上篇基础篇-1 数控车床实训基础[高教课堂].ppt

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1、上篇 基 础 篇,1 数控车床实训基础,1,教学运用,1 数控车床实训基础,1.1 数控车床维护保养与安全使用 1.1.1 数控车床安全操作规程 1.1.2 数控车床的维护保养 1.2 数控车床的功能特点 1.3 数控车床编程基础知识 1.3.1 数控车床的坐标系 1.3.2 编程规则 1.3.3 BEIJING-FANUC 0i Mate-TC系统 编程指令 1.4 数控车工职业技能鉴定标准,2,教学运用,1.1 数控车床安全使用与维护保养,数控车床是自动化程度高、结构复杂且又昂贵的先进加工设备，数控车床使用寿命的长短和效率的高低，不仅取决于机床的精度和性能，很大程度上取决于它的正确使用及维

2、护。正确的使用能防止机床非正常磨损，避免突发事故；精心的维护可使机床保持良好的技术状态，降低数控车床的故障率，从而充分发挥数控车床的功效。操作人员必须严格按照数控车床的操作规程进行操作，并按照数控车床定期维护的内容和要求对进行机床的维护和保养。 1.1.1 数控车床安全操作规程 1.1.2 数控车床的维护保养,3,教学运用,1.1.1 数控车床安全操作规程,（1）操作人员必须熟悉机床使用说明书等有关资料。如：主要技术参数、传动原理、主要结构、润滑部位及维护保养等一般知识。 （2）开机前应对机床进行全面细致的检查，确认无误后方可操作。 （3）机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活，机床

3、有无异常现象。 （4）检查电压、油压是否正常，有手动润滑的部位先要进行手动润滑。 （5）各坐标轴手动回零（机床参考点）。,4,教学运用,1.1.1 数控车床安全操作规程,（6）程序输入后，应仔细核对。其中包括对代码、地址、数值、正负号、小数点及程序格式。 （7）正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。 （8）输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号及小数点进行认真核对。 （9）未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利运行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。 （10）无论是首次加工的零件，还是重复加工的零件，首件都必须对照图纸、工艺规程、加工程序和刀具调整卡，进行试切。,5,教学运

4、用,1.1.1 数控车床安全操作规程,（11）试切时快速进给倍率开关必须打到较低档位。 （12）每把刀具首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。 （13）试切进刀时，在刀具运行至工件表面处3050mm处，必须在进行进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。 （14）试切和加工中，刃磨刀具和更换后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。 （15）程序修改后，对修改部分要仔细核对。 （16）手动进给连续操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，运动方向是否正确，然后再进行操作。,6,教学运用,1.1.1 数控车床安全操作规程,（17）必须在确认工件夹紧后才能启动

5、机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。 （18）操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须立即停车处理。 （19）加工完毕，清理机床。,7,教学运用,1.1.2 数控车床的维护保养,1.1.2.1 日常点检要点 1.1.2.2 月检查要点 1.1.2.3 六个月检查要点,8,教学运用,1.1.2.1 日常点检要点,（1）接通电源前 a.检查冷却液、液压油、润滑油的油量是否充足。 b.检查工具、量具等是否已准备好。 c.切屑槽内的切屑是否已处理干净。,9,教学运用,1.1.2.1 日常点检要点,（2）接通电源后 a.检查操作盘上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置。

6、b. CRT 显示屏上是否有任何报警显示，若有问题应及时予以处理。 c.液压装置的压力表是否指示在所要求的范围内。 d.各控制箱的冷却风扇是否正常运转。 e.刀具是否正确夹紧在刀夹上，刀夹与回转刀台是否可靠夹紧，刀具是否有损伤。 f.若机床带有导套、夹簧，应确认其调整是否合适。,10,教学运用,1.1.2.1 日常点检要点,（3）机床运转后 a.运转中，主轴、滑板处是否有异常噪音。 b.有无与平常不同的异常现象。如：声音、温度、裂纹、气味等。,11,教学运用,1.1.2.1 日常点检要点,（4）数控车床的停止 a.检查循环情况 控制面板上循环启动的指示灯LED熄灭，循环启动应在停止状态。 b.

7、检查可移动部件 车床的所有可移动部件都应处于停止状态。 c.检查外部设备 如有外部输入/输出设备，应全部关闭。 d.关闭机床操作电源按操作面板上电源断电按钮（红色）。此时操作面板上电源的指示灯熄灭，机床液压泵也随之关闭。 e.关闭机床电源 将电源开关的手柄拨到关闭挡，关闭机床电源。此时电器柜的冷却风扇随之关闭。如果较长时间不用机床，可关闭机床供给电源。,12,教学运用,1.1.2.2 月检查要点,（1）检查主轴的运转情况。主轴以最高转速一半左右的转速旋转30分钟，用手触摸壳体部分，若感觉温和即为正常。以此了解主轴轴承的工作情况。 （2）检查X、Z轴的滚珠丝杠，若有污垢，应清理干净。若表面干燥，

8、应着重检查润滑油泵及输油导管情况 。 （3）检查X、Z轴超程限位开关、各急停开关是否动作正常。可用手按压行程开关的滑动轮，若 CRT 上有超程报警显示，说明限位开关正常。顺便将各接近开关擦拭干净。 （4）检查刀台的回转头、中心伞齿轮的润滑状态是否良好，齿面是否有伤痕等。,13,教学运用,1.1.2.2 月检查要点,（5）检查导套装置 a.检查导套内孔状况，看是否有裂纹、毛刺。若有问题，予以修整。 b.导套前面盖帽内是否积存切屑。若有切屑，需清理干净。 （6）检查冷却液槽内是否积存切屑。若切屑堆积较多，应予以清理。,14,教学运用,1.1.2.2 月检查要点,（7）检查液压装置 a.检查压力表的

9、动作状态。通过调整液压泵的压力观察压力表的指针是否上下变化灵活。 b.检查液压管路是否有损坏，各管接头是否有松动或漏油现象。 （8）检查润滑油装置 a.检查润滑泵的排油量是否合乎要求。 b.检查润滑油管路是否损坏，管接头是否有松动、漏油现象。,15,教学运用,1.1.2.3 六个月检查要点,（1）检查主轴 a.检查主轴孔的振摆。将千分表探头嵌入卡盘套筒的内壁，然后轻轻地将主轴旋转一周，指针的摆动量小于出厂时精度检查表的允许值即可。 b.检查主轴传动用V型皮带的张力及磨损情况。 c.检查编码盘的弹性联轴节及同步皮带的张紧力和磨损情况 。 （2）检查刀台。主要看换刀时其换位动作的圆滑性，以刀台夹紧

10、、松开时无冲击为好。 （3）检查导套装置。主轴以最高转速的一半运转30分钟，用手触摸壳体部分无异常的发热及噪音为好。此外用手沿轴向拉导套，检查其间隙是否过大。,16,教学运用,1.1.2.3 六个月检查要点,（4）检查加工装置 a.检查主轴分度用齿轮系的间隙。以规定的分度位置沿回转方向摇动主轴，以检查其间隙，若间隙过大应进行调整。 b.检查刀具主轴驱动电机侧的齿轮润滑状态。若表面干燥应涂敷润滑脂。 （5）检查润滑油箱浮子开关的动作状况。可将润滑油箱中的油液抽出，看浮子落至警戒线以下时，机床是否有报警指示从而判断浮子开关的好坏 。 （6）检查直流伺服系统的直流电机。若换向器表面脏，应用白布沾酒精

11、予以清洗；若表面粗糙，用细金相砂纸予以修整；若电刷长度为10毫米以下时，予以更换。,17,教学运用,1.1.2.3 六个月检查要点,（7）检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好；检查各印刷电路板是否干净；检查主电源变压器、各电机的绝缘电阻应在l兆欧以上。 （8）检查断电后保存机床参数、工作程序用的后备电池的电压值，看情况予以更换。,18,教学运用,1.2 数控车床的功能特点,结合沈阳机床厂生产的CAK6136/750型数控车床,介绍数控车床的功能特点。该数控车床操作系统是采用FANUC 0i Mate-TC型数控系统,两轴选用FANUC伺服驱动器及伺服电机组成半闭环系统,具备加工精

12、度高,性能稳定可靠等特点。CAK 6136/750 型数控车床能对两坐标（X,Z）轴进行连续伺服自动控制,能自动实现直线插补、圆弧插补和多种固定循环、复合循环等简易编程操作。其设备用途广泛,能担负各种车削工作。如车削各种零件的内、外圆柱表面、端面、圆锥面、球面、回转曲面、切槽、公英制螺纹、圆锥螺纹及钻、铰、镗孔等车削加工。适用于多品种、中小批量产品的加工。,19,教学运用,1.2 数控车床的功能特点,CAK6136/750型数控车床的外形如图1-1所示。该车床床身为卧式平床身，整体布局合理，采用HT300高强度铸件，刚性好，不易变形。导轨经中频淬火后，精密磨削，有较高的硬度，和耐磨性。两轴传动

13、采用高精密滚珠丝杠驱动，主轴采用单主轴结构，转速高，可达到4000转。稳定切削可达3000转，变频电机配变频器， 改变频率，使主轴无极调速，可进行恒速切削。系统且有图形显示功能、帮助功能、屏幕硬拷贝功能，采用ISO国际数控代码编程，并支持多种简化编程功能（固定循环、复合循环、多重子程序嵌套 ），程序可手动输入、PCMCIA卡及RS232接口输入输出功能 。,20,教学运用,1.3 数控车床编程基础知识,1.3.1 数控车床的坐标系 1.3.2 编程规则 1.3.3 BEIJING-FANUC 0i Mate-TC系统的 编程指令,21,教学运用,1.3.1 数控车床的坐标系,数控车床的坐标系及

14、其运动方向，在国际标准中有统一规定。 1.3.1.1 规定原则 1.3.1.2 坐标轴确定的方法及步骤 1.3.1.3 数控车床的机床坐标系 1.3.1.4 编程坐标系,22,教学运用,1.3.1.1 规定原则,标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿坐标系，用右手螺旋法则判定，如图1-2所示。右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分别代表+X、+Y、+Z轴。围绕+X、+Y、+Z轴的回转运动分别用+A、+B、+C表示，其正向用右手螺旋法则确定。与+X、+Y、+Z、+A、+B、+C相反的方向用带“”的+X、十Y、+Z、+A、+B、+C表示。 国际标准规定使刀具与工件距离增大的方向为运动的正方向。,23,教学

15、运用,1.3.1.1 规定原则,24,教学运用,1.3.1.2 坐标轴确定的方法及步骤,（1）Z轴 一般取产生切削力的主轴轴线为Z轴，刀具远离工件的方向为正向，如图1-3所示。 （2）X轴 一般位于平行工件装夹面的水平面内。对于数控车床，在水平面内取垂直工件回转轴线（Z轴）的方向为X轴，刀具远离工件的方向为正向，如图1-3所示。,25,教学运用,1.3.1.2 坐标轴确定的方法及步骤,26,教学运用,1.3.1.3 数控车床的机床坐标系,通常，当数控车床配置后置式刀架时，其机床坐标系如图1-4所示，Z轴与车床导轨平行（取卡盘中心线），正方向是离开卡盘的方向；X轴与Z轴垂直，正方向为刀架远离主轴

16、轴线的方向。 数控车床坐标系的原点也称机床原点或机械原点，如图1-4所示的O点，从机床设计的角度来看，该点位置可任选，但从使用某一具体机床来看，这点却是机床上一个固定的点。,27,教学运用,1.3.1.3 数控车床的机床坐标系,图1-4 数控车床的机床坐标系,28,教学运用,1.3.1.3 数控车床的机床坐标系,与机床原点不同但又很容易混淆的另一个概念是机床零点，它是机床坐标系中一个固定不变的极限点，即运动部件回到正向极限的位置。在加工前及加工结束后，可用控制面板上的“回零”按钮使刀架退到该点。对数控车床而言，机床零点是指车刀退离主轴端面和中心线最远而且是某一固定的点，如图1-4所示的O点。O

17、点在机床出厂时，就已经调好并记录在机床使用说明书中供用户编程使用，一般情况下，不允许随意变动。,29,教学运用,1.3.1.4 编程坐标系,编程坐标系又称工件坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应是右手笛卡儿坐标系。工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。（图1-5） 编程坐标系的原点，也称编程原点或工件原点，其位置由编程者确定，工件原点最好与设计基准或装配基准重合，以利于编程（一般将回转轴线定为X0，工件端面定为Z0） 。,30,教学运用,1.3.1.4 编程坐标系,图1-5 工件坐标系,31,教学

18、运用,1.3.2 编程规则,1.3.2.1 数控加工程序的构成 1.3.2.2 数控加工程序的分类,32,教学运用,1.3.2.1 数控加工程序的构成,在数控车床上加工零件，首先要编制程序，然后用该程序控制机床的运动。数控指令的集合称为程序。在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。 一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干个程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。,33,教学运用,1.3.2.1 数控加工程序的构成,不同的数控系统，程序号地址也有所差别。FANUC系统必须用字母“O”作为程序号的地址码。,（1）程序号 程序号也称程序

19、名，为了区分每个程序，对程序要进行编号，程序号由程序号地址和程序的编号组成，程序号必须放在程序的开头。如：,34,教学运用,1.3.2.1 数控加工程序的构成,（2）程序段的格式和组成 程序段的格式可分为地址格式、分隔地址格式、固定程序段格式和可变程序段格式等。其中以可变程序段格式应用最为广泛，所谓可变程序段格式就是程序段的长短是可变的。例如：,35,教学运用,1.3.2.1 数控加工程序的构成,其中N是程序段地址符，用于指定程序段号；G是指令动作方式的准备功能地址，G01为直线插补；X、Z是运动终点坐标轴地址；F是进给速度指令地址，其后的数字表示进给速度的大小，例如F200表示进给速度为20

20、0mm/min。,36,教学运用,1.3.2.1 数控加工程序的构成,程序段号加上若干个程序字就可组成一个程序段。在程序段中表示地址的英文字母可分为尺寸地址和非尺寸地址两种。表示尺寸地址的英文字母有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、I、J、K、A、B、C、D、E、R、H共18个字母。表示非尺寸地址有N、G、F、S、T、M、L、O等8个字母。,（3）“字” 一个“字”的组成如下所示：,37,教学运用,1.3.2.2 数控加工程序的分类,数控加工程序可分为主程序和子程序，子程序的结构同主程序的结构一样。在通常情况下，数控车床是按主程序的指令进行工作的，但是，当主程序中遇到调用子程序的指令时，控制转到

21、子程序执行。当子程序遇到返回主程序的指令时，控制返回到主程序继续执行。一般情况下，FANUC系统最多能存储200个主程序和子程序。在编制程序时，若相同模式的加工在程序中多次出现，可将这个模式编成一个子程序，使用时只需通过调用子程序命令进行调用，这样就简化了程序设计。,38,教学运用,1.3.3 BEIJING-FANUC 0i Mate-TC 系统的编程指令,在数控加工程序中，主要有准备功能G指令和辅助功能M指令。G、M指令分别由地址符G、M及两位数字组成，数字从0099。 1.3.3.1 G指令 1.3.3.2 M指令,39,教学运用,1.3.3.1 G指令,G指令是用来规定刀具和工件的相对

22、运动轨迹（即插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作的。不同的数控系统，G指令的功能不同，编程时需参考机床制造厂的编程说明书。,40,教学运用,1.3.3.1 G指令,表1-1a BEIJING-FANUC 0i Mate-TC数控系统G指令表,41,教学运用,1.3.3.1 G指令,表1-1b BEIJING-FANUC 0i Mate-TC数控系统G指令表,42,教学运用,1.3.3.1 G指令,表1-1c BEIJING-FANUC 0i Mate-TC数控系统G指令表,43,教学运用,1.3.3.1 G指令,表1-1d BEIJING-FANUC 0i Mat

23、e-TC数控系统G指令表,44,教学运用,1.3.3.1 G指令,表1-1e BEIJING-FANUC 0i Mate-TC数控系统G指令表,45,教学运用,1.3.3.1 G指令,表1-1中的G功能以组别可区分为二类，属于“00”组别者，为非模态指令；属于“非00”组别者，为模态指令。 模态指令又称续效指令，一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令或被其他指令取消时才失效。编写程序时.与上段相同的模态指令可省略不写。不同组模态指令编在同一程序段内，不影响其续效。 非模态指令，又称非续效指令，其功能仅在出现的程序段中有效。,46,教学运用,1.3.3.2 M指令,M指令

24、是控制数控车床“开、关”功能的指令，主要用于完成加工操作时的辅助动作。 M指令有模态与非模态之分，常用M指令的功能及应用如下： （1）程序停止 指令：M00 功能：执行包含M00的程序段后，机床停止自动运行，此时所有存在的模态信息保持不变，用循环启动使自动运行重新开始。,47,教学运用,1.3.3.2 M指令,（2）选择停止 指令：M01 功能：与M00类似，执行包含.M01的程序段后，机床停止自动运行，只是当机床操作面板上的选择停开关压下时，这个代码才有效。,48,教学运用,1.3.3.2 M指令,（3）主轴正转、反转、停止 指令：M03、M04、M05 功能：M03、M04可使主轴正、反转

25、，与同段程序其他指令一起开始执行。M05指令可使主轴在该程序段其他指令执行完成后停止转动。 格式：M03 S M04 S M05,49,教学运用,1.3.3.2 M指令,（4）冷却液开、关指令：M08、M09 功能：M08表示开启冷却液，M09表示关闭冷却液。,50,教学运用,1.3.3.2 M指令,（5）子程序调用及返回 指令：M98、M99 功能：M98用于调用子程序，执行M99后控制返回到主程序。,51,教学运用,1.3.3.2 M指令,（6）程序结束 指令：M02或M30 功能：该指令表示主程序结束，同时机床停止自动运行，CNC装置复位。M30还可使控制返回到程序的开始位置 ，故程序结束使用M30比M02要方便些。 说明：该指令必须编在最后一个程序段中。,52,教学运用,1.3.3.2 M指令,对于BEIJING-FANUC 0i系统，一般情况下，在一个程序段中仅能指定一个M代码。但是，设定参数No.3404#7（M3B）=1时，在一个程序段中一次最多可以指定三个M代码。,53,教学运用,1.4 数控车工职业技能鉴定标准,略,54,教学运用,