项目1+零件加工的数控编程与操作)

1、南通纺织职业技术学院机电系数控机床PLC控制任务描述任务描述任务目标任务目标任务流程任务流程知识学习知识学习任务实施任务实施考核评价考核评价南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心 现有一机械零件，材料为45#钢，其四周及上下两面已由前道工序加工，本工序的任务是铣削凸台面。加工时使用直径为10mm的立铣刀，加工设备为数控铣床。试编写出加工程序，并进行程序调试。 任务描述任务描述南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心【能力目标【能力目标】1、能分析出数控机床与普通机床机械结构的区别。2、能分析出数控机床与普通机床电气控制的区别。3、能使用数控系统的基本指令编制数控加工程序。【知识目标【知识目标】1

2、、了解数控铣床的基本结构。2、熟悉数控系统的轴进给、主轴旋转、冷却泵运行等的控制方法。3、熟悉数控机床自动编程与控制方法。学习目标学习目标南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心（1）确定装夹方案；（2）确定工艺过程；（3）计算刀具轨迹的坐标值；（4）编写加工程序；（5）程序输入数控系统；（6）程序检验，运行操作。任务流程任务流程南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心1、数控铣床功能与用途、数控铣床功能与用途 数控机床是按照预先编制的数控加工程序，由控制系统发出的数字信息命令进行加工控制的现代化设备。 数控机床通过数控系统实现机床的运动，包括控制刀具和加工工件之间的相对位置、主轴电机的旋转和停止

3、、主轴的变速、自动换刀、冷却系统的启动和停止等各种动作。 数控机床通常由数控系统、伺服系统、机械系统、测量和反馈系统组成。 数控铣床是一种刀具旋转的加工设备，一般有三个方向的运动，即横向运动、纵向运动和垂向运动，常用X向、Y向和Z向表示。数控铣床以铣削加工为主，同时还能进行钻、扩、镗、铰、锪、攻螺纹等各种加工。知识学习知识学习南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心2、数控铣床的结构、数控铣床的结构 数控铣床由机床本体、各轴的进给电机、主轴电机、润滑系统，冷却系统和相关保护装置等组成。1、主轴电机 2、主轴夹头（用来装刀） 3、垂向滚珠丝杠 4、垂向进给电机 5、工作台 6、纵向滚珠丝杠 7、纵

4、向进给电机 8、床鞍 9、横向滚珠丝杠 10、横向进给电机南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心2、数控铣床的结构、数控铣床的结构 1、主轴电机 2、主轴夹头（用来装刀） 3、垂向滚珠丝杠 4、垂向进给电机 5、工作台 6、纵向滚珠丝杠 7、纵向进给电机 8、床鞍 9、横向滚珠丝杠 10、横向进给电机工作原理 三个方向的进给电机带动相应的滚珠丝杠旋转，从而带动工作台的左右运动（横向）、前后运动（横向）和主轴的上下运动（垂向）。 主轴旋转运动带动装于主轴上的刀具旋转，实现对工件的切削。南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心2、数控铣床的结构、数控铣床的结构 数控铣床传动系统图 1）主运动 数控铣

5、床的主运动一般由变频器或主轴伺服电机实现变速。 2、进给运动 在纵向、横向和垂向各有一套进给传动系统，由数控系统分别控制三个伺服电动机的旋转，伺服电动驱动滚珠丝杠螺母副，实现各个方向的运动和任意两轴之间的联动。南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心3、数控机床编程知识、数控机床编程知识 数控机床坐标系 1）数控机床坐标系数控机床坐标系 国家标准GB/T196602005规定,数控机床的标准坐标系服从右手笛卡儿法则， 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心3、数控机床编程知识、数控机床编程知识 数控机床坐标系 2）数控机床参考点数控机床参考点 数控机床坐标系必须有一个原点，也称参考点，它是数控装

6、置判断和计算机床坐标轴运动位置的基点。 数控机床开机后，通常需要进行“考考点回归”操作，使数控装置通过参考点来确定坐标轴在机床坐标中的位置，并与坐标轴的位置测量系统同步。 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心3、数控机床编程知识、数控机床编程知识 数控机床坐标系 3）工件坐标系工件坐标系 工件坐标系是以加工零件的尺寸和形状建立的坐标系。 以工件图纸上的某一点为工件原点建立坐标系。以工件原点作为编程原点，而编程尺寸按照工件坐标系中的尺寸确定。 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心3、数控机床编程知识、数控机床编程知识 数控机床坐标系 4）相对坐标与绝对坐标相对坐标与绝对坐标 在编程时，坐标值

7、的计算有相对坐标与绝对坐标两种。 相对坐标是指工件上后一点的坐标相对于前一点的增量值， 绝对坐标是指工件上每一点的坐标均以工件坐标原点为基准给出的坐标值 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心4、数控加工程序、数控加工程序 1）数控加工程序的格式数控加工程序的格式 该加工程序的程序号地址是%，程序号为001，共有9个程序段。 程序段以序号N开始，包含加工内容，以回车结束。 加工内容由功能指令组成。 某零件编制的加工程序%001N10 S500 M03N20 G90 G92 X0 Y0 Z-2N30 G01 Z5 F100 T01N40 X60 N50 Y30 N60 X-60 N70 Y-30

8、 N80 Z-2N90 M02南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心4、数控加工程序、数控加工程序 2）功能指令功能指令 功能指令是组成程序段的基本单元。可分为准备功能指令（G指令）、辅助功能指令（M指令）和F/S/T指令。 G指令用来规定机床坐标系、坐标平面、坐标偏置、刀具相对于工件运动的路线和位置等。 M指令用来控制机床或系统开关。 F/S/T指令用来控制进给速度、主轴速度和刀具号。南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心4、数控加工程序、数控加工程序 2）功能指令功能指令 代码功能代码功能G00快速定位G41左侧刀具半径补偿G01直线插补G42右侧刀具半径补偿G02顺时针方向圆弧插补G43

9、刀具偏置，正G03逆时针方向圆弧插补G44刀具偏置，负G04暂停G41左侧刀具半径补偿G17XY平面选择G42右侧刀具半径补偿G18XZ平面选择G90绝对尺寸G19YZ平面选择G91相对尺寸G33等螺距螺纹切削G94每分进给G40刀具半径补偿G95主轴每转进给表1.1 FANUC-Oi Mate DM数控系统常用G代码G指令南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心4、数控加工程序、数控加工程序 2）功能指令功能指令 表1.2 FANUC-Oi Mate DM数控系统常用M代码M指令代码功能说明M00程序暂停,可以用“启动”命令使程序继续运行M02程序结束。该指令编在程序的最后一个程序段中。程序内

10、的所有指令执行后，进给停止、主轴停止、切削液关闭、机床处于复位状态。此时按“启动”键后无效。M03主轴正转 M04主轴反转M05主轴停止M08冷却开（启动冷却泵）M09冷却关（关闭冷却泵）M30程序结束。与M02相比，其它功能相同，只是此时程序指针指向程序首，此时按“启动”键后，程序从头开始执行。南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心4、数控加工程序、数控加工程序 2）功能指令功能指令 F/S/T指令 S功能指令 S功能指令为主轴功能指令，用来指定主轴的旋转速度。S1000表示主轴的转速为1000r/min F功能指令 F功能指令为进给轴功能指令，用来指定进给轴的进给速度。F100表示进给轴的

11、进给速为100mm/min。 T功能指令 T功能指令为刀具功能指令，指令格式为T*.*,前两位是刀具编号后两位是对应的刀具补偿值组编号，用来指定刀具和相应的刀具长度补偿值。 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心5、FANUC 0i Mate-MD 数控系统数控系统1）数控系统操作界面 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心5、FANUC 0i Mate-MD 数控系统数控系统1）机床操作面板 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心6、数控机床基本操作、数控机床基本操作1) 回参考点，建立机床的坐标系；2）点动操作，手动移动各轴到相应的位置。点动操作可以通过方向键和手轮进行；3）手动输入操作（

12、MDI运行方式），完成简单的程序或指令的操作；4）建立程序与编辑；5）工件坐标系的建立；6）刀具补偿和半径补偿的设置；7）程序调试；8）程序运行。南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心根据项目要求，在工艺分析、设备确定、装夹方式选择、走刀路线确定、刀具选择、加工余量确定、基点计算等的基础上，编写数控加工程序，并将程序输入。然后进行对刀、刀具补偿设置、运行操作。 项目实施项目实施南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心1、设备资料、设备资料序号分类名称型号规格数量单位备注1工具刀具10钻头1支夹头与机床和刀具相匹配1套2扳手 1套3设备数控铣床1台4虎钳与机床相匹配1台13消耗材料试切块（铝）10

13、0*10010块工具设备清单南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心2、程序编制、程序编制程序注释%0001N10 G91 G54主程序号绝对编程、建立工件坐标系N20 M03 S500M08N30 T1N40 G00 X50 Y-30 Z3 N50 G01 Z-4 F100 Z3 N60 G00 X30 Y-70 N70 G01 Z-4 F100 Z3 N80 G00 X70 N90 G01 Z-4 F100 Z3 N100 M09；N110 X0 Y0；N120 M30；主轴正转，转速800r/min；切削液开；选1号刀具；快速移动到起第一孔上方3mm处；刀具以100mm/min的速度下移，

14、切深4mm；刀具上抬；快速移动到起第二孔上方3mm处；加工第二个孔；加工第三个孔切削液开关回到起点程序结束 以左上角为工件坐标原点 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心3、成型调试、成型调试程序注释%0001N10 G91 G54主程序号绝对编程、建立工件坐标系N20 M03 S500M08N30 T1N40 G00 X50 Y-30 Z3 N50 G01 Z-4 F100 Z3 N60 G00 X30 Y-70 N70 G01 Z-4 F100 Z3 N80 G00 X70 N90 G01 Z-4 F100 Z3 N100 M09；N110 X0 Y0；N120 M30；主轴正转，转速80

15、0r/min；切削液开；选1号刀具；快速移动到起第一孔上方3mm处；刀具以100mm/min的速度下移，切深4mm；刀具上抬；快速移动到起第二孔上方3mm处；加工第二个孔；加工第三个孔切削液开关回到起点程序结束 逐条检查输入数控系统的程序是否正确，并用数控系统的功能进行检验，如“空运行”功能、“单段”功能。 南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心4、切削操作、切削操作（1）装夹工件；（2）装夹刀具；（3）回参考点；（4）对刀；（5）空运行程序；（6）切削。南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心考核评价考核评价考核项目考核项目考核内容考核内容考核要求考核要求评分标准评分标准配分配分程序设计程序编

16、写1.I工艺合理每错1个扣2分302.程序正确每错1处扣2分3.符合编程规则每处扣1分安装工件安装工件1.正确安装工件元器件松动每处扣1分102.正确安装刀具接线错误每处扣2分3.按规范操作每处扣1分调试与运行操作运行1.软件操作正确操作错误每次扣1分202.正确操作运行运行时错1处扣1分3.系统能按要求运行有错误每处扣2分；系统无法运行每次扣4分4变频器参数设定正确变频器主要参数设定错误每个扣5分系统维护5.正确分析检查排除故障能快速准确分析故障原因并正确排除故障附加2分南通纺织职业技术学院机电系机电教学中心考核评价考核评价考核项目考核项目考核内容考核内容考核要求考核要求评分标准评分标准配分配分安全文明意识文明生产1.安全操作操作不当每次扣2分102.无操作事故发生事故扣10分；损坏设备视情况扣分3.遵守整理、整顿、清扫、清洁、