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1、数控铣床加工仿真,机电工程系6系,数控机床操控面板基础知识,：按下这一键以显示位置屏幕。,：按下这一键以显示程序屏幕。,：按下这一键以显示偏置/设置（SETTING）屏幕。,：按下这一键以显示系统屏幕。,：按下这一键以显示信息屏幕,：按下这一键以显示用户宏屏幕。,功能键,数控机床对刀基础知识,FANUC数控系统分类 FANUC数控系统对刀数 控机床对刀的意义 数控机床对刀的方法,FANUC简介 公司创建于1956年，1959年首先推出了电液步进电机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。进入70年代，微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术得到了飞速发展，FANUC公司毅然

2、舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品，一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随时后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家，产品日新月异，年年翻新。,FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家，该公司自60年代生产数控系统以来，已经开发出40多种的系列产品。 FANUC公司目前生产的数控装置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基础上加了MM

3、C功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。,（1）高可靠性的PowerMate 0系列：用于控制2轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，中文显示的CRTMDI，也可配性能价格比高的DPLMDI。 （2）普及型CNC 0D系列：0TD用于车床，0MD用于铣床及小型加工中心，0GCD用于圆柱磨床，0GSD用于平面磨床，0PD用于冲床。 （3）全功能型的0C系列：0TC用于通用车床、自动车床，0MC用于铣床、钻床、加工中心，0GCC用于内、外圆磨床，0GSC用于平面磨床，0TTC用于双刀架4轴车床。 （4）高性能价格比的0i系列：整体软件功能包，高速、高精度加工，并具

4、有网络功能。0iMBMA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0iTBTA用于车床，4轴2联动，0imate MA用于铣床，3轴3联动；0imateTA用于车床，2轴2联动。,主要系列,FANUC系统的0系列型号划分及适用范围 0D系列： 0TD 用于车床 0MD 用于铣床及小型加工中心 0GCD 用于圆柱磨床 0GSD 用于平面磨床 0PD 用于冲床 0C系统：0TC 用于普通车床、自动车床 0MC 用于铣床、钻床、加工中心 0GCC 用于内、外磨床 0GSC 用于平面磨床 0TTC 用于双刀架、4轴车床 POWER MATE 0：用于2轴小型车床 0i系列：0iMA 用于加工中心、铣床 0iTA

5、 用于车床，可控制4轴 16i 用于最大8轴，6轴联动 18i 用于最大6轴，4轴联动 160/18MC 用于加工中心、铣床、平面磨床 160/18TC 用于车床、磨床 160/18DMC 用于加工中心、铣床、平面磨床的开放式CNC系统 160/180TC 用于车床、圆柱磨床的开放式CNC系统,Fanuc数控系统各键使用 1 ALTER 修改程序及代码 2 INSRT 插入程序 3 DELET 删除程序 4 EOB 完成一句 (END OF BLOCK) 5 CAN 取消(EDIT 或 MDI MODE 情况下使用) 6 INPUT 输入程序及代码 7 OUTPUT START 输出程序及指令

6、 8 OFFSET 储存刀具长度、半径补当值 9 AUX GRAPH 显示图形 10 PRGRM 显示程序内容 11 ALARM 显示发生警报内容或代码 12 POS 显示坐标 13 DGONS PARAM 显示自我诊断及参数功能 14 RESET 返回 停止 15 CURSOR 光标上下移动 16 PAGE 上下翻页 17 O 程序号码由 O0001O9999 18 N 顺序号码由N0001N9999 19 G 准备功能代码 20 X 坐标轴运动方向指令 21 Y 坐标轴运动方向指令 22 Z 坐标轴运动方向指令 23 H 长度补偿功能代码 24 F 进给(FEED)指令,25 R 圆弧半径

7、指令 26 M 辅助功能指令 27 S 主轴指速指令 28 T 刀具号码 29 D 半径补偿功能代码 30 I . J .K 圆弧起点至圆弧中心距离(分别在X,Y,Z轴上) 31 P 子程序调用代码 32 PROGRAM PROTECT 程序记忆保护开关 33 MEMORY 自动执行程序 34 EDIT 编辑 35 MDI 手动编辑 36 SINGL BLOCK 单句执行 37 BLOCK DELET 指定不执行单句程序 (与 / 键共享) 38 OPT STOP 选择性停止 (与M01码共享) 39 DRY RUN 空运行 40 PRG TEST 不执行M.S.T.码指令 41 CYCLE

8、START 循环动(执行程序) 42 CYCLE STOP 循环停止(暂停程序) 43 PRG STOP 程序停止(与M00共享) 44 HOME 返回X.Y.Z.各轴机械原 45 JOG 手动进给(行位或切削) 46 MPG 手动驱动器 50 HIGH 手动快速进给 51 SPDL DEC 主轴(RPM)速 52 SPDL 100% 执行程序中指令速,53 SPDL CW 主轴顺时钟转动 54 SPDL STOP 主轴停止 55 SPDL CCW 主轴逆时钟转动 56 SPDL INC 主轴(RPM)增速 57 Z+,Y+,X+ 机床X.Y.Z.轴往正方向移动 58 Z-,Y-,X- 机床X

9、.Y.Z.轴往负方向移动 59 4-,4+ 机床第四轴 60 TRVRS 执行机床各轴移动指令 61 CLNT ON 供应切削液 62 CLNT OFF 停止供应切削液 63 CLNT AUTO 自动执行供应切削液 64 OVERRIDE 切削速度随控 0-150% 65 EMERGENCY STOP 紧急停止 66 THERMAL ALARM 主轴负荷过热报警 67 LUB ALARM 润滑油不足报警 68 X_MIRROR IMAGE X轴镜像加工功能 69 Y_MIRROR IMAGE Y轴镜像加工功能 70 RAPID OVERRIDE 快速行程?控 71 DNC 直接数控： 由于外部

10、接口设备输入程序至数控机床，而又因子控机床本身记忆容量有限，需要执行边读边做(即同时执行收取程序和执行程序指令动作)，称为DNC操作。当完成DNC操作后，数控机床记忆是不存在的，由DNC输入之程序。 72 BACKGROUD EDIT 背景编程： ( BG-EDIT ) 当数控机床执行自动(AUTO)加工时，可同时输入或编写另一程序，而不需耍停止操作。 73 MANU ABS 手动绝对值 74 PROG RSTAT 程序再起动 75 Z NEGLT 取消执行轴指令 76 AXIS LOCK 取消执行三轴指令 77 B 第五轴,一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根据

11、零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工件原点。 数控车床通电后，须进行回零（参考点）操作，其目的是建立数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床位置传感器决定。由于机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。 在图1中，O是程序原点，O是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。 编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具（刀尖）的运行轨迹。由于刀尖的初始位置（机床原点）与程序原点存在X向偏

12、移距离和Z向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出来并设置进数控系统，使系统据此调整刀尖的运动轨迹。,所谓对刀，其实质就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。,对刀的方法有很多种： 按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀； 按是否采用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀； 按是否采用基准刀，又可分为绝对对刀和相对对刀等。 但无论采用哪种对刀方式，都离不开试切对刀，试切对刀是最根本的对刀方法。,试切对刀步骤如下： 在手动操作方式下，用所选刀具在加工余量范围内试切工件外圆，记下此时显示屏中的X坐标值，记为Xa。

13、（注意：数控车床显示和编程的X坐标一般为直径值）。 将刀具沿Z方向退回到工件端面余量处一点（假定为点）切削端面，记录此时显示屏中的Z坐标值，记为Za。 测量试切后的工件外圆直径，记为。 如果程序原点O设在工件端面（一般必须是已经精加工完毕的端面）与回转中心的交点，则程序原点O在机床坐标系中的坐标为 XoXa-(1） ZoZa 注意：公式中的坐标值均为负值。将Xo、Zo设置 进数控系统即完成对刀设置。,在FANUC数控系统中，有以下几种设置程序原点的方式： 设置刀具偏移量补偿； 用G50设置刀具起点； 用G54G59设置程序原点； 用“工件移”设置程序原点。,程序原点（工件原点）的设置方式,程序

14、原点设置是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用方式、不同的应用条件和不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。,设置刀具偏移量补偿；,（1)设置刀具偏移量补偿车床的刀具补偿包括刀具的“磨损量”补偿参数和“形状”补偿参数，两者之和构成车刀偏移量补偿参数。试切对刀获得的偏移一般设置在“形状”补偿参数中。 试切对刀并设置刀偏步骤如下： 用外圆车刀试车-外圆，沿Z轴退出并保持X坐标不变。 测量外圆直径，记为。 按“OFSET SET”（偏移设置）键进入“形状”补偿参数设定界面将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人X（注意：此处的代表直径值，而不是一符号，以下同），按“测量”键，系统自动

15、按公式（1)计算出X方向刀具偏移量（如图3所示）。 注意：也可在对应位置处直接输人经计算或从显示屏得到的数值，按“输人”键设置。用外圆车刀试车工件端面，沿X轴退出并保持Z坐标不变。 按“OFSET SET”键进人“形状”补偿参数设定界面将光标移到与刀位号相对应的位置后，输人Zo，按“测量”键，系统自动按公式（1)计算出Z方向刀具偏移量。同样也可以自行“输入”偏移量。 设置的刀具偏移量在数控程序中用T代码调用。,这种方式具有易懂、操作简单、编程与对刀可以完全分开进行等优点。同时，在各种组合设置方式中都会用到刀偏设置，因此在对刀中应用最为普遍。,用G50设置刀具起点,用外圆车刀试车一段外圆，沿Z轴

16、退至端面余量内的一点（假定为a点）。 测量外圆直径，记为。 选择“MDI”（手动指令输入）模式，输人GO1 U一F0. 3，切端面到中心（程序原点）。 选择“MDI”模式，输人G50 X0 ZO,按“启动”按钮。把刀尖当前位置设为机床坐标系中的坐标（0,0），此时程序原点与机床原点重合。 选择“MDI”模式，输入GO X150 2200，使刀尖移动到起刀点。该点为刀具离开工件、便于换刀的任意位置，此处假设为b点，坐标为（1.50、200)。 加工程序的开头必须是G50 X150 2200，即把刀尖所在位置设为机床坐标系的坐标(150,200)。此时刀尖的程序坐标（150，200)与刀尖的机床坐

17、标（150，200)在同一位置，程序原点仍与机床原点重合。 当用G50 X150 2200设置刀具起点坐标时，基准刀程序起点位置和终点位置必须相同，即在程序结束前，需用指令GO X150 2200使基准刀具回到同一点，才能保证重复加工不乱刀。 若用第二参考点G30，并在数控系统的参数里将第二参考点设为起刀点位置，能保证重复加工不乱刀，此时程序开头为：G30 UO WO; G50 X150 Z200。,注意：运行程序前要先将基准刀移到设定的位置。 在用G50设置刀具的起点时，一般要将该刀的刀偏值设为零。 此方式的缺点是起刀点位置要在加工程序中设置，且操作较为复杂。但它提供了用手工精确调整起刀点的

18、操作方式，有的人对此比较喜欢。,用G54G59设置程序原点,试切和测量步骤同前述一样。 按“OFSET SET”键，进人“坐标系”设置，移动光标到相应位置，输入程序原点的坐标值，按“测量”或“输入”键进行设置。如图4所示。 在加工程序里调用，例如：G55 X100 Z5.。G54为默认调用。 注意：若设置和使用了刀偏补偿，最好将G54G59的各个参数设为0，以免重复出错。对于多刀加工，可将基准刀的偏移值设置在G54G59的其中之一，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀的刀偏补偿设为其相对于基准刀的偏移量。 这种方式适用于批量生产且工件在卡盘上有固定装夹位置的加工。铣削加工用得较多。 执行G54

19、G59指令相当于将机床原点移到程序原点。,用“工件移”设置程序原点,通过试切工件外圆、端面，测量直径，根据公式（1)计算出程序原点（工件原点）的X坐标，记录显示屏显示的原点Z坐标。 按“OFSET SET”键，进入“工件移”设置，将光标移到对应位置，分别输入得到的X. Z坐标值，按机床MDI键盘上的“INPUT”键进行设置。如图5所示。 使X、Z轴回机床原点（参考点），建立程序原点坐标。 “工件移”设置亦相当于将机床原点移到程序原点（工件原点）。对于单刀加工，如果设置了“工件移”，最好将其刀偏补偿设为0，以防重复出错；对于多刀加工，“工件移”中的数值为基准刀的偏移值，将其它刀具相对于基准刀的偏

20、移值设置在相应的刀偏补偿中。,多刀对刀,FANUC数控系统多刀对刀的组合设置方式有：绝对对刀；基准刀G50相对刀偏；基准刀“工件移”相对刀偏；基准刀G54G59相对刀偏。 (1）绝对对刀所谓绝对对刀即是用每把刀在加工余量范围内进行试切对刀，将得到的偏移值设置在相应刀号的偏置补偿中。这种方式思路清晰，操作简单，各个偏移值不互相关联，因而调整起来也相对简单，所以在实际加工中得到广泛应用。 (2）相对对刀所谓相对对刀即是选定一把基准刀，用基准刀进行试切对刀，将基准刀的偏移用G50,“工件移”或G54G59来设置，将基准刀的刀偏补偿设为零，而将其它刀具相对于基准刀的偏移值设置在各自的刀偏补偿中。 下面

21、以图2所示为例，介绍如何获得其它刀相对基准刀的刀偏值。 当用基准刀试切完外圆，沿Z轴退到a点时，按显示器下方的“相对”软键，使显示屏显示机床运动的相对坐标。 选择“MDI”方式，按“SHIFT“换档键，按“XU“选择U，这时U坐标在闪烁，按“ORIGIN”置零，如图6所示。同样将w坐标置零。 换其它刀，将刀尖对准a点，显示屏上的U坐标、W坐标即为该刀相对于基准刀的刀偏值。此外，还可用对刃仪测定相对刀偏值。,精确对刀 从理论上说，上述通过试切、测量、计算；得到的对刀数据应是准确的，但实际上由于机床的定位精度、重复精度、操作方式等多种因素的影响，使得手动试切对刀的对刃精度是有限的，因此还须精确对刀

22、 。 所谓精确对刀，就是在零件加工余量范围内设计简单的自动试切程序，通过“自动试切测量误差补偿”的思路，反复修调偏移量、或基准刀的程序起点位置和非基准刀的力偏置，使程序加工指令值与实际测量值的误差达到精度要求。由于保证基准刀程序起点处于精确位置是得到准确的非基准刀刀偏置的前提，因此一般修正了前者后再修正后者。,精确对刀偏移量的修正公式为： 记:=理论值（程序指令值）-实际值（测量值），则 xo2=xo1 x（3） Zo2=Zo1-Z 注意：值有正负号。 例如：用指令试切一直径40、长度为50的圆柱，如果测得的直径和长度分别为040.25和49.85，则该刀具在X、Z向的偏移坐标分别要加上-0.

23、25和-0.15,当然也可以保持原刀偏值不变，而将误差加到磨损栏。,举例说明,数控车床对刀,数控铣床对刀,偏置对刀 G50对刀 G54-G59对刀,单边对刀 双边对中对刀,1、单机版用户请双击电脑桌面上的VNUC3.0图标，或者从windows的程序菜单中依次展开“legalsoft”- VNUC3.0-单机版-VNUC3.0单机版。,2、从软件的主菜单里面“选项”中选择“选择机床和系统”如图3所示，进入选择机床对话框，如图4所示，选择FUNAC Seris OiMB铣床。,按下机床面板上的系统启动键 ，接通电源，显示屏由原先的黑屏变为有文字显示，电源指示灯亮 。 按急停键，使急停键抬起 。

24、这时系统完成上电复位，可以进行后面各章的操作。,通电开机 进入系统后的第一件事是接通系统电源。,手动返回参考点,按下返回参考点键 ； 按下X键 ，再按下+键 ，X轴返回参考点，同时X原点灯亮 ； 依上述方法，依此按下Y键 、+键、Z键 、+键，Y、Z轴返回参考点，同时Y、Z原点灯亮 。,安装工件和工艺装夹,首先在菜单栏里面选择“工艺流程/毛坯” 出现如图5对话框：,选择“新毛坯”，定义毛坯，按照对话框提示，填写工件要求的数值，如下图所示：,选择“数控加工工艺装夹”虎钳装夹、选择毛坯1，点击“上、下、左、右”调整工件位置，最后确定。,在图5中选择“设定压板”,最后，确定即可，选择毛坯列表里面设定

25、的新毛坯，安装。,安装刀具 “工艺流程”“铣床刀具库”，设置立铣刀，直径为10，如图8所示,建立工件坐标系,首先，在菜单兰里面选择“工艺流程基准对刀”后出现下图a所示对话框，把刀具半径更改为5，最后“确定”。,调节对刀仪移动图（b）所示的位置，同时选择塞尺为0.1，把鼠标放到视图中，点击鼠标右键，选择“显示手轮”图（a）。调节旋钮到 “1”挡，此时手轮的调节倍率为1/1000mm，同时选择按钮 调节到JOG 状态，再调节 、,直到对刀仪接近工件表面为止。其效果如图所示：,此时记下来X轴坐标值为X1= 753.100。同样道理，Y轴坐标为Y1=-394.880；Z轴坐标为Z1=-253.35。不

26、过不要忘记，还有塞尺的0.1的距离，所以，还要除掉塞尺的距离。所以真正的工件原点坐标位，（-750.5,-394.788,-253.25）。此时工件原点被定在工件的左县角，此时刀尖中心就是工件的左下角。,下一步就是设置参数，打开“显示辅助视图”关闭对刀视图，在窗口中点击鼠标右键，“隐藏手轮”。 点击 此时出现的画面如下图所示。,然后点击“坐标系”下面的按钮所出现的画面如下图所示：,点击方向键CURSORZ中 使光标移动到G54位置 在控制面板上输入X=-750.5后，回车 ,Y=-394.788,Z=-253.25也是同样道理,上传NC语言,从“文件/加载NC代码文件”，找到用户自己保存文件的

27、地方：,找到文件后，双击，点击 Programe按钮。代码自动出现在液晶显示窗口中，如图所示：,自动加工,此时检查倍率和主轴转速，调整到 自动状态，最后开启循环启动按钮,加工实例,表1-2 数控车削用量推荐表,表1-3 铣刀的切削速度 (m/min),表1-4 铣刀进给量 (mm/每齿),表1-5 高速钢钻头的切削用量 (v：m/mm，f：mm/r),数控车削仿真,外圆车刀T01对刀,手动模式启动主轴切工件端面Z向不动，沿X方向退出停主轴按OFFSETTING 进入刀补输入界面，按补正，形状 将光标移动到1号刀补位置Z，输入Z0 按软键测量 1号刀Z向刀具位置值输入完成。,第一步：先对Z向,第

28、二步：再对X向,如图2-16所示工件，毛坯为45120棒材，材料为45钢，数控车削端面、外圆。,实例二 如图2-17所示变速手柄轴，毛坯为25100棒材，材料为45钢，完成数控车削。,1根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线 1）对短轴类零件，轴心线为工艺基准，用三爪自定心卡盘夹持45外圆，使工件伸出卡盘80，一次装夹完成粗精加工。 2） 工步顺序 粗车端面及40外圆，留1精车余量。 精车40外圆到尺寸。 2选择机床设备 根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。 3选择刀具 根据加工要求，选用两把刀具，T01为90粗车刀，T03为90精车

29、刀。同时把两把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。 4确定切削用量 切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 5确定工件坐标系、对刀点和换刀点 确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系，如前页图2-16所示。 采用手动试切对刀方法（操作与前面介绍的数控车床对刀方法基本相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X55、Z20处。 6编写程序(以CK0630车床为例) 按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下： N0010 G59 X0

30、 Z100 ；设置工件原点 N0020 G90 N0030 G92 X55 Z20 ；设置换刀点 N0040 M03 S600 N0050 M06 T01 ；取1号90偏刀，粗车 N0060 G00 X46 Z0 N0070 G01 X0 Z0 N0080 G00 X0 Z1 N0090 G00 X41 Z1 N0100 G01 X41 Z-64 F80 ；粗车40外圆，留1精车余量 N0110 G28 N0120 G29 ；回换刀点 N0130 M06 T03 ；取3号90偏刀，精车 N0140 G00 X40 Z1 N0150 M03 S1000 N0160 G01 X40 Z-64 F40 ；精车40外圆到尺寸 N0170 G00 X55 Z20 N0180 M05 N0190 M02,