數(shù)控銑床編程與操作實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四 數(shù)控銑床編程與操作實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解數(shù)控銑床的基本特點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系。2熟悉 FANUC 0i-MD 數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用。3 掌握數(shù)控銑床常規(guī)操作方法，重點(diǎn)學(xué)習(xí)數(shù)控銑床回零操作、手動對刀操作、 工件坐標(biāo)系設(shè)定、程序輸入與編輯、自動加工等操作。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 CGM4300B 數(shù)控銑床2 FANUC 0i-MD 數(shù)控系統(tǒng)三、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識1 數(shù)控銑床的特點(diǎn)與組成CGM4300B 數(shù)控銑床是基于 PC 機(jī)控制的三軸聯(lián)動數(shù)控銑床，該機(jī)床是大學(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)控銑床，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡 單、控制原理清晰、加工功能強(qiáng)大、國際標(biāo)準(zhǔn)指令等特點(diǎn)。該機(jī)床具有直線插補(bǔ)、 圓弧插

2、補(bǔ)、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)、子程序調(diào)用等功能；能完成基本銑削、鉆削、攻 螺紋及自動工作循環(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)控銑床硬件包括五個(gè)部分：銑床、控制柜、控制計(jì)算機(jī)、加工刀具、 輔助刀具。2 CGM4300B數(shù)控銑床主要技術(shù)參數(shù)銑床式樣雙立柱式外形尺寸800 mm x 1100 mm x 1500 mm有效行程280mm x 350mm x 100mm定位精度0.01/300mm重復(fù)定位精度0.005/300mm最大運(yùn)動速度4.8m/min主軸最高轉(zhuǎn)速24000r/minX-Y-Z 軸驅(qū)動伺服電機(jī)驅(qū)動精度滾珠絲杠換刀方式手動、專用工具鎖緊控制計(jì)算機(jī)通過

3、 PC 計(jì)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)緊急制動計(jì)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)?X 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)假定工件靜止而刀具運(yùn)動，同時(shí)規(guī) 定坐標(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)離工作臺方向?yàn)檎较颉?數(shù)控銑床 Z 軸可首先確定。X 軸：平行工件裝夾平面，并平行主切削方向。數(shù)控銑床X 軸水平向右為正方向。Y 軸： Y

4、軸及正方向由笛卡爾法則判定。4 數(shù)控代碼規(guī)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)束符 M02 或 M30 。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，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 ；G0

5、3逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)，模態(tài)例如G03X40Y10I10J10；G04暫停，單位毫秒例如G04P200G17XY 平面選擇，數(shù)控銑床缺省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刀具長度正補(bǔ)償/ 刀具長度負(fù)補(bǔ)償/ 刀具長度補(bǔ)償取消G54G59第一工件坐標(biāo)系第六工件坐標(biāo)系指定G80鉆孔循環(huán)取消G81鉆孔循環(huán)例如：G81X10Y10Z-15R5F50G83啄式鉆孔循環(huán)例如G83X10Y10Z-15R5P300Q5F50；G90絕對尺寸G91相對尺寸G94進(jìn)給率F,單位 mm/mi n.數(shù)控銑床缺省G95進(jìn)給率F,單位 mm /

6、 rM00程序停止M02程序結(jié)束M03主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)M04主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)M05主軸停止M08M09冷卻液打開冷卻液關(guān)閉M30M98程序結(jié)束并返回調(diào)用子程序例如 ：M98P0032007 ；調(diào)用 O2007子程序 3 次M99 子程序結(jié)束5 FANUC 0i-MD數(shù)控系統(tǒng)控制面板數(shù)控銑床所提供的各種功能可以通過控制面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)不同其 CRT/MDI 控制面板的形式也不相同。 CGM4300 數(shù)控銑床配 備 FANUC 0i-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，再選擇下級子功能(軟鍵)進(jìn)行 具體操作?！?

7、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，編輯和顯示存程序，顯示 MDI 數(shù)據(jù)。【MENU OFSET 】鍵：菜單設(shè)置鍵。刀具偏置數(shù)值的顯示和設(shè)定?！綩PR ALARM 】鍵：報(bào)警顯示鍵。按此鍵顯示報(bào)警號及報(bào)警提示?！綝GNOS PARAM 】鍵：參數(shù)設(shè)置鍵。設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)?！続UX GRAPH 】鍵：圖象顯示鍵。暫無功能。2) 數(shù)據(jù)輸人鍵用來輸人英文字母、數(shù)字及符號。常見功能有：G、M 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刀具號或換刀指令；0 程序名；N 程序段號；0-

8、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。【 INSRT 】鍵：插人鍵。在程序當(dāng)前光標(biāo)位置插人指令代碼?！?DELET 】鍵：數(shù)據(jù)、程序段刪除鍵?！?E0B 】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，才能啟動輸入設(shè)備，開始輸 入數(shù)據(jù)到 CNC 。輸出鍵【 0UTPT START 】：按下此鍵， CNC 開始輸出存中的參數(shù)或程序到外 部設(shè)備。6) 軟鍵 軟鍵即子功能鍵，其含義顯示于當(dāng)前屏幕上對應(yīng)軟鍵的位置

9、，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)移動鍵【CURSOR】：用于在CRT頁面上，一步步移動光標(biāo)。f:向前移 動光標(biāo)。向后移動光標(biāo)。頁面變換鍵【PAGE】：用于CRT屏幕選擇不同的頁面。f:向前變換頁面。向后變換頁面。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 SELECT【 HOME 】:返回機(jī)床參考點(diǎn)模式【JOG 】:手動連續(xù)進(jìn)給模式【JOGINC 】:手動斷續(xù)進(jìn)給模式【EDIT 】:程序編輯模式【 MDI 】:手動數(shù)據(jù)輸入模式【 STEP 】:單步加工模式【AUTO 】:自動加

10、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)定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:手動進(jìn)給軸和方向選擇旋扭。在 JOG 、JOGINC 運(yùn) 行模式式時(shí)，選擇手動進(jìn)給軸和方向?！綩N】【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)控銑床的基本操作 當(dāng)加工程序編制完成之后，就可操作機(jī)

11、床對工件進(jìn)行加工。下面介紹數(shù)控銑床 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，檢查電源的柜空氣開關(guān)是否全部接通，將電源框門關(guān)好 后，先打開機(jī)床電源，再按操作面板上的“ 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)位置時(shí)，即可開始工作。當(dāng)自動工作循環(huán)結(jié)束，機(jī)床運(yùn)動部件停止運(yùn)動后，按操作面板上的“CNCPOWER 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)床出現(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

12、在急停信號或超 程報(bào)警信號解除之后恢復(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)所需移動的坐標(biāo)軸；旋轉(zhuǎn)快速倍率修調(diào)開關(guān)設(shè)定返回參考點(diǎn)進(jìn) 給速度；按下坐標(biāo)軸正向運(yùn)動按鈕后放開，坐標(biāo)運(yùn)動自動保持到返回參考點(diǎn)，直 到參考點(diǎn)指示燈亮?xí)r停止。3） 手動連續(xù)進(jìn)給及斷續(xù)進(jìn)給手動斷續(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；按坐標(biāo)軸選擇按鈕“JOGAXIS SELECT ”的X或Y

13、或Z鍵選擇準(zhǔn)備移動的坐標(biāo)軸；旋轉(zhuǎn)快速倍率修調(diào)開 關(guān)“ FEEDRATE OVERRIDE ”選擇點(diǎn)動進(jìn)給速率；根據(jù)坐標(biāo)軸運(yùn)動的方向，按 正方向或負(fù)方向按鈕，各坐標(biāo)便可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動進(jìn)給。點(diǎn)動狀態(tài)下，每按一次坐標(biāo)進(jìn)給 鍵，進(jìn)給部件移動一段距離。手動連續(xù)進(jìn)給操作步驟：旋轉(zhuǎn)方式選擇開關(guān) “ MODE. SELECT ”處于“ JOG ”位置時(shí)，選擇運(yùn)動軸，按正方向或負(fù)方向按鈕，運(yùn)動部件便在相應(yīng)的坐標(biāo)方向上連 續(xù)運(yùn)動，直到按鈕松開時(shí)坐標(biāo)軸才停止運(yùn)動。4 ）主軸手動操作自動運(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功能指定。手動操 作時(shí)要使主軸啟動，必須用 MDI 方式設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速。當(dāng)方式選擇開關(guān)“

14、MODE SELECT ”處于 "JOG ”位置時(shí)可手動控制主軸的正轉(zhuǎn)、 反轉(zhuǎn)和停止。 調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速 修調(diào)開關(guān) “SPINDLE SPEED OVERRIDE ”，對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行倍率修調(diào)。 按手動操 作按鈕 CW、 CCW 、 STOP 控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止。5 ）自動運(yùn)行操作 機(jī)床的自動運(yùn)行也稱為機(jī)床的自動循環(huán)，自動運(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)移動至被 選程序的程序頭；按下循環(huán)啟動按鈕“

15、CYCLE START ”，則自動操作開始執(zhí)行。6 ）機(jī)床急停操作 機(jī)床在手動或自動運(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。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)動和 主軸運(yùn)動會立即停止工作。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)該按鈕，按下機(jī)床復(fù)位按鈕復(fù)位后，進(jìn)行手動返回機(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?！?FEED 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)啟動按鈕恢復(fù)機(jī)床運(yùn)動狀態(tài)，無需 進(jìn)行返回參考點(diǎn)的操作。7 ）刀具偏置設(shè)定刀

16、具偏置設(shè)定包括刀具長度偏置量與刀具半徑偏置量的設(shè)定。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)定畫面；移動光標(biāo)到要輸人或修改的偏置號；鍵入偏置量；按輸入鍵 INPUT 。8 ）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 EDIT 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

17、ALTER 、刪除鍵 DELET 、退格鍵 CAN 等完成程序的修 改編輯。7 、數(shù)控銑床操作步驟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)。對于增量控制系統(tǒng)（使用增量式位置檢測元件）的機(jī)床，必須 首先執(zhí)行這一步，以建立機(jī)床各坐標(biāo)的移動基準(zhǔn)。3 ）輸入數(shù)控程序。若是簡單程序可直接采用鍵盤在CNC 控制面板上輸入，若程序非常簡單且只加工一件且程序沒有保存的必要時(shí)采用MDI 方式輸人， 外部程序通過 DNC 方式輸入數(shù)控系統(tǒng)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

18、，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)床后臺運(yùn)行程序。此步驟是對程序進(jìn)行檢查，若 有錯(cuò)誤，則需重新進(jìn)行編輯。6 ）對刀并設(shè)定工件坐標(biāo)系。 采用手動進(jìn)給移動機(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， 按確定鍵完 成。7 ）自動加工。 加工中可以按進(jìn)給保持按鈕，暫停進(jìn)給運(yùn)動，觀察加工情況或進(jìn) 行手工測量，再按下循環(huán)啟動按鈕，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)控銑床操作過程中的注意事項(xiàng)1 ）每次開機(jī)前要檢查一下銑床潤滑油泵中的潤滑油是否充裕， 切削液是否足夠 等。2 ）開機(jī)時(shí)