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数控技术实验指导书济南大学机械工程学院2016.09-1-实验一数控加工程序编制与模拟仿真加工一、实验目的通过模拟数控加工实验掌握零件数控加工程序的编制、调试、仿真加工方法，掌握常用数控加工指令的使用方法，掌握数控机床操作方法，掌握刀具参数、机床参数设置方法，为在数控机床实际操作打好基础。二、实验内容通过计算机模拟操作实现对数控车床、铣床和加工中心的模拟操作，完成数控手工编程、数控加工、机床操作、加工测量。1.编制图1所示零件加工程序，并进行仿真加工（注：图1(b)为图1(a)的左视图）。图1(a)-2-图1(b)三、实验器材1.计算机40台；2.YH-CNC数控仿真加工软件40套。四、实验步骤1.制定零件加工工艺；2.编制零件数控加工程序；3.设置零件加工工艺参数；4.设置刀具参数；5.对刀，设置G54；6.仿真加工五、数控仿真加工规范操作步骤1.选择机床和数控系统；2.打开机床电源，点击开启按钮；3.旋起急停按钮；-3-4.操作面板选择参考点按钮，然后按Z、X、Y顺序返回原点；5.定义毛坯6.选用夹具，并调整毛坯在夹具的位置；7.放置零件；8.选择刀具；9.编辑程序（手工输入或DNC输入）机床DNC传送-编辑-PROG-操作软键-滚动键向下翻页-READ-手动输入程序名-EXEC;10.对刀，设置G54-G59;11.设置刀具半径和/或长度补偿;12.单节试切;13.测量;14.修正错误;15.全速切削;16.测量。六、实验报告要求1.提交零件数控加工程序清单；2.写出零件数控加工操作详细步骤。-4-实验二数控加工中心基本操作实验一、实验目的1.熟悉YCM-V116B立式数控铣削加工中心的基本组成；2.掌握数控铣削加工中心手动、自动、换刀等基本操作；3.掌握数控铣削加工中心零件加工过程中工件装夹、定位、机床参数设置、刀具参数设置等基本操作；二、实验设备YCM-V116B立式加工中心一台；空压机一台；SBW-50KVA交流稳压电源一台；雷尼绍位置测量及扫描系统一套；PC微机一台。三、实验原理1.数控技术的基本概念数控技术就是以数字量编程实现机械或其他设备自动化工作的技术。如果一种设备的控制过程是以数字形式来描述的，其工作过程是可编程序的并能在程序控制下自动地进行，那么这种设备就称为数控设备。图5是数控设备的一般工作原理图。图52.数控机床的工作原理数控机床加工零件时，首先应根据零件图纸编制零件的数控加工程序，将数控程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其它诸如刀具的选择与交换、工件的夹紧与松开和冷却与润滑的启停等辅助动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路线和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。工作（加工，控制）要求数控程序数控设备工作（加工，控制）结果-5-四、实验内容1.YCM-V116B立式数控铣削加工中心的主要性能YCM-V116B型立式加工中心为工作台不升降，具有自动换刀装置的十字滑座型立式加工中心，可以实现纵向、横向和垂直方向三个坐标、直线插补和任意二轴圆弧插补的连续闭环控制运动。其数控系统采用FANUC-18系统，位置检测和扫描采用英国雷尼绍位置检测和扫描系统，保证了加工中心的高精度、高性能和高可靠性。加工中心的主要技术参数为主轴转速45-4000rpm(6000rpm)主轴端孔斜度BT50X轴行程1100mmY轴行程600mmZ轴行程630mm工作台尺寸1200mm/600mm工作台最大负载1200kgATC刀具数量24支刀数控系统FANUC0MC加工中心重量10120kg2.加工中心的组成和传动系统加工中心主要是由基础部件(底座、立柱、十字滑台、工作台)、主轴箱、进给系统、自动换刀装置、液压系统、气动系统等组成。机床本体是数控加工中心的主体部分。来自于数控装置的各种运动和动作指令，都必须由机床本体转换成真实的、准确的机械运动和动作，才能实现数控加工中心的功能，并保证数控加工中心的性能要求。数控加工中心的机床本体主要由下列部分组成:(l)主传动系统(2)进给系统(3)机床基础件(4)实现某些部件的动作和某些辅助功能的装置(5)实现工件回转、分度定位的装置和附件(6)刀库、刀架和自动换刀装置(ATC)(7)自动托盘交换装置(APC)(8)特殊功能装置其中，机床基础件、主传动系统、进给系统以及液压、润滑、冷却等辅助装置是构成数控装置机床的机床本体的基础部件。3.数控装置组成计算机数控(CNC)装置是数控系统的核心。数控系统的全部数控功能，均在CNC装置控制下完成。CNC装置有以下部分组成：(l)存储器-6-(2)微处理器(CPU)(3)输入输出接口(4)开关量输入输出接口(5)位置控制装置YCM-V116B型立式加工中心采用FANUCSERIES-18M数控系统。4.加工中心基本操作实验1）三座标轴的手动进给；2）三座标轴的手轮进给；3）三座标轴的原点复归；4）零件数控加工演示；5）换刀过程演示；6）其它操作演示。编写下列程序，并输入数控装置，观察指令执行情况。1）点位指令编写程序名为O0001的数控程序，完成图1中快速定位运动。P点为刀具起点，刀具由P点快速至A点延时5秒后再运动到B点，在B点延时5秒后运动到C点，在C点延时5秒后返回P点。2）直线插补指令编写程序名为O0002的数控程序，完成图2中直线插补。P点为刀具起点，刀具由P点快速至A沿AB、BC、CA切削，再快速返回P点。图1图2XXOBAP100200300400100200300CO100200300CBAP100200300400YY-7-3）圆弧插补指令编写程序名为O0003的数控程序，完成图3所示封闭圆轨迹编程，设刀具起点为A点，逆时针圆弧插补，半径为200mm。图34）辅助功能编写程序名为O0004的数控程序，使机床主轴正转，延时10秒后停止。5）编程实例按照一给定数控程序，调试无误后，安装工件，实际操作加工，最后测试工件是否符合标准。要求根据数控程序，画出相应的零件加工图形，并标明相应的尺寸。附页参考程序O0015。五、实验报告1.简述YCM-V116B型立式加工中心的基本组成，并画出该系统的传动系统原理图。2.简述自动换刀系统(ATC)的工作过程。3.结合YCM-V116B型立式加工中心，简述计算机数控系统的组成及各部分的功能。4.说明机床坐标系和工件坐标系的关系。5.按实验内容要求，编写程序，写出程序调试情况。YXAR200O附编程实例参考程序:%O0015;G90G40G80G49G54;M03S360;G00X30.Y-29.5F100;M08;G41G00X12.Y-29.5D01F100;G00Z-17.3F100;G01X-10.Y-29.5F10;G01X-32.Y-29.5F20;G02X-35.528Y-28.043R5.;G03X-62.105Y-12.669R60.;G03X-112.Y-6.R190.;G01X-142.Y-6.;G03X-142.Y-33.R13.5;G01X-112.Y-33.;G02X-65.965Y-39.636R163.;G02X-52.564Y-47.161R34.4;G03X-32.Y-55.1R30.6;G01X-10.Y-55.1;G01X5.Y-55.1F10;G40G00X30.Y-29.5F100;G41G00X10.Y-29.5D02F100;G01Z-17.3F50;G01X-32.Y-29.5;G02X-35.528Y-28.043R5.;G03X-62.105Y-12.669R60.;G03X-112.Y-6.R190.;G01X-142.Y-6.;G03X-142.Y-33.R13.5;G01X-112.Y-33.;G02X-65.965Y-39.636R163.;G02X-52.564Y-47.161R34.4;G03X-32.Y-55.1R30.6;G01X5.Y-55.1;G40;M09;G00Z300.;G00Y371.;M30;%-1-实验三数控技术综合实验DTM-5T数控系统的组成实例一、实验目的1．了解工业生产中实际使用的简易数控系统构成、特点。2．学习机电产品工程设计与组装调试的实践和经验。二、实验内容DTM-5T是适用于普通车床的计算机数控系统。此系统的设计思想是给用户提供高性能价格比的数控系统，整机设计完全遵循国家标准ZBJ50002-87《机床数字控制系统通用技术条件》。本系统由数控控制器和强电箱组成，其中强电箱中包括了步进伺服驱动单元及机床控制电路。1．控制器机构设计分析（1）控制方式：可控制2个连续轨迹轴X、Y和一个主轴S。（2）操作面板：集成式编程面板和外部操作控制面板。（3）液晶显示器：显示系统信息、操作信息。（4）模块结构：主机板为核心，插接电源、显示板、接口板及系统操作面板。2．强电箱设计特点分析（1）位控采用一轴一板结构，每轴都有风扇散热（2）步进电机驱动电源和输出板构成伺服单元3．安全设计的考虑电箱门保护开关，±X、±Z向限位开关，过热保护、过流保护，电子灭弧等。4．调试与故障检测的指示5．宜人设计三、实验器材DTM-5T主机1台；强电箱1台。四、实验报告要求1.急停开关的作用和特点是什么？2.光电隔离的作用是什么？3.断路器的作用和规格、型号如何？4.热继电器的作用是什么？-2-5.总结DTM-5T数控系统的特点；6.写出对工业级数控系统的认识体会。FANUC数控系统的组成实例一、实验名称FANUC数控系统的组成认识实验二、实验目的意义本实验旨在使学生了解通用数控系统的组成，工作原理，软硬件实现方法，伺服驱动控制系统和位置反馈单元的组成。三、实验内容1、FANUC数控系统组成；2、伺服电动机手轮控制；3、伺服电动机程序控制；四、实验步骤1.插上电源，合上总电源开关；2.在操作面板上按下“启动”按钮，系统上电；3.根据CRT显示器显示内容提示，选‘加载PMC启动’；4.松开“急停”按钮；5.选择进给轴和进给速率；6．选择“手轮模式”；7.旋转手轮观察电动机运行情况；8.选择“自动运行”模式，按下“执行”按钮，进行程序控制实验，观察电动机运行情况。五、实验报告要求1.写出数控系统由哪几部分组成，并各组成部分的作用。2.写出FANUC数控系统的工作原理；-3-附录一实验一仿真程序O0001G91G28Z0.(主轴回到换刀点)T01M06(换刀T01=D50)G90G54(G54=-300.0-215.0-429.0)M03S500Z100.(到达安全高度)X-130.Y0.(到达下刀点)G00Z-15.0F50(下刀)G41G01X-100.Y0.F100D01(半径补偿D01=25)G01X-68.301Y18.301(到达1点)X18.301Y68.301(到达2点)X68.301Y-18.301(到达3点)X-18.301Y-68.301(到达4点)X-68.301Y18.301(到达1点)X-100.Y73.205(切向切出)G40G01X-100.Y0.(取消半径补偿)G00Z-5.0(抬刀至Z-5.0)G41G01X-100.Y-50.F100D01(半径补偿D01=25)G03X-50.Y0.R50.(切向切入)G02X-50.Y0.I50.J0.(加工圆柱凸台)-4-G03X-100.Y50.R50.(切向切出)G40G01X-100.Y0.(取消半径补偿)G00Z300.(抬刀)M30(程序结束)