数控车实训手册武进开放大学.docx

数控车实训手册武进开放大学.docx

《数控车实训手册武进开放大学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控车实训手册武进开放大学.docx（69页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

数控车实训手册武进开放大学

数控车实训室规章制度

一、数控车实训室纪律规定

（1）不得大声喧哗、乱窜工位、追逐打闹

（2）不得未经同意，休息、逃出数控车实训室

（3）不得玩手机（不但影响完成任务进度，一旦铁屑进入手机听筒将损坏手机）

（4）不得在任何地方吸烟

（5）要出数控车实训室必须向任课老师请假

二、数控车实训室的安全卫生规定

（1）严格遵守劳动纪律，不迟到、不早退、工作中不准打闹，坚守岗位。

（2）进入岗位前必须按规定穿戴好工作服装，不得穿戴带有危险隐患的服饰品。

（3）认真执行岗位责任制，严格遵守操作规程，不作与本职无关的事。

（4）非本岗操作者及维护使用人员，未经批准不得进入或触动机床及辅助设备。

（5）严格执行交接班制度，做好交接记录工作。

（6）下班前必须清理现场，切断电源，关闭门窗等。

（7）实行定期维护和保养制度，保证机床安全运行。

（8）一旦发生事故，应立即采取措施防止事故扩大，保护现场。

三、数控车实训的上课时间规定

08:

10在数控车实训室门口大厅整队，点名布置当天任务

09:

50课间休息15分钟，只能在原地休息，不得出数控车实训室

10：

05准时上课

11：

20打扫本人工位，当天值日生打扫教室卫生，其余学生大厅整队

11:

25点名、下课

14:

00（夏令时14:

10）数控车实训室大厅整队点名

14:

45（夏令时14:

55）课间休息10分钟，只能原地休息

14:

55（夏令时15:

05）准时上课

15:

30（夏令时15：

40）打扫本人工位，当天值日生打扫教室卫生，其余学生大厅整队

15:

40（夏令时15：

50）点名下课

严禁迟到、早退，请假者必须出示班主任签字的请假条给任课老师

四、数控车安全操作规程

  为了正确合理地使用数控机床，减少其故障的发生率，操作方法。

经机床管理人员同意方可操作机床。

（1）开机前的注意事项

  1）操作人员必须熟悉该数控机床的性能，操作方法。

经机床管理人员同意方可操作机床。

  2）机床通电前，先检查电压、气压、油压是否符合工作要求。

  3）检查机床可动部分是否处于可正常工作状态。

  4）检查工作台是否有越位，超极限状态。

  5）检查电气元件是否牢固，是否有接线脱落。

  6）检查机床接地线是否和车间地线可靠连接（初次开机特别重要）。

  7）已完成开机前的准备工作后方可合上电源总开关。

（2）开机过程注意事项

  1）严格按机床说明书中的开机顺序进行操作。

  2）一般情况下开机过程中必须先进行回机床参考点操作，建立机床做标系。

  3）开机后让机床空运转15min以上，使机床达到平衡状态。

  4）关机以后必须等待5min以上才可以进行再次开机，没有特殊情况不得随意频繁进行开机或关机操作。

 （3）调试过程注意事项

 1）编辑、修改、调试好程序。

若是首件试切必须进行空运行，确保程序正确无误。

 2）按工艺要求安装、调试好夹具，并清除各定位面的铁屑和杂物。

 3）按定位要求装夹好工件，确保定位正确可靠。

不得在加工过程中发生工件有松动现象。

 4）安装好所要用的刀具，若是加工中心，则必须使刀具在刀库上的刀位号与程序中的刀号严格一致。

 5）按工件上的编程原点进行对刀，建立工件坐标系。

若用多把刀具，则其余各把刀具分别进行长度补偿或刀尖位置补偿。

 6）设置好刀具半径补偿。

 7）确认冷却液输出通畅，流量充足。

 8）再次检查所建立的工件坐标系是否正确。

以上各点准备好后方可加工工件。

 （4）加工过程注意事项

 1）加工过程中，不得调整刀具和测量工件尺寸。

 2）自动加工中，自始至终监视运转状态，严禁离开机床，遇到问题及时解决，防止发生不必要的事故。

 3）定时对工件进行检验。

确定刀具是否磨损等情况。

 4）关机时，或交接班时对加工情况，重要数据等作好记录。

 5）机床各轴在关机时远离其参考点，或停在中间位置，使工作台重心稳定。

 6）清洁机床，必要时涂防锈漆。

  3.设备日常维护保养

（1）定期检查清洗自动润滑系统，添加或更换油脂、油液，使丝杠、导轨等各运动部位始终保持良好的润滑状态，降低机械磨损速度。

（2）对液压系统定期进行油质化检，检查和更换液压油，并定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或过滤网进行清洗或更换，对气压系统还要注意经常放水。

 （3）对直流电动机定期进行电刷和换向器检查、清洗和更换，若换向器表面脏，应用白布沾酒精予以清洗；若表面粗糙，用细金相砂纸予以修整；若电刷长度为10mm以下时，予以更换。

 （4）适时对各坐标系轴进行超限位试验，可按一下限位开关确认一下是否出现超程报警，或检查相应的I/O接口信号是否变化。

 （5）定期检查检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好，检查各印刷线路板是否干净。

检查主变电器、各电机的绝缘电阻在1MΩ以上。

平时尽量少开电气柜门，以保持电气柜内的清洁，定期对电器柜和有关电器的冷却风扇进行卫生清洁，更换其空气过滤网等。

必要时对各个电路板、电气元件采用吸尘法进行卫生清扫等。

五、以上四点统称安全文明生产

安全文明生产占本实训课程总分的20%，任课老师将会在课程结束后对其安全文明生产进行打分。

课程总分=20%（安全文明生产）+30%（平常课程完成质量）+50%（实操考核）

实训一数控机床的概念

一、数控技术与数控机床的概念

1.数控技术

是数字控制（NumericalControl，NC）技术的简称。

是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，它是一种可编程的自动控制方式。

随着科学技术的发展，数控系统也采用专用或通用计算机及控制软件与相关的电气元部件一起来实现数控功能，称为计算机数控（CNC）系统。

2.数控机床

装备了数控系统的机床称为数控机床。

数控机床在计算机控制系统的控制下按照一定的加工指令控制主轴系统、进给系统、刀具库系统和冷却系统等辅助设备的工作。

（二）数控机床的发展

自1952年第一台数控铣床在美国诞生以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量技术的发展，数控机床得到迅速的发展和更新换代。

数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规模集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型计算机（1974年）等五代数控系统。

前三代系统采用电子线路实现的硬件式数控系统，一般称为普通数控系统，简称NC。

第四代和第五代系统是采用微处理器及大规模或超大规模集成电路组成的软件式数控系统，称为现代数控系统，简称CNC（第四代）和MNC（第五代）。

由于现代数控系统的控制功能大部分由软件技术来实现，因而硬件得到进一步简化，系统可靠性提高，功能更加灵活和完善。

目前现代数控系统几乎完全取代了以往的普通数控系统。

随着数控系统的不断更新换代，数控机床的品种也得以不断发展，产量也不断地提高。

目前，世界数控机床的品种已超过1500种，几乎所有品种的机床都实现了数控化。

我国数控机床的研制始于1958年，由清华大学研制出了最早的样机。

1966年我国诞生了第一台用直线—圆弧插补的晶体管数控系统。

1970年初研制成功集成电路数控系统。

1980年以来通过研究和技术引进，我国数控机床发展很快，现已掌握了5—6轴联动、螺距误差补偿、图形显示和高精度伺服系统等多项关键技术。

（三）数控机床工作原理

1.数控机床组成及其外形

传统观点认为数控机床由程序载体、输入输出设备、数控系统、伺服系统、机床本体等组成。

但现代数控机床的数控系统都采用模块化结构，伺服系统中的伺服单元和驱动装置为数控系统中的一个子系统，输入、输出装置也为数控系统中的一个模块，所以现在的观点认为数控车床主要由计算机数控系统和机床本体组成。

1）输入装置

数控机床是按照编程人员编制的工件加工程序运行的。

在工件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（走刀量、主轴转速等）和辅助运动等。

通常编程人员将工件加工程序以一定的格式和代码存储在一种载体上，如录音磁带、软磁盘或硬盘等。

通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到数控装置内。

输入装置的作用是将程序载体内有关加工的信息读入数控装置。

根据程序载体的不同，输入装置可以是录音机或软盘驱动器等。

数控机床还可以不用任何载体，通过数控机床操作面板上的键盘，用手工将工件加工程序输入数控装置，或者将存储在计算机硬盘上的工件加工程序传送到数控装置。

2）计算机数控装置

数控装置是数控机床的核心，它根据输入的数据，完成数值计算、逻辑判断、输入输出控制等。

数控装置一般由专用（或通用）计算机、输入输出接口板及可编程序控制器（PLC）等组成。

可编程序控制器主要用于对数控车床辅助功能、主轴转速功能和刀具功能的控制。

3）伺服系统

伺服系统包括主轴伺服单元、进给伺服单元、机床控制线路、功率放大线路及驱动装置，它接受数控装置发来的各种动作命令，驱动数控机床传动系统的运动。

它的伺服精度和动态响应是影响数控机床的加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。

4）测量装置

测量装置的作用是通过位置传感器将伺服电动机的角位移或数控车床执行机构的直线位移转换成电信号，输送给数控装置，使之与指令信号进行比较，并由数控装置发出指令，纠正所产生的误差，使数控车床按工件加工程序要求的进给位置和速度完成加工。

5）机床本体

机床本体包括主传动系统、进给系统以及辅助装置等。

对于数控加工中心，还有存放刀具的刀库、自动换刀装置（ATC）和自动托盘交换装置等。

与传统的车床相比，数控车床的结构强度、刚度和抗振性，传动系统和刀具系统的部件结构，操作机构等方面都发生了很大的变化，其目的是为了满足数控技术的要求和充分发挥数控车床的效能。

3.数控机床的工作原理

如图1-1-1首先根据零件图样，进行工艺分析，确定工艺方案，依据数控系统的规定指令，编制零件的加工程序。

视零件结构的复杂程度，可以采用手工或计算机编程，程序较小时，可以直接在机床的操作面板的输入区域操作；程序较大时，也可以在装有程序软件的普通计算机上进行，编程软件国内一般采用模拟软件和专用软件，经过相应的后处理，生成加工程序。

再通过机床控制系统上的接口或其它存储介质（软盘、光盘等），把生成的加工程序输入到机床的控制系统中。

进入数控装置的信息，经过一系列处理和运算转变成脉冲信号。

有的信号输送到机床的伺服系统，通过伺服机构处理，传到驱动装置（主轴电机、步进或交、直流伺服电机），使刀具和工件严格执行零件加工程序规定的运动；有的信号送到可编程控制器，可以控制机床的其它辅助运动，如主轴和进给运动的变速、液压或气动装夹。

图1-1-1数控机床的工件过程

一、数控机床坐标系

在国际ISO标准中，数控机床坐标轴和运动方向的设定均已标准化，我国机械工业部1982年颁布的JB3052-82标准与国际ISO标准等效。

（一）数控机床坐标系的规定原则

1、右手直角坐标系（笛卡尔坐标系）

2、刀具运动坐标与工件运动坐标

在坐标系中，字母不带“′”的坐标表示工件固定、刀具运动的坐标字母带“′”的坐标表示工件运动、刀具固定的坐标

3、运动的正方向

使刀具与工件之间距离增大的方向规定为轴的正方向

（二）坐标轴确定的方法

1、Z轴

v一般取传递切削动力的主轴轴线方向方向为Z轴

v正方向：

取刀具远离工件的方向为正方向

v当机床有几个主轴时，选一个垂直工件装卡面的主轴为Z轴

v当机床没有主轴时，选与装卡工件的工作台面相垂直的直线为Z轴

2、X轴

刀具旋转主轴垂直（立式）：

面对主轴向右为正主轴水平（卧式）：

面对主轴向左为正工件旋转在水平面内取垂直于工件回转轴线的方向为X轴正方向：

刀具远离工件的方向

对于无主轴的机床以切削方向为X轴正向

3、Y轴按右手直角坐标系确定

数控机床的两种坐标系

1、机床坐标系（机械坐标系）

数控车床坐标系的原点

2、工件坐标系（编程坐标系）

设置工件坐标系原点的原则：

尽可能选择在工件的设计基准和工艺基准上，工件坐标系的坐标轴方向与机床坐标系的坐标轴方向保持一致

数控车床工件坐标系的原点

绝对坐标与相对坐标

1、绝对坐标：

坐标系内所有坐标点的坐标植均从某一固定点坐标原点计量的坐标系，称为绝对坐标系。

绝对坐标表示法

2、相对坐标：

坐标系内某一位置的坐标尺寸用相对于前一位置的坐标尺寸的增量进行计量的坐标系，称为相对坐标系。

相对坐标表示法

二、实训目的

1.熟悉数控机床的文明生产和安全操作规程。

2.了解数控机床及数控系统日常维护方法。

3．了解数控机床的发展、分类、组成、原理.

4．掌握数控机床的坐标系的确定及数控车床的坐标系的规定

三、实训内容

 1.文明生产。

 2.安全操作规程。

 3.设备日常维护保养。

 4.数控系统日常维护。

5．数控机床的发展、分类、组成、原理.

6．掌握数控机床的坐标系的确定及数控车床的坐标系的规定

四、实训习题

数控车床适用于加工哪一类零件?

五、实训表现记录：

实训表现成绩

实训操作成绩

总评成绩

评分教师：

实训二、数控车床的操作面板

一.实训目的

1、使学生熟悉华中系统数控车床数控装置操作台及其功能；

2、使学生初步掌握华中系统数控车床开机，手动操作及程序编辑处理的基本步骤；

二.实训内容

（一）开机操作

1.开机

（1）检查机床状态是否正常；

（2）检查电源电压是否符合要求，接线是否正确；

（3）按下“急停”按钮；

（4）机床上电；

（5）数控系统上电；

（6）检查风扇电机运转是否正常；

（7）检查面板上的指示灯是否正常。

2.复位

系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作台的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。

系统默认进入“回参考点”方式，软件操作界面的工作方式变为“回零”。

3.返回机床参考点

控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。

方法如下：

（1）如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，调整控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；

（2）根据X轴机床参数“回参考点方向”，按一下“+X”（“回参考点方向”为“+”）或“—X”（“回参考点方向”为“—”）按键，X轴回到参考点后，“+X”或“－X”按键内的指示灯亮；

（3）用同样的方法使用“+Z”、“—Z”按键，使Z轴回参考点。

所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。

注意：

（1）在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；

（2）同时按下X、Z轴向选择按键，可使X、Z轴同时返回参考点；

（3）在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”相反侧（如X轴的回参考点方向为负，则回参考点前，应保证X轴当前位置在参考点的正向侧）；否则应手动移动该轴直到满足此条件；

（4）在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。

4.急停

机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急停”按钮（左旋此按钮，自动跳起），CNC进入复位状态。

注意：

在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。

5.超程解除

在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。

每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。

当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须

（1）松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“手摇”方式；

（2）一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；

（3）在手动（手摇）方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；

（4）松开“超程解除”按键。

若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。

注意：

在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。

6.关机

（1）按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；

（2）断开数控电源；

（3）断开机床电源。

手动操作

机床的手动操作，主要包括如下一些内容：

• 手动移动机床坐标轴（点动、增量）；

• 手动控制主轴；

• 机床锁住、刀位转换、冷却液启停；

• 手动数据输入（MDI）运行；

坐标轴移动

手动移动机床坐标轴的操作机床控制面板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。

1.点动进给

调整“点动”旋纽（指示灯亮），系统处于点动运行方式，可点动移动机床坐标轴（下面以点动移动X轴为例说明）：

（1）按压“+X”或“—X”按键（指示灯亮），X轴将产生正向或负向连续移动；

（2）松开“+X”或“—X”按键（指示灯灭），X轴即减速停止。

2.点动快速移动

在点动进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应在轴的正向或负向快速运动。

3.点动进给速度选择

在点动进给时，进给速率为系统参数“最高快移速度”的1/3乘以进给修调选择的进给倍率。

点动快速移动的速率为系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。

按压进给修调或快速修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），进给或快速修调倍率被置为100%，按一下“+”按键，修调倍率缺省是递增10%，按一下“—”按键，修调倍率缺省是递减10%。

4.增量进给

调整““步进”旋纽按一下控制面板上的按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴（下面以增量进给X轴为例说明）：

（1）按一下“+X”或“—X”按键（指示灯亮），X轴将向正向或负向移动一个增量值；

（2）再按一下“+X”或“—X”按键，X轴将向正向或负向继续移动一个增量值。

用同样的操作方法，使用“+Z”、“—Z”按键可使Z轴向正向或负向移动一个增量值。

同时按一下X、Z方向的轴手动按键，能同时增量进给X、Z坐标轴。

5.增量值选择

增量进给的增量值由“×1”，“×10”，“×100”，“×1000”四个增量倍率按键控制。

增量倍率按键和增量值的对应关系如下表所示：

表2-1

增量倍率按键

×1

×10

×100

×1000

增量值（mm）

0.001

0.01

0.1

1

注意:

这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。

主轴控制

主轴手动控制由机床控制面板上的主轴手动控制按键完成。

1.主轴正转

2.主轴反转

3.主轴停止

注意：

“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余两个会失效（指示灯灭）。

机械变速机床，主轴旋转中，不能改变方向或速度。

机床锁住

机床锁住禁止机床所有运动。

在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮），再进行手动操作，系统继续执行，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，所以机床停止不动。

其他手动操作

1.刀位转换

在手动方式下，按一下“刀位转换”按键，转塔刀架转动一个刀位。

2.冷却启动与停止

在手动方式下，按一下“冷却开停”按键，冷却液开（默认值为冷却液关），再按一下又为冷却液关，如此循环。

手动数据输入（MDI）运行

自动运行过程中，不能进入MDI运行方式，可在进给保持后进入。

1.输入MDI指令段

MDI输入的最小单位是一个有效指令字。

因此，输入一个MDI运行指令段可以有下述两种方式：

（1）一次输入，即一次输入多个指令字的信息；

（2）多次输入，即每次输入一个指令字信息。

2.运行MDI指令段

在输入完一个MDI指令段后，按一下操作面板上的“循环启动”键，系统即开始运行所输入的MDI指令。

如果输入的MDI指令信息不完整或存在语法错误，系统会提示相应的错误信息，此时不能运行MDI指令。

三.实训习题：

1.进行回零操作；

2.采用手动操作方式，车削毛坯端面及外圆；

3.手动换刀；

4.用MDA方式，进行主轴操作及换刀操作；

5.在安全位置，运行以下程序：

M03；

G91G00X30；

Z-20；

GO1X-20F60；

G00X-10Z20；

M05；

M30；

四、实训表现记录：

实训表现成绩

实训操作成绩

总评成绩

评分教师：

实训三、程序的输入与编辑

一、实训目的

1、能够使用数控车FANUC、SIEMENS、华中控制面板，操作数控机床。

2、能够在使用程序状态下，进行程序名的建立，程序的输入，替换、删除、取消。

二、实训内容

1、选择编辑程序（F2→F2）

（1）磁盘程序：

保存在电子盘、硬盘、软盘或网络路径上的文件；

（2）正在加工的程序：

当前已经选择存放在加工缓冲区的一个加工程序；

（3）通过串口读入的程序。

（注：

此功能是选件）

2.程序编辑

3.程序存储与传递

保存程序（F2→F4）

在编辑状态下，按F4键可对当前编辑程序进行存盘。

如果存盘操作不成功，系统会弹出提示信息。

此时只能用“文件另存为（F2→F5）”功能，将当前编辑的零件程序另存为其他文件。

文件另存为

在编辑状态下，备份当前文件或被编辑的文件是只读的情况，可将当前编辑程序另存为其他文件：

系统主操作介面下按“F1”进入程序功能子菜单，在程序功能子菜单下，可以对加工程序进行编辑、存储、检验等操作。

1﹒选择程序

   选择程序的操作步骤如下：

（1）在程序子菜单下按“F1”（选择程序功能）；

（2）在程序列表中用上、下光标键移动蓝色亮条到要选定程序的程序名处；

（3）按回车健，即可将该程序文件选中并调入加工缓冲区；

注：

华中世纪星数控车床系统的程序名必需是字母“O”开头。

2﹒删除程序文件

删除程序操作如下：

（1）进入程序子菜单，按“选择程序”（F1）键；

（2）在程序列表中用上下光标键选定要删除的程序名；

（3）按下“Del”删除键，系统会提示“是否要删除选定的程序”，再按“Y”确定，按“N”则取消操作。

   注：

删除的程序文件不可再恢复，删除操作前应先确定该操作。

3﹒编辑程序

   在程序子菜单下按“F2”键，将会进入“编辑程序”功能，对程序进行编辑，在编辑过程中会用到以下的快捷健：