数控车削加工的资料

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:42:13

第二章 数控车削加工

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第一节 数控车削系统

一、数控系统概述

数控系统由硬件和软件组成。目前全球最大的三家数控厂商是：日本发那科（FANUC）、德国西门子（SIEMENS）、日本三菱（MITSUBISHI）；另外还有法国扭姆（NUM）、西班牙凡高（FAGOR）等。国内数控厂商有华中数控、中华数控、航天数控和蓝天数控等。其中，华中数控和中华数控是将数控专用模块嵌入通用PC机构成的单机数控系统，而航天数控和蓝天数控是将PC嵌入到数控之中构成的多机数控系统，形成典型的前后台结构。下面简要介绍这些系统。

1．日本FANUC系列数控系统

图2-1 HCNC—1数控系统结构框图

FA NUC公司生产的CNC产品主要有FS3、FS6、FS0、FSffice:smarttags" />10/11/12、FS15、FS16、FS18、FS21/210等系列。目前我国的用户主要使用的有FS0系列、FS15、FS16、FS18、FS21/210、FANUC 0i等系列。

2．德国SIEMENS公司的SINUMERIK系列CNC系统

SINUMERIK系列CNC系统有很多系列和型号，主要有SINUMERIK3、 SINUMERIK8、SINUMERIK802、SINUMERIK810/820、SINUMERIK850/880和SINUMERIK840等产品。

3．华中数控系统（HNC）

HNC系统是我国武汉华中数控系统有限公司生产的国产型数控系统。该系统是我国863计划的科研成果在实践中应用的成功项目，已开发和应用的产品有华中Ⅰ型数控系统（HNC-Ⅰ）和华中2000型数控系统（HNC-2000）两个系列共计十六种型号，其系统基本结构如图2-1所示。其中HNC-2000型数控系统已开发和派生的数控系统产品主要有HNC-2000M铣床，加工中心数控系统，HNC-2000T车床数控系统，HNC-2000Y齿轮加工数控系统，HNC-2000P数字化仿形加工数控系统，HNC-2000L激光加工数控系统，HNC-2000G五轴联动工具磨床数控系统等。

二、华中I型车削数控系统

华中Ⅰ型车削数控系统（HCNC—1T）是华中理工大学、武汉华中数控系统有限公司研制开发出来的，它为用户提供了一个简捷、方便的操作平台。

1．CNC系统的结构与启动

（1）CNC系统的结构如图2-1所示，有关说明如下：

①对于HCNC—1T系统，图2-1中无Y轴驱动（Y轴电机）。

②系统用中文CRT显示，具有很好的人——机界面。

图2-2 系统上电屏幕显示

③3.5英寸软盘可用于保存或调入加工程序。

④通讯接口可用于系统集成化、联网、数据输入、输出、远程诊断等。

⑤标准面板包括CRT/MDI面板和操作面板。

⑥系统采用实时多任务的管理方式，能够在加工的同时进行其他操作。

（2）CNC系统的启动其步骤如下：

①打开电柜开关。

②打开计算机开关。

③开始自检并由电子盘引导系统，进入DOS或WINDOWS工作环境。

④执行CNC.EXE文件，系统显示如图2-2所示。

2．系统通电后的屏幕说明

（1）系统通电后，系统的屏幕显示如图2-2所示。

（2）工作方式：显示系统目前的运行方式，如：自动运行、回零功能、手摇进给、MDI功能、手动操作、步进功能等。

（3）运行状态：表示在不同的工作方式下有不同的运行状态，如：

自动方式的状态显示：100%（进给修调）、机床锁住、程序单段等；

回零方式的状态显示：X轴回零、Z轴回零；

手摇功能的状态显示：*10（手摇倍率）、X轴进给、Z轴进给等；

MDI功能的状态显示：摸态G00 G90 G20 G99等；

点动功能的状态显示：100%（最大速度的百分比）、X轴进给、Z轴进给等；

步进功能的状态显示：*10（步进倍率）、X轴进给、Z轴进给等。

（4）运行文件名：显示自动加工的文件名，如：O2000 表示该文件被读入运行。

（5）O.N索引：显示自动运行中的O代码和N代码。

（6）P.L索引：显示自动运行中的P（调用子程序号）代码和L（调用次数）代码。

（7）M.T索引：显示自动运行中的M（辅助功能为两位）代码和T（刀具号为四位）代码。

（8）机械坐标：显示从伺服单元反馈的坐标信息。

（9）F1键的功能：用此键改变显示软键的功能，使其返回到较高层次的菜单。

三、加工型数控车削系统

1. CRT-MDI面板简介

加工型数控车削系统FANUC 0i mate-TB的CRT-MDI面板由CRT显示屏、MDI键盘两部分组成,如图2-3所示，各组成单元功能如下。

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:42:43

图2-3  FANUC 0i mate-TB数控车削系统CRT-MDI面板

（1）CRT显示屏  它主要用来显示各功能画面信息，在不同的功能状态下，它显示的内容也不相同。在显示屏下方，有一排功能软键，通过它们可在不同的功能画面之间切换，显示用户所需要的信息。
（2）MDI键盘  如图2-4所示，各键的意义如下：
地址/数字键：按这些键可输入字母、数字以及其它字符。
POS：按此键显示位置画面。
PROG：按此键显示程序画面。
OFFSET/SETTING：按此键显示偏置/设置画面。
SYSTEM：按此键显示系统画面。
MESSAGE：按此键显示信息画面。
GRAPH：按此键显示图形画面。
CUSTOM：按此键显示用户宏画面。
光标移动键：用于在屏幕上移动光标。
翻页键（PAGE UP/DOWN）：用于将屏幕显示内容朝前或朝后翻一页。
换档键（SHIFT）：当要输入地址/数字键中右下角字符时用此键。
取消键（CAN）：按此键可删除已输入到键的输入缓冲器的最后一个字符。
输入键（INPUT）：当要把键入到输入缓冲器中的数据拷贝到寄存器时，按此键。
编辑键：用于程序编辑。ALTER：替换； INSERT：插入； DELETE：删除。
帮助键（HELP）：按此键用来显示如何操作机床的信息画面。
复位键（RESET）：按此键可使CNC复位，消除报警等。
图2-4  MDI键盘

2．数控车削系统FANUC 0i Mate-TB的基本功能及常用代码
本节以自贡长征CK6132A型数控车床为例，介绍FANUC 0i Mate-TB数控车削系统基本功能及常用代码。
（1）基本功能  该数控系统的进给轴能实现两轴联动，能进行直线插补、圆弧插补、固定加工循环、坐标轴设定、DNC运行等一系列操作、编程功能，以满足各种机械零件加工的需要。
（2）辅助功能代码  该数控系统的M功能代码及其含义如表2-1。
表2-1  CK6132A数控车床M功能代码
代码含义代码含义代码含义
M00 程序暂停 M01 程序选择停 M02 程序结束
M03 主轴正转 M04 主轴反转 M05 主轴停止
M08 冷却液开 M09 冷却液关 M13 主轴正转开主冷却液
M14 主轴反转开主冷却液 M30 程序结束并返回程序头 M31 主轴低档确认
M32 主轴高档确认 M98 调用子程序 M99 返回主程序

（3）常用Ｇ代码  该数控系统常用Ｇ代码（系统Ａ）如表2-2。
表2-2  常用Ｇ代码及其功能

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:43:07

Ｇ
代码组功能Ｇ
代码组功能Ｇ
代码组功能
G00 01 快速定位 G32 01 螺纹功能 G66 12 宏程序模态调用
G01 直线插补 G34 变螺距螺纹
切削 G67 宏程序模态调用取消
G02 顺圆插补 G40 07 刀尖半径补
偿取消 G70 00 精加工循环
G03 逆圆插补 G41 刀尖半径补
偿左 G71 粗车外圆循环
G04 暂停 G42 刀尖半径补
偿右 G72 粗车端面循环
G10 可编程数据输入 G50 00 坐标系设定或最大主轴速度设定 G73 多重车削循环
G11 可编程数据
输入方式取消 G50.3 工件坐标系预置 G74 排屑钻端面孔
G18 16 ZpXp平面选择 G52 局部坐标系
设定 G75 外径/内径钻孔
G20 06 英寸输入 G53 机床坐标系
设定 G76 多头螺纹循环
G21 毫米输入 G54 14 选择工件坐
标系1 G90 01 外径/内径车削循环
G22 09 存储行程检
查接通 G55 选择工件坐
标系2 G92 螺纹切削循环
G23 存储行程检
查断开 G56 选择工件坐
标系3 G94 端面车削循环
G27 00 返回参考点
检查 G57 选择工件坐
标系4 G96 02 恒表面切削速度控制
G28 返回参考点 G58 选择工件坐
标系5 G97 恒表面切削速度控制取削
G30 返回第2、3、
4参考点 G59 选择工件坐
标系6 G98 05 每分进给
G31 跳转功能 G65 00 宏程序调用 G99 每转进给

3．数控车削系统“功能键”菜单操作
（1）菜单操作方法  在MDI键盘上按“功能键”，属于选择功能的“章选择”软键出现（在CRT屏幕下方）。按其中一个“章选择”软键，与所选的章相对应的画面出现；如果目标章的软键未显示，则按“继续菜单键”；当目标章画面显示时，按“操作选择软键”显示被处理的数据；为了重新显示“章选择软键”，按“返回菜单键”。
（2）“功能键”菜单的常用选项  它的常用菜单选项（仅介绍一级菜单）如表2-3。
表2-3  “功能键”菜单的常用选项功能简介
功能键系统工作方式章节菜单选项注解
POS
（位置）
任何工作方式绝对绝对坐标显示
相对相对坐标显示
综合绝对、相对、机械坐标同时显示
HNDL 手轮中断
PROG
（程序）
自动、DNC 程式程序显示画面
检视程序检查显示画面

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:43:32

PROG
（程序）
自动、DNC 程式程序显示画面
检视程序检查显示画面
现单节当前程序段显示画面
次单节下一个程序段显示画面
再开
程序再启动显示画面
DIR
显示文件目录画面
EDIT 程式程序显示画面
DIR 显示程序目录画面
MDI 程式程序显示画面
MDI 程序输入画面
现单节当前程序段显示画面
次单节下一个程序段显示画面
再开
程序再启动显示画面
手轮、手动、
步进、回参
考点程式程序显示画面
现单节当前程序段显示画面
次单节下一个程序段显示画面
再开
程序再启动显示画面
OFFSET/SETTING
（偏值/设定）任何工作方式补正刀具偏值
SETTING 设定
坐标系工件坐标系
MACRO
宏变量画面

SYSTEM
（系统）任何工作方式参数系统参数
诊断故障诊断
SYSTEM 系统配置
MESSAGE
（信息）任何工作方式 ALARM 报警显示
MESSAGE 信息画面
过程报警履历
HELP
（帮助）任何工作方式 ALARM 详细报警画面
OPERAT 操作方法
PARAM 参数表画面
GRAPH
（图形）任何工作方式参数图形参数设定
图形刀具轨迹显示
扩大图形放大或缩小
注：表中带“ ”项为按屏幕下方“菜单继续键”才能显示的菜单。

第二节数控车床分类、组成及工装的应用
一、数控车床的分类与组成
1．数控车床的分类
（1）按加工性能分类  可分为数控立式车床、数控卧式车床、车削加工中心等。
（2）按系统控制原理分类  可分为开环、半闭环、闭环、混合环控制型数控车床。
（3）按控制系统功能水平分类  可分为经济型、普及型和全功能型数控车床。
2．数控车床的组成及其作用
数控车床主要由数控系统、机床主机（包括床身、主轴箱、刀架进给传动系统、液压系统、冷却系统、润滑系统等）组成。
（1）数控系统  用于对机床的各种动作进行自动化控制。
（2）床身  数控车床的床身和导轨有多种形式，主要有水平床身、倾斜床身、水平床身斜滑鞍等，它构成机床主机的基本骨架。
（3）传动系统及主轴部件  其主传动系统一般采用直流或交流无级调速电动机，通过皮带传动或通过联轴器与主轴直联，带动主轴旋转，实现自动无级调速及恒切削速度控制。主轴组件是机床实现旋转运动（主运动）的执行部件。
（4）进给传动系统  一般采用滚珠丝杠螺母副，由安装在各轴上的伺服电机，通过齿形同步带传动或通过联轴器与滚珠丝杠直联，实现刀架的纵向和横向移动。
（5）自动回转刀架  用于安装各种切削加工刀具，加工过程中能实现自动换刀，以实现多种切削方式的需要。它具有较高的回转精度。
（6）液压系统  它可使机床实现夹盘的自动松开与夹紧以及机床尾座顶尖自动伸缩。
（7）冷却系统  在机床工作过程中，可通过手动或自动方式为机床提供冷却液对工件和刀具进行冷却。
（8）润滑系统  集中供油润滑装置，能定时定量地为机床各润滑部件提供合理润滑。
二、数控车床工艺装备的应用
数控车床的夹具主要有用于盘类、轴类零件加工的液压动力卡盘和尾座。
1．液压动力卡盘
用于夹持加工零件，使零件与主轴一起生产旋转运动。其夹紧力的大小可通过调整液压系统的压力进行控制，具有结构紧凑、动作灵敏、能够实现较大夹紧力的特点。
2．尾座
用于长轴类零件的加工以及钻孔、扩孔等。数控车床一般有手动尾座和可编程尾座两种。尾座套筒的动作与主轴互锁，即在主轴转动时，按尾座套筒退出按钮，套筒不动作。只有在主轴停止状态下，尾座套筒才能退出，以保证安全。

第三节  数控车床的操作
一、经济型数控车床操作
这里以经济型数控车床CJK6032的操作为例进行介绍。该机床使用的是华中Ⅰ型车削数控系统（简称HCNC—1T），其系统结构较为简单，采用中文CRT显示，具有很好的人—机交互界面，通讯接口可用于系统集成、联网、数据输入、输出、远程通讯等，系统采用实时多任务的管理方式，能够在加工的同时进行其它操作。
（一）经济型数控车床的操作面板或操作界面
经济型数控车床CJK6032的操作面板，如图2-5所示。
1．操作面板各按键功能
（1）电源开关  合上总电源开关后，用钥匙打开操作面板上的电源开关，接通CNC电源，同样可用钥匙断开CNC电源。
（2）急停按钮  机床操作过程中，当出现紧急状况时，按下急停按钮，伺服进给及主轴运转立即停止工作，CNC即进入急停状态。当要解除急停时，须沿急停按钮的箭头方向转抬，即可解除。
（3）超程解除按钮  当某轴出现超程，要退出超程状况时，必须在手动方式下，一直按压着超程解除按钮，同时按下该坐标轴运动方向按钮（+X、-X、+Z或-Z）向相反方向退出超程状态。
（4）工作方式选择波段开关  通过工作方式选择开关，选择系统的工作方式，包括：手动、自动、单段、步进、回零等五种工作方式。
（5）自动方式  当工作方式选择开关置于自动方式时，机床控制由 CNC自动完成。

图2-5  经济型数控车床操作面板
（6）单段方式  当方式选择开关置于单段方式时，程序控制将会逐段进行，即运行一段后机床停止，再按一下循环启动按钮，执行下一程序段，执行完了后又再次停止。
（7）循环启动  自动加工启动。
（8）进给保持  自动运转暂停。在自动运转方式过程中，按下“进给保持”键，机床运动轴减速停止，暂停执行程序，刀具、主轴电机停止运行，暂停期间，按钮内指示灯亮。
在暂停状态下，按下“循环启动”键，系统将重新启动，从暂停时的位置继续运行。
（9）进给倍率  在自动方式和点动方式下，当进给速度偏高时，可用操作面板上的进给修调开关，修调程序中设定的进给速度，此开关可提供5%、10%、30%、50%、70%和100%六档修调比例。
（10）点动/手动进给和快进  在点动方式下，按压+X、-X、+Z或-Z，则将在对应的轴向产生运动，松开按钮则减速停止。若同时按下快移按钮，则运动速度为G00指令对应速度，而与进给修调设定无关。
（11）步进（增量）进给及增量倍率  在步进（增量）方式下，按一下+X、-X、+Z或-Z，则选定轴将向指定方向产生一个增量移动值，增量值的大小由增量倍率X1，X10、X100、X1000控制。增量倍率开关位置和移动距离的对应关系如下表表2-4。
表2-4  增量倍率开关位置和移动距离的对应关系
位    置 1 10 100 1000
距离（mm） 0.001 0.001 0.1 1

（12）回零方式  手动回参考点。
（13）主轴正转/反转/停止  主轴的手动控制按钮。
（14）刀位选择  手动选择刀具。在选定对应的刀具之后，再按下“刀架开/停”按钮，即可将用户所选的刀具转到切削位置。
（15）冷却液开/关  按下此开关，冷却液开；弹起则冷却液关。
（16）机床锁住  禁止机床X轴、Z轴的动作。在自动运行开始之前，按下“机床锁住”键，再进行循环启动操作，则坐标位置信息变化，但不允许刀架的X轴、Z轴方向移动（刀架可转位），这个功能用于校验程序。“机床锁住”键弹起时则禁止功能取消。
2．操作（工作）方式
可通过操作面板或系统操作界面（如图2-2所示）进行。下面以系统操作界面方式进行。
（1）手动操作  手动操作主要是在装夹、调整工件，设定刀具参数以及其它准备工作的时候所进行的操作，它包括：
①手动参考点返回  其操作步骤为：
方法1：
●在主菜单下选择“回零功能”；
●将机床操作盘的“轴向选择”旋钮转至所需的坐标轴；
●按机床操作盘的“+”键，则所选的坐标轴进行正向回零。
方法2：
●在菜单下选择“回零功能”；
●按“F1▲”键显示其子菜单；
●按“选择轴向”键显示其子菜单；
●选所需的软体键功能，则所选的坐标轴进行回零。
当回到参考点时，屏幕显示“X（Z）参考点”。
注意事项：
●系统上电或退出数控系统后，必须首先使各坐标轴回参考点；
●系统回参考点过程中，不允许有使坐标轴移动的动作（如点动）；
●可允许所有坐标轴同时进行回参考点操作。
②点动操作  操作步骤为：
方法1：
● 在主菜单下选择“点动操作”；
● 将机床操作盘的“轴向选择”旋钮转至所需的坐标轴；
● 将机床操作盘的“进给修调”旋钮转至所需的进给百分比；
● 按机床操作盘的“+”键，则所选的坐标轴正向移动；按“-”键，则向所选的坐标轴负方向移动。
● 如使坐标轴快速进给，则按下“快速”键和对应的方向键同时按下（注意：尽可能不要超程）。
方法2：
●在菜单下选择“点动操作”‘
●按“F1▲”键显示其子菜单；
●按“速度轴向”键显示其子菜单；
●选所需的软体键功能（速度，轴向）；
●按键盘的光标（↑）（↓）则可实现点动操作。
注意事项：
●一次只能使一个坐标轴移动；
●系统上电，主菜单选为“点动操作”；
●快速移动的速度为系统设定的该轴最大速度（G00）。
③步进功能  操作步骤为：
方法1：
●在主菜单下选择“步进功能”；
●将机床操作盘的“轴向选择”旋钮转至所需的坐标轴；
●将机床操作盘的“倍率”旋钮转至所需的倍率（1或10或100或1000）；
●按机床操作盘的“+”，则所选的坐标轴正方向移动（1或10或100个或1000个脉冲）。（系统一个脉冲对应0.001mm）。按“-”键，则所选的坐标轴负向移动对应的脉冲。
方法2：
●在主菜单下选择“步进功能”；
●按“F1▲”键显示其子菜单；
●按“轴向选择”键显示其子菜单；
●选所需的软体键功能（倍率，轴向）；
●按键盘的光标（↑）（↓）则可实现步进功能。
（2）自动方式运行
①操作步骤为：
●在主菜单下选择＂自动运行＂；
●按（Ｆ１▲）键显示其子菜单，如加工程序已被选取，可进行⑷操作；
●按“内存方式”则屏幕显示内存中一系列程序名；
●如果运行的零件程序是CAD/CAM生成的文件，并且内容在30K以上，请选用“CAM方式”运行。在信息行提示“请输入：”，可为软盘的程序，如“A：O1000”。
注意事项：
●光标所在处为上一次加工运行的程序；
●选择所需的程序时，可采用“↑、↓、PAGEDOWN、 PAGEUP ”键，将光标移动到要选定的程序后，回车，则该文件即为加工程序；
●按“F1▲”则退出该功能，回到图形界面；
●若系统正在运行程序，“内存方式”功能选择无效；
●若加工的程序已修改，则必须重新选择“内存方式”功能，修改的程序才有效；
●将机床操作面板上的“进给修调”选择到所需的百分比；
●按软体键“F10”（“循环启动”）或按机床操作面板上“循环启动”键，则系统启动运行，加工的程序段在菜单上显示；
●在加工过程中，旋转“进给修调”，进给速度也随之变化。
②自动运行的停止
a）程序停止（M00）  当程序执行到M00代码的程序段时，所有的模态信息保留，按“循环启动”键，程序继续执行。
b）选择停止（M01）  功能类似于M00，但只有在“选择停止”键按下时，才有效。
c）程序结束（M02）  是加工程序的结束标志，当系统执行该程序段时，自动运行停止，如按“循环启动”键，系统又从程序开始处执行。
d）循环停止  在自动运行过程中，“循环停止”键按下，指示灯点亮，刀具减速停止。如按“循环启动”，系统又将继续运行，指示灯熄灭。
e）运行取消  当运行过程中，想人为地退出自动运行的程序或清除屏幕上的报警信息，按“F9取消运行”键，屏幕上提示确认信息“是否退出自动运行Y/N？”，按“Y”表明取消运行，其它任意键或按“N”，则不取消运行。
③自动运行的测试机能
a）机床锁住
在自动运行开始时，将“机床锁住”键按下，再循环启动，坐标信息变化，但刀具位置不动，这个功能用于校验程序。
注意事项：
? 即使是G28、G29指令，刀具也不运动到参考点。
? 机床辅助功能（M、S、T）仍有效。
? 在自动运行过程中，按“机床锁住”键，机床锁住无效。
? 在自动运行过程中，按“机床锁住”键想取消机床锁住，该操作无效，只有在自动运行结束后，方可解除机床锁住。
b）空运行
如果“进给修调”旋钮旋至“空运行”，程序中的进给速度无效，刀具以快移速度运行。
c）程序单段
当“程序单段”按下，则该指示灯亮，表明程序单段有效，自动运行将逐段执行，即运行完一段程序后停止，循环启动后，执行下一段又停止，当撤消“程序单段”，该指示灯灭，程序单段无效。
注意事项：
? 对于G28、G29指令，程序单段有效，分成两段执行，在中间点停止。
? 对于固定循环（G80、G81、G82），若单段有效，分成4段执行。
? 对于复合循环（G71、G72、G73、G76），若单段有效，分成若干段执行。
d）程序跳段
当“程序跳段”键按下，则该指示灯亮，表明程序跳段有效，有”符号的程序段不被执行，当撤消“程序跳段”，该指示灯灭，程序不跳段。
e）进给率修调
进给率修调分为5%—100%共6档；进给率修调对于G00指令无效，如在“点动操作”方式下调整“进给率修调”，则为点动速度修调；在进行螺纹切削时，进给率修调无效。
f）报警处理
在自动运行过程中，如程序语法不对，或系统其它报警，则系统在屏幕上显示报警的详细内容，刀具停止运动。
④MDI运行  操作步骤为：
●在主菜单下，选择“MDI功能”，系统的模态信息显示在“运行状态”处；
●按“F1▲”，从下拉菜单中选择F4“程序进给”键，在屏幕上方出现光标；
●在光标处输入所要的MDI程序，光标可以左右移动修改程序；
● 如果前面输入的程序都不要，则按“ESC”键，全部废除，重新输入；按F10“循环启动”，运行所输入的程序。
●在运行中，选择F9“循环停止”，刀具停止运动；按F10可继续进行；
●在运行过程中或程序输入中，按F1键，退出该级菜单，返回上级菜单。
⑤自动运行下的断点保护  数控系统在加工过程中，如发生刀具磨损，此时希望退刀更换刀片，按“循环停止”软键，将数控系统的进给停止。选择点动或手摇工作方式，点动将坐标轴退出，更换刀片后，回到自动方式，按“循环启动”，回到断点处，再按“循环启动”，系统将继续运行加工程序。
3．零件加工程序的编辑与管理
（1）零件程序的目录显示  在操作菜单上选择“零件程序”的软体键，则在下拉菜单中显示：F2“程序编辑”，F7“程序目录”；选择F7键，在屏幕上显示系统中所有零件程序的文件名、大小、记载的时间，如果一屏显示不下，则并可用“PAGEUP”和“PAGEDOWN”上下翻页，查看其余的文件相关信息。选择F2键，则选择了零件程序的编辑功能。
（2）零件程序的编辑  “程序编辑”下拉菜单包括：程序存储、打开程序、程序拷贝、删除程序、删除一行等功能。其操作步骤如下：
①如屏幕上显示主菜单，按“F1▲”键，进入第一级菜单；
②选择F5“零件程序”，进入第二级菜单；
③按F2“程序编辑”，显示如下功能：
④程序调入：缺省值为上一次编辑的文本文件或自动运行的文件，如用户要选择已存在的程序，则请用F4“打开程序”，在菜单的上面有提示信息“请输入：***”，请在光标处输入需要编辑的文件名，回车；如要编辑新程序，则输入内存中不存在的文件名，回车即可。
⑤编辑和修改  在程序调入后，可以方便地进行编辑和修改。
⑥程序的存储  将生成的或编辑修改的程序存入磁盘中。
⑦删除一行  选择F10“删除一行”，则将光标所在位置的程序段删除
（3）程序文件的拷贝、删除
①程序的复制  选择F6“程序拷贝”，在菜单的上方有提示信息“源文件、目标文件”，按任意键，提示“请输入：***”，如将O1000复制为O1010，输入“O1000  O1010”，然后按回车键，复制完成，如果硬盘中无该文件，则提示出错信息。
②读入软盘中的内容  选择F6“程序拷贝”，在菜单的上方有提示信息“源文件、目标文件”，按任意键，提示“请输入：***”，如将O1000文件拷贝到硬盘中，输入 O1000  C：O1000”，然后按回车键，拷贝完成。如果软盘中无该文件或软盘没有准备好，则提示出错信息。
③写软盘操作  选择F6“程序拷贝”，在菜单的上方有提示信息“源文件、目标文件”，按任意键，提示“请输入：***”，如将硬盘中的O1000文件拷贝到软盘中，输入O1000  O1000”，然后按回车键，拷贝完成。如果硬盘中无该文件或软盘没有准备好，则提示出错信息。
④文件的删除  选择F9“删除文件”，在菜单的上方有提示信息，提示“请输入：***”，如将硬盘中的O1000文件删除，输入 O1000”，然后按回车键，删除完成。如果硬盘中无该文件，则提示出错信息。
（4）程序编辑的退出  选择“F1▲”键，系统退出编辑，返回上一级菜单，同时将编辑的文件内容自动保存。
4．刀具偏置的设定和显示
一般情况下，刀具参数的设定是在手动方式下进行的，操作步骤为：
（1）在菜单中，选择刀具参数项，从下拉菜单中选择“刀具偏置”功能项；
（2）从显示屏幕上输入对应刀具的刀具偏置值。
（3）刀具偏置数据的输入  选择刀具编号，通过光标（↑↓）上下移动，选择所需的编号，如本屏没有，则通过“PAGE UP”和“PAGE DOWN”键选择；
输入数据：在参数显示左下端光标闪烁处输入，如△X，将参数显示处的光标用方向键（← →）移至X下方，按回车键，即输入到指定位置，△Z输入方式相同。
（4）刀具偏置设置的退出  按（F1▲）键，即退出刀具偏置的设定，并且将所有的参数存储到硬盘中。
（5）刀偏数据的测量方法：
方法一：
① 系统在手动方式下，用基准刀对准工件的一基准点，如图2-6中的A点；
② 按F7“X轴清零”，则屏幕上显示的X轴坐标清零；按F9“Z轴清零”，则屏幕上显示的Z轴坐标清零；
③ 采用点动方式，使刀具退出；
④ 选择刀号，手动换刀。点动方式，使该刀刀尖对准该基准点A，这时屏幕上显示的X、Z值就是该刀与基准刀之间的偏置值△X、△Z；
方法二：
①系统在点动方式下，用基准刀切削工件外径；
②点动方式使刀具沿Z轴离开工件，主轴停止，测量外径大小，记录为D1，并记下屏幕上显示的X轴坐标显示值，记为：X1；
③用基准刀切削工件端面，点动方式使刀具沿X轴离开工件，主轴停止，测量该端面与某一基准面之间的距离，记录为L1，并记下屏幕上显示的Z轴坐标显示值，记为：Z1；
④退刀，选择所需的刀号，手动换刀，重复步骤①、②、③得到D2，X2，L2，Z2；
⑤计算刀偏：
如系统设置为直径编程，则：
△X=X2-X1-（D2-D1）
△Z=Z2-Z1-（L2-L1）
如系统设置为半径编程，则：
△X=X2-X1-（D2-D1）/2；
△Z=Z2-Z1-（L2-L1）；
5．零点偏置和图形参数的设定

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:44:00

操作步骤：
（1）选择“数据设定”，则下拉子菜单包括如下内容：“零点偏置”，“轴参数”，“图形参数”等。注意：程序在运行过程中，零点偏置的值不能修改。退出“零点偏置”，请按“F1”键。
（2）按“图形参数”“F4”键，则显示相应窗口，具体设定参见有关书。
6．数控车床CJK6032轴参数的设定
操作步骤：
（1）选择“数据设定”，从下拉菜单中选择“轴参数”
（2）按“轴参数”“F3”键，则显示相应窗口，具体设定参见有关书。
（3）如果要对轴参数进行修改，请输入正确的口令，按任意键进入参数显示画面：
（4）按光标上下左右，上翻页，下翻页键选择所要修改的参数；
（5）按“F1”键退出该功能，并提示是否存盘。
7．HCNC—1T数控车床PLC功能
采用内装PLC，用来控制机床的顺序动作。选择“PLC功能”，屏幕提供以下内容：PLC状态、T图显示、PLC编辑、PLC生成、PLC解释、T图生成和删除一行等。
（1）PLC状态显示  选择“PLC状态”，则在屏幕上显示PLC所有寄存器的位信息，可测试PLC状态：“红”块，表示该位ON；“兰”块，表示该位OFF；按“F1”退出该功能。
（2）PLC的测试  选择“T图显示”，则在屏幕上显示PLC的T图和开关动作信息，可测试PLC。
（3）PLC编辑  选择“PLC编辑”，进入全屏幕编辑，可进行PLC语句的输入，输入完毕，按“F1”退出，并将所编辑的内容保存。
（4）PLC解释  选择“PLC解释”，将PLC语句解释为CNC系统可执行的代码，如语句有错误，则在信息提示行显示错误的总数及行号。如果PLC语句有修改，要使之有效，必须进行解释，然后系统断电后重新上电才有效。
（5）T图生成  选择“T图生成”，选择该功能前必须进行“PLC解释”，并保证无语法错误，才可进行“T图生成”，否则将导致系统故障。
（二）经济型数控车床的操作
经济型数控车床CJK6032的操作有以下内容。
（1）HCNC——1T系统启动步骤  原则是先开强电，再开弱电。具体步骤如下：
①合上电源开关，合上电柜空气开关；
②开操作面板上的电源开关；
③开计算机电源开关，进入DOS操作环境；
④进入C：\TCNC，执行CNC.EXE文件。
（2）系统上电屏幕说明  系统启动后，显示屏上如图2-2所示，包括如下内容：
①工作方式：显示系统目前的工作方式。在不同的工作方式下有不同的运行状态显示。
②运行文件名：显示自动加工的文件名。
③O.N索引：显示自动运行中的O代码和N代码。
④P.L索引：显示自动运行中的P9调用子程序）代码和L（调用次数）代码。
⑤M.T索引：显示自动运行中的M（辅助功能）代码和T（刀具号，四位）。
⑥机械坐标：显示从伺服单元中反馈的坐标信息。
⑦F1键的功能：用此键可以改变显示的软键功能，使其返回到高一级菜单。
（3）关机顺序  原则是先关弱电，再关强电，中间一般不进行该步骤。具体步骤如下：
①按“ESC”键退出CNC操作系统；
②关闭计算机电源；
③关闭操作面板上NC电源钥匙开关；
④拉下电气柜空气开关；
⑤关闭总电源开关（由实习老师完成）。
二、加工型数控车床的操作
　　本节以自贡长征的加工型数控车床CK6132A为例，介绍加工型数控车床的操作。
（一）加工型数控车床的操作面板
加工型数控车床CK6132A的操作面板如图2-7所示，各按键功能如表2-5。

图2-7  CK6132A的操作面板

（二）加工型数控车床的操作
1．机床的开启与关机
（1）开机
①打开机床主机上强电控制柜开关；
②在确认急停按钮处于急停状态下，开启数控系统；
③解除急停按钮，稍待片刻（约3秒），再按复位键；
④进行手动回参考点操作后，即可进行机床的正常操作。
（2）关机
①检查操作面板上循环启动的指示灯ＬＥＤ，循环启动应在停止状态；
②检查ＣＮＣ机床的所有可移动部件都处于停止状态；
③关闭与数控系统相连的外部输入\输出设备；
④关闭数控系统电源；
⑤切断机床主机电源。
2．手动操作
（１）手动返回参考点  按机床操作面板上的“回参考点”键，选择“回参考点”工作方式→进给修调开关打至中档→选坐标轴X→按方向键“+” →X轴即返回参考点，对应的LED将闪烁；选坐标轴Z→按方向键“+” →Z轴即返回参考点，对应的LED将闪烁。
注意：机床回参考点时，必须先回X轴，然后再回Z轴，否则，可能会造成刀架与机床尾座干涉。
（2）手动连续进给（JOG）  按机床操作面板上的“手动”键→调整进给修调开关，选择合理的进给速度→根据需要选相应的坐标轴（X或Z）→按住方向键“+”或“-”不放→机床将在对应的坐标轴和方向上产生连续移动；在按某一方向键的同时，按下“快移键”，机床将在对应方向上产生快速移动，其速度亦可通过进给修调开关调整。
（3）增量进给  按机床操作面板上的“增量”键，选择“增量进给”工作方式→选取所需的增量倍率（×1、×10、×100或×1000）→选择坐标轴（X或Z）→按方向键“+”或“-”，每按一下方向键，刀具将在对应的方向上产生一增量位移，每一步可以是最小输入增量单位的1倍、10倍、100倍或1000倍（即0.001、0.01、0.1或1mm）。
（4）手轮进给
方法一：按机床操作面板上的“手轮”键，选择“手轮”工作方式→接通“手轮选择”钮→在手轮进给盒上选择所需的轴（X或Z）→在手轮进给盒上选取增量倍率单位（×1、×10、×100）→顺时针（正向）或逆时针（负向）旋转手轮→每摇一个刻度，刀具在对应的轴向上移动0.001、0.01、0.1mm。
方法二：按机床操作面板上的“手轮”键，选择“手轮”工作方式→在机床操作面板上选择所需的坐标轴（X或Z）→在机床操作面板上选取所需的增量倍率（×1、×10、×100）→顺时针（正向）或逆时针（负向）旋转手轮→每摇一个刻度，刀具在对应的轴向上移动0.001、0.01、0.1mm。
说明：机床操作面板上的“手轮选择”钮接通时，手轮进给盒上的轴向和倍率选择有效；机床操作面板上的“手轮选择”钮断开时，机床操作面板上的轴向和倍率选择有效。
3．自动运行
（1）程序的调入  按机床操作面板上的程序编辑（EDIT）键，选择“程序编辑”工作方式→按MDI面板上程序（PROG）键→在MDI键盘上输入要调入的程序文件名（O××××）→按CRT显示屏下的“O检索”软键→CRT显示屏上将显示出程序内容。
（2）程序的校验  按机床操作面板上的自动运行（AUTO）键，选择“自动运行”工作方式→根据需要按下“程序单段”、“进给锁住”、“空运行”、“辅助功能（MST）锁住”键→按ＭＤＩ键盘上的“图形（GRAPH）”键→按CRT显示屏下的“参数”软键，设置合理的图形显示参数→再按“图形”软键，显示屏上将出现一个坐标轴图形→在机床操作面板上选取合理的进给倍率→按机床操作面板上的“循环启动”键，即可进行程序校验，屏幕上将同时绘出刀具运动轨迹。
说明：
①“程序单段”、“进给锁住”、“空运行”、“辅助功能（MST）锁住”，可根据需要单独选取或同时选取；
② 若选取了“程序单段”，则系统每执行完一个程序段就会暂停，此时必须反复按“循环启动”键。
（3）自动加工
① 根据零件的尺寸、精度及加工工艺和技术要求，选择合适的工件毛坯材料；
② 选择合适的装夹方式装夹工件；
③ 根据程序要求对刀；
④ 在“编辑（EDIT）”工作方式下调入程序→系统工作方式打到“自动” → 通过校验确认程序准确无误后，选择合理的进给倍率和加工过程显示方式→按下机床操作面板上的“循环启动”键，即可进行自动加工。
说明：加工过程中，可根据需要选择所需的显示方式，如图形（刀具运动轨迹）显示、程序内容显示、坐标位置显示等。其操作方法参见数控系统有关章节。
（4）加工过程处理
①加工暂停：按“进给保持”键暂停执行程序→按“点动”键将系统工作方式切换到“点动” →按“主轴停”可停主轴。
②加工恢复：在“点动”工作方式下按“主轴正转”键→将工作方式重新切换到“自动” →按“循环启动”键即可恢复自动加工。
③加工取消：加工过程中若想退出，可按MDI键盘上的“复位”（RESET）键退出加工。
4．MDI运行
按机床操作面板上“MDI”键，选择“MDI”工作方式→按MDI键盘上“程序”（PROG）键→通过MDI键盘手工输入若干个程序段（不能超过10段，每输入完一个程序段，按INPUT键确认）→将光标移至程序头→按机床操作面板上的“循环启动”键，系统即可执行MDI程序。
5．DNC运行
DNC加工，也叫在线加工。将机床与计算机或网络联机→按机床操作面板上DNC键，选择“DNC”工作方式→按MDI面板上“程序”（PROG）键→按机床操作面板上“循环启动”键→光标闪烁等待“QUICK”输出一个程序→在计算机中通过“QUICK”软件将加工程序传输给CNC→按“循环启动”键，即可进行DNC加工。
6．程序编辑
（１）创建新程序  选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入新程序文件名（Oxxxx）→按ＭDI键盘上的“INSERT”键→通过ＭDI键盘输入程序，内容将在CRT屏幕上显示出来。
（2）程序查找  选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要查找的程序文件名（Oxxxx）→按CRT屏幕下方的“O检索”软键，屏幕上即可显示要查找的程序内容。
（3）程序修改  选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要查找的程序文件名（Oxxxx）→按CRT屏幕下方的“O检索”软键，屏幕上即可显示要查找的程序内容→使用ＭDI键盘上的光标移动键和翻页键，将光标移至要修改的字符处→通过ＭDI键盘输入要修改的内容→按ＭDI键盘上的程序编辑键“ALTER、INSERT、DELETE”对程序内容进行“替代”、“插入”或“删除”等操作。
（4）程序删除  选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要删除的程序文件名（Oxxxx）→按ＭDI键盘上的“删除“（DELETE）键，即可删除该程序文件。
（5）程序字符查找  选择“程序编辑”工作方式→按ＭDI键盘上的“程序”（PROG）键→通过ＭDI键盘输入要查找的程序文件名（Oxxxx）→按CRT屏幕下方的“O检索”软键，屏幕上即可显示要查找的程序内容→通过MDI键盘输入要查找的字符→按屏幕下方的“检索↑”或“检索↓”软键，即可按要求向上或向下检索到要查找的字符。
7．工件坐标系的建立
以G54为例，如图2-8所示，将工件右端面的圆心点O设为G54原点，操作方法如下：
（1）手动返回参考点；
（2）在手动方式下，用基准刀车削表面A；
（3）仅仅在X轴向上退刀，不要移动Z轴，停止主轴；
（4）按MDI键盘上的“SETTING”键→按屏幕下方的“坐标系”软键→通过光标移动键将光标移至G54（零点偏值）设置栏→在MDI键盘上输入“Z0” →按屏幕上的“测量”软键，将基准刀此时Z向坐标值设为G54的Z向“零点偏值”；
（5）基准刀车表面B；
（6）刀具沿Z轴方向上退出工件，停主轴；
（7）测量表面B的直径；
（8）按（4）中所述方法，在MDI键盘上输入“X+测量值” →按屏幕上的“测量”软键。将工件右端面的圆心点O的X轴坐标值设为了G54的X向“零点偏值”。
至此，就将图中工件右端面的圆心点O设为了G54的原点。
8．刀具偏值的设定
　　这里主要介绍在没有对刀仪情况下的对刀方法
（1）基准刀
① 如图2-9，用基准刀手动车削工件表面A和表面B；
  ② 将基准刀刀位点（刀尖）精确定位到表面A表面B的交点C上；
③ 按MDI键盘上的“POS”键→依次按屏幕下方的“相对”、“操作”、“起源”、“全轴”软键，将CRT屏幕上显示的相对坐标（U、W）设为零。即将基准刀刀具偏值设为零。
（2）其它刀
① 手动方式将基准刀移开；
② MDI方式换刀，如刀架上2号刀；
③ 手动方式将2号刀刀位点移至图中C点上（尽量精确）；
④ 按MDI键盘上的“POS”键，此时CRT屏幕上显示的相对坐标值（U、W）不为零，记下此值；
⑤ 按MDI键盘上的“SETTING”键→依次按屏幕下方的“补正”、“形状”软键→将光标移至2号刀刀具偏值设置栏→在MDI键盘上输入分别输入2号刀的X向和Z向的刀具偏置值（注：X向输入U值，Z向输入W值）→按“INPUT”键确认，至此，2号刀刀具偏值己存入数控系统；
⑥ 其余刀刀具偏值的设定同2号刀。
9．超程解除
在手轮工作方式下，按住机床操作面板上“限位解除”键同时，通过手轮从与超程方向相反的方向退出。
10．安全操作规程
根据自贡长征CK6132A型数控车床的操作特点，制定如下安全操作规程。
（1）学生初次操作机床，须仔细阅读《数控加工综合实践教程》或机床操作说明书，并在实训教师指导下操作。
（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）系统上电后，在系统引导过程中，不要按面板上任何键，以免影响机床的正常运行。
（4）各轴进行手动回参考点操作，并且必须先回Ｘ轴参考点，原后回Ｚ轴参考点。
（5）检查润滑液面指示灯是否报警，有手动润滑的部位先要进行手动润滑。
（6）机床上电后，先空运行2～3分钟，检查机床有无异常现象。
（7）机床操作过程中，严防刀架或拖板与机床尾座、工件等产生干涉。
（8）自动运行前先校验程序，确认无误后方可自动加工。
（9）使用尾座后，必须及时回到机床尾部。
（10）机床运转时，千万不要拔动变速手柄。
（11）关机前必须确认自动运行已经停止，所有外设都已关闭后，方可切断电源。
（12）清理机床。
第四节数控车削加工实例
一、加工示例
（一）经济型数控车床加工示例
1. 实习目的
通过对典型复合轴工件的实际编程及加工，初步掌握经济型数控车床CJK6032的基本结构、工作原理和加工范围，熟悉其编程过程及具体操作步骤。
2. 实习要求
本实习以车削复合轴为例，在配有华中Ⅰ型数控系统的经济型数控车床CJK6032上，用Φ26mm的棒料进行加工，最后精加工出尺寸如图2-10所示的零件。
3. 数控加工工艺路线及工艺参数的设定
（1）根据图纸要求按先主后次的加工原则，确定如下工艺路线。
①先从左向右切削外轮廓面：倒角——切削螺纹的实际外圆——切削锥度部分——车削圆柱部分。

②车削R15的圆弧。
③切ф12*3的槽并倒1.5×45°角。
④车M16的螺纹。
（2）建立工件坐标系  以O为编程原点，以复合轴径向为X轴，轴向为Z轴建立工件坐标系。
（3）选择刀具及换刀点  根据加工要求，选择三把刀：#1为90°偏刀、#2为切槽刀、#3为螺纹车刀、#4为圆弧车刀。
在绘制刀具布置图时，要正确选择换刀点，以避免换刀时刀具与机床、工件及夹具发生干涉现象，加工本零件时，换刀点选为：（70，30）。
（4）分析该零件材料及型面结构，确定加工工艺参数如表2-6。
表2-6  复合轴零件加工工艺参数的确定
      切削用量

切削表面主轴转速
(r/min) 进给速度
（mm/r）
车外圆 630 0.3
切槽 315 0.05
车螺纹 200 1
车圆弧 630 0.3
4. 编制零件加工程序
（1）数学处理  计算各基点在设定的工件坐标系中的坐标值。
（2）编制程序如下：
O0004

N10 G92 X70 Z30;
N20 M06 T0404;
N30 M03;
N40 G00 G90 X32 Z2;
N50 G71 U0.5 R0.5 P60 Q100 X0.4 Z0.2 F200;
N60 G00 X20 Z2;
N65 G01 X20 Z0 F100;
N70 G01 X24 Z-2 F100;
N80 X24 Z-28;
N90 X30 Z-38;
N100 X30 Z-83;
N110 G00 X70 Z30;
N130 T0400;
N140 M06 T0101;
N150 G00 X26 Z-28;
N160 G01 X20 F150;
N162 G04 X5;
N170 G00 X26;
N172 X24 Z-26.5;
N174 G01 X21 Z-28;
N176 G00 X26;
N180 G00 X70 Z30;
N190 T0100;
N200 M06 T0202;
N210 G00 X30 Z2;
N220 G82 X23 Z-26.5 F1.5;
N230 G82 X22 Z-26.5 F1.5;
N232 G82 X21 Z-26.5 F1.5;
N234 G82 X21 Z-26.5 F1.5;
N240 G00 X70 Z30;
N250 T0200;
N260 M06 T0303;
N270 G00 X36 Z-48;
N280 M98 P0009 L6;
N290 G00 G90 X70 Z30;
N300 T0300;
N310 M06 T0101;
N320 G00 X32 Z-83;
N330 G01 X25 F150;
N340 G00 X32;
N360 X30 Z-81;
N362 G01 X26 Z-83 F150;
N364 X0;
N370 G00 X70 Z30;
N372 T0100;
N374 M05;
N380 M02;
O0009;
N10 G01 G91 X-1 F200;
N20 G02 X0 Z-18 R15;
N30 G00 Z18;
N40 M99;

5．实习操作步骤
（1）装夹工件  将准备好的棒料装夹到车床卡盘上。
（2）数控车床系统启动  按已介绍的方法进行。（若系统已启动，则此步不进行）
（3）输入零件数据加工程序  按已介绍的方法编辑新程序。
（4）对刀及刀具偏置的设定  按已介绍的内容进行（若刀具系统已调试好，则此步不进行）。
（5）程序校验  在自动运行方式下，将“机床锁住”键按下，“循环启动”执行，观测刀具相对于工件的运动轨迹是否正确。若程序中有语法错误，则应先修改错误之后，才能进行程序校验。
（6）切削加工  在加工操作过程中，要始终观察加工过程，（严禁负责操作的学员离开操作区域或干其它工作），若出现刀具碰撞主轴卡盘等其它异常情况，应立即按下“急停”按钮。操作期间，严禁非本次操作的其它学员按动计算机键盘或机床操作面板上的按键。
（7）零件测量检验  正确使用量具，检验零件是否合格。
（8）关机  按已介绍的内容进行，未结束实习时，一般不进行该项操作。
（9）机床维护与卫生  在每班的操作期间，要注意车床移动部件和主轴的润滑。车床移动部件（溜板、刀架、导轨等）的润滑，用喷油枪喷射润滑油1次/班。主轴的润滑，要观察主轴上的油标中是否有油（若无油，须报告实习老师）。实习结束后，要打扫机床及实习场地卫生。
（二）利用子程序编程及加工示例
1．实验目的与要求
(1) 掌握HNC—21T数控系统常用指令及子程序的编程技巧。

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:44:27

(2) 通过对零件的加工，了解数控车床的工作原理。
(3) 了解典型零件的数控车削加工工艺。
2．实验仪器与设备
(1)配备华中I型或华中世纪星数控系统的CJK6032卧式车床一台。
(2)尼龙棒一根（长50—60mm，毛坯外形如图2—11中双点画线部分），外圆端面车刀一把。
3．相关知识概述
（1）辅助功能指令(M代码)  辅助功能指令由地址字M和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作。
在M代码中，M00、M02、M03、M98和M99用于控制零件程序的走向，是数控系统内定的辅助功能，不由机床制造商所设计、决定，也就是说，与PLC程序无关。
（2）子程序调用指令(M98)及子程序返回指令(M99)  M98用来调用于程序。M99表示子程序结束，执行指令M99将使控制系统返回到主程序。
①子程序的格式如下：
％XXXX ；在于程序开头，必须规定子程序号以作为调用人口地址
…………
M99；在子程序的结尾用M99，以使控制系统执行完该子程序后返回到主程序
②调用于程序的格式如下：
M98 P—L— ；式中，P为被调用的子程序号，L为重复调用次数。
4．实验内容
（1）工艺分析  如图2-11所示，通过三次调用子程序进行循环加工，每次背吃刀深度为0.9mm(半径值)。
（2）加工工艺的确定
①装夹定位的确定：三爪卡盘夹紧定位，工件前端面距卡爪端面距离40mm。
②刀具加工起点及工艺路线的确定。刀具加工起点位置的确定原则是，该处方便拆卸工件，不发生碰撞，空行程不长等。故将刀具置于Z向距工件前端面10mm，X向距轴心线50mm的位置。通过调用增量编辑的子程序，并使每次调用后的终点位置相对起点位置向X轴负向移动0．9mm，从而实现三次循环加工，使轮廓向轴线平移，最后满足工件尺寸。
③加工刀具的确定：外圆端面车刀(刀具主偏角93°，刀具材质为高速钢)。
④切削用量：主轴转速460r／min，进给速度80mm／min。
（3）数学计算
①确定程序原点，建立工件坐标系（以工件后端面与轴线的交点为程序原点）。
②计算各节点相对位置坐标值
（4）编写数控程序  编写参考程序如下：
％0001
N1 G92 X30 Z30
N2 M03 S400

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:44:46

N3 G00 X23 Z20
N4 M98 P0002 L3
N5 G90 G00 X30 Z30
N6 M30

％0002
N1 G01 U-19.4 F300
N2 G03 U8 W-4 R4 F80
N3 G01 W-5
N4 G02 U6 W-3 R3
N5 G01 U2
N6 W-8
N7 G00 U2
N8 W20
N9 U-0.4
N10 M99
（5）零件加工简要步骤如下：
①输入零件程序。
②进行程序校验及加工轨迹仿真，修改程序。
③进行对刀操作。
④X轴向负向退出一定距离，单段方式下加工。测量修调。
⑤到对刀位，自动加工。
5．实验总结
数控机床适合加工形状复杂的零件，对工人的技能要求不高，且不受人为因素的影响；对于批量加工的零件，其一致性好，加工效率高。对于加工余量较大且相对均匀的零件的加工，可采取调用子程序的方法。
6．实验报告
（1）实验内容概述
①零件加工设备概述(设备名称、型号、加工能力)。
②零件加工过程描述（零件图、刀具运行轨迹，加工程序及过程概述）。
（2）分析总结
①分析数控车床加工质量及效率。
②试述操作面板上主要按键的功能。
③试述数控车床加工该零件的主要步骤。
④数控车床的加工过程与普通车床有何区别?
（三）利用宏指令编程及加工示例
1．实验目的与要求
掌握宏指令编程技巧，了解宏程序应用范围。
2．实验仪器与设备
（1）配备华中I型(或世纪星)数控系统的卧式车床(CJK6032)一台。
（2）尼龙棒一根，尺寸适度，外圆端面车刀一把。
3．相关知识概述
HNC—21T数控系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算。此外，宏程序还提供了循环语句、分支

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:45:03

语句和子程序调用语句，有利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除了手工编程时繁琐的数值计算，还可以简化程序。
这里，介绍宏程序编程的循环语句(WHILE—ENDW)，其格式为：
WHILE  条件表达式
…………
ENDW
宏程序编程更详细的内容，参见机床编程手册。
4．实验内容
（1）工艺分析  如图2-12所示，对于轮廓图形均由抛物面、圆柱面、椭圆面、圆柱面构成，只是尺寸不同的系列零件，可将其编制成一个通用程序，当零件改变时，只需修改参数即可。图中抛物线的X轴步距为0.08mm，椭圆的Z轴步距为0.08mm，椭圆方程的a、b分别为椭圆的长轴长度（X轴）和短轴长度（Z轴）。
（2）加工工艺的确定
①装夹定位的确定：三爪卡盘夹紧定位。
②刀具加工起点及工艺路线的确定：刀具加工起点位置的确定原则为，该处方便拆卸工  件，不发生碰撞，空行程不长等。故放在Z向距工件前端面10mm，X向距工件外表面20mm的位置；
③加工刀具的确定：外圆端面车刀，刀具主偏角93°，刀具材质为高速钢。
④切削用量：主轴转速460r／min，进给速度60mm／min。
（3）数学计算
①确定程序原点，建立工件坐标系（以工件前端面与轴线的交点为程序原点）。
②计算各节点相对位置值。
（4）编写数控程序  编写参考程序如下：
％8002
#20＝32(L1)
#21＝40(L2)
#22=55(L3)
#24＝5(A)
#25＝8(B)
#26＝8(C)
G92 X0 Z0
#10＝0
#11＝0
#12＝0
#13＝0
G64 G37
WHILE #11 LE#20
G01 X[#10] Z[-[#11]] F1500
#10=#10+0.08
#11＝#10*#10／#26
ENDW
G01 X[SQRT[#20*#26]] Z[-#20]
G01 Z[-#21]
WHILE #13 LE#24
#16＝#24x#24-#13*#13
#15＝SQRT[#16]
#12＝#15*[#25/#24]
G01 X[SQRT[#20*#26]+#25-#12] Z[-#21-#13]
#13＝#13+0.08
ENDW
G01 X[SQRT[#20*#26]+#25] Z[-#21-#24]
G01 Z[-#22]
U12
G00 Z0
X0
M30
（5）零件加工  简要步骤如下：
①输入零件程序。
②进行程序校验及加工轨迹仿真，修改程序。
③进行对刀操作。
④向X轴负向退出一定距离，在单段方式下加工。测量修调。
⑤到对刀位，自动加工。
5．实验总结
宏程序指令适合抛物线、椭圆、双曲线等没有插补指令的曲线的编程；适合图形一样，只是尺寸不同的系列零件的编程；适合工艺路径一样，只是位置数据不同的系列零件的编程。运用宏指令可大大地简化程序；扩展数控车床应用范围。
6．实验报告
（1）零件加工设备概述（设备名称、型号、加工能力）。
（2）零件加工过程描述(零件图、刀具运行轨迹、加工程序及过程概述。)
（3）分析宏程序的适用范围。
（4）试述数控车床加工该零件的主要步骤。
（四）加工型数控车床加工实例
1．实习目的及要求
掌握加工型数控车床CK6132A的基本操作；熟悉FANUC 0i Mate-TB数控车削系统；学会手工编制数控车削加工程序。
2．实习设备
加工型数控车床CK6132A，配FANUC 0i Mate-TB数控车削系统及必要的刀具、量具等。
3．加工实例

宋福林 · 发表于 2006-2-20 13:45:30

加工如图2-13所示零件，材料为45#钢，毛坯外径为φ34mm。
（1）工艺分析  以工件右端面圆心O为原点建立工件坐标系，起刀点设在坐标（100，50）处。工件轮廓从A——B——C——D——E，在X方向上单调递增，因切削余量较大，可选用基准刀（外圆车刀，刀号设为4）进行外径粗车循环（G71）加工。而轮廓从F——G——H——I——J——K——L，在X方向上为非单调轨迹（先递减后递增），且切削余量也较大，可通过调用子程序加工，为了保证刀具不与FG面干涉，可采用副偏角较大的刀（设定为3号刀）。切槽、切断采用切断刀（设定为1号刀）。螺纹加工可采用螺纹单一固定循环（G92）切削（刀号设定为2号）。加工顺序，切削用量的选择参见程序。
（2）编程  根据以上加工工艺，编制加工程序如下：
程  序                                     注  释
O0001                                  主程序文件名。
N10 G54 X100 Z50；                   以工件右端面圆心为原点建立工件坐标系。
N20 T0404；                            调4号外圆刀（基准刀）。
N30 M32；                            主轴转速高档位。
N40 M03 S700；
N50 G00 X34 Z2；                      G71循环起刀点。
N60 G71 U1 R0.5；
N70 G71 P80 Q120 U0.4 W0.2 G98 F400； G71粗加工循环
N80 G00 X12；
N90 G01 U8 W-4 F200；
N100 U0 W-21；
N110 U12 W-10；
N120 U0 W-5；
N130 G00 X100 Z50；
N140 T0400 ；
N150 T0101 S500；                      调1号切槽刀。
N160 G00 X21 Z-23；
N170 G01 X17 F200；
N180 G00 X21；
N190 G01 X20 Z-21.5；
N200 X17 Z-23；
N210 G00 X30；
N220 X100 Z50；
N230 T0100；
N240 T0303 S600；                      调3号偏刀。
N250 G00 X50 Z-37；
N260 M98 P60002；                      调子程序“O0002”6次。
N270 G00 X100 Z50；
N280 T0300；
N290 T0404 S800；
N300 G00 X34 Z2；
N310 G70 P80 Q120；                   G70精加工。
N320 G00 X100 Z50；
N330 T0400；
N340 T0202 S401；                      调2号外螺纹刀
N350 G00 X24 Z2；                      螺纹单一固定循环起刀点。
N360 G92 X19 Z-21.5 F2.5；             G92螺纹单一固定循环。
N370 G92 X 18 Z-21.5 F2.5；
N380 G92 X17 Z-21.5 F2.5；
N390 G92 X 16 Z-21.5 F2.5；
N400 G92 X 15.7 Z-21.5 F2.5；
N420 G92 X 15.7 Z-21.5 F2.5；
N430 G00 X100 Z50；
N440 T0200；
N450 T0101 S500；
N460 G00 X33 Z-93；
N470 G01 X28 F200；
N480 G00 X33；
N490 X32 Z-91.5；
N500 G01 X29 Z-93；
N510 X0；
N520 G00 X100 Z50；
N530 T0100；
N540 M05；
N550 M02；
O0002                                  子程序文件名。
N10 G00 U-3 W-1；
N20 G01 U-8 W-10 F300；
N30 U0 W-5；
N40 G02 U0 W-18 R15；
N50 G01 U0 W-10；
N60 G03 U8 W-4 R4；
N70 G01 U0 W-8；
N80 G0 U1 W56；
N90 U-1；
N100 M99；
（3）加工  加工步骤简述如下：
① 开机；
② 机床手动回参考点；
③ 装夹工件毛坏；
④ 以工件右端面圆心Ｏ，设定G54坐标系；
⑤ 输入程序；
⑥ 程序校验；
⑦ 加工；
⑧ 关机并清理机床。
二、作业实例
1．试用相应的数控系统（机床），编制图2-14中（a）、（b）、（c）各零件的数控车削加工程序。


（a）



                  （b）

                                                            （c）
图2-14  作业实例

2．如图2-15所示为车削不等距槽的实例。已知毛坯直径Φ32mm，长度为77mm，一号刀为外圆车刀，三号刀为切断刀，其宽度为2mm。试调用子程序编程、加工。
3．如图2-16所示为抛物线，试用宏程序编制在区间[0，16]内的数控程序，并加工。

蓝色童话 · 发表于 2006-2-20 16:41:27

宋版主辛苦了，谢谢：）

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