AMTE45S数控雕铣机数控毕业设计Word下载.docx
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11-13图案加工工艺确定及加工
14-15毕业设计总结及论文编写
16毕业论文完善及答辩
论文摘要及关键词
本文主要介绍内容有AMTE45S数控雕铣机的结构及操作；
ARTCAM软件学习；
功能、使用、图案加工处理、刀路设计及生成、NC程序生成；
亚克力浮雕作品的设计与加工。
文中详细的介绍了ARTCAMPRO软件的应用、浮雕图刀具路径的设置及NC程序的生成。
同时，更加详细的介绍了Ncstudio™数控系统的操作步骤及工件加工的全过程。
再最后，展示了加工的作品及NC程序的节选部分。
数控技术雕铣机应用软件设计加工
下图就是我用于此次毕业设计加工的数控雕铣机：
1.AMTE45S数控雕铣机介绍
AMTE45S数控雕铣机是我校机电工程学院02数控小组学生在老师们的悉心指导下自主研发的一种兼具雕刻、铣刻功能的小型数控设备。
该设备采用基于PC的开放式体系结构，运动控制采用交流伺服全数字闭环控制，变频高速主轴。
它控制精度高，工作稳定可靠，整体机能好，既能进行平面雕铣，又能进行三维立体浮雕加工。
同时，它具有开放式结构，人机界面交互式，易学易用编程语言标准化加工程序与其他数控机床等设备兼容等技术特点。
该设备设计有用于立体浮雕加工T型装夹台和用于雕刻的平台。
1.1功能、适用范围及用途
1）功能:
数控雕铣机AMTE45S兼有数控铣床和数控雕刻机的功能。
既可对工件进行铣削，又可以对工件的表面进行雕刻。
数控雕铣机AMTE45S主要应用当前的计算机辅助设计（CAD）与制造技术（CAM）等软件技术进行自动编程加工，并可以接受多种NC文件。
2）适用范围、用途：
AMTE45S数控雕铣机主要实现对一些非金属材料（如机玻璃、塑料制品、木材、壓克力彩易豐、太空板、奧馬克層色板、泡棉、希得膠膜、人造大理石等）进行加工，同时也可以对软金属（铜、铝）等进行高速的切削、雕刻。
数控雕铣机AMTE45S可广泛运用于商标、铭牌、胸牌、标牌的雕刻和广告标牌的切割字、图案、艺术浮雕等立体三维制作。
1.2AMTE45S数控雕铣机主要组成
AMTE45S数控雕铣机组成可分为机械结构与传动和控制与动两大部分。
1）机械结构与传动部分
机床支撑台驱
T型装夹平台（铣件，并附带环氧树脂台面）
机床底座（铸件）
立柱（铣件）
X、Y、Z轴
Z轴挂板；
X轴支撑架（铝合金）
2）传动装置
滚珠丝杆3套三轴均采用德国进口的NEEF滚珠丝杆.
滚珠丝杆导轨3套X、Y轴导轨采用知名厂家台湾ABBA公司生产的高精度自润滑直线导轨,
Z轴则采用韩国进口圆柱导轨。
连轴器:
德国进口（NEEF）
2.ARTCAMPRO软件的应用及编写
2.1功能介绍
ArtCAMPro可通过使用一系列强大、易使用、以矢量为基础的浮雕设计工具，来产生从最复杂的不对称三维浮雕到较简单的对称的三维浮雕。
能自动从三维浮雕模型产生刀具路径数据来驱动CNC数控机床。
ArtCAMPro具有比传统的手工雕刻方法更突出的效益－设计的可重复性，减少了生产时间和成本－通过ArtCAMPro制造出的所有浮雕都不会因为表面加工质量的问题而成为废品。
ArtCAMPro允许您产生一些通常只能依靠最先进的、复杂的CAD系统才能设计的形体。
通过ArtCAMPro，您能够方便地进行形体设计、加工和雕刻。
一系列独特的新功能减少了重复图案的设计时间，且大大地扩展了实用范围。
2.2浮雕图案的加工说明
1）龙凤图
材料：
亚克力
刀具：
粗加工-R2球刀（共两刀，第一刀进给0.5mm，第二刀进给1mm）；
精加工-直径3角度为60的锥刀（共一刀，进给0.5mm）
加工范围：
X100Y96Z-2原点在中心Z轴0点在材料表面
2）龙虾图
粗加工-R2球刀（共三刀，第一刀进给0.5mm，第二刀进给1mm，第三刀进给1mm）；
X100Y60Z-3原点在中心Z轴0点在材料表面
2.3浮雕图案的设计过程
2.3.1CAD程序的编写
首先双击电脑桌面上的
图标，就会出现编辑的操作界面（图1）所示：
图1操作界面
点击操作界面的
会出现（图2）
图2
提示你要编辑的图片所在位置的对话框，找到你要编辑图片的所在位置点击打开。
就会出现（图3）所示的对话框
图3
在此操作界面你可以对需要加工的图片的大小进行设置，还有就是设置加工的原点。
设置好了以后就点击“接受”按钮，在操作界面就会显示你设置好的要加工图片（图4）
图4
在此操作中你利用图片下面的颜色按钮对图片的颜色进行调配，在对图片的所有设置都准备好的以后就可以进行CAM的操作。
2.3.2CAM的生成
在CAD的操作完成以后我们就可以进行CAM的操作了，在操作界面的左边的工具栏中点击操作界面左下角
此操作栏中的“刀具路径”。
在此操作栏点击“三维刀具路径”中的
“加工浮雕”按钮就会显示（图5）所示的的图5
操作对话框在上面你可以看到加工方向的选择，以及加工的余量、公差。
刀具的选择。
在刀具的选择我们点击操作对话框刀具工作栏：
点击“选取”会出现（图6）的对话框：
图6
在此对话框中选取BallNose2mm的球刀，点击选取，如上图就会显示你所选择的刀的信息。
选完刀以后就是对加工的深度进行设置，设置加工深度同样在加工浮雕的工具栏内（图7）
图7
在这里我们要做的就是设置加工时第一刀的高度
跟最后一刀的高度（即加工的深度）。
在设置好这些以后，我们接着要对材料进行设置，同样在这个工具栏内我们在（图8）
图8
点击“设置”按钮就会显示（图9）的对话框
图9
在该对话框中我们所选择材料的厚度的要跟我们要加工材料的厚度一样，应为这次我加工原材料的厚度是8.0MM所以在设置的时候材料的厚度我就设为8.0MM。
“材料Z轴的零点”如上图所示，“模型在材料中的位置”选择底部偏置，其它的我们就不用设了。
图10
在设置完这些以后我们就可以进行刀具路径的计算，同样在左边的栏目，在设置材料对话框的下面，有（图10）
对话框上面有“稍后”“现在”2个按钮，我们点击“现在”那按钮就会马上计算定义的刀具路径，要是你点击“稍后”就会先保存刀具路径，稍后再计算刀具路径。
当做完这些工作以后在加工浮雕对话框栏目的右下角有个“关闭”按钮，点击关闭。
会显示（图11）的操作界面
图11
在该操作界面中可以对刚才生成的刀具路径进行仿真，点击上图中左下角的“仿真刀具路径”会显示（图12）
图12
在对话框上面的参数机器已经设置好了，就不用去改变了，要做的就是把仿真浮雕分辨率中点击“快速”单选按钮，然后点击该对话框中的“动态仿真刀具路径”按钮。
就可以对刚才生成的刀具路径进行仿真（图13）
图13
下面图中就是我这次毕业设计的图案用ARTCAM生成的刀具路径的仿真效果（图14）
图14图15
仿真刀具路径主要作用是看看你生成的刀具路径能否在机床上加工，下面要做的就是保存生成的刀具路径（即生成的CAM代码）在操作界面的左边找到刀具路径操作的栏目（图15）点击图中的“保存刀具路径”
会显示（图16）的对话框
图16
保存的时候要注意一点：
就是在“按以下格式输出加工文件”下拉对话框中刀具路径的保存要选择Fagor（*fag）格式，那是因为所用的AMTE45S的CAM代码格式是Fagor（*fag）格式，所以在保存的时候要注意。
（图17）是生成FAG格式的CAM代码
图17
保存完CAM代码以后就要接着下一步的操作了——就是加工。
3.1打开机器
在开机之前，首先确定机床与计算机所有连接是否正常，然后打开机床电源和计算机电源。
在系统启动完毕后，点击电脑桌面的
进入Ncstudio™数控系统。
接着会弹出加工的操作界面（图18）
图18启动操作界面图
该操作界面显示了当前的机器各种信息有数控信息栏、机器状态栏；
1）加工的轨迹（图19）
图19
2）加工日志（图20）
图20
3）程序管理（图21）
图21
4）系统参数（图22）
图22
在此显示机器的手动速度的最底转速和最高转速，还有自动参数：
有空转速度、加工速度等参数
5）程序的编辑（图23）
在这里你可以对程序进行修改、编辑
图23
6）I/O状态（图23）
图24
还显示了加工的机械坐标、工件坐标、主轴的进给率、主轴的转速等等主要的信息。
3.2.1机械复位
接着会弹出机械复位（回机械原点）的对话窗口（图25）
图25回机械原点界面
如果机床支持回机械原点操作，选择“回机械原点”菜单。
机床将自动回到机械原点，并且校正系统坐标系统。
一般情况下我们都是按
这个按钮这样X、Y、Z轴就会自动回到机械原点。
你也可以分别按
、
着3个按钮让机床按X、Y、Z顺次回原点。
在某些情形下，如果上次正常停机后，重新开机并继续上次的操作，用户不必执行机械复位操作。
因为，Ncstudio™操作系统在正常退出时，会自动保存当前坐标信息。
另外，如果用户确认当前位置正确，也可以不执行此操作。
3.2.2程序代码的载入
在加工之前，用户一般要载入需要的加工程序，否则，一些与自动加工有关的功能是无效的。
选择“打开（F）|打开（O）…”也可以按
打开菜单，将弹出Windows标准的文件操作对话框，可以从中选择要打开文件所在的驱动器、路径以及文件名。
单击“打开”按钮后，加工程序就载入系统。
此时，用户可按F2键，切换到“加工程序”窗口，查看当前加工程序。
你也可以在加工界面的自动点击鼠标的右键会显示（如图26）
图26
然后就点击
后会显示（图27）
图27
的提示对话框。
你输入你的程序代码所在的的驱动器、路径以及文件名（图28）
图28
就可以装载入操作界面（图29）程序代码的成功装载
图29
3.2.3手动对刀
点击右边的手动按钮会显示如下的界面（图30）
图30
也可以选择手动对刀，点击选择“查看（V）|显示手动界面（M）”菜单项，参数显示窗口将显示一个手动操作的界面（30）界面，您可以对机床进行手动操作。
手动移动通过鼠标点击图13中的机床各轴的按钮和键盘上的相应键可对机床进行手动移动。
此时小键盘上的NUMLOCK灯应亮。
相应键为：
６—X轴正方向４—X轴负方向８—Y轴正方向２—Y轴负方向９—Z轴正方向１—Z轴负方向。
这些键与CTRL结合后可实现机床的手动高速移动。
（1）增加/较少深度：
使用小键盘上的+/-键配合数字键可以快速增加和减少深度。
（2）确定工件原点：
在加工程序中的X、Y、Z三坐标的原点就是工件原点。
在加工之前，我们需要把该位置同实际位置联系起来。
步骤是：
把机床X、Y手动走到工件上的希望的原点位置，选择“把当前点设为工件原点”菜单，或者在坐标窗口把当前位置的坐标值清零，这样在执行加工程序时就以当前位置为起始点进行加工。
上述步骤完成了X、Y轴的工件原点设定，但是Z轴的工件原点设置需要更为精确的操作手段。
在Z轴对刀的时候需要一张纸放在工件的表面上（要左右不停的移动纸张），在刀具离工件表面较远的时候可以选择比较大的进给（上图有进给的深度），在接近工件的表面的时候要选择小的进给当刀尖刚好碰到那张纸的时候（就是纸张移不动的时候）就将这个时候点击
将Z轴坐标清零。
这时候就是工件的Z轴坐标就对好了。
保存当前的工件的原点。
然后就可以进行加工了
3.2.4执行自动加工
上面我们把程序代码装进来。
工件的原点也已经对好了，接下去我们就是对工件进行加工了。
但是我们还是不能马上就进行实物我们还是得对程序进一步的检验那就是对程序代码的模拟加工，我们点击操作界面的
按钮操作系统就会对装载进来的程序代码进行模拟加工（如图31）
图31程序代码模拟加工
当模拟加工能顺利进行的时候，这就表明装载进来的程序代码没问题了可以进行实物加工了。
我们调好机床的转速跟机床的进给率按下
按钮进行加工了。
1）机床停止
在自动加工过程中，如果相停止加工程序的运行，选择“操作（O）|停止（O）”菜单项，机床将在当前语句加工完成后停止加工，进入“空闲”状态。
这种方式是让系统精确而有序停止的方法，也是推荐的方法。
2）机床紧停
在自动加工过程中，如遇紧急情况，选择“操作（O）|紧停（B）”菜单项，机床将立即停止加工，如要重新开始加工必须先选择“操作（O）|紧停恢复（R）”菜单然后再选择“操作（O）|开始或继续（S）”菜单，机床将重新从加工程序第一句开始执行自动加工过程，否则机床将不能工作。
3）机床暂停
在自动加工过程中，如需暂停加工，选择“操作（O）|暂停（P）”或是
次按钮，机床在执行完当前加工语句后停止加工，此时如要继续执行加工程序只需选择“操作（O）|开始或继续（S）”菜单项。
4）程序跳段执行
选择“高级开始（A）”菜单项，将弹出一个对话框，询问要从程序的第几句开始执行到程序的第几句结束，如果您填好语句段号再点击“开始”键，机床将按您的要求只执行程序中的某一段语句。
但执行此功能程序语句前必须有段号。
5）直接定位功能
捷地定位到某一点，可以试试“直接定位功能”功能。
（图32）
图32
进入“直接定位功能”功能的快捷键是F5，退出“直接定位功能”功能的快捷键是Esc。
在“直接定位功能”窗口的X前输入+号，实现增量输入。
在“直接定位功能”窗口的X前输入*号，实现机械坐标定位。
在“直接定位功能”窗口的X前输入@号，实现修正工件原点功能（包括增加深度/减少深度）。
随着加工的不断进行，工件的形状也逐渐显现出来（图33）
图33
（图34）是加工完成在操作界面的显示工件的形状：
图34加工完成
4.1龙凤图
4.2龙虾图
附录
1.1龙凤粗加工程序节选
%1
N10G80G17G71G90
N20T01.01
N30S10000M3
N40G0Z10.000
N50X0.000Y0.000
N60G0X-49.959Y-47.804Z5.000
N70G1Z0.000F800
N80G1X-49.879F2000
N90X50.039
N100Y-47.728
N110Y-46.808
N120X49.959
N130X-49.959
N140Y-46.732
N150Y-45.812
N160X-49.879
N170X50.039
N180Y-45.736
N190Y-44.817
N200X49.959
N210X-49.959
N220Y-44.740
N230Y-43.821
N240X-49.879
N250X50.039
N260Y-43.744
N270Y-42.825
N280X49.959
N290X-49.959
N300Y-42.748
N310Y-41.829
N320X-49.879
N330X50.039
N340Y-41.752
N350Y-40.833
N360X49.959
N370X-49.959
N380Y-40.756
N390Y-39.837
……
N320570X11.572Z-1.425
N320580X10.934Z-1.399
N320590X10.135Z-1.437
N320600X8.938Z-1.521
N320610X8.220Z-1.629
N320620X8.061Z-1.667
N320630X7.502Z-1.646
N320640X6.863Z-1.614
N320650X6.225Z-1.633
N320660X5.587Z-1.739
N320670X4.948Z-1.950
N320680X0.399
N320690X-0.239Z-1.805
N320700X-0.958Z-1.707
N320710X-1.676Z-1.667
N320720X-2.793Z-1.659
N320730X-3.591Z-1.674
N320740X-4.549Z-1.744
N320750X-5.028Z-1.817
N320760X-5.666Z-1.950
N320770X-20.989
N320780X-37.030
N320790X-49.959
N320800Y46.884
N320810Y47.803
N320820X-49.879
N320830X8.460
N320840X9.258Z-1.831
N320850X9.736Z-1.761
N320860X10.774Z-1.669
N320870X11.333Z-1.692
N320880X11.891Z-1.778
N320890X12.370Z-1.950
N320900X27.454Z-1.950
N320910X43.335
N320920X50.039Y47.803Z-1.950
N320930G0Z5.000
N320940G0X0.000Y0.000Z10.000
N320950G0Z10.000
N320960X0.000Y0.000
N320970M30
1.2龙凤精加工程序节选
N30S8000M3
N70G1Z-2.000F800
N80G1X-49.959Y-47.804Z-2.000F1500
N90X-49.945
N100X-49.959Y-47.790
N110Y-47.776
N120X-49.931Y-47.804
N130X-49.917
N140X-49.959Y-47.762
N150Y-47.748
N160X-49.931Y-47.776
N170X-49.903Y-47.804
N180X-49.888
N190X-49.924Y-47.769
N200X-49.959Y-47.734
N210Y-47.719
N220X-49.917Y-47.762
N230X-49.874Y-47.804
N240X-49.860
N250X-49.910Y-47.755
N260X-49.959Y-47.705
N270Y-47.691
N280X-49.921Y-47.729
N290X-49.846Y-47.804
N300X-49.832
N310X-49.874Y-47.762
N320X-49.959Y-47.677
N330Y-47.663
N340X-49.912Y-47.710
N350X-49.818Y-47.804
N360X-49.804
N370X-49.855Y-47.752
N380X-49.959Y-47.649
N390Y-47.635
N405970X49.993Y47.665
N405980X49.854Y47.804
N405990X49.868
N406000X49.911Y47.762
N406010X50.039Y47.633
N406020Y47.647
N406030X49.987Y47.700
N406040X49.882Y47.804
N406050X49.896
N406060X49.944Y47.757
N406070X50.039Y47.661
N406080Y47.676
N406090X49.996Y47.718
N406100X49.910Y47.804
N406110X49.924Y47.804
N406120X49.963Y47.766
N406130X50.039Y47.690
N406140Y47.704
N406150X49.989Y
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