数控编程及加工实习报告（PDF35页）

上海第二工业大学数控编程机加工实习报告院系：机电工程学院专业：机械制造及自动化姓名：指导教师：完成日期：数控编程机加工实习报告一、实训的目的与要求1、了解FANUC0i-Mate-MC数控铣床模拟软件的使用方法和操作过程；2、了解数控铣床的基本原理和各部分的功能,掌握FANUC0i-Mate-MC数控铣床常用GM指令的格式、功能和编程方法,提高数控铣床加工程序编写的能力;3、掌握数控铣床操作方法，掌握数控铣床加工路线的安排和加工参数的选择,对典型试件进行加工,并了解数控铣床与微机通过R232串口的通讯方法；在进行实际加工操作前，能正确使用FANUC0i-Mate-MC数控铣床模拟软件，具体分析所给定的被加工零件和参考程序，能自己编写出加工程序，并上机调试通过。自己设计一个比较复杂的被加工零件，确定加工路线和加工工艺参数，编写出加工程序并上机调试通过。二、实训仪器与设备1.本次数控铣床培训采用鑫泰科技生产的GSVM6540L2数控铣床，该机床数控系统分别采用发那克（FANUC0iMate—MC）系统和华中世纪星HNC-21/22M系统，该机床整机刚性适中，操作方便灵活，可进行立铣、钻、扩、镗、攻丝等加工工序。2.车床方面，西门子801数控车。3.游标卡尺、千分尺等，工作所需相应坯料。（一）、数控车床1.SINUMERIK801操作面板(二)数控铣床1、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接影响，要求动平衡性很高，刚性好，回转精度高，有良好的热稳定性，能传递足够的力矩和功率。2、进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。图一数控铣床结构3、控制系统速控铣床运动控制中心，执行数控加工程序，控制机床进行加工。4、辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置5、机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架，应具有很好的动、静刚度，热刚度和最佳的阻尼特性。6、铣床附件、刀具的使用主轴箱控制面板工作台床身电气柜防护门冷却液箱主轴1）刀柄数控铣床使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在主轴上，由刀柄夹持传递速度、扭矩。数控铣床GSVM6540L2采用BT40系列刀柄和拉钉，采用气动装夹方法装夹刀柄。2）回转工作台可以使数控铣床增加一个或两个回转坐标。通过数控系统实现4坐标或5坐标联动，可有效地扩大工艺范围。3）Z轴设定器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。Z轴设定器有光电式和指针式等类型。4）寻边器主要用于确定工件坐标系在机床坐标系中的X、Y值，也可测量工件的简单尺寸。有偏心型和光电式等类型。5）机用虎钳：主要用于形状比较规则的零件铣削加工，其具有使用方便灵活的特点，若加工精度要求高、需要较大的夹紧力时可采用较高精度的机械式或液压式虎钳。6）铣床用卡盘主要用于数控铣床上加工回转体零件，一般有三爪卡盘、四爪卡盘。本实验设备采用的操作面板是FANUC公司的FANUC0I系统的操作面板，是采用单色LCD/MDI单元（横形），见下图所示，图左半部分为用于数据显示的7.2LCD显示屏，用户可以从屏幕上看到操作数控系统的反馈信息；图右半部分为MDI（ManualDateInput）是用户输入数控指令的地方。MDI面板的操作是数控系统最主要的输入方式。下面我们就各键的作用及名称详见下表说明。表一MDI面板上各键作用说明表功能键用来选择将要显示的屏幕的种类，其主要有以下六个：三、数控铣床的操作面板及各功能键介绍我们采用图文并茂形式介绍，以便学习和实际操作起来上手更快。表一机床操作面板上各按钮的作用说明按钮图片按钮说明NC电源接通按钮当按下此按钮NC电源接通NC电源断开按钮当按下此按钮NC电源断开硬件极限保护钮(EMGRELEASE):此钮为预防因软件极限参数设定不当，或操作失误所造成之机台过行程状态，此钮发生作用时，指示灯会亮起，所有动作如同“紧急停止钮”欲清除请依以下步骤:先检查那一轴(X、Y、Z)发生过行程模式选择在HANDLE模式将手轮盒轴之选择开关选择在已过行程之轴上后，同时压下此钮，并以手轮朝过行程之反方向移动按RESET键即可消除警示，尔后三轴重执行原点复归。程序保护锁当钥匙旋向保护状态（图中右侧红色标记）时，程序处于保护状态，此时不能编辑程序、工件坐标系和刀具偏置值等数据，增加程序保护锁功能其目的是：在机床运行、自动执行程序时，不被外人无意中破坏，保护机床按事先设定的程序进行。若想编辑程序时，则可用专用钥匙将钥匙孔旋向非保护状态（图中左侧绿色表示）紧急停止开关当有紧急情况时（如机床撞刀），按下紧急停止按钮，可使机械动作全部停止，确保操作人员和机床的安全。该按钮按下后会被锁住，通常情况下，该按钮可以通过旋转而解锁，解锁之前必须排除故障。处于紧急停止状态时：主轴停止，轴向移动停止，液压装置停止，刀库停止，切削液停止。程序启动按钮按下该按钮，程序将自动执行。程序暂停按钮按下该按钮，按键灯亮，程序执行暂停。如果要继续执行程序，则按下程序启动按钮；如果不继续执行程序，需要按下“RESET”按键图示中的旋钮处于原点回归模式（REF）：配合X、Y、Z轴的轴向移动按钮，完成原点回归操作。注：模式选择旋钮，该部分为机床操作面板上最重要的功能按钮，绝大多数操作都是从调整旋钮位置选择所处模式开始。手动连续进给模式（JOG）：此模式原为三轴之手动快速移动而设计，但由于其作用与下面的快速移动按钮相同且操作中使用它远不及快速移动按钮方便，所以设备生产厂家将其功能修改与JOG功能相同，即此旋钮位置也为JOG模式手动连续进给模式（JOG）：此模式配合X、Y、Z轴的轴向移动按钮，完成机床的机动操作。各轴之程控皆由”手动连续进给率选择开关(FEEDRATEOVERRIDE&JOGFEEDRATE)”所调整，控制量大小由面板显示。注：该模式下可以进行切削操作。手动操作（HANDLE）模式：此模式下可旋转手轮来控制三轴之轴向移动，移动量可由“增量移动倍量选择开关”来调整。注：该模式下可以进行切削操作。DNC模式：在此模式下，可一边传输程序，一边进行加工。解决机床的内存不能容纳250KB以上的程序的问题手动数据输入（MDI）模式：在此模式下，配合MDI键盘录入单步，少量并且不用保存的程序。此模式下仅可一次执行内存内之程序。自动操作(AUTO)模式：此模式用来执行储存于内存中之程序。编辑(EDIT)模式：此模式用来登录﹑修改﹑增加或删除内存中之程序，与个人计算机配合作参数﹑程序之传输。主轴转速调节旋钮调节范围50%--120%，使主轴实际转速＝预先设定转速×调节倍率手动连续进给率与程序进给率调整钮(JOGFEEDRATE&FEEDRATEOVERRIDE%):手动连续进给率调整(a)适用于JOG&RUN模式(b)范围0-1260mm/min“RAPID”&“ZRN”模式之移动适用于程序中存在“F”指令者适用范围0-150%攻牙循环无效编程的进给速度可以通过倍率旋钮进行选择，按照一定的百分数增加或者减少。NC：程序报警指示灯（当NC产生ALARM报警时，该红灯闪烁）ATC：换刀位置指示灯（当Z轴处于换刀点时，该灯点亮，使用G30可让Z轴回到该点）转动轴故障报警灯：转动轴存在异常时，该灯点亮。空压故障报警灯：当供给设备的压缩空气气压不足或其他非正常情况时，此指示灯闪烁润滑油缺油指示灯：当导轨润滑缺油低于报警线时，该红灯闪烁，此时将导轨专用润滑油加入到润滑油箱中切削液开启指示灯：当切削液启动时，该指示灯亮原点指示灯X轴回原点动作时，X轴指示灯产生闪烁，当到达原点位置时，灯亮不再闪烁。其他轴向指示灯与X轴指示灯相同。运动轴手动操作按键：按下进给轴和方向选择按钮开关的同时，按下中间标有“～”快速移动按钮开关，刀具会以快移速度移动，状态显示灯对应显示各轴所处状态。在快速移动过程中，快速移动倍率开关有效。主轴正转(M03)：于HANDLE模式下，按此开关将启动主轴正转，转速为现今存在于计算机记忆中之速度(S)指令值。主轴反转(M04):于HANDLE模式下，按此开关将启动主轴反转，转速为现今存在于计算机记忆中之速度(S)指令值。主轴停止(M05):按此开关将停止主轴，但若非HANDLE模式欲停止主轴，则需按“RESET”键主轴定位(ORIENTATION):此开关将以电磁力作用，使主轴定位于传动键显现之180度，此现象可由M03/M04/M05等指令取消。快速倍率选择按键开关可选档位为0%、25%、50%、100%，当前正执行的档位其显示灯亮单程序段运行键:按下该键，按键灯亮，程序执行一个程序段后，将暂停，等待用户按“程序启动按钮”之后，执行一个程序段。一般是在调试程序时使用该功能按下此键，刀具按参数指定的速度移动，而与程序中指令的进给速度无关，该功能用来在机床不装工件时检查刀具的运动程序重启动键(PRORESET):追加功能，具体使用请参阅FANUC18M说明书“P333选择性停止键(OPTIONSTOP):按下此钮，则M01指令有效，否则此钮与指令，M01单独使用均无效。F1：客户追加功能时使用。机械锁定键(M/CLOCK):选择ON时，任何移动指令仅LCD会显示坐标移动，但机械本体三轴均不会移动。(注意:OFF后需三轴原点复归)当操作面板上的程序段选择跳过开关接通时，有（/）的程序段被忽略。将加工屑向外部容器方向排出，一般排出加工屑使用此按按键将传送带向背离外部容器方向运动，一般少用，仅在卡屑或工艺要求等情况下使用。F2︰轴向选择钮使用前，要先按此钮才可使用润滑油指示灯(LUBALARM):轨道润滑油不足时，此灯亮起自动断电键(AUTOPOWEROFF):按下此钮，当程序执行M30或M02指令时，此功能将自动切断电源。工作灯开关(WORKLIGHT):此钮用来ON/OFF工作灯之动作切削液开关(COOLANT):此钮用来ON/OFF切削液之动作F3︰客户追加功能时使用刀库正向回转按键：刀库将按一定方向（如图所示的方向）连续回转刀库手动回转按键(INDEX):利用此按钮按压一次可移动一个刀套，若压着不放，则刀库将连续回转。此外，此钮“INDEX”钮仅可作顺时针回转刀库反向回转按键：刀库将按一定方向（如图所示的方向）连续回转吹屑按键：按下此键选择吹屑动作，即压枪接通压缩空气，利用流出的压缩空气气流清理残留在加工台面或被加工件上的加工细屑F4︰客户追加功能时使用四、数控铣床基本操作（一）、机床开、关机操作1、开机操作操作顺序按钮图片或说明1)打开压缩空气开关（循气管走向可轻易找到，一般离机床5米内）2)打开总电源开关：闭合空气保护开关3)将电气箱侧面的电源开关旋至“ON”，完成该动作后，可以听到电气箱中散热风扇转动的声音4)按下操作面板上的NC电源开关，启动CNC的电源和LCD屏幕。然后等待数秒钟，设备自动完成CNC系统的装载。5)将紧急按钮旋动打开，即按照紧急按钮上标注的箭头方向旋动，按钮将弹起，解除紧急制动状态6)将模式选择旋钮旋至原点回归模式，再按下程序启动按钮（别与NC电源开关混淆），执行自动回归原点操作。若开机成功，则显示屏显示正常，无报警.2、关机操作关机顺序和开机顺序相反操作顺序按钮图片1)将工作台移动到安全的位置（X、Y、Z坐标的绝对值大于100），可采用手动快速移动或手动操作手轮操作完成。2)将主轴停止转动A.在HANDLE模式下，按此开关将停止主轴B.若非HANDLE模式欲停止主轴，则需按“RESET”键3)按下紧急开关，停止油压系统及所有驱动元件4)按下数控系统面板上的“电源开关”按键，关闭CNC系统和LCD屏幕的电源5)将电气箱侧面的电源开关旋至“OFF”，关闭机床主电源6)关闭压缩空气开关，关闭总电源开关。（二）回零操作又称返回机床参考点，其目的是建立机床坐标系，而建立机床坐标系是控制机床运动的前提，为此，