数控加工仿真系统操作说明

数控加工仿真实验指导书

数控编程仿真实验要求

一、实验目得

“数控机床加工程序编制”（简称数控编程）课程，就是机械与机电等各类专业本、专

科教学计划中开设得一门应用性与实践性很强得专业课程C学好本课程，不仅要掌握数捽

编程得基本理论知识与编程方法，更重要得就是要通过一定得实践教学,在实践教学中运用

所掌握得机械加工工艺知识、数控编程得理论知识、数控编程得方法编制零件加工程序，并

完成对零件得数控加工。采用仿真软件在计算机上进行模拟加工，就是完成这一实践教学

得有效手段。因此,在各专业本、专科“数控编程”课程得教学计划中均设有“仿真实验”

这一实践教学环节。其实险得目得就是：

1、熟悉并学会运用计算机仿真技术，模拟数控车床、数控铳床完成零件加工得全过程;

2、为后续得“数控编程实训”，实地操作数控机床进行数控加工，积累与打下操作技能

训练得基础.

二、实验要求

1、熟悉并掌握FANUCOi系统仿真软件面板操作过程；

2、按给定车削零件图样，编制加工程序，在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工；

3、按给定铳削零件图样，编制加工程序,在计算机上运用仿真软件，进行模拟加工；

4、按实验内容，编写实验报告.

三、课时安排

项目内容课时

仿直软件操作介绍熟悉FANUC0i系统面板操作过程2(3)

车削仿真加工按给定车削零件图样，编制加工程序，进行仿真加工2(3)

铳削仿真加工按给定铳削零件图样，编制加工程序，进行仿真加工2(3)

注：表中课时带括号者，指实验学时可调整

四、实验报告编程内容

1、简要叙述FANUCOi系统仿真软件面板操作过程；

2、按给定零件图样，编制得车削加工程序；

。3、按给定零件图样，编制得铳削加工程序。

五、指导书及联系题：

1、数控加工仿真FANUCOi系统面板操作简介

2、仿真加工零件图样

2010年9月修订

宇龙数控加工仿真系统实验指导书

主要内容

基于FANUC0i数控加工仿真系统得基本操作方法

■基于FANUCOi数控车床得仿真加工操作

»■基于FANUCOi数控铳床得仿真加工操作

■FANUC0i数控加工仿真实验

1宇龙数控加工仿真系统基本操作方法

1、1界面及菜单介绍

1、1、1进入数控加工仿真系统

进入宇龙数控加工仿真系统3、7版要分2步启动，首先启动加密锁管理程序，然后启动数控加工仿真

系统，过程如下：

鼠标左键点击“开始”按钮，找到“程序”文件夹中弹出得“数控加工仿真系统”应用程序文件夹，在接

着弹出得卜级子目录中，点击“加密锁管埋程序”，如图I、I(a)所示。

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快车(Fla$hGet)3.51佚车(Fla$hGet)3.5

联众世界K联众呼

M启动N启动

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(a)启动加密锁管理程序(b)启动数控加工仿真系统(c)数控加工仿真系统登录界面

图1、1启动宇龙数控加工仿真系统3、7版

加密锁程序启动后,屏幕右下方工具栏中出现得图表，此时重复上面得步骤，在二级子目录中点击

数控加工仿真系统，如图1、I(b)所示，系统弹出“用户登录”界面，如图1、I(C)所示.

点击“快速登录”按钮或输入用户名与密码，再点击“登录'按钮，即可进入数控加工仿真系统。

1、1、2机床台面菜单操作

用户登录后得界面，如图1、2所示。图示为FANUCOi车床系统仿真界面，由四大部分构成，分别为:

系统菜单或图标、LCD/MDI面板、机床操作面板、仿真加工工作区.

1选择机床类型

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控加工仿真系统3、7版FANUC0i车床仿真加工系统界面

打开菜单“机床/选择机床…”，或单击机床图标菜单，如图1、3(a)鼠标箭头所示，单击弹出“选择机床”对话

框，界面如图1、3(b)所示。选择数控系统FANUC0i与相应得机床，这里假设选择铳床，通常选择标准

类型，按确定按钮，系统即可■切换到铳床仿真加工界面，如图1、4所示。

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机床类处

好立是至

「车床6依床「卧M加工中心「立式加工中心

移制刀塔

轨迹显示

(a)选择机床菜单(b)选择机床及数控系统界面

图1、3选择机床及系统操作

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数控加工仿真系统3、7版FANUCOi铳床仿真加工系统界面

入零件模型而调用。如图1、6(a).(b)所示。

(3)导入零件模型

机床在加工零件时，除了可以使用原始得毛坯，还可以对经过部分加工得毛坯进行再加工.经过部分

加工得毛坯称为零件模型，可以通过导入零件模型得功能调用零件模型。

打开菜单”文件/导入零件模型”，若已通过导出零件模型功能保存过成型毛坯，则系统将弹出“打开”

对话框，在此对话框中选择并且打开所需得后缀名为“PRT”得零件文件，则选中得零件模型被放置在工作

台面上，如图1、6(c)所示。此类文件为已通过“文件/导出零件模型”所保存得成型毛坯.

(4)使用夹具

在仿真铳床系统界面中,打开菜单“零件/安装夹具”命令或者在工具条上选择图标，打开选择

夹具操作对话框。如图1、7所示。

在“选择零件”列表框中选择已定义毛坯。在“选择夹具”列表框中间选夹具，长方体零件可以使用工艺

板或者平口钳，圆柱形零件可以选择工艺板或者卡盘.如图1、7(a)、(b)所示。

(a)工艺板装夹(b)平口钳装夹

图】、7安装夹具

需要指出得就是，“夹具尺寸”成组控件内得文本框仅供用户修改工艺板得尺寸，对平口钳无效。另

外，“移动”成组控件内得按钮供调整毛坯在夹具上得位置使用。

在本系统中，铳床与加工中心也可以不使用夹具，车床没有这一步操作。

(5)放置零件

打开菜单“零件/放置零件”命令或者在工具条上选择图标，系统弹出选择零件、安装零件对话框.如图

1、8所示。

图1、8“选择零件”对话框

在列表中点击所需得零件，选中得零件信息加亮显示，按下“安装零件''按钮，系统自动关闭对话框,

零件与夹具(如果已经选择了夹具)将被放到机床上。

对于卧式加工中心还可以在上述对话框中选择就是否使用角尺板。如果选择了使用角尺板，那么在

放置零件时，角尺板同时出现在机床台面上。

如果经过“导入零件模型”得操作，对话框得零件列表内会显示模型文件名，若在类型列表中选择

“选择模型”，则可以选择导入零件模型文件，如图1、9所示(a).选择后零件模型即经过部分加工得成

型毛坯被放置在机床台面上。如图I、9(b)所示.

(u)选择零件模型对话框(b)安装零件模型

图1、9选择零件模型

(6)调整零件位置

零件放置安装后，可以在工作台面上移动,毛坯在放置到工作台(三爪卡盘)后，系统将自动弹出一个小

键盘(铳床、加工中心如图h10(a),车床如图1、10(b)),通过按动小键盘上得方向按钮,实现零

件得平移与旋转或车床零件调头.小键盘上得，，退出”按钮用于关闭小键盘.选择菜单，，零件/移动零件”也可

以打开小键盘，如图1、10(c)所示。

［零件(P)］塞尺检查(L)浅

(a)铳床零件移动对话框(b)车床移动零件对话框

(c)移动零件菜单取君丕...

图1、10移动零件安装夹具…

放置零件...

(7)使用压板

移动零件…

铳床、加工中心安装零件时，如果使用工艺板或者不使用夹具时，可

拆除零件

以使用床板。R

I)安装压板打开菜单“零件/安装压板”。系统打开“选择压板”安装压板

对话框.如图1、11所示.

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索・压极尺寸9位一)

由侬色SttR卜88压我・国五一

导砰■,完历而一

I1**］

a)安装压板(b)移动压板

图1、11移动零件

对话框中列出各种安装方案，拉动滚动条，可以浏览全部可能方案，选择所需要得安装方案。在“压板尺

寸”中可更改压板长、高、宽。范围:长30-100；高10-20；宽10-50.按下“确定”以后，压板将出现在

台面上.

2)移动压板打开菜单“零件/移动压板”，系统弹出小键盘。操作者可以根据需要平移压板，(但

就是不能旋转压板).首先用鼠标选中需移动得压板，被选中得压板颜色变成灰色，如图1、1I(b)所示,

然后按动小键盘中得方向按钮操纵压板移动.

3)拆除压板打开菜单“零件/拆除压板”，可拆除压板.

3选择刀具

打开菜单“机床/选择刀具”，或者在工具条中选择””图标，系统弹出刀具选择对话框。

（1）车床选刀

系统中数控车床允许同时安装8把刀具.对话框图2-15

选择对话框

1）选择军刀

①在对话框左侧排列得编号I〜8中，选择所需得刀位号.刀位号即车床刀架上得位置编号。被选

中得刀位编号得背景颜色变为蓝色；

②指定加工方式，可选择外圆加工或内圆加工；

③在刀片列表框中选择了所需得刀片后，系统自动给出相匹配得刀柄供选择；

④选择刀柄，当刀片与刀柄都选择完毕，刀具被确定，并且输入到所选得刀位中。旁边得图片显示

其适用得方式

2）刀尖半径显示刀尖半径，允许操作者修改刀尖半径，刀尖半径可以就是0.单位:mm.

3）刀具长度显示刀具长度，允许修改刀具长度。刀具长度就是指从刀尖开始到刀架得距离。

4）输入钻头直径当在刀片中选择钻头时，“钻头直径”一栏变亮，允许输入直径。

5）删除当前刀具在当前选中得刀位号中得刀具可通过“删除当前刀具”键删除。

6）确认选刀选择完刀具,完成刀尖半径（钻头直径），刀具长度修改后，按“确认退出”健完成选刀.或

者按“取消退出”键退出选刀操作.

（2）数控铳床与加工中心选刀

1）按条件列出工具清单筛选得条件就是直径与类型，具体操作方法如下：

①在“所需刀具直径”输入框内输入直径，如果不把直径作为筛选条件，请输入数字“0”。

②在“所需刀具类型”选择列表中选择刀具类型。可供选择得刀具类型有平底刀，平底带R刀，球头

刀，钻头，镣刀等。

③按下“确定"，符合条件得刀具在“可选刀具”列表中显示.

2）指定序号

在对话框得下半部中指定序号，如图1、13所示。这个序号就就是刀库中得刀位号。铳床只有一个刀位。

卧式加工中心允许同时选择2（）把刀具，立式加工中心允许同时选择24把刀具。

所需刀具苴径：[0所养刀具类型：|所有性V刀具类21

可选刀具，

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钻

1SC215.17.11-1212.000.0080.009.00

帘

2SC215.17.11-1616.000.00100.009.00

平

3SC215.17.11-20平20.000.00130.009.00

4SC215.17.11-2525.000.00140.009.00

平刀具详级信息:

0.0014.50

5SC215.17.16-20平20.00130.00

1名彷：SC215.17.16-32

6SC216.17.16-32平32.000.00150.0014.50

Sfi：32.00

7SC215.17.16-40平40.000.00160.0014.50

团角半径：0.00

8SC215.59.06-20至20.000.00130.0048.00

骤：150.00

9SC2I5.59.06-2525.000.00140.0048.00刃性14.50

切削刃如2

前顿角:0.00

己12选择的刀具;底刀的长傥：0.00

材料：殛质台金

序号I刀具名秣I刀具挑

1SC215.17.11-20平底刀

力柄直径（BDX

|30

刀柄长慢（BLh

[40

刀具总长：

娟除当前刀具

图I、13铳床与加工中心

指定刀位号

3）选择需要得刀具先用鼠标点击“已经选择刀具”列表中得刀位号，再用鼠标点击“可选刀具”列表中

所需得刀具，选中得刀具对应显示在“已经选择刀具''列表中选中得刀位号所在行，按下“确定”完成刀具

选择。

4）输入刀柄参数操作者可以按需要输入刀柄参数。参数有直径与长度两个。总长度就是刀柄长度

与刀具长度之与。

5）删除当前刀具按“删除当前刀具”键可删除此时“已选择得刀具”列表中光标停留得刀具。

6）确认选刀选择完刀具，按“确认”键完成选刀。或者按“取消”键退出选刀操作。

铳床得刀具装在主轴上。立式加工中心得刀具全部在刀库中，卧式加工中心装载刀位号最小得刀具,

其余刀具放在刀架匕通过程序调用。

4视图变换得选择

在工具栏中图标得含义就是视图变换操作，她

们分别对应着主菜单“视图”下拉菜单得“复位”、“局部放大”、“动态缩放”、“动态平移”、

“动态旋转”、"左侧视图”、“右侧视图”、“俯视图”、“前视图”等命令，对■机床工作区进行视图

变化操作。

视图命令也可通过将鼠标置于机床显示工作区域内，点击鼠标右键，在弹出得浮动菜单里来进行相

应得选择。操作时将鼠标移至机床显示区，拖动鼠标，即可进行相应操作。

5控制面板切换

在“视图”菜单或浮动菜单中选择“控制面板切换”，或在工具条中点击“”，即完成控制

面板切换.

选择“控制面板切换”时，面板状态如图1、2与1、4所示，这里系统根据机床选择,显示了

FANUCOi完整数控加工仿真界面，可完成机床回零、JOG手动控制、MDI操作、编程操作、参数输入

与仿真加工等各种基本操作.

在未选择“控制面板切换〃时，面板状态如图1、14所示，屏幕显示为机床仿真加工工作区，通过菜

单或图标可完成零件安装、选择刀具、视图切换等操作.

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（a）车床（b）铳床

图1、14控制面板切换

6“选项”对话框

在“视图”菜单或浮动菜单中选择''选项"或在工具条中选择”“，在对话框中进行设置。如图1、15

所示，包括6个选项.

1）仿真加速倍率设置得速度值就是用以调节仿真速度，有效数值范围从1到100：

2）开/关设置仿真加工时得视听效果;

3）机床显示方式用于设置机床得显示，其中透明显示方式可方便观察内部加工状态;

4）机床显示状态用于仅显示加工零件或显示机床全部得设置：

5）零件显示方式用于对零件显示方式得设置，有3种方式；

6）如果选中“对话框显示出错信息”，出错信息提示将出现在对话框中；否则,出错信息将出现在屏幕得右

下角。

设置星

取消

图1、15“选项”对话框

1、2FANUCOi数控系统仿真面板操作

宇龙数控加工仿真系统得数控机床操作面板由LCD/MDI面板与机床操作面板两部分组成，如图

1、16所示.这里，我们选择FANUCOi机床系统来说明本数控加T仿真系统得操作，以后没有指明

什么系统，都就是指FANUCOi机床系统，不再说明.

LCD/MDI面板为模拟7、2'LCD显示器与一个MDI键盘构成（上半部分），用于显示与编辑机床控制器

内部得各类参数与数控程序；机床操作面板（下半部分）则由若干操作按钮组成，用于直接对仿真机床系

统进行激活、回零、控制操作与状态设定等。

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R启动

自由球习I16FANUCOi标准铳床系统面板

1、2、1机床准备

机床准备就是指进入数控加工仿真系统后，针对机床操作面板，释放急停、启动机床驱动与各轴回

零得过程。进入本仿真加工系统后，就如同面对实际机床，准备开机得状态。

1激活机床

检查急停按钮就是否松开至状态，若未松开，点击急停按钮，将其松开.按下操作面板

上得“启动”按钮，加载驱动，当“机床电机”与“伺服控制''指示灯亮，表示机床已被激活。

2机床回参考点

在回零指示状态下（回零模式），选择操作面板上得X轴，点击“+”按钮，此时X轴洛回零,当回到

机床参考点时，相应操作面板上“X原点灯”得指示灯亮，同时LCD上得X坐标变为“0、000"，如图

1、17（a）所示。

依次用鼠标右键点击Y,Z轴，再分别点击“+”按钮，可乂将Y与Z轴也回零，回零结束时LCD显

示得坐标值（XYZ:O、000.0、000,0、000）与操作面板上得指示灯亮为回零状态,机床运动部件（铳床

主轴、车床刀架）为返回到机床参考点，故称为回零，如图1、17（a）所示。

车床只有X,Z轴，LCD对两轴得显示为（XZ：390,300）,其回零状态如图1、17（b）所示。

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（a）铳床回零（b）车床回零

图1、17仿真铳床、车床向零状态

1、2、2对刀

数控程序一般按工件坐标系编程，对刀得过程就就是建立工件加工坐标系与机床坐标系之间关系得

过程.下面我们具体说明铳床（立式加工中心）对刀与车床对刀得基本方法。

需要指出，以下对刀过程说明时，对于铳床及加工中心，将工件上表面左下角（或工件上表面中心）设

为工件坐标系原点，对于车床工件坐标系设在工件右端面中心。

1铳床及卧式加工中心对刀

（1）X,Y轴对刀

一般铳床及加工中心在X,Y方向对刀时使用得基准工具包括刚性芯棒与寻边器两种.

点击菜单“机床/基准工具...”，在弹出得基准工具对话框中，左边得就是刚性芯棒基准工具，右边得就是

寻边器。如图1、18所示.

铳床对刀基准工具

1）刚性芯棒对刀

刚性芯棒采用检查塞尺松紧得方式对刀，同时，我们将基准工具放置在零件得左侧（正面视图）对刀方

式,参瞧图1、19,具体过程如下。

①X轴方向对刀

点击机床操作面板中手动操作按钮，将机床切换到JOG状态，进入“手动,,方式；

首先，我们选择工件毛坯尺寸120x120x30mm为例，平口钳装夹,然后打开菜单“机床/基准工具”,

选择刚性芯棒，按“确定”按钮,为主轴装上基准芯棒，点击MDI键盘上得，使LCD界面上显示坐标值.

然后，利用操作面板上得选择轴按钮，单击选择X轴，再通过轴移动键，采用点动方式移动机床,将装有

基准工具得机床主轴在X方向上移动到工件左侧，借助“视图”菜单中得动态旋转、动态放缩、动态平移

等工具，调整工作区大小到图I、19所示得大致位置..

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I、19刚性芯棒X向对刀

接着，取正向视图，点击菜单“塞尺检查/1mm”，安装塞尺如图1、20所示。

图1、2（）刚性芯棒塞尺对刀

点击机床操作面板上手动脉冲键，切换到手轮方式，点击操作面板右下角得“H”拉出手轮，选中X轴,

调整手轮倍率。按鼠标右键为主轴向X轴“一”方向运动，按鼠标左键为主轴向X轴“+”方向运动，如

此移动芯棒，使得提示信息对话框显示“塞尺检查得结果：合适”，如图1、21。

记下塞尺检查结果为“合适”时LCD界面中显示得X坐标值（本例中为“一568、000”）,此为基准工具

中心得X坐标，记为XI；将基准工件直径记为X2（可在选择基准工具时读出），将塞尺厚度记为X3,将

定义毛坯数据时设定得零件得长度记为X4,则：

工件上表面左下角得X向坐标为：基准工具中心得X坐标+基准工具半径十塞尺厚度，即：

X=Xl+X2/2+X3；

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X-568.000

Y-456.966

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图I、21X方向对刀合适

本例中：®X=—568+7+1=-560mm；。（左下角）

如果以工件上表面中心为工件坐标系原点，其X向坐标则为:基准工具中心得X得坐标+基准工具半

径+塞尺厚度+零件长度得一半。即：

X=X1+X2/2+X3+XH2;

本例中X=-568+7+l+60=—500mm;。（中心原点）

②Y轴方向对刀

在不改变Z向坐标得情况下，我们将刚性芯棒在JOG手动方式下移动到零件得前侧,同理可得到工

件上表面左下角得Y坐标：

Y=YI+Y2/2+Y3；

本例中：。。。Y=-483+7+1=—475mm;。（左下角）

或工件上表面中心得Y坐标为：

Y=Y1+Y2/2+Y3+Y4/2;

本例中：oY=-483+7+1+60=-4l5mm；。（中心原点）

需要指出得就是，如果我们将基准工具放置在零件得右侧以及后侧对刀时，则以上公式中得“+”同时

必须改为“一”，如此才能得到同样正确得结果。

完成X,Y方向对刀后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回；点击操作面板手动操作按钮，机

床切换到JOG手动方式，选择Z轴,将主轴提起，再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具，装上铳削

刀具，准备Z向对■刀。

2）寻边器对刀

寻边器有固定端与测量端两部分组成。固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上,中心线与主轴轴线重

合。在测量时，主轴以4OOrpm左右旋转。

通过手动方式，使寻边器向工件基准面移动靠近，让测量端接触基准面。在测量端未接触工件时，固定

端与测量端得中心线不重合，两者呈偏心状态.当测量端与工件接触后，偏心距减小，这时使用点动方式

或手轮方式微调进给，寻边器继续向工件移动，偏心距逐渐减小。当测量端与固定端得中心线重合时，

如果继续微量（Rm就足够）进给，那么在原进给得垂直方向上，测量端瞬间会有明显得偏出，出现明显

得偏心状态，表示对刀完成,这就就是偏心寻边器对刀得原理。而那个固定端与测量端重合得位置（主轴中

心位置）就就是它距离工件基准面得距离,等于测最端得半径。

①X轴方向对刀

与刚性芯棒对刀时一样,我们仍然选用120x120x30mm得工件毛坯尺寸，装夹方法也一样，就就是

在主轴上装得基准工具换成偏心寻边器而已.

具体操作方法也类似，先让装有寻边器得主轴靠近工件左侧，区别就是在碰到工件前使主轴转动起

来，正反转均可，寻边器未与工件接触时，其测量端大幅度晃动.

接触后晃动缩小，然后手轮方式移动机床主轴，使寻边器得固定端与测量端逐渐接近并重合，如图1、22

所示，若此时再进行X方向得增量或手轮方式得小幅度进给时，寻边器得测量端突然大幅度偏移，如图

1、23所示。即认为此时寻边器与工件恰好吻合。

I,22寻边器X方向对刀

图

1、23X方向继续微量进给突然Y向大幅度偏移

记下寻边器与工件恰好吻合时LCD界面中得X坐标值体例中为“一565、000”），见图1、22,

此为基准工具中心得X坐标.记为X1;将基准工件直径记为X2（可在选择基准工具时读出）,将定义毛坏数

据时设定得零件长度记为X3,则：

工件上表面左下角得X向坐标为:基准工具中心得X坐标+基准工具半径，即：

X=X1+X2/2；

本例中：aX=-565+5=-560mm；。。（左下角）

如果以工件上表面中心为工件坐标系原点，其X向坐标则为：基准工具中心得X得坐标+基准工具

半径+零件长度得一半。即：

X=X14-X2/2+X3/2；

本例中"o0X=-565+5+60=500mm:（中心原点）

②Y轴方向对•刀

在不改变Z向坐标与主轴旋转得情况下，我们将主轴在JOG手动方式下移动到零件得前侧，并使寻边

器得固定端与测量端重合、偏心，如图1、24、1、25所示.

视在位!!（维力座标）o

-495.386

-480.000