数控机床编程与操作基础培训教材课件.ppt
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- 数控机床 编程 操作 基础 培训教材 课件
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1、当采用数控万能主轴头时,其主轴头可以任意转换方向,可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。准备功能指令由大写字母G后跟一位或两位数字组成,它用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床和工件坐标系、坐标平面、刀具补偿、固定循环指令等多种加工操作。为了扩大加工范围和扩充功能,卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4至5坐标,进行“四面加工”。5坐标联动数控铣床(只能进行X、Y、Z三个坐标中的任意2个坐标轴联动加工)、3坐标联动数控铣床、4坐标联动数控铣床、5坐标联动数控铣床。一般采用三轴联动数控铣床加工;5、各项坐标回参考点,一般情况下Z向坐标优先回零,使机床主轴上刀具远离加工工件,
2、同时观察各坐标运行是否正常。辅助功能由大写字母M后跟一位或两位数字组成,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。图4 编程坐标系 返回(3)立、卧两用数控铣床 它的主轴方向可以更换(有手动与自动两种),既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,其使用范围更广,功能更全。8、手动工作方式,主要用于工件及夹具相对于机床各坐标 的找正,工件加工零点的粗测量以及开机时回参考点.1数控铣床按其主轴位置的不同分三类(图21)世界上首台数控机床就是一部三坐标铣床,这主要因于铣床具有X、Y、Z三轴向可移动的特性,更加灵活,且可完成较多的加工工序。第一讲第一讲 数控机床编程与操作基础数控机床编
3、程与操作基础一、数控铣床的分类一、数控铣床的分类 1数控铣床按其主轴位置的不同分三类(图数控铣床按其主轴位置的不同分三类(图21)(1)数控立式铣床)数控立式铣床 其主轴垂直于水平面。小型小型数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主轴不动方式,与普通立式升降台铣床结构相似;中型中型数控铣床一般采用纵向和横向工作台移动方式,且主轴沿垂直溜板上下运动;大型大型数控铣床因要考虑到扩大行程,缩小占地面积及刚性等技术问题,往往采用龙门架移动方式,其主轴可以在龙门架的纵向与垂直溜板上运动,而龙门架则沿床身作纵向移动,这类结构又称之为龙门数控铣床。(2)卧式数控铣床)卧式数控铣床 其主轴平行于水平面。为了扩大
4、加工范围和扩充功能,卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4至5坐标,进行“四面加工”。(3)立、卧两用数控铣床)立、卧两用数控铣床 它的主轴方向可以更换(有手动与自动两种),既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,其使用范围更广,功能更全。当采用数控万能主轴头时,其主轴头可以任意转换方向,可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当增加数控转盘后,就可以实现对工件的“五面加工”。2从机床数控系统控制的坐标轴数量分类从机床数控系统控制的坐标轴数量分类 有2.5坐标联动数控铣床坐标联动数控铣床(只能进行X、Y、Z三个坐标中的任意2个坐标轴联动加工)、3坐标联动数控铣床坐标联动数控
5、铣床、4坐标联动数控铣床坐标联动数控铣床、5坐标联动数控铣床坐标联动数控铣床。图图2-1 各类数控铣床示意图各类数控铣床示意图 a)卧式升降台铣床卧式升降台铣床 b)立式升降台铣床立式升降台铣床 c)龙门式轮廓铣床龙门式轮廓铣床 d)卧式镗铣床卧式镗铣床 立式数控铣立式数控铣床床 常见数控铣床常见数控铣床立式加工中立式加工中心心 卧式加工中卧式加工中心心 五轴联动加工中心五轴联动加工中心 龙门式加工中心龙门式加工中心 二、数控铣床的传动系统与主轴部件二、数控铣床的传动系统与主轴部件 XK5040AXK5040A型数控铣床的布局图型数控铣床的布局图 1-底座 2-强电柜 3-变压器箱 4-垂直升
6、降进给伺服电动机 5-主轴变速手柄和按钮板 6-床身 7-数控柜 8-保护开关 9-挡铁 10-操纵台 11-保护开关 12-横向溜板 13-纵向进给伺服电动机 14-横向进给伺服电动机 15-升降台 16-纵向工作台 三、数控铣床的用途三、数控铣床的用途 一般的数控铣床是指规格较小的升降台式数控铣床,数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床。一般情况下,在数控铣床上只能用来加工平面曲线的轮廓。与普通铣床相比,数控铣床的加工精度高,精度稳定性好,适应性强,操作劳动强度低,特别适应于板类、盘类、壳具类、模具类等复杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。1、数控铣削的主要加工对象:、数
7、控铣削的主要加工对象:1 1)平面类零件)平面类零件 加工面平行或垂直于水平面,或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件平面类零件(见图1)。其特点是各个加工面是平面,或可以展开成平面。2 2)变斜角类零件)变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为变斜角类零件变斜角类零件(图2)。变斜角类零件的变斜角加工面不能展开为平面,但在加工中,加工面与铣刀圆周接触的瞬间为一条线。最好采用四坐标或五坐标数控铣床摆角加工。3 3)曲面类零件)曲面类零件 加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件曲面类零件(如图3)。曲面类零件的加工面不能展开为平面,加工时,加工面与铣刀始终为点接触。一般采用三
8、轴联动数控铣床加工;当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时,要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。a)带平面轮廓的平面零件 b)带斜平面的平面零件 c)带正圆台和斜筋的平面零件 图图1 平面类零件平面类零件 图图2 变斜角零件变斜角零件 图图3 叶轮叶轮 2、数控机床铣削、数控机床铣削加工内容的选择加工内容的选择 1 1)采用数控铣削加工内容)采用数控铣削加工内容 (1)工件上的曲线轮廓内、外形,特别是由数学表达式给出的非圆曲线与列表曲线等曲线轮廓。(2)已给出数学模型的空间曲线。(3)形状复杂,尺寸繁多,划线与检测困难的部位。(4)用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内、
9、外凹槽。(5)以尺寸协调的高精度孔或面。(6)能在一次安装中顺带铣出来的简单表面或形状。(7)采用数控铣削能成倍提高生产率,大大减轻体力劳动的一般加工内容。第一讲 数控机床编程与操作基础1数控铣床按其主轴位置的不同分三类(图21)A、旋转轴数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化,这给数控系统和机床的设计、程序编制和使用维修带来极大的便利。1数控铣床按其主轴位置的不同分三类(图21)一般采用三轴联动数控铣床加工;XK5040A型数控铣床的布局图当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时,要采用四轴甚至五轴联动数控铣床加工。一般采用三轴联动数控铣床加工;(3)立、卧两用数控铣床 它的主轴
10、方向可以更换(有手动与自动两种),既可以进行立式加工,又可以进行卧式加工,其使用范围更广,功能更全。格式:G54、G55、G56、G57、G58或G59(表示设定当前机床坐标位置为工件坐标系原点)M指令在同一程序段中不能同时出现两个或多个,否则执行后出现的M指令代码。(1)需要进行长时间占机和进行人工调整的粗加工内容,如以毛坯粗基准定位划线找正的加工。(2)必须按专用工装协调的加工内容(如标准样件、协调平板、模胎等)。(3)毛坯上的加工余量不太充分或不太稳定的部位。(4)简单的粗加工面。(5)必须用细长铣刀加工的部位,一般指狭长深槽或高筋板小转接圆弧部位。2 2)不宜采用数控铣削加工内容)不宜
11、采用数控铣削加工内容NoImage四、认识四、认识FANUC数控系统数控铣床操作面板数控系统数控铣床操作面板显示器显示器机床机床控制面板控制面板NoImage手摇脉冲发生器(手手摇脉冲发生器(手轮)轮)NC键盘键盘急停按钮急停按钮1 1、机床坐标系(机床上固有的坐标系)机床坐标系(机床上固有的坐标系)1 1)机床坐标系的确定)机床坐标系的确定 (1 1)机床相对运动的规定)机床相对运动的规定 编程时,假定工件静止,刀具运动,实际恰相反;编程时,假定工件静止,刀具运动,实际恰相反;五、五、数控机床的坐标系数控机床的坐标系(2 2)机床坐标系的规定)机床坐标系的规定 在数控机床上,机床的动作是由数
12、控装置来控制的,为了确在数控机床上,机床的动作是由数控装置来控制的,为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动定数控机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的位移和运动的方向,这就需要通过坐标系来实现,这个坐标的位移和运动的方向,这就需要通过坐标系来实现,这个坐标系被称之为机床坐标系。系被称之为机床坐标系。数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化,这给数控数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化,这给数控系统和机床的设计、程序编制和使用维修带来极大的便利。系统和机床的设计、程序编制和使用维修带来极大的便利。右手笛卡儿直角坐标系决定标准机床坐标系中右手笛卡儿直角坐标系决定标准机
13、床坐标系中X X、Y Y、Z Z坐标坐标轴的相互关系:轴的相互关系:大拇指大拇指XX坐标;食指坐标;食指YY坐标;中指坐标;中指ZZ坐标;坐标;各指的指向为该坐标的正方向;各指的指向为该坐标的正方向;右手螺旋定则(大拇指的指向为各坐标的正向,四指的旋右手螺旋定则(大拇指的指向为各坐标的正向,四指的旋转方向为旋转坐标的正向)转方向为旋转坐标的正向)决定围绕决定围绕X X、Y Y、Z Z坐标旋转的旋转坐标,用坐标旋转的旋转坐标,用A A、B B、C C表示;表示;(a)(a)右手直角坐标系统右手直角坐标系统 (b)X(b)X、Y Y、Z Z移动轴移动轴 A A、旋转轴、旋转轴 数控立式铣床的坐标系
14、 返回(3 3)坐标轴方向的确定)坐标轴方向的确定 Z Z坐标:坐标:规定平行于主轴轴线(若没有主轴,则规定垂直于工规定平行于主轴轴线(若没有主轴,则规定垂直于工件装夹表面)的坐标为件装夹表面)的坐标为Z坐标;坐标;若有几根主轴,则若有几根主轴,则Z坐标为平行与垂直于工件装夹表坐标为平行与垂直于工件装夹表面的一根主轴;面的一根主轴;若主轴能摆动(在摆动范围内),若主轴能摆动(在摆动范围内),Z坐标就是只与标坐标就是只与标准坐标系的一个坐标平行的坐标或是能与标准坐标系准坐标系的一个坐标平行的坐标或是能与标准坐标系的多个坐标平行,但垂直于工件装夹表面的坐标;的多个坐标平行,但垂直于工件装夹表面的坐
15、标;Z轴的正方向是使刀具远离工件的方向;轴的正方向是使刀具远离工件的方向;在刀具旋转的机床上:在刀具旋转的机床上:若若Z Z轴是水平的,则从主轴向工件看(从机床后面轴是水平的,则从主轴向工件看(从机床后面向前看),向前看),X X轴的正向指向右边;轴的正向指向右边;若若Z Z轴是垂直的,从主轴向立柱看(从机床正面轴是垂直的,从主轴向立柱看(从机床正面看),对于看),对于单立柱机床单立柱机床,X X轴的正向指向右边;轴的正向指向右边;对于对于双立柱机床双立柱机床,从主轴向左侧立柱看时,从主轴向左侧立柱看时,X X轴的轴的正向指向右边;正向指向右边;X坐标:坐标:在工件旋转的机床上,在工件旋转的机
16、床上,X X轴的运动方向是在工件的轴的运动方向是在工件的径向并平行于横向拖板,刀具离开工件旋转中心径向并平行于横向拖板,刀具离开工件旋转中心的方向为的方向为X X轴的正向;轴的正向;确定确定XZXZ的坐标的正方向后,用右手直角坐标系确的坐标的正方向后,用右手直角坐标系确定定Y Y坐标的方向;坐标的方向;Y坐标:坐标:(4 4)机床原点的设置)机床原点的设置 机床原点是指在机床上设置的一个固定点,即机床坐机床原点是指在机床上设置的一个固定点,即机床坐标系的原点。标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来,是数控机床进它在机床装配、调试时就已确定下来,是数控机床进行加工运动的基准参考点,在数控机
17、床的使用说明书上行加工运动的基准参考点,在数控机床的使用说明书上均有说明;均有说明;第一讲 数控机床编程与操作基础大拇指X坐标;9、数控铣床的运行速度较高,在执行操作指令和程序自动运行之前,预先判断操作指令和程序的正确性和运行结果,做到心中有数,然后再操作,加工中心加工程序应经过严格审验后方可上机操作.主轴功能S控制主轴转速,其后的数值表示主轴速度。如图4所示,其中O2即为编程坐标系原点。2)工件坐标系选择G54G595、各项坐标回参考点,一般情况下Z向坐标优先回零,使机床主轴上刀具远离加工工件,同时观察各坐标运行是否正常。数控机床的坐标轴和运动方向均已标准化,这给数控系统和机床的设计、程序编
18、制和使用维修带来极大的便利。数控立式铣床的坐标系 返回图4 编程坐标系 返回1、数控铣床属贵重精密仪器设备,由专人负责管理和操作。世界上首台数控机床就是一部三坐标铣床,这主要因于铣床具有X、Y、Z三轴向可移动的特性,更加灵活,且可完成较多的加工工序。工件坐工件坐标系标系原点原点机床坐机床坐标系标系原点原点 (1 1)机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定)机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。位置点。(2 2)机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上)机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的,坐标值已输入数控系统中。因此用限位开关精确调
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