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實(shí)驗(yàn)一數(shù)控銑床編程與操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解數(shù)控銑床的組成與結(jié)構(gòu)2.熟悉銑削加工的工藝參數(shù)3.掌握數(shù)控銑床的程序編輯和基本操作二、實(shí)驗(yàn)要求1.根據(jù)給定零件圖紙,進(jìn)行編程2.模擬加工軌跡,并修改程序,驗(yàn)證所編程序是否正確3.上機(jī)操作進(jìn)行給定零件的加工三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.刀具軌跡仿真軟件<熊族)2.?dāng)?shù)控銑床<SKYCNC)3.計(jì)算機(jī)四、實(shí)驗(yàn)原理1.?dāng)?shù)控銑床結(jié)構(gòu)和編程基礎(chǔ)1)數(shù)控銑床的基本組成圖1數(shù)控銑床的基本組成數(shù)控銑床的基本組成見圖1,它由床身、立柱、主軸箱、工作臺(tái)、滑鞍、滾珠絲杠、伺服裝置、數(shù)控系統(tǒng)等組成。整個(gè)機(jī)床的最右邊為系統(tǒng)的控制部分,其由數(shù)控系統(tǒng)和伺服裝置構(gòu)成。數(shù)控系統(tǒng)用于輸入零件加項(xiàng)目序和控制機(jī)床工作狀態(tài),而伺服裝置用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。床身用于支撐和連接機(jī)床各部件。主軸箱用于安裝主軸,該機(jī)器主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)24000r/min,轉(zhuǎn)速之高可以幫助其完成精密零件的加工。主軸下端的錐孔用于安裝銑刀。當(dāng)主軸箱內(nèi)的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí),銑刀能夠切削工件。那么在加工過程中,機(jī)床是怎樣實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三軸的運(yùn)動(dòng)呢?首先主軸箱可沿立柱上的導(dǎo)軌在Z向移動(dòng),使刀具上升或下降。刀具可沿滑鞍上的導(dǎo)軌在X向移動(dòng),工作臺(tái)可沿床身上的導(dǎo)軌在Y向移動(dòng)。無論是X、Y向,還是Z向的移動(dòng)都是靠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然數(shù)控銑床還包含了一些輔助功能的系統(tǒng)和裝置,如液壓、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)及排屑、防護(hù)等裝置。2)機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系無論操作數(shù)控機(jī)床或編程都必須清楚數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng),一般來說數(shù)控系統(tǒng)有兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng):機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系。首先了解數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)和方向確定的標(biāo)準(zhǔn):<1)因?yàn)闄C(jī)床結(jié)構(gòu)不同,有些是刀具運(yùn)動(dòng)工件靜止,有些是刀具固定而工件運(yùn)動(dòng),為了使編程人員在不需要了解機(jī)床的情況下就能根據(jù)圖紙編程,一律規(guī)定為工件固定而刀具運(yùn)動(dòng),也就是說無論是工件坐標(biāo)系還是機(jī)床坐標(biāo)系都遵循刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的原則。<2)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定必須明確兩個(gè)要素,即坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸的方向。對(duì)于坐標(biāo)系軸的方向,我們使用的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的笛卡爾坐標(biāo)系,即通常所說的右手定則,如圖2<a),拇指為X軸,食指為Y軸,中指為Z軸,指尖指向坐標(biāo)軸的正方向。既然機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系在坐標(biāo)軸的方向上是一致的,那么對(duì)于確定坐標(biāo)系的另一個(gè)要素,即坐標(biāo)原點(diǎn),兩者肯定是不一樣的。機(jī)床原點(diǎn)即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn),它是數(shù)控加工時(shí)進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn),我們都知道數(shù)控加工時(shí),機(jī)床上有許多移動(dòng)部件,必須給這些移動(dòng)部件設(shè)立一基準(zhǔn)點(diǎn)才能定標(biāo),這個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)就是機(jī)床原點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)一般在機(jī)床出廠時(shí)就已設(shè)定,通常在各個(gè)坐標(biāo)軸正向加工的最大極限處,也就是在機(jī)床最大加工范圍下的右前角,見圖3<b),機(jī)床零點(diǎn)是通過機(jī)床參考點(diǎn)間接確定的。機(jī)床參考點(diǎn)一般設(shè)定在機(jī)床最大加工范圍的上限平面的左后角。實(shí)際操作過程中,回機(jī)床原點(diǎn)的操作十分簡(jiǎn)單,直接按數(shù)控系統(tǒng)上的機(jī)床回零按鈕就可以了,每個(gè)坐標(biāo)軸上會(huì)安裝一組行程開關(guān),每組行程開關(guān)有三個(gè)軸點(diǎn),中間軸點(diǎn)為機(jī)床原點(diǎn),當(dāng)壓到此軸點(diǎn)時(shí),就達(dá)到了回機(jī)床原點(diǎn)的目的。剛才我們講機(jī)床原點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)坐標(biāo)計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn),那么,實(shí)際機(jī)床原點(diǎn)到底在什么位置,編程人員一般不清楚,即使已經(jīng)知道,如果要將工件上上的所有尺寸都換算到機(jī)床原點(diǎn)上,換算工作十分繁瑣且容易出錯(cuò)。同時(shí)可能出現(xiàn)這樣一種情況,就是當(dāng)在工件的不同位置加工同一加工軌跡時(shí),在機(jī)床原點(diǎn)下編程,所編的程序是不一樣的,也就是說所編的程序缺乏通用性。在這種情況下,編程人員很希望在工件上找一個(gè)容易計(jì)算的點(diǎn)作為編程的原點(diǎn),從而大大簡(jiǎn)化計(jì)算量。那么這個(gè)點(diǎn)就是我們通常所講的工件原點(diǎn),有時(shí)也稱為編程原點(diǎn)?,F(xiàn)在就面臨這樣一個(gè)問題,如何建立工件原點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)的尺寸聯(lián)系,如果找到這樣的關(guān)系,我們就可以直接用工件原點(diǎn)進(jìn)行編程。在實(shí)際操作過程中,我們通過對(duì)刀這步操作來建立兩個(gè)原點(diǎn)之間的尺寸聯(lián)系,大家首先要弄懂為什么要對(duì)刀,才能徹底了解我們對(duì)刀的這步操作,對(duì)刀實(shí)際上就是將工件原點(diǎn)的位置通知給數(shù)控機(jī)床。對(duì)刀點(diǎn)由編程人員設(shè)定在工件上,在加工時(shí),應(yīng)以操作簡(jiǎn)單、對(duì)刀誤差小為原則選擇對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀的準(zhǔn)確程度直接影響零件加工的位置精度,對(duì)刀方法要與零件的加工精度要求相適應(yīng),生產(chǎn)中常使用百分表、中心規(guī)及尋邊器等工具。<a)<b)圖2機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)光電式尋邊器Z軸設(shè)定器Z軸設(shè)定器與刀具和工件的關(guān)系對(duì)好刀后,我們就可以使用G54~G59指令來建立工件原點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)間的尺寸聯(lián)系。3)G54~G59坐標(biāo)參數(shù)零點(diǎn)偏置功能使用G54~G59來分別表示相應(yīng)的工件坐標(biāo)原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。也就是說,我們?cè)诠ぜ线x擇坐標(biāo)系并不一定只找一點(diǎn),對(duì)于復(fù)雜的零件我們可以選擇多個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng),G54~G59可以滿足同時(shí)選擇6個(gè)工件坐標(biāo)系。以G54為例,[注:G55-G59的原點(diǎn)設(shè)定,加工功能與G54完全相同。例:如果工件原點(diǎn)輸入到G56坐標(biāo)系里,程序的坐標(biāo)系就對(duì)應(yīng)為:G90G00G56X_Y_Z_圖3G54~G59坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)的關(guān)系G54~G59指令可使后續(xù)的坐標(biāo)值成為工件坐標(biāo)系1~6中的絕對(duì)坐標(biāo)值。G54指令格式<G54~G59均同樣):G54G00X_Y_Z_說明:G54~G59指令第一次使用時(shí)需有運(yùn)動(dòng)指令的驅(qū)動(dòng);如G54G00X0Y0Z10要使用G54~G59建立工件坐標(biāo)系,在進(jìn)入系統(tǒng)后,先回機(jī)床原點(diǎn),然后建立G54-G59的工件坐標(biāo)系,否則建立的工件坐標(biāo)系無效。G54~G59參照機(jī)床原點(diǎn)來設(shè)定工件坐標(biāo)系,所以機(jī)床加工過程中如遇到意外掉電或重新開機(jī)時(shí),工件坐標(biāo)系的位置不會(huì)丟失,保證了加工的安全性。在使用G54~G59指令編程加工時(shí),刀具可從機(jī)床任意位置啟動(dòng),并執(zhí)行程序。G92指令是通過程序來設(shè)定、選用加工坐標(biāo)系的,它所設(shè)定的加工坐標(biāo)系原點(diǎn)與當(dāng)前刀具所在的位置有關(guān),這一加工原點(diǎn)在機(jī)
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