数控技术实验讲义

数控技术实验讲义卜庆锋机制实验室2013年10月实验一数控车床的调整、手工编程及加工实验一、 实验目的1、 了解数控车床的组成、基本结构及。2、 了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途。3、 了解数控车床操作面板各按键（CNC界面）的功用。4、 掌握数控车床的调整及加工前的准备工作。5、 掌握手工编程的指令及编程方法，并能够对给出零件图形进行编程。6、 掌握CNC系统的运行过程，加工出零件图形中指定的零件。二、 实验原理数控加工在制造业中占有非常重要的地位，数控机床是一种高效的自动化设备，它可以按照预先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工。理想的加工程序不仅应能加工出符合图纸要求的合格零件，同时还应使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥。以使数控机床安全可靠且高效地工作。程序编制是数控加工的重要组成部分，加工的零件形状简单时，可以直接根据图纸用手工编写程序。如果零件形状复杂和三坐标以上切削加工时就需要采用应用计算机的自动编程手法。本实验通过仪表数控车床KG100-T数控系统，用手工编程的方法对零件进行编程，调整KG100-T系统及机床，达到加工出所给零件图形的零件目的。三、 实验仪器仪表数控车床数控系统。四、 实验内容及步骤本数控车床主要由系统及机床的控制面板的手动部分来操纵。首先熟悉一下系统的界面和操作面板。（一）、系统界面进入系统后出现如图所示主界面，主要由文件功能、手动方式、自动方式、系统参数、磨损参数、刀尖参数、诊断功能、PLC七部分组成。在主界面下用户可以在编辑区输入零件的加工程序，也可以按右边的功能键进入相应的子功能区。如图下所示：KG2QQQ-T升成式年床控制系宪X+0000-000Z10000-000+0000.00')+OG0G.O0O+0(306,000*OGOG.00')文件功能手助M*寿统参航叫X+0000-000Z10000-000+0000.00')+OG0G.O0O+0(306,000*OGOG.00')文件功能手助M*寿统参航叫巨动方衣F37：关骚"D：TU-1.ISO000001:D：TU-1.ISO000001:GO1000x10.260.;F7诊断功能000x10.260.;F7诊断功能roioo；F0PLC673U3.W3.H3；G73F91QGZU1.IJ1.F89；H01GD1X12.245.;01:31:00HLT-X退出系统01:31:00系统主界面1、文件功能文件功能包括打开文件、保存文件、另存文件和删除文件四个子功能，每子功能可由TAB键或其热键来执行，通过界面对话来进行对文件的操作。KG?000-T升放式车床控怜.孑定X+0000-000 打升一个文什\但反队名|*.IWD：NONAHE.世其什刘表A.ISOG03.ISOM.ISOQ04.ISOGOD.ISOG20.ISOGDIISOGED.ISO1MX+0000-000 打升一个文什\但反队名|*.IWD：NONAHE.世其什刘表A.ISOG03.ISOM.ISOQ04.ISOGOD.ISOG20.ISOGDIISOGED.ISO1MD；\ChC\*.ISOft-TSn 173ALT*退出系统忘其长底

寂刀步一妆

行前功轴

运当手主|匝打开.TnII01,1^2Z；15n文件功能01000.0000000000.000OfifioooOQQ,岫01:001文件功能手劾方式自劫方式系统参粼诊断访能rePLCLil主力能F902:45:161、手动方式KC20OO-T开农式兰京咤制毛护,X10000-000Z+0000-000主统当步长芹F1远行状态当前刀具:国•探双手幼1100进绐方式睨0进给速度U手丈朝M手动速度1000.0程序尚主拾甫寸1毕拧设置ZH扇网LO标位1X用Y*0£ -0C浦D0O.OOO000.000000.000DDO.OOOM向偏宣F5乙向偏置当U：IUl.ISU 对X)01:祯1G0Gx40.Z60.：T01OO:S4G0M04;G73U3.U3.B3;G73P01Q0ZU1.M1.F80：N616QLN12.Z45.:IL参考点1；系统复惊F8|L]M世*他1诏退出系统01；44；m手动方式在主界面下选定手动方式热键进入手动工作方式。在手动方式下可通过方向键或面板上的手摇轮和方向键来控制机床的运动。在手动方式下界面如下图所示，有如下功能：1手轮进给手动方式下按手轮进给热键，然后再按轴向选择热键来切换当前手轮对应的移动轴，通过坐标值显示区中亮显的轴标来确定当前手轮对应的移动。2步长选择步长选择分为：X1、X10、X1000、X10000四档，单位为微米。可由步长选择的热键来改变单步的移动步长。2.3回参考点对于数控车床执行了回参考点操作后，相当于建立了机床坐标系，即当前刀具的刀尖位置对应于系统的参考点坐标。在手动方式下按回参考点的热键便自动回参考点（将工作台移动到参考点位置的范围内才可进行回参考点的操作）。4系统复位当系统在运行过程中，出现紧急情况而急停后，伺服都会被关断。在控制器要继续控制机床运转时，必须进行系统复位以打开伺服。注意：在系统复位后必须执行回参考点的操作，才能正确执行对机床的控制。5其他功能在手动方式下还可以设置手动速度、主轴速度和刀具偏置号等。具体操作如下：按Esc或F10键可弹出快捷菜单，通过其对应的热键或上下方向键来选择，按回车键确认以后将弹出与之对应的对话框。3、 自动方式自动方式在主界面中按自动方式热键即进入该功能界面如上图所示。它包括图形仿真、刀路检查、加工启动、加工复位、显示切换、单步连续、暂停加工、返回编辑八种功能。在自动方式下可按键盘上或面板上的方向键来控制机床的移动。（移动步长在手动方式下设定。右侧的功能菜单区中所有的亮显均处于激活状态，各界面都如此）

X+0080-018Z10190-000X+0000.000YEOgg。Z*0000.000(:'HODH.HIJDl：TII1-T^n 0(10001:OD1GOQMie.BBO.X+0080-018Z10190-000X+0000.000YEOgg。Z*0000.000(:'HODH.HIJDl：TII1-T^n 0(10001:OD1GOQMie.BBO.；S-1O0MO-1；G73U3.W3.R3；G73P01QOZUl.Ul.FaO;N01G01X1Z.Z45.；闻T・X退出系统"rl：叫自动方式主界面3.1图形仿真该功能用于仿真当前加工程序对应的工件轮廓，可确定编制的加工程序是否正确。D:TU1ISU甫岫一岫H泪（M）.HOOh泪（M）.Qfja谖行状态当前刀具-「•砌项七王弟花夜进务速度程序•一弓啪绐模式100!0&1000.0刀路检查观单步连续跖加工复位财cooxjo.zrio.:TO10O;SW0IKM:G73U3.W3.B3;673F01QeZU1-U1IK0：N01G01K12.E45.;■'r-FzJi"言勒一F8返回编辑F，01:04:05图形仿真2刀路检查该功能显示出加工刀具的实际轨迹。（当图形仿真操作执行后该功能才有效）它能进一步检查零件加工程序的正误。

3.3开始加工当确定加工程序正确无误后，可按加工启动的热键或面板上的循环启动按键开始进行加工。（开始加工每次都是从程序的开头进行加工的）如上图所示，十字线的焦点便是刀尖加工时的所在位置。此时加工到圆弧处。 KG2000-T开放式车鹿控制至免 辱统与前状态r100-40080.01000.06连续奇具妖斐度度.号式

比JI.辱统与前状态r100-40080.01000.06连续奇具妖斐度度.号式

比JI.步斧速速一r模

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运当手主进手程进X-0040.000Y-0060.000Z*0076.000C*0000.000OOOOOG:001加工伊位刀路检查和启动加工4加工复位该功能用于从中断处继续加工，在加工过程中暂停后，或返回编辑方式后，零件程序不作任何改动而再次进入自动方式时或在单段加工模式下，每一个程序段加工完成后，按加工启动的热键或面板上的循环启动按键就可从中断处继续向下加工。5显示切换该功能用于图形显示和坐标显示之间的切换。该功能在执行图形仿真操作执行后才有效。6单步连续在单步模式下，系统每执行一个程序段后就停下来，并弹出一个信息提示窗，提示用户当前段执行完成，按任意键确认后等待用户的下一步指令。连续模式下系统可连续输出，直到程序的结束。3.7暂停加工执行该功能后，刀具停止在当前的位置，等待用户的下一步指令。暂停加工后，可按加工启动热键从中断处继续加工。3.8返回编辑执行该功能后，系统除执行与暂停加工相同的动作外，同时返回到编辑状态，如果没有修改程序并再次进入自动方式下时，可按启动加工键从中断点处继续加工。如修改了程序，按下启动加工键时将弹出一个提示窗口，提示用户是否可以继续加工。9其他功能在自动方式下，系统除实时跟踪图形和坐标位置外，也对加工代码实时跟踪，在编辑区中的大光条跟踪的代码与当前加工段一一对应。4、 系统参数按下系统参数设计对应的热键将弹出参数对话框，可通过一些参数的设置来修改系统状态，例如加工时的快进速度、X轴编程方式等。如下图所示，可进行参数配置。按相应的热键可分别进入刀具参数、刀尖参数、磨损参数的设计，可通过相应的对话框进行修改。系统参数主界面1刀尖参数即刀具几何补偿参数，在铸功能区功能中按下对应热键即可弹出如下图所示参数框。刀具几何补偿包括补偿号、X向偏置、Z向偏置、刀尖R补偿及刀尖方位。X、Z向偏置量就是刀具刀尖到基准点沿X、Z向的方向和大小。刀尖R补偿量就是刀尖的圆弧半径。刀尖共有9种方位。

刀尖参数设定2刀具磨损即刀具磨损参数，在铸功能区中按下对应热键，即可弹出下图刀具所示的对话框。刀具磨损补偿参数包括补偿号、X向磨损、Z向磨损、刀尖R磨损补偿以及刀尖方位。X、Z向磨损偏置量就是当前刀具刀尖和磨损前的刀具刀尖之间沿X、Z向的距离。刀尖R补偿量就是刀尖的圆弧半径磨损量。刀尖方位共有9种方位。当该参数表中的刀尖方位与刀具几何补偿参数表中的刀尖位置不一致时，以刀具参数表中的刀尖方位为准。KG2000-T开放式车床挥制系统半可.TA.FEEGBmIO,2bTO10O;S400H04:G73U3.M3aJt3;673Peil?fl21ll.Ul.Fa&HG1G01X12.245.半可.TA.FEEGBmIO,2bTO10O;S400H04:G73U3.M3aJt3;673Peil?fl21ll.Ul.Fa&HG1G01X12.245.；xrr痔&刀尖，愁氐5015®「顾100.0001赤耶,0脆103®H0O0104如顾9.00010F0.0001G60.0009.GOO®H0O01，、 D•中芝 *促罗遗弃D:TU-1.I01:SOI00.600OO.IDOOiGO.IDOOoo.eoDX5S%自也式?3刀关参徽巧rePLC回主功能四(K258：Z8磨损参数（二）、编程基础知识1、程序编制的主要内容：主要包括分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写程序清单、制备控制介质及程序校验。2、编程的基础知识1轴定义：KG100——T系统可在X轴、Z轴组成的直角坐标系中进行定位和插补运动。其中X轴为水平面的前后方向（横向），Z轴为水平面的左右方向（纵向）。X轴、Z轴均规定远离工件方向为正向。2加工坐标系与编程坐标系2.2.1参考点在数控机床中，一般设有一个特定的换刀或进行坐标系设定的位置，称参考点。2.2.2坐标系在编制程序和实际加工时都有立自的坐标系。

（1） 编程坐标系：该坐标系建立在零件图纸上，零件图纸尺寸作为编程的数据。（2） 工件坐标：该坐标系在实际加工时，通过程序来建立程序指令，数值就是当前刀具的坐标位置。为了能按照给定的图纸正确地加工出零件，必须使两个坐标重合。车床一般选用以下坐标系：a、在卡盘上面设定坐标原点。X工件坐标系（使其与编程坐标系重合）图3-3b、在工作端面上设定坐标原点。图3-4 （使其与编程坐标系重合）3、 编程坐标用来指定刀具的移动位置。系统可用绝对值和增量值表示坐标值，分别用X、Z和U、W地址来表示。二者亦可混合使用，但U、W始终表示为增量值，不管是G90或G91方式。4、 直径指定和半径指定

直径指定：X轴的指令为图纸上给出的直径。半径指定：X轴的指令为图纸上给出的半径。5、坐标单位及范围本系统的最小单位为：X轴：最小设定单位0.001mm，最小移动单位0.0005mm（直径编程）。最小设定单位0.001mm，最小移动单位0.001mm（半径编程）。Z轴：最小设定单位0.001mm，最小移动单位0.001mm编程的最大范围是土9999.99mm（三）、程序的构成加工程序必须以KG100——T能接受的格式输入。一个程序由若十个程序段组成，程序段的段号必须从小到大编号，每个程序段有以下几部分组成：N：程序段号 F：进给速度G：准备功能 S：主轴速度T：刀具号 M：辅助功能X（U）、Z（W）坐标值 ；：程序段结束符其中不一定每个程序段都必须具有这些指令。在本系统中每个程序段中的T、M、F、S指令先于移动指令进行。在系统中如果要跳过某一段程序，则在该程序段前加“〃”即可，使系统不执行该程序段。本系统中以“％”表示程序段开始，“；”表示程序段结束。在程序的最后用“M30；”表示程序结束，“M99”表示子程序结束。（四）、手工编程举例下面列举一个具体的实例进行说明N001%;N001%;N050G00X35.Z130.;N010T0100;N015S400.M04;N020G73U1.W1.R3;为循环3次N025G73P030Q050U0.2W0.2F80;切削速度80刀具快速进给到X=35、Z=130选01号刀取消刀具补偿主轴速度为400mm/min，反转成型粗加工复式循环x为1，z为1，R3精加工参数x为0.2（直径指定）z为0.2

N030N01G00X13.Z125;N035W-10F100;100N030N01G00X13.Z125;N035W-10F100;100N040G03X23.Z105.R10.F100；进给速度100N045G01U10.W-10.F100;100mm/minN050G01U3.;N055G00X80.Z190.;Z=190N060