数控车床的常用操作讲课

数控车床的常用操作讲课课件第1页，课件共68页，创作于2023年2月6.1数控车床简介6.1.1数控车床的结构如图6-1所示，数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成图6-1数控车床的组成1－脚踏开关；2－对刀仪；3－主轴卡盘；4－主轴箱；5－防护门；6－压力表；7、8－防护罩；9－转臂；10－操作面板；11－回转刀架；12－尾座；13－滑板；14－床身第2页，课件共68页，创作于2023年2月数控车床与普通车床的加工对象、机床结构以及工艺有着很大的相似之处，但由于数控系统的存在，在机床结构上也有着很大的区别。与普通车床相比，数控车床具有以下特点： （1）采用了全封闭或半封闭防护装置 数控车床采用封闭防护装置可防止切屑或切削液飞出，给操作者带来意外伤害。 （2）采用自动排屑装置 数控车床大都采用斜床身结构布局，排屑方便，便于采用自动排屑机。 （3）主轴转速高，工件装夹安全可靠。数控车床大都采用了液压卡盘，夹紧力调整方便可靠，同时也降低了操作工人的劳动强度。

（4）刀架和导轨的布局形式上发生了根本的变化。一般来说，数控车床的床身和导轨有四种布局形式，床身导轨与水平面的相对位置如图6-2所示。第3页，课件共68页，创作于2023年2月其中，图（a）为平床身，图（b）为斜床身，图（c）为平床身斜滑板，图（d）为立床身。（a）平床身（b）斜床身（c）平床身斜滑板（d）立床身第4页，课件共68页，创作于2023年2月

平床身机床的工艺性好，便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架能够提高刀架的运动精度，一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。不过水平床身下部空间小，造成了排屑的困难。从结构尺寸上看，刀架的水平放置也使得滑板横向尺寸较长，从而加大了机床宽度方向的结构尺寸，机床占地面积较大。如果在水平床身上配置倾斜放置的滑板以及倾斜式的导轨防护罩，那么一方面得以保留水平床身工艺性好的特点，另一方面机床宽度方向的尺寸也较水平配置滑板布局形式的尺寸有所减小，排屑也变得更为方便。斜床身配置斜滑板的布局形式与平床身配置斜滑板的布局形式一样，常常被中、小型数控车床所采用。这是由于这两种布局形式排屑容易，热铁屑不会堆积在导轨上，也便于安装自动排屑器；操作方便，易于安装机械手，可实现单机自动；占地面积小，外形简洁美观，容易实现半封闭式防护。第5页，课件共68页，创作于2023年2月

（5）可实现自动换刀

数控车床都采用了自动回转刀架，在加工过程中可自动换刀，连续完成多道工序的加工。一般数控车床可以同时安装4、6、8、12把刀具不等，如图6-3所示。

回转刀架在机床上的布局有两种形式。一种适用于加工轴和盘类零件的回转刀架，其回转轴与主轴平行；另一种适用加工盘类零件的回转刀架，其回转轴与主轴垂直。图6-3数控车床转位刀架第6页，课件共68页，创作于2023年2月（6）主、进给传动分离

数控车床的主传动与进给传动采用了各自独立的伺服电机，使传动链变得简单、可靠，同时，各电机既可单独运动，也可实现多轴联动。如图6-4所示，为某车削中心的传动示意图，由图中可以看出，各轴是相互独立的，由各自的伺服电机控制。图6-4车削中心的传动示意图第7页，课件共68页，创作于2023年2月6.1.2数控车床的种类 数控车床主按其功能的综合性能大体可以分成以下几种： （1）简易数控车床 简易数控车床，一般由单板机或单片机进行控制。机床主体部分由普通车床略作改进而成。此类车床结构简单，价格低廉，但功能较低、无刀尖圆弧半径自动补偿功能。 （2）经济型数控车床 经济型数控车床，一般采用开环或半闭环控制系统。 （3）全功能型数控车床 全功能型数控车床，如图6-5所示，一般采用半闭环或闭环控制系统，具有高刚度、高精度和加工高速度等特点。此类车床具备恒线速度切削和刀尖圆弧半径自动补偿功能。 （4）车削中心车削中心，如图6-6所示，是以全功能型数控车床为主体，并配置刀库和换刀机械手。此类车床的功能更加全面，但价格较高。第8页，课件共68页，创作于2023年2月图6-5X、Y、Z、B、C五轴控制车削中心

图6-6全功能型数控机床第9页，课件共68页，创作于2023年2月6.1.3数控车床的主要技术参数本章以CKA6150/750，配套系统为FANUC0i-mate-TC的数控车床为例。数控车床的主要技术参数包括最大回转直径、最大车削长度、各坐标轴行程、主轴转速范围、切削进给速度范围、定位精度、刀架最大回转直径、刀架转位精度以及机床的外形尺寸等，其具体内容及作用如表6-1。第10页，课件共68页，创作于2023年2月

表6-1数控车床的主要技术参数第11页，课件共68页，创作于2023年2月第12页，课件共68页，创作于2023年2月6.2数控车床控制面板与基本操作6.2.1控制面板组成介绍数控机床所提供的各种功能可以通过操作面板上的键盘操作得以实现。控制面板分为数控系统控制面板与机床控制面板两大部分。如图6-7所示，本节一以FANUC0i-mateTC数控系统为例，介绍数控车床控制面板与基本操作第13页，课件共68页，创作于2023年2月FANUC0i-mateTC数控车床控制面板第14页，课件共68页，创作于2023年2月第15页，课件共68页，创作于2023年2月1.系统控制面板

系统控制面板主要由LED液晶显示器、MDI键盘、软键和卡槽等组成。其中，LED液晶显示器主要用于显示各种参数和功能，如显示机床参考点坐标、刀具起始点坐标、输入数控系统的程序、刀具补偿量数据、报警信号、滑板移动速度、演示加工轮廓、主轴转速以及图像功能。

MDI键盘主要用机床系统复位、程序输入、修改、翻页查找等，如图6-8所示。具体功能如表6-2。

屏幕软键的功能不确定，往往随着主功能的状态不同而各异。屏幕软键如图6-9所示。第16页，课件共68页，创作于2023年2月

图6-8MDI键盘

图6-9屏幕软键第17页，课件共68页，创作于2023年2月第18页，课件共68页，创作于2023年2月第19页，课件共68页，创作于2023年2月2。FANUC-0i数控系统机床控制面板

机床操作面板由位于液晶显示器左侧和下侧的操作面板组成，如图

6-10。面板上各按钮、旋钮、指示灯功能如表6-3所示。

图6-10FANUC-0i数控系统机床控制面板第20页，课件共68页，创作于2023年2月

表6-3系统控制面板按键功能表第21页，课件共68页，创作于2023年2月第22页，课件共68页，创作于2023年2月6.2.2控制面板的基本操作

1。电源的接通与切断 电源接通前的检查 操作机床的第一步就是接通电源。接通电源时，必须对以下内容进行检查。 （1）检查机床防护门，控制柜门等是否关闭。 （2）检查机床润滑油、切削液的液面位置是否符合要求。 （3）检查机床卡盘的夹持方向是否正确，并注意遵守机床制造厂发行的说明书接通电源。第23页，课件共68页，创作于2023年2月

（4）确定接通电源后，按下操作面板上的

按钮，系统自检后显示器上出现位置显示画面，如图6-11所示，且指示灯亮。图6-11开机位置显示画面第24页，课件共68页，创作于2023年2月 （5）确认风扇电机转动正常后开机结束。 电源切断 （1）检查操作面板上的LED，指示循环启动应在停止状态。 （2）检查CNC机床的所有可移动部件都处于停止状态。 （3）如果便携式软盘机等外部输入/输出设备已连接到CNC，则关闭外部输入/输出设备。 （4）按下“紧急停止”旋钮。 （5）切断机床电源。第25页，课件共68页，创作于2023年2月 手动返回参考点 （1）按下工作方式中的

按键。 （2）为了减小速度按一个快速移动倍率开关。 （3）按与返回参考点相应的进给轴选择按键和方向选择按键

，刀具以快速移动速度移动到减速点，然后按参数中设定的速度移动到参考点；当刀具返回到参考点后，

指示灯亮。第26页，课件共68页，创作于2023年2月

2。手动操作

JOG进给在JOG方式，按机床操作面板上的进给轴和方向选择开关，机床沿选定轴的选定方向移动。手动连续进给速度可用手动连续进给速度倍率刻度盘调节按快速移动开关，以快速移动速度移动机床，而不顾JOG进给速度倍率旋钮的位置，此功能称之为手动快速移动。手动操作通常一次移动一个轴，也可选择同时多轴运动。第27页，课件共68页，创作于2023年2月 （1）按下工作方式中的

按键，选择机床的工作方式为手动操作方式。

（2）选择移动轴，机床沿相应的轴的相应方向移动。在开关被按期间机床按设定的进给速度移动，再按键释放机床就停止。

（3）手动进给速度可以由进给速率旋钮进行

调节。

（4）若在按进给轴按键期间同时按下

按键，则机床按快速移动速度运动（一般在工件远离工件时，可以按下“快速移动”按键）。第28页，课件共68页，创作于2023年2月

手轮进给 在手轮方式下，转动机床操作面板上的手摇脉冲发器，实现机床滑板连续不断地移动。当手摇脉冲发生器旋转一个刻度时，刀具移动的最小距离等于最小输入增量。手摇脉冲发生器转一个刻度时，刀具移动距离可被放大10倍或由参数确定的二种放大倍率的一种。 （1）按下工作方式中的

按键。

（2）选择一个机床要移动的轴。 （3）分别按下“×1”、“×10”、“×100”按键

，选择机床移动的倍率。当手摇脉冲发生器转过一个刻度时机床移动的最小距离等于最小输入增量。第29页，课件共68页，创作于2023年2月 3。程序的输入、存储与编辑 输入程序 （1）按下工作方式中的“编辑”按键。 （2）按功能键，

出现程序目录显示画面，如图6-12所示；或程序内容显示画面，如图6-13所示。 （3）输入程序号，键入地址O，再键入数字0001。 （4）按

键。

（5）则程序号O0001为输入。第30页，课件共68页，创作于2023年2月

图6-12程序目录显示

图6-13程序内容显示第31页，课件共68页，创作于2023年2月

删除程序 （1）按下工作方式中的“编辑”按键。

（2）按

显示程序画面；

（3）键入要求的程序号；

（4）按

键，键入程序号的程序被删除。第32页，课件共68页，创作于2023年2月

插入字 （1）在插入字之前检索或扫描字。 （2）键入要插入的地址。 （3）键入数据。

（4）按

键。第33页，课件共68页，创作于2023年2月

替换字 （1）检索或扫描要修改的字。 （2）键入要插入的地址。 （3）键入数据。

（4）按

键。第34页，课件共68页，创作于2023年2月

删除字 （1）检索或扫描要删除的字。 （2）按

键。

删除一个程序段 （1）检索或扫描要删除程序段的地址，如N0120。 （2）键

入。

（3）按。第35页，课件共68页，创作于2023年2月 删除多个程序段，如从目前位置N0160删除到N0200程序段为止。 （1）检索或扫描要删除部分的第一个程序段的字。 （2）键入地址字，光标移动到该程序段号N0160下方， （3）键入要删除部分最后一个程序段的顺序号。如N0200。 （4）按

键。第36页，课件共68页，创作于2023年2月 4。MDI手动数据输入方式 在MDI方式下，在MDI面板上的程序画面最多可建立10行程序，它与普通程序的格式一样，且可以从MDI面板执行。 （1）按下工作方式中的“MDI”按键。

（2）按MDI面板上

功能键选择程序画面，出现如图6-14所示画面，自动进入程序号O0000。（3）输入要执行的程序段，如图6-15所示。若在最后一程序段中指定M99，可在运行结束之后返回到程序的开头。在MDI方式中建立的程序，对字的插入、修改、删除、字检索、地址检索以及程序检索都是有效的。第37页，课件共68页，创作于2023年2月 （4）为了删除MDI方式中建立的程序，输入地址O，然后按MDI面板上

键。

（5）为了执行程序，须将光标移到程序头（也可以从中间开始），按操作板上的循环起动按钮

，于是程序开始执行。当执行到程序结束代码（M02、M30）或ER（%）时，程序自动删除而且运行结束。用M99指令，程序执行后返回到程序的开头。 （6）按下MDI面板上的

键，自动运行结束并进入复位状态。第38页，课件共68页，创作于2023年2月

图6-14MDI显示画面图6-15“MDI”方式下输入程序段第39页，课件共68页，创作于2023年2月

6.程序自动运行 （1）按下工作方式中的

按键。 （2）如果程序预先存在存储器中，先将程序从存储器中调出，当选定了一个程序并将光标停在程序起始段处，再按下机床操作面板上的

按钮，机床开始自动运行，而且循环起动灯（LED）点亮。在自动运行期间当按了机床操作面板上的进给暂停时，自动运行暂时停止；当再按一次循环启动按钮时，自动运行恢复。 （3）按下MDI面板上的

键，自动运行结束并进入复位状态。第40页，课件共68页，创作于2023年2月

7.图形显示 可以在画面上显示程编的刀具轨迹，通过观察屏显的轨迹可以检查加工过程。按下功能键

，显示屏显示“图形参数”画面，如图6-16所示。

图6-16“图形参数”画面第41页，课件共68页，创作于2023年2月 （2）用光标箭将光标移动到所需设定的参数处。 （3）输入数据然后按

键。 （4）重复第2和3步，直到设定完所有需要的参数。 （5）按下软键［图形］，进入图形显示画面，如图6-17所示。第42页，课件共68页，创作于2023年2月图6-17图形显示画面第43页，课件共68页，创作于2023年2月

（6）按下［操作］软键，进入图形显示操作画面，如图6-18所示。 （7）按下工作方式中的按键，按下软键［执行］，显示屏上绘出刀具的运动轨迹，如图6-19所示。图6-18操作画面图6-19执行画面第44页，课件共68页，创作于2023年2月

8.设置刀具补偿值 （1）按下编辑键

，进入编辑运行方式。 （2）按下偏置/设置键

。

（3）显示工具补正界面。如果显示屏幕上没有显示该界面，可以按“补正”软键打开该界面，如图6-20所示。例如，我们要设定W03号刀的X值为2，可以使用翻页键

和

光标键将光标移到需要设定刀补的地方，使用地址键和输入数值。在输入数字键的同时，屏幕上出现输入键。 （4）按输入键

，或者按软键中的［输入］键，这时该值显示为新输入的数值，如图所示。第45页，课件共68页，创作于2023年2月

图6-20刀补界面

图6-21刀补值输入（5）如果要修改输入的值，如图6-21可以直接输入新值，然后按输入键或者［输入］软键。也可以输入一个将要加到当前补偿值的值（负值将减小当前的值），然后按下“+输入”软键。第46页，课件共68页，创作于2023年2月6.3对刀与坐标系设定6.3.1数控车床基本坐标系 在数控车床的操作与编程过程中，弄清楚数控车床的几个基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理，以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。

1。数控车床的坐标系数控车床坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系（也称为编程坐标系）。无论哪种坐标系统都规定与车床主轴轴线平行的方向为Z轴，且规定从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正。在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为X轴，且规定刀具远离主轴旋转中心的方向为正方向。第47页，课件共68页，创作于2023年2月

（1）机床坐标系 以机床原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，它是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般情况下，不允许用户随意变动，如图6-22所示。 （2）工件坐标系（编程坐标系） 工件坐标系是编程时使用的坐标系，所以又称为编程坐标系。数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准，在加工时有工艺基准，设定工件坐标系时要尽量将工艺基准与设计基准统一。为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上。 （3）加工坐标系加工坐标系是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系，加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。如图6-23所示。第48页，课件共68页，创作于2023年2月图6-22机床坐标系和加工坐标系

图6-23参考点第49页，课件共68页，创作于2023年2月

2。数控车床上几个重要的点 （1）机床原点 数控车床的机床原点一般为主轴旋转中心与卡盘后的端面之交点。如图6-22所示。 （2）参考点 参考点，也称之为零点。它是机床上的一个固定点，该点是刀具退离到一个固定不变的极限点。如图6-23所示。 考点是机床出厂时就已经设定好的一个固定点，这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定为(0，0)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作总为返回参考点，也称之为回零。回零其实就是那机床有一个基准，通过这个基准来确定机床原点坐标系，找到机床原点，从而给机床定位。 （3）换刀点所谓换刀点，即加工过程中，自动换刀的位置。如从1号刀转位更换至3号刀位，换刀时，应使刀具在一个合适的位置上，该点可以是固定点（如加工中心一般采用固定换刀点），也可以是任意点，如车床一般由编程设定。第50页，课件共68页，创作于2023年2月

换刀时，刀具和工件应保持一定的距离，应当保证刀具转位时不碰撞工件和夹具以及其它部件。如图6-24所示。

图6-24换刀点位置的设定第51页，课件共68页，创作于2023年2月6.3.2加工坐标系的设定、对刀

1。数控车床的对刀 对刀是确定工件在机床上的位置，也就是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。对刀过程一般是从各坐标方向分别进行，它可理解为通过找正刀具与一个在工件坐标系中有确定位置的点(即对刀点)来实现。 对刀是数控加工操作中十分重要并且比较费时的一项基本工作。对刀的好与差，将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。第52页，课件共68页，创作于2023年2月

（1）刀位点 刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。各类车刀的刀位点如图6-25所示。

图6-25各类车刀的刀位点

第53页，课件共68页，创作于2023年2月 （2）对刀点 对刀点指采用刀具加工零件时，刀具相对零件运动的起点。确定对刀点应注意以下的原则： 尽量与零件的设计基准或工艺基准一致； 便于用常规量具的车床上进行找正； 该点的对刀误差应较小，或可能引起的加工误差为最小；尽量使加工程序中的引入或返回路线短，并便于换刀。第54页，课件共68页，创作于2023年2月轴类零件对刀点的设定如图6-26所示。

图6-26轴类零件对刀点的设定第55页，课件共68页，创作于2023年2月 （3）对刀的基本方法 对刀一般分为手动对刀和自动对刀两大类。目前，绝大多数的数控车床采用手动对刀，其基本方法有：

a.定位对刀法。其实质上按接触式设定基准重合原理进行的一种粗定位对刀方法，它的定位基准由预设的对刀基准点来体现。对刀时，将各号刀的刀位点调整至与对刀基准点重合即可。此方法简便，易行，精度不太高，应用广泛。

b.光学对刀法。其实质是按非接触式设定基准重合原理而进行的一种定位对刀方法，它的定位基准通常由光学显微镜（或投影放大镜）上的十字基准刻线交点来体现。此方法精度高，不会损坏刀尖。

c.ATC对刀法。ATC对刀法是通过一套将光学对刀镜与CNC组合在一起，从而具有自动刀位计算功能的对刀装置，也称为半自动对刀法。对刀时，需要将由显微镜十字刻线交点体现的对刀基准点调整到机车的固定原点位置上，以便于CNC进行计算和处理。第56页，课件共68页，创作于2023年2月 以上三种对刀方法，由于手动和目测等多种误差的影响，对刀精度十分有限。

d.试切对刀法。通过试切对刀，其对刀精度更加准确，结果更为可靠，实际生产中广泛采用。第57页，课件共68页，创作于2023年2月

2。数控车床加工坐标系的设定 实际生产中要使编程坐标系与机床坐标系的零点完全重合，既不方便也不可能十分准确，这样将给加工带来麻烦。实际生产中为解决这个问题一般利用数控系统的零点偏置功能。其原理图如图6-27所示。 工件安装后，先测得工作坐标系的零点即编程原点在机床坐标系中的位置，并将该位置坐标值预存到数控系统，数控系统即可按机床坐标系来确定加工零件的各相应坐标值，它相当于使工作坐标系的原点偏移到了机床原点。现代的数控机床所采用的数控系统大多数都具有零点偏置功能，利用数控系统的零点偏置功能，编程人员不必考虑工件在机床上的安装位置和精度。第58页，课件共68页，创作于2023年2月 （1）用G50设置加工坐标系 用G50设定坐标系，对刀时先对基准刀，其它刀的刀偏都是相对于基准刀的。

a.程序格式：G50X～Z～ 其中，X、Z的值表示刀具在加工坐标系中的坐标值，如图6-28所示，G50X100Z80。

b.用G50设定加工坐标系后，开始加工前必须将刀移动到某一个设定的位置才能自动执行程序加工。这一位置可以通过对刀测得。第59页，课件共68页，创作于2023年2月图6-27零点偏置对刀原理图