数控实训与考证指导书

1、实训一：fanuc数控车床基本操作实训（只打印1、2，打印20份）一、 实训名称：数控车床基本操作。二、 实训目的： 了解fanuc数控车床基本结构、工作原理及加工特点； 掌握ck6132a型数控车床的基本操作； 熟悉fanuc-0i-mate-tb数控车削系统； 掌握数控车床刀具偏置的测量（绝对刀偏）三、 实验设备及辅助设施： 设备：自贡长征机床有限公司ck6132a型数控车床； 系统：fanuc-0i-mate-tb数控车削系统； 材料：34mm尼龙棒材； 量具：0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺； 刃具：25中心高外圆车刀、外螺纹刀、切断刀、圆弧刀。四、 实训方法：先由实验老师进行

2、讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手操作机床。完成规定的实训任务，并撰写实训报告。五、 实训步骤：（一）、机床操作面板上主要功能键及mdi面板上主要功能键介绍（老师讲解）1. crt-mdi面板简介加工型数控车削系统fanuc 0i mate-tb的crt-mdi面板由crt显示屏、mdi键盘两部分组成,如图所示，各组成单元功能如下。fanuc 0i mate-tb数控车削系统crt-mdi面板（1）crt显示屏 它主要用来显示各功能画面信息，在不同的功能状态下，它显示的内容也不相同。在显示屏下方，有一排功能软键，通过它们可在不同的功能画面之间切换，显示用户所需要的信息。（2）mdi

3、键盘 如图所示，各键的意义如下：地址/数字键：按这些键可输入字母、数字以及其它字符。pos：按此键显示位置画面。prog：按此键显示程序画面。offset/setting：按此键显示偏置/设置画面。system：按此键显示系统画面。message：按此键显示信息画面。graph：按此键显示图形画面。custom：按此键显示用户宏画面。光标移动键：用于在屏幕上移动光标。翻页键（page up/down）：用于将屏幕显示内容朝前或朝后翻一页。换档键（shift）：当要输入地址/数字键中右下角字符时用此键。取消键（can）：按此键可删除已输入到键的输入缓冲器的最后一个字符。输入键（input）：当要

4、把键入到输入缓冲器中的数据拷贝到寄存器时，按此键。编辑键：用于程序编辑。alter：替换； insert：插入； delete：删除。帮助键（help）：按此键用来显示如何操作机床的信息画面。复位键（reset）：按此键可使cnc复位，消除报警等。（二）、机床操作面板介绍（老师讲解）加工型数控车床ck6132a的操作面板如图所示，各按键功能如下表 图2-7 ck6132a的操作面板表2-5 ck6132a操作面板的按键功能按键功能按键功能按键功能自动运行方式程序编辑方式mdi方式dnc运行方式手动回参考点手动运行方式手动增量方式手轮方式手动绝对输入机床辅助功能锁住程序单段跳选程序段m01选择停

5、止手轮示教方式倍率0.001倍率0.01倍率0.1倍率1x轴z轴程序再启动进给锁住运行空运行手轮方式选择冷却液电机开关超程解除润滑液面低报警指示坐标轴负向快速进给坐标轴正向循环启动进给保持m00程序停止维修灯检查主轴正转主轴停主轴反转机床急停程序写保护进给修调主轴转速修调（三）、机床操作步骤（老师演示）1 开机：开主机急停确认（按下）开系统解除急停（松开）（复位）；2 回参考点：（坐标）（坐标）手动回参考点（1，5）（轴）（坐标轴正方向）（等待“机械坐标”中的x值显示为“0”）（轴）（坐标轴正方向）（等待“机械坐标”中的z值显示为“0”）；3 手动返回：手动工作方式（1，6）（轴）（z向快速返

6、回到“机械坐标”中的z值约为-150-200）（轴）（x向快速返回到“机械坐标”中的x值约为-150-200）；4 装夹工件：由零件长度确定装夹长度，长约120mm；5 将g54零点偏置设为“0”（1）.选择 功能键（屏幕下方）将光标移至g54零点偏置设置栏的“x”、“z”上在mdi面板上分别输入“0”按“input”键。6.设置4#刀的刀具偏置（1）设置4#刀的“z”向刀具偏置l mdi方式下换4#刀，启动主轴。mdi工作方式（1，3）（程序）在mdi对话框内输入如下指令：t0404；（“；”键为）m32；m03 s600；（插入）（5，1）（循环启动）；l 手轮方式车端面。取下手轮选择手轮

7、工作方式（1，8）接通手轮手择开关 (3，4)摇动手轮车削端面（z向吃刀约0.5mm，手轮倍率开关打至x10，手轮始终保持连续匀速进给，刀尖不要越过圆心。）沿+x退刀（倍率开关可打至x100，不要移动z轴）。l 输入4#刀z向刀具偏置。 在mdi操作面板上依次选择“setting”补正形状“g”光标移至“g04”栏内的“z”上输入“z0”。（2）设置4#刀的“x”向刀具偏置l 手轮方式车外圆。 摇动手轮车削外圆（手轮倍率开关打至x10，x方向吃刀约1mm，长约10mm，） 沿+z退刀至一安全位置（刀架在此处能安全换刀，倍率开关可打至x100，不要移动x轴）。l 测量外径。 选择手动工作方式（1

8、，6）停主轴（5， 10）用游标卡尺测量外径。l 输入4#刀x向刀具偏置。在mdi操作面板上依次选择“setting”补正形状“g”光标移至“g04”栏内的“x”上在mdi面板上输入“x测量值”。7.测量1#刀刀具偏置（如图）（1）mdi方式下换1#刀，启动主轴。（2）手轮方式下用1#刀左刀尖碰端面，以刚好接触为准（手轮倍率开关打至x10，以提高测量精度）。（3）输入1#刀“z”向刀具偏置。在mdi操作面板上依次选择“setting”补正形状“g”光标移至“g01”栏内的“z”上输入“z0”。（4）手轮方式下，用1#刀刀尖碰外圆，以刚好接触为准（手轮倍率开关打至x10，以提高测量精度）。（5）

9、输入1#刀“x”向刀具偏置。在mdi操作面板上依次选择“setting”补正形状“g”光标移至“g01”栏内的“x”上输入“x测量值”。8.测量2#、3#刀刀具偏置方法同7（如图）9自动加工。选择编辑工作方式（1，2）在mdi面板上输入程序文件名“o0007”（确保程序文件名是“o0007”，且光标处在程序头）自动（1，1）（或）主轴转速打100%进给修调打60%循环启动（5，1）。加工过程处理：加工暂停：按“进给保持”（5，2）键暂停执行程序按“点动”键（1，6）将系统工作方式切换到“点动” 按“主轴停”可停主轴。加工恢复：在“点动”（1，6）工作方式下按“主轴正转”键将工作方式重新切换到“

10、自动”（1，1） 按“循环启动”（5，1）键即可恢复自动加工。加工取消：加工过程中若想退出，可按mdi键盘上的“复位”（reset）键退出加工。若选取了“程序单段”（2，1），则系统每执行完一个程序段就会暂停，此时必须反复按“循环启动”键，才能实现连续加工。机床运行中，一旦发现异常情况，应立即按下急停按钮，终止机床所有运动和操作。待故障排除后，方可重新操作机床及执行程序；出现机床报警时，应根据报警号查明原因，在教师指导下及时排除。10关机。六、学生实训1.按老师演示步骤，每人操作一遍。并将加工好的零件及所测得的刀偏数据交老师检查。2.简述数控车床刀具偏置测量基本步骤（写入实训报告中）。3.绘出

11、刀具偏置测量的对刀示意图。（写入实训报告中）4相对刀偏与绝对刀偏有何区别？（写入实训报告中）附：对刀示意图手轮工作方式下车削工件端面，将z值设定为基准刀z向刀具偏置；手轮工作方式下车削工件外圆，将x值设定为基准刀x向刀具偏置，其中x=x1+x2。手轮工作方式操作：x轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准； z轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准。手轮工作方式操作：x轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准； z轴以刀尖角的角平分线刚好与工件端面重合为准手轮工作方式操作：x轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准； z轴方向以刀尖刚好接触工件外径为准。实训二：fanuc数控铣床基本操作及刀具半径补偿的运用一、 实习目的

12、了解fanuc数控铣床基本结构、工作原理及加工特点； 掌握数控铣床刀具半径补偿的建立与计算； 熟悉xk5025/4数控机床配fanuc-0i-mate-tb数控铣削系统的操作过程。二、 实习设备及辅助设施 设备：南通数控立式升降台铣床xk5025/4； 系统：fanuc-0i-mate-tb数控铣削系统； 材料：118×118×8mm塑料板； 量具：0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺； 刃具：8、10 mm高速钢螺旋铣刀。三、 实习方法先由实习老师进行讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手操作机床。实习完毕后，认真完成实习报告。四、 实习步骤（一）、原理利用数

13、控系统的刀具半径补偿功能，使编程时不需要考虑刀具实际尺寸，而按照零件的轮廓计算坐标数据，有效简化了数控加工程序的编制。在实际加工前，将刀具的实际尺寸输入到数控系统的刀具补偿值寄存器中，在程序执行过程中，数控系统根据加工程序调用这些补偿值并自动计算实际的刀具中心运动轨迹，控制刀具完成零件的加工。图1 加工零件图形数控加工程序编制好后，可以灵活地利用刀具补偿值来适应加工中出现的各种情况。一般情况下，刀具半径补偿值是刀具的实际尺寸。如果需要在工件的轮廓方向留余量，就可以在现有的刀具补偿值基础上加上余量作为新的刀具补偿值输入，重新执行程序即可。此外，由于机床精度等原因，加工出来的零件尺寸与理论尺寸是有

14、偏差的，我们可以通过设定修改刀具半径补偿值，让加工出来的零件达到图纸所要求的尺寸精度。（二）、操作步骤以加工如图1所示零件为例，介绍刀具半径补偿值的运用，操作步骤如下。1.开启机床合上总电源打开强电控制柜电源开关急停确认接通nc电源系统引导，屏幕上电后，显示pos（位置屏幕）解除急停机床复位（按住不动直到系统解除报警）系统复位（reset）。2.机床回零（即回机床参考点）工作方式选择“回零”。屏幕显示选择“pos（位置）”“综合”。各轴距离机床零点位置必须大于20mm以上；（pos屏幕-综合坐标-机械坐标值都小于-20）分别按住+z、+x、+y，直至对应的led灯亮，同时屏幕上机械坐标显示：x

15、=0，y=0，z=0。注意：n 各轴距离机床零点位置必须大于20mm以上,可通过手轮、手动等方式移动；n 必须先坐标轴+z回参考点，然后y、x轴回参考点， 3.装夹工件 使用专用夹具，将零件毛坯固定在机床工作台上。4.零点偏置设置（如图2所示）x向零点偏置设定主轴手动操作正转工作方式选择“手轮”手轮轴倍率x100，-x、-y方向（逆时针）旋转手轮，将刀具移到零件左端外围如图2所示【1处】-z方向（逆时针）下刀至零件表面以下3mm左右倍率x10，+x方向（顺时针）进刀，以刀具接触零件为准【1处】。pos屏幕相对操作起源（将坐标值清零）倍率x100，+z （顺时针）移至安全高度（请勿超程）+x移至

16、零件右端外围【2处】-z下刀倍率x10，-x方向进刀，直到刀具接触零件【2处】+z移至安全高度记录相对位移量x值设置零点偏置可选择下面两种方法aoffset setting坐标系光标移至g54零点偏置设置栏内输入“x”测量b-x移至offset setting坐标系光标移至g54零点偏置设置栏内输入“x0”测量图2 零点偏置设置简图y向零点偏置设定结合图2同上方法操作z向零点偏置设定倍率x100，刀具移至零件一角，-z至零件表面以上3mm左右【5处】倍率x10，以刀具底面刚好接触工件上表面为准【5处】。在g54零点偏置设置栏内输入“z0”测量。+z移到安全高度，停主轴。5.修改刀补 offse

17、t补正修改d（刀具半径补偿，根据零件尺寸计算）按input（输入）。 第一次设定刀具半径补偿值d1，本实验以x方向尺寸为例见图3，给精加工留有余量，设为0.6mm（双边）。图3 刀具半径补偿计算示意简图6.调程序工作方式选择“编辑”prog输入程序名o5005“0检索”。7.自动加工工作方式选择“自动”进给修调查打至50%graph加工图“循环启动”8.检测零件尺寸并计算精加工刀具半径补偿值根据测量结果计算并设置精加工刀具半径补偿值d2。9. 自动加工 prog光标位于程序头循环启动刀具切入零件加工后，进给修调查打至120%加工结束，进给修调查打至50%。10加工后，检测零件，交老师记录数据。

18、（三）、学生实训1.按老师演示步骤，学生操作完成实训。并将加工好的零件交老师检查。将操作步骤及以下问题写入实训报告中；2. 数据记录并分析误差产生的原因。位移量x=y=零点偏置的机床坐标值x y z 目标尺寸加工步序半径补偿值理论值（mm）测量结果（mm）误差（mm） ±0.1mm粗加工d1=精加工d2=3. 写出你所设定的刀具半径补偿值的计算过程。4. 为什么数控铣削加工要设定刀具半径补偿值？5写出数控铣削加工刀具半径补偿指令及其含义，如何辨别和正确使用？实训三：手工编程一、 实训名称：手工编程。二、实训目的：掌握简单车、铣加工机械零件的设计；了解数控系统常用g指令及m指令的使用；

19、学会手工编制数控车削、铣削加工程序。三、实习设备及辅助设施1.设备：数控车床、数控铣床；2.系统：fanuc数控车削、铣削系统；四、 实训步骤：（一）、fanuc数控车削系统常用指令介绍1m功能代码表2-2 ck6132a数控车床m功能代码代码含义代码含义代码含义m00程序暂停m01程序选择停m02程序结束m03主轴正转m04主轴反转m05主轴停止m08冷却液开m09冷却液关m13主轴正转开主冷却液m14主轴反转开主冷却液m30程序结束并返回程序头m31主轴低档确认m32主轴高档确认m98调用子程序m99返回主程序2fanuc 0i mate-tb常用g代码 该数控系统常用g代码（系统a）如表

20、2-3。表2-3 常用代码及其功能代码组功能代码组功能代码组功能g0001快速定位g3201螺纹功能g6612宏程序模态调用g01直线插补g34变螺距螺纹切削g67宏程序模态调用取消g02顺圆插补g4007刀尖半径补偿取消g7000精加工循环g03逆圆插补g41刀尖半径补偿左g71粗车外圆循环g04暂停g42刀尖半径补偿右g72粗车端面循环g10可编程数据输入g5000坐标系设定或最大主轴速度设定g73多重车削循环g11可编程数据输入方式取消g50.3工件坐标系预置g74排屑钻端面孔g1816zpxp平面选择g52局部坐标系设定g75外径/内径钻孔g2006英寸输入g53机床坐标系设定g76多

21、头螺纹循环g21毫米输入g5414选择工件坐标系1g9001外径/内径车削循环g2209存储行程检查接通g55选择工件坐标系2g92螺纹切削循环g23存储行程检查断开g56选择工件坐标系3g94端面车削循环g2700返回参考点检查g57选择工件坐标系4g9602恒表面切削速度控制g28返回参考点g58选择工件坐标系5g97恒表面切削速度控制取削g30返回第2、3、4参考点g59选择工件坐标系6g9805每分进给g31跳转功能g6500宏程序调用g99每转进给3.f、t、s指令f：表示进给速度，用字母f和其后面的数字来表示。与g98、g99联用。如:g98 f200表示每分钟进给200mm， g

22、99 f0.2表示主轴每转一转进给0.2mm.s:表示主轴转速。如：s600表示主轴转速是每分钟600转。t：换刀指令，其后跟4位数字，前2位表示刀具号，后2位表示该刀具的刀具补偿号。如后2位为“00”，则表示取消该刀具的刀补。4.编程实例图2-13 加工型数控车床加工实例零件加工如图2-13所示零件，材料为45#钢，毛坯外径为34mm。（1）工艺分析 以工件右端面圆心o为原点建立工件坐标系，起刀点设在坐标（100，50）处。工件轮廓从abcde，在x方向上单调递增，因切削余量较大，可选用基准刀（外圆车刀，刀号设为4）进行外径粗车循环（g71）加工。而轮廓从fghijkl，在x方向上为非单调轨

23、迹（先递减后递增），且切削余量也较大，可通过调用子程序加工，为了保证刀具不与fg面干涉，可采用副偏角较大的刀（设定为3号刀）。切槽、切断采用切断刀（设定为1号刀）。螺纹加工可采用螺纹单一固定循环（g92）切削（刀号设定为2号）。加工顺序，切削用量的选择参见程序。（2）编程 根据以上加工工艺，编制加工程序如下：程 序 注 释o0001 主程序文件名。n10 g00 g54 x100 z50； 以工件右端面圆心为原点建立工件坐标系。n20 t0404； 调4号外圆刀（基准刀）。n30 m32； 主轴转速高档位。n40 m03 s700；n50 g00 x34 z2； g71循环起刀点。n60 g7

24、1 u1 r0.5；n70 g71 p80 q120 u0.4 w0.2 g98 f400； g71粗加工循环n80 g00 x12；n90 g01 u8 w-4 f200；n100 u0 w-21；n110 u12 w-10；n120 u0 w-5；n130 g70 p80 q120 s800； g70外径精加工。 n140 g00 x100 z50；n150 t0400 ；n160 t0101 s500； 调1号切槽刀。n170 g00 x21 z-23； n180 g01 x17 f200；n190 g00 x21；n200 g01 x20 z-21.5；n210 x17 z-23；n2

25、20 g00 x30；n230 x100 z50；n240 t0100；n250 t0202 s401； 调2号外螺纹刀 n260 g00 x24 z2； 螺纹单一固定循环起刀点。n270 g92 x19 z-21.5 f2.5； g92螺纹单一固定循环。n280 g92 x 18 z-21.5 f2.5；n290 g92 x17 z-21.5 f2.5；n300 g92 x 16.75 z-21.5 f2.5；n310 g92 x 16.75 z-21.5 f2.5；n320 g00 x100 z50；n330 t0200；n340 t0303 s600； 调3号偏刀。n350 g00 x5

26、0 z-37；n360 m98 p60002； 调子程序“o0002”6次。n370 g00 x100 z50；n380 t0300； n390 t0101 s500；n400 g00 x33 z-93；n410 g01 x28 f200；n420 g00 x33；n430 x32 z-91.5；n440 g01 x29 z-93；n450 x0；n460 g00 x100 z50；n470 t0100；n480 m05；n490 m02；o0002 子程序文件名。n10 g00 u-3 w-1；n20 g01 u-8 w-10 f300；n30 u0 w-5；n40 g03 u0 w-18

27、r15；n50 g01 u0 w-10；n60 g03 u8 w-4 r4；n70 g01 u0 w-8；n80 g0 u1 w56；n90 u-1；n100 m99；5.实训要求：每位学生各自设计一个零件，零件形状自定；尺寸：长度或80mm,直径最大不超过30mm；要求在图纸上标注尺寸，建立工件坐标系，标示坐标点；先进行加工工艺分析；刀具及切削用量选择；手工编制程序及程序较验；认真书写实验指导书； （二）、fanuc数控铣削系统常用指令介绍1.编程实例加工如图所示零件，材料为塑料板，毛坯为120×100×5mm。（1）加工工艺确定 该零件由ab、bc、af三圆弧及线段cd

28、、ef构成，采用20孔中心作为定位基准，通过螺栓螺母装夹，加工方法为铣削，加工刀具为10 mm高速钢螺旋铣刀，工艺参数为s 300转/分、进给速度f100mm/min。（2）数学处理 选取工件坐标系，其原点选择在20孔中心线与凸轮顶平面交点处o点。a、b、c、d、e、f各点的坐标计算如下：a：（0,50）； b：（0，-50）；c：（8.66，-45）； d：（25.98，-15）； e：（25.98,15）； f：（8.66,45）。（3）进刀点及进刀方法 由a点切入，设置进刀线长20mm，进刀圆弧r20，退刀圆弧r20，则下刀点坐标（20,90），刀具半径右补偿，下刀深度7mm。（4）对刀

29、点的选择 考虑便于在机床上装夹、加工，选择工件坐标原点上方30mm处（螺栓顶部中心）作为对刀点。（5）五个点坐标 起刀点（0,0,30）注意刀具与工件和夹具不要发生干涉 下刀点（20,90） 要求在毛坯的外面下刀切入点（0,50） 切入时与切入点相切，可选取圆弧切入或者直线切入切出点（0,50） 抬刀点（-20,70）。刀具离开工件再抬刀（6）编制程序常用指令代码功能代码功能m代码功能g00快速定位g90绝对值编程m02程序结束g01直线插补g91增量值编程m03主轴正转g02顺圆插补g92工件坐标系设定m04主轴反转g03逆圆插补g17xy平面选择m05主轴停止g40刀具半径补偿取消m07切

30、削液开g41刀具半径左补偿m08切削液开g42刀具半径右补偿m09切削液关（7）程序编制 凸轮加工程序及说明如下：程序注释o2002主程序文件名g40；刀具半径补偿值n010 g90 g54 g01 x0 y0 z30 f300； 建立加工坐标系n020 g00 x20 y90 s300 m03； 下刀点n030 g01 z-7 f200 ； 下刀n040 g42 d1 y70 ；开始刀具半径补偿n050 g02 x0 y50 i-20 j0 f100；切入工件至a点；r可用“r20”代替。n060 g03 y-50 i0 j-50；切削ab弧；r可用“r50”代替。n070 x8.66 y-

31、45 i0 j10；切削bc弧；r可用“r10”代替。n080 g01 x25.98 y-15；切削cd直线n090 g03 y15 i-25.98 j15；切削de弧；r可用“r30”代替。n100 g01 x8.66 y45 ；切削ef直线n110 g03 x0 y50 i-8.66 j-5；切削af弧；r可用“r10”代替。n120 g02 x-20 y70 i0 j20 f200；退刀；r可用“r20”代替。n130 g40 ；取消刀具半径补偿n140 g01 z30 f300 m05；z向提刀n150 m02；程序结束实验要求：每位学生各自设计一个二维零件，零件形状自定，尺寸控制在1

32、10x110 mm以内，进行外形铣削，用电脑或绘图工具绘图；要求在图纸上标注尺寸及加工精度（包括尺寸精度及表面粗糙度）；要求在零件图上建立工件坐标系（标示坐标系原点及方向），标示坐标点；确定加工工艺；设计进刀点及进刀方法，选择对刀点；选择刀具及切削用量；手工编制程序及程序校验；认真书写实训手册。实训四、mastercam自动编程一、 实训名称：自动编程二、 实训目的1、熟悉和掌握mastercam软件各种功能；2、学会设定刀具路径及程序修改；3、掌握数控程序与数控系统的连接；4、数控铣床三维加工综合运用。三、 实验设备及辅助设施1、设备：南通数控立式升降台铣床xk5025/4、计算机；2、系统

33、：fanuc-0i-mate-tb数控铣削系统；3、材料：120×120×40mm塑料板；4、量具：0-125mm游标卡尺、150mm钢板尺；5、刃具：10 mm高速钢螺旋铣刀。四、 实验方法先由实验老师进行讲解及现场操作演示，再让学生在老师指导下，动手练习，熟悉、掌握mastercam软件各种功能及数控铣床加工综合运用操作。实验完毕后，认真完成实验报告。五、实验步骤（一）、数控自动编程概述自动编程是借助计算机及其外围设备自动完成从零件图构造、零件加工程序编制到控制介质制作等工作的一种编程方法。目前，除工艺处理仍主要依靠人工进行外，编程中的数学处理、编写程序单、制作控制介质、程序校验等各项工作