项目一 操作数控车床

1、第1页缙云县职业中等专业学校项目一操作数控车床项目一操作数控车床任务认识任务认识FANUC系统操作面板系统操作面板学习目标1.了解数控机床分类，掌握按伺服系统控制方式分类。2.认识 CK6140S型数控车床FANUC Series Oi Mate-TD系统CRT/MDI操作面板3. 掌握数控车床控制面板上各功能按键的含义及用途。4 .掌握FANUC Series Oi Mate-TD数控系统操作面板上各功能按键的含义及用途。5 .掌握数控车床机床控制面板上各功能按键的含义及用途。第2页这里输入标题工作任务只有了解数控机床的分类才能在编程应用中更合理的选择机床。在加工中更合理利用机床，提高生产率

2、，掌握按进给伺服系统控制方式分类的原理是本任务的重点和难点，特别是检测装置的位置如何安装。知识知识1数控机床分类数控机床分类数控机床可以根据不同的方法进行分类，常用的分类方法有按数控机床加工原理分类，按数控机床运动轨迹分类和按进给伺服系统控制方式分类。第3页1、按数控机床加工原理分类 按数控机床加工原理可把数控机床分为普通数控机床和特种加工数控机床。(1)普通数控机床如数控车床、数控铣床、加工中心、车削中心等各种普通数 控机床，其加工原理是用切削刀具对零件进行切削加工。 (2)特种加工数控机床如线切割数控机床，对硬度很高的工件进行切割加工，如电火花成型加工数控机床，采用电火花原理对工件的型腔进

3、行加工。2、按数控机床运动轨迹分类 数控机床运动轨迹主要有三种形式：点位控制运动、直线控制运动和连续控制 运动。第4页(1)点位控制运动点位控制运动指刀具相对工件的点的准确定位，一般对刀具 运动轨迹无特殊要求，为提高生产效率和保证定位精度，机床设定快速进 给，临近终点时自动降速，从而减少运动部件因惯性而引起的定位误差。(2)直线控制运动直线控制运动指刀具或工作台以给定的速度按直线运动。(3)连续控制运动连续控制运动也称为轮廓控制运动，指刀具或工作台按工件 的轮廓轨迹运动，运动轨迹为任意方向的直线、圆弧、抛物线或其他函数关 系的曲线。这种数控系统有一个轨迹插补器，根据运动轨迹和速度精确计算 并控

4、制各个伺服电动机沿轨迹运动。3、按进给伺服系统控制方式分类 由数控装置发出脉冲或电压信号，通过伺服系统控制机床各运动部件运动。数控机床按进给伺服系统控制方式分类有三种形式：开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。第5页(1)开环控制系统这种控制系统采用步进电动机，无位置测量元件，输入数据经过数控系统运算，输出指令脉冲控制步进电动机工作，如图1-1所示，这种控制方式对执行机构不检测，无反馈控制信号，因此称为开环控制系统。开环控制系统的设备成本低，调试方便，操作简单。但控制精度低，工作速度受到步进电动机的限制。脉冲指令脉冲指令数控指令数控指令环形分配器环形分配器功率放大器功率放大器步进电动机步

5、进电动机图1-1开环控制系统第6页 这种控制系统绝大多数采用伺服电动机，有位置测量元件和位置比较电路，如图1-2所示，测量元件安装在工作台上，测出工作台的实际位移值反馈给数控装置。位置比较电路将测量元件反馈的工作台实际位移值与指令的位移值相比较，用比较的误差值控制伺服电动机工作，直至到达实际位置，误差值消除，因此称为闭环控制。闭环控制系统的控制精度高，但要求机床的刚性好，对机床的加工、装配要求高，调试较复杂，而且设备的成本高。图1-2闭环控制系统(2)闭环控制系统第7页(3)半闭环控制系统 如图1-3所示，这种控制系统的位置测量元件不是测量工作台的实际位置，而是测量伺服电动机的转角，经过推算得

6、出工作台位移值，反馈至位置比较电路，与指令中的位移值相比较，用比较的误差值控制伺服电动机工作。这种用推算方法间接测量工作台位移，不能补偿数控机床传动链零件的误差，称为半闭环控制系统。半闭环控制系统的控制精度高于开环控制系统，调试比闭环控制系统容易，设备的成本介于开环与闭环控制系统之间。图1-3半闭环控制系统第8页4.按所用数控装置类型分类(1)硬件式数控机床（NC机床） 组成：晶体管和集成电路。 特点：通用性、灵活性差，制造周期长、成本高。(2)软件式数控机床（CNC机床）组成：采用小型或微型计算机，加上通用或专用大规模集成电路。 特点：很高柔性。第9页 (1)金属切削类数控机床 1)数控车床

7、（NC Lathe)。 2)数控铣床（NC Milling Machine）。 3)加工中心(Machine Center)。 4)数控钻床(NC Drilling Machine)。 5)数控镗床（ NC Boring Machine）。 6)数控齿轮加工机床( NC Gear Holling Machine)。 7)数控平面磨床(NC Surface Grinding Machine)。 (2)金属成型类数控机床 金属成型类数控机床是指采用挤、冲、压、拉等成形工艺的数控机床。这类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控组合冲床、数控回转头压力机等。这类机床起步较晚，但目前发展很快。 5.按加

8、工方式分类 第10页 (3)数控特种加工机床 1)数控电火花加工机床（NC Diesinking Electric Discharge Machine）。2)数控线切割机床（NC Wire Electric Discharge Machine）。 3)数控激光加工机床(NC Laser Beam Machine)。 (4)其他类型数控机床 其他类型的数控机床主要有数控三坐标测量机、数控装配机、工业机器人、数控绘图仪和数控对刀仪等。 6.按功能水平分类 按数控系统的功能水平，可以把数控系统分为高、中、低三档。这种划分标准是相对的，不同时期会有所不同。中、高档数控机床一般称为全功能数控机床或标准型

9、数控机床。经济型或简易型数控机床属于低档数控机床。目前，我国把由单片机和步进电动机组成的数控系统和其他功能简单、价格低的数控系统称为经济型数控系统，主要用于车床、线切割机床及旧机床的数控化改造等。在我国，这类数控机床的数量有相当规模。第11页知识知识2MDI键盘键盘数控车床又称为CNC车床，它是采用数字化信号对机床的运动及加工过程进行控制的车床。数控车床是目前国内外使用量最大、覆盖面最广的数控机床之一。 1.CK6140S型数控车床CRT/MDI操作面板 CRT/MDI操作面板与系统有关，不同的数控系统其面板也不同。图1-4所示为FANUC Series 0i Mate-TD系统CRT/MDI

10、操作面板。图1-4 FANUC Series 0i Mate-TD系统CRT/MDI操作面板第12页2.数控系统控制面板按键及功能介绍MDI键盘部分按键功能如表1-1所示表1-1 MDI键盘部分按键功能表第13页第14页缙云县职业中等专业学校第15页这里输入标题第16页知识知识3机床操作面板机床操作面板1.CK6140S型数控车床操作面板机床操作面板是机床制造厂家确定的，机床的类型不同，其开关和按钮的数量、功能及排列顺序有一定的差异。国产机床的操作按钮多用中文标示，进口机床多用英文标示，还有一些数控机床用标准图标标示。图1-5所示为CK6140S型数控车床的操作面板。图1-5 CK6140S型

11、数控车床的操作面板第17页操作面板上部分按键的功能见表1-2表1-2 CK6140S型数控车床操作面板部分按键功能表第18页第19页第20页第21页任务操作数控车床任务操作数控车床学习目标 1掌握数控车床回参考点的方法、手动操作的方法. MDI方式的运行方法。3能够灵活应用显示方式来观察运行情况。 2掌握数控程序手动输入与编辑的方法。知识回机床参考点知识回机床参考点 1.开机与关机(1)开机1)首先检查机床的初始状态，以及控制柜的前、后门是否关好。2)机床电源开关一般位于机床的侧面或背面，在使用时，必须先将主电源开关置于“ON通电”档。见图1-6。图1-6 电源开关第22页这里输入标题3)确定

12、电源接通后，按下机床操作面板上白色【POWER ON】按钮，系统自检后CRT操作面板上出现位置显示画面。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操作面板上的按钮，以防引起意外。 (2)关机1)确认机床的运动全部停止后，按下机床操作面板上黑色的【POWER OFF】按钮，CNC系统电源被切断。2)将主电源开关置于“OFF断电”档，切断机床的电源。 2.手动返回参考点 数控车床在自动方式和MDI方式下正确运行的前提是建立机床坐标系，为此，当数控系统接通电源、复位后，首先应进行车床各轴手动回参考点操作。1)按下机床操作面板上的【回零】按钮。 2)分别使各轴向参考点方向手动进给

13、，先按+x【】按钮再按+z【】按钮，机床面板上的【X轴回零】和【X轴回零】的指示灯亮了，表示已回到参考点。第23页注意：系统通电后，必须回参考点，如操作过程中发生意外而按下急停按钮后再次起动，则必须重新回一次参考点；为了保证安全，防止刀架与尾座相撞，在回参考点时应首先将X轴回零，然后再将Z轴回零。知识手动及手轮操作知识手动及手轮操作 1坐标轴的移动(1)手动连续进给操作1)按下机床操作面板上的【手动JOG】按钮。 2)选择移动轴，按X轴【】、【】按钮或Z轴【】、【】按钮，所选择的轴在相应方向上移动。3)同时按下【快移】按钮，各轴可快速移动。 注意：手动只能单轴运动。把方式选择开关置为【手动】位

14、置后，先前选择的轴并不移动，需要重新选择移动轴。第24页(2)手动增量进给 1)按下机床操作面板上的【手动】按钮。 2)选择移动轴，按X轴【】、【】按钮或Z轴【】、【】按钮所选择的轴在相应方向上进行增量移动。(3)手轮进给操作1)按下机床操作面板上的【手摇 2)转动手摇脉冲发生器，实现手轮X 或Z方向进给。 注意：进行手动连续进给、增量进给或手轮进给操作时，按下【1-FO】、【10-25%】、【l00-50%】、【100%】按钮，可选择不同的进给速度，其中【1-FO】移动单位为0.OOlmm，【10-25%】移动单位为0.Olmm，【100-50%】移动单位为0.1mm。】按钮。第25页 2主

15、轴手动操作 1)按下机床操作面板上的【手动JOG】按钮。 2)按下【主轴正转】按钮或【主轴反转】按钮，可使机床主轴正、反转，按下【主轴停止】按钮，可使机床主轴正、反转停止。 3) 在主轴旋转过程中，可以通过【UP】【DOWN】键对主轴转速实现无级调速。 4)【主轴倍率修调】挡位为50%-120%，在加工程序执行过程中，也可对程序中指定的转速进行调节。 注意：开机后，主轴的旋转必须在【MDI】方式下起动。3选刀操作1)按下机床操作面板上的【手动JOG】按钮。2)按下【手动选刀】按钮，根据刀架上的刀位数字，可选择不同刀位号。第26页4.MDI操作方式 1)按下机床操作面板上的【MDI】按钮。 2)

16、按下数控系统操作面板上的【PROG】按钮，进入【MDI】输入窗口，如图1-7所示。 图1-7 MDI输入窗口 3)先按【EOB】，再按【INSERT】确定。 4)在数据输入行输入一个程序段“M03 S800”，按【EOB】，再按【INSERT】确定。 5)按【循环启动CYCLE START】按钮，执行输入的程序段。第27页知识程序编辑知识程序编辑 按下机床操作面板上的【编辑EDIT】按钮。在数控系统操作面板上，按【PROG】键，CRT上将出现编程界面，系统处于程序编辑状态，按程序编制格式进行程序的输入和修改，然后将程序保存在系统中。也可以通过操作系统软键，对程序进行程序选择、程序拷贝、程序改名

17、、程序删除、通信、取消等操作。 1程序的输入 1)置于【编辑】方式。 2)按【PROG】键，进入FANUC Oi Mate-TD系统数字及符号输入界面，如图1-8所示。 3)键入地址O及要存储的程序号（四位数字），输入的程序名不可以与已有的程序名重复。 4)先按【EOB】键，再按【INSERT】键，可以存储程序号，然后在每个字的后面键人程序，按【EOB】键，用【INSERT】存储。第28页这里输入标题图1-8 FANUC Oi Mate-TD系统数字及符号输入第29页2程序的检索1)置于【编辑】方式。2)按【PROG】键，键入地址和要检索的程序号。3)按【O检索】键，检索结束时，在CRT画面的

18、右上方显示已检索的程序号。3程序的检查1)置于【编辑】方式。2)按【PROG】键，键人地址。3)按【PAGE 】键与【PAGE 】键，或者使用光标移动键来检查程序。第30页4程序的修改1)置于【编辑】方式。2)按【PROG】键，键入地址选择要编辑的程序。3)按【PAGE 】键与【PAGE 】键，或者使用光标移动键来检查程序。4)光标移动到要变更的字，进行【CAN】、【ALTER】、【DELETE】、【SHlFT】等操作5程序的删除1)置于【编辑】方式。2)按【PROG】键，键入地址“0”，选择要删除的程序。3)按【DELETE】键，“O”NC程序在确认后被删除。4)删除全部程序，输入“O-99

19、99”按【DELETE】键，全部程序删除。6后台编辑1)置于【自动】方式。2)按【PROG】键，按【BG编辑】键，进入后台编辑功能界面，可进行程序的编辑。3)按【BG结束】键则可结束后台程序编辑方式。第31页知识数据显示与设定知识数据显示与设定1.偏置量设置 1)按【OFS/SET】主功能键，FANUC Oi Mate-TD数据显示与设定窗口如 图1-9所示。 2)按【刀偏】、【设定】、【坐标系】、【操作】对应的软键，显示所需要 的页面。 3)使光标移向需要变更的偏置号位置。 4)用数据输入键输入补偿量。 5)按【INPUT】键或【输入】软键，确认并显示补偿值。第32页图1-9 FANUC O

20、i Mate-TD数据显示与设定窗口第33页 2参数设置 1)按【SYSTEM】键和【PAGE】键与菜单扩展键显示设置参数画面（也可以通过软键【参数】显示）。 2)将光标移至要设定参数位置，键人设定的数值，按【INPUT】键。在设定数值前，必须将【OFS/SET】主功能下的【设定】的【写参数】写入置于“1”的挡位后，才能修改参数。 3信息数据的显示 按【MESSAGE】键和菜单扩展【】键显示报警画面、报警履历和外部信息等数据信息。 4位置显示 按下【POS】软键到位置显示页面，位置显示有三种方式：绝对坐标系相对坐标系和综合显示。绝对坐标系指显示刀位点在当前零件坐标系中的位置；相对坐标系指显示操

21、作者预先设定为零的相对位置；综合显示指同时显示当时刀位点在坐标系中的位置。FANUC Oi Mate-TD系统当前坐标位置显示界面如图1-10所示。第34页图1-10 FANUC Oi Mate-TD系统当前坐标位置显示界面第35页任务数控车床对刀方法任务数控车床对刀方法学习目标 1巩固数控车床基本操作技能。 2掌握对刀操作技能。 3掌握机床操作的步骤。 知识对刀操作知识对刀操作 对刀就是在机床上设置刀具偏移值或设定工件坐标系的过程。 1工件的装夹与刀具的装夹 (1)工件的装夹 装夹棒料工件时应使用自定心卡盘夹紧工件棒料，并有一定的夹持长度，棒料的伸出长度应考虑到零件的加工长度及必要的限位安全

22、距离等。棒料中心线尽可能与主轴中心线重合。如装夹外圆已经精车的.工件，必须在工件外圆上包一层铜皮，以防止损伤外圆表面。 第36页这里输入标题 (2)刀具的装夹 刀具的装夹与在卧式车床上装夹一样，但注意以下几点： 1)车刀不能伸出太长。 2)刀尖应与主轴中心线等高。 3)装夹螺纹车刀时，应用螺纹样板进行装夹。 4)切槽刀要装正，以保证两副偏角对称。2设置主轴旋转 1)按下机床操作面板上的【MDI】按钮。 2)按下【PROG】按钮。进入【MDI】输入窗口。 3)先按【EOB】键，再按【INSERT确定。 4)在数据输入行输入“M03 S450”，按【EOB】键，再按【INSERT键确定。 5)按【

23、循环启动CYCLE START】按钮，主轴正转。 3选择刀具，确定刀位 1)按下机床操作面板上的【MDI】按钮。 2)按下【PROG】按钮，进入【MDI】输入窗口。 3)先按【EOB】键，再按【INSERT】确定。 4)在数据输入行输入“T0101”，按【EOB】键，再按【INSERT】确定。 第37页 5)按【循环启动CYCLE START】按钮，开始换刀。4设置X轴方向的刀具偏移值 1)起动主轴正转，按下机床操作面板上的【手动】按钮，移动刀架使其 靠近工件。 2)切换【手轮】【Z】按钮，沿着Z轴的负方向用手轮进给，试切工件的外圆，保证量具能测量外圆表面直径即可，车削不宜过长，如图1-11所

24、示的B面。 3)车削后，沿着Z轴的正方向退刀，不能移动X轴。 4)按【主轴停止】按钮，测量已车削外圆的直径d，将它记录下来。 5)按【OFS/SET】主功能键，进人参数设定页面；先按【刀偏】对应的软键，再按下【形状】对应的软键，出现刀具补正界面，如图1-12所示。 6)将光标移至要补偿的番号，G001TIP001以此类推；输入测量的外圆直径：“X (d)”，按【测量】对应的软键，X向的刀具偏移值自动存入，即完成X轴方向的对刀。 第38页图1-11试切对刀法 图1-12 FANUC Oi Mate-TC系统刀具补正界面 第39页 5.设置Z轴方向的刀具偏移值 1)起动主轴正转，按下机床操作面板上

25、【手动】按钮，移动刀架使其靠近工件。 2)切换【X手摇】按钮，沿着X轴的负方向进给，试切工件的端面，如图1-11所示的A面。 3)车削后，沿着X轴的正方向退刀，不能移动Z轴。 4)按【主轴停止】按钮，按【OFS/SET】主功能键，进人参数设定页面；先按【刀偏】对应的软键，再按下【形状】对应的软键，出现刀具补正界面，如图1-12所示。 5)将光标移至要补偿的番号，输入“Z0”，按【测量】对应的软键，Z向的刀具偏移值自动存入，即完成Z轴方向的对刀。第40页 6设置刀尖圆弧半径补偿参数 刀尖圆弧半径值与刀沿号同样在图1-12所示的界面中进行设定。 1)将光标移至与刀具号相对应的【半径】参数，输入刀具

26、半径值“0.400”，按【INPUT】键。 2)将光标移至与刀具号相对应的刀沿号参数TIP，输入刀沿位置号“3”，按【INPUT】键。7对刀正确性校验 对完各刀具后，各刀具刀位点可通过MDI方式进行校验。 1)按下机床操作面板上的【MDI】按钮。 2)按下【PROG】按钮，进入【MDI】输入窗口。 3)输入“T0101 G00 X0 Z50.0；”按【INSERT】键确认。 4)按【循环启动CYCLE START】按钮执行，即可检查刀具的当前位置是否正确,即刀尖在工件端面中心右边50mm的位置。 第41页 知识切削加工知识切削加工(1)加工程序 1)程序编辑 编辑程序前先确定刀具切削轨迹及各基

27、点坐标，如图1-11所示，由于总切削量较大，所以分两层切削，其轨迹为abcda和aefda两层。编程时也必须按照切削轨迹进行编辑程序。 2)程序输入 程序输入的方法在本项目任务2知识3中已经详细介绍了，这里可以参照前述内容进行程序的输入。 (2)加工程序检查 1)选择加工程序，按下机床操作面板上的【自动AUTO】按钮。 2)按下【PROG】按钮，界面显示正在执行的程序及坐标。 3)按下【机床MLK锁住】和【空运行DRN】按钮，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。 4)按【循环启动CYCLE START】按钮，程序自动运行。1.切

28、削加工简介第42页 (3)加工程序图形模拟 该功能主要用于查看刀具的加工轨迹，验证进给路线的合理性。其操作步骤如下： 1)按主功能【CSTM/GRPH】键。 2)按【图形】软键，使画面显示图形界面。 3)按操作面板上的【循环启动CYCLE START】按钮执行，观察加工图形。 (4)单段功能 若按下【单段SBK】按钮，则执行一个程序段后，机床停止。 1)使用指令G28、G29、G30时，即使在中间点，也能进行单程序段停止。 2)固定循环的单程序段停止时，【进给保持FEED HOLD】灯亮。 3) M98 P；M99；的程序段不能单程序段停止。但是，M98、M99的程序中有O、N、P以外的地址时，可以单程序段停止。第43页 (5)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0-150%的倍率修调。 (6)自动加工 1)自动运行前必须正确安装工件及相应刀具，编辑好程序并进行对刀操作。 2)按下机床操作面板上【自动】按钮。 3)按下【PROG按钮，