数控机床2011数控加工综合实践

1、目 录第一章1.1数控车床编程与操作2概述21.1.1 数控车床的结构和功能21.1.2 CK6140 的设计特点和主要技术参数2数控车床编程31.2.1 数控车床编程基础31.2.2 数控车床编程5数控车床操作111.21.31.3.11.3.21.3.31.3.4数控车床操作装置11数控车床基本操作13数控车床编程软件操作16数控车床编程及操作练习16第二章2.1数控铣床编程与操作19数控铣床概述192.1.1 数控铣床的结构和功能192.1.2 DM4600 的设计特点和主要技术参数19数控铣床编程202.2.1 数控铣床编程基本知识202.2.2 数控铣床编程21数控铣床操作272.2

2、2.32.3.12.3.22.3.32.3.4数控铣床操作装置27数控铣床基本操作28数控铣床编程软件操作32数控铣床编程及操作练习33第三章3.1中心编程与操作35中心概述353.1.13.1.2中心的结构和功能35DM4600 的设计特点和主要技术参数35中心编程35中心编程基本知识35中心编程363.23.2.13.2.23.2.3 宏指令编程42中心操作453.33.3.13.3.23.3.33.3.4中心操作装置45中心基本操作45中心编程软件操作46中心编程及操作练习47-1第一章 数控车床编程与操作1.1概述1.1.1数控车床的结构和功能数控车床 CK6140 是在普通车床 C6

3、140 的基础上，采用计算机和交流伺服电机驱动，卧式布局，如图 1-1 所示。数控车床的刀架及滚珠丝杠直接由电驱动，取消了普通车床的进给箱、溜板箱、挂轮架等，主轴采用变频调速，实现了开机状态下的无极调速，具有操作方便、结构紧凑、外形美观、性能稳定、精度高、噪音特点。图 1-1数控车床 CK6140 外形结构图机床配以高性能的华中数控世纪星 HNC-21T 数控系统，通过发出和接收信号交流伺服电机、机床主轴、刹车和转位刀架。主轴通过变频器电机转速达到无级变速，进给速度可以任意设定，从而实现由微电脑的自动化。该机床可以在自动、手动等方式下进行操作，具有半自动对刀、刀具补偿和间隙补偿功能，配有硬件、

4、软件限位等功能。本数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件的，能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧、螺纹、成形面等工序的切削，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，特别适合复杂形状回转体零件的。1.1.2CK6140 的设计特点和主要技术参数1. CK6140 的设计特点（1）高精度 采用滚动丝杠传动方式，间隙小， 削粗糙度可达 Ra1.6。精度高，最小设定0.001mm，车床切（2）高效率 采用高速微处理器，交流伺服电机驱动，实现对零件的自动化，快移速度高达 5m/min，效率比普通车床提高 4-l0 倍。（3）高可靠性 华中数控世纪星 HNC-21T 数控系统采用先进的开放式体系结构，内置工业 PC

5、，采用国际标准 G 代码编程。配置 7.5in 彩色液晶显示屏，集成进给轴接口、主轴接口、手-2持单元接口和内嵌式 PLC 接口于一体，支持硬盘、电子盘等程序储存方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能。具有可靠性高、精度高、操作简单易学等特点，并设有各种自保护功能和自诊断功能。（3）长床身导轨选用耐磨铸铁经超音频淬火及精磨而成，床鞍及滑动面贴塑，能长久稳定地保持机床工作精度。2. CK6140 的主要技术参数床身上最大回转直径 410 横拖板上最大回转直径250 顶尖距离750X 轴最快移动速度2500 mm/minX 轴最小设定0.001X 轴最大静力矩6 N.m床头箱主轴锥孔莫氏 6#

6、75-2500 r/min50尾架套筒行程135莫氏 4#55床头箱主轴速度尾架套筒锥度床头箱主轴孔径尾架套筒直径Z 轴最大行程600 Z 轴最快移动速度Z 轴最小设定数控系统 HNC-21T+HSV-16刀架 四工位电动自动转位刀架5000 mm/min0.001主电机功率5.5 kW 变频电机Z 轴最大静力矩6 N.mX 轴最大行程185刀架重复精度 0.004净重1500 kg1.2数控车床编程1.2.1数控车床编程基础1. 机床坐标轴为简化编程和保证程序的通用性，对数控机床的坐标轴和方向命名制订了统一的标准，规定直线进给坐标轴用X、Y、Z表示，基本坐标轴。X、Y、Z坐标轴的相互关系用右

7、手定则决定，如图1-2所示，图中大母指的指向为X 轴的正方向，食指指向为Y 轴的正方向，中指指向为Z 轴的正方向。X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，以大母指指向+X、+Y、+Z方向，则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A、+B、+C方向。对车床而言，Z轴与主轴轴线重合，沿着Z 轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；X 轴垂直于Z 轴，对应于自动回转刀架的径向移动，沿X 轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；Y 轴（通常是虚设的）与X 轴和Z 轴一起2. 机床坐标系与工件坐标系遵循右手定则的坐，如图1-3所示。1）机床坐标系、机床零点与机床参考点机床坐标系

8、是用来确定工件坐标系的基本坐标系，其坐标和运动方向视机床的种类和结构而定，-3如数控铣床、数控车床都有的坐标系。机床坐标系的原点也称机床原点或零点。这个原点在机床设计和制造调整后，便被确定下来，它是固定的点。为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点。机床参考点可以与机床零点重合也可以不重合，通过机床参数指定该参考点到机床零点的距离。如图1-4所示。机床工作时，各坐标轴先进行回机床参考点的操作，就可建立机床坐标系。数控机床的参考点有两个主要作用，一个是建立机床坐标系，如前所述，另一个是消除由于漂移、变形等造成的误差。机床使用一段时间后，工作台会造成一些

9、漂移，使有误差，机床参考点，就可以使机床的工作台回到准确位置，消除误差。所以在机床前，经常要进行床参考点的操作。+Y+B+Z+X+Y +Z+Y+X+X+C+Z+A+A+B+C+Y+X+Z图 1-2机床坐标轴图 1-3数控车床坐标系图 1-4机床零点 OM 与机床参考点 Om 2）工件坐标系和程序原点编程时一般是选择工件上的某一点作为程序原点（程序零点），并以这个原点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。程序原点的选择要尽量满足编程简单、换算少、引起的误差小等条件。对数控车床而言，X 方向的原点一般选择在工件的轴心线上，Z 方向

10、的原点一般选择在工件的前端面上。开始时要设置工件坐标系，工件坐标系的建立和选择可用 G92 和G54-G59 指令来完成。- 4 -1.2.2数控车床编程1. 零件程序的结构零件程序是由一个个程序段组成的，而一个程序段则是由若干个指令字组成。每个指令字是系统的一个具体指令，它由指令字符（地址符）和数值组成，如图1-5所示。图 1-5 零件的程序结构华中数控世纪星HNC-21T的程序结构：程序起始符：%（或O）符，%（或O）后跟程序结束：M02 或M30；注释符：括号( )内或分号；后的内容为注释文字。；程序段号的数码大小不影响执行顺序，程序段按输入顺序执行。程序段中不同的指令字符及其后续数值确

11、定了每个指令字的含义。在数控程序段中主要指令字符的含义，见表1-1。表 1-1指令字符一览表- 5 -机能地址意义零件%，O程序编号：1-9999程序段号N程序段编号：N1-9999准备机能G指令动作方式(直线、圆弧等) G00-99字X，Y，Z A，B，C U，V，W坐标轴的移动命令±99999.999R圆弧的半径I，J，K圆弧中心相对起点的增量坐标进给速度F进给速度的指定 F0-15000主轴机能S主轴旋转速度的指定 S0-9999刀具机能T刀具编号的指定 T00-T16T0000-9999辅助机能M机床侧开/关的指定M0-99补偿号H，D刀具补偿号的指定00-992.HNC-2

12、1T 数控系统的编程指令体系1）准备功能G 代码准备功能G 指令由G 后一或二位数值组成，它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种操作。（1）绝对值编程G90 与相对值编程G91 格式：G90G91说明：G90，绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的；G91，相对值编程， 每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。绝对编程时，用G90 指令后面的X、Z表示X 轴、Z 轴的坐标值；增量编程时，用U、W或G91 指令后面的X、Z 表示X 轴、Z 轴的增量值。（2）坐标系设定 G92格式：G92 X_ Z_说明：

13、X、Z，对到工件坐标系原点的有向距离。设定机床坐标系与工件坐标系的关系，执行该指令只建立一个坐标系，刀具并不产生运动。（3）快速点G00 格式：G00 X（U）_ Z（W）_说明：X、Z，绝对编程时，快速终点在工件坐标系中的坐标；U、W，增量编程时，快速终点相对于起点的位移量。刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的目标点，快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定，不能用F规定。G00一般用于前快速或后快速退刀。（4）直线插补 G01格式：G01 X（U）_ Z（W）_ F_说明：X、Z，绝对编程时终点在工件坐标系中的坐标；U、W，增量编程时终点相对于起点的

14、位移量；F，（联动直线轴的进给速度。刀具以联动的方式，按F 规定的轨迹为直线）移动到程序段指令的终点。进给速度，从当前位置按线性路线（5）圆弧插补 G02、G03格式：G02（G03） X（U）_ Z（W）_I_ K_(R_) F_ G02（G03） X（U）_ Z（W）R_ F_说明：G02，顺时针圆弧插补；G03，逆时针圆弧插补；X、Z，绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标；U、W，增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量；I、K，圆心相对于圆- 6 -暂停P，X暂停时间的指定 s的指定P子的指定 P1-9999重复次数L子程序和固定循环的重复次数L2-9999参数P，Q，R固定循环

15、的参数弧起点的增加量（等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标），在绝对、增量编程时都是以增量方式指定，在直径、半径编程时I 都是半径值；R，圆弧半径；F，被编程的两个轴的进给速度。圆弧顺、逆方向：沿圆弧所在平面垂直坐标轴向负方向观察，刀具相对于工件的移动方向为顺时针时用 G02 指令，逆时针时用 G03 指令。R 参数不能描述整圆，整圆时只能用 I、J、K 指定圆心；小于 180的圆弧 R 取正，大于 180的圆弧 R 取负。（6）暂停指令 G04格式：G04 P_说明：P，暂停时间，为s。G04为非模态指令，仅在其被规定的程序段中有效。在前一程序段的进给速度降到零之后才开始暂停动作。在执行含G04

16、指令的程序段时，先执行暂停功能。G04可使刀具作短暂停留，以获得圆整而光滑的表面。该指令除用于切槽、钻镗孔外，还可用于拐角轨迹。例1 如图1-6所示球头面，编写程序（按轮廓轨迹编程）。图1-6 球头面编程程序%0001：N1 G92 X40 Z5 （设立坐标系，定义对N2 M03 S400 （主轴以400 r/min 旋转） N3 G00 X0 （到达工件中心）N4 G01 Z0 F60 （工进接触工件毛坯）的位置）N5 G03 U24 W-24 R15 （N6 G02 X26 Z-31 R5 （R15 圆弧段）R5 圆弧段）N7 G01 Z-40 （N8 X40 Z5 （26 外圆）点）N9

17、 M30 （主轴停、主程序结束并复位）（7）螺纹切削G32- 7 -格式：G32 X（U）_ Z（W）_ R_ E_ P_ F_说明：X、Z，绝对编程时，有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标；U、W，增量编程时，有效螺纹终点相对于螺纹切削起点的位移量；F，螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给值； R、E，螺纹切削的退尾量，R 表示Z 向退尾量，E 为X 向退尾量；P，主轴基准脉冲处距离螺纹切削起始点的主轴转角。R、E在绝对或增量编程时都是以增量方式指定，其为正表示沿Z、X正向回退，为负表示沿Z、X 负向回退。使用R、E可免去退刀槽。R、E可以省略，表示不用回退功能；根据螺纹标准R 一般取

18、0.75-1.75倍的螺距，E 取螺纹的牙型高。使用G32 指令能圆柱螺纹、锥螺纹和端面螺纹。如图1-7所示为螺纹切削时各参数的含义。图1-7 螺纹切削参数为成型车削，且切削进给量较大，刀具强度较差，一般要求分数次进给螺纹车削。表1-2为常用螺纹切削的进给次数与吃。表 1-2常用螺纹切削的进给次数与吃注意：从螺纹粗到精，主轴的转速必须保持常数；在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常，因此螺纹切削时进给保持功能无效，如果按下进给保持按键，刀具在完螺纹后停止运动；在螺纹中不使用恒定线速度功能；在螺纹轨迹中应设置足够的升速- 8 -进和降速退，以消除伺服滞后造成的螺距误差。例2 对图1-8所示

19、的圆柱螺纹编程。螺纹导1.5mm，=1.5 mm，=1 mm，每次吃直径值）分别为0.8 mm、0.6 mm 、0.4 mm、0.16 mm。图 1-8 圆柱螺纹编程程序%0002：N1 G92 X50 Z120 （设立坐标系，定义对N2 M03 S300 （主轴以300 r/min旋转），即起的位置）N3 G00 X29.2 Z101.5（到螺纹起点，升速段1.5 mm，吃刀深，即切削深度，0.8 mm） N4 G32 Z19 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点，降速段1 mm）N5 G00 X40 （X 轴方向快退）N6 Z101.5 （Z 轴方向快退到螺纹起点处）N7 X28.6 （X

20、轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.6 mm） N8 G32 Z19 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点）N9 G00 X40 （X 轴方向快退）N10 Z101.5 （Z 轴方向快退到螺纹起点处）N11 X28.2 （X 轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.4 mm） N12 G32 Z19 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点）N13 G00 X40 （X 轴方向快退）N14 Z101.5 （Z 轴方向快退到螺纹起点处）N15 U-11.96 （X 轴方向快进到螺纹起点处，吃刀深0.16 mm） N16 G32 W-82.5 F1.5 （切削螺纹到螺纹切削终点）N17 G00 X40 （X 轴方

21、向快退）N18 X50 Z120 （N19 M05 （主轴停）点）N20 M30 （主程序结束并复位）- 9 -其它准备功能见表1-3。表中00 组中的G 代码是非模态的，其它组的G 代码是模态的；“”为缺省值。标表 1-3数控车床编程准备功能一览表G 代码分组功能G 代码分组功能 G00点G56选择工件坐标系G01直线插补G57选择工件坐标系0111 G02顺时针方向圆弧插补G58选择工件坐标系G03逆时针方向圆弧插补G59选择工件坐标系暂停外径/内径车削复合循环G0400G71英寸输入端面车削复合循环 G20G720806G21毫米输入G73闭环车削复合循环 G28返回到参考点G76螺纹切

22、削复合循环00G80外径/内径车削固定循环G29由参考点返回G3201螺纹切削G8101端面车削固定循环G36直径编程G82螺纹切削固定循环16G37半径编程G90绝对13G40刀具半径补偿注销G91增量 G4109刀具半径左补偿G9200工件坐标系设定刀具半径右补偿G94每分钟进给G4214主轴每转进给G5300直接机床坐标系编程G95G54选择工件坐标系G96恒线速度1116G97G55选择工件坐标系每分钟转数(主轴)2）辅助功能M 代码（1） 程序暂停M00当CNC执行到M00 指令时，将暂停执行当前程序，以方便操作者进行刀具和工件的测量、工件调头、手动变速等操作。暂停时，机床的进给停止

23、，而全部现存的模态信息保持不变，欲继续执行后续程序，重按操作面板上的“循环启动”键。M00 为非模态后作用M 功能。注：前作用M 功能，在程序段编制的轴运动之前执行；后作用M 功能，在程序段编制的轴运动之后执行。（2） 程序结束M02M02 一般放在主程序的最后一个程序段中。当CNC执行到M02 指令时，机床的主轴、进给、冷却液全部停止，结束。使用M02 的程序结束后，若要重新执行该程序，就得重新调用该程序，或在自动子菜单下按子菜单F4 键（请参考HNC-21T操作说明书），然后再按操作面板上的“循环启动”键。M02 为非模态后作用M 功能。（3） 程序结束并返回到零件M30M30 和M02

24、功能基本相同，只是M30 指令还兼有返回到零件（%）的作用。使用M30 的程序结束后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的“循环启动”键。- 10 -（4） 子程序调用M98 及从子程序返回M99M98，用来调用子程序；M99 表示子程序结束，执行M99 使i）子程序的格式：%××××M99返回到主程序。，以作为调用地址。在子程序的结尾用M99，以在子程序开头，必须规定子执行完该子程序后返回主程序。ii）调用子程序的格式M98P_ L_P，被调用的子；L，重复调用次数。（5） 主轴指令M03、M04、M05M03，主轴正转；M04，主轴反转；M05

25、，主轴停止。M03、M04 为模态前作用M 功能；M05为模态后作用M 功能，M05 为缺省功能。M03、M04、M05 3）主轴功能S、进给功能F 和刀具功能T（1）主轴功能S可相互注销。主轴功能S主轴转速可借助机床为转/每分钟（r/min）。S所编程的主轴转速，其后的数值表示主轴速度，面板上的主轴倍率开关修调。（2）进给功能F表示工件被时刀具相对于工件的进给速度，其取决于G94（每分钟进给量mm/min）或G95（主轴每转一转刀具的进给量mm/r）。借助机床行倍率修调。面板上的倍率按键，F可在一定范围内进（3）刀具功能TT 代码用于选刀，其后的4位数字分别表示选择的刀具号（前2位）和刀具补

26、偿号（后2位）。当一个程序段同时包含T 代码与刀具移动指令时：先执行T 代码指令，后执行刀具移动指令。T 指令同时调入寄存器中的补偿值。1.3数控车床操作1.3.1数控车床操作装置1. 操作台结构华中数控世纪星HNC-21T 数控装置操作台为标准固定结构如图1-9所示。（1）显示器- 11 -操作台的左上部为7.5in 彩色液晶显示器，分辨率为640´480，用于汉字菜单、系统状态、故障的显示和轨迹的图形。图1-9HNC-21T 数控装置操作台（2）NC 键盘NC 键盘包括精简型MDI 键盘和F1-F10 十个功能键,标准化的字母数字式MDI 键盘介于显示器和和急停按钮之间，其中大部

27、分键具有上档键功能，当Upper 键有效时指示灯亮输入的是上档键。F1-F10 十个功能键位于显示器的正下方。NC 键盘用于零件程序的编制、参数输入MDI 及系统管理操作等。（3）机床标准机床面板MCP面板的大部分按键除急停按钮外位于操作台的下部，急停按钮位于操作台的右上角。机床面板用于直接机床的动作或过程。2. 软件操作界面HNC-21T 的软件操作界面如图1-10所示，其界面由如下9个部分组成：（1） 图形显示窗口（2） 菜单命令条（3） 运行程序索引（4） 选定坐标系下的坐标值（5） 工件坐标零点（6） 倍率修调（7） 辅助机能（8） 当前（9）当前方式、系统运行状态及当前时间- 12

28、-图1-10HNC-21T 软件操作界面1.3.2数控车床基本操作1. 开机操作（1）按下操作面板上急停按键；（2）机电 合上机床的三相电源开关（空气开关）；（3）数控上电 旋床背面的总开关；（4） 检查风扇电机运转是否正常；（5） 检查面板上的指示灯是否正常。接通数控装置电源后HNC-21T自动运行系统软件，此时液晶显示器显示如图2-10所示的系统上电屏幕软件操作界面，工作方式为急停。2. 故障诊断（1）有出错时，在主菜单中选择故障F3；（2）在子菜单中选择3. 回参考点操作显示 F6。（1） 置操作面板上工作方式为回参考点；（2） 按压操作面板上+Z；（3） 按压操作面板上+X。机床运动的

29、前提是建立机床坐标系。为此，系统接通电源复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。4. 超程解除（1）松开急停按钮，置工作方式为手动方式；（2）一直按着超程解除按键（器会暂时忽略超程的紧急情况）；（3） 在手动方式下使该轴向相反方向（4） 松开超程解除按键。超程状态；- 13 -5. 关机（1）按下面板上的急停按钮，即断开伺服电源；（2） 断开数控电源；（3） 断开机床电源。6. 坐标轴移动（1） 置操作面板上工作方式为手动；（2） 置操作面板上增量倍率为×10 或×100；（3） 按操作面板上+X （或 -X 或+Z 或-Z）键，可移动刀具。7. 主轴（1）主轴正转 在手动方

30、式下按一下主轴正转按键，指示灯亮，主电机以机床参数设定的转速正转，直到按压主轴停止或主轴反转按键；（2）主轴反转 在手动方式下按一下主轴反转按键，指示灯亮，主电机以机床参数设定的转速反转；（3）主轴停止 在手动方式下按一下主轴停止按键，指示灯亮，主电机停止运转。主轴正转、主轴反转、主轴停止这几个按键互锁，即按一下其中一个指示灯亮，其余两个会失效指示灯灭。8. 机床锁住机床锁住，机床所有运动。在手动运行方式下按一下机床锁住按键，指示灯亮。再进行手动操作系统，继续执行，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，机床停止不动。9.转换在手动方式下按一下转换按键，自动回转刀架转动一个。1

31、0. MDI 功能举例：（1） 选择返回 F10 功能，回到系统主菜单；（2） 选择主菜单中 MDI F4 功能；（3） 选择 MDI 运行 F6 功能；（4） 在显示屏光标处输入程序段（例：G91 G01 Z20 F300），按键 Enter。（5） 在自动工作方式下，按操作面板上循环启动键。11.举例：编辑（1） 选择主菜单中程序编辑 F2 功能；（2） 选择文件管理 F1 功能；（3） 选择编辑新文件 F2，回车确认；- 14 -（4） 在显示屏光标处输入文件名（例：new），按键 Enter。（5） 在编辑区输入零件程序（注意：程序第 1 行必须是%加上后面的 4 位数字组成）。%00

32、01N01 G92 X60 Z40N02 G90 G01 X30 Z37 F300 M03 N03 Z25N04 G02 X46 Z17 I812. 磁盘程序编辑（1） 选择主菜单中程序编辑 F2 功能；（2） 选择选择编辑程序 F2 功能；（3） 选择磁盘程序 F1，回车确认；（4） 用、选择文件，回车确认；（5） 在编辑区编辑选择的零件程序。13. 程序校验（1）选择返回 F10 功能，回到系统主菜单；N05 G01 X60 N06 G00 Z40 N07 M05N08 M30（2）选择主菜单中自动F1 功能；（3） 选择选择程序 F1 功能；（4） 选择正在编辑的程序 F2 功能，回车确

33、认；或选择磁盘程序 F1 功能，回车确认；用、选择文件，回车确认；（5）选择程序效验 F3 功能。14.（1） 按下操作面板上机床锁住按键；（2） 选择返回 F10 功能，回到系统主菜单；（3）选择主菜单中自动F1 功能；（4） 选择选择程序 F1 功能；（5） 选择正在编辑的程序 F2 功能，回车确认；或选择磁盘程序 F1 功能，回车确认；用 或 选择文件，回车确认；（6） 选择显示方式 F9 功能；（7） 选择显示模式 F1 功能，回车确认；（8） 选择 ZX 平面图形 F3 功能，回车确认；（9） 选择返回 F10 功能，回到系统主菜单；（10）选择毛坯F7 功能；（11） 设置毛坯外径

34、、内径、长度、内端面（例：25，0，80，-80）；（12） 在自动工作方式下，按下操作面板上循环启动键。15. 对刀操作- 15 -（1） 机床必须执行过回参考点操作；（2） 主轴转速设为 800 r/min, 按操作面板上主轴正转键；（3） 用手动操作功能移动刀具接近工件外端面；（4） 置操作面板上增量倍率为×10，在距工件外端面左侧 1mm 处，手动操作+X 键，沿端面推一刀；（5） 不移动刀具，在相对坐标系中，将 Z 轴坐标置零；（6） 用手动操作功能移动刀具接近工件外圆；（7） 在距工件外端面右侧 1mm 处，手动操作-Z 键，沿外圆光车一刀；（8） 不移动刀具，在相对坐标

35、系中，将 X 轴坐标置零；（9） 用 MDI 功能将刀具移动到起点位置。16. 运行程序（1）取消操作面板上机床锁住按键；（2）以下步骤同“”中（2）-（12）。1.3.3数控车床编程软件操作1. 键盘说明CTRL-SHIFT CTRL-ALT CAPSLOCK SHIFTSHIFT ALT-SHIFT NUMLOCKSCROLLLOCK：循环启动：进给保持：进给修调：开始（其中 SHIFT 为通用键盘的左 SHIFT 按键）：开关到：拍下/松开 急停CTRL-ALT-SHIFT：复位（松开急停）ALT-X注：如果：方式设置为“+-+”等方式，即需要两次碰动作。开关时，用户需要两次按 NUML

36、OCK，才能让轴完成2. 进入软件系统步骤双击桌面“数控车床”快捷方式，进入软件界面。1.3.41.3.4.5.数控车床编程及操作练习编写车削如图 1-11 所示零件的程序。毛坯：18´60，棒料。编写车削如图 1-13 所示手柄的程序。毛坯：25´100，棒料。编写车削如图 1-14 所示零件的程序。毛坯：25´45，棒料。编写车削如图 1-15 所示零件的程序。毛坯：56´18，盘料，12 的内两端面已加- 16 -工好。程序。毛坯：55´155，棒料。6.编写车削如图 1-16 所示轴类零件的图 1-11编程练零件图a）b）c）编程练习

37、2 零件图图 1-12- 17 -图 1-13 编程练习 3 零件图图 1-14 编程练习 4 零件图图 1-15编程练习 5 零件图图 1-16编程练习 6 零件图- 18 -第二章数控铣床编程与操作2.1数控铣床概述2.1.1数控铣床的结构和功能DM4600中心是在数控铣床的基础上，配以圆盘式刀库和自动换刀装置，采用立式布局，如图 2-1 所示。本章介绍 DM4600 数控铣床功能部分。图 2-1DM4600 外形结构图机床配以高性能的华中数控世纪星 HNC-21M 数控系统，通过发出和接收信号交流伺服电机、机床主轴、工作台和主轴箱部件的运动。主轴通过变频器电机转速达到无级变速，进给速度可

38、任意设定，从而实现由微电脑的自动化。该机床可以在自动、手动方式下进行操作，具有刀具半径补偿、刀具长度补偿和孔固定循环等功能，并配有硬件、软件限位等功能。数控铣床可实现钻削、铣削、镗孔、扩孔、铰孔等多工序的自动工作循环功能；既可进行坐标镗孔，又可精确、高效地完成平面内各种复杂曲线的凸轮、样板、压模、弧形槽等零件的自动，以及三维曲面的，在机领域具有广泛的用途。2.1.2DM4600 的设计特点和主要技术参数1. DM4600 的设计特点DM4600 刀库采用主轴头浮动式自动换刀，操作方便、可靠。整个过程由程序，更改程序可改变过程，自动化程度高、柔性大。滑轨接触面与高级贴塑树脂配合，并使每一处贴面均

39、受到完全润滑。底座采用四导轨结构，机床结构刚性强，稳定性高。各润滑部位均设计有回油装置，保证切削过程中的润滑油与切削液分离。机床具有占地面积小，行程范围宽，工作台承载能力大等特点。- 19 -2. DM4600 的主要技术参数X 轴行程（工作台左右行程） Y 轴行程（工作台前后行程）Z 轴行程（工作台上下行程）600450410+1007.5，7.5，11（N.m）三轴快速移动速度 18（X&轴）15（Z 轴）m/min切削进给率1-5000 mm/min手动进给率0-2000 mm/min分辨率0.001主轴鼻端到工作台面距离100-610主轴中心到立柱滑轨面距离450工作台工作区域

40、380×650T 型槽（宽度×数量×间距）18×3×100工作台最大范围450×780工作台最大荷重能力300 kg工作台距离地面高度805主轴马达 cont/30min5.5 kW主轴转速60-6000 r/min滚珠（直径×节距）40×10精度（300mm） ±0.005重复精度±0.003主轴头浮动式自动换刀方式刀具选择方式双向任意式刀库容量16 把自动换刀时间（邻刀）6.5 s机械重量（净重）3800 kg主轴电子感应式6 kg/cm2主轴锥度 BT40 主轴轴承 P4 主轴直径60X、

41、Y、Z 轴伺服马达扭矩气切削冷却液马达1/2 HP总功率15 kVA数控系统 HNC-22M 华中“世纪星”2.2数控铣床编程2.2.1数控铣床编程基本知识1. 机床坐标轴机床坐标轴符合右手螺旋定则。对数控铣床而言，Z 轴与主轴轴线重合，沿着Z 轴正方向移动将增大零件和刀具间的距离；X 轴垂直于Z 轴，X 轴的正方向向右；Y 轴与X 轴和Z 轴一起。坐标轴正方向的确定均假设工件不动，刀具相对于工件的运动，如图2-2遵循右手定则的坐所示。2. 机床坐标系与工件坐标系1）机床坐标系、机床零点与机床参考点机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系。机床坐标系的原点也称机床原点或零点。这个原点在机床设

42、计和制造调整后，便被确定下来，它是固定的点。为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点。机床参考点可以与机床零点重合- 20 -也可以不重合，通过机床参数指定该参考点到机床零点的距离。机床工作时，各坐标轴进行床参考点的操作，可建立机床坐标系。数控机床的参考点有两个主要作用：建立机床坐标系；消除由于漂移、变形等造成的误差。机床使用一段时间后，工作台会造成一些漂移，使有误差，机床参考点，就可以使机床的工作台回到准确位置，消除误差。所以在机床前，经常要进行床参考点的操作。2）工件坐标系和程序原点编程时一般是选择工件上的某一点作为程序原点（程序零点），并以这个

43、原点作为坐标系的原点，建立一个新的坐标系，称为工件坐标系。工件坐旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。程序原点的选择要尽量满足编程简单、换算少、引起的误差小等条件。一般情况下，以坐标式标注的零件，程序原点在标注的基准点；对称零件或以同心圆为主的零件，程序原点在对称中心线或圆心上。Z 轴的程序原点通常选在工件的上表面。开始时要设置工件坐标系，工件坐标系的建立可用 G92，选择可用 G54-G59 指令来完成。图 2-2数控铣床坐标系图 2-3 零件的程序结构2.2.2数控铣床编程1. 零件程序的结构零件程序是由一个个程序段组成的，而一个程序段则是由若干个指令字组成，如图 2-3 所示。华

44、中数控世纪星HNC-21M 的程序结构： 程序起始符：%（或O）符，%（或O）后跟程序结束：M02 或M30；注释符：括号（ ）内或分号；后的内容为注释文字。程序段号的数码大小不影响执行顺序，程序段按输入顺序执行。程序段中不同的指令字符及其后续数值的含义同数控车床编程，见表1-1。2. HNC-21M 数控系统的编程指令体系- 21 -1）准备功能G代码（1） 绝对值编程G90 与相对值编程G91（2） 坐标系设定 G92格式：G92 X_ Y_ Z_说明：X、Y、Z，对到工件坐标系原点的有向距离。设定机床坐标系与工件坐标系的关系，执行该指令只建立坐标系，刀具不产生运动。（3）快速点G00格式

45、：G00 X_ Y_ Z_说明：刀具相对于工件以各轴预先设定的速度，从当前位置快速移动到程序段指令的目标点，快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定，不能用F 设定。G00 一般用于前快速或后快速退刀。（4）直线插补 G01格式：G01 X_ Y_ Z_ F_说明：刀具以联动的方式，按F 规定的进给速度，从当前位置按线性路线（联动直线轴的轨迹为直线）移动到程序段指令的终点。（5）圆弧插补 G02、G03格式：G17 G02（G03）X_ Y_ I_ J_（R_） F_ G18 G02（G03）X_ Z_ I_ K_（R_） F_ G19 G02（G03）Y_ Z_ J_ K_（R_）

46、F_说明：G02，顺时针圆弧插补；G03，逆时针圆弧插补。X、Y、Z，绝对编程时，圆弧终点在工件坐标系中的坐标；增量编程时，圆弧终点相对于圆弧起点的位移量。I、J、K，圆心相对于圆弧起点的增加量（等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标），在绝对、增量编程时都以增量方式指定。R，圆弧半径。F，被编程的两个轴的XY 平面的圆弧；G18，ZX 平面的圆弧；G19，YZ 平面的圆弧。进给速度。G17，圆弧顺、逆方向：沿圆弧所在平面垂直坐标轴向负方向观察，刀具相对于工件的移动方向为顺时针时用 G02 指令，逆时针时用 G03 指令。R 参数不能描述整圆，整圆时只能用 I、J、K 指定圆心；小于 180

47、6;的圆弧 R 取正，大于 180º的圆弧 R 取负。（6）暂停指令G04格式及说明同数控车床章节该部分的叙述。（7）回参考点指令i）自动返回参考点G28格式：G28 X_ Y_ Z_说明：X、Y、Z，回参考点时经过的中间点，非参考点。在G90中间点在工件坐标系中的坐标，在G91中间点相对于起点的位移量。G28 指令首先使所有的编程轴都快速到中间点，- 22 -然后再从中间点返回到参考点。一般G28 指令用于刀具自动更换或者消除机械误差，在执行该指令之前应取消刀具半径补偿和刀具长度补偿。在G28 的程序段中不仅产生坐标轴移动指令，而且记忆了中间点坐标值以供G29 使用。ii）自动从参

48、考点返回G29格式：G29 X_ Y_ Z_说明：X、Y、Z，返回的终点。在G90终点在工件坐标系中的坐标，在G91终点相对于G28 中间点的位移量。G29 可使所有编程轴以快速进给经过由G28 指令定义的中间点，然后再运动到达指定点。通常，该指令紧跟在G28 指令之后。（8）刀具半径补偿G40、G41、G42ìïG40üï ìG00üG17íG41ý íîG01ýþ X_Y_Z_D_格式：ïîG42ïþ说明：G40，取消刀具半径补偿；

49、G41，补（在刀具前进方向左侧补偿），如图 2-4（a）；G42，右（在刀具前进方向右侧补偿），如图 2-4（b）。图 2-4 刀具半径补偿方向G17，刀具半径补偿平面为 XY 平面；X、Y、Z，建立或取消的终点；D，G41/G42码（D00-D99），它代表了中对应的半径补偿值。注意：刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；刀具半径补偿的建立与取消只能用 G00 或 G01 指令，不得是 G02 或 G03。举例：具半径补偿编制如图 2-5 所示零件的程序。要求建立的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行。设开始时刀具距离工件上表面 50 mm，切削深度为 10 mm。程序%1008：N

50、0010 G92 X-10 Y-10 Z50 N0020 G90 G17N0030 G42 G00 X4 Y10 D01 N0040 Z2 M03 S900N0050 G01 Z-10 F800N0060 X30N0070 G03 X40 Y20 I0 J10 N0080 G02 X30 Y30 I0 J10 N0090 G01 X10 Y20 N0100 Y5N0110 G00 Z50 M05N0120 G40 X-10 Y-10 M02- 23 -图 2-5 刀具半径补偿功能编程（9）刀具长度补偿 G43、G44、G49ìïG43üï ìG

51、00üG17íG44ý íîG01ýþ X_Y_Z_H_格式：ïîG49ïþ说明：G17，刀具长度补偿轴为 Z 轴；G43，正补偿（补偿轴终点加上偏置值）；G44，负补偿（补偿轴终点减去偏置值）；X、Y、Z，即建立或取消的终点；H，刀具长度补偿偏置号（H00-H99），它代表了中对应的长度补偿值；G49 取消刀具长度补偿。（10）镜像功能G24、G25 格式：G24 X_ Y_ Z_M98 P_G25 X_ Y_ Z_说明：G24，建立镜像；G25，取消镜像；X、Y、Z，镜像位置。当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，而能出工件的对称部分，这就是镜像功能。举例：使用镜像功能编制如图3-6所示轮廓的削深度5 mm。程序。设刀具起点距工件上表面100 mm， 切程序：%0024；主程序N001 G92 X0 Y0 Z0N002 G91 G17 M03 S600G24 Y0N006 M98 P100； N007 G25 X0 N008 M98 P100；N009 G25 Y0N003 M9