數控車實訓電子教案分析

1、數控車實訓課程數控車實訓課程電子教案電子教案XXXX公司公司XXX 一.學習目的和要求 二.數控車床簡介 三.數控車床零件加工工藝順序 四.數控車床編程指令簡介 五.現場講解并演示 六.安全操作要點學習目的和要求u了解數控車床的組成、原理、特點、應用和數控車床和普通車床加工的異同點。 u掌握數控車編程的基本知識，常用指令。u了解安全操作規(guī)范。u完成一個零件的程序編制。u掌握所編零件程序的模擬仿真（校驗）。u掌握數控車床基本操作方法及加工步驟。學會對刀。u握在數控車床上簡單零件的實際加工。二.數控車床簡介 1.數控機床概述 2.數控車床組成和傳動原理 3.數控車床加工范圍 4.數控車床加工特點1

2、.數控機床概述2.發(fā)展趨勢：（1）高速化、高精度化 高速化指數控機床的高速切削和高速插補進給，目標是在保證加工精度的前提下，提高加工速度。這不僅要求數控系統(tǒng)的處理速度快，同時還要求數控機床具有大功率和大轉矩的高速主軸、高速進給電動機、高性能的刀具、穩(wěn)定的高頻動態(tài)剛度 。高精度包括高進給分辨率、高定位精度和重復定位精度、高動態(tài)剛度，高性能閉環(huán)交流數字伺服系統(tǒng)等 。（2）多功能化、智能化 具有多種監(jiān)控,檢測及補償的功能。具有擬人智能特征，智能數控系統(tǒng)通過對影響加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統(tǒng)的內部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速做出實現最佳目標的智能決策 。（3）高可靠性 選用

3、高質量的印制電路和元器件，對元器件進行嚴格地篩選，建立穩(wěn)定的制造工藝及產品性能測試等一整套質量保證體系 。軟件，硬件的模塊化，標準化，通用化。（4）柔性化1.數控機床的產生和發(fā)展：1952年，美國帕森斯公司和麻省理工學院研制成功了世界上第一臺數控銑床。半個世紀以來，數控技術得到了迅猛的發(fā)展，加工精度和生產效率不斷提高。 數控機床的發(fā)展至今已經歷了兩個階段和六代。1952年第一代電子管數控機床1959年第二代晶體管數控機床1965年第三代集成電路數控機床1970年第四代小型計算機數控機床1974年第五代微型計算機數控系統(tǒng)1990年第六代基于PC的數控機床。2.2.數控機床的基本概念數控機床的基本

4、概念 （1）數控（Numerical Control，簡稱NC） 是采用數字化信息對機床的運動及其加工過程進行控制的方法。 （2）數控機床（Numerically Controlled Machine tool） 是指裝備了微處理器或專用微機數控系統(tǒng)的機床，簡稱CNC機床。返回返回返回返回2.數控車床組成數控車床由數控系統(tǒng)和機床本體組成數控系統(tǒng)包括控制電源、軸伺服控制器、主機、軸編碼器、顯示器組成。機床本體包括床身、電動機、主軸箱、回轉刀架、進給傳動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、機床安全保護系統(tǒng)組成。 主軸箱主軸箱回轉刀架回轉刀架尾座尾座導軌導軌溜板操作面板操作面板伺伺服服電電機機滾珠滾珠絲桿絲桿

5、2.數控車床傳動原理1.主運動：主軸帶動工件旋轉形成數控車床主運動。2.進給運動：X、Z兩方向伺服電機直接驅動滾珠絲杠運動同時帶動刀架移動，形成縱橫向切削運動。數控車床傳動原理圖3.數控車床加工范圍：適于回轉體零件的單件、小批量生產，特別是復雜型面零件的的加工。 1.數控車床能夠加工各種軸類(圖片)和盤套類(圖片)零件。 2.數控車床能夠加工各種復雜回轉體曲面(圖片)。 3.數控車床能夠加工各種螺距甚至變螺距螺紋。軸類零件盤套類零件回轉體曲面變螺距螺紋4.數控車床加工特點進給傳動機構簡單：進給傳動機構簡單：進給傳動機構一般為滾珠絲桿副伺服電動機與滾珠絲桿連接或通過同步帶連接。數控車床是采用伺服

6、電動機經滾珠絲杠，傳到滑板和刀架，實現Z向（縱向）和X向（橫向）進給運動。 能加工復雜型面：能加工復雜型面：能多軸聯(lián)動而實現許多普通機床難以完成的工作。（如球面）加工精度高、質量穩(wěn)定：加工精度高、質量穩(wěn)定：普通數控機床的脈沖量為0.01mm。高精度的機床可達0.001mm。具有位置檢測裝置。加工零件質量由機床保證。 減輕了操作者的勞動強度：減輕了操作者的勞動強度：數控車床的動作是由程序控制的，操作者一般只需裝卸零件和更換刀具并監(jiān)視機床的運行。 具有故障診斷的能力：具有故障診斷的能力：現代CNC系統(tǒng)一般具備軟件查找故障的功能。包括查找計算機本身和外圍設備的故障。極大的提高檢修效率。 三.數控車床

7、零件加工工藝順序 1.分析加工圖紙。 2.建立工件坐標系。 3.制定加工工藝。 4.確定切削用量。 5.選擇刀具。 6.編制加工程序。 7.調試加工程序。 8.完成零件加工。 坐標系機械原點機械原點工件原點（編程原點）工件原點（編程原點）參考點參考點+X+ZG92G92設定起刀點設定起刀點機床坐標系機床坐標系: :是數控機床安裝調試時便設是數控機床安裝調試時便設定好的一固定的坐標系統(tǒng)。定好的一固定的坐標系統(tǒng)。機床原點：機床原點：在主軸端面中心，在主軸端面中心，Z軸與主軸中心線重合，為縱向進刀方向，X軸與主軸垂直，為橫向進刀方向。刀具遠離工件的方向為它們的正方向參考點：參考點：在X軸和Z軸的正向

8、極限位置處，該點在機床制造廠出廠時以調試好，并將數據輸入到數控系統(tǒng)中。數控車床開機時，必須先確定機床參考點，我們也稱之為回零。只有機床參考點確定以后，車刀移動才有了依據，否則，不僅編程無基準，還會發(fā)生碰撞等事故。 編程坐標系: 是在對圖紙上零件編程時就建立的，程序數據便是基于該坐標系的坐標值。編程原點：是根據工件的圖樣及工藝要求選定的，一般選在設計基準或定位基準上。 對數車而言一般選在工件軸線與左端面或右端面的交點上。工件坐標系：是編程坐標系在機床上的具體體現。由相應的編程指令建立（如G92）。對刀對刀操作操作建立工件坐標系建立工件坐標系：G92 X_Z_參數說明：參數說明：X X、Z Z、為

9、當前刀具位置相對于、為當前刀具位置相對于將要建立將要建立的工件原點的坐的工件原點的坐標值。標值。執(zhí)行執(zhí)行G92G92指令時，是通過刀具當前所在位置（刀具起始點）來設定指令時，是通過刀具當前所在位置（刀具起始點）來設定工件坐標系的。工件坐標系的。vG92 G92 設置的工件原點是隨刀具當前位置（起始位置）的變化而變化的。設置的工件原點是隨刀具當前位置（起始位置）的變化而變化的。1、一旦執(zhí)行G92指令建立坐標系，后續(xù)的絕對值指令坐標位置都是此工件坐標系中的坐標值。2、G92指令必須跟坐標地址字，須單獨一個程序段指定。且一般寫在程序開始。3、執(zhí)行此指令刀具并不會產生機械位移，只建立一個工件坐標系.4

10、、執(zhí)行此指令之前必須保證刀位點與程序起點（或對刀點）符合。四.數控車床編程指令介紹 1.文件名：O_ _ _ _ 由字母O和四位數字或字母組成。系統(tǒng)通過調用文件名來調用程序，進行加工或編輯。 2.程序結構：一個完整的數控加工程序由程序開始部分(程序號)、若干個程序段、程序結束部分組成。 程序開始部分：程序號：%_ _ _ _（引導程序）包括：預設速度，絲杠間隙等檢測補償 程序段基本格式：N_ G_ X_ Z_ M_ S_ T_ F_ 程序 準備 尺寸字 輔助 主軸 刀具 進給 段號 功能 功能 功能 功能 功能 程序結束：M02 或M30主軸功能 ：S指令 編程格式: G96 S 單位: m/

11、min G97 S 單位: r/min。例：G96 S150 表示切削點線速度控制在150 m/min。(主軸轉速非恒定)例：G97 S1000 表示恒線速控制取消后主軸轉速1000 r/min，如S 未指定，將保留G96的最終值。 (恒轉速控制一般在車螺紋或車削工件直徑變化不大時使用)進給功能：F指令 格式:F; 其中代表數字,單位:mm 。 指令含義:代表每分鐘車刀移動mm 。 G94 F單位：mm/min（默認） G95 F單位：mm/r 加工時使用:100800mm/min 。 切斷或加工深孔宜選較低進給速度。 刀具空行程，遠距離“回零”時使用機床設定的最高速度。刀具功能：T指令 格式

12、：T 刀具號 刀具補償號l 功能：實現選刀，換刀和刀具補償注： 1）刀具的序號與刀盤上的刀位號相對應； 2）刀具補償包括幾何形狀補償和磨損補償； 3）刀具序號和刀具補償序號不必相同，但為了方便盡量一致； 4）每次刀具加工結束后必須取消其刀具補Txx00。M指令1.程序暫停指令M00 。2.主軸正轉指令M03 。3.主軸反轉指令M04 。4.主軸停止指令M05 。5.程序結束指令M02,M30 。G指令重要提示：表示機床默認狀態(tài)RKIG代碼功能格式G00G00快速定位G00XG00X（U U）-Z-Z（W W）-X，Z：為直徑編程時，快速定位終點在工件坐標系中的坐標U，W：為增量編程時，快速定位

13、終點相對于起點的位移量G01G01直線插補G01 X(U)-Z(W)-F-G01 X(U)-Z(W)-F-X，Z：絕對編程時，終點在工件坐標系中的坐標.U，W：增量編程時，終點相對于起點的位移量F：合成進給速度G02G02順圓插補G02X-Z-R-F-G02X-Z-R-F-X，Z：絕對編程時，圓弧終點在工件坐標系中的坐標R：圓弧半徑F：編程的兩個軸的合成進給速度G03G03逆圓插補同上G20G20G21G21英寸輸入毫米輸入G20X-Z-同上G36G36G37G37直徑編程半徑編程G71內（外）徑粗車復合循（無凹槽加工時）內（外）徑粗車復合循環(huán)（有凹槽加工時）G71U(G71U(d) R(r)

14、 P(ns) Q(nf) X(d) R(r) P(ns) Q(nf) X(x) Z(x) Z(z) F(f) S(s) z) F(f) S(s) T(t)T(t)G71U(G71U(d)R(r)P(ns)Q(nf)E(e)F(f)S(s)T(t)d)R(r)P(ns)Q(nf)E(e)F(f)S(s)T(t)d d ：切削深度（每次切削量），指定時不加符號。r r： 每次退刀量nsns： 精加工路徑第一程序段的順序號nfnf： 精加工路徑最后程序段的順序號x x： X方向精加工余量z z ： Z方向精加工余量f f，s s，t t：粗加工時G71種編程的F，S，T有效，而精加工時處于ns到 n

15、f程序段之間的F，S，T有效e e： 精加工余量，其為X方向的等高距離；外徑切削時為正，內徑切削時為負G82直螺紋切削循環(huán)錐螺紋切削循環(huán)G82X-Z-R-E-C-P-F-G82X-Z-R-E-C-P-F-G82X-Z-I-R-E-C-P-F-G82X-Z-I-R-E-C-P-F-R R，E E：螺紋切削的退尾量，R，E均為向量，R為Z向回退量；E為X向回退量，R，E可以省略，表示不用回退功能C C：螺紋頭數，為0或1時切削單頭螺紋P P：單頭螺紋切削時，為主軸基準脈沖處距離切削起始點的主軸轉角（缺省值為0）；多頭螺紋切削時，為相鄰螺紋頭的切削起始點之間對應的主軸轉角F F：螺紋導程I I：螺紋

16、起點B與螺紋終點C的半徑差G92工件坐標系設定G92X-Z-編程實例： 例：用外徑粗車復合循環(huán)編制下圖所示零件的加工程序：要求循環(huán)起始點在（40，2），切屑深度為1.5mm。退刀量為0.5mm，X方向精加工余量為0.5mm,Z方向精加工余量為0.03mm。粗車和精車時的進給速度分別為200mm/min和100mm/min。%0001%0001N10 G92 X100 Z100N10 G92 X100 Z100N20 T0101N20 T0101N30 M03N30 M03N40 G90 G00 N40 G90 G00 X40 Z2X40 Z2N50 N50 G71G71 U1.5 R0.5 U

17、1.5 R0.5 P60 Q130P60 Q130 X0.5 Z0.03X0.5 Z0.03 F200 F200N55 G00 X100 Z100N55 G00 X100 Z100N57 M03 T0101N57 M03 T0101N59 G00 X40 Z2N59 G00 X40 Z2N60N60 G01 X8 Z2 G01 X8 Z2 F100F100N70 G01 X16 Z-2N70 G01 X16 Z-2N80 G01 X16 Z-28N80 G01 X16 Z-28N90 G01 X24 Z-38N90 G01 X24 Z-38N100 G01 X24 Z-48N100 G01 X

18、24 Z-48N110 G02 X24 Z-60 R10N110 G02 X24 Z-60 R10N120 G01 X24 Z-70N120 G01 X24 Z-70N130N130 G01 X40G01 X40N140 G00 X100 Z100N140 G00 X100 Z100N150 T0100N150 T0100程序名程序名加工外輪廓：加工外輪廓：設定工件坐標（換刀點）設定工件坐標（換刀點）換一號刀（外圓刀）換一號刀（外圓刀）主軸正轉主軸正轉絕對編程，刀具快移到循環(huán)起點位置絕對編程，刀具快移到循環(huán)起點位置外徑粗車復合循環(huán)：從第外徑粗車復合循環(huán)：從第N60N60段開始到段開始到N120

19、N120結束。結束。退刀退刀選擇精車轉速，刀具選擇精車轉速，刀具快速定位至工件附近快速定位至工件附近精加工起點，精加工進給速度精加工起點，精加工進給速度100mm/min100mm/min精加工精加工2X452X45倒角倒角精加工精加工1616外圓到外圓到Z-28Z-28位置位置精加工外圓錐到（精加工外圓錐到（24,-3824,-38）位置）位置精加工精加工2424外圓到外圓到Z-48Z-48位置位置精加工精加工R10R10圓弧到圓弧到Z-60Z-60位置位置精加工精加工2424外圓到外圓到Z-70Z-70位置位置退出已加工面精，加工輪廓結束退出已加工面精，加工輪廓結束回換刀點回換刀點取消一號

20、刀補取消一號刀補N200 T0202 N200 T0202 N210 G00X40Z-28N210 G00X40Z-28N220 G01X12Z-28N220 G01X12Z-28F50F50N230 G01X40Z-28F500N230 G01X40Z-28F500N240 N240 G00X100Z100G00X100Z100N250 T0200N250 T0200N300 N300 T0303T0303N310 G00XN310 G00X1818Z Z2 2N320 G82X15N320 G82X15Z-25Z-25F2F2N330 G82X14Z-25F2N330 G82X14Z-25

21、F2N340 G82X13.5Z-25F2N340 G82X13.5Z-25F2N350 G82XN350 G82X13.413.4Z-25F2Z-25F2N360 G00X100Z100N360 G00X100Z100N370 T0300N370 T0300加工槽：加工槽：換二號刀并確定其坐標系（切斷刀）換二號刀并確定其坐標系（切斷刀）快速移動到（快速移動到（4040，-28-28）切槽加工切槽加工1212外圓，進給速度外圓，進給速度50mm/min50mm/min退出已加工面，切槽結束，進給速度退出已加工面，切槽結束，進給速度200mm/min200mm/min回換刀點回換刀點取消二號刀補

22、取消二號刀補加工螺紋：加工螺紋：換三號刀并確定其坐標系（螺紋刀換三號刀并確定其坐標系（螺紋刀) )快速移動到（快速移動到（1818，2 2）循環(huán)點）循環(huán)點加工螺紋至（加工螺紋至（1515，-26-26）螺距）螺距2 2加工螺紋至（加工螺紋至（1414，-26-26）螺距）螺距2 2加工螺紋至（加工螺紋至（13.513.5，-26-26）螺距）螺距2 2加工螺紋至（加工螺紋至（13.413.4，-26-26）螺距）螺距2 2回換刀點回換刀點取消三號刀補取消三號刀補N400 T0202N400 T0202N410 G00N410 G00X40X40Z-75Z-75N420 G01X0Z-75F50

23、N420 G01X0Z-75F50N430 G01XN430 G01X4040Z-75F500Z-75F500N440G00X100Z100N440G00X100Z100N450 T0200N450 T0200N460M05N460M05N470M02N470M02切斷：切斷：換二號刀并確定其坐標系（切斷刀）換二號刀并確定其坐標系（切斷刀）快速快速定位定位到（到（3535，-75-75），加），加5 5mmmm刀寬刀寬切斷（切斷（0 0，-75-75），進給速度），進給速度50mm/min50mm/min退刀至安全位置退刀至安全位置快速回換刀點快速回換刀點取消二號刀補取消二號刀補主軸停止主軸停

24、止程序結束運行程序結束運行五. 講解并演示1.數控車床基本操作2.對刀操作3.零件加工計算機圖形仿真演示操作計算機圖形仿真演示操作 注意：以下操作需在圖形顯示窗口為注意：以下操作需在圖形顯示窗口為“Z,X“Z,X軸平面圖形軸平面圖形” ”時才能時才能進行進行, ,可通過可通過F9F9鍵轉換。鍵轉換。 1. 1. 回零回零 Alt+Shift Alt+Shift NumLockNumLock鍵兩次鍵兩次 2. 2.調用程序調用程序 擴展菜單擴展菜單 F1( F1(程序程序) F1() F1(選擇程序選擇程序) ) 3.3.刀偏表設置刀偏表設置：（擴展菜單 F4 F1） 刀偏號，刀偏號，#0001

25、#0001和和#0002#0002， 試切直徑試切直徑 及及 試切長度試切長度 均設為均設為 零零 值。值。 4. 4.選擇程序選擇程序F5F5程序校驗程序校驗 5.5. 自動，循環(huán)啟動。自動，循環(huán)啟動。 自動加工方式：用自動加工方式：用CapsLockCapsLock鍵切換鍵切換“ “自動自動”/“”/“單段單段” ” 循環(huán)啟動：用循環(huán)啟動：用Ctrl+ShiftCtrl+Shift控制控制連續(xù)按下連續(xù)按下1.數控車床基本操作 建立機床坐標系。(回零) 輸入程序,模擬程序,檢索程序。 裝卡刀具。 試切。 確定各刀刀偏值(刀補值)。 確定工件坐標系原點。 確定刀具起始點。2.對刀操作(1)確定

26、工件坐標系原點試切法：回零試切測量輸入(2)確定刀具起始位置確定刀具起始位置 刀尖確定原點后，1號刀分別沿X正向，Z正向移動G92指令中設定的X，Z值，此處即為刀具起始位置點，即：G92設定點。3.零件加工 零件加工前應注意： 請輔導人員檢查程序和對刀數據。 關上機床防護門。 檢索程序到當前狀態(tài)。 變?yōu)椤皢味巍边\行方式。 按“啟動”鍵，運行程序。 另外：加工過程中應隨時觀察零件加工情況。 若有異常，應及時按”急?！辨I。六.安全操作要點 1.數控車床安全操作要求同普通車床一樣，加工時應佩戴好勞動保護用品（如眼鏡、帽子）。 2.多人使用一臺車床操作時，彼此應協(xié)調一致。只允許單人操作 當鍵盤操作時，

27、禁止車床其它操作；當進行裝刀，裝工件等操作時，禁止操作鍵盤。 3.加工時應關好機床防護門。 4.加工之前，應請輔導人員檢查程序和對刀情況。G02,G03vG02/G03判斷： G02為順時針方向圓弧插補(凹弧)，G03為逆時針方向圓弧插補（凸?。ｍ槙r針或逆時針是從垂直于圓弧加工平面的第三軸的正方向看到的回轉方向。%001G92 X100 Z100 S600 M03 T0101G00 X52 Z2 （循環(huán)點）G71 U3 R1 P30 Q80 X 0.4 Z 0.03 F_N30 G01 X20 Z2N40 G01 X20 Z-15N50 G01 X30 Z-15N60 G01 X40 Z-25N70