數(shù)控銑床編程與操作實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四數(shù)控銃床編程與操作實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解數(shù)控銃床的基本特點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系。2. 熟悉FANUC Oi-MD數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用。3. 掌握數(shù)控銃床常規(guī)操作方法，重點(diǎn)學(xué)習(xí)數(shù)控銃床回零操作、手動(dòng)對(duì)刀操作、 工件坐標(biāo)系設(shè)定、程序輸入與編借、自動(dòng)加工等操作。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. CGM4300B數(shù)控銃床2. FANUC Oi-MD數(shù)控系統(tǒng)三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)1. 數(shù)控銃床的特點(diǎn)與組成CGM4300B數(shù)控銃床是基于PC機(jī)控制的三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銃床，該機(jī)床是浙江大學(xué) 現(xiàn)代制造工程研究所、辰光數(shù)控公司開發(fā)生產(chǎn)的教學(xué)型數(shù)控銃床，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、控制原理淸晰、加工功能強(qiáng)大、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)指令等特點(diǎn)。該機(jī)床具有直線插補(bǔ)、 圓弧

2、插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償、固左循環(huán)、子程序調(diào)用等功能；能完成基本銃削、鉆削、攻 螺紋及自動(dòng)工作循環(huán)等工作，能加工各種形狀復(fù)雜的凸輪、樣板及模具零件等。 CGM4300數(shù)控銃床硬件包括五個(gè)部分：銃床、控制柜、控制計(jì)算機(jī)、加工刀具、輔 助刀具。2. CGM4300B數(shù)控銃床主要技術(shù)參數(shù)銃床式樣雙立柱式外形尺寸800 mmX 1100 mmX 1500 mm有效行程280mm X 350mm X 100mm定位精度0. 01/300mm重復(fù)左位稱度0. 005/300mm最大運(yùn)動(dòng)速度4. 8m./min主軸最髙轉(zhuǎn)速24000r/minX-Y-Z軸驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)精度滾珠線杠換刀方式手動(dòng)、專用工具鎖緊控制計(jì)算機(jī)

3、通過(guò)PC汁算機(jī)原點(diǎn)開關(guān)光電元件行程開關(guān)X、Y、Z方向五個(gè)開關(guān)緊急制動(dòng)汁算機(jī)鍵盤控制和控制柜電源開關(guān)控制機(jī)床電源220V,50HZ3.機(jī)床坐標(biāo)系數(shù)控機(jī)床采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的笛卡爾右手直角坐標(biāo)系。即：三個(gè)坐標(biāo)軸X、Y、Z互相垂直，各坐標(biāo)軸的方向符合右手法則。大拇指的方向?yàn)閄軸正方向，食指為Y 軸正方向，中指為Z軸正方向。數(shù)控機(jī)床永遠(yuǎn)假龍工件靜止而刀具運(yùn)動(dòng)，同時(shí)規(guī)左 坐標(biāo)軸的正方向總是指向增大工件與刀具之間距離的方向。Z軸：為主軸方向，向上遠(yuǎn)離工作臺(tái)方向?yàn)檎较颉?shù)控銃床Z軸可首先確泄。X軸：平行工件裝夾平而，并平行主切削方向。數(shù)控銃床X軸水平向右為正方 向。Y軸：Y軸及正方向由笛卡爾法則判定。4.

4、數(shù)控代碼規(guī)范1）程序結(jié)構(gòu)NC程序由各個(gè)程序段組成，每個(gè)程序段執(zhí)行一個(gè)加工步驟。程序段由若干個(gè) 字組成，字由地址符和數(shù)值組成，地址符必須用大寫字母，最后一個(gè)程序段包含程 序結(jié)朿符M02或M30o目前常用的是字地址可變程序段格式。2）數(shù)控指令數(shù)控指令包括準(zhǔn)備功能指令（G功能）、輔助功能指令（M功能）、刀具功能指令 （T功能）、主軸功能指令（S功能）、進(jìn)給功能指令（F功能）。常用指令有：G00快速移動(dòng)，模態(tài)例如：G00X40Y50；G01直線插補(bǔ)，模態(tài)例如：G01X40Y30Z0；G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，模態(tài)例如：G02X40Y10R10：G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)，模態(tài)例如：G03X40Y10I10J10

5、：G04暫停，單位亳秒例如：GO4P2OOG17XY平面選擇，數(shù)控銃床缺省G21米制單位設(shè)定，缺省G41/G42/G40刀具半徑左補(bǔ)償/刀具半徑右補(bǔ)償/刀具半徑補(bǔ)償取消G43/G44/G49刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償/刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償/刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消G54G59第一工件坐標(biāo)系第六工件坐標(biāo)系指泄G80鉆孔循環(huán)取消G81 鉆孔循環(huán)例如：G81X10Y10Z-15R5F50：G83 啄式鉆孔循環(huán)例如：G83X10Y10Z-15R5P300Q5F50:G90絕對(duì)尺寸G91相對(duì)尺寸G94進(jìn)給率F ,單位mm/min,數(shù)控銃床缺省G95進(jìn)給率F,單位mm/rMOO程序停止M02程序結(jié)束M03主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)M04主軸逆

6、時(shí)針旋轉(zhuǎn)M05主軸停止M08冷卻液打開薦M09冷卻液關(guān)閉M30程序結(jié)束并返回M98調(diào)用子程序例如:M98P0032007；調(diào)用02007子程序3次M99子程序結(jié)束5. FANUC Oi-MD數(shù)控系統(tǒng)控制面板數(shù)控銃床所提供的各種功能可以通過(guò)控制而板上的鍵盤操作得以實(shí)現(xiàn)。機(jī)床配 備的數(shù)控系統(tǒng)不同英CRT/MDI控制而板的形式也不相同。CGM4300數(shù)控銃床配備 FANUC Oi-MD數(shù)控系統(tǒng)。下面介紹其各控制鍵功能。1）主功能鍵開機(jī)后先選擇主功能鍵，進(jìn)人主功能狀態(tài)后，再選擇下級(jí)子功能（軟鍵）進(jìn)行 具體操作。POS鍵：位置顯示鍵。在CRT上顯示機(jī)床現(xiàn)在的位置。（PRGRM】鍵：程序鍵。在編輯方式，編

7、輯和顯示內(nèi)存程序，顯示MDI數(shù)據(jù)?！綧ENU OFSET鍵：菜單設(shè)置鍵。刀具偏巻數(shù)值的顯示和設(shè)定。（OPR ALARM鍵：報(bào)警顯示鍵。按此鍵顯示報(bào)警號(hào)及報(bào)警提示。（DGNOS PARAM鍵：參數(shù)設(shè)宜鍵。設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)。AUX GRAPH鍵：圖象顯示鍵。暫無(wú)功能。2）數(shù)據(jù)輸人鍵用來(lái)輸人英文字母、數(shù)字及符號(hào)。常見功能有：G、指令：F進(jìn)給量：S- 主軸轉(zhuǎn)速：X、Y、Z坐標(biāo)；I、J、K圓弧的圓心坐標(biāo)；R圓弧半徑：T-刀 具號(hào)或換刀指令：0程序名；N程序段號(hào)：0-9數(shù)字等。3）編輯鍵ALTER鍵：修改鍵。在程序當(dāng)前光標(biāo)位置修改指令代碼。（INSRT1鍵：插人鍵。在程序當(dāng)前光標(biāo)位置插人指令代碼。DELE

8、T鍵：數(shù)據(jù)、程序段刪除鍵。EOB鍵：程序段結(jié)束鍵。又稱程序段輸入鍵、確認(rèn)健、回車鍵。4）復(fù)位鍵復(fù)位鍵【RESET：按下此鍵，復(fù)位CNC系統(tǒng)。5）輸人輸出鍵輸入鍵INPUT：與外部設(shè)備通信時(shí)，按下此鍵，才能啟動(dòng)輸入設(shè)備，開始輸 入數(shù)據(jù)到CNC內(nèi)。輸出鍵【OUTPT START：按下此鍵，CNC開始輸出內(nèi)存中的參數(shù)或程序到外部 設(shè)備。6）軟鍵軟鍵即子功能鍵，貝含義顯示于當(dāng)前屏幕上對(duì)應(yīng)軟鍵的位置，隨主功能狀態(tài)不 同而各異。在某個(gè)主功能下可能有若干子功能，子功能往往以軟鍵形式存在。7）編輯輔助鍵光標(biāo)移動(dòng)鍵【CURSOR：用于在CRT頁(yè)而上，一步步移動(dòng)光標(biāo)。仁 向前移動(dòng)光 標(biāo)。I :向后移動(dòng)光標(biāo)。頁(yè)面變

9、換鍵【PAGE：用于CRT屏幕選擇不同的頁(yè)面。t :向前變換頁(yè)而。I : 向后變換頁(yè)而。取消鍵【CAN】：按下此鍵，刪除上一個(gè)輸人的字符。8）運(yùn)行模式選擇旋扭：MODE SELECTHOME：返回機(jī)床參考點(diǎn)模式（JOGJ：手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給模式（JOGINC1：手動(dòng)斷續(xù)進(jìn)給模式EDIT：程序編輯模式（MDI1手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入模式（STEP：?jiǎn)尾郊庸つＪ紸UTO：自動(dòng)加工模式（HANDLE：手搖脈沖發(fā)生器操作模式9）進(jìn)給速度倍率調(diào)節(jié)旋扭：用目前的進(jìn)給速度乘上倍率得到實(shí)際進(jìn)給速度。 主軸速度倍率調(diào)節(jié)旋扭：用目前的設(shè)左速度乘上倍率得到實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速。10）其它功能按鍵及旋扭：AXIS SELECT旋扭：手動(dòng)進(jìn)給

10、軸和方向選擇旋扭。在JOG、JOGINC運(yùn)行模式 式時(shí)，選擇手動(dòng)進(jìn)給軸和方向。ON OFF鍵：CNC電源按鈕。按下“ON”接通CNC電源；按下“OFF”斷 開CNC電源。E-STOP鍵：急停按鈕。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，按下此按鈕，伺服進(jìn)給及主軸 運(yùn)轉(zhuǎn)立即停止工作。6. 數(shù)控銃床的基本操作當(dāng)加工程序編制完成之后，就可操作機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行加工。下面介紹數(shù)控銃床 的一些基本操作方法。1）電源的接通與斷開在機(jī)床電源接通之前，檢査電源的柜內(nèi)空氣開關(guān)是否全部接通，將電源框門關(guān) 好后，先打開機(jī)床電源，再按操作而板上的“CNC POWER ON”按鈕方能打開機(jī)床主 電源開關(guān)。當(dāng)CRT屏幕上顯示X、Y、Z的坐標(biāo)位宜時(shí)

11、，即可開始工作。當(dāng)自動(dòng)工作循環(huán)結(jié)朿，機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件停I匕運(yùn)動(dòng)后，按操作面板上的“CNC POWER OFF”按鈕，斷開數(shù)控系統(tǒng)的電源，然后切斷電源柜上的機(jī)床電源開關(guān)。2）回零操作在機(jī)床岀現(xiàn)下列情況之一時(shí)，操作者必須進(jìn)行返回機(jī)床參考點(diǎn)的操作：開始工 作之前機(jī)床電源接通：機(jī)床停電后再次接通數(shù)控系統(tǒng)的電源：機(jī)床在急停信號(hào)或超 程報(bào)警信號(hào)解除之后恢復(fù)工作。返回參考點(diǎn)的操作步驟：旋轉(zhuǎn)方式選擇開關(guān)“MODE SELECT”至“HOME”位置, 進(jìn)人回零方式；按坐標(biāo)軸選擇按鈕“JOG AXIS SELECT"的+X或+Y或+Z鍵選 擇一個(gè)所需移動(dòng)的坐標(biāo)軸；旋轉(zhuǎn)快速倍率修調(diào)開關(guān)設(shè)左返回參考點(diǎn)進(jìn)給速度；

12、 按下坐標(biāo)軸正向運(yùn)動(dòng)按鈕后放開，坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)自動(dòng)保持到返回參考點(diǎn)，直到參考點(diǎn)指 示燈亮?xí)r停止。3）手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給及斷續(xù)進(jìn)給手動(dòng)斷續(xù)進(jìn)給操作步驟：旋轉(zhuǎn)方式選擇開關(guān)“MODE SELECT"至“JOGINC”， 進(jìn)入斷續(xù)進(jìn)給方式，并設(shè)置進(jìn)給步長(zhǎng)：按坐標(biāo)軸選擇按鈕“JOG AXIS SELECT”的 X或Y或Z鍵選擇準(zhǔn)備移動(dòng)的坐標(biāo)軸:旋轉(zhuǎn)快速倍率修調(diào)開關(guān)“FEEDRATE OVERRIDE" 選擇點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給速率；根據(jù)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向，按正方向或負(fù)方向按鈕，各坐標(biāo)便 可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給。點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)下，每按一次坐標(biāo)進(jìn)給鍵，進(jìn)給部件移動(dòng)一段距離。手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給操作步驟：旋轉(zhuǎn)方式選擇開關(guān)“MODE. S

13、ELECT”處于“JOG”位巻 時(shí)，選擇運(yùn)動(dòng)軸，按正方向或負(fù)方向按鈕，運(yùn)動(dòng)部件便在相應(yīng)的坐標(biāo)方向上連續(xù)運(yùn) 動(dòng)，直到按鈕松開時(shí)坐標(biāo)軸才停止運(yùn)動(dòng)。4）主軸手動(dòng)操作自動(dòng)運(yùn)行時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等均可在程序中用S功能和M功能指左。手動(dòng)操 作時(shí)要使主軸啟動(dòng)，必須用MDI方式設(shè)立主軸轉(zhuǎn)速。當(dāng)方式選擇開關(guān)“MODE SELECT" 處于"JOG”位置時(shí)可手動(dòng)控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)開關(guān) uSPINDLE SPEED OVERRIDE",對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行倍率修調(diào)。按手動(dòng)操作按鈕C取CCW. STOP控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止。5）自動(dòng)運(yùn)行操作機(jī)床的自動(dòng)運(yùn)行也稱為機(jī)床

14、的自動(dòng)循環(huán)，自動(dòng)運(yùn)行前必須使各坐標(biāo)軸返回參考 點(diǎn)，并有結(jié)構(gòu)完整的數(shù)控程序。先將旋轉(zhuǎn)方式選擇開關(guān)“MODE SELECT”置于“AUTO”狀態(tài)，進(jìn)人自動(dòng)運(yùn)行方式； 按程序鍵PRGRM,屏幕顯示數(shù)控程序：按CURSOR鍵，光標(biāo)移動(dòng)至被選程序的程序頭： 按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕“CYCLE START”，則自動(dòng)操作開始執(zhí)行。6）機(jī)床急停操作機(jī)床在手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行中，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停止機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。使用 急停按鈕或進(jìn)給保持按鈕中的任意一個(gè)均可使機(jī)床停止。使用急停按鈕。如果機(jī)床運(yùn)行時(shí)按下急停按鈕“E-STOP”，則機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和主 軸運(yùn)動(dòng)會(huì)立即停I匕工作。待排除故障重新執(zhí)行程序恢復(fù)機(jī)床的工作時(shí)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)

15、 該按鈕，按下機(jī)床復(fù)位按鈕復(fù)位后，進(jìn)行手動(dòng)返回機(jī)床參考點(diǎn)的操作。使用進(jìn)給保持按鈕。如果機(jī)床在運(yùn)行時(shí)按下進(jìn)給?！癋EED HOLD”按鈕后，機(jī)床 處于保持狀態(tài)。待急停解除之后，按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕恢復(fù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，無(wú)需進(jìn)行 返回參考點(diǎn)的操作。7）刀具偏置設(shè)定刀具偏宜設(shè)定包括刀具長(zhǎng)度偏置量與刀具半徑偏置呈:的設(shè)泄。操作步驟：按功 能鍵MENU OFSET進(jìn)入偏置菜單：按軟鍵TOOL,進(jìn)入刀具偏置設(shè)泄畫而；移動(dòng)光標(biāo) 到要輸人或修改的偏置號(hào)：鍵入偏置量；按輸入鍵INPUTo8）程序的輸入和編輯當(dāng)輸入、編輯、檢索程序時(shí)需將程序保護(hù)開關(guān)“PROGRAM PROTECT"打開，并 將運(yùn)行模式置于EDI

16、T狀態(tài)，顯示模式置于PRGRM狀態(tài)。程序新建：鍵入程序名，按INSRT完成程序新建。程序調(diào)入：鍵入程序名，按INPUT完成程序調(diào)入。程序輸入：鍵入程序單元，按INSRT完成輸入確認(rèn)，按EOB程序段換行。程序編輯：按替換鍵ALTER、刪除鍵DELET、退格鍵CAN等完成程序的修改編借。7、數(shù)控銃床操作步驟1）開機(jī)。開機(jī)一般是先開機(jī)床再開系統(tǒng)，有的設(shè)計(jì)二者是互鎖的，機(jī)床不通電 就不能在CRT上顯示信息。2）返回參考點(diǎn)。對(duì)于增量控制系統(tǒng)（使用增量式位置檢測(cè)元件）的機(jī)床，必須 首先執(zhí)行這一步，以建立機(jī)床各坐標(biāo)的移動(dòng)基準(zhǔn)。3 ）輸入數(shù)控程序。若是簡(jiǎn)單程序可直接采用鍵盤在CNC控制面板上輸入，若程 序非常

17、簡(jiǎn)單且只加工一件且程序沒(méi)有保存的必要時(shí)采用MDI方式輸人，外部程序通 過(guò)DNC方式輸入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存。4）程序編輯。輸入的程序若需要修改，則要進(jìn)行編輯操作。此時(shí)，將方式選擇 開關(guān)置于編輯位置，利用編輯鍵進(jìn)行增加、刪除、更改。編輯后的程序必須保存后 方能運(yùn)行。5）空運(yùn)行校驗(yàn)。機(jī)床鎖住，機(jī)床后臺(tái)運(yùn)行程序。此步驟是對(duì)程序進(jìn)行檢査，若 有錯(cuò)誤，則需重新進(jìn)行編輯。6）對(duì)刀并設(shè)泄工件坐標(biāo)系。采用手動(dòng)進(jìn)給移動(dòng)機(jī)床，使刀具中心位于工件坐標(biāo) 系的零點(diǎn)，該點(diǎn)也是程序的起始處，將該點(diǎn)的機(jī)械坐標(biāo)寫入G54偏置，按確左鍵完 成。7）自動(dòng)加工。加工中可以按進(jìn)給保持按鈕，暫停進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，觀察加工情況或進(jìn) 行手工測(cè)量，再按下循環(huán)

18、啟動(dòng)按鈕，即可恢復(fù)加工。8）關(guān)機(jī)。一般應(yīng)先關(guān)閉數(shù)控系統(tǒng)，最后關(guān)閉機(jī)床電源。8、數(shù)控銃床操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)1）每次開機(jī)前要檢查一下銃床潤(rùn)滑汕泵中的潤(rùn)滑油是否充裕，切削液是否足夠 等。2）開機(jī)時(shí)，首先打開總電源，然后按下CNC電源中的開啟按鈕，把急停按鈕 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，按下銃床復(fù)位按鈕，使處于待命狀態(tài)。3 ）在手動(dòng)操作時(shí)，必須時(shí)刻注意，在進(jìn)行X、Y方向移動(dòng)前，必須使Z軸處于 抬刀位置。移動(dòng)過(guò)程中，不能只看CRT屏幕中坐標(biāo)位巻的變化，而要觀察刀具的移 動(dòng)。4）在編程過(guò)程中，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，盡量少用G00指令，特別在X、Y、Z三軸 聯(lián)動(dòng)中，更應(yīng)注意。在走空刀時(shí)，應(yīng)把Z軸的移動(dòng)與X、Y軸的移動(dòng)分開進(jìn)行，即多 抬刀、少斜插，避免刀具碰到工件而發(fā)生破壞。5）在利用DNC功能時(shí)，要注意銃床的內(nèi)存容量，一般從電腦向銃床傳輸?shù)某绦?總字節(jié)數(shù)應(yīng)小于23kB。如果程序比較長(zhǎng)，則必須采用由電