数控铣床的操作与编程学习教案

1、会计学1数控铣床的操作数控铣床的操作(cozu)与编程与编程第一页，共241页。3.1.1 数控铣床的类型数控铣床的类型(lixng)及基及基本组成本组成 3.1 数控铣床及其组成数控铣床及其组成(z chn)1数控铣床的类型数控铣床的类型(lixng) (1) 数控仿形铣床。通过数控装置将靠模移动量数字化后，可得到高的加工精度，可进行较高速度的仿形加工。进给速度仅受刀具和材料的影响。 (2) 数控摇臂铣床。摇臂铣床采用数控装置可提高效率和加工精度，可以加工手动铣床难以加工的零件。 第1页/共241页第二页，共241页。 (3) 数控万能工具铣床。采用数控装置的万能工具铣床有手动指令(zhln

2、g)简易数控型、直线点位系统数控型和曲线轨迹系统数控型。操作方便，便于调试和维修。当然，这类机床基本都具有钻、镗加工的能力。 (4) 数控龙门铣床(xchung)。工作台宽度在630 mm以上的数控铣床(xchung)，多采用龙门式布局。其功能向加工中心靠近，用于大工件、大平面的加工。 第2页/共241页第三页，共241页。 此外，若按照主轴放置(fngzh)方式可有卧式数控铣床和立式数控铣床之分。 对立式数控铣床而言，若按Z轴方向运动的实现形式又可有工作台升降式和刀具升降式(固定工作台)。立式升降台数控铣床由于受工作台本身重量的影响，使得采用不能自锁的滚珠(gnzh)丝杠导轨有一定的技术难度

3、，故一般多用于垂直工作行程较大的场合。 当垂直工作行程较小时，则常用(chn yn)刀具升降的固定工作台式数控铣床，刀具主轴在小范围内运动，其刚性较容易保证。第3页/共241页第四页，共241页。 若按数控装置控制(kngzh)的轴数，可有两坐标联动和三坐标联动之分。 若有特定(tdng)要求，还可考虑加进一个回转的A坐标或C坐标，即增加一个数控分度头或数控回转工作台。这时机床应相应地配制成四坐标控制系统。第4页/共241页第五页，共241页。 2数控铣床的结构(jigu)组成 图3-1所示是XK5032型立式数控铣床的外形结构图。和传统的铣床一样，机床的主要部件有床身、铣头、主轴、纵向(zn

4、 xin)工作台(X轴)、横向床鞍(Y轴)、可调升降台(手动)、液压与气动控制系统和电气控制系统等。 作为数控机床的特征部件有X、Y、Z(刀具)各进给轴驱动用伺服电机、行程限位及保护开关、数控操作面板及其控制台。伺服电机内装有脉冲编码器，位置(wi zhi)及速度反馈信息均由此取得，构成半闭环控制系统。第5页/共241页第六页，共241页。Z底座强电柜变压器箱纵向工作台床身立柱Z轴伺服电机数控操作面板YX纵向进给伺服电机横向溜板工作台支承(可手动升降)机械操作面板横向进给伺服电机行程限位开关床身立柱纵向工作台强电柜变压器箱底座工作台支承(可手动升降)行程限位开关横向进给伺服电机横向溜板纵向进给

5、伺服电机机械操作面板数控操作面板Z轴伺服电机ZXY图3-1 XK5032型数控铣床第6页/共241页第七页，共241页。 XK5032型数控铣床是配有高精度、高性能、带有CNC控制软件系统的三坐标(zubio)数控铣床(可选配FANUC 3MA/ 10M/ 11M/ 12M等多种CNC系统)，并可加第四轴。 机床具有直线插补、圆弧插补、三坐标联动空间直线插补功能，还有刀具补偿、固定循环和用户宏程序等功能；能完成90%以上的基本铣削、镗削、钻削、攻螺纹及自动工作循环等工作，可用于加工各种形状复杂的凸轮、样板(yngbn)和模具零件。第7页/共241页第八页，共241页。 ZJK75321型数控钻

6、铣床是华中数控研制生产的一种经济型数控铣床，机床(jchung)构成如图3-2所示。 主要(zhyo)由个人计算机(PC机)、控制接口柜、机械操作面板、冷却供液系统和机床本体等部分组成。 各进给轴用步进电机驱动，是典型的开环控制机床，采用通用PC机和华中(Huzhng)数控公司开发的HCNCM控制软件直接联机控制，功能基本和XK5032数控铣床类同。第8页/共241页第九页，共241页。图3-2 ZJK75321型数控钻铣床Z底座强电柜变压器箱纵向工作台床身立柱Z轴伺服电机数控操作面板YX纵向进给伺服电机横向溜板工作台支承(可手动升降)机械操作面板横向进给伺服电机行程限位开关床身立柱纵向工作台

7、强电柜变压器箱底座工作台支承(可手动升降)行程限位开关横向进给伺服电机横向溜板纵向进给伺服电机机械操作面板数控操作面板Z轴伺服电机ZXY第9页/共241页第十页，共241页。3.1.2 数控铣床的传动及速度数控铣床的传动及速度(sd)控制控制 当换上(96.52 mm /(127 mm的带轮时，主轴转速为804500 r/min(高速(o s)挡)，当换上(71.12 mm/ (162.56 mm的带轮时，主轴转速为452600 r/min(低速挡)。每挡内的转速选择可由程序中的S指令给定，也可由手动操作执行。 图3-3所示为XK5032型数控铣床的传动(chundng)系统图。该机床主传动(

8、chundng)采用专用的无级调速主电动机，由皮带轮将运动传至主轴。主轴转速分为高低两挡，通过更换带轮的方法来实现换挡。第10页/共241页第十一页，共241页。图3-3 XK5032型数控铣的传动系统图第11页/共241页第十二页，共241页。 工作台的纵向(X轴)和横向(Y轴)进给运动、主轴套筒的垂直(Z轴)进给运动，都是由各自的交流(jioli)伺服电机驱动，分别通过同步齿形带传给滚珠丝杠，实现进给。 各轴的进给速度范围是52500 mm/min，各轴的快进速度为5000 mm/min。当然(dngrn)，实际移动速度还受操作面板上速度修调开关的影响。 床鞍的纵、横向导轨面均采用了贴塑面

9、，提高(t go)了导轨的耐磨性，消除了低速爬行现象。第12页/共241页第十三页，共241页。 ZJK75321型数控钻铣床的主传动是由主电机经三级齿轮传动传递到主轴，采用传统的齿轮箱及其机械式的换挡变速方式，换挡变速应在机床停止运转时靠手工进行。主轴转速范围为851600 r/min，共有6级变化，见表3-1。可通过改变(gibin)主轴箱正面的高低挡(H、L)及各挡级数(1、2、3级)来实现。表3-1 ZJK7532-1型数控钻铣床的主轴(zhzhu)转速转 速/(r/min) 频 率 H1 H2 H3 L1 L2 L3 50 Hz 1600 900 530 250 140 85 60

10、Hz 1900 1060 630 300 170 100 第13页/共241页第十四页，共241页。 X、Y、Z各进给轴均由步进电机(dinj)直接带动丝杆完成各个方向的进给运动。Z轴运动是整个铣头(包括主电机(dinj)及主传动系统)一起进行的。 ZJK75321型数控钻铣床的主要技术参数为：工作台工作面积 240480 mm2 工作台纵向最大行程(X轴) 400 mm 工作台横向最大行程(Y轴) 220 mm 铣头升降台最大行程(Z轴) 480 mm 主轴孔锥度 莫氏3号 第14页/共241页第十五页，共241页。最大钻孔直径 32 mm 最大平铣刀直径 50 mm 最大立铣刀直径 28

11、mm 主轴转速(zhun s)级数 6主轴转速(zhun s)范围 851600 r/min各轴最大快移速度 1500 mm/min最小设定单位 0.001 mm编程尺寸范围 (99 999.999 mm联动轴数 3插补功能 直线(空间)、圆弧(平面)参考点功能 有第15页/共241页第十六页，共241页。3.1.3 操作操作(cozu)面板及其基本控制功能面板及其基本控制功能指示报警强电驱动数控超程 X轴 Y轴YYX快移机床锁住主轴正转 主轴停 主轴反转超程解除循环启动进给保持MST锁住急停电源开关Z轴回参考点联机攻丝ZXZ自 动工作方式单 段点 动步 进回 参 考 点手 动 攻 丝10增量

12、倍率、进给修调1401003050801100010100Z轴锁住冷却开关图3-4 ZJK75321型数控钻铣床的机械操作(cozu)面板第16页/共241页第十七页，共241页。 通过各操作开关可实现(shxin)以下控制功能： (1) 电源开关。合上机床电柜总电源开关后，必须用钥匙打开此开关，数控系统的驱动电源、主电机(dinj)电源才能接通。 (2) 急停按钮。机床操作过程中，出现紧急情况时，按下此按钮，进给及主轴运行立即停止，CNC进入急停状态。紧急情况解除后，顺时针方向转动(zhun dng)按钮可以退出急停状态。 第17页/共241页第十八页，共241页。 (3) 工作方式选择(x

13、unz)开关。此开关可用于对机床操作选择(xunz)处于自动、单段、点动、步进(增量)和回参考点五种方式。 (4) 增量倍率与进给(jn i)修调开关。MDI方式及自动运行方式下可通过此开关设定进给(jn i)速度修调倍率(共有10、30、50、80、100、140六挡)。第18页/共241页第十九页，共241页。 ()若程序指令为F200，倍率开关处于30挡，则实际进给速度为20030( = 60 mm/min。 步进方式下，可通过此开关设定增量进给倍率(共有1、10、100、100四挡)。若此开关处于100挡，则每次按压轴移动(ydng)方向按钮一次，拖板在相应的方向移动(ydng)0.1

14、 mm(即100个设定单位)。第19页/共241页第二十页，共241页。 (5) 轴移动方向按钮(+X、X、+Y、Y、+Z、Z )。在手动或步进方式下，按下此六个按钮之一，各轴将分别在相应的方向上产生位移，手动方式时拖板作连续位移直到松开为止(wizh)，其实际移动速度等于系统内部设定的快移速度乘进给速度修调倍率。 在步进方式下，每按下后再释放(shfng)某按钮一次，该拖板即在对应方向上产生一固定的位移，其位移量等于轴的最小设定单位乘增量倍率。(系统最小设定单位为0.001 mm) 第20页/共241页第二十一页，共241页。 (6) 快移按钮。在手动方式下，若同时按快移按钮和某个(mu )

15、轴移动方向按钮，则在对应轴方向上，将无视进给速度修调倍率的设定，以系统内部设定的快移速度产生位移。 (7) 循环启动。在自动加工功能菜单(ci dn)下，当选择并调入需要运行的加工程序后，再置工作方式开关于“自动”方式，然后按下此按钮(按钮灯亮)，即开始自动执行程序指令。机床进给轴将以程序指令的速度移动。第21页/共241页第二十二页，共241页。 (8) 进给保持。在自动运行(ynxng)过程中，按下此按钮(按钮灯亮)，机床运动轴减速停止，程序执行暂停，但加工状态数据将保持，若再按下“循环启动”按钮，则系统将继续运行(ynxng)。注意，若暂停期间按过主轴停转的话，继续运行(ynxng)前，

16、必须先启动主轴；否则，将有引发事故的可能。 (9) 机床锁住。在自动运行开始前，将此钮按下，再按“循环启动”执行程序，则送往机械(jxi)侧的控制信息将被截断，机械(jxi)部分不动。数控装置内部在照常进行控制运算，同时CRT显示信息也在变化。这一功能主要用于校验程序，检查语法错误。第22页/共241页第二十三页，共241页。注： 即使是G28、G29指令，机床也不运动。 机床辅助功能指令依然有效。 在自动运行(ynxng)过程中，再按下此按钮，机床锁住无效。 在锁住运行(ynxng)过程中，欲弹起此按钮以解除机床锁住亦无效。第23页/共241页第二十四页，共241页。 (10) MST锁住。

17、在自动(zdng)运行之前，按下此钮，则程序中的所有M、S、T指令均无效。 (11) Z轴锁住。在自动运行开始(kish)前，按下此按钮后，再循环启动，则往Z轴去的控制信息被截断，Z轴不动，但数控运算和CRT显示照常。 (12) 超程解除按钮。当某进给轴沿某一方向持续移动而碰到行程硬限位保护开关时，系统即处于超程报警保护状态，此时若要退出此保护状态，必须置方式(fngsh)开关于“手动”方式(fngsh)，在按住此按钮的同时，再按压该轴的反方向移动按键，向相反的方向移动方可。第24页/共241页第二十五页，共241页。 (13) 冷却开关。按下此按钮，供液电机启动(qdng)，打开冷却液，再按

18、此钮，供液停止。 (14) 主轴(zhzhu)正转。按下此按钮，主轴(zhzhu)电机正转，同时钮内指示灯点亮。 (15) 主轴(zhzhu)停转。按下此按钮，主轴(zhzhu)电机运转停止，同时钮内指示灯点亮。 (16) 主轴反转。按下此按钮，主轴电机反转，同时钮内指示灯点亮。 此外，在面板左上方，还有一些指示灯指示系统的各种状态。例如，电源有无的指示，是否联机的指示，报警状态的指示和回参考点的指示等。第25页/共241页第二十六页，共241页。3.1.4 控制软件界面与菜单控制软件界面与菜单(ci dn)结构结构图3-5 控制软件环境(hunjng)界面第26页/共241页第二十七页，共2

19、41页。 (1) 加工方式。显示(xinsh)系统当前的运行方式。随着机械操作面板上的工作方式选择开关的切换而改变。加工方式有自动、校验、手动、步进、急停和手动回参考点等。 (2) 加工程序。显示自动(zdng)加工时，当前正在执行的程序行内容并随程序的运行而更新。 (3) 正文及图形显示窗口(主画面)。根据系统所处的显示状态而有所不同。在编辑程序时，主要用于显示程序内容。在自动加工或校验时，可按F9功能键切换显示状态，如显示程序(正文)、指令坐标(zubio)(大字符)和监控图形等。第27页/共241页第二十八页，共241页。 (4) 命令行。主要用于MDI命令行形式时手动输入(shr)一行

20、程序指令的显示区。此外，也用作一些参数数据输入(shr)设定时的缓冲显示以及系统报警信息等的显示。 (5) 菜单区。菜单区显示各菜单功能选项，并提示相应(xingyng)的操作用功能键。 (6) 运行程序索引。显示当前自动运行的程序号和程序行号。N后的数据，只有在程序中使用书写了程序行号N指令(zhlng)时才会改变为相应的显示；否则，固定显示为N0000。第28页/共241页第二十九页，共241页。 (7) 坐标数据显示。用于显示X、Y、Z的坐标值及当前的进给速度F值。坐标值内容可根据需要选定为：指令位置(wi zhi)/实际位置(wi zhi)/剩余进给/跟踪误差/负载电流和机床坐标/工件

21、坐标/相对坐标。 (8) 辅助机能。显示(xinsh)程序运行过程中当前M、S、T指令的模态值。第29页/共241页第三十页，共241页。 控制软件的各个(gg)功能基本上是通过切换菜单，选择相应的功能按键(F1F10)而启动执行的。 系统按功能特点将主菜单分为基本功能和扩展(kuzhn)功能两部分，整个系统菜单结构见附录C。 整个系统菜单层次的切换(qi hun)和返回都是按功能键F10。功能键F9对应的显示方式设定功能无论在那层菜单中都有，即任何时候都可按需要修改设定显示方式。第30页/共241页第三十一页，共241页。3.2 对刀调整(tiozhng)及坐标系设定3.2.1 数控铣床的位

22、置数控铣床的位置(wi zhi)调整调整 1手动回参考点手动回参考点 参考点是用于确定机床坐标系的参照点，也是用于对各机械位置进行精度校准的点。当机床因意外(ywi)断电、紧急制动等原因停机而重启动时，严格地讲应该是每次开机启动后，都应该先对机床各轴进行手动回参考点的操作，重新进行一次位置校准。手动回参考点的操作步骤如下：第31页/共241页第三十二页，共241页。 (1) 确保机床通电且与PC电脑联机完成(wn chng)，将机床操作面板上的工作方式开关置于手动回参考点的位置上。 (2) 分别按压+X、+Y、+Z轴移动方向按钮一下，则系统即控制机床自动往参考点位置处快速移动，当快到达参考点附

23、近时，各轴自动减速(jin s)，再慢慢趋近直至到达参考点后停下。 (3) 到达(dod)参考点后，机床面板上回参考点指示灯点亮。此时，显示屏上显示参考点在机床坐标系中的坐标为(0，0，0)。第32页/共241页第三十三页，共241页。 本机床参考点与机床各轴行程极限点(机床原点)是接近重合的，参考点就在行程极限点内侧附近(fjn)。如果在回参考点之前，机器已经在参考点位置之外，则必须先手动移至内侧后，再进行回参考点的操作；否则，就会引发超程报警。 当工作方式开关(kigun)不在回参考点位置上时，各轴往参考点附近移动时将不会自动减速，到达时就可能滑出参考点或行程极限的边界之外，并引发超程报警

24、。第33页/共241页第三十四页，共241页。 2手动连续(linx)进给和增量进给 将开关拨到“点动”位置后，按压轴移动方向按钮(+X、X、等)之一，各轴将分别在相应的方向上产生连续位移，直到松开(sn ki)手为止。 若要调节移动速度，可旋动(xun dn)进给速度修调倍率开关，则实际移动速度等于系统内部设定的快移速度乘进给速度修调倍率。 若同时按快移按钮和某个轴移动方向按钮，则在对应轴方向上，将无视进给速度修调倍率的设定，以系统内部设定的快移速度产生连续位移。 第34页/共241页第三十五页，共241页。 将开关拨到“步进”位置，将增量倍率选择开关设定(sh dn)于(1、10、100、

25、1000)四挡之一的位置。每次按压/松开轴移动方向按钮一次，拖板将在相应的轴方向上产生指定数量单位的位移。通过调整改变增量进给倍率值，可得到所期望的精确位移。 当需要用手动方法产生较大(jio d)范围的精确移动时，可先采用手动连续进给(点动)的方法移近目标后，再改用增量进给的方法精确调整到指定目标处。点动和步进既可用于空程移动，也可进行铣削加工。 第35页/共241页第三十六页，共241页。 3 M D I 操 作(cozu) MDI是指命令行形式的程序执行方法，它可以从计算机键盘接受一行程序指令，并能立即执行。采用MDI操作可进行局部范围的修整加工以及(yj)快速精确的位置调整。MDI操作

26、的步骤如下： (1) 在基本功能主菜单(ci dn)下，按F4功能键切换到MDI子菜单(ci dn)下。 (2) 再按F6键进入MDI运行方式，屏幕显示如图3-6所示画面。画面的正文显示区显示的是系统当前的模态数据。命令行出现光标，等待键入MDI程序指令。 第36页/共241页第三十七页，共241页。图3-6 MDI操作(cozu)屏幕画页面 第37页/共241页第三十八页，共241页。 (3) 可用键盘(jinpn)在光标处输入整段程序(如G90 G01 X10.0 Y10.0 Z10.0 F100)，也可一个功能字一个功能字地输入，输完后按回车键，则各功能字数据存入相应的地址，且显示在正文

27、区对应位置处。 若系统当前的模态与欲输入的指令模态相同，则可不(k b)输入。在按回车键之前发现输入数据有误，可用退格键、编辑键修改。若按回车后发现某功能字数据有误，则可重新输入该功能字的正确数据并回车进行更新。若需要清除所输入的全部MDI功能数据，可按功能键F1。第38页/共241页第三十九页，共241页。 (4) 全部指令数据输入完毕后，将操作面板上的工作方式开关置于“自动”挡；然后，按压操作面板上的“循环启动”按钮，即可开始(kish)执行MDI程序功能。若MDI程序运行中途需要停止运行，可按功能键F1。 如果在进行(jnxng)MDI运行时，已经有程序正在自动运行，则系统会提示不能实施

28、MDI运行。 当一个MDI程序运行完成后，系统将自动清除刚执行的功能(gngnng)数据，等待输入下一个运行程序段。第39页/共241页第四十页，共241页。3.2.2 钻铣用刀具钻铣用刀具(doj)及对刀及对刀 1钻铣用刀具钻铣用刀具:按切削按切削(qixio)工艺可分为工艺可分为三种：三种： (1) 钻削刀具。钻削刀具分小孔钻头(zun tu)、短孔钻头(zun tu)(深径比5)、深孔钻头(zun tu)(深径比6，可高达100以上)和枪钻、丝锥、铰刀等。 (2) 镗削刀具。镗削工具分镗孔刀(粗镗、精镗)和镗止口刀等。 (3) 铣削刀具。铣削工具分面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。 第40页

29、/共241页第四十一页，共241页。 若按安装连接型式可分为套装式(带孔刀体需要通过芯轴来安装)、整体式(刀体和刀杆为一体)和机夹式可转位刀片(采用(ciyng)标准刀杆体)等。 除具有和主轴锥孔同样锥度刀杆的整体式刀具可与主轴直接(zhji)安装外，大部分钻铣用刀具都需要通过标准刀柄夹持转接后与主轴锥孔联接。 如图3-7所示，刀具系统(xtng)通常由拉钉、刀柄和钻铣刀具等组成。第41页/共241页第四十二页，共241页。图3-7 钻铣常用(chn yn)刀具构成机用铰刀钻头立铣刀倾斜型镗刀杆镗刀杆直角型接柄镗杆楔型镗刀杆弹簧夹头刀柄立铣刀柄直柄工具接柄套式立铣刀具组合拉钉刀柄攻丝夹头丝锥攻

30、丝夹头刀柄组合钻夹头刀柄莫氏孔刀柄带扁尾弹簧夹头刀柄带 扁 尾莫氏孔刀柄拉钉刀柄攻丝夹头丝锥攻丝夹头刀柄组合套式立铣刀具组合钻夹头刀柄接柄镗杆楔型镗刀杆直角型镗刀杆倾斜型镗刀杆钻头立铣刀机用铰刀中轴线立 铣 刀 柄直柄工具接柄第42页/共241页第四十三页，共241页。 2对刀对刀 数控铣床的对刀内容(nirng)包括基准刀具的对刀和各个刀具相对偏差的测定两部分。 对刀时，先从某零件加工所用到的众多刀具中选取一把作为基准刀具，进行对刀操作；再分别(fnbi)测出其他各个刀具与基准刀具刀位点的位置偏差值，如长度、直径等。 这样(zhyng)就不必对每把刀具都去做对刀操作。第43页/共241页第四

31、十四页，共241页。 如果某零件的加工，仅需一把刀具就可以的话(dehu)，则只要对该刀具进行对刀操作即可。 如果所要换的刀具是加工暂停时临时手工换上的，则该刀具的对刀也只需要测定(cdng)出其与基准刀具刀位点的相对偏差，再将偏差值存入刀具数据库。 有关多把刀具(doj)偏差设定及意义，将在刀具(doj)补偿内容中说明，下面仅对基准刀具(doj)的对刀操作进行说明。第44页/共241页第四十五页，共241页。 当工件以及基准刀具(或对刀工具)都安装(nzhung)好后，可按下述步骤进行对刀操作。 先将方式开关置于“回参考点”位置，分别按+X、+Y、+Z方向按键令机床进行(jnxng)回参考点

32、操作，此时屏幕将显示对刀参照点在机床坐标系中的坐标。若机床原点与参考点重合，则坐标显示为(0，0，0)。第45页/共241页第四十六页，共241页。 1) 以毛坯孔或外形(wi xn)的对称中心为对刀位置点 以定心锥轴找小孔中心。如图3-8所示，根据孔径大小选用相应的定心锥轴，手动操作使锥轴逐渐靠近基准孔的中心，手压移动Z轴，使其能在孔中上下轻松移动，记下此时机床(jchung)坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。第46页/共241页第四十七页，共241页。图3-8 定心锥轴找孔中心(zhngxn) 定心锥轴第47页/共241页第四十八页，共241页。 图3-9 百分表找孔中心(zh

33、ngxn)表头工件主轴百分表磁性表座第48页/共241页第四十九页，共241页。 用百分表找孔中心(zhngxn)。 如图3-9所示，用磁性表座将百分表粘在机床主轴端面上，手动或低速旋转主轴。然后，手动操作使旋转的表头(bio tu)依X、Y、Z的顺序逐渐靠近被测表面，用步进移动方式，逐步降低步进增量倍率，调整移动X、Y位置，使得表头(bio tu)旋转一周时，其指针的跳动量在允许的对刀误差内(如0.02 mm)，记下此时机床坐标系中的X、Y坐标值，即为所找孔中心的位置。第49页/共241页第五十页，共241页。 用寻边器找毛坯对称中心。将电子寻边器和普通刀具(doj)一样装夹在主轴上，其柄部

34、和触头之间有一个固定的电位差，当触头与金属工件接触时，即通过床身形成回路电流，寻边器上的指示灯就被点亮；逐步降低步进增量，使触头与工件表面处于极限接触(进一步即点亮，退一步则熄灭)，即认为定位到工件表面的位置处。 如图3-10所示，先后定位到工件正对的两侧表面，记下对应(duyng)的X1、X2、Y1、Y2坐标值，则对称中心在机床坐标系中的坐标应是(X1+X2)/2，(Y1+Y2)/2)。 第50页/共241页第五十一页，共241页。图3-10 寻边器找对称中心X1X2Y2Y12Y Y212X X21X1X2Y2Y12Y Y212X X21第51页/共241页第五十二页，共241页。2) 以毛

35、坯(mop)相互垂直的基准边线的交点为对刀位置点工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点MyybabXbbya+D/2yZZabXa+D/2XXbW工件原点YXaXWYYbYaZ机床原点M机床原点M工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点MyybabXbbya+D/2yZZabXa+D/2工件原点WXYYWXMXWYZ机床原点MXXa机床原点MyybabXbbya+D/2yZZabXa+D/2ZaMZbYbXWYYaXa2D2DXb图3-11 对刀操作时的坐标位置(wi zhi)关系第52页/共241页第五十三页，共241页。 按X、Y轴移动方向键，使刀具圆周刃口接

36、触工件的左(或右)侧面，记下此时刀具在机床坐标系中的X坐标xa。然后按X轴移动方向键使刀具离开工件左(或右)侧面。 用同样的方法调整移动到刀具圆周刃口接触工件的前(或后)侧面，记下此时的Y坐标ya；最后，让刀具离开工件的前(或后)侧面，并将刀具回升到远离工件的位置。 如果已知刀具或寻边器的直径为D，则基准边线交点处的坐标应为 2D,2Daayx第53页/共241页第五十四页，共241页。 3) 刀具(doj)Z向对刀 当对刀工具中心(zhngxn)(即主轴中心(zhngxn)在X、Y方向上的对刀完成后，可取下对刀工具，换上基准刀具，进行Z向对刀操作。 Z向对刀点通常都是以工件的上下表面为基准的

37、，这可利用Z向设定器进行精确对刀，其原理(yunl)与寻边器相同。如图3-12所示，若以工件上表面为Z=0的工件零点，则当刀具下表面与Z向设定器接触致指示灯亮时，刀具在工件坐标系中的坐标应为Z=100，即可使用G92Z100.0来声明。第54页/共241页第五十五页，共241页。图3-12 Z向对刀设定(sh dn)G92Z100.0Z=0指示灯坯件坯件指示灯G92Z100Z0第55页/共241页第五十六页，共241页。 如图3-11所示，假定编程原点(或工件原点)预设(y sh)定在距对刀用的基准表面距离分别为xb，yb，zb的位置处。),2D,2D(aaazyx 若将刀具刀位点置于对刀基准

38、面的交汇处，则此时刀具刀位点在工件(gngjin)坐标系中的坐标为(xb，yb，zb)。 如前所述，它在机床坐标系中的坐标应为。此时，若用MDI执行G92 ，即可建立(jinl)起所需的工件坐标系。 第56页/共241页第五十七页，共241页。 此外，也可先将刀具(doj)移到某一位置处，记下此时屏幕上显示的该位置在机床坐标系中的坐标值； 然后，换算出此位置(wi zhi)处刀具刀位点在工件坐标系中的坐标； 再将所算出的X、Y、Z坐标值填入程序中G92指令内；在保持当前刀具位置不移动的情况下去(xi q)运行程序，同样可达到对刀的目的。 第57页/共241页第五十八页，共241页。 在实际操作

39、中，当需要用多把刀具(doj)加工同一工件时，常常是在不装刀具(doj)的情况下进行对刀的。 这时，常以刀座底面中心(zhngxn)为基准刀具的刀位点先进行对刀；然后，分别测出各刀具实际刀位点相对于刀座底面中心(zhngxn)的位置偏差，填入刀具数据库即可；执行程序时由刀具补偿指令功能来实现各刀具位置的自动调整。第58页/共241页第五十九页，共241页。3.2.3 机床坐标系统机床坐标系统(xtng)的设定的设定 1参考点与机床参考点与机床(jchung)坐标系坐标系 有关数控铣床坐标轴方向的确定已在第1章进行(jnxng)过说明，本节仅就ZJK75321型数控钻铣床稍作说明。 该铣床是一立

40、式铣床，XY平面内的运动是由工作台拖板移动实现的，Z轴方向则是由刀具主轴上下移动来实现的。第59页/共241页第六十页，共241页。 当按压(ny)+X轴方向键时，产生的运动是工作台拖板向左移动； 按压+Y轴方向键时，所产生(chnshng)的运动是工作台拖板向前移动，亦相当于是刀具相对工作台(工件)向后移动。 按压+Z轴方向键时，产生的运动就是(jish)刀具主轴向上移动(远离工作台面)。各轴行程极限由挡铁及其行程开关位置确定。第60页/共241页第六十一页，共241页。 大多数数控铣床都将参考点设定在各轴正向行程(xngchng)极限处。但参考点位置的设定并没有统一的标准，各厂家可根据需要

41、将其设定在某一固定位置。 比如，XK5040A型数控铣床的参考点就设在各轴向行程中间的位置(wi zhi)上；ZJK75321型数控钻铣床的Y、Z轴向参考点均设在对应轴的正向行程极限处；而X轴向参考点的位置(wi zhi)则有的设在正向行程极限处，有的却设在负向行程极限处。 参考点的位置在出厂时就应已调整并固定好，用户不得随意(su y)改动；否则，加工运行精度将无法保证。第61页/共241页第六十二页，共241页。 当经过手动回参考点后，屏幕即显示此时机床原点的坐标(zubio)(0，0，0)，即该铣床的参考点与机床原点重合。(当然在实际机床中，也有的参考点与机床原点并不重合，此类机床在参考

42、点处的机床坐标(zubio)显示就不是0。) 对参考点为正向(zhn xin)行程极限的机床而言，工作区内的刀位点在机床坐标系的坐标均为负值；对参考点为负向行程极限的轴来说，正常工作区内的点在机床坐标系中该轴对应的坐标均为正值。 第62页/共241页第六十三页，共241页。 2工件(gngjin)坐标系 机床的工件坐标系各坐标轴的方向(fngxing)和机床坐标系一致，工件坐标系可通过执行程序指令G92 X.Y.Z.来建立或用G54G59指令来预置。 1) 用G92指令(zhlng)建立工件坐标系 格式：G92 X.Y.Z. G92指令的意义就是声明当前刀具刀位点在工件坐标系中的坐标，以此作参

43、照来确立工件原点的位置。第63页/共241页第六十四页，共241页。 若已将各轴移到工作区内某位置，其屏幕显示当前刀具(doj)在机床坐标系中坐标为(x1,y1，z1)。 此时，如果用MDI操作方式执行程序指令G92 X0 Y0 Z0，就会在系统内部建立工件(gngjin)坐标系，屏幕上将显示出工件(gngjin)原点在机床坐标系中的坐标为(x1，y1，z1)， 按F9键显示方式坐标系工件坐标系，将正文(zhngwn)区切换到显示工件坐标系，则显示当前刀具在工件坐标系中的坐标为(0，0，0)；第64页/共241页第六十五页，共241页。 如果执行程序指令G92 Xx2 Yy2 Zz2，则显示(

44、xinsh)出工件原点在机床坐标系中的坐标为(x1x2，y1y2，z1z2)；如切换到工件坐标系显示(xinsh)，则显示(xinsh)当前刀具在工件坐标系中的坐标为(x2，y2，z2)。 在整个程序运行时，执行(zhxng)G92指令的结果和此一样；再执行(zhxng)G92指令时又将建立新的工件坐标系。 如前所述，在执行含G92指令的程序前，必须进行对刀操作(cozu)，确保由G92指令建立的工件坐标系原点的位置和编程时设定的程序原点的位置一致。 第65页/共241页第六十六页，共241页。 2) 用G54G59来预置(y zh)设定工件坐标系 在机床控制系统(kn zh x tn)中，还

45、可用G54G59指令在6个预定的工件坐标系中选择当前工件坐标系。 当工件尺寸很多且相对具有多个不同的标注基准时，可将其中几个基准点在机床坐标系中的坐标值，通过MDI方式预先输入到系统中，作为G54G59的坐标原点，系统将自动记忆(jy)这些点。 一旦程序执行到G54G59指令之一时，则该工件坐标系原点即为当前程序原点，后续程序段中的绝对坐标均为相对此程序原点的值。例如，图3-13所示从ABCD行走路线，可编程如下：第66页/共241页第六十七页，共241页。图3-13 工件(gngjin)坐标系设定ZYWXXX5454Y机机YG543040AXY59593030G59B45152035G523

46、535CDXY机床原点M工件原点M机床原点yxzzx112122yZYXW工件原点X2Y2Z2Y1Z1X1M机床原点M机床原点3535Y机DX机C20Y35 XX594530G59X5430A40G54Y54Y593015BG52第67页/共241页第六十八页，共241页。N10 G54 G00 G90 X30.0 Y40.0 快速移到G54中的A点N15 G59 将G59置为当前工件(gngjin)坐标系 N20 G00 X30.0 Y30.0 移到G59中的B点N25 G52 X45.0 Y15.0 在当前工件(gngjin)坐标系G59中，建立局部坐标系G52N30 G00 G90 X3

47、5.0 Y20.0 移到G52中的C点N35 G53 X35.0 Y35.0 移到G53(机械坐标系)中的D点.第68页/共241页第六十九页，共241页。 执行N10程序段时，系统会先选定G54坐标系作为当前(dngqin)工件坐标系；然后，再执行G00移动到该坐标系中的A点。 执行N15程序段时，系统又会选择(xunz)G59坐标系作为当前工件坐标系。执行N20时，机床就会移到刚指定的G59坐标系中的B点。 执行N25时，将在当前(dngqin)工件坐标系G59中建立局部坐标系G52，G52后所跟的坐标值，是G52的原点在当前(dngqin)坐标系中的坐标。第69页/共241页第七十页，共

48、241页。 执行N30时，刀具将移到局部(jb)坐标系G52中的C点。G53是直接按机床坐标系编程。 执行N35时，工具将移到机床坐标系中的D点。但G53指令只对本程序段有效，后续程序段如不指定(zhdng)其他坐标系的话，当前有效坐标系还是属于G59中的局部坐标系G52。 第70页/共241页第七十一页，共241页。 预置工件坐标系G54G59的设定，可在MDI方式菜单(ci dn)中选按“坐标系F3”，切换到工件坐标系G54设定屏幕。 如果欲将当前位置点设为G54的零点，可根据屏幕右上角显示的当前点在机床坐标系中的坐标值数据，在MDI命令行输入该数值(shz)后回车，则屏幕显示如图3-14

49、所示。 如要预置G55G59，可使用翻页键切换(qi hun)到相应的页面，再在MDI命令行输入其原点坐标即可。第71页/共241页第七十二页，共241页。 工件原点预置好后，可按“F5重新对刀”，系统自动切换到MDI操作屏，键入(jin r)G54后按循环启动执行，则当前工件坐标系就切换到了G54。 同样(tngyng)，可以将G55、G56G59等置为当前工件坐标系，右下部“工件坐标零点”处也将随着显示当前工件原点在机床坐标系中的坐标。第72页/共241页第七十三页，共241页。 一般(ybn)地，G92不要和G54G59混用。 如果需要察看(chkn)当前刀具的坐标位置数据，可随时按F9

50、键，从中选择“坐标系”项，回车后再选择 (机床坐标/工件坐标/相对坐标)并回车，则在屏幕右上部的坐标数据显示区就可看到所需的结果。 若正文区已处于大字符坐标数据显示方式，则其坐标数据方式也同样随着改变。如果按F9键后选择的是“坐标值”项，则还可获得“指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载(fzi)电流”等数据内容显示的选择。第73页/共241页第七十四页，共241页。图3-14 预置(y zh)工件坐标系的设定第74页/共241页第七十五页，共241页。 3图形跟踪(gnzng)显示 在实际加工和程序空运行校验时，常常希望看到加工轨迹(guj)的跟踪显示，这也可按F9功能键进行选择。 在

51、弹出菜单中，选择“显示模式”菜单项并回车后，可按需要(xyo)选择“三维图形/XY平面/ZX平面/YZ平面/图形联合显示”等。图3-15所示是图形联合跟踪显示的效果。第75页/共241页第七十六页，共241页。图3-15 图形(txng)跟踪显示效果第76页/共241页第七十七页，共241页。3.3 基本功能指令基本功能指令(zhlng)与程序调试与程序调试3.3.1 程序程序(chngx)中用到的各功能中用到的各功能字字 1G功能功能(gngnng) 格式：G2，G后可跟2位数。 数控铣床中常用的G功能指令如表3-2所示。第77页/共241页第七十八页，共241页。表表3-2 数控铣床的数控

52、铣床的G功能功能(gngnng)指令指令代 码 组 意 义 代 码 组 意 义 代 码 组 意 义 *G00 快速点定位 G28 回参考点 G52 局部坐标系设定 G01 直线插补 G29 00 参考点返回 G53 00 机床坐标系编程 G02 顺圆插补 *G40 刀径补偿取消 G03 逆圆插补 G41 刀径左补偿 *G54G59 工件坐标系 16 选择 G33 01 螺纹切削 G42 09 刀径右补偿 G92 11 工件坐标系设定 G04 00 暂停延时 G43 刀长正补偿 G65 00 宏指令调用 G07 00 虚轴指定 G44 刀长负补偿 *G11 单段允许 *G49 10 刀长补偿取消

53、 G73G89 06 钻、镗循环 G12 07 单段禁止 *G50 缩放关 *G90 绝对坐标编程 *G17 XY 加工平面 G51 04 缩放开 G91 13 增量坐标编程 G18 ZX 加工平面 G24 镜像开 *G94 每分钟进给方式 G19 02 YZ 加工平面 *G25 03 镜像关 G95 14 每转进给方式 G20 英制单位 G68 旋转变换 G98 回初始平面 *G21 08 公制单位 *G69 05 旋转取消 *G99 15 回参考平面 第78页/共241页第七十九页，共241页。 2M功能(gngnng) 格式(g shi)：M2，M后可跟2位数。 铣削中常用(chn yn

54、)的M功能指令和车削基本相同，请参阅第2章2.3.1节。第79页/共241页第八十页，共241页。 3F、S功能(gngnng) F功能是用于控制刀具(doj)相对于工件的进给速度。速度指令范围为F024 000，采用直接数值指定法，可由G94、G95分别指定F的单位是mm / min还是mm / r。注意：实际进给速度还受操作面板上进给速度修调倍率的控制。 S功能用于控制带动刀具旋转的主轴的转速，其后可跟4位数。由于(yuy)ZJK75321数控钻铣床的主轴变速是在停机状态下人工进行的，因此，写在程序中的S代码事实上是用于保证程序完整性的，实际主轴转速并不受其控制。第80页/共241页第八十

55、一页，共241页。3.3.2 直线直线(zhxin)和圆弧插补和圆弧插补指令指令1快速定位指令(zhlng)G00和直线进给指令(zhlng)G01格式(g shi)：G90 (G91) G00 X.Y. Z. G90 (G91) G01 X.Y. Z. F.第81页/共241页第八十二页，共241页。 如图3-16所示，空间直线(zhxin)移动从A到B。图3-16 空间直线(zhxin)移动ZW原点XaXbYZbABZaYaYbX第82页/共241页第八十三页，共241页。 绝对(judu)：G90 G00 Xxb Yyb Zzb 绝对(judu)：G90 G01 Xxb Yyb Zzb

56、F f 如图3-16所示，空间直线移动(ydng)从A到B。其编程计算方法如下： 增量：G91G00 X(xbxa) Y(ybya) Z(zbza) 增量：G91 G01 X(xbxa) Y(ybya) Z(zbza) Ff 第83页/共241页第八十四页，共241页。 说明(shumng)： (1) G00时X、Y、Z三轴同时以各轴的快进速度从当前点开始向目标点移动。一般各轴不能同时到达终点(zhngdin)，其行走路线可能为折线。 (2) G00时轴移动速度不能由F代码来指定，只受快速修调倍率的影响。一般地，G00代码段只能用于工件外部的空程行走(xngzu)，不能用于切削行程中。 第84

57、页/共241页第八十五页，共241页。 (3) G01时，刀具以F指令的进给速度由A向B进行切削运动, 并且控制装置还需要进行插补运算，合理地分配各轴的移动速度，以保证其合成运动方向(fngxing)与直线重合。 G01时的实际(shj)进给速度等于F指令速度与进给速度修调倍率的乘积。第85页/共241页第八十六页，共241页。 2圆弧插补指令(zhlng)G02、G03 前述G00、G01移动指令既可在平面内进行，也可实现三轴联动，而圆弧插补只能在某平面内进行，因此，若要在某平面内进行圆弧插补加工(ji gng)，必须用G17、G18、G19指令事先将该平面设置为当前加工(ji gng)平面

58、； 事实上，空间(kngjin)圆弧曲面的加工都是转化为一段段的空间(kngjin)直线(或平面圆弧)而进行的。 第86页/共241页第八十七页，共241页。格式(g shi)：G17G90 (G91) G02(G03) X. Y. R. (I. J.) F. 或 G18G90 (G91) G02(G03) X. Z. R. (I. K.) F. G19G90 (G91) G02(G03) Y. Z. R. (J. K.) F.第87页/共241页第八十八页，共241页。 图3-17(a)所示为XY平面(pngmin)内的圆弧ABXZYYXZY301030XXYYZ(a)(b)(c)(d)r2

59、O2CO1r1AB(Xb, Yb)(X1, Y1)(X2, Y2)(Xa, Ya)XBR25AG03G02G17G18G03G02G19G03G02(Xc, Yc)R25第88页/共241页第八十九页，共241页。 图3-17(a)所示为XY平面(pngmin)内的圆弧AB，编程计算方法如下：绝对(judu)增 量(zn lin)G17G90 G02 X xb Y yb R r1 F f R 编程 G17G90 G02 X xb Y yb I(x1xa) J (y1ya) Ff G91G02 X (xbxa)Y(ybya) R r1 F f G91G02 X(xbxa)Y(ybya)I(x1x

60、a)J(y1ya)Ff 第89页/共241页第九十页，共241页。 图3-17(a)所示为XY平面(pngmin)内的圆弧BCXZYYXZY301030XXYYZ(a)(b)(c)(d)r2O2CO1r1AB(Xb, Yb)(X1, Y1)(X2, Y2)(Xa, Ya)XBR25AG03G02G17G18G03G02G19G03G02(Xc, Yc)R25第90页/共241页第九十一页，共241页。 图(a)所示弧BC，如果前面已有G17平面设置(shzh)指令，则编程计算方法如下： 绝对(judu)增 量(zn lin)G90 G03 X xc Y yc R r2 F f R 编程 G90