数控铣床操作课件-新

数控铣床加工技术济南大学工程训练中心CAD/CAM训练室管理制度一、本室计算机仅作为学生进行程序编制、CAD设计之用，禁止利用计算机进行任何与实训无关的操作。二、进入机房后应保持整洁、安静的实训环境，除有关学习参考资料外，不得携带任何杂物入内，不得乱扔纸屑等杂物。三、计算机由指导教师负责管理和维护，任何使用人不得私自打开主机箱，不得擅自修改或删除计算机中的内容，不得随意设置密码指令等。四、学生操作计算机时，如遇异常情况，应立即报告指导教师修复，不得自行维修。五、计算机所使用的操作系统及其他教学软件涉及版权，未经指导教师批准，任何人不得从事拷贝、编辑等操作；不得使用光盘、U盘及移动硬盘等存储设备向计算机添加任何应用程序和软件。六、爱护设备，操作时尽量减少机械用力，合理操作。使用完毕后要清扫灰尘，经指导教师检查允许后方可关机离开。七、如因人为因素造成计算机损坏，责任者要按《工程训练中心设备工具损坏赔偿办法》的有关规定进行赔偿。八、如违反本管理制度，一经发现，取消有关人员实训资格，实训成绩记为“0”分。数控机床的发展过程1952年，美国帕森兹公司与麻省理工学院伺服机构实验室合作，研制出世界上第一台数控机床

当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航天及少数特殊需要部门使用。第一台数控机床诞生至今六十年以来，数控机床的核心—数控系统共经历了六代的发展。数控系统的发展过程1952年的第一代—电子管计算机组成的数控系统；数控（NC）阶段(1952—1970年)1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。

第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控系统。

1959年制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降。

第二代—晶体管计算机组成的数控系统；计算机数控（CNC）阶段1970年研制成功大规模集成电路，并将其用于通用小型计算机。

1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC)，即为第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4。

1970年第四代—小型计算机数控系统；

1974年第五代—微处理器组成的数控系统。

数控系统发展到了第五代以后，才从根本上解决了数控系统可靠性低，价格极为昂贵，应用很不方便等极为关键的问题，因此即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在上世纪的七十年代末、八十年代初以后的事情。1990年第六代—基于PC的数控系统。能够适应下一代的集成化、网络化的先进制造模式需要，并能及时方便地纳入新技术、新方法。数控系统的发展过程1.1数控机床加工零件的过程一方面，通过数控装置进行插补运算，控制伺服系统驱动机床各坐标轴运动，从而使刀具与工件按照要求的轨迹进行相对运动，并通过位置检测反馈装置保证位移精度。另一方面，按照加工要求，通过PLC控制其他辅助装置协调工作。

普通铣床与数控铣床1.2数控加工的特点及适用性数控铣床具有工件测量系统。加工过程中不需进行工件尺寸的人工测量。CNC机床与普通机床最显著的区别当加工对象（工件）改变，CNC机床只需改变加工程序（应用软件），而不需对机床做较大的调整，就能加工出各种不同的工件。1.2数控加工的特点及适用性1零件加工的适应性强、灵活性好，能加工普通铣床无法加工或很难加工的轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件以及复杂曲线零件、三维空间曲面类零件等。2生产效率高，经济效益好。3加工精度高、加工质量稳定可靠4生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。1.2数控加工的特点及适用性数控机床加工的零件数控机床加工的零件数控机床加工的零件2.1数控铣床的机械结构铣床基础件称为铣床大件，通常是指床身、立柱、横梁、滑座、工作台等。它是整台铣床的基础和框架。铣床的其他零部件，或者固定在基础件上，或者工作时在它的导轨上运动。其他机械结构的组成则按铣床的功能需要选用。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：①主传动系统；②进给系统；③实现工件回转、定位装置和附件；④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；

2.1数控铣床的机械结构立柱Z轴滚动导轨Z轴伺服电机工作台X轴滚动导轨Y轴滚动导轨床身控制面板主轴(1)立式数控铣床立式数控铣床的应用范围在数控铣床中最为广泛。

2.2数控铣床的分类

(2)卧式数控铣床其主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4、5坐标加工。

2.2数控铣床的分类先进的五轴五联动数控镗铣床

使用五轴五联动数控铣床生产叶轮，打破国内水轮机行业大型叶片加工全部依赖进口装备的局面。3华中世纪星数控铣床加工基础3.13.1数控铣床安全操作规程3.43.33.23.2华中世纪星数控铣床控制面板简介3.4数控铣床加工实例讲解3.2华中世纪星控制面板屏幕显示3.1数控铣床操作规程

（1）必须按要求穿工作服，否则不许进入车间。（2）禁止带手套操作机床，若长发要戴帽子或发网。（3）所有实验步骤须在实训教师指导下进行，未经指导教师同意，不许开动机床。（4）机床开动期间严禁离开工作岗位做与操作无关的事情。（5）严禁在车间内嬉戏、打闹。机床开动时，严禁在机床间穿梭。3.1数控铣床操作规程（6）未经指导教师确认程序正确前，不许随意按动操作面板上各按键。（7）拧紧工件：保证工件牢牢固定在工作台上。（8）移去调节的工具：启动机床前应检查是否已将扳手、等工具从机床上拿开。（9）采用正确的速度及刀具：严格按照实训教师指定的加工速度并选择正确的刀具进行加工。（10）机床运转中，绝对禁止变速。变速或换刀时，必须保证机床完全停止，开关处于“OFF”位置，以防机床事故发生。3.2控制面板操作介绍Ж3.2控制面板操作介绍控制面板各按键作用重点掌握：急停键、循环启动键、进给保持键机床工作方式按键（自动、单段）回参考点操作、NCP键盘各按键3.3屏幕显示区介绍屏幕显示区重点掌握：工作方式显示区窗口显示区运行程序索引区辅助机能区MPG手持单元（ManualPluseGenerator)MPG手持单元由手摇脉冲发生器、坐标轴选择开关组成，用于手摇方式增量进给坐标轴。(俗称电子手轮)数控铣床编程指令代码数控编程基本知识直线编程指令实例4数控铣床编程4.14.24.3圆弧编程指令实例4.44.1数控编程基本概述以下将以武汉华中数控有限公司研制和开发的华中I型（及世纪星）XKA714B/E教学数控铣床为例，介绍其数控系统程序编制的指令和规则。XKA714/B数控铣床，是三坐标连续控制的数控铣床，系统是HNC-21M系统。其人机界面、操作面板、操作步骤及编程方法与当前国际主流基本一致4.2数控编程基本知识1、机床坐标轴2、机床原点、参考点、机床坐标系3、工件原点和工件坐标系4、绝对、增量编程5、程序格式4.2数控编程基本知识1、坐标系统

基本坐标轴数控机床的坐标轴和方向的命名制定了统一的标准，规定直线进给运动的坐标轴用X、Y、Z表示，称为基本坐标轴。+X+Y+Z4.2数控编程基本知识笛卡尔坐标系---右手定则XKA714B/E立式铣床轴的定义

4.2数控编程基本知识机床零点、机床参考点、机床坐标系机床零点：现代数控机床内一般都有一个基准位置，称为机床零点，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。机床参考点：与机床零点相对应的是机床参考点，它是机床制造商在机床上用行程开关和限位挡块确定的一个物理位置，就是在机床每个坐标轴的移动范围内设置一个机械点，如此可构成一个多轴坐标系的一点，就是机床参考点。机床坐标系：数控铣床的坐标系是按国际标准化组织标准，为确定机床的运动方向、移动的距离，在机床上建立的一个坐标系，是标准坐标系，也称机床坐标系。4.2数控编程基本知识

工件坐标系是编程人员在编程时使用的，编程人员选择工件上的某一点为原点（程序原点）,

建立一个坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系取代。工件坐标系、程序原点4.2数控编程基本知识

CNC装置可以装入许多程序文件，以磁盘文件的方式读写。文件名格式为（有别于DOS的其他文件名）：OXXXX（地址O后面必须有四位数字或字母以内）。主程序、子程序必须写在同一个文件名下。本系统通过调用文件名来调用程序，进行加工或编辑。程序文件名程序格式

一个零件程序是一组被传送到数控装置中去的指令和数据，它必须遵循一定结构、句法和格式规则，它由若干个程序段组成，而每个程序段由若干个指令字组成。4.2数控编程基本知识4.2数控编程基本知识一个程序段定义一个由数控装置执行的指令行。程序段的格式定义了每个程序段中功能字的句法。4.3数控铣床编程指令代码4.3数控铣床编程指令代码

辅助功能由地址字M和其后面的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作。M功能有非模态M功能和模态M功能两种形式。非模态M功能（当段有效代码）:只在书写了该代码的成序段中有效；

模态M功能（续效代码）：一组可以互相注销的M功能，这些功能在被同一组的另一个功能注销之前一直有效。

模态M功能组中包含一个缺省功能，图表中带▲者，系统上电时将被初始化该功能。辅助功能M代码4.3数控铣床编程指令代码

主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位为转/每分钟（r/min）。

S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。例：M03S800表示主轴正转，转速800r/min主轴功能S4.3数控铣床编程指令代码准备功能G代码

G代码的作用是建立数控机床工作方式。后续数字一般为1~3位正整数，对于各代码的含义，不同的数控系统有不同的设定。为了规范标准ISO组织做了自己的代码标准。4.3数控铣床编程指令代码4.3数控铣床编程指令代码4.3数控铣床编程指令代码4.3数控铣床编程指令代码重点掌握的M代码和G代码G00快速定位G01直线加工G02顺时针圆弧加工G03逆时针圆弧加工G17选择XY平面G54工件坐标系G90绝对值编程G91相对值编程（增量）

M03主轴正传M05主轴停转M30程序结束并返回

程序起点4.3数控铣床编程指令代码

格式：G00X_Y_Z_

其中X、Y、Z为快速定位终点。

G90时为终点在工件坐标系中的坐标,G91时为终点相对于起点的位移量。

G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。例：G00X50Y50Z30

表示刀具快速移动到（50，50，30）点快速定位指令G004.3数控铣床编程指令代码

F指令表示工件被加工时刀具相对于工件的合成进给速度，F的单位为

(每分钟进给量mm/minG94)或

(每转进给量mm/rG95).

当工作在G01,G02或G03工作方式下，编程的F一直有效，直到被新的F值所取代，而在G00快速定位时，速度是各轴的最高速度，与所编F无关。进给功能F例：G01Z-3F40

下刀深度3mm,刀具进给速度40mm/min4.3数控铣床编程指令代码直线加工指令G01格式:G01X_Y_Z_F

其中，X、Y、Z为终点，

G90时为终点在工件坐标系中的坐标，

G91时为终点相对于起点的位移量，

G01和F都是模态代码，G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。例：G01X50Y50F80

表示刀具从当前位置沿直线运动到（50，50）点，进给速度为80mm/min4.3数控铣床编程指令代码绝对值编程G90与相对值编程G91格式：G90G_X_Y_Z_G91G_X_Y_Z_

G90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序原点的；

G91为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。有关坐标系和坐标的指令4.3数控铣床编程指令代码G90/G91为模态功能，G90为缺省值。

例：下图中给出了刀具由原点按顺序向1、2、3点移动时两种不同指令的区别。绝对编程G90G00X20Y15X40Y45X60Y25X0Y0相对编程G91G00X20Y15X20Y30X20Y-20X-60Y-25

4.3数控铣床编程指令代码工件坐标系的选择4.3数控铣床编程指令代码

坐标平面选择指令G17、G18、G19G17选择XY平面、G18选择XZ平面、G19选择YZ平面，在所选平面内进行工件加工。

G17、G18、G19为模态功能，可互相注销，G17为缺省值。直线编程指令实例O1111%5001(绝对)N10G54X0Y0Z50到达工件原点

N20M03S500主轴正转，500r/minN30G00X-31Y-26快速移动到（-31，-26）N40Z5刀具移到工件上表面5mm处N50G01Z-3F40铣入工件3mmN60X-31Y26F100加工到（-31，26）N70X31Y26加工到（31，26）N80X31Y-26加工到（31，-26）N90X-31Y-26加工到（-31，-26）N100G00Z50快速抬刀到Z50处N110X0Y0回到工件原点N120M05主轴停止转动N130M30程序结束用Φ8的键槽立铣刀，加工距离工件上表面3mm深的矩形槽直线编程指令实例O2222%5001(增量)N10G54X0Y0Z50到达工件原点

N20M03S500主轴正转转速500r/minN30G00X-31Y-26快速移动到（-31，-26）N40Z5刀具移到工件上表面5mm处N50G01Z-3F40铣入工件3mmN60G91X0Y52F100X轴增量0Y轴增量52N70X62Y0X轴增量62Y轴增量0N80X0Y-52X轴增量0Y轴增量-52N90X-62Y0X轴增量-62Y轴增量0N100G90G00Z50快速抬刀到Z50处(绝对)N110X0Y0回到工件原点N120M05主轴停止转动N130M30程序结束用Φ8的键槽立铣刀，加工距离工件上表面3mm深的矩形槽直线编程指令实例O3333%5001(绝对)N10G54X0Y0Z50到达工件原点

N20M03S500主轴正转转速500r/minN30G00X19Y14快速移动到（19，14）N40Z5刀具移到工件上表面5mm处N50G01Z-3F40铣入工件3mmN60X19Y66F100加工到（19，66）N70X81Y66加工到（81，66）N80X81Y14加工到（81，14）N90X19Y14加工到（19，14）N100G00Z50快速抬刀到Z50处N110X0Y0回到工件原点N120M05主轴停止转动N130M30程序结束

用Φ8的键槽立铣刀，加工距离工件上表面3mm深的矩形槽直线编程指令实例O4444%5001(增量)N10G54X0Y0Z50到达工件原点

N20M03S500主轴正转转速500r/minN30G00X19Y14快速移动到（19，14）N40Z5刀具移到工件上表面5mm处N50G01Z-3F40铣入工件3mmN60N60G91X0Y52F100X轴增量0Y轴增量52N70X62Y0X轴增量62Y轴增量0N80X0Y-52X轴增量0Y轴增量-52N90X-62Y0X轴增量-62Y轴增量0N100G90G00Z50快速抬刀到Z50处(绝对)N110X0Y0回到工件原点N120M05主轴停止转动N130M30程序结束用Φ8的键槽立铣刀，加工距离工件上表面3mm深的矩形槽4.4数控铣床编程指令代码

格式：G17G18G19其中用G17代码进行XY平面的指定，省略时就被默认为是G17，但当用XZ(G18)和YZ(G19)平面上编程时，平面指定代码不能省略。圆弧进给指令:G02、G03G02G03I_J_I_K_J_K_X_Y_X_Z_Y_Z_F_R_圆弧编程回转方向不同平面的G02与G03的选择I、J、K分别表示X(u),Y(v),Z(w)轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标

G17G18G19G02G03I_J_RX_Y_X_Y_F_圆弧编程注意事项圆弧编程注意事项