SIEMENS系统数控车床的编程与操作

第4章SIEMENS系统数控车床的编程与操作本章概述本章主要介绍了数控车床中的西门子802S/802C系统，从控制面板的操作到数控车床的操作，最后以螺纹加工为例讲解了SIEMENS系统的编程在实际中的应用。教学目标熟悉SIEMENS802S/802C系统控$lJ面板的操作。熟练掌握SIEMENS802S/802C系统常用的指令及编程格式。掌握螺纹加工指令G33和CYCLE97螺纹切削循环指令的应用。下一页第4章SIEMENS系统数控车床的编程与操作4.1SIEMENS802S/802C控制面板操作4.2数控车床的操作4.3螺纹加工4.4练习4.1SIEMENS802S/802C控制面板操作4.1.1数控系统(SIEMENS802S/802C)控制面板操作介绍SIEMENS802S/802C控制面板如图4-1所示。备注:数字/字母键用于输入数据到系统数据输入域，系统自动判别取字母还是取数字。4.1.2数控机床操作面板介绍SIEMENS802S/802C操作面板.如图4-2所示。4.1.3操作区域的划分按控制器的基本功能可以划分为以下几个操作区域，如图4-3所示。4.1.4屏幕划分SIEMENS802S系统屏幕如图4-4所示，屏幕符号说明见表4-1.返回下一页4.1SIEMENS802S/802C控制面板操作4.1.5最重要的软件功能(图4-5)4.1.6数控车床操作顺序(见图4-6)返回上一页4.2数控车床的操作1.先打开数控车床的总电源开关，然后打开数控系统的电源开关2.开机回参考点操作(1)接通CNC和机床电源，系统启动以后进人“加工”。(2)操作区JOG运行方式，出现“回参考点”窗口，如图4-7所示。O坐标未回参考点。坐标已到达参考点。(3)选择正向坐标轴，如图4-8所示。3.输入新程序—“程序”操作区(1)功能编制新的零件程序文件，弹出一窗口，如图4-9所示，输入零件名称和类型，并进行编辑、复制等操作。返回下一页4.2数控车床的操作(2)操作步骤选择“程序”操作区，显示NC中已经存在的程序目录。按“新程序”键，出现一对话窗口，在此输入新的主程序和子程序名称。在名称后输入文件类型(主程序为*.MPF，子程序为*.SPF)o按“确定”键确认输入，生成新程序，现在可以对新程序进行编辑、修改。此时，系统进入程序编辑状态，练习输入如下给定的加工程序(逐字按键输入):返回下一页上一页4.2数控车床的操作%NAA2MPF;$PATH=/_N_MPF_DIRN10G90G94G54N20TID1S800M3N30G00X46.5Z3N40GOlZ-35F150N50G00X100Z50MOSM02最后，用关闭键结束程序的编制，这样才能返回到程序目录管理层。返回下一页上一页4.2数控车床的操作4.零件程序的修改—“程序”运行方式(1)功能零件程序不处于执行状态时，可以进行编辑，如图4-10所示。(2)操作步骤在主菜单下选择“程序”键，出现程序目录窗口。用光标键选择待修改的程序。按“打开”键，屏幕上出现所修改的程序，现在可修改程序。用关闭键结束程序的修改，这样才能返回到程序目录管理层。5.JOG”运行方式—“加工”操作区(1)功能在“JOG'，运行方式下，可使坐标轴点动运行，如图4-11所示。返回下一页上一页4.2数控车床的操作(2)操作步骤选择“JOG'，运行方式。操作相应的方向键，可以使坐标轴运行。如果同时按动相应的坐标轴键和“快进”键，则坐标轴以快进速度运行。在选择“增量选择”以步进增量方式运行时，坐标轴以增量递增，步进量在屏幕上显示。6.MDA”运行方式(手动输入)—“加工”操作区(1)功能在“MDA'，运行方式下，可以编制一个零件程序段加以执行，但不能加工由多个程序段描述的轮廓，如图4一12所示。(2)操作步骤选择机床操作面板上的“MDA键。通过操作面板输入程序段。按动数控启动键执行输入的程序段。例如:输入“T4+回车，就将4号刀具置为当前刀具。返回下一页上一页4.2数控车床的操作7.选择和启动零件加工程序—“加工”操作区(1)功能启动程序之前必须调整好系统和机床，以保证安全。(2)操作步骤按自动方式键，选择自动运行方式。打开“程序目录”窗口，如图4-13所示。在第一次选择“程序”操作区时会自动显示“零件程序和子程序目录”，把光标定位到所选的程序上。用“选择”键选择待加工的程序，被选择的程序名称显示在屏幕区“程序名”下。8.自动运行方式(1)功能在自动方式下，零件程序可以自动加工执行，这是零件加工中正常使用的方式，如图4-14所示。返回下一页上一页4.2数控车床的操作(2)操作步骤.按自动方式键，选择自动运行方式。.按区域转换键，回主菜单。.按程序键。.选择要加工的程序。.按选择键，调出加工的程序。.按打开键可编辑修改程序。.按单步循环键，选择单步循环加工。.按CYCLESTART键，启动加工程序。返回下一页上一页4.3螺纹加工4.3.1螺纹的基础知识螺纹(英文名:screwthread)在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹;按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，三角形螺纹主要用于连接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动;按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹一般用右旋螺纹;按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹;连接用的多为单线，传动用的采用双线或多线;按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。返回下一页上一页4.3螺纹加工圆柱螺纹的主要几何参数有:外径(大径)，与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径，螺纹的公称直径即大径;内径(小径)，与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径;中径，母线通过牙型上凸起和沟槽两者宽度相等的假想圆柱体直径;螺距，相部牙在半径线上对应两点间的轴向距离;导程，同一螺旋线上相部牙在中径线上对应两点间的轴向距离;牙型角，螺纹牙型上相部两牙侧间的夹角;螺纹升角，中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角;工作高度，两相配合螺纹牙型上相互重合部分在垂直于螺纹轴线方向上的距离等。返回下一页上一页4.3螺纹加工螺纹的公称直径除管螺纹以管子内径为公称直径外，其余都以外径为公称直径。螺纹已标准化，有米制(公制)和英制两种。国际标准采用米制，中国也采用米制。圆柱螺纹中，三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种，一般连接多用粗牙螺纹。细牙的螺距小，升角小，自锁性能更好，常用于细小零件薄壁管中有振动或变载荷的连接以及微调装置等。管螺纹用于管件紧密连接。矩形螺纹效率高，但因不易磨制，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹代替。锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力。圆锥螺纹的牙型为三角形，主要靠牙的变形来保证螺纹副的紧密性，多用于管件。返回下一页上一页4.3螺纹加工螺纹的种类螺纹也是零件上常见的表面之一，它有多种形式，按用途的不同可分为如下两类:(1)紧固螺纹它用于零件间的固定连接，常用的有普通螺纹和管螺纹等，螺纹牙型多为三角形。对普通螺纹的主要要求是可旋入性和连接的可靠性;对管螺纹的主要要求是密封性和连接的可靠性。(2)传动螺纹它用于传递动力、运动或位移，如丝杠和测微螺杆的螺纹等，其牙型多为梯形或据齿形。对于传动螺纹的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。返回下一页上一页4.3螺纹加工4.3.2恒螺距螺纹切削指令G33SINUMERIK802D系统和FANUC一Oi数控车床系统螺纹加工指令对应关系是G32对应G33,G76对应CYCLE97，但它们编程格式却相差很大。G33可以车削直螺纹、锥螺纹和端面螺纹等各种类型的单头与多头螺纹的加工。1.指令格式G33Z_K_SF=_;圆柱螺纹G33X_Z_K_SF=_;Z轴位移大于X轴位移的锥螺纹G33X_Z_I_SF=_;X轴位移大于Z轴位移的锥螺纹G33X_I_SF=_;端面螺纹说明:X/Z为螺纹终点(退刀点)的坐标。UK为螺纹导程。SF为加工多头螺纹时的刀具的圆周上的偏移量。如图4-15所示为螺纹X轴和Z轴位移举例。返回下一页上一页4.3螺纹加工2.编程举例如图4-16所示零件，编写双头螺纹M30X4(P2)的程序。CZY55.MPF主程序名N10G54G94G90;用G54工件坐标系、分进给、绝对编程N20M3S500;主轴正转，转速为500r/minN30T3DI;换3号外螺纹刀，导入刀具刀补N40GOX32Z6;快速到达切螺纹起始点N50GOX29.1;快速进给到切螺纹第一刀起始点，背吃刀量0.9mmN60G33Z一22K4SF=0;切第一头螺纹，SF=00从圆周零点切入N70GOX32;沿径向退出N80GOZ6;快速返回到起刀点返回下一页上一页4.3螺纹加工…………省略第一头螺纹其他走刀切削部分N110GOX32Z6;进行第二头螺纹的切削，走到螺纹起点N120G33Z一22K4SF=180;SF=1800从圆周1800方向切入，螺纹通过圆周角度分头N150GOX32;N160GOZ6;………省略第二头螺纹其他走刀切削部分………返回下一页上一页4.3螺纹加工4.3.3螺纹切削循环指令CYCLE971.指令功能CYCLE97可以车削直螺纹、锥螺纹等各种类型的单头与多头螺纹。车削多头螺纹时，每一个螺纹依次加工。螺纹切削循环指令，只要设定好参数，该指令就可以自动加工出螺纹，程序相对恒螺纹切削指令G33简洁得多。学员应掌握其参数的意义，合理选择参数使用好此指令。2.指令格式CYCLE97(PIT,MPIT,SPL,FPL,DM1，DM2，APP,ROP,TDEP,FAL,IANG,NSP,NRC，N1D，VARI，NUMT)其中各个代码的含义见表4-2.返回下一页上一页4.3螺纹加工3.编程举例双头螺纹M30x4(P2)的零件，零件外圆和切削槽都已经加工完毕，请编写螺纹加工程序。用CYCLE97螺纹循环指令编程参数设置见表4-3。返回下一页上一页4.3螺纹加工用CYCLE97螺纹循环指令编制程序为:CZY56.MPF主程序名N10G54G94G90;用G54工件坐标系、分进给、绝对编程N20M3S900;主轴正转，转速为900r/minN30T3D1;换3号外螺纹刀，导入刀具刀补N40GOX32Z8;快速到达切螺纹起始点N50CYCLE97(4,30,0，一20,30,30,8,2，1.299,0,05,30,0,8，1，1,2)N60GOX100Z100M5;退刀到换刀点，主轴关N70M2;程序结束返回上一页4.4练习1.数控系统(SIEMENS802S/802C)的控制器的基本功能可以划分哪几个区域?2.数控车床的操作顺序是什么?3.螺纹按照用途可以分哪几种?4.恒螺距螺纹切削指令格式是什么?5.螺纹切削循环指令CYCLE97各代码的具体含义是什么?返回图4-1SIEMENS802S/802C控制面板返回图4-1SIEMENS802S/802C控制面板返回图4-2SIEMENS802S/802C操作面板返回图4-3SIEMENS802S系统的操作区域返回图4-4SIEMENS802S系统屏幕返回图4-5最重要的软件功能返回图4-6数控车床操作顺序返回图4-7“回参考点”窗口返回图4-8选择正向坐标轴返回图4-9“新程序”窗口返回图4-10“编辑”窗口返回图4-11JOG”状态图返回图4-12MDA”状态图返回图4-13“程序目录”窗口返回图4-14自动运行方式返回图4-15螺纹X轴和Z轴位