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数控车床编程与操作实训:SIEMENS系统和FANUC系统
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数控车床编程与操作实训:SIEMENS系统和FANUC系统
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商品名称：
&&数控车床编程与操作实训:SIEMENS系统和FANUC系统
文轩网价：
&& 22.2元【74折】
&&国防工业出版社
商品类型：
&&其他参考信息（以实物为准）
&&装帧：平装
&&开本：16开
&&语种：中文
&&出版时间：
&&印刷时间：
&&字数：331.00千字
&&温馨提示：出版时间超过3年的图书，因长时间储存可能会产生纸张缺陷，敬请谅解！
&& 内容简介
&&&&本书是根据2005年劳动部颁布的《数控车工国家职业标准》而编写的一本数控车床专业教材，内容包括数控车床编程、数控车床操作和数控车床加工工艺，其内容涵盖了数控车工中、高级技能的绝大部分知识点。 &&&&本书共分五章，分别为数控车床及其加工工艺、数控车床编程基础、FANUC系统的编程与操作、SIEMENS系统的编程与操作和编程与加工实例。本书在每一知识点讲解过程中，均以实例的形式体现，内容简单明了，通俗易懂。 &&&&本书主要用于中、高等职业院校的数控车床专业教学，也可作为数控车床专业的职工培训教材和工人自学用书。
第一章&数控车床及其加工工艺 &&第一节&数控车床概述 &&第二节&数控车床加工工艺路线的拟定 &&第三节&数控车床用刀具系统 &&第四节&数控车床通用夹具 &&第五节&数控车床加工常用量具 &&第六节&数控加工工艺文件 &&第七节&数控车床的日常维护和保养 &&思考与练习 第二章&数控车床编程基础 &&第一节&数控编程概述 &&第二节&数控机床的坐标系 &&第三节&数控加工程序的格式与组成 &&第四节&数控机床的有关功能及规则 &&第五节&数控车床编程中的常用功能指令 &&第六节&倒圆与倒角指令 &&第七节&数控车床的刀具功能 &&思考与练习 第三章&FANUC系统的编程与操作 &&第一节&FANUC系统及其功能简介 &&第二节&内、外圆加工固定循环 &&第三节&螺纹加工及其固定循环 &&第四节&子程序 &&第五节&用户宏程序 &&第六节&FANUC系统及其车床的操作 &&思考与练习 第四章&SIEMENS系统的编程与操作 &&第一节&SIEMENS系统功能简介 &&第二节&毛坯切削循环 &&第三节&切槽循环 &&第四节&螺纹加工与其固定循环 &&第五节&子程序 &&第六节&参数编程与坐标变换编程 &&第七节&SIEMENS系统及其车床的操作 &&思考与练习 第五章&编程与加工实例 &&第一节&中级数控车工应会试题1 &&第二节&中级数控车工应会试题2 &&第三节&中级数控车工应会试题3 &&第四节&高级数控车工应会试题1 &&第五节&高级数控车工应会试题2 &&第六节&高级数控车工应会试题3 &&思考与练习 附录&数控车工国家职业标准 参考文献
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FANUC系统数控机床操作实训指导书
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FANUC系统数控机床操作实训指导书内容简介：FANUC系统数控机床操作实训指导书 培训目的与 要 求 一、了解数控铣床的工作基本原理，以用与操作密切相关的机床基本结构和组成作用；通过熟悉一套FANUC系统，通过不同系统的比较，达到触类旁通作用。 二、熟悉控制的操作方法，充分了解控制器各开关功能与操作方法。 三、掌握数控设备输入装置，学会输入加工程序方法，并且掌握文件的编辑、修正、调试以及模拟预演方法。 四、掌握加工过程的基本方法和技巧，养成加工操作过程中的良好习惯，对典型试件进行加工，了解数控的加工工艺以及影响加工零件的质量、加工效率等因素。 五、了解通过RS232C串口的DNC加工方式。 第一章 数控设备的基本组成与作用 数控设备最主要的部分分为四大部分：输入装置、数控系统、伺服系统和机床本体。 1、输入装置的作用将各个指令按照人的意愿通过一定的规则输入到机床的指定贮存器或缓冲区，从输入的代码的方式来看，输入装置与输入的方法有关，大致可分为三种方式： ⑴控制介质输入 控制介质就是将各指令代码的数控信息，利用一些能进行信息交换的物质载体，通常有穿孔纸带、磁带、磁盘等，相应的输入装置是光电阅读机、录音机、磁盘驱动器等。随着计算机的普及，使用这种方式逐步减少。 ⑵手工输入 利用操作面板上的键盘（也有利用插口联接计算机普通键盘，如典型的华中世纪星控制系统等），显示屏和一些修改、编辑工具键，输入控制机床和刀具运动各个指令、代码等。这种方式主要有下列形式： ①手动数据输入（MDI，Manual Data Input），即通过机床面板上的键盘，将所需的数控程序指令逐句输入到系统的暂贮存器中，这种方法一般只适用于较为简短的程序，在执行后程序自动消除，不能重复使用，但有些程序中最终的指令可以利用指令的模态功能，重新用一些开关恢复。通常MDI方法，在机床开机后，在需要对刀时，首先要将主轴先运行，比如输入时无需编制程序的程序号；有时，由于程序编制的指令不能满足生产需要时，这时利用MDI输入的特点，进行简单的修改，比如在执行DNC加工，加工程序很长，可达20～40兆字节，由于有的自动编程系统的后处理产生的数据可能冷却指令用M07，而可转位刀具的加工条件需要使用气冷方式，即要执行M08指令，中断加工来修改程序就有可能带来很大的不便，或者浪费许多时间，这时就可以利用单节功能暂停加工，将操作功能键切换到MDI方式，只要输入M08并执行，就可以完成程序执行的修改。手动方式的输入主要用于临时程序输入用。 ②手工输入程序到系统存储器，利用程序的编程器，利用键盘输入数控指令和位置的数据，通过一些如粘贴、剪切、拷贝、复制、插入、删除等等文件编程工具，和计算机文件编辑方法相似进行编程的修改和编辑程序，这样的方式程序相当于计算机的文件格式，所以它也必须要有程序名，通常程序名用OXXXX程序号方式，在编辑程序前应先登录一个程序号（名），在以后的加工过程随时可以多次调用。特别要强调，FANUC系统为用户提供自动存贮功能，而有些系统则必须还要进行人工存贮，如我院的KND&200M系统的数控铣床，在程序输入完毕后，必须要按规定的键（N*，*指1，2，3等等）后，方可使数控程序存贮、编辑生效。 其他还有如通过人机对话的方式，选择不同的菜单，自动生成程序；图形交互自动编程，只需输入一些图纸，利用CAD软件自动生成；通过设定一些参数选择，配置上自动测量和数据处理，如英国雷尼绍公司的数据自动测量仿形系统等等。 在加工过程中，还可以手动操作或调整操作面板上一些开关、按钮等，如速度F、转速S的倍率开关，手动进给、快速移动的按钮等，实际上这些动作也对程序中的相关指令进行实时修改。 在这里，特别要提醒同学们，我国的现行中级工考证和数控大赛的要求仍按手工编制程序的加工方法为主。 ③直接输入存储器，从自动编程机、其他计算机或网络上，将编制好的加工程序通过通信接口，用传输专用软件直接输入到数控系统中的存储器。大致有两种方式，一种是输入到存储器，相当于代替了手工输入的烦琐工作，由于存储器的容量有限，一般只限于字节较少的程序输入，还可以利用这个特征，将机床重要资料等等输入到机床；另一种对于程序量很大情况下，上述的方式显然不能满足需要，这时可以利用DNC方式，只将输入的程序输入到数控系统的缓冲区中，实行边加工边输入，这个方式目前是数控加工行业主流加工方式。 2、数控系统相当于人的大脑，对各个指令进行处理与运算，再将这些结果自动编译成机械代码。数控系统在有的教材或资料中称之为数控装置，它主要由硬件和软件组成，其中硬件有CPU、I/O接口、存储器等组成，软件主要有管理软件和控制软件，实际上它就是一台计算机，而且是一个特殊用途的计算机，数控系统的微机主要有二种：①专用微机：以专用微机、专用芯片，一般都是专有技术，最常见的是FANUC、MITSUBISUI和SIEMENS控制器，FANUC（中文用法那科）主要有FANUC 0系统和1X系统。FANUC-0C数控系统常用的有0T和0M系统，0T系列主要用于车削类机床，0M系列主要用于镗铣削类。FANUC OMC、FANUC 18MC、 FANUC 15MC、FANUC 0i ；MITSUBISUI（三菱）主要有MITSUBISUI；SIEMENS（西门子系统）主要有SIEMERIK 802D，810、820T/M/G，840D/T等几种。SIEMENS&T&用于数控车削系统，&M&用于镗铣类、&G&用于磨床，&D&用于全数字控制的数控系统。常见的有SIEMERIK 802D、SIEMERIK 810和820T/M/G、SIEMERIK 840D/T等。②通用微机：采用通用微机和通用芯片目前中国的华中的世纪星就是典型的PC-NC系统。 数控系统组成及流程如下图所示： 程序存储有两种存放系统程序的EPROM和存放中间数据的RAM两部分，对用户关系较为密切的是程序的存储和缓冲区存储。译码器的作用是将加工程序中各个指令和数据翻译成数控系统计算机可以识别和处理的格式，其中包括数据信息和控制信息。数据处理器主要进行刀具和工件位置及相对位置、刀具半径补偿、刀具长度补偿和速度运算及处理。插补运算在目前最主要也是最常见是直线插补和圆弧插补，在FANUC系统还提供了极坐标插补等等。数控系统位置控制的任务就是通过各类的包括补偿修正等的控制元器件，进行对数控机床各坐标轴位置的控制，从这个意义上说，数控系统就是一种位置控制系统。 3、伺服系统就是机床的肌肉，操作与控制机床的各个运动，从而达到加工零件的目的，数控机床的伺服系统的作用主要有一、控制机床各轴的直线运动，形成了刀具与工作台的相对运动，实际上就是控制了工件或者刀具的位置移动以及运动速度，控制了切削进给运动，称为进给伺服系统；二、控制主动力轴的旋转运动，提供克服刀具切削工件的主动力，在车床里，工件作旋转运动，而在铣床则是旋转刀具，实际上控制了刀具与工件的之间的相对运动，控制切削速度或切削力，称之为主轴伺服系统。按切削运动的功能来区分第二种称为主运动，而第一种则称为进给运动，在影响机床的生产效率的主要因素是提高主轴功率。 在数控设备中伺服系统是指机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，是将数控系统产生的脉冲控制量，经过伺服系统的放大电路功率放大作用，将弱电转变成可执行的强电，操作机床的各个运动，也是与普通设备最大区别之一，数控系统代替了人的大脑与思维，而伺服系统相当于代替了人的手工操作的动作，在目前最常用中高档数控设备中，为了保证机床的各个运动的快速反应和定们的准确，对其运动进行必要的测量与控制脉冲量的修正，在数控机床中很多位置还设定了检测系统，并将检测结果反馈到控制系统中，通过一系列的控制管理软件，运算调整原有的控制量，再经伺服系统共同进行操纵机床的各个运动，实现了整个数控设备的闭环伺服系统的控制，应而数控设备的精度和速度等技术指标主要取决于伺服系统。 因此，数控机床的分类有时经常按其伺服系统分类，主要分成开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统、混合环伺服系统四个大类。开环伺服系统一般用于老设备改型、经济性或简易数控设备中、档次属于低档；半闭环伺服系统也只在开环伺服系统的基础上改进、基本上用于中低档数控设备；闭环伺服系统在目前情况下应用最广泛、最常见的数控设备中，一般用于中高档数控设备；而混合环伺服系统在目前因为精度较高、成本较高和维护调试较为困难等等原因，基本上用于高档的数控设备中。 闭环伺服系统的工作原理如下图所示 闭环伺服系统工作原理 比较控制环节的作用，接收反馈信号，并将此信号与数控系统发出的控制指令信号相比较，当比较时出现偏差，这个偏差在鉴相式伺服系统里表现为相位差，并将这个相位差功率放大，输入到并控制伺服系统的执行元件，使其向着消除偏差的方向运动，直到趋于零。驱动控制单元主要的任务是将由将前方比较控制环节来的控制模拟量，有时也称控制的脉冲量，经过一系列的放大电路，转化成强电流的信号，这个信号形式是执行元件所需的可执行信号，并将这些信号由控制中的各个管理软件输出到各个执行元件。驱动装置是伺服系统的最重要的组成部分，也是伺服系统的执行元件，则是由前方各个强电流信号，控制或开启相关的开关，操纵各个动力驱动，实现了可执行信号到机床的各个动作，实际上执行元件就是将可执行的信号转化成相应的机械位移量客观存在的作用就是把前端的已功率放大的电信号转变成所需的机械运动，这个机械运动直接反映在机床的刀具运动和工作台运动，由此实现了数控加工过程，因此数控加工工作的平稳性、均匀性以及运行精度与执行元件密切相关。反馈检测系统将机床的工作台的运行的实际位置以及速度等进行检测，并将这些结果以电平信号反馈到比较控制环节。 4、机床本体虽然像普通机床一样，也有主轴和工作台等，它是数控设备的骨胳，数控机床是机电一体化的典型代表，其结构虽然与普通机床有相似之处，除传统的普通机床改装成简易的数控机床外（只在传统的机床配备数控系统），数控机床在加工精度、表面质量、生产效率以及使用寿命等方面远优于普通设备。传统的普通设备比较常见的问题有刚性不足、抗振性差、热变形在、滑动面的摩擦阻力大以及传动元件之间存在间隙等，而在数控机床里在这些方面得到很大的改进，在结构支承部件、主轴传动系统、进给传动系统、刀具系统以及辅助功能等部件的结构都有独特的设计。因此数控设备是精密设备，机床的精度与结构更复杂，为了保证机床的加工和运动精度，在机床的的各处安装有测量与各类开关，所以在操作与使用数控设备过程，对机床的安全性一定要特别注意。 第二章 FANUC系统操作面板 操作面板主要有：操作机床的各个控制开关、功能的开关、与加工有关开关、数字与字符的键盘区和机床工件状态指示灯和报警指示灯。下面一一作些介绍： 一、控制开关主要有： ⑴急停开关，控制机床的主液压马达开关，是数控的主动力马达，主要作用是打开急停开关是开机时的一个过程，在操作过程失误或加工过程中出现异常需要紧急停止是按下此开关，切断机床的一切所有的各个开关，机床的任何移动和和主轴转动立即停止，机床在停止后需要重新工作和运动，必须重新打开此开关后才能进行，由于此时的控制器CPU内存，驻留的一些命令可能是非常态或原有的缺省状态，所以在按下急停开关，机床必须要重新返回机床的机械零点，重复开机的过程，同样对于在加工程序中使用G92建立的坐标系时，需要重新加工，必须要将刀具移到指定的起刀点，重新建立工件坐标系；由于G54或G55~G59建立的坐标系将该坐标系的原点在机床机械坐标系的坐标值已输入到机床指令的位置中，即在软体开关的SET键下的坐标系菜单中，控制器会自动重新读入，这是G54和G55~G59与G92使用过程典型的区别。 ⑵主轴转动控制开关，此开关共有三个：正转、停止、反转，这些开关的使用，必须在机床的内存中已有主轴转动的指令后才能有效，一般情况，在机床开机后都应先将功能选择开关切换到MDI状态，输入如M03 S500等命令并运行此命令，以后上述的三个开关按下后相当于执行M03、M05、M04指令，显然在MDI状态输入并执行如S500也可以，但只有这样的命令，主轴是不运转，只是将S500的指令驻留在内存，当以后执行碰到程序中的M03等指令，才会真正执行的主轴按S500运转的工作，应引起注意的：在运行一个程序后，需要重新使用机械式碰数棒或寻边器（既使是红外线寻边器也一样），光按下正转指令，主轴是按最后一次的S指令值执行，这样如果程序中的S指令值超过S300转时，可以肯定这样的操作会对寻边器造成损坏，尤其是机械式碰数棒，会将该棒中的弹簧在离心力的作用下拉长而损坏。另外主轴的正转与数学中和指令中的旋转正方向的规定不同，主轴正转是顺时针方向，而后者是按逆时针为正。 ⑶冷却开关，这个开关有的系统必须要有执行M07或M08指令后，才能起作用，有的系统设置可能无需M07和M08的执行而直接操纵冷却马达进行冷却液的输送，这个开关的设置方便了操作工在零件加工过程中暂时开停冷却液，进行必要的辅助工件，如在加工初期，需要观察刀具的首刀切削，进刀和切削或者走刀路线的动态；在执行程序时配合使用单段开关时，检查刀具的磨损状况，工件加工尺寸的检查，对于可转换刀片的刀具进行刀片的转动或更换等等。 ⑷主轴松动和抓紧开关，此开关是反复开关，即按一次是松动主轴，再按则是拉紧刀具的刀柄，以此类推。此开关的作用在数控铣床和加工中心中用于手动换刀，它与指令无任何关联，所以在加工过程中严禁按此键，同样必须在主轴完全停止后，手握住刀具的刀柄后才能按此键。有的操作系统换刀开关可能用其他形式，如用脚踏的方式，这种方式，往下踏脚时松开，当脚松开时，此开关在弹簧的作用下，自动恢复为刀具抓紧状态。 ⑸工作灯开关，这个开关与常规的开关一样，开启工作灯为了能仔细观察工件的加工情况。 ⑹有的系统还设置了铁屑自动卷送装置，这时要运转卷送机只需打开此开关，此开关与⑶的冷却开关和⑸工作灯开关一般是机械式开关。以上6个开关通常是控制机床的机械，开关直接与强电联接，而且这些开关的设置主要由机床的生产厂商自行设置，与控制器的核心相对独立，只需与控制器匹配就可，所以这类相关的线路故障主要是保险丝和过电保护开关。 二、功能开关 主要有两大类：操作选择开关和软体功能开关。 ⑴操作选择开关或者称为操作选择方式，它又分成两区，自动加工和手动方式。上方的四个模式开关，主要与指令有关，都是通过指令的输入用于控制刀 具移动或机床其他动作，只要运行已输入的指令及程序，刀具和机床就可以自动执行。因此这四个模式开关在有关资料上一般将这四个模式称为自动模式或AUTO方式。 而下方四个模式开关，刀具和机床执行的动作一般都还需要配合其他的一些开关，而这些开关还需要人工手动方式操作，所以这些模式通常称之为手动方式或MAN模式。 MODE的开关设置方式有按键式，如图所示；也有不少机床采用旋钮开关，可能设置的次序也会有一定的改变。这些开关有时用英文表示，但根据国际ISO标准的规定，很多控制器都采用ISO标准的符号，所以在熟悉这些开关的同时，有必要对ISO标准规定的一些符号进行熟悉，以便更好适应今后工作。 它可以没有坐标系指令、可以不区分编程方法（绝对值编程或相对值也称增量值编程、没有主轴转速、不必再输入冷却指令，实际上这些指令都是模态指令，它们的格式输入在主程序中已表达，所以在子程序中就可以不必再输入；它的文件结尾是用M99，用于返回主程序，区别于主程序的格式；最后说明一下，子程序还可以调用其他的子程序。 子程序的编写还有基本的要求，在我院的数控系统子程序编写都是与主程序分开，而在华中世纪星的数控系统则要求子程序必须接在主程序后面。 iii、FANUC系统将输入的程序自动存储在存储器中，大多的控制系统也有这样的功能，当程序输入完毕，数控系统就自动将所输入的程序自动保存，即使在停电的偶然原因，系统也保存已输入的程序，但有的系统还必须在输入程序后手动存储程序，可以知道如果停电或有些误操作，都存在可能输入程序或数据丢失，造成工作中的不必要损失。 ②MEM 或ISO符号MEM是英文MEMORY的缩写，中文的意义代 表记忆，MEM（ory）的作用利用已存储在存储器中的程序进行执行加工。 执行按存储器中的程序进行加工具体步骤： i、先将所需的程序调入屏幕界面，调用程序的方法，可以在EDIT模式或MEM模式，将所需的程序名输入到屏幕上，如O2345并再按下&，系统就会自动将该程序调入； ii将光标移到要从何处开始加工的地方，一般情况下光标都应回到文件头，从程序的第一段开始加工，光标移动的具体方法，要充分利用FANUC优势，只需按住&键不放，光标就会自动的很快地回到文件头，也可以按RESET（复位开关），光标自动返回文件头。 iii、进行程序调试工作，由于数控加工是自动执行所编制的程序，加工的正确与否，直接影响加工的工件的正确性。错误的程序除了程序本身包括一些逻辑问题时，机床会自动报警而停止执行外，错误的程序导致的加工结果主要一是加工工件结果错误；二是严重的错误导致撞刀，使刀具或工件损坏。调试程序的具体办法，详见基本功能培训内容中。 存储器的程序主要有几种，从程序输入的内容看，主要有二种，a）用户自己输入的加工程序，根据需要用户自行编制程序；b）机床本身带一些标准程序，这个程序一般称为拷机程序，它一般包括各个指令和为调试机床功能验收用标准动作。 从程序的层次来看，主要也有两种：a）加工程序主程序；b）主程序需要调用的子程序。 从程序输入的途径来看主要有：a）手工面板输入方式；b）利用外部计算机编制程序，再利用数控设备的通信接口，传入面板，在这里提醒一下，许多传输软件只认文件第一个字符％，不能进行第一个字符Ｏ传输，这时需要加工时有必要更改一下，具体传输的方法见以后的DNC加工。 从外部计算机进行DNC转输进行加工。 先将机床端处于READ读状态，而将面板上SINGLE BLOCK 单节开关打开，GOO的控制速率置于F00，控制加工切削速度倍率开关也置于0，循环启动键也按下，最后将计算机端的程序进行发送。具体的一些方法详见以后的DNC加工方式。 ⑵与机床精度有关的有：节距误差补偿、斜度补正、垂直度补正等 特别要提醒同学，不要随意更改参数，否则可能造成机床原有参数的丢失，造成机床损害。 c、MDI还用于输入单一程序，该程序与处于编辑状态的程序不同，前者是临时程序，执行后不在保存该程序；而后者是自动保存在存储器中。所以在加工过程中，有时需要临时修改某些程序的指令，比如由于编程人员可能对钢材的加工性能尚不能完全了解时，设定的主轴转速不很理想，这是操作人员应会调整，首先调整主轴转速的倍率（50%～120%）当调整范围不够时，可以将循环单节开关打开，当程序执行本段完毕，机床处于暂停状态，这时将功能选择开关切换到MDI状态，再输入如MO3 S300 再用循环启动开关执行，然后重新切换到自动加工模式，进行后续的加工工作。 按下此键用来，选择当前位置的坐标界面，配合上张图屏幕下方的章节键可以选择各种坐标显示，比如有OVERALL所有坐标值，包含了以下的四个坐标值，ABSOLUTE绝对坐标；RELATIVE 相对坐标值，MACHINE ，DIS TO GO 余移动量。 a、ABSOLUTE 绝对坐标值，显示程序指定的坐标系的坐标值，也是程序在执行加工过程中显示的坐标值，通常是G54的坐标值；其重要作用显示刀具在运行时实际程序值。 b、相对坐标值重要的作用对刀和换刀时方便操作人员将当前坐标值随时设定为零，避免了记错的可能，主要方法有：切换到RELATIVE后，当按下指定的任一坐标轴X、Y、Z，屏幕上就会显示该的数值在闪烁，屏幕下方出现二个功能键：预定和归零，前者将当前设定为特定数值，而归零将当前的数据置为零；具体使用详细在基本功能培训中讨论。其重要的作用是对刀时减少运算以及工件不同位置的相对值。 c、MACHINE 机械坐标值，是显示刀具当前的位置在机床坐标系G53下的坐标值，G53坐标系的原点是机床的特定参考点，其位置是机床设计和制造单位确定并设立的，是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定的控制点。建立工件坐标系实际上就是将要设立的坐标系原点在机械坐标下机械坐标值输入到指定的坐标系，实质它就是坐标系的变换，或者加工时自动换算为机械坐标系。其重要作用是输入工件坐标系用的机械坐标值。 d、DIS TO GO 余移动量 显示加工过程中执行的本段终点位置与刀具当前的坐标值的差，剩下要移动距离的数值，当执行单段加工时，程序暂停时余移动量为零，这个数据在曲面加工时，由于操作人员很难估计要加工的深度，尤其是在上一个工序加工使用平底刀或者大直径的刀具加工后，本工序需要清根而使用球头刀或小直径的刀具加工，观察余移动量，可以使操作工正确判断刀具在加工时是否要损坏刀具，这样提示操作工正确处理，必要时必须先抬刀加工进行反复多次加工。其重要的作用是加工过程观察还剩余的加工量，必要时要采取一些安全措施。 ②PROG键PROG是英文PROGRAME的缩写，中文意思为程序。按下此键， 可以显示某个程序，提醒一下，只有配合上EDIT操作选择功能键方可进行程序编辑。 ③OFFSET SETTING键OFFSET SETTING在中文意思分别为偏置和设定，按 下此键再配合上有关章节键选择合适的界面，进行下列重要作用就是设定刀具补偿和建立工件坐标系的数值输入。 ④SYSTEM键SYSTEM在中文意思为系统，按下此键，可以显示系统参数、故 障诊断、PMC参数、螺距误差补偿、伺服参数与主轴参数等 ⑤MESSAGE键MESSAGE在中文意思为信息，按下此键，屏幕将出现报警信息、 帮助信息等 ⑥CUSTOM GRAPH键CUSTOM GRAPH在中文意思为用户及图形。按下此键，其 重要的作用可以模拟加工的图形预演等。此键的具体用法在下节程序调试中再叙述。 　按下此键，屏幕显示坐标位置的数据，屏幕下方出现的章节选择键有： a)OVERALL 按此键以显示位置画面中所有的坐标值（下方出现相对、绝对、机械和余移动量） b)RELATIV　按此键以显示位置画面中相对的坐标值（大屏幕显示）（下方出现起源、测量、预定等）（或者是ORIGIN、MEASURE） c)ABSOLUT　按此键以显示位置画面中绝对的坐标值（大屏幕显示） d)MACHINE　按此键以显示位置画面中机械的坐标值（大屏幕显示） 按下此键，屏幕下方出现TEXT和DIR 要显示某个程序，只需键入该程序名再按下，就相当于查找该程 序，这里注意只说明显示尚不能编辑，若需要编辑时，必须配上MODE的编辑模式。 按下此键，屏幕下方出现OFFSET 、SET、 WORK等章节选择键 实际上这些功能软体键，在FANUC系统中有很强大的功能，有关内容有兴趣的同学可以查阅有关资料和相关书籍。在下面介绍SEETING键设定镜向加工的用法，这一方法在实际生产过程中有很广泛的应用，使用这一功能，在加工过程中检查更为直观，有的数控设备还配上镜向指示灯，这样随时提醒操作者当前的加工方式为镜象。 利用SETTING设定面板镜向，说明如下： 在使用此方法是有几点必须要注意：①使用SETTING中的MIRROR方法，必须将刀具先移到镜向中心；②在开机或需要回机械零点初始化工作，必须先将SETTING中重新设为零；③在镜向加工完毕，需要取消镜向指令，先将SETTING设为零，还必须要回一次机械零点。④在有坐标偏置值和刀具补偿值时镜向加工都是先其他指令后镜向指令。象坐标偏置镜向方式与三菱操作系统处理方式正好相反。 三、数字与字符的键盘区 四、与加工有关开关 上述开关分别是： 循环开始键单节操作键单节跳跃键程式重新开始键百分进给率取消按键CYCLE STARTSINGLE BLOCKBLOCK DELETEPROGRAM RESTARTOVERRIDE CANCEL循环停止键程式预演开关手动绝对值开关Z轴锁定机械锁定CYCLE STOPDRY RUNMANUAL ABSOLUTEZ-AXIS NEGLECTMACHINE LOCKi、循环开始键（CYCLE START） 按下开始键，则开始执行纸带、记忆体或手动操作输入资料等自动操作指令；在前一个动作如按了（SINGLE BLOCK ）单节开关和（OPT STOP） 选择停止开关后程序处于暂停后，重新按循环开始键（CYCLE START）程序从暂定时的下一段程序开始重新运行后面的程序指令；当前一个动作按了循环停止键（CYCLE STOP）后程序处于停止状态，欲继续执行程序，必须再按循环开始键（CYCLE START）就可继续执行；有时为了检查操作系统的某个指令的开通状态，可以用MDI输入该指令，再执行循环开始键（CYCLE START），该指令会比较明显的闪亮，而若没开通或无此指令，则会出现报警。 ii、循环停止键（CYCLE STOP） 按下此键时，程序中止执行，各轴进给停止，它与SINGLE BLOCK 单节开关和OPT STOP 选择停止开关的状态不同，后两者的刀具移动和程序的执行停止，但主轴仍然旋转，这是需要主轴停旋而又要保持暂停的状态，只能按下主轴停止键。循环停止键（CYCLE STOP）可以按循环开始键（CYCLE START）重新执行程序。在出现异常故障需要停止进给和主轴也可以按下循环停止键（CYCLE STOP），不同于复位（RESET）开关{它是停止进给和主轴旋转，但确实停止，不能重新执行}，也不同急停开关（Emergency　stop）{它是各轴马达功能同时切断，各轴进给立即停止，同时机械零点消失，主轴也立即旋转停止，而前两种会有惯性作用。 iii、SINGLE BLOCK 单节开关 当此开关ON时，则执行程序的单段，每按一次，执行一段，这个键的应用主要有①需要切换到MDI插入指令用②检查刀具时临时用③更换刀具尤其是更换刀片时用。在使用完毕，重新按下循环启动，再按一下此键加以取消，就可连续进行以后的加工。 iv、DRY RUN 程序预演开关 通常也称空运行开关，当按下此键，程序很快运行，原设定的走刀速度无效，都是以G00速度执行，以达到快速调试程序用。 v、BLOCK SKIP 单节跳跃 当程序中包含/时，加工会跳过这些段落而执行下面的程序。 vi、手动绝对值开关（MANUAL ABSOLUTE） 此灯一般情况是常亮，按下此键，说明开关处于关闭状态，这是手动移动的距离则是手动相对值插入，这一般是在临时输入补偿值，建议不用，可以用&SET&下的&EXT&补偿，后者较为直观，记忆、检查更为方便。 vii、程式重新开始键（PROGRAM RESTART）有些资料称之为进给保持，当刀具损坏或加工暂停一段时间后，欲继续未完成的加工，可以由指定的程序段开始做起。 viii、MST LOCK Z轴锁定 当按下此键，程序运行时，X、Y轴运动，但Z轴的位置显示照常依程序的指令更新，而主轴Z轴是不动。 ix、百分进给率取消按键（OVERRIDE CANCEL）按下此键，所有NC的OVERRIDE 都失效，而变成100%。 x、MC LOCK 机械锁定 当按下此键时，机床的各轴都不动，而执行程序时，只是位置的显示不断变化，主要用于程序调试的程序预演。 由于我院目前是北京FANUC0i系统，在加工开关上略有不同，有的是空键，象手动绝对值开关已设为常亮等等 五、其他开关 RAPID TRAVERSE OVERRATE 中文意思为快速移动速度（即G00倍率，一般只有4档F00、F25、F50、F100） 比如冷却开关、换刀开关、工作灯开关等等，不再累赘。 第三章 数控设备的基本操作 数控设备的基本操作是数控操作的基本工，不论是手工编程或自动编程都离不开操作工基本机能的要求，本章主要对基本操作的培训，在第五章专门对学员基本加工能力的介绍，在第六章，了解一些数控加工中的常用技巧和注意事项。 操作的基本机能主要有三大方面：开机、移动刀具、对刀。 下面一一进行阐述数控设备的基本操作 一、开机、意外处理与关机 控制器面板开关，由于数控设备的任何动作和工作过程都需要控制器来控制操纵；控制开关实际上是对控制器充电，控制器有输入输出、贮存器、缓冲区、文件的编写与修改、运算器、屏幕、CPU等等，应而控制器是一台计算机，而且是一台专用的计算机，因此控制器的开与关应严格按照操作规程； 只有在面板开关打开后，才能打开急停开关，同样如果是关机过程，必须先按下急停开关后再关闭面板开关，面板开关是弱电开关，而急停开关是强电开关，虽然急停开关作用只在面板开关后起作用，但由于急停开关控制主液压马达，电流的变化对整个电路有一定的影响； 由于控制器的贮存器的原因，刚开机时内存驻留者上次工作后的一些数据，这样加工时有极大可能会出错，因而必须对控制器进行初始化，这个过程由机床回零来实现，这个过程在MODE模式中用自动回零的方式，也只能用此方式，主要作用是对数据的初始化，将绝大多数的指令复原为缺省值，但有的指令不能回缺省值，如面板中的镜向指令开关，这样就会无法回零，（另外，还要检查坐标系偏移值和各刀补值是不是为零）因此必须先取消该指令后才能进行回零； 回机械零点的基本次序：在MODE模式切换到回零后，分别按指定的轴开关后，该轴自动回到机床厂规定的位置，可以看出一般三轴联动铣床第一步必须先将Z轴回到安全平面之后才能按其他两个轴X、Y ，（同样，一般情况下，车床应先将X轴退出工件的直径外后再将另一轴Z回到零点，有时也称为机械零参考点）当机床的各轴回到参考点（有时也称为参考零点）后，操作面板上有各轴参考点回归指示灯从闪烁变为常亮。提醒一点，有的机床在回零时必须先将各个轴偏离参考点有适当的距离后才能回到零点，这是机床厂设定了测量系统作用的有效位置，当偏离的位置过小，无法测量到回归零点的信号。 开机后机床回零后可以说基本上完成了数控的开机初始化，可以进行进一步工作，但前面提到的零点作用，所以从机床的机械部分考虑，一般情况，机械零点设置在机床的外部的位置，这样工作台在零点位置是中心偏心，从操作的角度考虑，比如，三轴的操作方向若错误，则会超程报警，从其他因素考虑，比如无法加工或指令的错误，需要对机床重新初始化，这几个方面的因素，都需要将机床在回零后，返回到中心附近，（只要偏离原点一定的距离）。 2、意外处理 在加工过程中，出现加工上的异常现象，或者有可能出现机床、刀具和工件的伤害情况，同学们应在出现问题时养成良好的心态，和吸收经验教训，为了避免意外的发生，需要一些临时处理方法，使机床停机以保证安全。具体的方法： 一般要求学生必须人站在操作面板前，具体方法有：⑴按下急停开关；⑵按下RESET 复位开关；⑶按下循环停止键；⑷将进给速度的倍率开关旋为零。其中以急停开关最有效，也是最彻底，它实际上切断了强电电源，相当于关机。需要重新加工必须要将机床重新回零。 万一人刚好在机床的其他部位，听到异常声音，但只能迅速关闭电柜开关或外部开关，以免造成机床更大的伤害。 3、关机次序 二、操作的基本功练习 根据ISO国际标准和我国的JB3052-82部颁标准规定,机床的运动是指刀具与工件之间的相对运动,一律假定工件是静止的,刀具在坐标系内相对于工件运动.这样的规定对讨论运动的正负方向有很大的便利,在自动编程的三维软件中的刀具运动坐标的正负就是三维造型中的图形位置,统一了不同机床的运动方向与正负之间的问题,如立式与龙门以及卧式设置的运动方向就有很大的区别. 1、 移动刀具练习 移动刀具方式有下列几种:ⅰ)自动回机械零点,MODE模式在自动回零模式,运动方式是按下指定的轴后自动进行 ⅱ)在用手动操作移动刀具用机床操作面板上的开关按钮或者手轮使刀具沿任何一轴移动。 在刀具移动距离较大是一般先用手动方式,移动距离较少是用增量方式,接近工件时则应该用手轮方式. 要求:1.正负方向明确,不能有方向的错误. 2.能正确切脉冲当量的切换. 3.手轮的手感与刀具的移动速度必须匹配. 4.手轮在接近工件时能以最小的移动量,主要用在对刀练习,详细见后面叙述. 2．执行指令的移动方式 3．对刀练习 在广泛使用数控设备的今天，实现了自动加工，对产品的质量保证也大大提高，然而对于数控操作工来说，对刀过程和技巧是最基本的也是最重要的环节，也是更换刀具后保证产品表面质量的最重要的保证，反映了一个操作工的操作水平的重要方面． 对刀的二个主要目的：建立工件坐标系和加工刀具与基准刀的刀补。 ⑴用基准刀通常是第一把刀确定工件的坐标系，建议使用G54设立坐标系为好，（G54是该原点在机床坐标系的坐标值，它是贮存在机床内，无论停电，关机或者换班后，它都能保证一样；而G92工件坐标系建立，必须要手工记录它设定的位置，而且每一程序开头必须完全一致，G54就可以不一样）。 ⑵对刀的第二个目的是其他刀具与第一把刀具（或称为基准刀）的差异，确定其补正值。 对刀的几种常见的方法： 在对刀开始时先将主轴运转，切换到MDI方式，输入MO3 S300；再按循环开始即可。下面讨论各种对刀的方法： 1）将MODE开关切换到手轮方式，将刀具称到工件表面试切，比如工件的左面，并将面板的功能选择键按下&POS&（有的是POSITION）再按下章节选择键&MACHINE&意思是显示机床的机械坐标值，并记录该数值，再将刀具向负方向移动一定的距离，抬刀，移至工件的右侧，再下刀，从工件的右边再一次表面试切，再记录该处的机械坐标值，将两次的机械坐标值相加再除以2，就得到该工件的中心坐标的机械坐标值，将所得的值输入到坐标系G54的X坐标中（按功能选择键中SET键后再按出现的章节选择键坐标系键即可）； 对Y坐标时同样的方法在前后进行，输入在G54的Y坐标值中即可； 在对刀Z方向时应将刀具的端面在工件的表面的最低处对刀试切，并将该时的Ｚ机械坐标值输入到G54的Z值中．这样就建立好了工件坐标系。 应注意，为了避免刀具高度上的误差，在X和Y方向对刀时应保持刀具的深度一致，为了保证这一要求，在对刀时，先将第一次的试刀时的Z值［将面板的功能选择键按下&POS&（有的是POSITION）再按下章节选择键&RELATIVE&相对值为零，以后同一个轴的试切刀只需将Z用手轮回至相对值零点即可． 2）方法同１），将MODE开关切换到手轮方式，将刀具称到工件表面试切，比如工件的左面，并将面板的功能选择键按下&POS&（有的是POSITION）再按下章节选择键&RELATIVE&X、Z的相对值置为零，再将刀具向负方向移动一定的距离，抬刀，移至工件的右侧，再下刀，将Z移到相对值为零处，从工件的右边再一次表面试切，这时的X相对值就是工件在X方向的尺寸，记录该数据，将刀具从右侧退刀，并抬刀，将手轮切换到X，移到X相对值的一半，就回到了工件的中心，这时的机械坐标值输入到G54坐标的X数据，用同样的方法输入好Y、Z的坐标值。 3）前面的步骤与2）一样，在右侧试切刀后，这是计算好其一半值时，用预定的章节选择键，用预定的方式先设定该处的数值，然后退刀抬刀，再移到X相对值为零处即可，其余方法照旧。 4）方法基本同3），章节选择键用&测量&（有的是&MEASURE&）的方法，但使用测量时，必须要测量测定方法，有的系统设置为累计测量，这样可能很容易出错，要特别注意。 以上的几种方法，坐标系建立在工件的中心，但实际工作是经常为了编程的方便和检查尺寸的原因，可能坐标系建立在某个特定的位置更加合理，为了避免出错，一般过程同样用中心先对好位置，但这时将中心位置的相对坐标值置为零，再移到指定的偏心位置，（通常，为了以后检查方便，将此处真正的坐标原点的相对值坐标再一次设定为零）并把此处的机械坐标值输入到G54中即可完成坐标系的建立。 此处的基本要点： ①熟练掌握手轮的退刀进刀的方向和正确移动速度及移动量。 ②正确切换手轮的轴选择、倍率选择，面板中的功能选择键&POS&和&SETTING&以及两个功能选择键中的各个章节选择键使用，灵活应用&相对值&置零的方法，可以避免记录的失误和计算上的繁琐而造成的错误。 ③对刀的熟练程度反映了一个操作工的基本功，基本上控制在４分钟之内完成三个轴的对刀和输入。 1）使用碰数棒（也称寻边器）常见有两种，一种是红外线寻边器，将红外线寻边器安装在主轴上，让主轴运转250～300转／min，与工件最小量的接触，同上述的方法一样，将此处坐标相对值，再对另一方向的值，回到需要的位置而完成坐标系的设定；一种是机械式偏心寻边器，方法一样，只是主轴的转速为150～200转／min；这两种方法只对X和Y方向的对刀，仪器的灵敏度在0.005mm之内，因而对刀精度可以控制在0.005mm。应注意的几个问题，转速不宜过高，保证仪器的可靠性，这是其一；其二转速必须要用MDI方式输入，尤其是第一次，不能直接用面板上的主轴正转执行，因为使用主轴正转开关，默认的转速是上次执行的转速，如果上次运行的转速是2000转／min，那么像机械式偏心寻边器必定会将仪器中的内部弹簧拉长而损坏。Z方向的对刀可以使用对刀块，同样常见的有两种，光电式和机械式，两种是一个标准的高度50mm，前一种当刀具接触到仪器时，会发出红色的指示信号；而后一种机械式可以将仪器的中间压下，当压到与四周相平时，用手感触摸，这时用章节选择键&测量&的方法，输入Z50即可以设定工件表面的相对值为零，应注意的几个问题：仪器表面必须干净，不得有油污等，可以影响对刀精度0.10mm以上；使用测量方法，一定要认真校对其数据的正确性。 ②这时假如测量的数据0.09mm进不去，而0.08mm能进去，说明此时的间隙为0.08～0.09mm，将此时的相对值再一次置零，有时可能这个过程需要多次调整后才能达到； ③抬高刀具至安全平面，最后将刀具移到0．085mm，这时的位置就是对刀到工件表面的数据，通常将此时的相对值置零，这是便于以后检查方便。以后的方法同前面几种一样这样的对刀误差最大不会超过0.005mm。 在实际工作过程中，有时需要单边对刀，这是在工件的一侧对刀后，将此时的相对坐标值置零，再退刀，抬刀，先将相对值移一个工件的外形尺寸的一半，再一次将相对值置零，最后还需要移动一个刀具半径，这是的位置才是真正需要的工件中心位置，将此时的机械坐标值输入到G54的数据中，（经常将此时的相对值重新置为零）从而确立了工件坐标系。 以上叙述的对刀方式是很常用的也是最为常见的方法，由于X和Y方向的对刀是主轴中心位置，因而在更换刀具后是不会改变主轴中心的位置，只需对Z方向进行对刀即可，而Z对刀的误差会直接影响工件加工表面的质量和粗糙度，由于加工工艺的要求和过程的设计，大多现使用直径较大的先加工，以谋求生产效率，再使用刀具较小的进行局部加工，这样对刀的Z方向可能会出现高低的接痕，不能满足生产的需要，如何解决，作为优秀的操作工必须做到： Z高度对刀误差的消除方法 ①对刀的精度控制与熟练程度； ②经常用手感和眼观的估计差异； ③一般情况让第二把刀适当提高Z高度，在面板的功能选择键&SETTING&中的章节选择键&WORK&（坐标系）有一个菜单&EXT&此功能是坐标系偏移，FANUC操作系统是国际第一大控制器生产厂商，品质是最优秀的，在此功能使用上最为方便，为了调整偏移量，通过多次的EXT修改，逐步达到满意的结果，（这一个功能在自动加工过程有很重要的作用，可以在边加工边可以通过屏幕下方的软体键&INPUT&或&＋INPUT&进行调整，而其他的控制器可能必须要使用单节暂停后才能修改。） 在建立坐标系后，为了考虑到更换刀具后需要更改Z的坐标值，避免更改的误操作，建议将G54的坐标值数据复制到不用的坐标系中如G55中，这样可以随时检查。 由于考虑到要更换刀具，则刀具的长度不同，坐标系设定中的Z数值，经常会更改，为了避免更改过程中，光标的显示位置在非指定的位置，误改了如X、Y的位置值，这样带来工作中很大的麻烦，因此通常用G54建立工件坐标系，用G55复制G54的X，Y值。 4、建立工件坐标系和刀具补偿值 通过对刀将程序所指定位置的机械坐标值将数据输入到G54等坐标系后，就建立了工件坐标系，而有些系统必须要将机床回机械零点，确认后方可建立。 数据输入的方法： ①将刀具移到要建立的工件坐标系零点，将屏幕切换到&SETTING&下的&WORK&界面，将此时的机械坐标值数据用手工输入到指定的坐标系，一定要将机床的坐标值的正负号一起输入，初学者有时经常忘记负号； ②将界面切换到坐标系设定界面，输入如X0，屏幕下方出现了测量（MEASURE）菜单，按下此键，自动将此时的机械坐标值输入到光标指定的坐标系中，必须要提醒，有的系统由于系统参数的设定，反复测量，可能会累加某个数据，所以在使用此方法，同样应认真检查数据输入的正确性； ③有的控制系统可以在OVERALL键按下的界面里，抄写机械坐标值，切换到坐标系界面后，同样还保持着其数据，然后将光标移到指定的位置，直接输入即可，这种方法安全可靠。 刀具补偿值车床与铣床略有不同： 车床刀具补偿值实际上就是其他刀具与基准刀具在刀架位置的差异；而铣床则只需将刀具的半径输入即可，因为默认的基准刀具为直径&为0的刀具。 数据输入方法：将界面切换到&OFFSET&，利用章节键变换界面，找到&OFFSET&界面，输入数据即可。 OFFSET软体键按下时会出现刀补菜单和节距补偿菜单，刀补菜单又分为刀具直径补偿和刀具长度补偿，这里说明一下虽然称之为直径补偿，实际上真正意义是是半径补偿，有的系统可以将直径补偿和半径补偿用某个参数修改确定，和节距补偿菜单只作简单了解，是机床厂为了消除机床加工时或机床运行一段时间后进行的精度调整的补偿。 5、试切练习 在学员掌握一些基本操作后，有意识增加学员的试切练习，主要目的提高学员在加工过程中心理准备和心态调整；也培养加工精度和加工尺寸的一些数值与实际的眼观、手感，这对学生在加工过程中提高预计加工一些问题也有一定的益处；通过简单的试切，让学生对加工工艺参数在一定的范围进行调整，让他们对数控加工工艺有一初步的了解。 试切练习的主要内容有： ①利用手轮进行缓慢加工工件，逐步增加切削深度和加快手轮速度，并多次调整主轴转速（规定的范围内），进行平面加工，观察并记录不少于10个，对于使用高速工具钢刀和可转位刀具。 ②利用MDI方式编制简单程序进行加工，如加工直线、斜线、圆弧，配合倍率开关进行加工工艺参数的调整；使用不同的编程方式（绝对值与增量值编程），不同的坐标系，以及不同的刀补，进行单个工序加工，在每个工序之间要求学员测量一下其结果。 6、接刀练习 学员在掌握对刀的方法和建立坐标系的基础上，通过对刀的培训反复练习，养成在操作中的良好习惯，消除一些错误的动作，树立安全操作的观念，应做到心、眼、手的协调，动作做到快慢有序。 考虑到对刀练习通常只使用一把刀，所以也难反映实际对刀精度要求，学员在完成对刀并建立好坐标系，重新换把刀具或有意识重新装夹一次刀具，然后重复对刀过程，从第二次的对刀确定的坐标系数值与第一次进行比较。 基本要求： 各方向轴不超过0．10~0．05mm对刀误差。
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