1课题一认识数控机床及其操作面板教学内容及过程

1、邵阳市高级技工学校备课纸 备注 教学内容及过程 21 世纪机械制造业的竟争，其实质是数控技术的 竟争。 参看资料： 数控机床即数字控制机床， 是用数字信息实现自动 控制机床运转。 采用数控机床加工零件时 , 只需要将零件图形和工 艺参数、加工步骤等以数字信息的形式， 编成程序代码 输入到机床控制系统中， 数控机床便按照事先编好的加 工程序, 自动地对被加工零件进行加工。 一 数控机床的产生、 发展和型号 （展示数控机床图片） 1. 数控机床的产生 1952 年，美国麻省理工学院研制世界上第一台数控 机床。 1958年，我国开始了数控机床的研制工作。 我国第一台数控机床在清华诞生， 设计者许道荣

2、等。 2. 数控机床的发展 两个阶段和六代的发展 1）数控（ NC）阶段（ 1952-1970 年）电子管电 路、晶体管电路、中小规模集成电路的 NC装置。 2）计算机数控（ CNC）阶段（ 1970年- 现在） 大规模集成电路、 微处理器、 微机应用于数控系统。 3. 数控机床的型号 数控车床采用卧式车床相类似的型号表示，由字母 和数字表示。 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 如： CKA6140 C 类代号。如钻床 Z，磨床 M，铣床 X，镗床 T 等。 K 通用特性代号。如数控 K，简式 J，高精度 G，轻形 Q等。 A 结构特性代号。如 A， D，E 等。 6 组别代号，

3、落地及卧式车床组。 1 系别代号，卧式车床系。 40 主要参数，床身上最大工件回转直径的 1/10 。 二 数控机床的特点 1. 数 控 机 床 与 普 通 机 床 比 较 数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和 动作自动控制的功能部件， 使数控机床能够自动完成对 零件加工的全过程。 控制媒介：数控程序。 2. 数控机床的加工特点 （展示零件实物图片及播放加 工录像） 1）可以加工有复杂型面的工件。 实现两坐标轴联动 2）加工精度高，产品质量稳定。 数控机床的机械精度高； 数控机床的控制精度高（ 0.001mm_0.05um）； 无人为误差，加工的一致性好。 3）自动化程度高，劳动强度低。

4、 数控机床自动加工、 自动停车， 有安全防护、自动 排屑、自动冷却和自动润滑，劳动条件改善。 4）生产效率高 数控车床刚性好， 主轴转速高， 可以进行大切削用 量的强力切削； 空行程运动速度快， 极大地缩短加 工的辅助时间； 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 粗、精加工一次装夹完成；无需中途停车检测。 5）良好的经济效益 减少划线、检验时间，节省人力；不需专门设计夹 具； 加工精度稳定，减少费品率；可一机多用。 6）具有高度柔性 当加工零件改变时，只需重新编写或修改加工程 序。 3. 数控机床的使用特点 1）对操作维修人员的技术水平要求较高 2）对夹具和刀具的要求较高 4. 数控

5、机床的适用范围 1）多品种、小批量生产的零件 2）几何形状复杂的零件 3）贵重零件加工 4）需要全部检验的零件 三 数控机床的分类 1. 按加工方式分类 1 ）切削机床类 数控车床、铣床、镗床、钻床和加工中心等。 2）特种加工机床类 数控电火花、线切割、激光加工机床等。 2. 按控制系统功能分类 1 ）点位控制数控机床 带动刀具或工作台从一个点准确快速移动到下一 个点，然后控制第三个坐标轴进行钻削等切削加工。 2）直线控制数控机床 控制刀具或工作台以适当的进给速度从一点以一 条直线准确的移动到下一个点，移动过程中能切削加 工。 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 3）轮廓控制数控机

6、床 控制几个坐标轴同时协调运动， 使刀具相对于工件 按程序指定的轨迹和速度运动 , 能在运动过程中进行连 续切削加工。 （ 具有多坐标轴联动能力 ） 3. 按伺服控制方式分类 1 ）开环控制数控机床 无位置测量反馈装置，控制简单，价格低廉，广泛 应用于经济型数控系统中。 2）闭环控制数控机床（精度很高，价格昂贵） 位置检测装置安装在机床工作台上， 直接对工作台 的位置进行检测。 3）半闭环控制数控机床（应用广泛） 位置检测元件安装在电动机轴端或丝杠轴端， 间接 检测工作台的位移量。 4. 按系统的功能水平分类 低档、中档、高档 5. 按控制坐标轴数目分类 两坐标联动数控机床、 三坐标联动数控机

7、床、 多坐标 联动数控机床。 四 数控机床的基本组成 归纳起来，数控机床主要由四部分组成： 1. 输入装置 作用：输入程序、控制参数、补偿量等。 方式：键盘输入 磁盘输入（硬盘、软盘、 U盘） 网络通讯 （RS232、DNC、 TCP/IP） 2.数控装置（ NC）数控机床大脑，数控机床核心部 件 作用：接受输入信息 运算与处理 （ 译码、运算、逻辑处理 ） 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 产生输出脉冲（动作、运动指令） 3. 伺服系统 数控机床的动力装置 作用：接受数控装置的输出 驱动与放大 实现电机转换 4. 机床本体 主要包括主轴、溜板、刀架等。 六 典型数控系统 FAN

8、U（C 日本 -发那克） SIEMENS德（ 国- 西门子） FAGO（R西班牙 - 发格） 华中数控系统（中国 -HNC） 广州数控系统（中国 -GSK） 备注 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 实训过程 一、数控系统主要工作原理： 零件图工艺处理编制工件加工程序制备控制介质 数控装置伺服驱动系统机床本体加工好的零件 二、各功能键的作用： 【位置】：按下【位置】键， LCD 显示现在位置。 【程序】：程序的显示、编辑等。 【刀补】：显示，设定补偿量。 【参数】：显示，设定参数。 【诊断】：显示各种诊断数据。 【报警】：显示报警信息。 【设置】：显示，设置各种设置参数，参数开关，程序开

9、关。 【调试】：机床软操作键。 在主项显示画面可用页键切换各子画面。 下面列出各主项的子菜单项： 【位置】：含 相对，绝对，总和，位置 程序4 个子项，分 别显示相对坐标位置， 绝对（工件坐标系下的） 坐标位置及总和 （各种坐标）位置。由上下页键选择。 【程序】：含MDI/模.程序,目录3 个子项。（在编辑方式下， 仅显示程序 1 个画面）除程序外， 每画面分左右两部分， 显示不 同的内容。依机能键的顺序，各画面依次为：程序段值 / 模态 值；程序；当前程序段 /模态值；程序目录、存储容量使 用量等。 【偏置】：显示、设定偏置量。 【参数】：显示、设定参数，修改参数。 【诊断】：含 MT PC

10、， PC NC ，PC，状态。可分 别显示 MT PC及 NC数据， PC参数， NC 状 态。 【设置】：显示、设置参数，设置参数和程序开关的状态。 【调试】：机床调试开关显示及设定。 三、工件坐标系的建立与刀补值的设置 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 使用 G50建立坐标系，注意在补偿状态，若用 G50 设定坐 标系，那么补偿前的位置是用 G50 设定的坐标系的位置。 当编程中使用的刀具与编程的刀具不一样时，使用补偿功 能。设定一标准刀具位置， 则，实际刀尖位置与标准刀具位置的 差值作为偏置量：用字母 T 表示。 操作演示 一、机床开启的步骤 接通电源 （ 1）检查数控车床

11、外表是否正常 （如后面电控柜门是否关上、 车床内部是否 有其他异物）。 （2）打开位于车床后面电控柜上的主电源开关，应听到电控 柜风扇和主轴电 机风扇开始工作的声音。 （3）按操作面板上的 ON POWER按钮接通数控系统电源， 几秒钟后 CRT 屏幕上出现 ON READY ，即机床没有准备好。 （4）顺时针方向松开“急停”按钮。 （5）按车床操作面板上的 MACHINE READY 按钮，几秒钟 后 ON READY 的信息消失，机床液压泵启动，机床进入准备 状态。 二、功能键的使用要领 1、G00 用 F 指定的进给速度进给无效； 2、G02、G03 的方向的确定； 3、螺纹切削中，进给

12、速度倍率无效，主轴倍率有效，但不能任 意改变且主轴不能停止； 4、位置编码器的转速在 1r/min 以下，速度会不均匀； 5、在同一个程序段中可以指令几个不同组的G 代码 ,如果在同一个程序 段中指令了两个以上的同组 G代码时,后一个 G代码有效 . 6、F代码允许输入 7 位数字等。 三、程序的编辑、输入方式 程序的编辑： 在上机操作以前 , 应根据零件 ,先在纸上编写出加工程序 .要 求思路清晰 ,结果正确,加工效率高 ,并一定要请老师审阅 . 1、按编辑按程序 2、键入新程序的程序名 :O，方格表示程序号 （19999，前导零可省略 ） 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 3

13、、输入程序 编辑已有的程序： 1、按编辑按程序 2、键入已有程序名 O ,再按下“光标”，即可见已有的 程序会显示出来 . 3、修改已有的程序 四、程序的传输方法 1、键盘输入程序 将编制好的工件程序由系统操作面板输入到数控系统内存 中，以实现自动加工。模式选择开关设定在编辑（ EDIT ）状态； 并将程序保护锁打开；按 PRGRM 键。 2、外部设备输入程序 连接输入输出设备，输出设备通讯软件参照数控系统对应设 置好传输参数。 3、MDI 数据手动输入 MDI 数据手动输入是用 MDI 键盘直接将程序段输入到存储 器内，并立即运行的工作方式。 将模式选择旋钮置于 MDI 模式；按PROG键；

14、按软键 MDI 自动进入程序号输入数据。 五、对刀与刀补 1、对刀：（试切法）设 1 号刀为标准刀（即刀补值为 0）用试 切法对刀。步骤如下： 起刀点 1）进入手动工作方式，选择合适的主轴转速，启动主轴，选择 1 号刀，平工件的端面。并沿 X 轴方向退刀。 2）按位置键 清显示屏上的 W 值为零。 方法：按 W 键,此时 W 会闪烁,再按“取消”键 3）用 1号刀车削工件外圆，并沿 Z 轴方向退刀。清显示屏上的 U 值为零。 方法：按 U 键,此时 U 会闪烁 ,再按“取消”键 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 4） 5） 用卡尺测量所车工件的外径。记为 移动刀具到程序 . 计算

15、 U 和 W 值 . 依次操作：按 左上方显示有 G50X Z 设定的起刀点，步骤为： U= -W=-目前显示屏上的 W 录入键按 程序键 按翻页键，选择 ”程序段值 ”的页 数值 输入 W 数值 输 2、 1) G00 输入 U 入 循环启动。 刀补：以 2 号刀为例作出说明。 以手动方式换为 2号刀, 移 2 号刀到工件之外 ,与外圆紧靠 （刀 具接近工件时 ,让主轴旋转 ） 2) 把光标移到 2号补偿的 X 位置。 按 X按输入，此时即把当前的 U 值作为补偿量输入 2号 按刀补 ，按翻页按钮 .此时显示屏上会出现下面的页面。 序号 X 00001N0001 Z R T 000 0.00

16、0 0.000 0.000 0 001 10.000 10.000 10.000 1 002 1.000 1.000 1.000 1 003 0.000 0.000 0.000 3 004 0.000 0.000 0.000 5 005 0.000 0.000 0.000 0 006 0.000 0.000 0.000 2 007 0.000 0.000 0.000 6 008 0.000 0.000 0.000 0 现在的位置 （相对坐标 ） U 0.000 W0.000 序 号 002 = 录入方式 S T 3） 4） 刀补的 X 处。 5）移 2 号刀,使刀尖与工件端面平齐。 6）把光标

17、移到 2 号补偿的 Z 位置. 7）按 Z按输入，此时即把当前的 W 值作为补偿量输入 2 号 刀补的 Z 处。 用同样的方法，可依次输入 3 号、 4号刀具的刀具补偿量。 注意：将 1 号刀 （设为标准刀 ）对刀之后，要把绝对坐标 （A ， B）记下，待 24号刀的刀补输入之后， 要在录入方式下。按程 序再输入指令 G00 XA ZB，并按循环启动 ，使刀架回到对刀 邵阳市高级技工学校备课纸 教学内容及过程 备注 六、程序调整和模拟运行 1、空运行 a) 将工件正确安装。 b) 将程序调试正确，对刀、输入各把刀的刀补值。 c) 按 自动，选择所需运行的程序。 d) 按循环，启动键。 加工完毕，卸