上篇基础篇-1 数控车床实训基础

上篇基础篇1数控车床实训基础1数控车床实训基础•1.1数控车床维护保养与安全使用•1.1.1数控车床安全操作规程•1.1.2数控车床的维护保养•1.2数控车床的功能特点•1.3数控车床编程基础知识•1.3.1数控车床的坐标系•1.3.2编程规则•1.3.3BEIJING-FANUC0iMate-TC系统•编程指令•1.4数控车工职业技能鉴定标准1.1数控车床安全使用与维护保养•数控车床是自动化程度高、结构复杂且又昂贵的先进加工设备，数控车床使用寿命的长短和效率的高低，不仅取决于机床的精度和性能，很大程度上取决于它的正确使用及维护。正确的使用能防止机床非正常磨损，避免突发事故；精心的维护可使机床保持良好的技术状态，降低数控车床的故障率，从而充分发挥数控车床的功效。操作人员必须严格按照数控车床的操作规程进行操作，并按照数控车床定期维护的内容和要求对进行机床的维护和保养。•1.1.1数控车床安全操作规程•1.1.2数控车床的维护保养1.1.1数控车床安全操作规程•（1）操作人员必须熟悉机床使用说明书等有关资料。如：主要技术参数、传动原理、主要结构、润滑部位及维护保养等一般知识。•（2）开机前应对机床进行全面细致的检查，确认无误后方可操作。•（3）机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活，机床有无异常现象。•（4）检查电压、油压是否正常，有手动润滑的部位先要进行手动润滑。•（5）各坐标轴手动回零（机床参考点）。1.1.1数控车床安全操作规程•（6）程序输入后，应仔细核对。其中包括对代码、地址、数值、正负号、小数点及程序格式。•（7）正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。•（8）输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号及小数点进行认真核对。•（9）未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利运行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。•（10）无论是首次加工的零件，还是重复加工的零件，首件都必须对照图纸、工艺规程、加工程序和刀具调整卡，进行试切。1.1.1数控车床安全操作规程•（11）试切时快速进给倍率开关必须打到较低档位。•（12）每把刀具首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。•（13）试切进刀时，在刀具运行至工件表面处30~50mm处，必须在进行进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。•（14）试切和加工中，刃磨刀具和更换后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。•（15）程序修改后，对修改部分要仔细核对。•（16）手动进给连续操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，运动方向是否正确，然后再进行操作。1.1.1数控车床安全操作规程•（17）必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。•（18）操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须立即停车处理。•（19）加工完毕，清理机床。1.1.2数控车床的维护保养•1.1.2.1日常点检要点•1.1.2.2月检查要点•1.1.2.3六个月检查要点1.1.2.1日常点检要点•（1）接通电源前•a.检查冷却液、液压油、润滑油的油量是否充足。•b.检查工具、量具等是否已准备好。•c.切屑槽内的切屑是否已处理干净。1.1.2.1日常点检要点•（2）接通电源后•a.检查操作盘上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置。•b.CRT显示屏上是否有任何报警显示，若有问题应及时予以处理。•c.液压装置的压力表是否指示在所要求的范围内。•d.各控制箱的冷却风扇是否正常运转。•e.刀具是否正确夹紧在刀夹上，刀夹与回转刀台是否可靠夹紧，刀具是否有损伤。•f.若机床带有导套、夹簧，应确认其调整是否合适。1.1.2.1日常点检要点•（3）机床运转后•a.运转中，主轴、滑板处是否有异常噪音。•b.有无与平常不同的异常现象。如：声音、温度、裂纹、气味等。1.1.2.1日常点检要点•（4）数控车床的停止•a.检查循环情况控制面板上循环启动的指示灯LED熄灭，循环启动应在停止状态。•b.检查可移动部件车床的所有可移动部件都应处于停止状态。•c.检查外部设备如有外部输入/输出设备，应全部关闭。•d.关闭机床操作电源按操作面板上电源断电按钮（红色）。此时操作面板上电源的指示灯熄灭，机床液压泵也随之关闭。•e.关闭机床电源将电源开关的手柄拨到关闭挡，关闭机床电源。此时电器柜的冷却风扇随之关闭。如果较长时间不用机床，可关闭机床供给电源。1.1.2.2月检查要点•（1）检查主轴的运转情况。主轴以最高转速一半左右的转速旋转30分钟，用手触摸壳体部分，若感觉温和即为正常。以此了解主轴轴承的工作情况。•（2）检查X、Z轴的滚珠丝杠，若有污垢，应清理干净。若表面干燥，应着重检查润滑油泵及输油导管情况。•（3）检查X、Z轴超程限位开关、各急停开关是否动作正常。可用手按压行程开关的滑动轮，若CRT上有超程报警显示，说明限位开关正常。顺便将各接近开关擦拭干净。•（4）检查刀台的回转头、中心伞齿轮的润滑状态是否良好，齿面是否有伤痕等。1.1.2.2月检查要点•（5）检查导套装置•a.检查导套内孔状况，看是否有裂纹、毛刺。若有问题，予以修整。•b.导套前面盖帽内是否积存切屑。若有切屑，需清理干净。•（6）检查冷却液槽内是否积存切屑。若切屑堆积较多，应予以清理。1.1.2.2月检查要点•（7）检查液压装置•a.检查压力表的动作状态。通过调整液压泵的压力观察压力表的指针是否上下变化灵活。•b.检查液压管路是否有损坏，各管接头是否有松动或漏油现象。•（8）检查润滑油装置•a.检查润滑泵的排油量是否合乎要求。•b.检查润滑油管路是否损坏，管接头是否有松动、漏油现象。1.1.2.3六个月检查要点•（1）检查主轴•a.检查主轴孔的振摆。将千分表探头嵌入卡盘套筒的内壁，然后轻轻地将主轴旋转一周，指针的摆动量小于出厂时精度检查表的允许值即可。•b.检查主轴传动用V型皮带的张力及磨损情况。•c.检查编码盘的弹性联轴节及同步皮带的张紧力和磨损情况。•（2）检查刀台。主要看换刀时其换位动作的圆滑性，以刀台夹紧、松开时无冲击为好。•（3）检查导套装置。主轴以最高转速的一半运转30分钟，用手触摸壳体部分无异常的发热及噪音为好。此外用手沿轴向拉导套，检查其间隙是否过大。1.1.2.3六个月检查要点•（4）检查加工装置•a.检查主轴分度用齿轮系的间隙。以规定的分度位置沿回转方向摇动主轴，以检查其间隙，若间隙过大应进行调整。•b.检查刀具主轴驱动电机侧的齿轮润滑状态。若表面干燥应涂敷润滑脂。•（5）检查润滑油箱浮子开关的动作状况。可将润滑油箱中的油液抽出，看浮子落至警戒线以下时，机床是否有报警指示从而判断浮子开关的好坏。•（6）检查直流伺服系统的直流电机。若换向器表面脏，应用白布沾酒精予以清洗；若表面粗糙，用细金相砂纸予以修整；若电刷长度为10毫米以下时，予以更换。1.1.2.3六个月检查要点•（7）检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好；检查各印刷电路板是否干净；检查主电源变压器、各电机的绝缘电阻应在l兆欧以上。•（8）检查断电后保存机床参数、工作程序用的后备电池的电压值，看情况予以更换。1.2数控车床的功能特点•结合沈阳机床厂生产的CAK6136/750型数控车床,介绍数控车床的功能特点。该数控车床操作系统是采用FANUC0iMate-TC型数控系统,两轴选用FANUC伺服驱动器及伺服电机组成半闭环系统,具备加工精度高,性能稳定可靠等特点。CAK6136/750型数控车床能对两坐标（X,Z）轴进行连续伺服自动控制,能自动实现直线插补、圆弧插补和多种固定循环、复合循环等简易编程操作。其设备用途广泛,能担负各种车削工作。如车削各种零件的内、外圆柱表面、端面、圆锥面、球面、回转曲面、切槽、公\英制螺纹、圆锥螺纹及钻、铰、镗孔等车削加工。适用于多品种、中小批量产品的加工。1.2数控车床的功能特点•CAK6136/750型数控车床的外形如图1-1所示。该车床床身为卧式平床身，整体布局合理，采用HT300高强度铸件，刚性好，不易变形。导轨经中频淬火后，精密磨削，有较高的硬度，和耐磨性。两轴传动采用高精密滚珠丝杠驱动，主轴采用单主轴结构，转速高，可达到4000转。稳定切削可达3000转，变频电机配变频器，改变频率，使主轴无极调速，可进行恒速切削。系统且有图形显示功能、帮助功能、屏幕硬拷贝功能，采用ISO国际数控代码编程，并支持多种简化编程功能（固定循环、复合循环、多重子程序嵌套），程序可手动输入、PCMCIA卡及RS232接口输入输出功能。1.3数控车床编程基础知识•1.3.1数控车床的坐标系•1.3.2编程规则•1.3.3BEIJING-FANUC0iMate-TC系统的编程指令1.3.1数控车床的坐标系•数控车床的坐标系及其运动方向，在国际标准中有统一规定。•1.3.1.1规定原则•1.3.1.2坐标轴确定的方法及步骤•1.3.1.3数控车床的机床坐标系•1.3.1.4编程坐标系1.3.1.1规定原则•标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿坐标系，用右手螺旋法则判定，如图1-2所示。右手的拇指、食指、中指互相垂直，并分别代表+X、+Y、+Z轴。围绕+X、+Y、+Z轴的回转运动分别用+A、+B、+C表示，其正向用右手螺旋法则确定。与+X、+Y、+Z、+A、+B、+C相反的方向用带“'”的+X'、十Y'、+Z'、+A'、+B'、+C'表示。•国际标准规定使刀具与工件距离增大的方向为运动的正方向。1.3.1.1规定原则1.3.1.2坐标轴确定的方法及步骤•（1）Z轴•一般取产生切削力的主轴轴线为Z轴，刀具远离工件的方向为正向，如图1-3所示。•（2）X轴•一般位于平行工件装夹面的水平面内。对于数控车床，在水平面内取垂直工件回转轴线（Z轴）的方向为X轴，刀具远离工件的方向为正向，如图1-3所示。1.3.1.2坐标轴确定的方法及步骤1.3.1.3数控车床的机床坐标系•通常，当数控车床配置后置式刀架时，其机床坐标系如图1-4所示，Z轴与车床导轨平行（取卡盘中心线），正方向是离开卡盘的方向；X轴与Z轴垂直，正方向为刀架远离主轴轴线的方向。•数控车床坐标系的原点也称机床原点或机械原点，如图1-4所示的O点，从机床设计的角度来看，该点位置可任选，但从使用某一具体机床来看，这点却是机床上一个固定的点。1.3.1.3数控车床的机床坐标系OO′+X+ZbΦa机床原点旋转中心线图1-4数控车床的机床坐标系1.3.1.3数控车床的机床坐标系•与机床原点不同但又很容易混淆的另一个概念是机床零点，它是机床坐标系中一个固定不变的极限点，即运动部件回到正向极限的位置。在加工前及加工结束后，可用控制面板上的“回零”按钮使刀架退到该点。对数控车床而言，机床零点是指车刀退离主轴端面和中心线最远而且是某一固定的点，如图1-4所示的O'点。O'点在机床出厂时，就已经调好并记录在机床使用说明书中供用户编程使用，一般情况下，不允许随意变动。1.3.1.4编程坐标系•编程坐标系又称工件坐标系，是编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系。为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系也应是右手笛卡儿坐标系。工件装夹到机床上时，应使工件坐标系与机床坐标系的坐标轴方向保持一致。（图1-5）•编程坐标系的原点，也称编程原点或工件原点，其位置由编程者确定，工件原点最好与设计基准或装配基准重合，以利于编程（一般将回转轴线定为X0，工件端面定为Z0）。1.3.1.4编程坐标系图1-5工件坐标系1.3.2编程规则•1.3.2.1数控加工程序的构成•1.3.2.2数控加工程序的分类1.3.2.1数控加工程序的构成•在数控车床上加工零件，首先要编制程序，然后用该程序控制机床的运动。数控指令的集合称为程序。在程序中根据机床的实际运动顺序书写这些指令。•一个完整的数控加工程序由程序开始部分、若干个程序段、程序结束部分组成。一个程序段由程序段号和若干个“字”组成，一个“字”由地址符和数字组成。1.3.2.1数控加工程序的构成•不同的数控系