件坐标系的设定指令 u、F和T指令 u基本加工类指令 u螺纹加工指令 u简单循环指令 u复合循环指令 u刀具补偿类指令 u子程序指令 u车削编程实例 第9页/共133页5.2 数控车床编程指令 数控车床常用的功能指令有准备功能指令、辅助功能指令、刀具指令、主轴转速功能指令、进给功能指令。数控车床的种类不同，系统的指令也不尽相同。下面介绍以BEIJING-FANUC0i系统为例介绍数控车削系统的功能指令，表5.1为BEIJING-FANUC0i系统常用G指令，表5.2为BEIJING-FANUC0i系统辅助M指令。第10页/共133页5.2 数控车床编程指令 G代码A.组功 能G代码A.组功 能G0001快速定位G6500调用宏指令G01直线插补(切削进给)G70精加工循环G02圆弧插补(顺时针)G71外圆粗循环G03圆弧插补(逆时针)G72端面粗车循环G0400暂停G73多重车削循环G10可编程数据输入G74排屑钻端面孔G11可编程数据输入方式取消G75外径/内径钻孔循环G2006英制输入G76多头螺纹循环G21米制输入G8010固定钻循环取消G2700返回参考点检查G83钻孔循环G28返回参考点位置G84攻丝循环G3201螺纹切削G85正面镗循环G34变螺距螺纹切削G87侧钻循环G3600自动刀具补偿XG88侧攻丝循环G37自动刀具补偿ZG89侧镗循环G4007取消半径补偿G9001外径/内径循环G41刀尖半径左补偿G92螺纹车削循环G42刀尖半径右补偿G94端面车削循环G5000坐标系设定或主轴最大速度设定G9602恒表面切削速度控制G52局部坐标系设定G97恒表面切削速度控制取消G53机床坐标系设定G9805每分钟进给G54G5914选择工件坐标系16G99每转进给第11页/共133页5.2 数控车床编程指令 表5.2 BEIJING-FANUCOi系统辅助M指令 功能用途M00程序暂停，可用NC启动命令(CYCLE START)使程序继续运行M01计划暂停，与M00作用相似，但M01可以用机床“任选停止”按键选择是否有效M02该指令编在程序的最后一条，表示执行完程序内所有指令后，主轴停止、进给停止、切削液关闭，机床处于复位状态M03主轴顺时针旋转M04主轴逆时针旋转M05主轴旋转停止M08M09冷却液开，冷却液关M30程序停止，程序复位到起始位置第12页/共133页工件坐标系的设定指令1.用G50设定工件坐标系对于刀架后置式(刀架活动范围主要在回转轴心线的后部)的车床来说，X轴正向是由 轴心指向后方，如图5.3(a)所示；而对于刀架前置式的车床来说，X轴的正向应是由轴心指向前方，如图5.3(b)所示。由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论是前置式还是后置式，X轴指向前后对编程来说并无多大差别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时都按如图5.3(a)所示后置式的方式表示(从俯视方向看)，机床坐标系在进行回参考点操作后便开始在数控系统内部自动建立了。格式：G50 X_ Z_说明：X、Z的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50使用方法与G92类似。在数控车床编程时，所有X坐标值均使用直径值。例如：按图5.4设置加工坐标的程序段如下。G50 X180 Z117.4;第13页/共133页工件坐标系的设定指令图5.3 刀架的位置 第14页/共133页工件坐标系的设定指令图5.4 G50建立坐标系 第15页/共133页工件坐标系的设定指令2.预置工件坐标系 G54G59具有参考点设定功能的机床还可用工件零点预置G54G59指令来代替G50建立工件坐标系。它是先测定出欲预置的工件原点相对于机床原点的偏置值，并把该偏置值通过参数设定的方式预置在机床参数数据库中，因而该值无论断电与否都将一直被系统所记忆，直到重新设置为止。当工件原点预置好以后，便可用“G54 G00 X_ Z_；”指令让刀具移到该预置工件坐标系中的任意指定位置。不需要再通过试切对刀的方法去测定刀具起刀点相对于工件原点的坐标，也不需要再使用G50指令了。很多数控系统都提供G54G59指令，完成预置6个工件原点的功能。G54G59与G50之间的区别是：用G50时，后面一定要跟坐标地址字；而用G54G59时，则不需要后跟坐标地址字，且可单独作一行书写。若其后紧跟有地址坐标字，则该地址坐标字是附属于前次移动所用的模态G指令的，如G00，G01等。用G54等设立工件原点可在【数据设定】|【零点偏置】菜单中进行。在运行程序时若遇到G54指令，则自此以后的程序中所有用绝对编程方式定义的坐标值均是以G54指令的零点作为原点的。直到再遇到新的坐标系设定指令，如G50、G55G59等后，新的坐标系设定将取代旧的。G54建立的工件原点是相对于机床原点而言的，在程序运行前就已设定好而在程序运行中是无法重置的，G50建立的工件原点是相对于程序执行过程中当前刀具刀位点的。可通过编程来多次使用G50而重新建立新的工件坐标系。第16页/共133页、F和T指令 1.主轴转速功能设定主轴功能指令由地址码S和其后面的若干数字组成，单位为r/min、m/min。例如：S1000表示主轴的转速为1000r/min。主轴转速功能还有恒表面切削速度的控制、恒转速控制，主轴最大速度控制，适用于具有主轴无级调速的数控机床。(1)恒表面切削速度的控制指令G96(模态指令)格式：G96S_说明：线速度的单位为m/min。在切削过程中，如果主轴的转速保持不变，则随着加工零件的直径减小，切削速度变小，影响切削质量，采用此功能可使选择的最佳切削速度保持不变。(2)恒表面切削速度的控制取消指令G97格式：G97S_说明：主轴转速单位为r/min。该指令设定主轴转速并取消恒线速度控制。(3)主轴最高速度限制指令 G50(模态指令)格式：G50 S_单位：r/min。采用该指令可以限制执行恒线速度指令时的最大主轴转速，即主轴的转速被限制在一个最大值的范围内，可以防止主轴的转速过高，离心力过大，产生危险及影响机床的寿命。例：设定主轴的转速。G96S100;线速度恒定，切削速度100m/minG50S2000;设定主轴的最高转速为2000r/minG97S500;取消线速度恒定功能，主轴的转速500r/min第17页/共133页、F和T指令 2.进给功能设定(G98、G99、G04)进给速度可用两种方式指定。(1)每分钟进给量G98(模态指令)格式：G98 F_说明：单位为mm/min。指定G98后，在F后用数值直接指定刀具每分钟的进给量。(2)每转进给量G99(模态指令)格式：G99 F_说明：单位为mm/r。指定G99后，在F后用数值直接指定刀具每转的刀具进给量。G99为数控车床的初始状态。(3)停刀功能(G04)(非模态)格式：G04 P 后跟整数值，单位ms(毫秒)。或 G04 X(U)后跟带小数点的数，单位s(秒)。由于在两个不同的轴进给程序段转换时存在各轴的自动加减速调整，可能导致刀具在拐角处的切削不完整。如果拐角精度要求很严，其轨迹必须是直角时，应在拐角处使用暂停指令。按指令的时间延迟执行下个程序段。例如：欲停留1.2s时，程序段为：G04 X1.2;或：G04 P1200;第18页/共133页、F和T指令 3.刀具功能指令T(模态指令)格式：T _ _ _ _说明：选择刀具及刀具补偿，地址字T后接四位数字，前两位是刀具号(0099)，后两位是刀具补偿值组别号。例如：T0202表示选择第二号刀具，二号偏置量。T0300表示选择第三号刀具，刀具偏置取消。刀具号与刀具补偿号不必相同，但为了方便一般选择相同。刀具补偿值一般作为参数设定并由手动输入(MDI)方式输入数控装置。第19页/共133页基本加工类指令 1.快速移动指令G00(模态指令)格式：G00 X(U)_Z(W)_;说明：X、Z，绝对坐标方式时的目标点坐标；U、W，增量坐标方式时的目标点坐标。2.直线插补指令G01(模态指令)格式：G01 X(U)_Z(W)_ F_;编程实例5-1：如图5.5所示的刀具切削路线为ABC，编程如下。G01 X95 Z-70 F100;X 160 Z-130 F 100;或写成：G01 Z-70 F100;X 160 Z-130 F 100;或：G01 W-70 F100;U65 W-60 F 100;或：G01 Z-70 F100;U65 Z-130 F 100;第20页/共133页基本加工类指令 在数控车床上，可利用G01指令进行倒角和倒圆角编程。编程实例5-2：倒角编程，如图5.6(a)所示。加工程序：N001 G01 Z-20 C4 F0.2;N002 X50 C2;N003 Z-40;编程实例5-3：倒圆角编程，如图5.6(b)所示。加工程序：N001 G01 Z-20 R4 F0.2;N002 X50 R2;N003 Z-40;第21页/共133页基本加工类指令 图5.5 G01直线插补第22页/共133页基本加工类指令 图5.6 倒角和倒圆角 第23页/共133页基本加工类指令 3.圆弧插补指令G02、G03(模态指令)圆弧插补指令是使刀具在指定的平面内，按给定的进给速度从圆弧的起点沿圆弧移动到圆弧的终点。圆弧插补分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。顺时针圆弧和逆时针圆弧的判断方法是，沿与圆弧所在平面(如XOZ面)相垂直的另一坐标的负方向(-Y)看去，顺时针为G02，逆时针为G03。由于数控车床的刀架位置有两种形式，分为刀架在操作者外侧(如图5.7(b)所示)和操作者一侧(如图5.7(a)所示)，所以应根据刀架的位置判别圆弧插补的顺逆。圆弧插补有两种编程格式：圆弧圆心相对起点坐标(I、K)的坐标值编程；圆弧半径R编程。格式：G02(G03)X(U)_Z(W)_I_K_F_;或：G02(G03)X(U)_Z(W)_R_F_;第24页/共133页基本加工类指令 图5.7 圆弧的顺、逆方向与刀架位置的关系 第25页/共133页螺纹加工指令 数控系统提供的螺纹加工指令包括单一螺纹指令和螺纹固定循环指令。1.等螺距螺纹G32(模态指令)该指令是单一螺纹加工指令，车刀进给运动严格根据输入的螺纹导程进行，但刀具的切出、切入、返回均需编入程序。用于加工等距直螺纹、锥形螺纹、涡形螺纹。格式：G32X(U)_Z(W)_F_;第26页/共133页螺纹加工指令 2.螺纹切削循环指令G92螺纹切削循环指令把“切入螺纹切削退刀返回”四个动作作为一个循环，用一个程序段来指令。该指令适用于直螺纹和锥螺纹的循环加工，如图5.11所示。格式：G92 X(U)_ Z(W)_I_ F_;说明：X(U)、Z(W)为螺纹切削的终点坐标值；I为螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I=0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。第27页/共133页螺纹加工指令 3.车螺纹复合循环指令G76螺纹切削复合循环指令可以完成一个螺纹段的全部加工任务。它的进刀方法有利于改善刀具的切削条件，在编程中应优先考虑应用该指令，车削过程中，除第一次车削深度外，其余各次车削深度自动计算，该指令的执行过程如图5.12所示。格式：G76 P(m)(r)(a)Q(dmin)R(d);G76X(U)_Z(W)_R(i)P(k)Q(d)F(L);第28页/共133页螺纹加工指令 图5.12 螺纹切削复合循环指令G76 图5.12 螺纹切削复合循环指令G76 第29页/共133页简单循环指令 当车削加工时零件加工余量大，一般需要多次重复循环加工，才能车去全部加工余量，为了简化程序，在数控机床的控制系统中，具有不同形式固定循环功能，撤销固定循环分为单一固定循环和符合固定循环。1.外径/内径切削循环G90G90可以实现车削内外圆柱和圆锥面的单一自动固定循环。(1)直线车削循环格式：G90X(U)_Z(W)_F_;说明：X、Z为端面切削的终点坐标值；U、W为端面切削的终点相对于循环起点的坐标，U、W后的符号取决于轨迹1、2的方向。如果轨迹1(2)的方向沿X轴(Z轴)负方向进给，U(W)后符号为负，否则为正。如图5.13所示，使用G90的加工顺序按1234进行，1、4表示快速移动；2、3表示按F指定的进给速度车削外圆面，X(U)、Z(W)给出圆柱终点的位置。(2)锥形切削循环G90。格式：G90 X(U)_Z(W)_R_F_;加工顺序按1、2、3、4进行，如图5.14所示。图5.15所示为刀具轨迹与R取正负的关系。图5.16所示为切削圆锥面，因圆锥起点的X坐标小于终点X坐标值，所以R的数据符号为负。程序段：G90 X50 Z-25 R5;第30页/共133页简单循环指令 图5.13 G90指令切削圆柱面循环动作第31页/共133页简单循环指令 图5.14 G90指令切削圆锥面循环动作第32页/共133页简单循环指令 图5.15 刀具轨迹与R取正负的关系第33页/共133页简单循环指令 图5.16 G90指令切削圆锥面第34页/共133页简单循环指令 2.端面车削循环G94G94指令可实现端面加工固定循环(1)平端面切削循环G94。格式：G94X(U)_ Z(W)_ F_;说明：X、Z为端面切削的终点坐标值；U、W为端面切削的终点相对于循环起点的坐标。U、W的符号取决于刀具轨迹的方向。如图5.17所示，使用G94的加工顺序按1234进行，1、4表示快速移动，2、3表示按F指定的进给速度车削外圆面，X(U)、Z(W)给出端面终点的位置。(2)锥面切削循环G94格式：G94X(U)_ Z(W)_R_ F_;第35页/共133页简单循环指令 图5.17 G94指令平端面车削循环动作 第36页/共133页复合循环指令 在数控机床上加工棒料或铸锻件，加工余量较大，需要经过粗加工、精加工才能达到要求，粗加工时需要多次重复加工，即使利用固定循环指令编程，程序也很复杂，采用复合循环指令编程，可以大大简化加工程序。1.粗车循环(G71)该指令适合车削棒料毛坯的大部分余量。指令G71进行纵向粗车循环(内、外径粗车循环)。如图5.20所示。第37页/共133页复合循环指令 图5.20 粗车循环G71指令刀具循环路径 第38页/共133页复合循环指令 2.平端面粗车循环(G72)采用G72进行横向粗车循环，切削过程平行于X轴，如图5.21所示。格式：G72W(d)R(e)G72P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f)S(s)T(t)说明：字符的含义与G71相同。第39页/共133页复合循环指令 图5.21 平端面粗车循环G72 第40页/共133页复合循环指令 3.型车复循环(G73)G73功能可以车削固定的图形，有效地切削铸造成型，锻造成型或已粗车成型的工件，如图5.22所示。第41页/共133页复合循环指令 图5.22 型车复循环G73 第42页/共133页复合循环指令 4.精车循环(G70)用G71、G72和G73粗车后，用G70指令实现精加工。格式：G70 P(ns)Q(nf)说明：(1)ns是指定精加工程序第一个程序段的顺序号。(2)nf是指定精加工程序最后一个程序段的顺序号。(3)在G71、G72、G73程序段中规定的F、S、T功能无效，但在执行G70时顺序号“ns”和“nf”之间指定的FS和T有效。(4)当G70循环加工结束时，刀具返回到起点并读下一个程序段。编程实例5-9：采用粗车循环指令G71和精车循环指令G70加工如图5.23所示的工件，毛坯为140mm的棒料，刀具从P点开始，运动到循环起点C，利用G71，G70指令编程，粗车循环背吃刀量为7mm，径向加工余量和横向余量均为2mm。第43页/共133页复合循环指令 图5.23 G71和G70的加工实例 第44页/共133页刀具补偿类指令 在实际加工中，为了提高刀具寿命和降低加工表面的粗糙度，实际加工的刀尖不是理想尖锐的，其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，其半径值难于得到准确值。通常将车刀刀尖作为一点来考虑，编程和对刀操作以理想尖锐的车刀刀尖进行编程时，实际上刀尖处存在圆角，如图5.24所示。当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。但在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象，如图5.25所示。具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。目前大多数数控车床多具有刀具半径补偿功能，可以根据刀尖的实际情况，选择刀位点的轨迹，为编制程序提供方便。编程时，只要按工件的实际轮廓尺寸编程，不必考虑刀具的刀尖圆弧半径的大小，加工时由有数控系统将刀尖圆弧半径加以补偿消除加工误差，即可加工出所要求的工件来。G40：取消刀具半径补偿，按程序路径进给。G41：左偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。G42：右偏刀具半径补偿，按程序路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。第45页/共133页刀具补偿类指令 图5.24 刀尖半径与理想刀尖 第46页/共133页刀具补偿类指令 图5.25 刀尖圆弧造成的少切与过切 第47页/共133页刀具补偿类指令 1.假想刀尖位置方向具有刀具补偿功能的数控系统，除要利用刀具的补偿值外，由于车刀假想的刀尖与相对刀尖圆角中心的方位和刀具移动的方向有关，需确定刀尖的方位，确定补偿值，假想的刀尖的方位有8种，分别用18数字代码表示。同时规定，假想刀尖取圆角中心位置时，代码0和9，也可以认为无补偿。如图5.26所示，常用车刀的类型的刀尖位置代码，外圆、端面车刀(左偏刀)为3，外圆、端面车刀(右偏刀)为4，切槽刀为3、4，内孔车刀为1、2，内孔车刀为1、6。2.车刀X轴和Z轴的补偿值的确定对应每把刀具的补偿包括一组偏置量X、Z，刀具半径补偿值量和刀尖方位号。一般根据所选刀片的型号查出其刀尖圆角半径，对应图确定刀尖方位代码。通过机床操作面板上的功能键OFFSET，分别设定修改这些参数。数控加工时，根据相应的指令进行调用，提高零件的加工精度。第48页/共133页刀具补偿类指令 图5.26 刀尖圆弧的指定方法 第49页/共133页子程序指令 在主程序中，调用子程序的指令是一个程序段，其格式随具体的数控系统而定，BEIJING-FANUCO系统调用子程序的格式：M98 P 子程序格式：O(子程序号)M99说明：P后的前3位数为子程序被重复调用次数，当不指定重复次数时，子程序只调用一次。后四位数为子程序号。M99为子程序结束，并返回主程序。编程实例5-10：利用子程序编程，加工如图5.27所示的零件，毛坯直径32mm，长度77mm，槽宽2mm。第50页/共133页子程序指令 图5.27 子程序应用实例 第51页/共133页车削编程实例 1.轴类零件编程实例5-11：车削加工编程实例，数控车床车削工件图样如图5.28所示，加工外螺纹，锥、弧面，退刀槽等表面。设备：CKA6150。确定工件的装夹方式及加工工艺路线：(1)采用工件的左端面和毛坯外圆作为定位基准，使用普通三爪卡盘夹紧工件，先车出右端面，并依此面的中心为原点建立工件坐标系。(2)确定数控加工刀具，根据零件的加工要求，选用外圆粗车刀，外圆精车刀，切槽刀，螺纹刀各一把，刀具的编号依次为T01、T02、T03、T04。(3)零件的数控加工工艺步骤。车右端面(主轴转速500r/min，进给速度0.15mm/r)。自右向左粗车外轮廓(主轴转速500r/min，进给速度0.15mm/r)。自右向左精车外轮廓(主轴转速1000r/min，进给速度0.08mm/r)。车螺纹(主轴转速300r/min，进给速度4mm/r)。切断，并保总长195mm(主轴转速500r/min，进给速度0.05mm/r)。第52页/共133页车削编程实例 图5.28 车削加工编程实例 第53页/共133页车削编程实例 2.套类零件编程实例5-12：加工内孔编程，外圆已加工直径为40mm，长度37mm，毛坯孔18mm，零件如图5.29所示。第54页/共133页车削编程实例 图5.29 车削内孔编程实例 第55页/共133页5.3 数控车床的基本操作 u系统数控车床介绍 u系统数控车床操作面板功能 u数控车床操作方法及步骤 u程序的创建、编辑和输入/输出 u设定和显示数据 u数控车床的运转及对刀操作 第56页/共133页5.3 数控车床的基本操作 第57页/共133页系统数控车床介绍 数控机床的技术参数，反映了机床的性能及加工范围，主要包括最大回转直径、最大车削长度、各坐标轴行程、主轴转速范围、切削进给速度范围、定位精度、刀架定位精度等，见表5.6。以CKA6150为例，其具体内容及作用详见表5.7。第58页/共133页系统数控车床介绍 表5.6 数控车床的主要参数指标类 别主要内容作 用尺寸参数X、Z轴最大行程影响加工工件的尺寸范围、编程范围及刀具、工件、机床之间干涉卡盘尺寸最大回转直径最大车削直径尾座套筒移动距离最大车削长度接口参数刀位数，刀具装夹尺寸影响工件及刀具安装主轴头形式主轴孔及尾座锥度、直径第59页/共133页系统数控车床介绍 表5.6 数控车床的主要参数指标类 别主要内容作 用运动参数主轴转速范围影响加工性能及编程参数刀架快进速度、切削进给速度范围动力参数主轴电机功率影响切削负荷伺服电机额定转矩精度参数定位精度、重复定位精度影响加工精度及其一致性刀架定位精度、重复定位精度其他参数外形尺寸、重量影响使用环境第60页/共133页系统数控车床介绍表5.7 CKA6150数控车床的主要参数 名 称参 数名 称参 数机床型号CKA6150刀架的最大X向行程295数控系统BEIJING-FANUCOiMate-TB刀架的最大Z向行程795/1045/1545/2045床身的最大回转直径500主轴转速范围普通452000(r/min)，变频252200(r/min)最大车削直径280/500mm进给交流伺服电机7/7年Nm，3000(r/min)最大车削长度750/1000/1500/2000(mm)主电机功率普通6.5/8，变频7.5刀架工位数4(回转式)定位精度(X/Z)0.03/0.04(mm)主轴锥孔前端90mm，1:20重复定位精度(X/Z)0.012/0.016(mm)第61页/共133页系统数控车床操作面板功能 数控机床的配置不同，使得操作和控制面板的布局也不同，现以CKA6150型数控机床(BEIJINGFANUCOiMate-TB数控系统)为例，介绍机床的操作、控制面板及软件功能。数控机床的操作面板有两部分组成：一部分为数控系统的操作面板；另一部分为机床操作面板。第62页/共133页系统数控车床操作面板功能 1.数控系统操作面板的组成及其使用方法CKA6150型数控机床的数控系统操作面板是由LCD/MDI单元、MDI键盘和功能键 组成。第63页/共133页系统数控车床操作面板功能 2.机床操作面板的组成图5.32所示为CKA6150型数控车床(BEIJINGFANUCOiMate-TB数控系统)操作面板。操作面板上各开关、按钮的功能与主要使用方法如下。第64页/共133页系统数控车床操作面板功能 图5.32 CKA6150型数控车床操作面板 第65页/共133页系统数控车床操作面板功能 3.循环控制部分(1)“循环启动”按键在自动方式下，按下“循环启动”按键，CNC开始执行一个加工程序或单段指令，在执行程序时该按键内的指示灯亮，当执行完毕时指示灯灭。(2)“单段”按键单段仅对自动方式有效。灯亮时有效，执行完一个程序段，机床停止运行，若按“循环启动”按键后，再执行一个程序段，机床运动又停止。(3)“进给保持”按键在自动方式下，按下进给保持按键，CNC将暂时停止一个加工程序或单段指令。当按下LCD/MDI面板的复位键后，则终止程序的暂停状态。(4)“跳选”按键跳选任选程序或附加任选程序段，仅对自动方式有效，按下“跳选”按键，指示灯亮，表示“程序段跳转”功能有效。在程序段跳选功能有效时，运行程序中带有“/”标记的程序段不执行，也不能进入缓冲寄存器，程序执行转到程序段的下一段，即无“/”标记的程序段。第66页/共133页系统数控车床操作面板功能(5)“空运行”按键仅对自动方式有效，机床以恒定进给速度运动而不执行程序中所指定的进给速度。该功能可用来在机床不装工件的情况下，检查机床的运动。通常在编辑加工程序后，试运行程序时使用，不能用于实际的工件切削中。(6)机床锁住机床锁住可以在不移动机床的情况下监测位置显示的变化。所有轴机床锁住信号或各个轴机床锁住信号有效，在手动运行或自动运行中，停止伺服电机输出脉冲，但依然在进行指令分配，绝对坐标和相对坐标也得到更新，所以操作者可以通过观察位置的变化来检查指令编制是否正确，通常该功能用于加工程序的指令和位移的检查。(7)DNC运行DNC是自动运行的一种方式，由于像模具加工这样的程序都属于三维实体，加工程序很长，多则几十至几百兆，它们只能存放在计算机硬盘中，当需要加工时，利用电缆连接计算机和数控系统的RS-232口，通过DNC软件把加工程序一部分、一部分地传递给数控系统。机床运行完一部分程序后，会请求计算机再发送另一部分。第67页/共133页系统数控车床操作面板功能 4.刀台控制机床有四工位或六工位，在程序或手动数据输入的方式下，可以任意选择刀具工位。例如：在MDI方式下，输入T0404，按启动按键，即可选择刀T04到工作位置。第68页/共133页系统数控车床操作面板功能 5.切削液控制切削液开关通过按键控制。按“冷却”按键，指示灯亮切削液开；再按“冷却”按键，指示灯灭，切削液关。在任何情况下，随时控制切削液的开关。第69页/共133页系统数控车床操作面板功能 6.程序保护“程序保护”键用于防止零件程序、偏移值、参数存储的设定数据被错误地存储、修改或清除。在编辑方式下，通过钥匙将开关接通，就可以编辑、修改加工程序。在执行加工程序之前，必须关断程序保护开关。第70页/共133页数控车床操作方法及步骤 工件加工程序编制完成后，就可以操作机床对工件进行加工，下面以FANUCOi-Mate-TB系统的CAK6150数控车床为例介绍机床的操作。第71页/共133页数控车床操作方法及步骤 1.开机和回参考点1)开机前的检查开机前的检查包括：检查机床的防护门、电箱门等是否关好；检查润滑装置上油标的液面位置；检查切削液的液面是否高于水泵吸入口；按机床使用说明书中规定的注意事项检查。上电后检查在LCD上是否出现机床的初始位置坐标。2)手动回参考点当机床采用增量式测量系统，断电后，其上的数控系统就失去对参考点坐标的记忆，当再次启动数控系统的电源后，必须先进行回参考点的操作，以确定机床的零点。回参考点只有在JOG方式下才能进行，操作步骤：用机床控制面板上的“参考点”键启动回参考点运行；按坐标轴方向键“X、Z”点动，使每一个坐标轴逐一回参考点；通过选择另一种运行方式可以结束该功能。当机床采用绝对值编码器，机床启动后不需回参考点操作。例如CKA6150数控车床不需回参考点操作。第72页/共133页数控车床操作方法及步骤 2.手动操作机床1)JOG.进给(手动连续进给)在JOG方式下，按机床操作面板上的进给轴和方向选择开关，机床沿选定轴的选定方向移动。第73页/共133页数控车床操作方法及步骤 3.手轮移动在手轮方式下，可旋转机床操作面板上的手摇脉冲发生器而连续不断地移动。用坐标轴选择开关选择移动轴。手轮进给步骤如下。(1)按“手摇”(HANDEL)开关，它是方式选择开关之一。(2)按“手轮进给轴选择”开关，选择一个机床要移动的轴。(3)按手轮进给倍率开关，选择机床移动的倍率。手摇脉冲发生器转过一个刻度机床移动的最小距离等于最小增量单位。(4)旋转手轮，机床沿选择轴移动。选择“手轮360”，机床移动距离相当于100个刻度的距离。第74页/共133页数控车床操作方法及步骤 4.自动运行1)存储器运行程序预先存在存储器中。当选定了一个程序并按了机床操作面板上的“循环启动”按键时，开始自动运行，而且循环启动灯(LET)点亮。在自动运行期间当按了机床操作面板上的“进给暂停”时，自动运行停止。再按一次“循环启动”按键时，自动运行恢复。按下MDI上的RESET键，自动运行结束并进入复位状态。存储器运行的操作步骤 如下。第75页/共133页数控车床操作方法及步骤 5.机床的试运行试运行用来在实际加工之前检查机床是否按所编制的程序运行。(1)机床锁住按操作面板上的“机床锁住”按键，执行加工程序，机床不动，显示器上只显示刀具位置的变化。在机床锁住状态下，M、S、T指令被执行。(2)空运行在自动运行期间按机床操作面板上“空运行”按键，机床以参数设定的进给速度移动，而不以程序指定的进给速度移动。该功能用于工件从工作台上卸下时检查机床的运动。(3)单程序段按单程序段键启动单段程序段方式，当按下“循环启动”按键，执行程序中的一个程序段，然后机床停止。再按“循环启动”按键执行下一个程序段。在单程序段方式中一段一段地执行程序来检查程序。当机床的试运行完成，且由加工程序控制机床加工过程正确，就可以进行机床的实际切削，如果工件的加工程序正确，且加工出了符合零件图样要求的工件，便可连续执行程序，进行工件的正式加工。第76页/共133页程序的创建、编辑和输入/输出 1.程序的创建在FANUC系统数控车床中可以采用下述方法来创建程序。包括MDI键盘方式，示教方式，编程图形对话编程和自动编程设备。第77页/共133页程序的创建、编辑和输入/输出 2.输入程序输入程序是指将程序从软盘或NC纸带输入到CNC中。操作实例5-2：输入程序。(1)确认输出设备已准备就绪。(2)按机床操作面板上的EDIT键，进入EDIT方式。(3)当使用软盘时，检索要求的文件(检索软盘输入要检索的文件号为N0)。(4)按功能键PROG，显示屏幕出现程序内容界面或程序目录界面。(5)按软键(OPRT)。(6)按最右边软键(菜单继续键)。(7)在输入地址O后，给程序指定一个程序号。当此处不指定程序号时，就指定软盘或NC纸带上使用的程序号。(8)按软键READ和EXEC，程序被输入而且由第(7)步指定的程序号分配给程序。第78页/共133页程序的创建、编辑和输入/输出 3.输出程序输出程序是指将CNC单元的存储器中存储的程序输出到软盘或NC纸带上。操作实例5-3：输出程序。(1)确认输出设备已准备就绪。(2)为输出到NC纸带，用参数指定穿孔代码(ISO或EIA)。(3)按机床操作面板上的EDIT按键。(4)按功能键PROG，显示屏幕出现程序内容显示界面或程序目录界面。(5)按软键(OPRT)。(6)按最右侧软键(菜单继续键)。(7)输入地址O。(8)输入程序号。如果输入-9999则存储器中的全部程序被输出。为了同时输出多个程序，指定程序范围如下。Oxxxx，O即从程序号xxxx到程序号的程序被输出。当参数第3107号第4位(SQR)设定为1时程序库界面显示的程序号按升序排列。(9)按软键PUNCH和EXEC，指定的程序被输出。第79页/共133页程序的创建、编辑和输入/输出 4.程序的编辑对程序输入后发现的错误，或是程序检查中发现的错误，必须进行修改，即对某些字要进行修改、插入、删除和替换。程序编辑还包括整个程序的删除和自动插入顺序号。第80页/共133页程序的创建、编辑和输入/输出 5.复制整个程序复制程序可建立新程序。如图5.40所示，图中用复制程序号为xxxx的程序建立了一个程序号为yyyy的新程序，除复制操作建立的程序号外均与原程序一样。复制整个程序的步骤：进入EDIT方式。按功能键PROG。按软键(OPRT)。按菜单继续键。按软键EX-EDT。检查被复制程序的界面是否被选中并按软键COPY。按软键ALL。输入新程序号(用数字键)并按INPUT键。按软键EXEC。第81页/共133页程序的创建、编辑和输入/输出 6.合并程序在当前的任意位置可插入另一程序，如图5.41所示，程序号为Oxxxx的程序与程序号为Oyyyy的程序合并，在合并操作之后Oyyyy程序仍保持不变。合并程序的步骤如下。(1)执行复制整个程序中第步至第步。(2)检查要编辑的程序是否已被选中，并按软键MERGE。(3)移动光标到另一程序的要插入的位置，并按软键CRSR或BTTM。(4)输入要插入程序的程序号(用数字键)并按INPUT键。(5)按软键EXEC。第82页/共133页设定和显示数据 为了操作CNC机床，CNC用的各种数据必须在LCD/MDI上设定。在操作期间，操作者可以用显示的数据监控操作状态。第83页/共133页设定和显示数据 1.按下功能键POS显示的界面