数控车工教案 任务2.docx

1、数控车工教案数控车工教案 任务任务 2 实习指导教师课时授课教案 授课班级 SK1714、SK1715 授课日期 指导教师 雷玖璋 课程名称 数控车床实训 课题号 2 实训课题 数控系统操作面板及机床面板操作实训 课时 实训准备 华中数控 HNC21T机床及附件 实训目标 知识目标 熟悉华中世纪星数控系统操作面板上各功能键的作用；熟悉华中世纪星数控系统各主功能菜单的作用及选择。熟悉“手动”主菜单的操作界面；熟练掌握面板上手动操作键的使用；熟练掌握用手动操作加工简单零件。能力目标 培养学生熟练应用知识的能力 通过任务驱动，培养学生分析问题和解决问题的综合能力 培养学生的团队合作精神和交流合作能力

2、 情感目标 使能够理论联系实际，培养学生的动手和学习兴趣，从而进一步提高就业竞争能力。实训难点与重点及处理方法 重点：熟悉操作面板上各功能键的作用，能用手动操作熟练加工工件 处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。难点：形成技能 处理方法：多练习。安全注意 事项 严格遵守各项安全规定，以免发生人身或机床事故。严格按照数控车床的操作规程进行操作。要时刻保持精神集中，明确操作的目的，做到细心、准确地操作机床。对操作有疑问时要先向指导老师请教后方可进行操作。检测手段 实训过程 教学活动 教师活动 学生活动 时间分配 复习导入 新授 活动探究 难点突破 概念学习 重点练习 重点突破 拓展训练 总结

3、 复习：1、实体工具栏的使用 2、创建长方体 导入：如何在已建实体模型面上创建图形 教师出示设定任务 根据指定任务进行操作练习 为何所画图形不在所需模型面上？明确 UCS 的 XY平面是工作平面 用户坐标系的概念 灵活定位 UCS 确定当前工作面 分组讨论 定位 UCS 的七种方法 教师出示进一步练习任务 强调本次课程重点、难点 提问 展示图片 解释说明 巡回指导 引导、提示 讲解 巡回指导 汇总、补充 展示图片 讲述、总结 思考、回答 上机练习 观察、思考 围绕任务展开练习 观察、发现 听讲 展开练习 寻找方法 练习、讨论 加深练习 思考、记忆 教学过程 教 学 内 容 备 注 组织教学 宣

4、布课堂纪律、点名；检查学生的课前准备。7 复习导入 新授课程 基本知识 讲解 复习：简要回顾上一课题的主要内容，然后提问：(1)车床运行前的准备工作有那些？(2)安全操作规程的主要内容？导入：如何正确的操作数控车床呢？任务：如何机床操作 一、开机、关机、急停 (一)、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；接通数控装置电源后，HNC-21T 自动运行系统软件。此时液晶显示器显示如图 2-1 所示系统上电屏幕（软件操作界面），工作方式为“

5、急停”。(二)、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右上角的“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”。(三)、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，按一下控制面板上面的“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

6、后，“+X”或“-X”按键内的指示灯亮；(3)用同样的方法使用“+Z”或“-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。机床坐标系与参考点 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；教学过程 教 学 内 容 备 注 活动探究(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

7、，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。分作操练，回参考点功能。对操作中出现的问题及时讲解和更正 (四)、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（右旋此按钮，自动跳起），CNC 进入复位状态。解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。10 3 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。(五)、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

8、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“增量”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(增量)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。(六)、关机(1)按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；(2)断开

9、数控电源；(3)断开机床电源。教学过程 教 学 内 容 备 注 二、操作面板各功能键的作用 华中世纪星 HNC-21T 数控系统操作面板如图 2-1所示。10 3 图 2-1 华中世纪星 HNC-21T 数控系统操作面板（一）、显示器 操作台的左上部为 7.7 寸彩色液晶显示器（分辨率为640 480)，用于汉字菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图形仿真。（二）、NC 键盘 NC 键盘包括精简型 MDI 键盘和 F1F10 十个功能键。标准化的字母数字式 MDI 键盘介于显示器和“急停”按钮之间，其中的大部分键具有上档键功能，当“Upper”键有效时（指示灯亮），输入的是上档键。NC

10、键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI 及系统管理操作等。F1F10 十个功能键位于显示器的正下方。（三）、机床控制面板 MCP 标准机床控制面板的大部分按键（除急停按钮外）位于操作台的下部。“急停”按钮位于操作台的右上角。机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。（四）、软件操作界面 HNC-21T 的软件操作界面如图 2-2 所示。其界面由如下几个部分组成 教学过程 教 学 内 容 备 注 图 2-2 HNC-21T 的软件操作界面 1、图形显示窗口 可以根据需要，用功能键 F9 设置窗口的显示内容。2、菜单命令条 通过菜单命令条中的功能键 F1F10 来完成系统功能的操作。3、运行

11、程序索引 自动加工中的程序名和当前程序段行号。4、选定坐标系下的坐标值 坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换；显示值可在指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流/补偿值之间切换（负载电流只对 11 型伺服有效）。5、工件坐标零点 工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。6、倍率修调 10 3 主轴修调当前主轴修调倍率。进给修调当前进给修调倍率。快速修调当前快进修调倍率。7、辅助机能 自动加工中的 M、S、T 代码。8、当前加工程序行 当前正在或将要加工的程序段。9、当前加工方式、系统运行状态及当前时间。工作方式：系统工作方式根据机床控制面板上相应按键的状态可在自动运行、单段

12、运行、手动运行、增量运行、回零、急停、复位等之间切换；运行状态：系统工作状态在“运行正常”和“出错”间切换；系统时钟：当前系统时间。教学过程 教 学 内 容 备 注 图 2-3 菜单层次 10 3 图 2-4 HNC-21T 的功能菜单结构（五）软件菜单功能 操作界面中最重要的一块是菜单命令条。系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键 F1F10 来完成。由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下的子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图 2-3 所示。当要返回主菜单时，按子菜单下的 F10 键即可。注意：本说明书约定用 F

13、1F4 格式表示在主菜单下按 F1，然后在子菜单下按 F4键。HNC-21T 的菜单结构如图图 2-4 所示。三、面板手动操作键的使用 在主功能菜单中选择 5，即可进入“手动”操作主菜单，如图 3-1 所示。若配上手轮也可操作手轮。机床手动操作主要由手持单元和机床控制面板共同完成，机床控制面板如图 2-1 所示。教学过程 教 学 内 容 备 注 图 2-5 机床控制面板（一）、坐标轴移动 手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和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 按一下“手动”按键（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

14、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。用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可使 Z 轴产生正向或负向连续移动。在手动运行方式下，同时按压 X、Z方向的轴手动按键，能同时手动控制 X、Z坐标轴连续移动。2、手动快速移动 在手动进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。3、手动进给速度选择 在手动进给时，系统参数“最高快移速度”的三分之一，再乘上进给修调选择的进给倍率，就是进给速率。而系统参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率，就

15、是手动快速移动的速率。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“+”10 3 按键，修调倍率递增 2%，按一下“-”按键，修调倍率递减2%。4、增量进给 当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”档时，按一下控制面板上的“增量”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。教学过程 教 学 内 容 备 注 用同样的操作方法，使用

16、“+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机床控制面板的“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：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）。（二）、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 在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速正转，直到按压“主轴停止”或“主轴反转”按键。2、主轴反转 10 3 在手动

17、方式下，按一下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速反转，直到按压“主轴停止”或“主轴主转”按键。3、主轴停止 在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电机停止运转。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)。4、主轴点动 在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴：(1)按压“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯亮），主轴将产生正向或负向连续转动；(2)松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯灭），主轴即减速停止。5、主轴速度修调 主轴正转及反转的速度可

18、通过主轴修调调节：按压主轴修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为 100%，按一下“+”按键主轴修调倍率递增 2%，按一下“-”按键主轴修调倍率递减 2%。教学过程 教 学 内 容 备 注 活动探究 难点突破（三）、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）,此时再进行手动操作，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。注意：“机床锁住”按键只在手动运行方式下有效，在自动方式下无效。10 3 （四）、其他手动操作 1、刀位转换 在手动方式下，按一下“手动选刀”按键，系统会预先计数转塔刀架将转动一个

19、刀位，依次类推，按几次“手动选刀”按键，系统就预先计数转塔刀架将转动几个刀位，接着按一下“刀位转换”按键，转塔刀架才真正转动至指定的刀位。此为“预选刀”功能，可避免因换刀不当导致的撞刀。操作示例如下：当前刀位为 1号刀，要转换至 4 号刀，可连续按“手动选刀”键 3此，然后按“刀位转换”键，4号刀就会转至正确的位置。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。3、卡盘松紧 在手动方式下，按一下“卡盘松紧”按键，松开工件（默认值为夹紧），可以进行更换工件操作，再按一下又为夹紧工件，可以进行加工工件操作，如此循环。通过讲解

20、，让同学们进行以下实训内容 练习开机和关机；练习操作面板上各功能键的使用；练习各主功能菜单的选择。容易产生的问题和注意事项 电源接通前，要检查车床的防护门电箱门等是否关闭，检查主轴箱上油标的液面位置，检查切削液的液面是否高于水泵吸入口。电源接通后，要检查电箱门轴流风机工作是否正常，急停按钮是否跳起，车床照明灯亮不亮。将刀架退至车床 X、Z轴导轨右端时，先将中拖板退出，再退大拖板。若中拖板未退出，就退大拖板，刀架电机会撞到尾座，刀架电机容易被撞坏。开、关机之间必须间隔 15 秒以上。使用进给速度修调等旋钮开关时，用力不要过大，否则旋钮 教学过程 教 学 内 容 备 注 重点突破 活动探究 开关容

21、易损坏。在操作演示后，让学生逐个轮换练习一次，然后再分散练习。实训练习 1.讲解与演示 由指导教师讲解机床的结构功能及坐标系统。由指导教师演示开机、关机及控制面板上各键的功能和作用。由指导教师演示移动方式的所有功能项目。由指导教师演示数控车床加工过程与加工步骤。2.学生在操作机床前要熟记的内容 熟悉数控车床安全操作规程，本次实训的目的和要求。熟悉机床面板各键和按纽的功能及用途。3.机床的基本操作(注意：以下操作要在没有夹装工件和刀具的情况下进行)开机。回参考点操作。刀架转位的操作。急停操作。超程解除操作。手动和单步操作练习。10 3 在手动模式下练习的内容：在不同的快速移动倍率下刀架的移动；在

22、不同的移动倍率下刀架的移动。在单步移动模式练习的内容：在设置不同移动量下刀架的移动。用手动或单步移动方式练习：把刀架移动到绝对坐标显示为 X-11.0，Z-260.0 处，通常先移动 Z轴，再移动 X轴。（注意要正确操作，否则会超程报警）；把刀架移到绝对坐标显示为 X17.5，Z-536.0处。常把快速移动倍率调整为 25%，进给倍率调整70%左右。教学过程 教 学 内 容 备 注 拓展训练 手动操作加工如图所示工件 单向台阶轴 加工步骤：用三爪卡盘装夹工件，并将工件伸出 70mm 左右，工件夹紧后随手将卡盘扳手取下。主轴调速手柄调到 750转/分，用主轴正转开关启动主轴正转，用主轴停开关停止

23、主轴旋转，用主轴反转开关启动主轴反转。在数控系统操作面板上按“手动”键，实现手动操作。10 3 练习进给速度修调开关的使用，熟悉手动进给速度。练习点动移动的操作和点动量的选择；练习坐标值的清零。完成单向台阶轴的加工，加工工艺与在普通车床上加工工艺一样。练习要求 由学生用手动操作独立完成零件的加工。按图纸精度要求完成台阶轴的加工。检查质量合格后切下工件交件待检。容易产生的问题和注意事项 车削前应检查工件装夹是否牢靠，刀具是否装夹紧固，卡盘扳手是否取下。操作机床时，注意力要集中，以防拖板、刀架等碰撞。并将行程挡块调在安全位置，当发生超程时，起到保护机床的作用。点动操作时，在方向键上快速按一下后立即

24、松开，如一直按住，则机床将连续运行直到手松开为止。手动操作移动刀具时，应注意调节进给速度修调开关，选择一个合适的快进速度。车床未停稳，不能使用量具测量工件。注意在换刀前必须将刀具退到换刀安全区域，否则执行换刀时刀具会和工件发生碰撞 必须使用手动操作完成零件的加工，以提高手动操作熟练程度，形成技能。教学过程 教 学 内 容 备 注 总结 一、课题小结 1、课题测试；2、重申安全文明实习的重要性；3、指出实习操作中的的普遍问题及解决措施。二、布置作业 1.简述数控车床的安全操作规程。2.机床“回零”的主要作用是什么？3.停止机床主要有哪些方法？4.在手动方式或单步操作方式中，如果移动溜板超程，如何处理？5.机床的开启、运行、关机有哪些注意事项？6.填写实习工艺卡片 三、清理现场 1、整理实习工具、材料和清扫设备；2、实习场地卫生清理。课后分析