SIEMENS数控车铣床操作.doc

数控车床的基本操作和编程数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。一、SIMENS 802Sbaseline数控系统（车床系统）简明操作SIMENS 802Sbaseline数控系统是在802S基础上开发的经济型数控系统，可以控制2到3个步进电机轴和一个伺服主轴或变频主轴，连接步进驱动。步进电机的控制信号是脉冲信号、方向信号和使能信号，电机每转给出1000个脉冲，步距角为0.36。1、操作面板SIMENS 802Sbaseline数控系统具有集成式操作面板，分为三大区域：LCD显示区、NC键盘区和机床控制面板区。2、数控键盘区数控键盘区按键功能序号按键名称按键图标功能说明1加工显示键按此键后，屏幕立即回到加工显示的画面，可以显示当前各轴的加工状态。2返回键返回上一级菜单。3软键在不同的屏幕状态下，操作对应的软键，可以调用相应的画面。4删除/退格键在程序编辑画面时，按此键消除前一字符。5报警/应答键报警出现时，按此键可以消除报警。6选择/转换键在设定参数时，按此键可以设定或转换参数。7光标向上键/上档向上翻页键。8菜单扩展键进入同一级的其它菜单画面。9区域转换键在任何画面，按此键后回到主画面。10垂直菜单键在某些特殊界面，按此键可以垂直显示可选项。11光标向右键12光标向下键/下档向下翻页键。13回车输入键确认所输入的参数或换行。14空格键编辑程序时，输入空格。15光标向左键16字符键 用于字符输入。17上档键按数字键或字符键时，同时按此键可以使该数字或字符键的左上角字符生效。18数字键 用于数字输入。3、机床控制面板区各按键功能说明：1. POK绿灯：电源上电，灯亮表示电源正常供电。2. ERR红灯：系统故障。3. DIA黄灯：显示不同的诊断状态。4. 急停开关5. K1K12键（带LED）：用户自定义键，用户可以编写PLC程序进行键的定义。6. 用户定义键：不带LED灯。运行方式键：7. 增量选择键：在JOG方式下，按此键可以进行增量方式的选择。8. 点动方式键：按此键切换到手动方式。9. 参考点方式键：在此方式下运行回参考点。10. 自动方式键：按此键切换到自动方式，按加工程序自动执行。11. 单段方式键：自动方式下复位后，按此键设定单段方式，程序按单段执行。12. MDA方式键：此方式下，手动编写程序，然后自动执行。主轴键：13. 主轴正转键：按此键，主轴正方向旋转。14. 主轴停止键：按此键，主轴停止转动。15. 主轴反转键：按此键，主轴反方向旋转。点动键：16. X轴点动正向键：手动方式下按此键，X轴在正方向点动。17. X轴点动负向键：手动方式下按此键，X轴在负方向点动。18. Z轴点动正向键：手动方式下按此键，Z轴在正方向点动。19. Z轴点动正向键：手动方式下按此键，Z轴在负方向点动。20. 快速运行叠加键：手动方式下按此键，同时按此键和一个坐标轴点动键，坐标轴按快速进给速度点动。倍率键：21. 进给轴倍率增加键：进给轴倍率大于100%时，LED亮，达到120%时LED闪烁。22. 主轴倍率增加键：进给轴倍率大于100%时，LED亮，达到120%时LED闪烁。23. 进给轴倍率100%键：按此键大于MD1451013所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，进给轴倍率直接变为100%。24. 主轴倍率100%键：按此键大于MD1451013所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，主轴倍率直接变为100%。25. 进给轴倍率减少键：按此键大于MD1451012所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，进给轴倍率直接变为0%，进给轴倍率在0%100%时进给轴倍率减少键LED灯亮，降为0%时闪烁。26. 主轴倍率减少键：按此键大于MD1451012所设定的时间值（缺省值为1.5秒）时，主轴倍率直接变为0%，进给轴倍率在50%100%时进给轴倍率减少键LED灯亮，降为50%时闪烁。启动停止键27. 复位键：按此键，系统复位，当前程序中断执行。28. 数控停止键：按此键，当前程序中断执行，系统停止运行。29. 数控启动键：按此键，系统开始执行程序。4、屏幕划分说明：1. 当前操作区域：MA 加工 PA 参数 PR 程序 DI 通讯 DG 诊断2. 程序状态：STOP 程序停止 RUN 程序运行 RESET 程序复位3. 运行方式：JOG 点动方式 MDA 手动输入，自动执行 AUTO 自动方式4. 状态显示：SKP： 程序段跳跃，跳步的程序段在其段号之前用一斜线示，这些程序段在程序运行时跳过不执行。 DRY：空运行，轴在运行时将执行设定数据“空运行进给率”中规定的进给值。 ROV：快速修调，修调开关对于快速进给生效。 SBL：单段运行，此功能生效时零件程序按如下方式逐段运行：每个程序段逐段解码，在程序段结束时有一暂停，但在没有空运行进给的螺纹程序段时为一例外，在此只有螺纹程序段运行结束后才会产生一暂停。SBL功能只有处于程序复位状态时才可以选择。 M1：程序停止，此功能生效时程序运行到有M01指令的程序段时停止运行。此时屏幕上显示“5停止M00/M01有效”。 PRT：程序测试(无指令给驱动)。5. 操作信息： 1）停止：没有NC-Ready 19） 2） 20） 3）停止：急停生效 21）等候：程序段搜索生效 4）停止：报警并同时停止 22）等候：缺少主轴使能 5）停止：M0/M01生效 23) 等候：坐标轴进给值是0 6）停止：单段运行程序段结束 7）停止：NC-STOP生效 8）等候：缺少读入使能 9）等候：缺少进给使能 10）等候：停留时间生效 11）等候：缺少辅助功能应答 12）等候：缺少轴使能 13）等候：准停窗口未到达 14） 15）等候：等待主轴 16） 17）等候：进给-修调为0% 18）停止：NC程序段出错6. 程序名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它菜单功能。按下扩展键后，可以选择这些功能11. 软键12. 垂直菜单: 出现此符号时表明存在其它菜单功能，按下垂直菜单键后，这些菜单显示在屏幕上，并可用光标进行选择。13. 进给轴速度倍率: 在此显示当前进给轴的速度倍率。14. 齿轮级:在此显示主轴当前的齿轮级。15. 主轴速度倍率: 在此显示当前主轴的速度倍率。二、实验设备（TK40A数控车床）三、编程基础知识 在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照设计图样事先制订好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制订出零件的加工工序、切削用量、机床的规格及刀具、夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床，加工出图样给定的零件。也就是说零件的加工过程是由人来完成。例如开车、停车、改变主轴转速、改变进给速度和方向、切削液开、关等都是由工人手工操纵的。数控机床它是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。从以上分析可以看出，数控机床与普通机床加工零件的区别在于控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件。以实验室的TK40A数控机床使用的SIMENS 802s baseline数控系统为例。NC程序由各个程序段组成（见表一），每个程序段执行一个加工步骤，程序段由若干个字组成，最后一个程序段包含程序结束符：M2。程序结构分为主程序和子程序。通常执行主程序，主程序里的调用子程序的语句被执行时，开始执行子程序。直到有返回指令。然后返回主程序。数控程序由若干条单节指令构成，程序名按以下规则确定：开始的两个符号必须是字母，其后的符号可以是字母、数字或下划线最多8个字符，不得使用分隔符 单字节指令格式 形式：N_G_X_Y_Z_R_F_S_T_M_ 其中：N_段号，后接二位或三位数字构成，仅在起始段单节出现。 G_ 准备功能，后接两位数字构成。 X,Y,Z：坐标值，有公制与英制两种，有G指令指定。 CR=半径值，当圆弧小于180度时为正。 F_进给速度。 S-主轴转速。T-刀具代码，后接两位数字。程序组成 一个程序有以下部分组成：表一 NC程序结构程序段字字字。；注释程序段N10G0X20。；第一个程序段程序段N20G2Z37。；第二个程序段程序段N30G91。；。程序段N40。程序段N50M2：程序结束字是组成程序段的元素，数控机床程序由若干个程序段组成，每个程序段由按照一定顺序和规定排列的“字”组成。字是由表示地址的英文字母、特殊文字和数字集合而成。字表示某一功能的一组代码符号。由字构成控制器的指令，字由以下几部分组成地址符：地址符一般是一个字母数值：数值是一个数字串，它可以带正负号和小数点。正号可以省略不写。字结构字字字地址。值地址。值地址。值举例：G1X-201F300说明：直线插补运行X轴位移，终点位置-20.1mm进给率：300mm/min四、常见指令功能介绍：1. G指令：也称准备功能指令，它用来指令机床或控制系统做某种功能的操作，为数控系统的插补运算作好准备，通常由地址符G和其后两位数字组成，分为模态（指定一次，在它被同组的其它指令取代或被注销以前，其功能一直有效。）和非模态指令（是其功能仅在出现的程序段中起作用）。2. M指令：辅助功能指令，它用来指令数控机床的辅助动作及其状态。作用是控制机床或系统的辅助功能动作。l 程序停止指令M00,暂停指令，机床停止，保存模态信息，按下启动按钮，机床重新启动继续执行程序。l 程序结束指令M02l 主轴正、反转、停止指令M03、M04、M05l 换刀指令M06l 冷却液开关指令M07(2号或雾状冷却液开)、M08(1号或液状冷却液开)、M09(冷却液关)l 子程序调用与返回指令M98M993. T功能指令：刀具功能指令，它主要用来选择刀具。对于数控车床，T的后续数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用，T后两位数字，表示刀号，选择刀具。D后的数字表示刀补号。4. F功能指令：进给功能指令，它的功能是指令切削的进给速度。G94表示时，单位mm/min,G95表示时，单位mm/r.5. S功能指令:主轴功能指令。它主要来指定主轴转速或速度。6. 常用G指令功能及应用:l G90/G91：G90 和G91 指令分别对应着绝对位置数据输入和增量位置数据输入。其中G90表示坐标系中目标点的坐标尺寸，G91表示待运行的位移量。G90/G91适用于所有坐标轴。l G92l G22，G23：车床中加工零件时通常把X轴(横向坐标轴)的位置数据作为直径数据编程，控制器把所输入的数值设定为直径尺寸，这仅限于X轴。程序中在需要时也可以转换为半径尺寸。G22 ；半径数据尺寸，G23 ；直径数据尺寸l G5459：可设定的零点偏置给出工件零点在机床坐标系中的位置(工件零点以机床零点为基准偏移)。当工件装夹到机床上后求出偏移量，并通过操作面板输入到规定的数据区。程序可以通过选择相应的G功能G54G57激活此值。l G1719l G00：快速定位，指令格式：G00 X_ Z_，G00指令用于快速点定位，两个轴同时进给，合成速度为最大快移速度。指令中的值确定终点坐标，起点为当前点。轴快速移动G0用于快速定位刀具，没有对工件进行加工。可以在几个轴上同时执行快速移动，由此产生一线性轨迹。机床数据中规定每个坐标轴快速移动速度的最大值，一个坐标轴运行时就以此速度快速移动。如果快速移动同时在两个轴上执行，则移动速度为两个轴可能的最大速度。用G0快速移动时在地址F下编程的进给率无效。G0一直有效，直到被G功能组中其它的指令(G1，G2，G3，)取代为止。l G01：直线插补，刀具以直线从起始点移动到目标位置，以地址F下编程的进给速度运行。所有的坐标轴可以同时运行。指令格式：G01 X_ Z_ F_，G01为直线插补运动，即两个轴以当前点位起点，以F指令指定的速度同时进给，终点位置为X和Y确定。速度字F具有模态性，即由指令的进给速度直到变为新的值之前均有效，因此不必每个程序段均指定一次。l G02/G03：圆弧插补，刀具以圆弧轨迹从起始点移动到终点，方向由G指令确定：G2顺时针方向，G3逆时针方向在地址F下编程的进给率决定圆弧插补速度。圆弧可以按下述不同的方式表示： 圆心坐标和终点坐标 半径和终点坐标 圆心和张角 张角和终点坐标G2和G3一直有效，直到被G功能组中其它的指令(G0，G1，)取代为止。使两轴以当前点位起点，按照给定的参数走出一段圆弧。其指令格式可以有两种形式：G02/03 X_ Z_ CR=_ F_， X、Z：确定终点坐标；CR：圆弧半径，正为优弧，负为劣弧。F：插补速度,G02：顺时针圆弧, G03：逆时针圆弧.l G40、G41/G42:刀具半径补偿指令，G41是相对于刀具前进方向左侧进行补偿，称为左刀补，G42是相对于刀具前进方向右侧进行补偿，称为右刀补。从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言，顺铣效果较好，因此G41使用较多。 l G43/G44:刀具长度补偿指令，G43为刀具长度正补偿；G44为刀具长度负补偿；使用G43、G44指令时，无论用绝对尺寸还是用增量尺寸编程，程序中指定的Z轴移动的终点坐标值，都要与H（或D）所指定寄存器中的偏移量进行运算，G43时相加，G44时相减，然后把运算结果作为终点坐标值进行加工。G43、G44均为模态代码。l G04:暂停指令，F指定暂停时间。7. 数控机床的坐标系统：数控机床坐标系符合右手定则，数控车床坐标系的规定见图1-1。图1-1 数控机床坐标系数控车床坐标系分为机床坐标系（MCS）和工件坐标系（WCS）。两种坐标系都规定与车床主轴轴线平行的方向为Z轴，且规定从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正，在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为X轴，且规定刀具远离主轴旋转中心的方向为正方向。以机床原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系称为机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动。开机后作原点复归即可找到机床坐标系的原点。机床坐标系通过通电后的手动回参考点来设置，断电前保持不变。机床原点为机床上的一个固定的点。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后的端面之交点。参考点也是机床上的一个固定点，由机床制造厂家人为定义，该点为刀具退离到一个固定不变、接近正向极限位置的点，其可由机床各种方向的机械挡块来设定，用户不能随意调整。参考点对机床零点的坐标是一个已知数，多位于加工区域的边缘。 其与机床零点（M） 之间的坐标位置关系是固定的，并被存放在数控系统的相应机床数据中，一般是不允许改变。在特殊情况下可通过变动机床参考点（R）的限位开关位置来变动其位置; 但同时必须能准确测量出机床参考点（R） 相对机床零点（M） 的几何尺寸距离并存入数控系统的相应机床数据中，才能保证原设计的机床坐标系不被破坏。编程时参考点一般作为程序的起点和换刀点。对刀点是指在数控机床加工时，刀具相对零件运动的起点。因数控机床执行程序命令是从该点开始动作，所以刀具的起始点就是程序的起始点，也称对刀点，对刀点可以设在工件上，也可以设在与工件的定位基准有一定关系的夹具某一位置上。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点（如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的），也可以是任意的一点（如车床）。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不碰工件及其他部件为准。切入点和切出点，在数控加工时，还要考虑切入点和切出点处的程序处理。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕，应沿轮廓外形的延长线切入和切出，切入点和切出点一般选在零件轮廓两几何元素的交点处。延长线可由相切的圆弧和直线组成，这样可以保证加工处的零件轮廓切人点和切出点的处理平滑。五、数控车床的基本操作1. 机床启动 接通机床总电源，检查CNC电箱，主轴电机冷却风扇，机床电器箱冷却风扇的转向是否正确，润滑，液压等处的油标志指示以及机床照明灯是否正常，各熔断器有无损坏，如有异常应立即停电检修，无异常可以继续进行。按CNC电源通电按扭，接通CNC电源，观察CRT显示，直到出现正常画面为止。如果出现ALARM显示，应该寻找故障并排除，此时应重新送电检查。将状态选择开关放置在JOG位置，将点动速度放在最低档，分别进行各坐标正反方向的点动操作，同时用手按与点动方向相对应的超程保护开关，验证其保护作用的可靠性，然后，再进行慢速的超程试验，验证超程撞块安装的正确性。将状态开关置于回零位置，完成回零操作，参考点返回的动作不完成就不能进行其它操作。2. 参数设定 在CNC进行工作之前，必须通过参数的输入和修改对机床、刀具等进行调整， 输入刀具参数及刀具补偿参数：刀具参数包括刀具几何参数、磨损量参数和刀具型号参数。不同类型的刀具均有一个确定的参数数量。每个刀具有一个刀具号(T 号)。按“新刀具键”，建立一个新刀具。出现输入窗口，显示所给定的刀具号 输入新的 T-号(最大为3 位数)，并定义刀具类型。按“确认键”确认输入，刀具补偿参数窗口打开。刀具补偿分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。参数表结构因刀具类型不同而不同。输入/修改零点偏置：在回参考点之后实际值存储器以及实际值的显示均以机床零点为基准，而工件的加工程序则以工件零点为基准，这之间的差值就作为可设定的零点偏移量输入。利用该功能可以根据机床坐标系的原点计算出零点偏移量。在测量窗口中，在选择了用于测量的刀具后可以设定相应的条件。操作步骤：l 只有使用已知的刀具才可以计算零点偏置。在屏幕窗口中登记已知的刀具，按“确认键”确认后屏幕上出现计算窗口。l 在“坐标轴”区域下显示所选的坐标轴。l 旁边显示刀架参考点的实际位置(在机床坐标系中)。l 显示刀补号D1。l 如果该刀具没有使用D1而是使用了其它的刀补号，请在此输入该D号。l 自动显示存储的刀具类型。l 显示该长度(几何量)有效的补偿值。l 选择符号(-，+)计算长度补偿，在不考虑长度补偿时选择“无”。如果符号为负，则从实际位置值中减去长度补偿值。计算结果就是该坐标轴的零点偏移值。l 偏移值l 如果刀具不能回到零点，可以输入一个附加的零点偏移值，该值是指从零点到一个刀具可以回到的点的距离。输入设定数据在按下“设定数据键”后进入下一级菜单， 在此菜单中可以对系统的各个选件进行调整、更改。该功能允许对下列设定进行修改：JOG-进给率在 JOG 状态下的进给率如果该进给率为零，则系统使用机床数据中存储的数值。主轴主轴转速主轴旋转方向R参数“参数”操作区“R参数”窗口中列出了系统中所用到的所有R参数，需要时可以修改这些参数。按软键“参数”和“R 参数”。把光标移到所要求的范围。输入数值。按“输入键”或“移动光标键”进行确认。3. 数控车床对刀方法及过程数控车削加工中，应首先确定零件的加工原点，以建立准确的加工坐标系，同时考虑刀具的不同尺寸对加工的影响。这些都需要通过对刀来解决。目前主要有三种对刀方法：一般对刀，对刀仪对刀和自动对刀。一般对刀是指在机床上使用相对位置检测手动对刀。 具体操作方法：工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X坐标不变移动Z轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0，系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系Z原点的位置。 其它刀具分别尽可能接近试切过的外圆面和端面，把第一把刀的X方向测量值和Z0直接键入到offset工具补补偿/形状界面里相应刀具对应的刀补号X、Z中，按测量即可。机外对刀的本质是测量出刀具假想刀尖点到刀具台基准之间X及Z向的距离，利用机外对刀仪可将刀具预先在机床外校对好，以便装上机床后将对刀长度输入相应刀具补偿号即可以使用。 自动对刀是通过刀尖检测系统实现的，刀尖以设定的速度向接触式传感器接近，当刀尖与传感器接触并发出信号，数控系统立即记下该瞬间的坐标值，并自动修正刀具补偿值。六、编制零件加工程序本节小结本章主要介绍SIMENS802Sbaseline车床数控系统的面板、按键功能及基本操作，讲解数控加工程序的组成和分类、常见指令功能介绍、G指令、 M指令、 T指令、F功能指令、S功能指令、数控机床的坐标系统。附录1、 常用G代码G代码为准备功能代码，它可以用于确定机床的运行状态、动作方式等功能。G指令 赋值 功 能 G00 定位（快速移动） G01#直线插补（切削进给） G02 顺圆插补/顺螺旋插补G03逆圆插补/逆螺旋插补 G04 暂停G05 高速循环切削 G17XY平面选择 G18ZX平面选择 G19YZ平面选择 G70英制输入 G71公制输入 G22半径尺寸 G23直径尺寸 G74 返回参考点 G33 螺纹切削 G40#取消刀尖半径补偿 G41左边刀尖半径补偿 G42右边刀尖半径补偿 G53取消可设定零点偏置 G54#选择工件坐标系1 G55选择工件坐标系2 G56选择工件坐标系3 G57选择工件坐标系4 G90 绝对尺寸编程 G91 相对尺寸编程2、 M代码 M代码为辅助功能代码，主要用于控制与机床有关的开、关动作。M代码 功 能M代码 功 能 M00程序停止M4145齿轮级15M01选择性程序停止 M70预定M02程序结束 M30预定M03主轴正转 M17预定M04主轴反转其它M功能由机床生产厂自定义M05主轴停止M06自动换刀3、 主要地址及其指令的范围功能地址符mm输入Inch输入程序号O1-99991-9999程序段号N1-999991-99999准备功能G0-990-99坐标字：增量系统IS-BX，Y，Z，U，V，W，A，B，C，I，J，K，R-99999.999到+99999.999-99999.999到+99999.999坐标字：增量系统IS-CX，Y，Z，U，V，W，A，B，C，I，J，K，R-9999.9999到+9999.9999-999.99999到+999.99999每分进给：IS-BF1-240000mm/min0.01-9600.00inch/min每分进给：IS-CF1-100000 mm/min0.01-4000.00 inch/min每转进给F0.01-500.00mm/rev0.0001-9.9999inch/rev主轴功能S0-200000-20000刀具功能T0-999999990-99999999辅助功能M0-990-99辅助功能B0-999999990-99999999暂停：IS-BP，X，U0-99999.999s0-99999.999s暂停：IS-CP，X，U0-9999.9999s0-9999.9999s指定循环号P1-99991-9999循环数P1-99991-9999数控铣床的基本操作和编程铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。数控铣削主要适合于平面类零件、直纹曲面类零件（指由直线依某种规律移动所产生的曲面类零件）和立体曲面类零件的加工。数控铣床进行加工时，必须根据加工零件的几何形状选择刀具类型：加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，而避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀。铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀，铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀，孔加工时，可采用钻头、镗刀等孔加工类刀具。铣床编程时必须考虑以下几点：依工件形状及尺寸标示决定程序原点位置及加工顺序。工件的夹持方法。用虎钳夹持或用槽螺栓、压板、梯枕或制作特殊夹具。刀具的选择：包括铣刀的直径、刀刃长度、材质及其它刀具的选用并决定各把刀具的刀号及刀长补正号码、刀径补正号码。切削条件：包括各把刀具的主轴转速、切削深度、进给速率、精铣预留量等。一、实验设备 XK5036数控铣床。图一、XK5035数控铣床二、SIMENS802Sbaseline 铣床数控系统1、操作面板说明：机床控制面板区机床屏幕划分符号说明三、 操作和编程基础 1、 数控铣床的坐标系三轴数控铣床的坐标系符合右手规则，在工件不动时，其坐标轴方向具体规定同数控铣床，具体见下图：图、数控铣床的坐标系2、开机和回参考点 接通机床电源和数控系统后，系统启动进入加工操作区，以JOG方式运行，出现以下回参考点窗口：3、刀具补偿4、零点偏移 5、 SIMENS802S的基本指令 数控程序由若干条单节指令构成，程序名由Q_(即后加4位数字)组成。 1） 单字节指令格式 形式：N_G_X_Y_Z_R_F_S_T_M_ 其中：N_段号，后接二位或三位数字构成，仅在起始段单节出现。 G_ 准备机能，后接两位数字构成。 X,Y,Z：坐标值，有公制与英制两种，有G指令指定。 CR_半径值，当圆弧小于180度时为正。 F_进给速度。 S-主轴转速。 T-刀具代码，后接两位数字，从刀库中选择刀具指令。 M_辅助指令，后接两位数字组成。 2）G代码（见附录代码表） G代码为准备功能代码，它可以用于确定机床的运行状态，动作方式等功能。 (1) G54-G57 工作坐标系设定 可设定四个工件坐标系供选择，每个坐标系相对机械原点的位置通过面板设定。 (2) G70,G71 G70:英值输入； G71：公制输入； 开机默认值为公制，在程序中用G70(G71)来实现英，公值转换。 (3) G90,G91 G90: 绝对值指令。 G91：增量值指令。 (4) G17,G18,G19 坐标平面选择指令 G17：XP YP平面指定 G18：ZP XP平面指定 G19：YP ZP平面指定 (5) G00快速定位 指令格式：G00X_Y_(Z_)若一旦指定了G01,G02或G03，则G00便无效。 (6) G01直线切削是以设定的速度从现在的位置移止下一位置。 指令格式：G00X_Y_F_; (7) G02,G03圆弧切削。 G02为顺时针切削,G03为逆时针切削。 指令格式：G00X_Y_CR_F_;或X_Y_I_J_F_; 其中，CR_半径值，当圆弧小于180度时，CR为正，反之为负。 (8) 刀具半径补偿 G41:刀具前进方向左偏； G42:刀具前进方向右偏； G40:刀偏取消。 注意：刀偏指令起始段或取消段，只能用G00或G01指令，不能用G02或G03指令。因为在这两段中刀偏轨迹是个过渡过程。 3）M代码 M代码为辅助功能代码，主要用于控制与机床有关的开，关动作。6、 数控铣削刀具的的基本要求铣刀的刚性要好：一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。例如，当工件各处的加工余量相差悬殊时，通用铣床遇到这种情况很容易采取分层铣削方法加以解决，而数控铣削就必须按程序规定的走刀路线前进，遇到余量大时无法象通用铣床那样“随机应变”，除非在编程时能够预先考虑到，否则铣刀必须返回原点，用改变切削面高度或加大刀具半径补偿值的方法从头开始加工，多走几刀。但这样势必造成余量少的地方经常走空刀，降低了生产效率，如刀具刚性较好就不必这么办。再者，在通用铣床上加工时，若遇到刚性不强的刀具，也比较容易从振动、手感等方面及时发现并及时调整切削用量加以弥补，而数控铣削时则很难办到。在数控铣削中，因铣刀刚性较差而断刀并造成工件损伤的事例是常有的，所以解决数控铣刀的刚性问题是至关重要的。铣刀的耐用度要高：尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。四、编制零件加工程序本节小结本章主要介绍SIMENS802Sbaseline铣床数控系统的面板、按键功能及基本操作，讲解数控加工程序的组成和分类、常见指令功能介绍、G指令、 M指令、 T指令、F功能指令、S功能指令、数控机床的坐标系统。附录SIMENS 数控系统指令表地址含义赋值说明编程D 刀具补偿号09整数，不带符号用于某个刀具T的补偿参数；D0表示补偿值=0一个刀具最多有9个D号DF进给率(与G4一起可以编程停留时间0.00199 999.999刀具/工件的进给速度，对应G94或G95，单位分别为毫米/分钟或毫米/转F.GG功能(准备功能字)已事先规定G功能按G功能组划分，一个程序段中只能有一个G功能组中的一个G功能指令。G功能按模态有效(直到被同组中其它功能替代)，或者以程序段方式有效。G功能组：GG0快速移动运动指令(插补方式)G0 XZG1*直线插补G1 XZFG2顺时针圆弧插补G2XZIKF；圆心和终点G2XZCR=F；半径和终点G2AR=IKF；张角和圆心G2AR=XZF；张角和终点G3逆时针圆弧插补G3.；其它同G2G5中间点圆弧插补G5 XZIX=KZ=FG33恒螺距的螺纹切削模态有效恒螺距的螺纹切削模态有效G33ZKSF=；圆柱螺纹G33XISF=；横向螺纹G33ZXKSF=；锥螺纹，Z方向位移大于X方向位移G33ZXISF=；锥螺纹，X方向位移大于Z方向位移G4暂停时间特殊运行，程序段方式有效。G4 F或G4 S.；自身程序段G74回参考点G74XZ；自身程序段G75回固定点G75XZ；自身程序段G158可编程的偏置写存储器，程序段方式有效G158XZ；自身程序段G25主轴转速下限G25S；自身程序段G26主轴转速上限G26S；自身程序段G17(在加工中心孔时要求)平面选择G18*Z/X平面G40*刀尖半径补偿方式的取消刀尖半径补偿模态有效G41调用刀尖半径补偿，刀具在轮廓左侧移动G42调用刀尖半径补偿，刀具在轮廓右侧移动G500*取消可设定零点偏置可设定零点偏置模态有效G54第一可设定零点偏置G55第二可设定零点偏置G56第三可设定零点偏置G57第四可设定零点偏置G53按程序段方式取消可设定零点偏置取消可设定零点偏置非模态有效G60*准确定位定位性能模态有效G64连续路径方式G9准确定位，单程序段有效程序段方式准停非模态有效G601*在G60，G9方式下精准确定位准停窗口模态有效G602在G60，G9方式下粗准确定位G70英制尺寸英制/公制尺寸模态有效G71*公制尺寸G90*绝对尺寸绝对尺寸/增量尺寸模态有效G91增量尺寸G94进给率F，单位毫米/分进给/主轴模态有效G95*主轴进给率F，单位毫米/转G96恒定切削速度(F单位毫米/转，S单位米/分钟)G96 LIMS=FG97删除恒定切削速度G450*圆弧过渡刀尖半径补偿时拐角特性模态有效G451 等距线的交点，刀具在工件转角处不切削G22半径尺寸数据尺寸：半径/直径模态有效G23*直径尺寸I插补参数0.00199 999.999螺纹：0.00120000.000X轴尺寸，在G2和G3中为圆心坐标；在G33中则表示螺距大小参见G2，G3和G33K插补参数0.00199 999.999螺纹：0.00120000.000Z轴尺寸，在G2和G3中为圆心坐标；在G33中则表示螺距大小参见G2，G3和G33L 子程序名及子程序调用7位十进制整数，无符号可以选择L1L9999999；子程序调用需要一个独立的程序段。注意：L0001不等于L1。L ；自身程序段M辅助功能099整数，无符号用于进行开关操作，如“打开”冷却液，一个程序段中最多有5个M功能MM0程序停止用M0停止程序的执行；按“启动”键加工继续执行。M1程序有条件停止与M0一样，但仅在“条件停(M1)有效”功能被软键或接口信号触发后才生效。M2程序结束在程序的最后一段被写入M30 预定，没用M17 预定，没用M3主轴顺时针旋转M4主轴逆时针旋转M5主轴停M6更换刀具在机床数据有效时用M6更换刀具，其它情况下直接用T指令进行。M40 自动变换齿轮级M41到M45齿轮级1到齿轮级5M其它的M功能这些M功能没有定义，可由机床生产厂家自由设定。N 副程序段号09999 9999整数，无符号与程序段段号一起标识程序段，N位于程序段开始比如：N20：主程序段09999 9999整数，无符号指明主程序段，用字符“：”取代副程序段的地址符“N”。 主程序段中必须包含其加工所需的全部指令比如：:20P子程序调用次数19999整数，无符号在同一程序段中多次调用子程序比如：N10 L871 P3；调用三次比如：L781 P；自身程序段R0到R249计算参数0.000000199999999(8位)或带指数(10-30010+300)R0到R99可以自由使用，R100到R249作为加工循环中传送参数计算功能除了+ - * / 四则运算外还有以下计算功能：SIN()正弦单位是度比如：R1=SIN(17.35)COS( )余弦单位是度比如：R2=COS(R3)TAN( )正切单位是度比如：R4=TAN(R5)SQRT()平方根比如：R6=SQRT(R7)ABS( )绝对值比如：R8=ABS(R9TRUNC( )取整比如：R10=TRUNC(11)RET子程序结束0.00199 999.999代替M2使用，保证路径连续运行S主轴转速，在G4，G96中有其它含义0.00199 999.999主轴转速单位是转/分，在G96中S作为恒切削速度(米/分)，G4中作为暂停时间ST刀具号132000整数，无符号可以用T指令直接更换刀具，也可由M6进行，这可由机床数据设定TX坐标轴0.00199999.999位移信息XZ坐标轴0.00199999.999位移信息ZAR 圆弧插补张角0.00001359.99999 单位是度，用于在G2/G3中确定圆弧大小参见G2；G3CHF倒角0.00199在两个轮廓之间插入给定长度的倒角N10 XZCHF=N11 XZCR圆弧插补半径0.01099 999.999大于半圆的圆弧带负号“-”在G2/G3中确定圆弧参见G2；G3GOTOB向后跳转指令与跳转标志符一起，表示跳转到所标志的程序段，跳转方向向前