数控铣床编程实验指导书.doc

数控铣床编程实验指导书毛云秀 编写沈阳工程学院机械工程系金工实习厂2007-12-19实验一 数控铣床基本知识1、实验目的（1）了解数控铣床的组成及各部分作用；（2）了解数控铣床的面板及各部分使用方法；2、实验内容（1）数控铣床的组成图一 数控铣床的组成数控铣床的基本组成见图1，它由床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、伺服电机、伺服装置、数控系统等组成。床身用于支撑和连接机床各部件。主轴箱用于安装主轴。主轴下端的锥孔用于安装铣刀。当主轴箱内的主轴电机驱动主轴旋转时，铣刀能够切削工件。主轴箱还可沿立柱上的导轨在Z向移动，使刀具上升或下降。工作台用于安装工件或夹具。工作台可沿滑鞍上的导轨在X向移动，滑鞍可沿床身上的导轨在Y向移动，从而实现工件在X和Y向的移动。无论是X、Y向，还是Z向的移动都是靠伺服电机驱动滚珠丝杠来实现。伺服装置用于驱动伺服电机。控制器用于输入零件加工程序和控制机床工作状态。控制电源用于向伺服装置和控制器供电。 （2）数控机床面板1）数控系统面板按 键功 能按 键功 能报警应答键通道转换键信息键未使用翻页键光标键选择/转换键加工操作区域键程序操作区域键参数操作区域键程序管理操作区域键报警/系统操作区域键字母键上档键转换对应字符数字键上档键转换对应字符上档建控制键替换键空格键退格删除键删除键插入键制表键回车/输入键2）机床控制面板按 键功 能按 键功 能增量选择键手动参考点自动方式单段MDA主轴正转主轴反转主轴停数控启动Z轴点动X轴点动Y轴点动快进键复位键数控停止急停按钮进给速度修调主轴速度修调实验二 工件坐标系的建立1、实验目的（1）了解数控铣床的安全操作规程；（2）了解数控铣床的操作方法；（3）掌握建立工件坐标系的方法及步骤；2、实验原理 以最常见的六面体毛坯为例，采用分中对刀。（1）以毛坯中心点作为工件坐标系的原点，则有： （2）以毛坯棱边A为工件坐标系的原点，则有： 式中：为刀具半径；3、实验步骤（1）接通电源在确认急停按钮已经按下后，打开机床的总电源开关。此时数控系统和驱动系统均加电并进入系统引导。在机床控制面板上“伺服禁止”按钮上的指示灯亮时，表示系统引导完成。（2）返回机床的参考点参考点为机床的测量基准。机床在每次上电后必须进行一次返回参考点。机床回完参考点后，坐标的软限位生效，丝杠螺距误差补偿生效。返回参考点步骤： 将机床操作面板上的工作方式选择开关拨到“回参考点”工作方式。 选坐标轴（为避免工作台上的工件与主轴发生碰撞，应首先选择Z轴返回参考点）。 按一下“正向点动键”，返回参考点开始。注意：进给倍率开关在返回参考点时起作用。（3）建立工件坐标系（以选择中心点为工件坐标系原点为例） 选择“手动”工作方式，将刀具运动到工件附近。 选择“增量”工作方式，将刀具运动到工件表面以下，以0.001的进给倍率接触到工件侧面，用塞尺检测松紧度是否合适，如果合适，则记下屏幕显示值，即X1；抬起刀具，将刀具运动到工件另一侧，用同样的方法接触工件侧面，记下屏幕显示值，即X2。用公式计算即可得出工件坐标系X的坐标值。 按步骤的操作方法，得出工件坐标系Y的坐标值。 将刀具抬起，运动到工件上表面，以0.001的进给倍率接触到工件上表面，用塞尺检测松紧度是否合适，如果合适，则记下屏幕显示值，即Z0。 按MDA面板上的“offset parameter”键，选择“可设定的零点偏置”项，在“G54G59”任何一栏中填入计算出的X、Y、Z值。注意：填入的是哪一栏，在以后的程序中就要用到这个零点偏置。（4）关断电源 在确认急停按钮已经按下后，关闭机床的总电源开关。实验三 简单轮廓零件的加工1、实验目的（1）了解数控铣床的操作方法；（2）掌握建立工件坐标系的方法及步骤；（3）掌握简单轮廓零件的编程方法；2、实验图纸零件程序：N001 G54 M3 T1D1 F200;N002 G0 Z20;N003 G41 X0 Y0N004 G1 Z-5N005 Y50;（AB）N006 G2 X35.455 Y79.5 CR=30; （BC）N007 G1 X141.818 Y59.833; （CD）N008 G2 X150 Y50 CR=10; （DE）N009 G1 X150 Y30; （EF）N010 G2 X140 Y20 CR=10; （FG）N011 G1 X70 Y20; （GH）N012 G3 X50 Y0 CR=20; （HI）N013 G1 X0 Y0 RND=20; （IA）N014 G0 Z20;N015 M30;3、实验步骤（1）开机：按下“急停”按钮，打开主电源。（2）选择工作方式为“手动RFP”,手动回参考点。（3）按照实验一的操作方法，确定工件坐标系原点。（4）按MDA面板上的“offset parameter”键，选择“刀具表”项，将刀具半径填入T1中的D1中，按“position”键返回到加工界面。（5）选择工作方式为“MDA”，将程序输入到数控系统中，并保存（假设程序名为JK1）。（6）按MDA面板上的“program”键，找到文件名为“JK1”的程序，选择执行。（7）选择工作方式为“自动”，选择“程序控制”项，点选“程序模拟”和“空运行进给”，然后按“返回”。选择“模拟”项，按机床操作面板上的“程序启动“键，检查模拟出的图形是否与零件图形一致。如果一致，则选择“程序控制”项，取消“程序模拟”和“空运行进给”的选择，然后按“返回”。（8）加工：按机床操作面板上的“程序启动“键。（9）加工完毕后，按下“急停”按钮，然后关闭主电源。实验四 固定循环的应用1、实验目的（1）掌握数控铣床的操作方法；（2）了解固定循环的应用范围和编程方法；2、实验图纸零件程序：N001 G54 M3 T1D1 F200;N002 G0 Z20;N003 X0 Y0;N004 POCKET4(10,0,1,-12,35,0,0,5,0,0,200,100,1,21,8,0,0,2,1)；铣中心圆形槽N005 MCALL CYCLE82（10,0,1,-15, ,2）；调用钻孔循环N006 X-55 Y35; 钻孔1N007 X55 Y55; 钻孔2N008 MCALL;取消调用N009 G0 X-45 Y-35;消除反向间隙N010 MCALL CYCLE82（10,0,1,-15, ,2）；调用钻孔循环N011 X-55 Y-35; 钻孔3N012 X55 Y-35; 钻孔4N013 MCALL；取消调用N014 G0 Z20;N015 M30;3、实验步骤（1）开机：按下“急停”按钮，打开主电源。（2）选择工作方式为“手动RFP”,手动回参考点。（3）按照实验一的操作方法，确定工件坐标系原点。（4）按MDA面板上的“offset parameter”键，选择“刀具表”项，将刀具半径填入T1中的D1中，按“position”键返回到加工界面。（5）选择工作方式为“MDA”，将程序输入到数控系统中，并保存（假设程序名为AB1）。（6）按MDA面板上的“program”键，找到文件名为“AB1”的程序，选择执行。（7）选择工作方式为“自动”，选择“程序控制”项，点选“程序模拟”和“空运行进给”，然后按“返回”。选择“模拟”项，按机床操作面板上的“程序启动“键，检查模拟出的图形是否与零件图形一致。如果一致，则选择“程序控制”项，取消“程序模拟”和“空运行进给”的选择，然后按“返回”。（8）加工：按机床操作面板上的“程序启动“键。（9）加工完毕后，按下“急停”按钮，然后关闭主电源。4、实验中所用到的代码及其含义（1）CYCLE82 （RTP，RFP，SDIS，SP，DPR，DTB）；沉孔RTP返回平面（绝对值）RFP参考平面（绝对值）SDIS安全间隙（无符号）DP最后钻孔深度（绝对值）DPR相当于参考平面的最后钻孔深度（无符号）DTB最后钻孔深度时的停顿时间（断屑），单位：秒（2）圆形槽（凹槽）POCKET4(_RTP,_RFP,_SDIS,_DP,_PRAD,_PO,_PA,_MID,_FAL,_FALD,_FFP1,_FFD,_CDIR,_VARI,_MIDA,_AP1,_AD,_RAD1,_DP1)_RTP返回平面（绝对值）_RFP参考平面（绝对值）_SDIS安全间隙（添加到参考平面，无符号）_DP槽深（绝对值）_PRAD槽半径_PO槽中心点（绝对值），平面第一坐标轴_PA槽中心点（绝对值），平面第二坐标轴_MID最大进给深度（无符号）_FAL槽边缘的精加工余量（无符号）_FALD槽底的精加工余量（无符号）_FFP1端面加工进给率_FFD深度进给进给率_CDIR铣削方向（无符号）0=顺铣（主轴方向）1=逆铣2=用于G2（独立于主轴方向）3=用于G3_VARI加工类型UNITS DIGIT 值：1=粗加工 2=精加工TENS DIGIT 值：0=使用G0垂直于槽中心 1=使用G1垂直于槽中心 2=沿螺旋状 3=沿槽纵向轴摆动_MIDA在平面的连续加工中作为数值的最大进给宽度_AP1槽半径的空白尺寸_AD距离参考平面的空白槽深尺寸_RAD1插入时螺旋路径的半径（相当于刀具中心点路径）_DP1沿螺旋路径插入时每转（360度）的插入深度实验五 极坐标系的应用1、实验目的（1）掌握极坐标系的应用范围；（2）熟练掌握极坐标系的指令形式及编程方法；2、实验原理（1）功能：通常情况下一般使用直角坐标系，但工件上的点也可以用极坐标定义。如果一个工件或一个部件，当其尺寸以到一个固定点（极点）的半径和角度来设定时，往往就使用极坐标系。（2）指令形式G110定义极点相对于上次编程的设定位置，在平面中。G110 XY 直角坐标系下G110 RP=AP 极坐标系下，单独程序段G111定义极点相对于当前工件坐标系的零点，在平面中。G111 XY 直角坐标系下G111 RP=AP 极坐标系下，单独程序段G112定义极点相对于最后有效的极点，平面不变。G112 XY 直角坐标系下G112 RP=AP 极坐标系下，单独程序段（3）说明 如果没有定义极点，则当前工件坐标系的零点就作为极点使用。 可在极坐标系下使用的G代码：G0、G1、G2、G3。3、实验图纸（1）以H为极坐标系原点：A点坐标为：AP=113.578 RP=25;B点坐标为：AP=-113.578 RP=25;（2）以I为极坐标系原点：C点坐标为：AP=-113.578 RP=15;D点坐标为：AP=113.578 RP=15;零件程序：N001 G54 M3 T1D1 F200;N002 G0 Z20;N003 X35 Y40;N004 G111 X35 Y40;定义H点为极点N005 G41 AP=-113.578 RP=15;运动到C点N006 G1 Z-8N007 G2 AP=113.578 RP=15；运动到D点N008 G111 X60 Y40; 定义I点为极点N009 G1 AP=113.578 RP=25; 运动到A点N010 G2 AP=-113.578 RP=25; 运动到B点N011 G111 X35 Y40; 定义H点为极点N012 G1 AP=-113.578 RP=15; 运动到C点N013 G0 Z20;N014 M30;4、实验步骤（1）开机：按下“急停”按钮，打开主电源。（2）选择工作方式为“手动RFP”,手动回参考点。（3）按照实验一的操作方法，确定工件坐标系原点。（4）按MDA面板上的“offset parameter”键，选择“刀具表”项，将刀具半径填入T1中的D1中，按“position”键返回到加工界面。（5）选择工作方式为“MDA”，将程序输入到数控系统中，并保存（假设程序名为AB1）。（6）按MDA面板上的“program”键，找到文件名为“AB1”的程序，选择执行。（7）选择工作方式为“自动”，选择“程序控制”项，点选“程序模拟”和“空运行进给”，然后按“返回”。选择“模拟”项，按机床操作面板上的“程序启动“键，检查模拟出的图形是否与零件图形一致。如果一致，则选择“程序控制”项，取消“程序模拟”和“空运行进给”的选择，然后按“返回”。（8）加工：按机床操作面板上的“程序启动“键。（9）加工完毕后，按下“急停”按钮，然后关闭主电源。实验六 镜像、坐标系的平移和旋转1、实验目的（1）掌握镜像、坐标系的平移和旋转的应用范围；（2）熟练掌握镜像、坐标系的平移和旋转的指令形式及编程方法；2、实验原理（1）功能：如果在工件上在不同的位置有重复出现的形状或结构，则可以采用镜像、坐标系的平移和旋转。（2）指令形式TRANS（ATANS）重复形状或结构时可编程零点偏置TRANS XYZ； 强制偏移ATRANS XYZ； 附加当前指令偏移单独程序段后无数值为取消ROT（AROT）当前平面中旋转ROT RPL=度； 强制旋转AROT RPL=度；附加当前指令旋转单独程序段后无数值为取消MIRROR（AMIRROR）以坐标轴镜像工件几何尺寸MIRROR X0 Y0 Z0； 以某轴强制镜像AMIRROR X0 Y0 Z0；以某轴附加当前指令镜像单独程序段后无数值为取消3、实验图纸（1）镜像图纸零件程序：主程序：N001 JK1;调用子程序N002 MIRROR X0;沿着X轴镜像N003 JK1; 调用子程序N004 MIRROR Y0; 沿着Y轴镜像N005 JK1; 调用子程序N006 AMIRROR X0;附加镜像N007 JK1；调用子程序N008 MIRROR; 取消镜像N009 M30; 子程序（JK1）：N001 G54 M3 T1D1 F200;N002 G0 Z20;N003 G41 X0 Y0;N004 X10;N005 G1 Z-3;N006 Y20;N007 X20 Y30；N008 X45 Y30 RND=15; N009 X45 Y10; N010 X10 Y10; N011 G0 Z20;N012 RET;（2）坐标系的平移和旋转图纸零件程序：主程序：N001 AB1;调用子程序N002 TRANS X10 Y45;坐标系偏移N003 AROT RPL=20; 附加偏移后旋转N004 AB1; 调用子程