教学资源数值控制操作.docx

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教学资源数值控制操作

數值控制授課資料張沂浴

參考資料

電腦數值控制CNC（ComputerNumericalControl）利用NC程式指令輸入數控系統之記憶體後，經由電腦編譯計算，透過位移控制系統，將資訊傳至驅動器以驅動馬達之過程，來切削加工所設計之零件。

通常,利用電腦控制的工作母機（工具機）,就通稱為CNC。

構成

電腦與數控工具機之間利用並列訊號線接續，再利用數控工具機的軟體來控制加工。

數控工具機軟體則用來產生G-Code（機能指令），將路徑碼送至數控工具機控制器,，然後數控工具機控制器送出命令來驅動主軸（Z軸）馬達及滑台（XY軸）馬達開始加工。

如果要區分五大結構的話,依序應該是電腦-輔助製造軟體-位移控制系統-座標平台驅動系統-工具機-加工刀具系列

加工流程

CAD：

ComputerAidedDesign,即計算機輔助設計。

2D或3D的工件或立體圖設計

CAM：

ComputerAidedManufacture，即計算機輔助製造。

使用CAM軟體生成G-Code

CNC：

數控工具機控制器，讀入G-Code開始加工

加工程式

CNC程式可分為主程序及副程序（子程序），凡是重覆加工的部份，可用副程序編寫，以簡化主程序的設計。

字元（數值資料）→字語→單節→加工程序。

只要打開Windows作業系統裡的記事本就可編輯CNC碼，寫好的CNC程式則可用模擬軟體來模擬刀具路徑的正確性。

基本機能指令

所謂機能指令是由位址碼（英文字母）及兩個數字所組成，具有某種意義的動作或功能，可分為七大類，即G機能（準備機能），M機能（輔助機能），T機能（刀具機能），S機能（主軸轉速機能），F機能（進給率機能），N機能（單節編號機能）H/D機能（刀具補正機能）。

FANUC系統指令

G代碼（數車指令）：

G00-快速進給G01-直線插補G02-順時針圓弧插補G03-逆時針圓弧插補G04-暫停G20-英制輸入G21-公制輸入G32-螺紋加工G40-取消刀尖半徑補償G41-刀尖半徑左補償G42-刀尖半徑右補償G50-設置工件坐標或主軸最高轉速G70-複合精加工循環G71-複合粗加工循環G72-複合端面粗加工循環G73-複合輪廓形狀加工循環G74-端面鑽孔循環G75-外圓切槽循環G76-複合螺紋加工循環G90-外圓粗加工循環G92-螺紋加工循環G94-端面粗加工循環G96-設定圓周線速度G97-取消圓周線速度G98-分進給方式（mm/min）G99-轉進給方式（mm/r）

參考點

通常在數控工具機程式編寫時，至少須選用一個參考座標點來計算工作圖上各點之座標值，這些參考點我們稱之為零點或原點，常用之參考點有機械原點、回歸參考點、工作原點、程式原點。

機械參考點（Machinereferencepoint）：

機械參考點或稱為機械原點，它是機械上的一個固定的參考點

回歸參考點（Referencepoints）：

在機器的各軸上都有一回歸參考點，這些回歸參考點的位置，以行程監測裝置極限開關預先精確設定，作為工作台及主軸的回歸點。

工作參考點（Workreferencepoints）：

工作參考點或稱工作原點，它是工作座標系統之原點，該點是浮動的，由程式設計者依需要而設定，一般被設定於工作台上（工作上）任一位置。

程式參考點（Programreferencepoints）：

程式參考點或稱程式原點，它是工作上所有轉折點座標值之基準點，此點必須在編寫程式時加以選定，所以程式設計者選定時須選擇一個方便的點，以利程式之寫作。

座標系設定

座標系設定就是決定機械原點與程式原點間X,Y,Z軸向間之距離

一般常應用的工具機~CNC車床,銑床,線切割.

數值控制操作

資料來源：

http:

//home.educities.edu.tw/lion50/home.htm

1﹒開機:

開機前，先做好例行之機械外觀檢查及日常之保養工作，確定操作之機械一切狀況正常後，才開機工作。

（1）開總開關。

（空氣壓縮機啟動，排除凝結水，確定壓力至8bar）

（2）開控制面盤之電源開關（順時針方向旋轉"緊急停止按鈕"使其跳起）。

（3）等待機器運轉3--5分鐘後，才開始做機械原點復歸之操作。

2.開機後之機械原點復歸:

手動機械原點復歸之程序如下:

A.模式選擇旋鈕（5）（MODE）置於ZERORETURN位置。

B.確定各軸位置距離機械原點25mm以上。

（快動速率比一開始不可超過50%，避免因為瞬間扭力過大燒壞主機板）。

C.按下軸向選擇開關（28）各軸之"十"向位移，（通常先選擇+Z再做+Y-X之原點復歸）。

原點復歸之行程，各軸向快到原點時，會先行減速，直到各軸向燈亮且不再閃爍，即表示機械原點復歸之動作已完成。

3﹒關機:

關機前，先將各軸移動機台中央位置，確定操作之機械一切狀況正常後，卸下主軸刀具，如果機械將有長時間不再開機或有較重之刀具應將其刀具也卸下。

（1）關控制面盤之電源開關。

（2）按下"緊急停止按鈕"。

（3）關總開關。

（關空氣壓縮機，排除凝結水）

4.主軸啟動與停止:

MDI方式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於MDI位置。

（2）輸入轉向與轉速（選擇PROGRAM畫面），例如M03S800或S300M04‥等。

INPUT

（3）按啟動開關（OUTPUTSTART）。

（4）轉速設定完成，主軸依指定轉速、轉向旋轉。

JOG方式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於JOG位置。

（2）按下主軸正（反）轉鈕，以手動主軸速率調整鈕調整轉速（SPINDLEJOG）。

（3）按主軸停止轉鈕。

（4）這通常用在手動面銑材料使用之。

手動裝刀與換刀排定刀號:

JOG模式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於JOG位置。

以主軸清潔棒清潔軸孔。

（2）以抹布握穩刀把並稍往刀軸上推。

（3）按下前方裝刀鈕，這時空氣會清潔主軸，有推動刀具抖動的力量，注意握穩刀把避免掉落。

（4）待空氣聲音消失，對準定位鍵放開裝刀紐。

MDI模式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於MDI位置。

（2）輸入換刀指令（選擇PROGRAM畫面），例如T01M06或M06T02‥等。

INPUT

（3）按啟動開關（OUTPUTSTART）。

（4）依序將刀具依工作之刀具清單排定刀號。

5.手動位移:

寸動JOG模式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於JOG位置。

（2）按各軸軸向選擇開關位移，並以寸動速率調整鈕調整進給率（0~1260mm/mim）。

快動RAPID模式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於RAPID位置。

（2按各軸軸向選擇開關位移，並以快動速率調整鈕調整進給率（LOW-X25%-X50%-X100%）。

手輪進給HANDLE模式

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於HANDLE位置。

（2選擇XYZ軸選擇開關，轉動手輪正負方向，並以手輪倍率調整鈕調整進給率（X1-X10-X100單位為0.001mm）。

6.拆卸刀具:

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於MDI位置。

（2）輸入M19指令執行，主軸將定向鎖住。

（3）以勾頭扳手拆卸刀具，注意一定要用抹布握住刀刃，避免割傷手。

另外可以將刀把卸下放在裝刀架上工作更為方便。

7.工件之夾持

CNC切削中心機能夠加工的工件範圍十分廣泛，依照不同的工件形狀選擇不同的夾持方式，例如：

（1）泛用虎鉗適合中小型方形之工作物。

（2）銑床用夾頭方便夾持圓形工件。

（3）大型工件如模座等工作物可直接置於工作台上。

（4）不規則外型之工件應製作夾治具來夾持。

（5）如配置有第四軸或第五軸則加工能力更為剽悍。

能生產複雜外型高附加價值之產品。

虎鉗校準:

裝置虎鉗於工作台上:

（1）將虎鉗表面、底面及鉗口部份擦拭乾淨，若底部稍有損傷，可用油石加以磨平。

（2）T形螺栓輕輕鎖上。

（3）以量表吸附在主軸上校正、以JOG模式移動床台X軸正負向（見各軸移動單元），並以軟槌輕敲虎鉗至量表靜止平行床台，再鎖緊T形螺栓，最後再移動Ｘ軸確認檢查一次。

8.設定程式原點：

本單元學習使用尋邊器設定工作物之程式原點，尋邊器有機械式光電式及３Ｄ槓桿式尋邊器。

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於HANDLE位置。

（2）設定移動單位（0.lmm），選擇軸向。

（3）操作手輪，快速接近工件，利用尋邊器，設定工件之程式原點。

注意:

機械式及光電式尋邊器均需要減去尋邊器半徑值後才是正確之原點值。

 模式選擇旋鈕（MODE），置於MDI位置。

按MENUOFSET鍵，將程式原點座標（機械座標），輸入到"工作座標系"欄（G54-G59）或以EDIT模式，輸入G92的X、Y座標位置到你的程式中。

 P.S:

G54--G59第一~第六工作座標系統。

　    G92程式內書寫的程式原點設定值。

9.設定刀長及補正:

本單元學習使用使用厚薄規片設定刀長及使用Z-PRESETZ軸設定器設定刀長

設定刀具長度值:

（1）先做Z軸原點復歸，再呼叫出欲校正之刀具（參考裝刀與換刀）。

（2）切換至POS畫面之相對座標按ZCAN將Z軸值歸零。

（3）模式選擇旋鈕（MODE），置於HANDLE位置。

（4）設定移動單位（0.lmm），選擇軸向。

（5）操作手輪，快速接近工件，做刀具之長度補正值測定。

（6）模式選擇旋鈕（MODE），置於MDI位置。

按CRT/MDI面盤下方之MENUOFSET鍵，將測得之刀具長度補正值，輸入到相對應之補正號碼內（必須與程式之補正號碼相同）。

（7）使用Z軸設定器刀長值需再減去100.0mm後，得到輸入值。

使用厚薄規片（0.02MM）則再將手輪負向進0.02mm後，直接按EOB+Z輸入INPUT即可。

10.設定刀具半徑補正:

模式選擇旋鈕（MODE），置於MDI位置。

按CRT/MDI面盤下方之MENUOFSET鍵，將刀具半徑補正值，輸入到相對應之補正號碼內　（注意：

必須與程式之刀徑補正號碼相同而且不可與刀長補正相同號碼，習慣上刀長補正號與刀號相同，而刀徑補正則以刀號＋20輸入）。

11.程式之編輯:

    模式選擇旋鈕（MODE）置於EDIT位置，於CRT/MDI面盤下方之機能按鍵選擇PROGAM。

程式保護鑰匙要打開。

按新的程式號碼，再按INSERT輸入新程式號碼按EOB鍵，再接INSRT鍵，完成新程式號碼與建立空白畫面。

接著陸續利用程式編輯鍵ALTER、INSRT、DELETE、EOB、CAN等，完成所有程式之輸入工作。

12.程式之搜尋與修改:

   模式選擇旋鈕（MODE）置於EDIT位置，於CRT/MDI面盤下方之機能按鍵選擇PROGAM。

程式保護鑰匙要打開。

按要修改的程式號碼，再按↓游標鍵搜尋，接著陸續利用程式編輯鍵ALTER、INSRT、DELETE、EOB、CAN等，完成所有程式之修改工作。

程式之刪除:

   模式選擇旋鈕（MODE）置於EDIT位置，於CRT/MDI面盤下方之機能按鍵選擇PROGAM。

程式保護鑰匙要打開。

按要刪除的程式號碼，再按DELETE鍵刪除，注意:

刪除後程式無法再叫回。

附件:

CRT/MDI按鍵功能說明

（1）功能單列鍵:

按下此鍵，螢幕下方將顯示各種功能，以供選擇。

（2）選擇鍵:

按下選擇功能，顯示相對應之螢幕畫面成相關之操作。

（3）操作單列鍵:

按下此鍵，螢幕下方將顯示各種操作，可供選擇。

（4）頁次鍵（PAGE）:

依箭頭指向，可依序尋找上一頁或下一頁之資料，若按著不放則可連續顯示↓↑下一頁或上一頁之資料。

（5）游標（CURSOR）移動鍵:

依箭頭指向↓↑，可依序移動游標至上一資料或下一資料，若持續按住則可連續移動。

於程式編輯時，按程式號碼或單節序號後，再接游標之↓鍵，則可如願找到已經存在之程式或單節。

（6）重新設定鍵（RESET）:

按此鍵，可消除故障警示。

自動執行（AUTO）程式指令時，可中止程式之執行。

程式編輯（EDIT）時，可中止程式編輯，游標回到程式號碼之位置。

（7）資料輸入鍵（Datainput）:

接任一鍵，畫面上先顯示位址字母，再接一下則顯示數據。

（8）程式編輯鍵:

ALTER指令更換。

程式編輯中，將游標移至欲更換之指令位置，按新的指令，再按此鍵則新的指令將取代原有指令。

INSERT指令插入。

程式編輯中，將游標移至欲插入之位置，按新的指令，再按此鍵則新的指令將插在所選指令的後面。

DELETE:

指令、程式刪除鍵。

程式編輯中，將游標移至欲刪除之指令位置，再按此鍵則該指令將被刪除。

欲刪除不需要之程式時，先按程式號碼，再按此鍵，則整個程式將全部刪除。

（9）消除鍵（CAN）:

按此鍵可消除程式編輯中剛要鍵入之文字或符號。

（10）輸入鍵（INPUT）:

輸入MDI之指令或以下相關之數據:

1.補正值之輸入。

2.參數、診斷數據之輸入。

3.圖形參數之輸入。

另外與電腦連線時，此按鍵可接收出電腦傳輸過來的加工程式。

（11）（OUTPUT）輸出/啟動鍵:

與電腦連線時，此按鍵可將已存在之程式傳輸至電腦相關之系統中。

此外，按此鍵可以執行MDI之相關指令或程式之自動執行（AUTO）模式。

機能鍵:

POS:

床台及刀具目前之位置（X,Y,Z）顯示。

內含絕對座標、相對座標及總合座標，三種型式可供選擇。

PRGRM程式鍵，於不同模式下，顯示不同的畫面與功能。

—EDIT程式編輯模式:

編輯及顯示程式內容與程式目錄、記憶長度。

—MDI模式:

輸入並顯示MDI資料。

—AUTO自動執行模式:

顯示程式、現單節、次單節之座標，增量位移及各相關指令值。

MENU/OFSET:

補正鍵，刀具半徑、刀具長度補正值之輸入，工作座標系統的設定與顯示。

DGNOS/PARAM:

診斷與參數鍵，診斷及參數相關數據的設定與顯示。

OPRALRM:

操作警示鍵，顯示目前所發生之故障代號或故障之原因。

AUXGRAPH:

圖形顯示鍵，於自動執行（AUTO）模式下，執行加工程式時，顯示刀具路徑圖，以做為操作者參考及檢視程式之用。

13.程式模擬與試車:

（1）模式選擇旋鈕（MODE），置於AUTO自動執行模式，按下機械鎖定開關。

（2）按循環啟動（CYCLESTART）開關，測試已存在於記憶體內之程式，是否有指令錯誤或"過切"等現象。

（3）重新做三軸向之機械原點復歸（ZERORETURN）動作（參考開機原點復歸）。

（4）MODE置於AUTO位置，按下Z軸鎖定開關，試車開關（DRYRUN）。

   畫面切換到AUXGRAPH:

圖形顯示鍵，執行試車加工程式時，顯示刀具路徑圖，以做為操作者參考及檢視程式之用。

（5）調整寸動進給率（JOGFEEDRATE），接單節開關（SINGLEBLOCK）。

（6）按循環啟動（CYCLESTART）開關，開始試車。

14.自動執行加工程式:

試車後確認無誤,開始執行自動加工

（1）Z軸往下拉（試車後，雖然Z軸鎖定，但座標位置已改變）。

（2）模式選擇（MODE），置於機械原點復歸（ZRN）位置，依序做Z軸、X軸、Y軸之機械原點復歸（關閉試車開關）。

（3）模式選擇（MODE），置於AUTO自動執行模式。

（4）按循環啟動開關（CYCLESTART），自動執行（AUTO）程式之加工，加工時可以調整進給率百分比開關（FEEDRATEOVERRIDE%），快速位移速率百分比（RAPIDOVERRIDE%）開關，主軸轉速百分比開關（SPINDLESPEED OVERRIDE%）。

自動執行加工之模式有兩種型態：

（1）程式保護鑰匙關閉表示執行控制器內部記憶著的程式。

（2）程式保護鑰匙打開時表示執行DNC程式，機械運動受PC電腦程式所管理，這時更要特別留意程式內容的正確性，最好能將程式事先模擬確認後再執行！

請參考DNC連線操作單元。

15.調整通訊協定：

傳輸速率9600（4800mastercam）bps。

傳輸碼為ISO（eia）。

修改機台傳輸速率參數：

552設定為11,553也設定為11（9600bps）（4800mastercam）。

參數設定頁1傳輸碼更改為ISO，測試連線，OK!

。

備註：

552，553參數分別為第一組與第二組傳輸介面之傳輸速率

 DNC傳輸軟體CIMCOEDIT操作事項

本操作以CIMCOEDIT為示範

程式需經過編輯模擬完成始可以使用CIMCOEDIT傳輸至CNC機器。

開啟CIMCOEDIT。

一、直接傳輸（檔案較小時）RS-232

1.編輯器傳輸至CNC。

2.CNC模式置於EDIT（鎖匙ON）。

3.按面盤上OxxxxINPUT傳輸。

二、加工中傳輸（背面編輯）

1.編輯器傳輸至CNC

2.CNC模式置於AUTO（鎖匙OFF）螢幕PROGRAM按往右

3.BGEDIT按面盤上OxxxINPUT傳輸。

三、DNC傳輸（檔案較大，超過機器記憶容量時）。

1.編輯器傳輸至CNC。

2.CNC模式置於AUTO（鎖匙ON）（DNC）螢幕PROGRAM按面盤上循環啟動。

※注意:

此時完全受PC管理!