数控机床与编程实验指导书.docx

1、数控机床与编程实验指导书实验一 华中数控铣床基本结构与操作一、 实验目的1、 了解该机床的坐标系统；2、 了解该机床的功能及结构；3、 了解机床控制面板各键和按纽的功能及用途；4、 掌握主轴手动换档的操作步骤；5、 熟练掌握开机、关机的操作步骤；6、 熟练掌握回零、手动、手轮方式的操作；二、 实验要求1、 本实验先由指导教师讲解机床的结构功能及坐标系统；2、 由指导教师演示开机、关机及控制面板上的各键功能和作用；3、 由指导教师演示运动方式中的所有功能项目；4、 在机床运动过程中，不要随意触摸机床上的各个限位开关；5、 未经指导教师允许，不要随意按动任何按钮和开关。三、 工作原理数控铣床的工作

2、原理 根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺，选择加工参数。通过手工编程或利用CAM软件自动编程，将编好的加工程序输入到控制器。控制器对加工程序处理后，向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴电机使刀具旋转，X、Y和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动，从而实现工件的切削。四、 实验内容1、 机床开机步骤1） 把机床钥匙插入电箱门锁内，打开门锁，将门锁的把柄顺时针向上转动到“ON”处，此时机床电源启动；2） 打开急停开关；2、 手动方式操作1） 在NC初始画面中，选择数字键“2”，NC进入“手动方式”2） 选择29号轴向选择开关，X轴或Z轴；3）

3、 按下14号按钮机床的溜板就可向X轴或Z轴的正向移动，屏幕的坐标也随着变化；4） 释放按钮后，机床的溜板停止移动；5） 按下15号按钮机床的溜板就可向X轴或Z轴的负向移动，屏幕的坐标也随着变化；6） 释放按钮后，机床的溜板停止移动；7） 在手动方式进给中，进给的速度可由8号倍率衰减开关进行修调；8） 按“方式”键，退出该方式，回到NC初始画面。3、 手轮方式操作1） 在NC初始画面中，选择数字键“3”，NC进入“手轮方式”，如图所示；手轮方式示意图2） 选择29号轴向选择开关，X轴或Z轴；3） 摇动手轮脉冲发生器，相应的坐标轴就会移动，顺时针为正向，逆时针为负向；4） 手轮每格的当量有两档0.

4、10mm和0.01mm，可按“转换”键进行选择，所选择的当量被显示在屏幕的右上角；5） 按“方式”键，退出该方式，回到NC初始画面。4、 回零方式操作1） 在返回零点之前，刀架A的位置是否处在机床原点和参考点之间的区域内，若不在，应使用手动方式或手轮方式将刀架移动到该区域内；2） 在NC初始画面中，选择数字键“4”，NC进入“回零方式”，如图所示；3） 选择29号轴向选择开关X轴；4） 按下14号按钮机床的溜板就可向X轴正向移动，当机床返回参考点后机床停止移动，屏幕上X轴的坐标值被置零，并且在坐标值的后面显示“回零”的字样；5） 选择29号轴向选择开关Y轴；6） 按下14号按钮机床的溜板就可向

5、Z轴正向移动，当机床返回参考点后机床停止移动，屏幕上Z轴的坐标值被置零，并且在坐标值的后面显示“回零”的字样；7） 按“方式”键，退出该方式，回到NC初始画面。5、 程序显示操作1） 在NC初始画面中，选择数字键“6”，NC进入“程序显示”，如所示；2） 按下“分页”键，屏幕将显示下一页的程序内容；3） 按“方式”键，退出该方式，回到NC初始画面。6、 自动方式操作1） 在NC初始画面中，选择数字键“0”，NC进入“自动方式”；2） 按“检索”键，在屏幕低部显示“检索N”的字样；3） 输入要检索的程序号，如：N14；4） 如果输入的有错误，可按下“清除”键，在执行第二步；5） 当输入了正确的程

6、序号后，按“输入”键，就从程序号N14开始显示程序；6） 将“方式选择开关”14号开关旋转到自动方式处；7） 按“启动”键，则程序从N14开始自动执行。以上自动方式操作执行的程序，由实验指导教师事先输入到机床内，只是做演示使用，关于程序的输入与编辑将在下一个实验做详细说明。7、 主轴启动（正转/反转）、停止及换档的操作1） 在以下某一种方式中：手动方式、手轮方式、单段方式及自动方式；2） 按11号主轴手动连续正转启动按钮，主轴正向连续运转；3） 按12号主轴停止开关，正在运转的主轴将立即停止；4） 按13号主轴手动连续反转启动按钮，主轴反向连续运转；5） 主轴换档的操作，只有在主轴停止后，才能

7、换档。注意：主轴正转切换到主轴反转或主轴反转切换到主轴正转，必须要使用主轴停止，在转换，不能直接转换。五、 实验记录1、 记录该机床回零后，分别到X轴、Y轴、Z轴的正负极限距离：回零的坐标到正极限的坐标到负极限的坐标行 程X轴Z轴2、 记录本实验自动方式执行的程序，并画出刀尖的运动轨迹。六、 课后练习1、 该机床有那些功能？2、 说出该机床的系统是闭环还是半闭环？3、 在手动方式或手轮方式中，如果移动溜板超出极限，将如何处理？实验二 FANUC0i数控铣床基本结构与操作一、 实验目的a) 了解该机床的坐标系统；b) 了解该机床的功能及结构；c) 了解机床控制面板各键和按纽的功能及用途；d) 掌

8、握主轴手动换档的操作步骤；e) 熟练掌握开机、关机的操作步骤；f) 熟练掌握回零、手动、手轮方式的操作；g) 熟练掌握主轴启动、停止、正转、反转及换档的操作。二、 实验要求a) 本实验先由指导教师讲解机床的结构功能及坐标系统；b) 由指导教师演示开机、关机及控制面板上的各键功能和作用；c) 由指导教师演示运动方式中的所有功能项目；d) 在机床运动过程中，不要随意触摸机床上的各个限位开关；e) 未经指导教师允许，不要随意按动任何按钮和开关。三、 工作原理数控铣床的工作原理 根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺，选择加工参数。通过手工编程或利用CAM软件自动编程，将编好的加工

9、程序输入到控制器。控制器对加工程序处理后，向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴电机使刀具旋转，X、Y和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动，从而实现工件的切削。四、 实验内容实实验三 华中数控铣床编程与加工实验一、实验目的 1了解数控铣床组成及其工作原理。 2了解零件数控加工的手工编程和自动编程方法。 3熟悉数控铣床CAD/CAM 软件的使用方法。 4 掌握用数控铣床加工零件的工艺过程。 二、实验内容及安排 1实验前仔细阅读本实验指示书的内容。 2教师利用微机演示数控铣CAM 软件的使用方法。 3学生使用数控铣CAM 软件对指定零件进行三维设计和编程。 4教师讲

10、解数控铣床的组成及其工作原理，演示数控铣床操作过程。 5 学生进行程序传输和机床操作，完成零件加工。三、编程与加工操作规程在书上实验四FANUC0i数控铣床编程与加工实验一、实验目的 1了解数控铣床组成及其工作原理。 2了解零件数控加工的手工编程和自动编程方法。 3熟悉数控铣床CAD/CAM 软件的使用方法。 4 掌握用数控铣床加工零件的工艺过程。 二、实验内容及安排 1实验前仔细阅读本实验指示书的内容。 2教师利用微机演示数控铣CAM 软件的使用方法。 3学生使用数控铣CAM 软件对指定零件进行三维设计和编程。 4教师讲解数控铣床的组成及其工作原理，演示数控铣床操作过程。 5 学生进行程序传

11、输和机床操作，完成零件加工。三、编程与加工实验三 然后把加工的程序附上实验五华中数控车床结构与操作另一个文件上实验六华中数控车床编程与加工一、实验目的（1）掌握数控车床编程的基本方法及常用指令（G00、G01、G02/G03等）的使用。（2）熟悉数控车床面板的操作方法。（3）熟悉制订数控车削加工工艺。（4）提高数控车削加工程序编制的能力。二、实验设备及实验系统（1）数控车床三、实验内容及步骤加工图样：如图毛坯规格：棒料30*100毛坯材料：软金属（或尼龙棒）1、 确定加工工艺（1）加工方式：车端面粗车台阶粗车园弧外形精车台阶精车园弧外形（2）加工刀具：T01精车刀、T02粗车刀（3）切削用量（

12、4）走刀路线2、数学处理根据走刀路线计算编程各基点的坐标。3、编制数控车削加工程序（1）确定工件坐标系（2）编制程序分别用绝对编程和增量（或混合）编程。用G00、G01、G02/G03等指令编写程序，不用循环功能。坐标尺寸单位mm，进给速度单位mm/min.4、仿真加工操作（1）启动GSK980T数控仿真系统；（2）选择工件毛坯，注意毛坯在卡盘夹紧部位之外的长度，应足以保证试件的车削加工长度；（3）操作键盘输入加工程序置数控系统于程序编辑状态；输入文件名，格式为OXXXX（X为数字符）；输入程序文本。（4）程序检查、校验（5）对刀并设置刀具补偿量。注意车刀实际安装位置与程序中对应刀号、刀偏号的

13、关系，注意不同的车刀的刀位点与刀具补偿的判别。（6）自动加工置数控系统于程序自动运行状态；程序复位，自动运行加工程序；加工过程中应时刻注意车刀的走刀路线与实际程序之间的关系，直至仿真加工完毕。四、实验报告1、画出试件加工示意图（包括试件的装夹定位、工件坐标系、对刀点、走刀路线、车刀安装示意图、刀具名称对应的刀号、刀偏号及刀偏量）。2、写出数控程序及其注释（用二种以上方法编程）实验七 数控线切割实验一、实验目的 1了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。2了解计算机辅助加工的概念和加工过程。3熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验内容 1简单图形手工编程练习；2设计创意图形

14、并用计算机修改及自动编程；3加工创意图形；三、实验设备1硬件设备；计算机，扫描仪，线切割机床。2软件：图形矢量化软件，图形修改软件，数控线切割机床控制软件。四、线切割加工介绍 1线切割加工原理、特点和应用线切割加工是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种，其基本原理如图所示。被切割的工件作为工件电极，钼丝作为工具电极，脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上。钼丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液（图中未画出）。当钼丝与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。若工

15、作台带动工件不断进给，就能切割出所需要的形状。由于贮丝筒带动钼丝交替作正、反向的高速移动，所以钼丝基本上不被蚀除，可使用较长的时间。线切割机床程序输入方法有三种：键盘输入，穿孔纸带输入和磁盘输入。线切割能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力；能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等；尺寸精度可达0.020.01mm，表面粗糙度Ra值可达1.6m。 2数控线切割机床组成部分 数控线切割机床的外形如图所示，其组成包括机床主机、脉冲电源和数控装置三大部分。 （1）机床主机部分 机

16、床主机部分由运丝机构、工作台、床身、工作液系统等组成。运丝机构:电动机通过联轴节带动贮丝筒交替作正、反向转动，钼丝整齐地排列在贮丝筒上，并经过丝架作往复高速移动（线速度为9m/s左右）。工作台:用于安装并带动工件在工作台平面内作X、Y两个方向的移动。工作台分上下两层，分别与X、Y向丝杠相连，由两个步进电机分别驱动。步进电机每接收到计算机发出的一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个步距角，通过一对齿轮变速带动丝杠转动，从而使工作台在相应的方向上移动0.01mm。工作台的有效行程为250320mm。 床身 用于支承和连接工作台、运丝机构、机床电器、及存放工作液系统。 工作液系统 由工作液、工作液箱、工作

17、液泵和循环导管组成。工作液起绝缘、排屑、冷却的作用。每次脉冲放电后，工件与钼丝之间必须迅速恢复绝缘状态，否则脉冲放电就会转变为稳定持续的电弧放电，影响加工质量。在加工过程中，工作液可把加工过程中产生的金属颗粒迅速从电极之间冲走，使加工顺利进行。工作液还可冷却受热的电极和工件，防止工件变形。 （2）脉冲电源 脉冲电源又称高频电源，其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压。加工时，钼丝接脉冲电源负极，工件接正极。 （3）数控装置 数控装置以PC机为核心，配备有其他一些硬件及控制软件。加工程序可用键盘输入或磁盘输入。通过它可实现放大、缩小等多种功能的加工，其控制精度为0.001mm，

18、加工精度为0.001mm。 五、线切割加工程序的编制方法 （1）调出图形 第一次调出图形 用鼠标点取画面右上方内有S的白色方块，自己设计的图形就会出现在屏幕中央。用鼠标点选左下方图号旁边的方框，出现一小数字键盘，输入此图形的文件名，回车后为此图形附名存盘（切记：第一次调出图形后一定要先附名存盘）。文件名一般用自己的学号。 调出已有文件名的图形 用鼠标点取菜单栏中的文件选项下的读盘选项，弹出子菜单，然后选取其中的图形一项，屏幕的左上方会出现文件框。在文件框中选取自己设计的图形文件名，此时文件名则变为黄色，单击文件框左上角小方块，则自己设计的图形出现在绘图窗的中央，其中心为坐标系的原点。 （2）工

19、件缩放 点取图标栏中的辅助线图标，把光标移到图形最长方向的最远点，光标变为X形。按住鼠标左键移动鼠标画一水平或垂直直线，其长度与图形最大长度一致，屏幕上有一对话框，线程栏显示图形最大长度。 确认后点取编辑选项中工件缩放选项，出现参数窗。可用键盘或鼠标输入缩放比例。大于1工件放大，小于1则工件缩小。图形控制在3540毫米之间。回车确认后，图形即放大或缩小。 （3）存盘 调整好图形大小后，应及时存盘。用鼠标点取画面左下方图号旁边的方框，出现小数字键盘，回车（存盘）重写以前保存的图形文件，则所做的工作已存盘。 （4）检验图形的封闭性 图形保存后，点选图标栏中的火花图标，然后把光标移到画图区。如果图形

20、有断点即图形不封闭，则图形会全部或部分消失。此时不可存盘。重新读盘，调出上一次的存盘结果，然后用直线图标把断点连接好。直线图标的使用方法见后面。图形连接封闭后再次存盘，然后用火花键验证，直到图形完整性不被破坏为止。 （5）调整图形位置 图形平移 图形位置、方向如果与原图不符，可点取编辑选项中平移中的坐标轴平移选项，此时光标变为+形，图标栏下方有一工具箱。用鼠标左键点取坐标系中的任意一点，鼠标所点之外即为新的坐标系原点，图形移动到Y轴（或X轴）的一侧，用鼠标点按工具箱，光标复原。 图形镜像 选取编辑栏中的镜像项，如果图形是左右反向，则选取垂直轴，如果图形是上下反向，则选取水平轴；光标变为口状后，

21、用鼠标点按Y轴（或X轴）的另一侧，则图形镜像完毕。 图形删除 选取杂项中的有效区，把光标放在所要保留的图形的左上方，按住鼠标左键不松开并拖动鼠标，则出现一方框，使方框框住所要的图形，松开左键，出现“删除认可”对话框，选择“Yes”项，则方框外的图形被删除。 最后，重新运用编辑中的平移功能，将图形放回到坐标系的中间位置，整个调整工作完成。 （6）修改图形 修改图形主要运用七种图标工具，即点、直线、圆、切圆弧、剪刀、火花和毛笔等。其中剪刀、火花和毛笔是清理工具，点、直线、圆和切圆是绘图工具。 剪刀 点按图标框中的剪刀图标，则图标框下端出现工具箱，同时绘图窗中光标变为小剪刀。将剪刀移至要去掉的线段上

22、，当线段变为红色且剪刀变为手指状，按鼠标左键，则该线段去掉。每次运用剪刀功能后，若想使用其它功能，必须把剪刀放回工具箱方可。 火花 线切割要求加工的图形为封闭图形。当所改的图形已是封闭的图形后，每次在修改的过程中只要按一次火花键，然后把光标移至绘图窗中，则图形中封闭图形以外的线段自动全部去掉。这在修图过程中既可检查图形的封闭性，又能省去剪线段的时间。建议每次用火花键之前先存盘，以免修改过的图形丢失。 毛笔 其功能是清洁画面。它不要求图形的封闭性，只是去掉图形上没用的点、临时性线段和剪切后残留的痕迹，使画面干净整洁。其使用方法和火花键相同。 点 用鼠标点按点图标，将光标移至绘图窗上所要点的位置上

23、，按鼠标左键，屏幕上出现标有当前位置的参数窗。此时可对参数窗进行修改，位置确定后确认，则完成点的绘制。 直线 鼠标点按直线图标后将光标移至绘图窗上要画直线的一个点的位置，此时如果光标变为X状，则指到了线段的交点（或终点），如果光标变为手指状，则指到了线段上；按住鼠标左键并拖动鼠标至另一点，直至光标恢复为X状或手指状，松开鼠标左键，确认屏幕上出现的直线对话框的“Yes”按钮，直线输入完毕。 圆 点按圆图标后将光标移至绘图窗上，光标指到要画圆的圆心位置后，按住鼠标左键并拖动鼠标向外，屏幕上会出现一黄色（或红色）圆且圆的半径随鼠标的移动而改变，圆的大小合适后，松开鼠标左键，确认屏幕上出现的圆对话框的

24、“Yes”按钮，圆输入完毕。 圆弧 点按圆弧图标后将光标移至绘图窗上，光标指到要画圆弧的一个点上，使光标变为X或手指状，按住鼠标左键并拖动鼠标至另一点使光标同样变为X或手指状，此时这两点之间画上一条蓝色直线。松开鼠标左键并把光标指在蓝线上，光标变为手指状后，按住鼠标左键并拖动鼠标，则直线变成圆并随鼠标移动而扩大或缩小。如果此时圆是红色，松开鼠标后，即已确认，圆变为黄色。如果此时圆是蓝色，记住屏幕上圆弧对话框中的半径值，松开鼠标左键，如果对话框中半径值不变，则按“Yes”按扭确认：如果半径值发生变化，点按半径后边的数字，出现小键盘图框，输入记住的半径值后回车，再按 “Yes”确认，圆弧输入完毕。

25、 每次画完所需的线段后，用剪刀剪去不要的线段中的一条，破坏它的封闭性，再用火花去掉其它不封闭的线段，可加快修改速度。 （7）模拟切割 图形修改完毕后，需进行模拟切割，点取编程中的切割编程选项，图标栏的下方出现工具箱，光标变为丝架形式，屏幕右上角显示“丝孔”字样，提示选择起切点位置。起切点位置应设在图形左方最突出点的左方或上方最突出点的上方，距离约为3毫米。光标点在此位置后按住左键拉出一条直线至最高点使光标变为X形，松开左键，该点出现红色心形标志，屏幕右上方有一参数窗，按Yes确认，出现图形窗。 图形窗中红心的位置是最高点的交点位置。有两条黄色线向两侧伸开。把光标移到任一条线上，变为手指状后点按

26、，然后按认可键，图形窗消失，图形上有一火花沿图形轮廓线走一圈，直至回到起切点并显示OK。 把丝架放回工具箱，屏幕左上角出现“工件厚度”窗口。不输入数字直接回车，显示加工长度并有子菜单出现。选择退出，系统返回主屏幕，则模拟切割完毕。 （10）图形修改注意事项 在修改图形前一定要先用直线把图形连成封闭图形。 修改图形时，优先考虑用直线修改，必要时用切圆修改。 改图过程中一定要注意及时存盘。 （11）关机步骤 在YH软件界面选择，“文件”“退出”选项，退出YH软件。 关闭计算机主机及显示器开关。 七、数控线切割机床操作方法 1机床按钮面板 按钮面板如下图所示 SB1总停钮 HL1电源灯 SB2运丝开

27、 HL2运丝机构指示灯 SB3水泵开 HL3水泵指示灯 SA3脉冲电源开关 HL4脉冲电源指示灯 A电流表 运丝开按钮SB2按下SB2，运丝机构开始工作，HL2运丝指示灯熄灭。 水泵开按钮SB3按下SB3，水泵开始工作，HL3水泵指示灯熄灭。 脉冲电源开关按钮SA3按下SA3，脉冲电源接通。再次按下则关闭脉冲电源。 总停按钮SBI按下SB1，运丝机构及水泵同时停止。HL1，HL2，HL3指示灯同时亮起。 2高频脉冲电源 高频脉冲电源是线切割加工中提供加工电源的部件。调节功能如下： （1）功率管个数选择开关。共4个开关，全部开通时加工峰值电流最大。全部关闭时峰值电流最小。 （2）脉冲宽度开关，共

28、分六档，可调节脉冲电流脉宽。脉宽大时，放电能量大，可加工较厚材料。加大脉宽还可加快加工速度，但对表面质量有影响。 （3）脉间比例旋钮，可调节脉冲脉间和脉冲所占时间的比例。脉间比例的调整，可提高加工的稳定性。 3控制系统 CNC10控制系统置于控制用PC机的电子盘内。每次开机自动启动。控制界面分为三个功能区： （1）状态标志 位于界面上端。包括计时牌，电机状态，高频状态，间隙电压指示。 计时牌：用于记录加工时间。 电机状态：用于监控驱动工作台伺服运动的LY方向电机的开关状态。为ON时，工作台电机处于等待控制信号状态，无法手动。为OFF时，工作台脱离控制。 高频状态：用于监控高频电源状态。为ON时

29、，表示开通高频电源，可启动加工功能。关断时，为OFF，该状态不可启动加工功能，只能进行模拟。 间隙电压：用于监控放电间隙的平均电压波形。 （2）图形跟踪显示 可显示加工工件的图形轮廓，加工轨迹或相对坐标、加工代码。可用F10键切换这几种状态的显示。可做到实时监控。该窗口下方有局部放大窗按钮、图形显示调整组，可用来调整图形显示状态。 （3）加工控制功能块 加工控制功能块包括十个功能键： 加工 单击（或w键）进入加工方式。（高频电源开关SA3处于开启状态）。 暂停 单击（或p键）中止当前功能。 复位 单击（或R键）按下暂停键后再按复位键将中止当前一切工作，消除数据，关闭高频和电机。 单段 单击（或

30、S键）以插补方式运行当前程序段。 检查 单击（或T键）。 模拟 单击（或D键）以图形方式模拟加工过程。 定位 单击（或C键）系统可作对中心、定端面的操作。 读盘 单击（或L键）可读入数据盘上的ISO和3B代码文件。 回退 单击（或B键）系统回退。 回零 单击（或I键）系统自动回到起切点初始位置。 6机床操作注意事项 （1）在自动编程时，注意起切点与工件相对位置； （2）模拟运行时电机与高频监控都置为OFF； （3）切记先关高频电源SA3、水泵SB3、再按总停SB1停止运丝运动； （4）脉冲电源参数切不可在加工过程中变更； （5）装夹工件时用手旋紧螺母即可； （6）工件伸出支出架部分要大于实际工件尺寸。 实验八 数控电火花成型机床操作与加工一、实验目的 1了解数控电火花成型机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。2了解计算机辅助加工的概念和加工过程。3熟悉数控电火花成型机床的操作方法。 二、实验内容 1简单图形手工编程练习；2设计创意图形并用计算机修改及自动编程；3加工创意图形；三、实验设备1硬件设备；计算机，扫描仪，电火花成型机床。2软件：图形矢量化软件，图形修改软件，数控电火花成型机床控制软件。四，实验原理电火花成形加工的基本原理是基于工具