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第四章 典型数控机床辅导资料 （一） （一）目的与要求 掌握典型数控机床的特点、分类和工艺使用范围，掌握典型数控机床的基本构成及布局形式，了解典型数控机床的主要技术参数和精度指标。（二）重点与难点重点是数控车床、数控铣床、加工中心的特点、分类、工艺使用范围，基本构成及典型布局形式；难点是数控机床的结构布局原理。（三）教学内容1数控车床的特点、分类2数控车床的组成及布局3数控车床的主要技术参数、操作面板、操作方法及步骤4数控铣床的特点、分类5数控铣床的组成及布局6数控铣床的主要技术参数、操作面板、操作方法及步骤7加工中心的特点、分类8加工中心的组成及布局9加工中心的主要技术参数10并联机床简介11电火花加工的基本原理、特点和适用范围12电火花线切割加工的基本原理和特点13数控电火花加工机床的组成14数控电火花穿孔成型加工机床的机械装置15数控线切割机床的型号与参数16数控线切割机床的主要机械装置17数控线切割机床的工作液系统 （四）教学要求熟练掌握数控车床、数控铣床、加工中心的特点、分类、并了解其主要技术参数。熟练掌握数控车床、数控铣床、加工中心的组成及布局。了解数控车床、数控铣床、加工中心的基本操作过程和基本操作方法。掌握并联机床的概念及特点。掌握电加工的特点及使用范围。掌握数控电火花加工的基本工作原理、特点和使用范围。掌握数控线切割加工机床的基本原理。掌握电火花加工机床的型号、基本组成。 了解典型数控电火花穿孔成型加工机床的机械装置的工作原理。掌握数控线切割加工机床的型号、基本组成、主要技术参数。了解典型数控线切割加工机床的机械结构、工作液系统的工作原理。（五）内容提要和学习指导4.1数控车床4.1.1数控车床概述1、数控车床的特点与发展趋势（1）特点：1）高精度。2）高效率。3）高柔性。4）高可靠性。5）工艺能力强。6）模块化设计。（2）发展趋势：1）进一步提高主轴转速、刀架移动速度以及转位、换刀速度；2）工艺和工序将更加复合化和集中化；3）多主轴、多刀架加工；4）全自动化；5）更高加工精度；6）数控车床也向简易型发展。2、数控车床的分类按数控系统的功能不同分为：（1）经济型数控车床特点：它一般是在普通车床的基础上进行改进设计，并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。此类车床结构简单，价格低廉。但无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速度切削等功能。（2）全功能型数控车床特点：全功能型数控车床就是通常所说的“数控车床”，又称标准型数控车床，即它的控制系统是标准型的，带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿零点、刀具补偿等功能，而且还有通信或网络接口。全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制，具有高刚度、高精度和高效率等特点。（3）车削中心特点：车削中心是以全功能型数控车床为主体，并配置有刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。其功能全面，但价格较高。（4）FMC车床。特点：它实际上是一个由数控车床、机器人等构成的柔性加工单元。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。4.1.2数控车床的组成及布局1、数控车床的组成和配置数控车床机械结构由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成，数控车床本体结构特点：（1）采用高性能的主轴部件。具有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。（2）进给伺服传动采用高性能传动件，具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。（3）有较完善的刀具自动交换和管理系统。（4）车床的机械结构还有辅助装置，主要包括刀具自动交换机构、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载与限位保护功能等部分。2数控车床的结构布局特点（1）床身结构形式：水平床身、倾斜床身以及水平床身斜滑板、立式床身。水平床身特点：加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这种结构床身下部空间小，排屑困难。中小型数控车床多采用倾斜床身或水平床身斜滑板结构，优点：1） 机床外形美观，占地面积小：2） 易于排屑和冷却液的排流；3） 便于操作者操作和观察；4） 易于安装上下料机械手，实现全面自动化；5） 可采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。（2）数控车床多采用自动回转刀架，刀架工位数量有限。（3）数控车削中心一般具有C轴控制。4.1.3 数控车床的操作4.2数控铣床4.2.1数控铣床概述1、数控铣床的功能特点各类数控系统不同，其功能也不相同，除具有各自的特点以外，常具有以下功能：（1）点位控制功能。（2）连续轮廓控制功能。（3）刀具半径自动补偿功能。（4）刀具长度自动补偿功能。（5）镜像加工功能。（6）固定循环功能。（7）特殊功能。2、数控铣床的分类（1）按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分为：立式、卧式和立卧两用式三种。1）立式数控铣床特点：主轴轴线垂直于水平面。是数控铣床中最常见的一种布局形式，应用范围最广泛，其中以三轴联动铣床居多。应用：主要用于水平面内的型面加工，增加数控分度头后，可在圆柱表面上加工曲线沟槽。2）卧式数控铣床特点：主轴线平行于水平面。应用：主要用于垂直平面内的各种上型面加工，配置万能数控转盘后，还可以对工件侧面上的连续回转轮廓进行加工，并能在一次安装后加工箱体零件的四个表面。通常采用增加数控转盘来实现四轴或五轴加工。3）立卧两用式数控铣床。特点：立卧两用式数控铣床的主轴轴线方向可以变换，既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，使用范围更大，功能更强。应用：若采用数控万能主轴（主轴头可以任意转换方向），就可以加工出与水平面成各种角度的工件表面；若采用数控回转工作台，还能对工件实现除定位面外的五面加工。（2）按控数系统的功能分类：简易型数控铣床、普通数控铣床、数控仿形铣床、数控工具铣床。1）简易型数控铣床特点：简易型数控铣床是在普通铣床的基础上，对机床的机械传动结构进行简单的改造，并增加简易数控系统后形成的。这种数控铣床成本较低，自动化程度和功能都较差，一般只有X、Y两坐标联动功能，加工精度也不高。应用：可以加工平面曲线类和平面型腔类零件。2）普通数控铣床特点：普通数控铣床可以三坐标联动。应用：用于各类复杂的平面、曲面和壳体类零件的加工，如各种模具、样板、凸轮和连杆等。3）数控仿形铣床应用：主要用于各种复杂型腔模具或工件的铣削加工，特别对不规则的三维曲面和复杂边界构成的工件更显示出其优越性。4）数控工具铣床特点：数控工具铣床是在普通工具铣床的基础上，对机床的机械传动系统进行了改造，并增加了数控系统，从而使工具铣床的功能大大增强。应用：这种铣床适用于各种工装、刀具对各类复杂的平面、曲面零件的加工。4.2.2数控铣床的组成及布局4221数控铣床的组成数控铣床的机械结构，除铣床基础部件外，由下列各部分组成：主传动系统；进给系统；实现工件回转、定位的装置和附件；实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置；刀架或自动换刀装置(ATC)；自动托盘交换装置(APC)；特殊功能装置，如刀具破损监控、精度检测和监控装置；为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。 4222数控铣床的布局1、工件的重量和尺寸与布局的关系可以有四种不同的布局方案：（了解）(1) 工件进给运动的升降台铣床(2) 铣头垂直进给运动的升降台铣床(3) 工件一个方向进给运动的龙门式数控铣床(4) 铣头垂直进给运动的龙门式数控铣床2、运动的分配与部件的布局一般需要对工件的顶面进加工，则铣床主轴应布局成立式的。一般需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成卧式的。3、铣床的布局与结构性能数控铣床的布局应能兼顾铣床有良好的精度、刚度、抗振性和热稳定性等结构性能。运动要求与加工功能相同的数控机床，结构的总体布局不同，结构性能是有差异的。T形床身布局的优点：刚性好框式立柱布局的优点：热变形对加工精度的影响小423 数控铣床的操作4.3加工中心4.3.1加工中心概述1、加工中心的特点和用途最突出特点： 加工中心设置有刀库并能换刀具。这是它与数控铣床、数控镗床等机床的主要区别。能在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加工，即工序集中。用途：加工中心承担精密、复杂的多任务加工。加工中心既可以单机使用，也能在计算机辅助控制下多台同时使用，构成柔性生产线，还可以与工业机器人、立体仓库等组合成无人化工厂。2、加工中心的分类1） 按主轴在加工时的空间位置进行分类（1）卧式加工中心 特点：卧式加工中心的主轴轴线为水平设置。卧式加工中心具有35个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标（回转工作台），它能在工件一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工。分类：固定立柱式和固定工作台式。应用：最适合加工箱体类工件。（2）立式加工中心 特点：立式加工中心主轴的轴线为垂直设置。立式加工中心多为固定主柱式，工作台为十字滑台方式，一般具有三个直线运动坐标，也可以在工作台上安装一个水平轴（第四轴）的数控转台，用来加工螺旋线类工件。应用：适合于加工盘类工件，配合各种附件后，可满足各种工件的加工。（3）五面加工中心 特点：五面加工中心具有立式和卧式加工中心的功能，通过回转工作台的旋转和主轴头的旋转，能在工件一次装夹后，完成除安装面以外的所有五个面的加工。优点：可以使工件的形位误差降到最低，省去二次装夹的工装，提高生产效率，降低加工成本。2） 按功能特征进行分类（1）镗铣加工中心 特点：以镗、铣加工为主。应用：适用于加工箱体、壳体以及各种复杂零件的特殊曲线和曲面轮郭的多工序加工。（2）钻削加工中心 特点：以钻削加工为主，刀库形式以转塔头形式为主。应用：适用于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及连续轮廓的铣削等多工序加工。（3）复合加工中心 特点：复合加工中心除用各种刀具进行切削外，还可使用激光头进行打孔、清角，用磨头磨削内孔，用智能化在线测量装置检测、仿型等。3）按运动坐标数和同时控制的坐标数进行分类加工中心有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动、多轴联动直线+回转+主轴摆动等。4）按工作台的数量和功能进行分类（1）单工作台加工中心（2）双工作台加工中心（3）多工作台加工中心5)按主轴种类进行分类按主轴种类分有单轴、双轴、三轴和可换主轴箱的加工中心。7）、按自动换刀装置进行分类（1）转塔头加工中心 （2）刀库+主轴换刀加工中心 （3）刀库+机械手+主轴换刀加工中心 （4）刀库+机械手+双主轴转塔头加工中心 432加工中心的组成和布局1、加工中心的组成：（1）基础部件（2）主轴部件（3）数控系统（4）自动换刀系统（ATC）（5）辅助系统（6）自动托盘交换系统（APC）433 加工中心的操作4.4并联机床441并联机床概述（虚轴机床）1、 传统机床的串联机构一般传统机床可看作是个空间串联机构。2、 并联机床的并联机构是一种空间并联连杆机构。人们将这种机构称为Stewart平台。并联机床的基本结构是一个动平台、一个定平台和六根长度可变的连杆，动平台上装有机床主轴和刀具，定平台(或者与定平台固连的工作台)上安装工件，六根杆实际是六个滚珠丝杠螺母副，它们将两个平台连在一起，同时将伺服电动机的旋转运动转换为直线运动，从而不断改变六根杆的长度，带动动平台产生六自由度的空间运动，使刀具在工件上加工出复杂的三维曲面。3、优点：并联机床在刚性、加工效率等方面，有着无可比拟的优势。而且机械结构比同等功能的传统机床简单，便于制造，有利于降低制造成本。4.1.3 数控车床的操作1. 数控车床的主要技术参数数控机床的技术参数，反映了机床的性能及加工范围，表4.2为CJK6240型数控车床的主要技术参数；表4.2 CJK6240型数控车床的主要技术参数名 称参 数名 称参 数机床型号CJK6240刀架的最大X向行程230mm数控系统SIMENS 802S刀架的最大Z向行程850mm床身的最大回转直径410mm主轴转速12级322000r/min最大车削直径380mm进给速度X向31500 mm/min滑板上最大回转半径180mmZ向63000 mm/min最大车削长度850mm脉冲当量X向0.005刀架工位数4 （回转式）Z向0.012. 数控车床的操作面板、控制面板及软件功能由于数控车床的配置上的差异，操作和控制面板的布局也各不相同。现以CJK6240型数控车床（SINUMERIK 802S数控系统）配置为例，介绍机床操作面板、控制面板及软件功能。（1） 操作面板 SINUMERIK 802S的操作面板如图4.7所示。图4.7 SINUMERIK 802S超薄操作面板OP020（2）机床控制面板机床的控制面板如图4.8所示。图4.8 控制面板 （3）屏幕划分SINUMERIK 802S系统的显示屏幕如图4.9所示，各区域的功能见表4.3。1 2 3 4 7 6 589 10 12 11加工 复位 手动 10000 INC DEM01.MPF机床坐标 实际 再定位mm F：mm/min X 0.000 0.000 实际：Z 0.000 0.000 0.000SP 0.000 0.000 编程： 0.000S 0.000 0.000 T：0 D：0 手轮 各轴 工件 实值方式 进给 坐标 放大 图4.9 屏幕划分表4.3 屏幕符号说明图 中 元 素缩 略 符含 义1.当前操作区域MA、PA 、PR、DI、DG加工、参数、程序、通讯、诊断2.程序状态STOP、RUN、RESET程序停止、程序运行、程序复位3.运行方式JOG、MDA、AUTO点动方式；手动输入、自动执行；自动方式4.状态显示SKP程序段跳跃DRY空运行ROV快进修调。修调开关对于快速进给也生效SBL单段运行。只有处于程序复位状态时才可以选择M1程序停止。运行到有M01指令的程序段时停止运行PRT程序测试(无指令给驱动)11000INC步进增量步进增量：JOG运行方式时显示所选择的步进增量。5.操作信息123分别表示机床的各种状态6.程序名 正在编辑或运行的程序7.报警显示行只有在NC或PLC报警时才显示报警信息，在此显示的是当前报警的报警号以及其删除条件8.工作窗口工作窗口和NC显示9.返回键软键菜单中出现此键符时表明存在上一级菜单。按下返回键后，不存储数据直接返回到上一级菜单10.扩展键出现此符号时表明同级菜单中还有其他菜单功能，按下扩展键后，可选择这些功能11.软键 其功能显示在屏幕的最下边一行12.垂直菜单出现此符号时表明存在其他菜单功能，按下此键后这些菜单显示在屏幕上，并可用光标进行选择（4）操作区域控制器中的基本功能可以划分为加工、参数、编程、通讯和诊断五个操作区域。系统开机后首先进入“加工”操作区，使用“区域转换”键可从任何操作区域返回主菜单。如图410所示。图4.10 SINUMERIK 802S/C操作区域（5）软件功能简要描述SINUMERIK 802S的软件功能如图4.11所示。图4.11 SINUMERIK 802S软件功能3. 数控车床的操作方法及步骤 这部分内容将在实训时具体学习。4222数控铣床的布局1、工件的重量和尺寸与布局的关系由于加工中需要的运动仅仅是相对运动，因此，对部件的运动分配可以有多种方案。图4.14所示为数控铣床总体布局示意图，可见同是用于铣削加工的铣床，根据工件的重量和尺寸的不同，可以有四种不同的布局方案。图4.14数控铣床总体布局示意图(a)工件进给运动的升降台铣床；(b)铣头垂直进给运动的升降台铣床(c)工件一个方向进给运动的龙门式数控铣床；(d)铣头垂直进给运动的龙门式数控铣床图4.14(a)所示的是加工工件较轻的升降台铣床，由工件完成三个方向的进给运动，分别由工作台、滑鞍和升降台来实现。当加工工件较重或者尺寸较高时，则不宜由升降台带着工件进行垂直方向的进给运动，而是改由铣头带着刀具来完成垂直进给运动，如图4.14(b)所示。这种布局方案，铣床的尺寸参数即加工尺寸范围可以取得大一些。图4.14（c)所示的是龙门式数控铣床，其工作台载着工件进行一个方向上的进给运动，其他两个方向的进给运动由多个刀架即铣头部件在立柱与横梁上的移动来完成。这样的布局不仅适用于重量大的工件加工，而且由于增多了铣头，使铣床的生产效率得到了很大的提高。当加工更大、更重的工件时，由工件进行进给运动在结构上是难于实现的，因此采用如图5.14的布局方案，全部进给运动均由铣头运动来完成，这种布局形式可以减小铣床的结构尺寸和重量。2、运动的分配与部件的布局数控铣床的运动数目，尤其是进给运动数目的多少，直接与表面成型运动和铣床的加工功能相关。运动的分配与部件的布局是铣床总布局的中心问题。以数控镗铣床为例，它一般都有四个进给运动的部件，要根据加工的需要来配置这四个进给运动部件。如果需要对工件的顶面进加工，则铣床主轴应布局成立式的，如图4.15(a)所示。在三个直线进给坐标之外，再在工作台上加一个既可立式也可卧式安装的数控转台或分度工作台作为附件。如果需要对工件的多个侧面进行加工，则主轴应布局成卧式的，同样是在三个直线进给坐标之外再加一个数控转台，以便在一次装夹时集中完成多面的铣、镗、钻、铰、攻螺纹等多工序加工，如图4.15 (b)、4.15 (c)所示。图4.15数控铣床运动与结构的关系(a) 立式；(b)立、卧两用式 (c)卧式3、铣床的布局与结构性能数控铣床的布局应能兼顾铣床有良好的精度、刚度、抗振性和热稳定性等结构性能。图4.16所示的几种数控卧式铣床，其运动要求与加工功能是相同的，但因结构的总体布局各不相同，所以其结构性能是有差异的。图4.16 数控铣床布局与结构性能的关系（a）立柱和X向横床身对称的T形床身布局 （b）立柱偏在Z向滑板中心一侧的T形床身布局 （c）立柱偏在Z向滑板中心一侧的十字形工作台布局 (d)立柱和X向横床身对称的十字形工作台布局图4.16（a）与4.16（b）的方案采用了T形床身布局，前床身横置并与主轴轴线垂直，立柱带着主轴箱一起作Z坐标进给运动，主轴箱在立柱上作Y向进给运动。T形床身布局的优点是：工作台沿前床身方向作X坐标进给运动，在全部行程范围内工作台均可支撑在床身上，故刚性较好，提高了工作台的承载能力，易于保证加工精度，而且有较长的工作行程，其床身、工作台及数控转台为三层结构，在相同的台面高度下，比图4.16（c）和4.16 (d)的十字形工作台的四层结构更易保证大件的结构刚性；在图4.16(c)和4.16（d）的十字形工作台的布局方案中，当工作台带着数控转台在横向（即X向）作大距离移动和下滑板作Z向进给时，Z向床身的一条导轨要承受很大的偏载，而在图4.16（a）、4.16（b）和4.16（c）中就没有这一问题。在图4.16（a）和4.16 (b)中，主轴箱装在框式立柱中间，设计成对称形结构；在图4.16（b）和4.16 (c)中，主轴箱悬挂在单立柱的一侧。从受力变形和热稳定性的角度分析，这两种方案是不同的：框式立柱布局要比单柱布局少承受一个扭转力矩和一个弯曲力矩，因而受力后变形小，有利于提高加工精度；框式立柱布局的受热与热变形是对称的，因此，其热变形对加工精度的影响小。所以一般数控镗铣床和自动换刀数控镗铣床大都采用这种框式立柱的结构形式。在这四种部布局方案中，都应该使主轴承心线与Z向进给丝杠布置在同一个平面YOZ内，这样就使丝杠的进给驱动力与主切削抗力在同一平面内，因而扭曲力矩很小，容易保证铣削精度和镗加工的平行度。但是在图4.16（a）和4.16 (b)中，立柱和X向横床身是对称的。立柱带着主轴箱作Z向进给运动的优点是能使数控转台、工作台和床身为三层结构。但是当铣床的尺寸规格较大，立柱较高较重，再加上主轴箱部件，将使Z轴进给的驱动功率增大，而且立柱过高时，部件移动的稳定性将变差。综上所述，在加工功能与运动要求相同的条件下，数控铣床的总体布局方案是多种多样的，以铣床的刚度、抗振性和热稳定性等结构性能作为评价指标，可以判别出布局方案的优劣。423 数控铣床的操作4.2.3.1数控铣床（XK5025）的技术参数XK5025数控立式升降台铣床，配有FAANUC 0-MD数控系统，采用全数字交流伺服驱动。加工时，按照待加工零件的尺寸及工艺要求，编制成数控加工程序，通过控制面板上的操作键盘输入计算机，计算机经过处理发出脉冲信号，该信号经过驱动单元放大后驱动伺服电机，实现铣床的X、Y、Z三坐标联动功能，完成各种复杂形状的加工。图4.17为数控铣床的结构布局，机床的主轴电机为双速电动机。通过双速开关可实现主轴正转和反转的高、低速四挡功能，而每一种功能状态下，又可通过机械齿轮变速达到调速的目的。本机床适用于多品种小批量零件的加工，对各种复杂曲线上的凸轮、样板、弧形槽等零件的加工效能尤为显著，由于本机床是三坐标数控铣床，驱动采用精度高，可靠性好的全数字交流伺服电机，输出力矩大，高速和低速性能均好，且系统具备手动回机械零点功能，机床的定位精度和重复定位精度较高，不需要模具就能确保零件的加工精度，同时机床所配系统具备刀具半径补偿和长度补偿功能，降低了编程复杂性，提高了加工效率。本系统还具备零点偏置量功能，相当于可以建立多工件坐标系，实现多工件的同时加工，空行程可采用快速方式，以减少辅助时间，进一步提高劳动生产率。图4.17XK5025型数控铣床的布局系统主要操作均在键盘和控制面板上进行，面板上的9CRT显示屏可实时提供各种系统信息：编程、操作、参数和图像，每一种功能下具备多种子功能，可以进行后台编辑。（一）机床主要技术参数1.工作台工作台面积（宽长）： 250mm1120mm工作台纵向行程： 680mm工作台横向行程： 350mm升降台垂向行程： 400mm工作台允许最大承载： 250kg2.主轴主轴孔锥度： ISO 30#（7：24）主轴套筒行程： 130mm主轴套筒直径： 85.725mm主轴转速范围： 有级654750r/min 无级 603500r/min主轴中心至床身导轨面的距离： 360min主轴端面至工作台面高度： 30430mm3.进给速度铣削进给速度范围： 00.35m/min快速移动速度： 2.5m/min4.精度 分辨率（脉冲当量）： 0.001mm定位精度： 0.013mm/300mm重复定位精度： 0.005mm主轴电机容量： （3相）2.2kw（二）机床的结构本机床分为六个主要部分，即床身部分、铣头部分、工作台部分、横进给部件、升降台部分、冷却、润滑部分。1.床身 床身内部布筋合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床调整水平，冷却液储液池设在机床座内部。2.铣头部分铣头部分由有级（或无级）变速箱和铣头二个部件组成。铣头主轴支承在高精度轴承上，保证主轴具有高回转精度和良好的刚性，主轴装有快速换刀螺母，前端锥孔采用ISO#30锥度。主轴采用机械无级变速，调节范围宽，传动平稳，操作方便。刹车机构能使主轴迅速制动，节约辅助时间，刹车时通过制动手柄撑开止动环使主轴立即制动。启动主电机时，应注意松开主轴制动手柄。铣头部件还装有伺服电机、内齿带轮、滚珠丝杆付及主轴套筒，它们形成垂向（Z向）进给传动链，使主轴作垂向直线运动。3.工作台工作台与床鞍支承在升降台较宽的水平导轨上，工作台的纵向进给是由安装在工作台右端的伺服电机驱动的。通过内齿带轮带动精密滚珠丝杠付，从而使工作台获得纵向进给。工作台左端装有手轮和刻度盘，以便进行手动操作。床鞍的纵横向导轨面均采用了TURCTTE-B贴塑面，提高了导轨的耐磨性、运动的平稳性和精度的保持性，消除了低速爬行现象。4.升降台（横向进给部分）升降台前方装有交流伺服电机，驱动床鞍作横向进给运动，其传动原理与工作台的纵向进给相同，此外，在横向滚珠丝杠前端还装有进给手轮，可实现手动进给。升降台左侧装有锁紧手柄，轴的前端装有长手柄可带动锥齿轮及升降台丝杆旋转，从而获得升降台的升降运动。5.冷却与润滑装置（1）冷却系统机床的冷却系统是由冷却泵，出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，冷却泵将冷却液从底座内储液池打至出水管，然后经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。（2）润滑系统及方式润滑系统是由手动润滑油泵、分油器、节流阀、油管等组成。机床采用周期润滑方式,用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒、纵横向导轨及三向滚珠丝杆进行润滑，以提高机床的使用寿命。（三）操作设备1. CRT/MDI操作面板 图4.18为FANUC 0-MD系统的CRT/MDI操作面板，其主功能如表4.4所示，其他键的用途见表4.5。图4.18 CRT/MDI操作面板表4.4 CRT/MDI面板主功能序 号主 功 能键 符 号用 途1位置显示POS在CRT上显示机床现在的位置2程 序PRGRM在编辑方式，编辑和显示在内存中的程序；在MDI方式，输入和显示MDI数据3偏置量设定与显示OFSET刀具偏置量数值和宏程序变量的设定与显示4自诊断参数DGNOS/ PRARM运行参数的设定、显示及诊断数据的显示5报警号显示OPR ALARM按此键显示报警号6图形显示GRAPH图形轨迹的显示表4.5 CRT/MDI面板其他键的用途号 码名 称用 途（1）复位键（RESET）用于解除报警，CNC复位（2）起动键（START）MDI或自动方式运转时的循环起动运转，而使用方法因机床而不同（3）地址/数字键字母、数字等文字的输入（4）符号键（/，#，EOB）在编程时用于输入符号，特别用于每个程序段的结束符（5）删除键（DELET）在编程时用于删除已输入的字及在CNC中存在的程序（6）INPUT键按地址键或数值键后，地址或数值进入键输入缓冲器并显示在CRT上，若将缓冲器的信息设置到偏置寄存器中，按INPUT键。此键与软键中的INPUT键等价（7）取消键（CAN）消除键输入缓冲器中的文字或符号。（例）键输入缓冲显示N0001时，若按（CAN）键，N0001就被消除（8）光标移动键（CURSOR）有两种光标移动键：使光标顺方向移动；使光标反方向移动（9）翻页键（PAGE）有两种翻页键：为顺方向翻页；为反方向翻页（10）软 键软键按照用途可以给出种种功能。软键能给出什么样的功能，在CRT画面的最下方显示（11）输出启动键（OUTPT START）按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备2.机床操作面板机床操作面板如图4.29所示，机床的类型不同，其开关的功能及排列顺序有所差异。操作按（旋）钮的功能见表4.5，表4.6为手动操作一览表。 图4.19机床操作面板表4.5 操作旋扭的功能说明键（按钮）名称用 途循环起动自动运转的起动，在自动运转中，自动运转指示灯亮进给选择自动运转时刀具减速停止方式选择选择操作种类快速进给刀具快速进给JOG步进进给手动连续进给，步进进给手轮手轮进给单程序段每次执行自动运转的一个程序段跳过任选程序段开关跳过任选程序段空运转空运转返回参考点返回参考点快速进给倍率选择快进给倍率的倍率量步进进给量选择步进1次的移动量紧急停止使机床紧急停止时锁住选择选择机床锁住手动绝对自动运转中插入手动运转时，选择是否将手动移动量加到绝对值寄存器中进给速度倍率选择自动运转中，手动运转中进给速度的倍率量JOG进给速度选择手动连续进给速度选择手轮轴选择手动手轮移动的轴选择手轮轴倍率选择手动手轮进给中，1个刻度移动量的倍率 表4.6 手动操作项 目方式选择选择及进给率修调操 作 说 明手动参考点返回（单轴）ZEM按“点动轴选择”，选择一个轴手动连续进给JOG方式，由进给速度修调旋钮选择点动速度按“点动轴选择”中的“X、X、Y、Y、Z或Z”键手摇脉冲发生器的手动进给HANDLE方式，选择进给轴X、Y或Z；由手脉倍率旋钮调节脉冲当量旋转手动脉冲发生器（注意旋向与X、Y、Z轴的移动方向）主轴手动操作HANDLE、手动、点动方式按CW或CCW或STOP键冷却泵启停任何方式按COOL的ON或OFF键4.2.3.2 机床操作方法与步骤1.电源的接通与关断（1）电源接通1）首先检查机床的初始状态，控制柜的前、后门是否关好。2）接通机床侧面的电源开关，面板上的电源指示灯亮。3）确定电源接通后，按下操作面板上的“机床复位”按钮，系统自检后CRT上出现位置显示画面，准备好指示灯亮。注意：在出现位置显示画面和报警画面之前，请不要接触CRT/MDI操作面板上的键，以防引起意外；4）确认风扇电机转动正常后开机结束。（2）关断电源1）确认操作面板上的循环起动显示灯是否关闭了。2）确认机床的运动全部停止，按下操作面板上的“断开”按钮数秒，“准备好”指示灯灭，CNC系统电源被切断。3）切断机床侧面的电源开关。2.手动运转（1）手动返回参考点操作步骤：1）将方式选择开关置于“JOG”的位置；2）使返回参考点的开关置于“ON”状态；3）使各轴向参考点方向JOG进给，返回参考点之后指示灯亮。注意事项：1）从离开参考点的地方返回参考点；2）用快速进给到减速点之后用FL速度移向参考点。快速进给期间，快速进给倍率有效；3）返回参考点结束灯在从参考点移开、急停状态下机床移动两种情况下灭。（2）手动连续进给操作步骤：1）将方式选择开关置于“JOG”的位置；2）选择移动轴，机床在所选择的轴方向上移动；3）选择JOG进给速度，如表4.7所示；4）按“快速进给”按钮，刀具按选择的坐标轴方向快速进给。表4.7 JOG进给速度表旋转开关位 置0123456789101112131415进给速度/mmmin102.03.25.07.912.6203250791262003205007901260注意事项：1）手动只能单轴运动；2）把方式选择开关变为“JOG”位置后，先前选择的轴并不移动，需要重新选择移动轴。（3）步进（STEP）方式进给操作步骤：1）使方式选择开关置于“STEP”的位置；2）按表4.8选择移动量，然后选择移动轴；3）每按下一次轴选择开关，仅在指定轴方向上移动其规定的移动量，关断之后，再次接通时，又移动规定的移动量；表4.8移动量选择开关与步进进给量的关系输 入 倍 率1101001000步进进给量公制输入/mm0.0010.010.11英制输入/in0.00010.0010.010.1 说明：1）移动速度与JOG方式的进给速度相同；2）按“快速进给”按钮变为快速进给，快速进给倍率有效；（4）手动手轮进给转动手摇脉冲发生器，可使机床微量进给。操作步骤：1）使“方式选择”开关置于“HANDLE”的位置；2）选择手摇脉冲发生器移动的轴；3）转动手摇脉冲发生器，实现手轮手动进给。说明：1）利用手摇脉冲发生器以5r/s以下的速度旋转，超过了该速度，即使手摇脉冲发生器停止转动，机床也不能立刻停止，造成刻度和移动量不符；2）如果选择100的倍率，手摇脉冲发生器转动过快，刀具以接近于快速进给的速度移动，突然停止时，机床会受到震动；3）设定了手轮进给的自动加速时间常数，手摇脉冲发生器的移动也具备了自动加减速，这样会减轻对机床的震动。3.自动运转（1）“存储器”方式下的自动运转操作步骤：1）预先将程序存入存储器中；2）选择要运转的程序；3）将方式选择开关置于“AUTO”的位置；4）按“循环起动”键，开始自动运转，循环起动灯亮。 （2）“MDI” 方式下的自动运转该方式适于由CRT/MDI操作面板输入一个程序段，然后自动执行，操作步骤如下：1）将方式选择开关置于“MDI”的位置；2）按主功能的 “PRGRM”键；3）按“PAGE”键，使画面的左上角显示MDI，如图4.20所示；4）由地址键、数字键输入指令或数据，按“INPUT”键确认；5）按“START”键或操作面板上的“循环起动”键执行。（3）自动运转的执行开始自动运转后，按以下方式执行程序。1）从被指定的程序中，读取1个程序段的指令；2）解释已读取的程序段指令；3）开始执行指令；4）读取下一个程序段的指令；5）读出下一个程序段的指令，变为立刻执行的状态，该过程也称为缓冲；6）前一程序段执行结束，因被缓冲了，所以要立刻执行下一个程序段；7）以后重复执行4)5)，直到自动执行结束。（4）自动运转停止使自动运转停止的方法，包括预先在程序中想要停止的地方输入停止指令和按操作面板上的按钮使其停止。1）程序停止（M00）：执行M00指令之后，自动运转停止。与单程序段停止相同，到此为止的模态信息全部被保存，按“循环启动”键，使其再开始自动运转。2）任选停止（M01）：与M00相同，执行含有M01指令的程序段之后，自动运转停止。但仅限于机床操作面板上的“任选停止” 开关接通的场合。3）程序结束（M02、M30）：自动运转停止，呈复位状态。4）进给保持：程序运转中，按机床操作面板上的进给保持按钮，可使自动运转暂时停止。（5）复位由CRT/MDI的复位按钮、外部复位信号可使自动运转停止，呈复位状态。若在移动中复位，机床减速后停止。图4.20 MDI方式显示画面4.试运转（1）全轴机床锁住若接通机床锁住开关，机床停止移动，但位置坐标的显示和机床移动时一样。此外，M、S、T功能也可以执行。此开关用于程序的检测。（2）Z轴指令取消若接通Z轴指令取消开关，手动、自动运转中的Z轴停止移动，位置显示却同其轴实际移动一样被更新。（3）辅助功能锁住机床操作面板的辅助功能“锁住”开关一接通，M、S、T代码的指令被锁住不能执行，M00、M01、M02、M30、M98、M99可以正常执行。与机床锁住一样用于程序检测。（4）进给速度倍率用进给速度倍率开关，选择程序指定的进给速度百分数，以改变进给速度（倍率），按照刻度可实现0150%的倍率修调。（5）快速进给倍率可以将以下的快速进给速度变为100%、50%、25%或F0值（由机床决定）。1）由G00指令的快速进给；2）固定循环中的快速进给；3）指令G27、G28时的快速进给；4）手动快速进给。（6）空运转空运转中，不考虑程序指定的进给速度，而用以下进给速度。快速进给按钮“ON/OFF”程序指令快速进给时切削进给时快速进给按钮ON快速进给JOG进给最高速度快速进给按钮（7）单程序段若将“单程序段”按钮置于ON，执行一个程序段后，机床停止。说明：1）用指令G28、G29、G30时，即使在中间点，也进行单程序段停止。2）固定循环时的单程序段停止点为图4.21中1、2、6的结束点。单程序段在1、2处停止时，进给保持灯亮。3）M98P；M99；的程序段不能单程序停止。但是，M98、M99的程序中有O、N、P以外的地址时，单程序段停止。5.安全操作（1）紧急停止（EMERGENCY STOP）若按机床操作面板上的紧急停止按钮，机床移动会瞬间停止。（2）超程刀具超越了机床限位开关规定的行程范围时，显示报警，刀具减速停止。此时用手动将刀具移向安全的方向，然后按复位按钮解除报警。6.程序的存储、编辑在此状态，可以通过键盘存储程序，对程序号进行检索，对程序进行各种编辑操作。（1）由键盘存储操作步骤：1）选择EDIT方式；2）按“PRGRM”键；3）键入地址O及要存储的程序号；4） 按“INSRT”键，用此操作可以存储程序号，以下在每个字的后面键入程序，用“INSRT”键存储。（2）程序号检索操作步骤：1） 选择方式（EDIT和AUTO方式）；2） 按“PRGRM”键