《FANUC数控车削高级工理实一体化教程》-单元8 数控仿真加工

单元8数控仿真加工计算机仿真是应用计算机技术对加工操作模拟仿真的一门技术，可三维动态地逼真再现实际加工操作过程，有利于对数控加工建立感性认识。通过反复动手进行数控加工操作，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥显著作用。数控仿真加工是以计算机为平台，在数控仿真加工软件的支持下进行。当前国内较为流行的仿真软件有上海宇龙、北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc等数控加工仿真软件。这些软件一般都具有数控加工过程的三维显示和模拟真实机床的仿真操作。下面我们以上海宇龙数控仿真软件为例，分析数控仿真加工操作方法。返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作【学习目标】通过本任务学习，达到以下学习目标:了解宇龙软件登录及工作窗口;掌握宇龙软件FANUC-0i数控系统(云南机床厂)的基本操作【基本知识】8.1.1宇龙软件的登录1.宇龙软件的登录(1)启动加密锁管理程序用鼠标左键依次单击“开始”→“程序”→“数控加工仿真系统”→“加密锁管理程序”，如图8-1-1所示。加密锁程序启动后，屏幕右下方的工具栏中将出现“”图标。下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作(2)运行数控加工仿真系统依次单击“开始”→“程序”→“数控加工仿真系统”→“数控加工仿真系统”，系统将弹出如图8-1-2所示的“用户登录”界面。此时，可以通过单击“快速登录”按钮进入数控加工仿真系统的操作界面或通过输入用户名和密码，再单击“登录”按钮，进入数控加工仿真系统。注意:在局域网内使用本软件时，必须按上述方法先在教师机上启动“加密锁管理程序”。等到教师机屏幕右下方的工具栏中出现图标后，才可以在学生机上依次单击“开始”→“程序”→“数控加工仿真系统”→“数控加工仿真系统”登录到软件的操作界面，如图8-1-3所示。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作2.仿真软件的工作窗口宇龙仿真软件的工作窗口分为标题栏区、菜单区、工具栏区、机床显示区、机床操作面板区和数控系统操作区，如图8-1-3所示。(1)菜单区宇龙软件的菜单区包含了文件、视图、机床、零件、塞尺检查、测量、互动教学、系统管理及帮助菜单。每一个菜单下面还有联级菜单可以选择相应的功能。(2)工具栏区工具栏如图8-1-4所示。从左往右各工具条功能依次为:选择机床、定义毛坯、夹具、放置零件、选择刀具、基准工具、移动尾座、DNC传送、手动脉冲、复位、局部放大、动态缩放、动态平移、动态旋转、绕X轴旋转、绕Y轴旋转、绕Z轴旋转、左侧视图、右侧视图、俯视图、前视图、选项、控制面板切换和切换轨迹显示。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作(3)机床显示区机床显示区位于窗口的左侧，主要用于显示机床的加工过程。(4)机床操作面板区机床操作面板区位于窗口的右下侧，主要用于控制机床的运动和选择机床运行状态。不同厂家生产的操作面板一般不相同。(5)数控系统操作区在机床操作面板区的上面是数控系统操作区，其左侧为数控系统显示屏，右侧为操作键盘，主要用于编程程序、输入数据等。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作8.1.2宇龙仿真系统(FANUC-0iMATE、云南机床)的基本操作1.系统设置在使用仿真系统之前必须首先进行系统设置，如回零参考点是选在卡盘底面中心还是选在回零参考点，整数是否要加小数点等。具体步骤为:单击系统管理菜单，单击系统设置联级菜单，选择FANUC属性，根据机床实际情况进行设置，如图8-1-5、图8-1-6所示2.选择机床单击选择机床工具条，弹出图8-1-7“选择机床”窗口，选中FANUC-0iMATE数控系统，机床类型为车床，生产厂家为云南机床厂。按“确定”后弹出如图8-1-3所示的机床界面。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作3.机床控制面板按钮功能机床控制面板按钮功能见表8-1-14.选择毛坯单击定义毛坯工具条，弹出定义毛坯窗口，根据实际零件定义毛坯的名称、材料、直径等，如图8-1-8所示。5.放置零件单击放置零件工具条，弹出如图8-1-9(a)所示“选择零件”窗口，可以选择前面定义过的毛坯。如果前面没有定义毛坯，则弹出如图8-1-9(b)所示警告“未定义毛坯数据”，提示你先定义毛坯。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作6.选择刀具单击选择刀具工具条，弹出选择刀具窗口，根据实际加工需要选择相应的刀架号、刀片和刀柄，如图8-1-10所示。7.回参考点检查“急停”按钮是否松开至状态，若未松开，单击“急停”按钮，将其松开。单击“电源开”按钮，打开系统的电源。检查操作面板上的模式选择旋钮是否指向，若已经指向该位置，则已进入回原点模式;否则单击旋钮使系统转回原点模式。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作在回原点模式下，先使X轴回原点，单击操作面板上的“X正方向”按钮，此时X轴将回原点，CRT上的X坐标变为“0.000”同样，单击“Z正方向”按钮，Z轴将回原点，CRT上的Z坐标变为“0.000"，此时CRT界面如图8-1-11所示8.手动操作手动操作包括手动/连续方式、手动/脉冲方式和手动/点动方式。(1)手动/连续方式单击机床面板上的模式选择旋钮使它指向位置，机床进入“JOG”模式即手动操作模式。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作单击按钮，控制机床的移动方向和坐标轴。单击二动进给倍率旋钮，将改变二动状态下的进给倍率。单击，控制主轴的转动和停止。注意:刀具切削零件时，主轴需转动。加工过程中刀具与零件发生非正常碰撞后(非正常碰撞包括车刀的刀柄与零件发生碰撞)，系统弹出“警告”对活框，同时主轴自动停止转动，调整到适当位置，继续加工时需再次单击按钮，使主轴重新转动。(2)手动/脉冲方式在手动/连续方式或在对刀、需精确调节机床时，可用手动脉冲方式调节机床。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作单击操作面板上的模式选择旋钮，使得旋钮指向中的某个位置(旋钮放在不同的位置手轮控制的步长将不一样)，系统进入手动脉冲方式。单击“手轮进给轴选择”旋钮，选择手轮的进给轴。鼠标对准手轮，单击左键或右键，精确控制机床的移动。(3)手动/点动方式在手动/连续方式或在对刀、需精确调节机床时，可采用点动方式调节机床。单击操作面板上的“模式选择”旋钮，使得旋钮指向这些档位中的一个位置(旋钮指向不同的位置，点动的步长将不一样)，系统进入手动点动方式。单击按钮，将实现手动/点动精确控制机床的移动。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作9.对刀数控程序一般按工件坐标系编程，对刀的过程就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程。对刀可采用试切法对刀或采用机外对刀仪对刀。下面将工件右端面中心点设为工件坐标系原点，以试切测量、输入刀具偏置的方法对刀。对于工件上其他点设为工件坐标系原点的方法与对刀方法类似。用所选刀具试切工件外圆，保持X轴方向不动，刀具退出。单击“主轴停止”按钮，使主轴停止转动，单击菜单“测量/剖面图测量”，得到试切后的工件直径，记为α。测量界面如图8-1-12所示。单击MDI键盘上的键，进入形状补偿参数设定界面，将光标移到相应的位置，输入Xα，按菜单软键“测量”输入，如图8-1-13所示。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作试切工件端面，保持Z轴方向不动，刀具退出读出端面在工件坐标系中Z的坐标值，记为β(此处以工件端面中心点为工件坐标系原点，则β为0)。进入形状补偿参数设定界面，将光标移到相应的位置，输入Zβ，按软键“测量”输入到指定区域，如图8-1-14所示。若有多把刀加工，可采用上述方法分别进行试切对刀。后面的刀具可以不真正切削工件，而是用精确控制方法接触一下工件外圆和端面。10.程序操作(1)导入数控程序数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式(*.txt格式)文件，也可直接用系统的MDI键盘输入。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作单击数控操作面板上的模式开关，把模式置于编辑状态，单击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键“操作”，在出现的下级子菜单中单击软键，单击菜单软键"READ"，转入如图8-1-15所示界面。单击MDI键盘上的数字/字母键，输入“O×”(×为任意不超过四位的数字)，按软键"EXEC";单击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的“选择程序”对话框(见图8-1-16)中选择所需的NC程序，按“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作如果采用系统的MDI面板输入程序，首先要新建一个程序，单击MDI键盘上的数字/字母键，输入“O×”(×为任意不超过四位的数字)，然后用键盘或鼠标输入对应的字母和数字。用这种方法速度相对较慢，但在初学时可以快速熟悉数控面板。(2)数控程序管理①显示数控程序目录:经过导入数控程序操作后，单击数控操作面板上的模式开关，使模式处于编辑状态(EDIT)，单击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。按菜单软键"LIB"，经过DNC传送的数控程序名列表显示在CRT界面上，如图8-1-17所示。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作②选择一个数控程序:经过导入数控程序操作后，单击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。利用MDI键盘输入“O×”(×为数控程序目录中显示的程序号)，按键开始搜索，搜索到后“O×”显示在屏幕首行程序号位置，NC程序将显示在屏幕上。③删除一个数控程序:在编辑模式下，利用MDI键盘输入“O×”(×为要删除的数控程序在目录中显示的程序号)，按键，程序即被删除。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作④新建一个NC程序:在编辑模式下，利用MDI键盘输入“O×”(×为程序号，但不能与已有程序号的重复)。按键，CRT界面上将显示一个空程序，可以通过MDI键盘开始程序输入。输入一段代码后，按键则数据输入域中的内容将显示在CRT界面上，用回车换行键结束一行的输入后换行。⑤删除全部数控程序:在编辑模式下，单击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。利用MDI键盘输入“0~9999”，按键，全部数控程序即被删除。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作(3)数控程序编辑①在编辑状态下，单击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。选定了一个数控程序后，此程序显示在CRT界面上，可对数控程序进行编辑操作。②移动光标:按和用于翻页，按方位键移动光标。③插入字符:先将光标移到所需位置，单击MDI键盘上的数字/字母键，将代码输入到输入域中，按键，把输入域的内容插入到光标所在代码后面。④删除输入域中的数据:按用于删除输入域中的数据。⑤删除字符:先将光标移到所需删除字符的位置，按键，删除光标所在的代码。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作⑥查找:输入需要搜索的字母或代码;按开始在当前数控程序中光标所在位置后搜索(代码可以是一个字母或一个完整的代码。例如:"N0010","M"等)。如果此数控程序中有所搜索的代码，则光标停留在找到的代码处;如果此数控程序中光标所在位置后没有所搜索的代码，则光标停留在原处。⑦替换:先将光标移到所需替换字符的位置，将替换成的字符通过MDI键盘输入到输入域中，按键，把输入域的内容替代光标所在处的代码。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作(4)保存数控程序编辑好的数控程序可以导出并保存为一个文件以便于管理。此时已进入编辑状态，单击菜单软键“操作”，在下级子菜单中单击菜单软键"Punch"，在弹出的对话框中输入文件名，选择文件类型和保存路径，按“保存”按钮，如图8-1-18所示。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作11.自动加工(1)自动/连续方式首先检查机床是否回零，若未回零，先将机床回零;导入数控程序或自行编写一段程序。单击操作面板中的机床操作模式选择旋钮:使其指向(AUTO)，系统进入自动运行控制方式;单击操作面板上的“循环启动”按钮程序开始执行。数控程序在运行过程中可根据需要暂停和重新运行。数控程序在运行时，按“循环暂停”按钮，程序停止执行，再单击键，程序从暂停位置开始执行。上一页下一页返回任务8.1宇龙仿真软件基本操作(2)自动/单段方式首先检查机床是否机床回零，若未回零，则先将机床回零;再导入数控程序或自行编写一段程序;单击操作面板中的机床操作模式选择旋钮使其指向AUTO,则系统处于自动运行模式，单击操作面板上的“单节’，按钮SBK，再单击操作面板上的“循环启动”按钮，程序开始执行。自动/单段方式执行每一行程序均需单击一次“循环启动’，按钮。单击“单节忽略’，按钮BDT，则程序运行时跳过符号“/”有效，该行成为注释行，不执行。可以通过“主轴倍率”旋钮和“进给倍率”旋钮来调节主轴旋转的速度和机床移动的速度。按可将程序重置，光标自动跳至程序头部。上一页返回任务8.2宇龙软件操作实践【学习目标】通过本任务学习，达到以下学习目标:掌握利用宇龙仿真系统完成数控车削的操作流程【基本知识】如图8-2-1所示零件，毛坯为φ45长棒料，材料为45钢，要求制订加工方案并编制加工程序。8.2.1工艺编程1.工艺分析、制订加工方案下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践该零件的加工表面外圆、螺纹和槽的轮廓比较简单，可采用G71粗车各外圆表面，包括锥度和圆弧，然后采用G70精车上述各轮廓，接着切螺纹退刀槽，最后粗精车螺纹。根据零件图纸制订加工方案为车右端面(对刀时完成，并以此端面中心为原点建立工件坐标系)、从右至左粗车各面、精车各面、车退刀槽、车三角螺纹。2.选择刀具由上述加工方案选择相应刀具为菱形车刀T01来粗车外圆各表面;菱形车刀T02来精车外圆各表面;选择切槽刀(刀宽5mm)T03来车退刀槽;选择60℃三角螺纹车刀T04来加工螺纹。上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践3.编制程序O0100;N010G99;N020M03S500;N030T0101G00X46Z2;(调用1号刀)N040G71U2R1;(外圆粗车循环)N050G71P60Q160U0.5W0.1F0.2;(精车路线为N60~N160)N060G00X20;N070G01Z0F0.1;N080X23.8Z-2；上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践N090Z-21;N100X27;N110X30Z-36;N120G03X35Z-53R22；N130G01Z-60;N140X40;N150X42Z-61;N160Z-68;N170G00X46Z2;N180X150Z150;上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践N190T0202M03S900;N200G00X46Z2;(调用2号刀精车)N210G70P60Q160;(精车)N220G00X150Z150;N230T0303M3S500;(调用3号切槽刀)N240G00X30Z-21;N250G01X20F0.08;N260G00X30;N270X150Z150;N280T0404M3S500;(调用4号三角螺纹刀)上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践N290G00X26Z4;N300G92X23.2Z-18F2;(车螺纹)N310X22.7;(第二次车螺纹)N320X22.2;N330X21.8;N340X21.5;N350X21.4;N360G00X150Z150;N370M05;N380M30;(程序结束)上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践8.2.2仿真操作1.开机回参考点检查“急停”按钮是否松开至状态，若未松开，单击“急停”按钮，将其松开。单击“电源开”按钮，打开系统的电源。检查操作面板上的模式选择旋钮是否指向，若已经指向该位置，则已进入回原点模式;否则单击旋钮使系统转回原点模式。在回原点模式下，先使X轴回原点，单击操作面板上的“X正方向”按钮，此时、轴将回原点，CRT上的、坐标变为，“0.000”。同样，单击“Z正方向”按钮，Z轴将回原点，CRT上的Z坐标变为，"0.000"，此时CRT界面如图8-1-11所示。上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践2.编辑并调用程序通过记事本输入并保存为文本格式(*.txt格式)文件，名字为“O0100"或直接用系统的MDI键盘输入程序。此处采用第一种方法，如图8-2-2所示。单击数控操作面板上的模式开关，把模式置于编辑状态，单击MDI键盘上的，CRT界面转入编辑页面。再按菜单软键“操作”，在出现的下级子菜单中按软键，单击菜单软键"READ"，单击MDI键盘上的数字/字母键，输入“O0100"，单击软键"EXEC";单击菜单“机床/DNC传送”，在弹出的“选择程序”对话框(见图8-1-16)中选择“00100”程序，单击“打开”确认，则数控程序被导入并显示在CRT界面上，如图8-2-3所示。上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践3.定义毛坯单击定义毛坯工具条，弹出“定义毛坯”窗口，根据零件定义毛坯的名称为中级课题一、材料为45钢、直径为45mm等，如图8-2-4所示。4.安装工件单击放置零件工具条，弹出如图8-2-5(a)所示选择零件窗口，可以选择前面定义过的“中级课题一”毛坯。单击“安装零件”按钮零件被安装在卡盘上。安装好的零件可以调节伸出长度或者调头装夹，如图8-2-5(b)所示。上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践5.安装刀具单击选择刀具工具条，弹出“选择刀具”窗口，根据加工工艺选择菱形刀、切槽刀和螺纹刀。分别装在1~4刀位上。如图8-2-6(a),(b),(c),(d)所示。6.对刀以试切测量、输入刀具偏置的方法对刀。将工件右端面中心点设为工件坐标系原点。首先对T01刀，把模式开关选在手动状态，用T01刀试切工件外圆，保持X轴方向不动，刀具退出。单击“主轴停止”按钮，使主轴停止转动，单击菜单“测量/剖面图测量”，得到试切后的工件直径为38.92mm，测量界面如图8-2-7所示。上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践单击MDI键盘上的键，进入形状补偿参数设定界面。将光标移到相应的位置，输入“X38.92"，按菜单软键“测量”输入，如图8-2-8所示。试切工件端面，保持Z轴方向不动，刀具退出读出端面在工件坐标系中Z的坐标值Z0,(此处以工件端面中心点为工件坐标系原点，则Z为0)。进入形状补偿参数设定界面，将光标移到相应的位置，输入“Z0”，按“测量”软键(如图8-2-9)输入到指定区域。其余各刀可采用上述方法分别进行试切对刀。后面的刀具可以不切削工件，而是用手轮或点动方式精确控制碰一下工件外圆和端面。各刀对完后数据如图8-2-10所示上一页下一页返回任务8.2宇龙软件操作实践7.自动加工单击操作面板中的机床操作模式选择旋钮使其指向，“AUTO”，系统进入自动运行控制方式;单击操作面板上的“循环启动”按钮，程序开始执行，如图8-2-11所示。加工完成后零件如图8-2-12所示。【检测与评价】上一页返回单元8总结零件加工动