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数控实训与考证指导书 实训一FANUC数控车床基本操作实训（只打印 1、2，打印20份） 一、实训名称数控车床基本操作。 二、实训目的了解FANUC数控车床基本结构、工作原理及加工特点；掌握CK6132A型数控车床的基本操作；熟悉FANUC-0i-Mate-TB数控车削系统；掌握数控车床刀具偏置的测量（绝对刀偏） 三、实验设备及辅助设施设备自贡长征机床有限公司CK6132A型数控车床；系统FANUC-0i-Mate-TB数控车削系统；材料34mm尼龙棒材；量具0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺；刃具25中心高外圆车刀、外螺纹刀、切断刀、圆弧刀。 四、实训方法先由实验老师进行讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手操作机床。 完成规定的实训任务，并撰写实训报告。 五、实训步骤（一）、机床操作面板上主要功能键及MDI面板上主要功能键介绍（老师讲解）1.CRT-MDI面板简介加工型数控车削系统FANUC0i mate-TB的CRT-MDI面板由CRT显示屏、MDI键盘两部分组成,如图所示，各组成单元功能如下。 FANUC0i mate-TB数控车削系统CRT-MDI面板 （1）CRT显示屏它主要用来显示各功能画面信息，在不同的功能状态下，它显示的内容也不相同。 在显示屏下方，有一排功能软键，通过它们可在不同的功能画面之间切换，显示用户所需要的信息。 （2）MDI键盘如图所示，各键的意义如下地址/数字键按这些键可输入字母、数字以及其它字符。 POS按此键显示位置画面。 PROG按此键显示程序画面。 OFFSET/SETTING按此键显示偏置/设置画面。 SYSTEM按此键显示系统画面。 MESSAGE按此键显示信息画面。 GRAPH按此键显示图形画面。 CUSTOM按此键显示用户宏画面。 光标移动键用于在屏幕上移动光标。 翻页键（PAGE UP/DOWN）用于将屏幕显示内容朝前或朝后翻一页。 换档键（SHIFT）当要输入地址/数字键中右下角字符时用此键。 取消键（CAN）按此键可删除已输入到键的输入缓冲器的最后一个字符。 输入键（INPUT）当要把键入到输入缓冲器中的数据拷贝到寄存器时，按此键。 键用于程序。 ALTER替换；INSERT插入；DELETE删除。 帮助键（HELP）按此键用来显示如何操作机床的信息画面。 复位键（RESET）按此键可使C复位，消除报警等。 （二）、机床操作面板介绍（老师讲解）加工型数控车床CK6132A的操作面板如图所示，各按键功能如下表图2-7CK6132A的操作面板表2-5CK6132A操作面板的按键功能按键功能按键功能按键功能自动运行方式程序方式MDI方式DNC运行方式手动回参考点手动运行方式手动增量方式手轮方式手动绝对输入机床辅助功能锁住程序单段跳选程序段M01选择停止手轮示教方式倍率0.001倍率0.01倍率0.1倍率1X轴Z轴程序再启动进给锁住运行空运行手轮方式选择冷却液电机开关超程解除润滑液面低报警指示坐标轴负向快速进给坐标轴正向循环启动进给保持M00程序停止维修灯检查主轴正转主轴停主轴反转机床急停程序写保护进给修调主轴转速修调（三）、机床操作步骤（老师演示）1开机开主机急停确认（按下）开系统解除急停（松开）reset（复位）；2回参考点POS（坐标）综合（坐标）手动回参考点（1，5）（轴）（坐标轴正方向）（等待“机械坐标”中的X值显示为“0”）（轴）（坐标轴正方向）（等待“机械坐标”中的Z值显示为“0”）；3手动返回手动工作方式（1，6）（轴）（Z向快速返回到“机械坐标”中的Z值约为-150-200）（轴）（X向快速返回到“机械坐标”中的X值约为-150-200）；4装夹工件由零件长度确定装夹长度，长约120mm；5将G54零点偏置设为“0” （1）.选择SETTING功能键坐标系（屏幕下方）将光标移至G54零点偏置设置栏的“X”、“Z”上在MDI面板上分别输入“0”按“INPUT”键。 6.设置4#刀的刀具偏置 （1）设置4#刀的“Z”向刀具偏置?MDI方式下换4#刀，启动主轴。 MDI工作方式（1，3）PROG（程序）在MDI对话框内输入如下指令T0404；（“；”键为EOB）M32；M03S600；I NSERT（插入）?手轮方式车端面。 （5，1）（循环启动）；取下手轮选择手轮工作方式手轮车削端面（Z向吃刀约0.5mm，手轮倍率开关打至X10，手轮始终保持连续匀速进给，刀尖不要越过圆心。 ）沿+X退刀（倍率开关可打至X100，不要移动Z轴）。 ?输入4#刀Z向刀具偏置。 在MDI操作面板上依次选择“SETTING”补正形状“G”光标移至“G04”栏内的“Z”（1，8）接通手轮手择开关(3，4)摇动上输入“Z0”测量。 （2）设置4#刀的“X”向刀具偏置?手轮方式车外圆。 摇动手轮车削外圆（手轮倍率开关打至X10，X方向吃刀约1mm，长约10mm，）沿+Z退刀至一安全位置（刀架在此处能安全换刀，倍率开关可打至X100，不要移动X轴）。 ?测量外径。 选择手动工作方式（1，6）停主轴（5，10）用游标卡尺测量外径。 ?输入4#刀X向刀具偏置。 在MDI操作面板上依次选择“SETTING”补正形状“G”光标移至“G04”栏内的“X”上在MDI面板上输入“X测量值”测量。 7.测量1#刀刀具偏置（如图） （1）MDI方式下换1#刀，启动主轴。 （2）手轮方式下用1#刀左刀尖碰端面，以刚好接触为准（手轮倍率开关打至X10，以提高测量精度）。 （3）输入1#刀“Z”向刀具偏置。 在MDI操作面板上依次选择“SETTING”补正形状“G”光标移至“G01”栏内的“Z”上输入“Z0”测量。 （4）手轮方式下，用1#刀刀尖碰外圆，以刚好接触为准（手轮倍率开关打至X10，以提高测量精度）。 （5）输入1#刀“X”向刀具偏置。 在MDI操作面板上依次选择“SETTING”补正形状“G”光标移至“G01”栏内的“X”上输入“X测量值”测量。 8.测量2#、3#刀刀具偏置方法同7（如图）9自动加工。 选择工作方式（1，2）PROG在MDI面板上输入程序文件名“O0007”O检索（确保程序文件名是“O0007”，且光标处在程序头）自动（1，1）PROG（POS或GRAPH）主轴转速打100%进给修调打60%循环启动（5，1）。 加工过程处理加工暂停按“进给保持”（5，2）键暂停执行程序按“点动”键（1，6）将系统工作方式切换到“点动”按“主轴停”可停主轴。 加工恢复在“点动”（1，6）工作方式下按“主轴正转”键将工作方式重新切换到“自动”（1，1）按“循环启动”（5，1）键即可恢复自动加工。 加工取消加工过程中若想退出，可按MDI键盘上的“复位”（RESET）键退出加工。 若选取了“程序单段”（2，1），则系统每执行完一个程序段就会暂停，此时必须反复按“循环启动”键，才能实现连续加工。 机床运行中，一旦发现异常情况，应立即按下急停按钮，终止机床所有运动和操作。 待故障排除后，方可重新操作机床及执行程序；出现机床报警时，应根据报警号查明原因，在教师指导下及时排除。 10关机。 六、学生实训1.按老师演示步骤，每人操作一遍。 并将加工好的零件及所测得的刀偏数据交老师检查。 2.简述数控车床刀具偏置测量基本步骤（写入实训报告中）。 3.绘出刀具偏置测量的对刀示意图。 （写入实训报告中）4相对刀偏与绝对刀偏有何区别？（写入实训报告中）附对刀示意图手轮工作方式下车削工件端面，将Z值设定为基准刀Z向刀具偏置；手轮工作方式下车削工件外圆，将X值设定为基准刀X向刀具偏置，其中X=X1+X2。 手轮工作方式操作X轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准；XZO基准点工件X1X2xzG53X10X10基准刀(4#)刀具偏置测量示意图Z轴X轴工件1#刀刀具偏置测量示意图X10X10Z轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准。 手轮工作方式操作X轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准；Z轴以刀尖角的角平分线刚好与工件端面重合为准手轮工作方式操作X轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准；Z轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准。 Z轴X轴工件2#刀刀具偏置测量示意图1-2X10X10ZO3#刀刀具偏置测量示意图X10X10实训二FANUC数控铣床基本操作及刀具半径补偿的运用 一、实习目的了解FANUC数控铣床基本结构、工作原理及加工特点；掌握数控铣床刀具半径补偿的建立与计算；熟悉XK5025/4数控机床配FANUC-0i-Mate-TB数控铣削系统的操作过程。 二、实习设备及辅助设施设备南通数控立式升降台铣床XK5025/4；系统FANUC-0i-Mate-TB数控铣削系统；材料1181188mm塑料板；量具0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺；刃具 8、10mm高速钢螺旋铣刀。 三、实习方法先由实习老师进行讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手操作机床。 实习完毕后，认真完成实习报告。 四、实习步骤（一）、原理利用数控系统的刀具半径补偿功能，使编程时不需要考虑刀具实际尺寸，而按照零件的轮廓计算坐标数据，有效简化了数控加工程序的编制。 在实际加工前，将刀具的实际尺寸输入到数控系统的刀具补偿值寄存器中，在程序执行过程中，数控系统根据加工程序调用这些补偿值并自动计算实际的刀具中心运动轨迹，控制刀具完成零件的加工。 数控加工程序编制好后，可以灵活地利用刀具补偿值来适应加工中出现的各种情况。 一般情况下，刀具半径补偿值是刀具的实际尺寸。 如果需要在工件的轮廓方向留余量，就可以在现有的刀具补偿值基础上加上余量作为新的刀具补偿值输入，重新执行程序即可。 此外，由于机床精度等原因，加工出来的零件尺寸与理论尺寸是有偏差的，我们可以通过设定修改刀具半径补偿值，让加工出来的零件达到图纸所要求的尺寸精度。 （二）、操作步骤以加工如图1所示零件为例，介绍刀具半径补偿值的运用，操作步骤如下。 1.开启机床合上总电源打开强电控制柜电源开关急停确认接通NC电源系统引导，屏幕上电后，显示POS（位置屏幕）解除急停机床复位（按住不动直到系统解除报警）系统复位（reset）。 2.机床回零（即回机床参考点）工作方式选择“回零”。 屏幕显示选择“POS（位置）”“综合”。 各轴距离机床零点位置必须大于20MM以上；（POS屏幕-综合坐标-机械坐标值都小于-20）分别按住+Z、+X、+Y，直至对应的LED灯亮，同时屏幕上机械坐标显示X=0，Y=0，Z=0。 注意?各轴距离机床零点位置必须大于20MM以上,可通过手轮、手动等方式移动；图1加工零件图形?必须先坐标轴+Z回参考点，然后Y、X轴回参考点，3.装夹工件使用专用夹具，将零件毛坯固定在机床工作台上。 4.零点偏置设置（如图2所示）X向零点偏置设定主轴手动操作正转工作方式选择“手轮”手轮轴倍率X100，-X、-Y方向（逆时针）旋转手轮，将刀具移到零件左端外围如图2所示【1处】-Z方向（逆时针）下刀至零件表面以下3MM左右倍率X10，+X方向（顺时针）进刀，以刀具接触零件为准【1处】。 POS屏幕相对操作起源（将坐标值清零）倍率X100，+Z（顺时针）移至安全高度（请勿超程）+X移至零件右端外围【2处】-Z下刀倍率X10，-X方向进刀，直到刀具接触零件【2处】+Z移至安全高度记录相对位移量X值设置零点偏置可选择下面两种方法AOFFSET SETTING坐标系光标移至G54零点偏置设置栏内输入“X2X位移量”测量B-X移至2X位移量OFFSET SETTING坐标系光标移至G54零点偏置设置栏内输入“X0”测量Y向零点偏置设定结合图2同上方法操作刀具+X，顺时针、倍率X10+Y，顺时针倍率X10-X，逆时针倍率X10-Y，逆时针倍率X10刀具-X、-Y、-Z，逆时针，倍率X100机床原点零件毛坯零件毛坯位移量X位移量X/2-Z，逆时针倍率X103MM左右图2零点偏置设置简图Z向零点偏置设定倍率X100，刀具移至零件一角，-Z至零件表面以上3MM左右【5处】倍率X10，以刀具底面刚好接触工件上表面为准【5处】。 在G54零点偏置设置栏内输入“Z0”测量。 +Z移到安全高度，停主轴。 5.修改刀补OFFSET补正修改D（刀具半径补偿，根据零件尺寸计算）按INPUT（输入）。 第一次设定刀具半径补偿值D1，本实验以X方向尺寸为例见图3，给精加工留有余量，设为0.6mm（双边）。 mmD3.02-1+=刀具半径图纸尺寸目标尺寸6.调程序工作方式选择“”PROG输入程序名O5005“0检索”。 7.自动加工工作方式选择“自动”进给修调查打至50%GRAPH加工图“循环启动”8.检测零件尺寸并计算精加工刀具半径补偿值根据测量结果计算并设置精加工刀具半径补偿值D2。 2-12目标尺寸测量尺寸?=DD9.自动加工PROG光标位于程序头循环启动刀具切入零件加工后，进给修调查打至120%加工结束，进给修调查打至50%。 10加工后，检测零件，交老师记录数据。 （三）、学生实训1.按老师演示步骤，学生操作完成实训。 并将加工好的零件交老师检查。 将操作步骤及以下问题写入实训报告中；2.数据记录并分析误差产生的原因。 位移量X=Y=零点偏置的机床坐标值X YZ图纸尺寸目标尺寸图纸轮廓目标轮廓毛坯轮廓（目标-图纸）/2刀具半径图3刀具半径补偿计算示意简图目标尺寸加工步序半径补偿值理论值（mm）测量结果（mm）误差（mm）0.1mm粗加工D1=精加工D2=3.写出你所设定的刀具半径补偿值的计算过程。 4.为什么数控铣削加工要设定刀具半径补偿值？5写出数控铣削加工刀具半径补偿指令及其含义，如何辨别和正确使用？实训三手工编程 一、实训名称手工编程。 二、实训目的掌握简单车、铣加工机械零件的设计；了解数控系统常用G指令及M指令的使用；学会手工编制数控车削、铣削加工程序。 三、实习设备及辅助设施1.设备数控车床、数控铣床；2.系统FANUC数控车削、铣削系统； 四、实训步骤（一）、FANUC数控车削系统常用指令介绍1M功能代码表2-2CK6132A数控车床M功能代码2FANUC0i Mate-TB常用G代码该数控系统常用G代码（系统A）如表2-3。 表2-3常用代码及其功能代码G00组功能代码G32组功能代码G66组功能01快速定位01螺纹功能变螺距螺纹切削刀尖半径补偿取消刀尖半径补偿左刀尖半径补偿右12宏程序模态调用G01直线插补G34G67宏程序模态调用取消G02顺圆插补G4007G7000精加工循环G03逆圆插补G41G71粗车外圆循环G04暂停G42G72粗车端面循环G10可编程数据输入G5000坐标系设定或最大主轴速度设定G73多重车削循环G11可编程数据输入方式取消G50.3工件坐标系预置G74排屑钻端面孔G1816ZpXp平面选择G52局部坐标系设定机床坐标系设定选择工件坐标系1G75外径/内径钻孔Gxx英寸输入G53G76多头螺纹循环G21毫米输入G5414G9001外径/内径车削循环代码M00含义程序暂停主轴正转冷却液开代码M01含义代码M02含义程序结束主轴停止主轴正转开主冷却液主轴低档确认返回主程序程序选择停主轴反转冷却液关程序结束并返回程序头调用子程序M03M04M05M08M09M13M14主轴反转开主冷却液主轴高档确认M30M31M32M98M992X451.5X451.5X45BCDEFGHIJKL图2-13加工型数控车床加工实例零件G2209存储行程检查接通存储行程检查断开返回参考点检查G55选择工件坐标系2选择工件坐标系3选择工件坐标系4选择工件坐标系5选择工件坐标系6宏程序调用G92螺纹切削循环G23G56G94端面车削循环G2700G57G9602恒表面切削速度控制G28返回参考点G58G97恒表面切削速度控制取削G30返回第 2、 3、4参考点跳转功能G59G9805每分进给G31G6500G99每转进给3.F、T、S指令F表示进给速度，用字母F和其后面的数字来表示。 与G 98、G99联用。 如:G98F200表示每分钟进给200mm，G99F0.2表示主轴每转一转进给0.2mm.S:表示主轴转速。 如S600表示主轴转速是每分钟600转。 T换刀指令，其后跟4位数字，前2位表示刀具号，后2位表示该刀具的刀具补偿号。 如后2位为“00”，则表示取消该刀具的刀补。 4.编程实例加工如图2-13所示零件，材料为45#钢，毛坯外径为34mm。 （1）工艺分析以工件右端面圆心O为原点建立工件坐标系，起刀点设在坐标（100，50）处。 工件轮廓从ABCDE，在X方向上单调递增，因切削余量较大，可选用基准刀（外圆车刀，刀号设为4）进行外径粗车循环（G71）加工。 而轮廓从FGHIJKL，在X方向上为非单调轨迹（先递减后递增），且切削余量也较大，可通过调用子程序加工，为了保证刀具不与FG面干涉，可采用副偏角较大的刀（设定为3号刀）。 切槽、切断采用切断刀（设定为1号刀）。 螺纹加工可采用螺纹单一固定循环（G92）切削（刀号设定为2号）。 加工顺序，切削用量的选择参见程序。 （2）编程根据以上加工工艺，编制加工程序如下程序注释O0001主程序文件名。 N10G00G54X100Z50；以工件右端面圆心为原点建立工件坐标系。 N20T0404；调4号外圆刀（基准刀）。 N30M32；主轴转速高档位。 N40M03S700；N50G00X34Z2；G71循环起刀点。 N60G71U1R0.5；N70G71P80Q120U0.4W0.2G98F400；G71粗加工循环N80G00X12；N90G01U8W-4F200；N100U0W-21；N110U12W-10；N120U0W-5；N130G70P80Q120S800；G70外径精加工。 N140G00X100Z50；N150T0400；N160T0101S500；调1号切槽刀。 N170G00X21Z-23；N180G01X17F200；N190G00X21；N200G01X20Z-21.5；N210X17Z-23；N220G00X30；N230X100Z50；N240T0100；N250T0202S401；调2号外螺纹刀N260G00X24Z2；螺纹单一固定循环起刀点。 N270G92X19Z-21.5F2.5；G92螺纹单一固定循环。 N280G92X18Z-21.5F2.5；N290G92X17Z-21.5F2.5；N300G92X16.75Z-21.5F2.5；N310G92X16.75Z-21.5F2.5；N320G00X100Z50；N330T0200；N340T0303S600；调3号偏刀。 N350G00X50Z-37；N360M98P60002；调子程序“O0002”6次。 N370G00X100Z50；N380T0300；N390T0101S500；N400G00X33Z-93；N410G01X28F200；N420G00X33；N430X32Z-91.5；N440G01X29Z-93；N450X0；N460G00X100Z50；N470T0100；N480M05；N490M02；O0002子程序文件名。 N10G00U-3W-1；N20G01U-8W-10F300；N30U0W-5；N40G03U0W-18R15；N50G01U0W-10；N60G03U8W-4R4；N70G01U0W-8；N80G0U1W56；N90U-1；N100M99；5.实训要求每位学生各自设计一个零件，零件形状自定；尺寸长度或80mm,直径最大不超过30mm；要求在图纸上标注尺寸，建立工件坐标系，标示坐标点；先进行加工工艺分析；刀具及切削用量选择；手工编制程序及程序较验；认真书写实验指导书；（二）、FANUC数控铣削系统常用指令介绍1.编程实例加工如图所示零件，材料为塑料板，毛坯为1201005mm。 （1）加工工艺确定该零件由AB、BC、AF三圆弧及线段CD、EF构成，采用20孔中心作为定位基准，通过螺栓螺母装夹，加工方法为铣削，加工刀具为10mm高速钢螺旋铣刀，工艺参数为S300转/分、进给速度F100mm/min。 （2）数学处理选取工件坐标系，其原点选择在20孔中心线与凸轮顶平面交点处O点。 A、B、C、D、E、F各点的坐标计算如下A（0,50）；B（0，-50）；C（8.66，-45）；D（25.98，-15）；E（25.98,15）；F（8.66,45）。 （3）进刀点及进刀方法由A点切入，设置进刀线长20mm，进刀圆弧R20，退刀圆弧R20，则下刀点坐标（20,90），刀具半径右补偿，下刀深度7mm。 （4）对刀点的选择考虑便于在机床上装夹、加工，选择工件坐标原点上方30mm处（螺栓顶部中心）作为对刀点。 （5）五个点坐标起刀点（0,0,30）注意刀具与工件和夹具不要发生干涉下刀点（20,90）要求在毛坯的外面下刀切入点（0,50）切入时与切入点相切，可选取圆弧切入或者直线切入切出点（0,50）抬刀点（-20,70）。 刀具离开工件再抬刀 （6）编制程序常用指令代码功能代码功能M代码功能G00快速定位G90绝对值编程M02程序结束G01直线插补G91增量值编程M03主轴正转G02顺圆插补G92工件坐标系设定M04主轴反转G03逆圆插补G17XY平面选择M05主轴停止G40刀具半径补偿取消M07切削液开G41刀具半径左补偿M08切削液开G42刀具半径右补偿M09切削液关 （7）程序编制凸轮加工程序及说明如下程序OxxG40；N010G90G54G01X0Y0Z30F300；建立加工坐标系N020G00X20Y90S300M03；N030G01Z-7F200；N040G42D1Y70；N050G02X0Y50I-20J0F100；N060G03Y-50I0J-50；N070X8.66Y-45I0J10；N080G01X25.98Y-15；N090G03Y15I-25.98J15；N100G01X8.66Y45；N110G03X0Y50I-8.66J-5；N120G02X-20Y70I0J20F200；N130G40；N140G01Z30F300M05；N150M02；注释主程序文件名刀具半径补偿值下刀点下刀开始刀具半径补偿切入工件至A点；R可用“R20”代替。 切削AB弧；R可用“R50”代替。 切削BC弧；R可用“R10”代替。 切削CD直线切削DE弧；R可用“R30”代替。 切削EF直线切削AF弧；R可用“R10”代替。 退刀；R可用“R20”代替。 取消刀具半径补偿Z向提刀程序结束实验要求每位学生各自设计一个二维零件，零件形状自定，尺寸控制在110X110mm以内，进行外形铣削，用电脑或绘图工具绘图；要求在图纸上标注尺寸及加工精度（包括尺寸精度及表面粗糙度）；要求在零件图上建立工件坐标系（标示坐标系原点及方向），标示坐标点；确定加工工艺；设计进刀点及进刀方法，选择对刀点；选择刀具及切削用量；手工编制程序及程序校验；认真书写实训手册。 实训 四、MASTERCAM自动编程 一、实训名称自动编程 二、实训目的 1、熟悉和掌握MasterCAM软件各种功能； 2、学会设定刀具路径及程序修改； 3、掌握数控程序与数控系统的连接； 4、数控铣床三维加工综合运用。 三、实验设备及辅助设施 1、设备南通数控立式升降台铣床XK5025/ 4、计算机； 2、系统FANUC-0i-Mate-TB数控铣削系统； 3、材料12012040mm塑料板； 4、量具0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺； 5、刃具10mm高速钢螺旋铣刀。 四、实验方法先由实验老师进行讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手练习，熟悉、掌握MasterCAM软件各种功能及数控铣床加工综合运用操作。 实验完毕后，认真完成实验报告。 五、实验步骤（一）、数控自动编程概述自动编程是借助计算机及其外围设备自动完成从零件图构造