机电一体化系统综合实训报告机床

中央广播电视大学人才培养模式改革和开放教育试点专科__数控技术（机电方向）__专业机电一体化系统综合实训韶关市广播电视大学机电一体化系统综合实训报告实习类别：集中实习专业班级：数控技术（机电方向）学生姓名：深水渔学号：1034400100403103实习单位：韶关市技师学院实习工厂实习时间：2010年4月14日—2010年4月19日校内指导教师姓名：赵文生报告评分：《机电一体化系统综合实训课程》任务书一、课程概述学时数：72学分数：4分概述：“机电一体化系统综合实训”是中央广播电视大学数控技术专业（机电方向）的必修实践课之一。本实训环节是在课程试验的基础上，以机电一体化系统的硬件连接、控制原理、控制软件编制、安装调试与操作的综合实训。先修课程：《机械设计基础》、《电工电子技术》、《数控机床电器控制》等课程为理论基础。以《可编程控制器应用》、《单片机技术》、《传感器技术》、《液压与气动技术》和《机电一体化系统》等课程及相应的实践环节为专业基础；并为《综合实训（机电）》的先行综合实践环节。教学目的：通过本环节的实训，能够使学生对机电一体化系统的基本组成，控制方式、控制对象的基本特征及工作机理，有更进一步全面地了解，并能够综合运用所学的基本知识与技能，完成对典型机电一体化系统的组装、连接、调试，实现其基本控制功能。从而培养学生独立分析问题和解决问题的能力及工程实践的能力。二、教学内容与要求机电一体化系统综合实训是以运动控制、逻辑控制、检测技术为核心的综合实训。并将其有机的结合起来，形成相对完整的实训内容。实训项目：CNC应用技术、综合技术应用实训主要内容：1、控制对象的工作原理、运动与动作特征2、CNC的选型与硬件配置3、系统连接与调试4、基本参数的设置5、控制程序的编制与调试6、实训报告撰写实训基本要求：1、了解控制对象的工作机理与特征2、能够根据控制要求选择控制设备（技术性能指标）3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能三、考核说明1、机电一体化系统综合实训的考核包括实训表现、操作技能和实训报告3部分。其中实训表现（出勤、安全文明操作等）占10%、操作技能占60%、实训报告成绩占30%。2、学员在综合实训结束时，要撰写实训总结报告一份，采用电子文档打印稿，实训报告不少于3500字。FANUC系统自动切削循环综合运用随着科学技术的不断进步，机械产品的结构和形状越来越复杂，特别是航空产品，模具产品等结构复杂且精度要求较高，为了能高效，高精度地加工出此类产品，它们已越来越依赖于数控机床的加工。数字控制机床(NumericalControlMachineTools)简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。数控机床是一个精密的机电一体化产品。是由精密机械部件（如滚珠丝杆、高精度导轨、精密轴承、主轴）和复杂电气部件（如数控系统、驱动装置和伺服电机以及精密测量系统）构成的一个完整的产品。系统组成框图如下：它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。数控机床是一种自动化程度较高的集计算机，自动化控制，自动检测及精密机械为一体的机电一体化加工设备，与普通机床相比，它具有高精度，高难度及高效率加工的特点。数控机床的系统组成框图为了便于自动，高效，高精度地加工结构复杂，精度要求高的机械产品，数控车床都配备了切削循环加工指令，以FANUC-Oi系统为例，为了实现外圆或内腔表面的自动切削循环，该系统配备了实现不同切削循环功能的指令：G70，G71，G72，G73。因此我们只有正确理解它的功能，特点，才能正确地加以应用，从而编制合理的数控加工程序。通过实训让我们深刻地了解到数控车床自动切削循环功能的指令（G70，G71，G72，G73）的具体含意和操作技巧。1、数控车床加工零件的特点（1）车床加工零件表面通常较复杂，除了基本的回转表面外，常带有凸凹圆弧的变截面，沟槽和凸台等。（2）毛坯余量不均，常常需要多次加工，循环重复的动作多。（3）外圆表面精度要求通常较高。（4）工艺复杂，走刀路线复杂。基本都会用到外圆粗车复合循环指令，如G71指令等。（5）对刀具的车削性能要求较高，要求的刀具种类也多。2、复合循环指令G71，G72，G73和G70功能（1）G71外圆粗车循环指令，该指令的运动轨迹如图1所示。图1G71外圆粗车循环轨迹其编程格式：G71U（Δd）R(e)G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(f)S(s)T(t)式中Δd----背吃刀量e-----退刀量nf----精加工轮廓程序段中结束程序段号Δu---X轴向精加工余量Δw---Z轴向精加工余量F,s,t---分别为进给量，主轴转速，刀具号G71外圆粗车循环指令适用于轴向尺寸较长的外圆柱面或内孔面需要多次走刀才能完成的粗加工，但该指令的应用有它的局限性，即零件轮廓必须符合X轴，Z轴方向同时单调增大或单调减小。如图2所示即不适合用G71指令加工成形。图2X和Z轴方向非单调增加或减少（2）G72端面粗车循环指令，该指令的运动轨迹如图3所示。图3G72端面粗车循环轨迹其编程格式：G72W（Δd）R（e）G72P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(f)S(s)T(t)端面粗车循环指令G72也是一种复合循环指令，与G71所不同的是该指令适合于Z向余量小，X向余量大的回转体零件（如图4所示）粗加工，所加工的零件同样要符合X轴，Z轴方向同时单调增大或单调减小的特点。图4套类、法兰类零件（3）G73封闭切削循环指令该指令的运动轨迹如图5所示。图5G73封闭切削循环轨迹其编程格式：G73U（i）W（k）R（d）G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(f)S(s)T(t)式中i——X轴向总退刀量k——Z轴向总退刀量（半径值）d——重复加工次数其余各项含意与G71相同。复合固定循环指令G73是一种多次成形封闭切削循环指令，该指令适于对已基本成形的铸、锻毛坯切削，如图6所示。图6适于采有G73编程的零件对零件轮廓的单调性则没有要求。而仍使用G71，G72指令则会产生许多无效切削而且浪费时间。（4）G70粗加工循环由G71，G72，G73完成粗加工后，可以用G70进行精加工。精加工时，G71，G72，G73程序段中的F，S，T指令无效，只有在ns—nf程序中的F，S，T才有效。编程格式：G70P（ns）Q（nf）例：在G71，G72，G73程序应用例中的nf程序段后再加上“G70P（ns）Q（nf）”程序段，并在ns—nf程序段中加上粗加工适用的F（f），S（s），T（t），就可以完成从粗加工到粗加工的全过程。3、正确作用复合切削循环指令的注意点（1）指令格式在G71或G72指令后的第一个程序段ns应含有G00或G01指令，如果程序段中不含G00或G01指令，数控系统就会报警。同时，根据G71，G72指令的不同，在ns段的G代码后只能含有一个方向的指令（G71指令后的ns段只有含有X轴指令，G72指令后的ns段只能含有Z轴指令。）（2）循环起点的制定循环起点确定了开始下刀的位置。G71粗车循环在加工内腔，从循环起点开始下刀，每次沿X轴进给U，直到完成切削。因此，循环起点的制定既要保证刀具进退刀均在工艺孔内而不会撞刀，又要考虑起点的X主向不能离工艺孔内壁（毛坯）太远，否则走空刀；而G72粗车循环在加工内腔时循环起点的Z方向也应尽量靠近毛坯端部，以减少切削时走空刀。由于工艺孔德尺寸不可能作的很大，因此在对刀时要反复测量，以免撞刀。（3）切削参数的位置。粗车循环G71，G72与精加工循环G70总是成对出现的。两者的切削参数F，S，T不同。根据循环的指令格式。切削参数应分别置于G71，G72和G70指令段内，不应置于构成精加工形状的程序段群（ns-nf）内。对粗车循环G71，G72而言，顺序号ns-nf之间程序段中的F，S，T功能都无效，但对精加工循环G70而言，顺序号ns-nf间的指令F，S，T是有效的，因此，如将粗加工的F，S，T置于构成精加工形状的程序段群（ns-nf）内，在程序后部配套使用精加工循环G70时，需要重新调用程序段群（ns-nf）的指令，就会造成精加工切削参数错误。此外，也要注意不要把G71，G72粗车循环和G73封闭循环使用混撮。G71，G72粗车循环的刀路轨迹只能是单调上升或单调下降，而G73封闭切削循环的刀路轨迹可以是波浪形的。4、编程实例图7带有凹弧的零件图图7为带有凹弧的回转体零件，需要通过数控车床加工来完成，根据前面所诉G71和G73的特点，采用G73编程较合理，若要用G71编程，则要将该零件进行分段，可以分为OABC段和CDE两段分别采用G71进行粗加工编程。从而解决刀路轨迹单调性的问题。取工件右段回转中心为编程圆点，采用G73所编的粗加工程序如下：O0001；（程序号）N10M03S800T0101；N20G00X60Z5；(起刀点)N30G73U5W5R6;N40G73P50Q110U0.3W0.1F0.4;N50G01X0F0.25;（进刀点）N60Z0；(O点)N70G03X48Z-24R24；(A点)N80G01Z-34；(B点)N90G02X48Z-64R20；(D点)N100G01Z-74；(E点)N110G01X50；(退刀点)N120G00X100Z100；……采用G71须将OABC段和CDE段分开编写粗加工程序，以符合复合循环指令G71的特点，而精加工可采用G70编程或根据工件轮廓基点直接编程，所编的粗加工程序如下：O0002；（程序号）N10M03S800T0101；N20G00X60Z5；N30G71U2R0.5;N40G71P50Q110U0.3W0.1F0.4;N50G01X0F0.25;（进刀点）N60Z0；(O点)N70G03X48Z-24R24；(A点)N80G01Z-34；(B点)N90G02X48Z-64R20；(C点)N100G01X50；(退刀点)N110G00X100Z100；(粗车OABC段)N120G00X60Z-49；（起刀点）N130G71U2R0.5;N140G71P150Q180U0.3W0.1F0.4;N150G01X3405F0.25；（C点）N160G02X48Z-64R20；（D点）N170G01Z-74；（E点）N180G01X50；(退刀点)N190G00X100Z100；(粗车CDE段)……5.小结复合固定循环G70，G71，G72，G73指令通过定义零件的加工刀具轨迹来进行零件的粗车和精车，在程序中只需设置好背吃刀量，精车余量，进给量等参数，则数控系统自动计算出刀具路径，自动对零件进行多次加工。因此只有理解它们的功用，特点和区别并正确的加以应用，才能大大地简化编程，提高加工效率。实训总结：总的来讲，数控技术正朝着3个方面发展。在性能方面的发展趋势：高速、高精，柔性化，工艺复合性和多轴化，实时智能化。在功能方面的发展趋势：用户界面图形化，科学计算可视化，插补和补偿方式多样化，内装高性能PLC，多媒体技术应用。在体系结构上的发展趋势：集成化，模块化，网络化，通用型开放式闭环控制。在实训当中感触最深的便是实践联系理论的重要性，当遇到问题时，只要认真思考，运用所学的知识，一步一步的去探索，是可以解决遇到的一切困难的。这次的实训的主要内容是FANUC系统中车削循环指令的比较与应用。在这次实训中让我们认识到FANUC系统中车削循环指令的比较与应用，使我们的理论知识与实践充分地结合，做到不仅具有专业知识，而且还具有较强的实践动手能力。成为能分析问题和解决问题的应用