数控铣床教案

1、第一章数控铳床安全操作及日常维护一、数控车间的安全操作：二、数控铳床操作的注意事项1、操作机床时，应按要求正确着装，带好安全防护用品。禁止戴手套操作机床，不允许打领带。2、不再机床周围放置障碍物，有足够大的操作空间，机床的危险部位的警示标志明确。3、禁止用手接触电机、变压器、控制板等有高压的场合。4、操作人员应熟悉所有的数控铳床的组成、结构以及规定的使用环境，并严格按机床操作手册的要求正确操作，尽量避免因操作不当而引起的故障。5、加工开始前应认真检查刀具是否与机床相符，按顺序开、关机。先开机床再开数控系统，先关数控系统在关机床。6、开机后进行返回机床参考点的操作，以建立机床坐标系。7、手动操作

2、沿X、鸣由方向移动工作台时，必须使有由处于安全高度位置,移动时应注意观察刀具移动是否正常。8、正确对刀，确定工件坐标系，并核对数据。9、程序调试好后，在正式切削加工前，再检查一次程序、道具、夹具、工件、参数等是否正确。10、刀具补偿值输入后，要对刀补号、补偿值、正负号、小数点进位认真核对。11、对工艺规程要求使用刀具、夹具、程序。执行正式加工前，应仔细核对输入的程序和参数，并进行程序试运行，防止加工中刀具与工件碰撞，损坏机床和刀具。12、装夹工件，要检查夹具是否妨碍刀具运动。13、试切进刀时，进给倍率开关必须打到低挡。在刀具运行至工件表面3050m处，必须在进给保持下，验证Z轴剩余坐标值和X、

3、Y$由坐标值与加工程序数据是否一致的。14、刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀长并修改刀补值和刀补号。15、程序修改后，对修改部分要仔细计算和认真核对。16、手动连续进给操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，确定正负方向，然后再进行操作。17、开机后让机床空运转15分钟以上，是机床达到热平衡状态。18、加工完毕后，将X、丫、有由移动到形成的中间位置，并将主轴速度和进给速度倍率开关都拨至低挡位，防止因误操作而使机床产生错误的动作。19、机床运行中，一旦发生异常情况，应立即按下红色急停按钮，终止机床的所有运动和操作。待故障排除后，方可重新操作机床及执行程序。20、卸刀时应先用手握住刀柄，再

4、按换刀开关；装刀时应在确认刀柄完全到位后再松手。换刀过程中禁止运转主轴。21、出现机床报警时，应根据报警号查明原因，及时排除。加工完毕后，清理现场，并做好工作记录。第二章数控铳床概述一、数控铳床的LCD/MDM元及控制面板1、数控铳床的LCD/MD单元及控制面板总览现在位置（绝对座标）00.0000.0000.000M1分*:葩对相对婷合HNDL（操作）FLOOD.F1000J0&ACTPEF0T9J6d3JUTInllJlMnJJTmn圜d71回n2、数控机床的LCD/MD单元9d6J3JunTTnnJJHnllnI1削Il圜T|TllFIlll1）地址、数字和字符键2等24个键：按

5、下这些键可以输入字母数字和其他字符2）复位键按下可以使CN度位或者取消报警等。3）软键I根据不同画面，软键有不同功能，功能显示在屏幕底端4）帮助键对控制面板操作不明白时按下这个键可以获得帮助5）换档键键盘上有些键有两个功能时，按下该键可以在两个功能之间切换。6）输入键:J输入字母或者数字时，按下该键可以将数据输入缓存区，并在屏幕上显示出来。7）取消键上!按下该键可以删除最后进入缓存区的字符和符号8）程序编辑键回画：插入数字、字母和符号呵：删除数字、字母和符号9）功能键到：屏幕显示位置画面期I：屏幕显示偏置/设置（SETTING画面闻：屏幕显示系统画面理：屏幕显示用户宏程序和图形显示画面10）光

6、标移动键工I:用于光标的向上或者往回移动光标，以大单位往回移动I:用于光标的向下或者往前移动光标，以大单位往前移动，：用于光标的向左或者往回移动光标，以小单位往回移动用于光标的向右或者往前移动光标，以小单位往前移动11）翻页键阈：用于屏幕显示往回翻页亚J:用于屏幕显示向下翻页3、数控铳床的控制面板即叩5口停止1）急停按钮：急停时按下此按钮，机床停止一切运动2）手摇脉冲发生器（手轮）:方式选择在手轮模式时，选择XI、X1或X100g率,再按坐标轴键，旋转手轮可将坐标轴移动。3）方式选择按键:自动加工（CNC模式：用于连续执行程序加工工件,1!黑辑模式：用于通过面板编辑程序MD录入模式：在面板上输

7、入到MD存储器，并在MD模式下运行国DNC远程执行）模式：在自动加工模式下，通过微机接口读入程序,执行程序进行加工。回回参考点模式：各坐标轴返回参考点位置并建立机床坐标系Ijog（手动）模式：按相应坐标轴按钮移动坐标轴，移动速度取决于“进给倍率”的选择回!曾量模式：通过倍率xi、xioX10减X100CB择，使机床在相应坐标轴按照指定进给量移动。金卜轮脉冲模式：用手轮控制机床移动。4）进给倍率旋钮加工时选择进给倍率，使执行指令以不同速度进给5）主轴倍率旋钮:加工时选择主轴旋转倍率，使主轴以不同速度旋转6）快速/手轮倍率按钮X1X10iDoliooa:使增量进给或手轮移动按照X1（1区项、X10

8、（10w、X100(100Wn)或X1000(1000Wmi)移动7）参考点灯点6L就I点6L当各坐标轴回到机床零点时指示灯亮8）主轴手动控制手动I司油nJ上山（1）主轴手动开关控制主轴能否手动（2）主轴-正转按钮：主轴正向旋转（3）主轴-反转按钮：主轴反向旋转（4）主轴-停转按钮：主轴停止旋转9）快速移动按钮I:按快速移动键，并按下任意坐标轴按钮，机床在坐标轴以快速修调的指定速度快速移动。松开按钮时，恢复到正常移动速度。10）单段执行按钮回：按下该按钮时，在自动方式下，程序段单段执行，按循环启动按钮时继续执行下一程序。再按此键使指示灯熄灭时，程序可连续执行。11）机床锁住二J:按下时，位置显

9、示与程序同步，但机床不移动，MS、T代码执行。12）空运行四：按下时，如果程序段是快速进给程序段，则机床以快速移动，如果以F指令的程序段，机床进给率变成JO融给率13）循环启动和暂停口21：选择好程序后，按此按钮可以执行加工程序。回：在自动运行下，按下按钮停止进给（坐标轴停止运动），但T功能依然有效14）电源开关键停止:启动键用于启动N8元（通电），停止关闭NO!源15）程序保护回：关闭时不能存储、编辑加工程序。4、采用辰光数控仿真系统时，其界面与实际机床操作界面相似，如图:二、数控铳床的启动和停止1、数控铳床启动前注意事项:1）检查铳床外观是否正常2）先开机床后开电脑等外部设备，避免机床开机

10、电流冲击电脑等外部设备。2、数控铳床的启动合上铳床电源空气开关后，开启总电源开关，按操作面板上的启动按钮，待机床自检完成后，松开急停按钮，返回参考点。3、数控铳床停止前注意事项1 ）检查操作面板上循环启动的LED是否关闭2 ）铳床上移动部件是否停止3 ）先关掉外部输入输出设备，避免机床关机电流的冲击4、数控铳床的停止按下急停按钮后，按操作面板上的停止按钮，然后切断总电源，最后拉下空气开关。三、机床回参考点1）方式选择为“同参考点”模式2）选择“Z”轴，按轴移动的“+”向按钮，使Z轴首先回参考点，Z轴回参考点指小灯兑起。3）同样方法选择“X”、7轴，使X、Y!由返回参考点第三章数控铳床坐标轴、运

11、动方向和工件坐标系的确定一、运动方向的设定永远假定刀具相对静止的工件坐标的运动，即工件看为不动，刀具围绕工件运动。二、机床坐标系的规定1、机床坐标系机床坐标系：机床坐标系是以机床零点为原点的坐标系，机床零点也称为机床原点或者机械原点。机械原点是每台数控机床出厂前预先设置好的唯一的一个固有的参考点，是数控机床在数控系统的控制下进行豫东和定位的最根本依据。机床原点是指机床坐标系原点。通常在各坐标轴的最大极限处，一般为正向最大值。数控铳床直角坐标系方向的判定：1）平行于机床主轴的刀具运动方向为有由，刀具远离工件方向为Z轴的正方向。2）铳链类从刀具主轴后端向工件方向看，右侧为X正方向。期由为水平方向，

12、且垂直于落山，并平行于工件装夹面。刀具远离工件方向为X轴的正方向。3）使用右手笛卡儿直角坐标系（右手定则）判定Y正方向。2、工件坐标系（工作、编程）工件坐标系是加工工件时使用的坐标系称作工件坐标系，是程序的参考坐标系。它是以机床坐标系为参考点来确定的。通常情况下以工件图上某点的工件坐标系为原点。工件安装在机床后，工件坐标系原点与机床坐标原点有一个偏差叫做工件原点偏差。将这个偏差测量出后，存放在数控系统中，系统会自动将偏差值加到工件系统中，进行工件加工。三、工件坐标系的设定1、矩形工件设定1）工件安装2）用步进或手轮方式将安装在主轴基准棒（刀具）靠近工件，与工件X、Y、Z基准面正好接触，得到机床

13、坐标系各轴的位置数值。3）通过测量工件尺寸大小，得出工件坐标系原点与主轴基准棒（刀具）之间的距离，通过该距离计算出工件坐标系原点与机床原点的偏置值。4）将偏置值输入工件坐标系。2、圆形工件1）工件安装2）将百分表杆安装在主轴上，装上百分表头，调至适当位置，将百分表触头接触工件圆周，用手慢转主轴，反复调整，将主轴移动到其转动时四周读数均为零跳动。3）将X、鸣由的机床坐标系位置数值的偏置量输入工件坐标系。4）落由原点设定如矩形工件。四、课堂练习：在计算机晨光虚拟加工系统中练习建立工件坐标系第四章数控铳床的基本编程方法一、基本常用G代码指令：数控机床G代码指令分为模态G代码指令和非模态G代码指令。模

14、态G代码指令是指在指定同组其他G代码之前该G代码指令一直有效非模态G代码指令是指该G代码指令只在指令它的程序段中有效常用G码组别机能备注G0001快速定位G01直线切削G02顺时针（cvy圆弧切削G03逆时针（CCW/圆弧切削G0400暂停G1517极坐标关闭状态G16极坐标开启状态G1702选择XY平面G18选择ZX平面G19选择YZ平面G2006英寸输入G21毫米输入G2800返回参考点G29从参考点返回G30返回第2参考点G4002刀具直径补偿取消G41刀具左偏置补偿G42刀具右偏置补偿G4303刀具长度补偿（+）G44刀具长度补偿（-）G49刀具长度补偿取消G5404建立工件坐标系1G

15、55建立工件坐标系2G7305钻孔循环（断屑）G80固定循环取消G81钻孔循环G82平底钻孔循环G83钻孔循环（排屑）G9006绝对值指令G91增量值指令G9807固定循环始点回归G99固定循环R点回归代表该指令为开始加电时缺省模态指令（同组G代码同为模态时可以用修改参数调整）4.1数控铳床的平面选择（G17G1&G19对于G弋码的圆弧插补、刀具半径补偿和钻孔等指令，需要选择平面。G17-选择XYf在平面G18-选择ZXff在平面G19-选择Y渐在平面其格式为：G17X_Y_G18X_ZG19Y_Z注意：移动指令与平面选择无关。4.2绝对编程方式与增量编程方式(G9QG91)在数控机床

16、编程方式中，有两种方法指令刀具的移动：绝对编程方式和增量编程方式。G9(B用于指令绝对值。在该指令方式下，所有轴移动指令中的坐标值都是以事先选定的工件坐标系的原点作为参考点，即所有的运动都是相对于工件原点的位移。其格式为：G90NZ_G91应用于指令增量值。在该指令方式下，所有轴移动指令中的坐标值都是以刀具当前点的位址作为参考点，即所有的运动都是相对于其前一点所在位置的位移(建议使用终点坐标减去起点坐标计算)。其格式为：G91QZ绝对坐标和相对坐标如图所示C(-50,35)B(50,35)|0(0,0)IIID(-50,-35)1A(50,-35)100B(0,70)米用G91方式得到的坐标值

17、:C(-100,0)D(0,-70)0(0,0)100A(50,-35)加工顺序为ABCD一注：在某一程序段中一但使用了G9Q则就定义了编程的坐标为绝对坐标，一直持续有效，直到用G911t新定义为止，反之亦然。4.3 快速定位（G0。1、当机床使用G0断动时，各轴以机床最快的速度运行到程序指定的位置。2、指令格式：G00X_YZ;X_YZ:以绝对编程时编制终点的坐标，以增量编程时编制刀具移动的距离。3、说明：机床在空间运动的轨迹不一定是直线，到位时减速到零并进行位置确认，然后才执行下一个程序段4.4 直线插补（G0D1、机床使用G0忘动时，刀具沿直线移动。2、指令格式：G01X）ZF;X_YZ

18、_以绝对编程时编制终点的坐标，以增量编程时编制刀具移动的距离。F刀具的进给速度。3、说明：被指定的F值在被重新指定之前将一直有效。机床会按照F值给定的进给速度，各轴同时从当前位置开始向目标点移动，同时到达指定的目标点位置。4.5圆弧插补（G02G03）1、机床在使用G02/G03寸，刀具沿圆弧运动。2、指令格式：在圆弧插补之前应先进行平面选择。60妫顺时针插补，G0的逆时针插补，判断其旋转方向应从第三轴的正方向面对圆弧平面看去。XY平面圆弧：G02X_LJ_F；或G02X_2Y_RF;G03X_LJ_F；或G03U_RF;ZX平面圆弧：G02X_Z_LK_F;或G02X_Z_RE；G03X_Z

19、_LK_F;或G03X_Z_RF;YZ平面圆弧：G02YZJKF;或G02YZRF;G03YZJKF;或G03Y_ZRF；解释：1、I、J、K勺值为圆弧圆心相对圆弧起点坐标的增量，即圆心坐标减去起点坐标。2、当用Rg示圆弧，圆弧半径大于180度时，R值前面加负号如图所示圆弧（A直到B点）：B(70,100)A(100,70)用rU示圆弧为G03X70Y100R30用I、J、K表示圆弧为：G03X70Y100I-30J04.6自动回机床参考点指令（G27G28G29G30）1、基本概念1）参考点：参考点是指在机床参数中所设定的、机床坐标系上的某一个特定位置，一般用于刀具自动更换时的刀具交换点。2

20、）返回参考点和从参考点返回：刀具经过中间点沿着指定轴自动地移动到参考点。或者刀具从参考点经过中间点沿着指定轴自动地移动到指定地点。当返回参考点完成时，表示返回完成的指示灯亮起。咨考点A返回参考点的起始点CA参考点返回的目标点3）返回参考点检查。返回参考点检查是检查刀具是否已经正确返回到程序指定的参考点的功能。如果刀具已经正确的沿着指定轴返回参考点，该轴的指本灯亮。2、指定格式：1）自动返回参考点G28X_YZ;返回第二参考点G30P2X_YZ；返回第三参考点G30P3X_YZ；其中：X_YZ用绝对或相对编程制定中间点位置2） 从参考点返回G29X_Y乙;其中：X_Y_Z用绝对或相对编程指定从参

21、考点返回的目标点位置3） 返回参考点检查G27X_YZ;其中：X_Y_Z用绝对或相对编程指定从参考点位置二、S、F、T、M代码指令1、S代码用于指定机床主轴的旋转速度。该代码为模态代码。格式为：Sxxxx为要指定的主轴转速。如：S800;2、F代码指令主要指定机床的切削进给量的大小。该代码为模态代码。格式为：Fxxxx为要指定的切削进给量，用于直线插补和圆弧插补中。如：G01X100.Y50.Z20.F100.;3、T代码指令用于从刀库中进行加工刀具的选择。T地址后面跟随刀具号。格式为：Txxx例如：T01（选择01号刀具）4、M代码为辅助功能代码，主要用于机床辅助功能的控制。常用M弋码指令：

22、M码说明M00程序停止M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M08冷却液升M09冷却液关M30程序结束M98呼叫子程序M99子程序结束回到主程序三、练习习题1:200250要求：1、毛坯尺寸250*200*502 、只加工表面沟梢轨迹3 、沟梢深度为5mm4 、刀具采用。10键梢铳刀5 、采用辰光虚拟加工系统模拟加工习题2:220要求：1、毛坯尺寸200*170*502 、只加工表面沟梢轨迹3 、沟梢深度为5mm、刀具采用。10键梢铳刀、采用辰光虚拟加工系统模拟加工习题3:250120nsz要求：1、采用绝对编程法和相对编程法分别对图纸进行轨迹编程。2、毛坯尺寸为250*25

23、0*50,刀具采用。10键梢铳刀3、采用虚拟加工方式模拟加工，习题4:要求：1、采用绝对编程法和相对编程法分别对图纸进行轨迹编程。2、毛坯尺寸为250*250*50,刀具采用。10键梢铳刀3、采用虚拟加工方式模拟加工，第五章调用子程序编程编程时，当一个工件上有相同的加工内容时，常使用调用子程序的方法进行编程，使编程简化。子程序由主程序调用，被调用的子程序也可以调用另一个子程序。子程序的编号与一般程序相同，只是在程序结束时用M99g示子程序结束，并返回调用子程序的主程序中。但为了与主程序相对应，建议主程序号以OXXX编制，子程序以OXXX1OXXX2OXXX编制。子程序的格式：OXXX1（子程序

24、号）M99（程序结束，返回调用的主程序）注：M9笄必作为单独的一段程序段指令，如：G00X100.Y100.M99;同样是可以的。调用子程序的编程格式：M98PXXXXXXX其中前3个X代表子程序被反复调用的次数，即子程序可以被调用的次数为1次至999次，后4个X代表子程序的程序号。当不指定重复数据时，即P后面仅有4位数时，子程序只调用一次。以前面练习为例：250如果采用普通编程（69份式编程）可以得到:O1000;N10G00G90G54X0Y0;Z20M03S800;N20X60Y60;G91G01Z-25F500;X-25Y-15;G03X25Y-25R25;J40;X25Y25R25;

25、GO1X-25Y15;G00Z25;N30G90G00X-60Y60;G91G01Z-25;G01X-25Y-15;G03X25Y-25R25;J40;X25Y25R25;GO1X-25Y15;G00Z25;N40G90G00X-60Y-60;G91G01Z-25;G01X-25Y-15;G03X25Y-25R25;J40;X25Y25R25;GO1X-25Y15;G00Z25;N50G90G00X60Y-60;G91G01Z-25;G01X-25Y-15;G03X25Y-25R25;J40;X25Y25R25;GO1X-25Y15;G00Z25;M05;G91G28Z0;M30;如果采用调用

26、子程序的方法编程，程序将大大简化:O1000;N10G00G90G54X0Y0;Z20M03S800F500;N20X60Y60;M98P1001;N30G90G00X-60Y60;M98P1001;N40G90G00X-60Y-60;M98P1001;N50G90G00X60Y-60;M98P1001;M05;G91G28Z0;M30;子程序为：O1001;G91G01Z-25;G01X-25Y-15;G03X25Y-25R25;J40;X25Y25R25;GO1X-25Y15;G00Z25;M99;注意的问题：1、在首次调用子程序前，程序中应该有绝对编程（G90对工件进行定位。2、主程序中

27、调用子程序的下一条程序指令，应将模态指令（GOOG90,G54,G1将）重新写完整。3、子程序套嵌的级数最多可以套嵌4级（包括主程序调用子程序）4、操作时应先编辑完主程序后，再编辑子程序。如果用地址可旨定的子程序号未找到，机床输出报警信号。5、当在主程序中执行时，机床返回主程序开头重新开始执行程序。所以，不建议M99H现在主程序中。习题：有80*80*20的长方体毛坯，要求将其上表面粗铳掉3mm。答案：主程序为：O0010;N10G90G00G54X0Y0;Z20M03S800;X-100Y100;G01Z-3F500;M98P50011;G90G01X100Y-100;G00Z20;M05;

28、G91G28Z0;M30;子程序为：O0011;G91GO1X200;Y-8;X-200;Y-8;M99;第六章孔加工固定循环（10组Gft码G7rG89）数控机床固定循环加工时可以执行钻、胡、倒角、攻丝、链等功能一、孔加工固定循环基本动作说明：固定循环有6个顺序动作组成：1、X、Y$由定位2、刀具Z向快速接近工件（R平面）3、孔加工4、孔底动作5、从孔底返回砰面6、返回起始点翅具动作1起始点切削进给联速进给二、常用固定循环组的G代码使用标准格式固定循环（G73G81G82G83G代码钻孔孔底位置的运动退回动作用途G73中间进给快速退回高速啄式深孔钻循环G80取消循环G81进给快速退回钻孔循环

29、G82进给暂停快速退回钻孔循环G83中间进给快速退回啄式钻孔循环G90G98G73XYZRQPFKG91G99G89其中：G98返回初始点G99返回R女G80抹消固定循环Q表示每次钻孔间隔深度，从R直向下计算，不从工件表面计算P表示暂停时间，单位为毫秒。K表示循环次数。当詹于0时，代表给出钻孔各项参数但不加工。注意：1、Z轴要位于起始点位置2 、主轴要有旋转方向和速度3 、G74G8钠攻螺纹加工中，主轴转速和进给速度要合适各钻孔运动详细说明如下：(1) G73高速啄式深孔钻循环(G?3)698m099退回量由系统设定。因为z轴方向间歇进给使在钻深孔时设定很小的退回最并使排屑容易，执行高效率的加

30、工，退回是以快速进给率执行。指令方式：G73X丫Z_R_Q_FX、Y:加工孔在XY平面上的位置坐标Z:钻孔深度R:循环起点Q每次切入量F:切削进给量例：如图所示零件用G73钻孔加工程序O2222G0G54G90S6000M3Z10G73X11Y0Z-22R5Q5F100X25G80G0Z10M05M30(2) G81钻孔循环G81(G99)一一*起始点|IIIIIIIIIv!BIIIIiiG81(G98)-*；起始点YR点IIIII4N点指令方式：G81X=ZRFX、Y:加工孔在XY平面上的位置坐标Z:钻孔深度R:循环起点F:切削进给量例：如图所示零件钻孔加工程序；O3333G90G54S60

31、00M6G0Z10G99G81X15Y15Z-12R2F100X-15Y-15X15G80G0Z10M05M30(三)G82钻孔循环G82(G98)G82(G99)起始点*起始点*A蕈里1产点指令方式：G82XYZRPFX、Y:加工孔在XY平面上的位置坐标Z:钻孔深度R:循环起点P:孔底暂停时间，单位毫秒F:切削进给量G82主要用于钩盲孔，在孔底位置暂停一下使孔底具有良好的光洁度与精度例：加工如图所示加工程序：O4444G0G54G90S6000M3Z10G82X15Y15R2P100F100X-15Y-15X15G80G0Z10M05M30（四）G83啄式深孔钻循环，起始点R点+£

32、7Uj(G83)G98Z点(683)099指令方式：G83XYZR_Q_FX-Y-:加工孔在XY平面上的位置坐标Z:钻孔深度R:循环起点Q每次切削量F:切削进给量例：如图所示零件用G83钻孔加工程序O2222G0G54G90S6000M3Z10G83X11Y0Z-22R5Q5F100X25G80G0Z10M05M30第七章刀具长度补偿（G4aG44G49（08组）一、刀具长度补偿刀具长度补偿可以使刀具在垂直走刀平面（刀具轴向）方向偏移一个刀具长度的修正值，使我们在编程过程中无需考虑刀具长度就可以保证加工出尺寸深度正确的工件。在G17勺情况下，刀具补偿指令G4部G44只用于有由的补偿，而对X轴和"由无效。刀具长度正补偿指令G43长度负补偿G4琳口取消刀具长度补偿指令G40二、指令格式G00G90G43Z_H_G91G44格式中Z值是指程序中的指令值。H表示刀具长度补偿的功能代号，它后面的两位数为刀具补偿寄存器的地址字。G00G90G49Z_G91三、补偿值的设定1、对刀仪的设定2、接触设定3、基准设定四、练习习题1:练习使用辰光虚拟加工系统中加工中心加工习题2:5*505nR9*nR21一一要求：1、毛坯尺寸250*250*502、刀具采用。20平底铳刀和。10钻头3、采用辰光虚拟加工中心系统模拟加工第八章刀具半径补偿（G40G41