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《数控机床》实训指导书广东科学技术职业学院机电学院2010年8月实训一数控插补原理一、实训目的与要求（1）、掌握直线和圆弧的插补计算方法；（2）、使用仿真软件实现直线和圆弧插补算法；（3）、了解计算机软件数控的基本知识。二、实训内容本实训学生采用逐点比较法和数字积分法，利用计算机仿真软件实现直线和圆弧插补计算方法及其轨迹仿真。实训分为计算机软件实现分析、实验报告撰写2个部分。每一部分既有指导老师的讲解，又有现场实践指导。让学生通过此实训，扎实掌握数控机床的插补原理与插补实现过程。具体内容如下：输入/输出数据内容，不同加工起点坐标处理，不同象限逐点比较法插补的方法，不同象限数字积分法插补的方法。三、实验仪器与设备1、PC机2、计算机仿真软件四、实训步骤1、熟悉逐点比较法和数字积分法的插补方法2、使用计算机仿真软件实现逐点比较法的插补。1)第一象限的直线插补，观察相应的直线插补图形，记录下进给方向2)其他三个象限的直线插补，观察相应的直线插补图形，记录下进给方向3)第一象限的圆弧插补，观察相应的圆弧插补图形，记录下进给方向4)其他三个象限的圆弧插补，观察相应的圆弧插补图形，记录下进给方向3、使用计算机软件仿真软件实现数字积分法的插补1)第一象限的直线插补，观察相应的直线插补图形，记录下进给方向2)其他三个象限的直线插补，观察相应的直线插补图形，记录下进给方向3)第一象限的圆弧插补，观察相应的圆弧插补图形，记录下进给方向4)其他三个象限的圆弧插补，观察相应的圆弧插补图形，记录下进给方向五、实训报告1、简述逐点比较法插补的原理。2、画出观察到的图形，分析各个象限的进给方向。3、比较逐点比较法和数字积分法的优缺点。实训二数控车床结构与传动认识实训一、实训目的（1）、通过对数控车床整机的观察，初步建立认识数控机床的一般方法。（2）、通过对数控车床主要部件结构的观察分析，认识数控机床的布局、典型结构及数控车床主要部件的功能及工作运动。（3）、了解机床主轴传动系统和进给传动系统的组成及特点。二、实训内容（1）、认识机床的主要组成部分，熟悉机床的操纵系统。（2）、了解机床的工艺范围及其主要技术规格。（3）、了解数控机床的布局，基本组成及其功用。观察机床主要部件结构。三、实训仪器与设备（1）、数控车床四、实训步骤（1）、观察数控车床整机。了解数控车床的控制系统、床身组件、主轴箱、床鞍、刀架、尾座及防护罩等组成部件。（2）、认识主轴箱，观察主传动组成，分析工作原理及控制方式。观察其内部构造，主轴锥孔锥度、轴承的安装位置等，分析结构特点。（3）、认识X、Z向运动部件，观察进给传动的组成，分析工作原理及控制方式。观察进给机构丝杠丝母副的结构和工作特点，判断丝杠丝母副的循环方式，观察机床导轨副的结构和工作特点。（4）、认识回转刀架，了解使用方法，分析工作原理。（5）、认识尾座，了解使用方法，分析工作原理。五、注意事项（1）、要注意人身及设备的安全。关闭电源后，方可观察机床内部结构。（2）、操作应符合基本操作规范。（3）、实训完毕后，要注意清理现场，清洁机床，对机床的主轴、导轨、丝杠丝母副及时润滑。六、实训报告（1）、观察数控机床与普通机床在性能上有什么不同？（2）、数控机床为了保证达到高性能在结构上采取了哪些措施？（3）、与普通车床比较，数控车床在结构上有哪些特点？实训三HED-21S数控系统综合实验台数控系统原理及组成一、实训目的1、了解数控系统的特点、基本组成和应用。1、进一步熟悉数控工作台系统的基本组成，各部件的原理及作用。3、了解数控系统综合实验台各部分的连接。4、进一步熟悉实验台的操作，进入系统，演示程序。二、实训设备HNC-21S数控系统综合实验台专用连接线一套三、相关知识1.认识数控系统综合实验台的各组成部分HED—21S数控系统综合实验台集成了数控装置、变频调速主轴及三相异步电机、交流伺服单元及交流伺服电机、步进电机及步进电机驱动器单元、测量装置、十字工作台，组成2.了解HED—21S数控系统综合实验台各个组成部件作用包括数控系统（内置PLC）、主轴控制回路、进给系统、十字工作台、电气控制部分、自动换刀装置、自动检测装置、自动刀架、输入/输出模块等。HED—21S数控系统综合实验台各部分接线集成数控装置、变频调速主轴、交流伺服单元、步进电机及驱动器、测量装置、十字工作台等组成。图1HED—21S数控系统综合实验台组成框图图2部件总体连线框图图3整体连线示意图图4HNC—21S数控装置接口图XSl—电源接口;XS2—外接PC键盘接;XS3—以太网接口；XS4—软驱接口；XS5—RS232接口；XS6—扩展I／0板接口；XS8—手持单元接口；XS9—主轴控制接口；XSl0，XS11—输入开关量接口；XS20，XS21—输出开关量接口；XS30～XS33—模拟式、脉冲式(含步进式)进给轴控制接口；XS40～XS43——串行式HSV一11型伺服轴控制接口；(若使用软驱单元，则XS2、XS3、XS4、XS5为软驱单元的转接口)（2）变频调速主轴单元图5变频器与数控装置的连接（3）交流伺服单元图6采用脉冲接口与伺服驱动器连接图（4）输入/输出装置图7输入端子板接口图图8继电器板（5）工作台示意图图9工作台俯视图四、实训和步骤1、进一步认识数控系统综合实验台的各组成部分。2、根据实验台情况，熟悉实验台各个组成部件、原理及作用。3、了解实验台各组成部分之间的连接，分清信号来源和去向。4、进入系统，演示程序操作。五、实训报告1、简述数控机床电气工作原理2．电气元件选型基本方法3．画出数控系统综合实验台中工作台伺服电机、主轴电机、旋转刀架的电气连接图。4．电气维护安全注意事项实训四数控车床操作面板实训（仿真软件练习）一、实训目的与要求（1）、熟悉数控车床操作面板及控制面板各按键的作用及使用方法；（2）、掌握数控程序的输入、编辑、修改、调用等方法；（3）、掌握数控车床试切对刀的操作方法、超程的解除；二、实训内容本实训学生利用数控加工计算机仿真软件熟悉数控车床操作面板各按键的作用及使用方法，程序的编辑、修改、调用等，掌握数控车床试切对刀的操作方法，掌握新建程序的输入与循环启动。三、实验仪器与设备１、PC机２、广州超软数控加工仿真软件四、实训步骤１、熟悉操作面板各按键的功能及操作方法。２、新建一程序，输入以下程序段：O1001N10G90G94T0101（或T0202,T0303,T0404）M03S300N20G00X50Z10N30G01X0Z2F150N40M05N50M30３、安装毛坏（￠30,长150）、外圆车刀、然后分别在X轴和Z轴方向进行试切对刀并在刀具补偿参数中输入刀具试切位置的测量值。４、将刀架移至可安全换刀的位置，操作方式调至自动，调用O1001程序，按循环启动按扭，观察刀具是否移动至X0Z2的位置。五、实训报告1、数控车床Z轴、X轴及其正方向是如何规定的。2、总结数控车床上用试切方法进行对刀的操作步骤。实训五数控车床的基本操作实训一．实训目的：了解数控车削加工的安全操作规程；熟悉数控加工的生产环境；数控车床的基本操作方法及步骤；对操作者的有关要求；掌握数控车削加工中的基本操作技能；培养良好的职业道德。二．实训内容：1．文明生产：按时上下课，不可做与上课无关之事，保持现场清洁卫生2．安全技术：正确穿戴工作服，进行数控车床的安全操作3．数控车床的维护与保养4．操作面板与控制面板：熟悉各类开关、按扭、操作键的使用5．基本操作：启动、停止、回参考点、手动进给、手轮进给、MDI运行、程序编辑和管理三．实训步骤：一、文明生产：1.遵守纪律,不得打闹嬉戏;2.坚守岗位,不做与实训课无关之事;3.保持卫生，保持机床清洁，工具整齐摆放，公共场地轮流值日；二、安全技术：严格按照数控车床的安全操作规程操作机床；三、数控车床的维护与保养（讲述及现场操作）四、机床的操作面板与控制面板的基本操作（现场讲解）五、数控车床开关的基本操作（现场操作）：电源接通和断开前确保急停按扭按下状态六、手动操作：1.回机床参考点;2.手动连续进给;3.手轮进给;4.主轴及冷却液开关操作;5.手动换刀位;6.手动尾座的操作;7.卡盘的夹紧与松开的操作;8.机床的急停方式;七、程序的编辑和管理（现场操作）八、MDI的运行（现场操作）：MDI运行用于简单的测试操作、对刀操作、主轴临时启动操作等；相关步骤操作介绍（1）开机步骤依次打开各电源开关：电气柜开关→操作面板开关[此时机床操作面板的电源灯亮（绿色）]→UPS→显示器→计算机主机，稍等片刻，出现选项[A，B]=[windows，dos]，选B，即DOS状态操作。在DOS提示符下键入：C：CDHNC-21T↓，再键入N↓，即自动进入数控车床教学系统软件平面[操作面板的驱动灯亮（绿色）]。（2）系统软件用户界面的熟悉及基本操作（略，演示说明）注意：用F10键作为界面翻页的功能键，同时按下“Alt”与“X”键退出软件界面；数控系统开机后，应首先在系统软件的机床参数中设定直径或半径编程方式，我校数控车床均设定为直径编程方式。（3）操作面板的按键认识及基本操作（略，演示说明）（4）机床的复位与回零操作由于系统关机时，已按下操作面板上的“急停”开关，系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作面板的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。控制机床运动的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的回参考点操作，所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。方法如下：（a）如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；（b）根据X轴机床参数“回参考点方向”，按一下“+X”按键，X轴回到参考点后，“+X”按键内的指示灯亮（黄色）；（c）用同样的方法使用“+Z”按键，使Z轴回参考点。ø注意：在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；同时按下X、Z轴向选择按键，可使X、Z轴同时返回参考点;在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的“回参考点方向”相反侧（如X轴的回参考点方向为负，则回参考点前，应保证X轴当前位置在参考点的正向侧）；否则应手动移动该轴直到满足此条件；在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。(5)点动移动操作及进给修调将控制面板上的工作方式旋钮对齐“手动”方式，系统处于点动运行方式，在手动状态可以对刀位进行粗调定位。手按-X或+X、-Z或+Z键将产生连续的移动，若同时按下方向键区中间的黄色快进键，将以快进速度移动刀架；松开X或Z方向按键（指示灯灭），手动轴即减速停止。在点动进给时，进给速率为系统参数的“最高快移速度”的1/3乘以进给修调选择的进给倍率（5%、10%、30%、50%、70%、100%）。点动快速移动的速率为系统参数的“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率。(6)步进移动操作与倍率选择将控制面板上的工作方式旋钮对齐“步进”方式，系统处于步进运行方式，通过步进移动，可以对刀位进行精确定位。半径编程步进操作时，X、Z方向步进移动量的读数规则如下：用手转动倍率修调键，×1000表示刀架准确移动1mm，×100表示刀架移动0.1mm，×10表示刀架移动0.01mm，×1表示移动刀架0.001mm；直径编程步进操作时，X方向步进移动量的读数规则如下：用手转动倍率修调键，×1000表示刀架准确移动2mm，×100表示刀架移动0.2mm，×10表示刀架移动0.02mm，×1表示刀架移动0.002mm；Z方向的移动量与相应半径编程步进操作的移动量相同，即直径编程的Z坐标无直径值与半径值之分。根据需定位点的机床坐标值，确定合适的修调倍率后，步进点按X、Z轴的正向或负向按键正确的次数后，可对刀位点进行精确定位。例如，同学可练习将刀架位于CRT显示机床坐标（-100，-100）处（直径编程）。(7)刀位转换操作