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课次授课计划课题: 数控铣床的对刀(盘类零件) 课次 24课时6上课时间 2012 年 11月14日周次 11课型新授星期三教学目标(含认知技能、过程与方法、情感与价值观) (一)知识与技能:掌握数控铣床对刀的基本技能,理解每一步操作的注意事项,操作规程。(二)过程与方法: 通过教师演示和讲析,让学生尝试用百分表完成数控铣床对刀的操作过程(三)情感、态度与价值观: 通过利用百分表来完成对刀任务,增强学生的耐心、细致、安全、文明、规范操作的意识,培养学生敬业精神,培养学生敢于实践,勇于探究、创新的精神。教学重点: 1、掌握数控铣削加工的对刀方法; 2、掌握数控铣床的坐标系建立及设置操作; 3、进一步了解数控铣床的结构组成、加工控制原理。教学难点: 利用百分表来掌握数控铣削加工的对刀方法说课(课前教学设计包括:教学理念、教材分析、学生分析、重点、难点分析、教学方法和手段) 对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下,对刀的精度可以决定零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。本次课对盘类零件进行建立工件坐标系的学习。课前准备: 图纸、刀柄、弹簧夹头、***、工件、百分表、磁性表座等教学过程设计任务(情景)设计: 如图,根据所学内容的基础上,你能完成这个图形工件坐标系的建立? 教学过程师生活动备注任务引入实施任务一、组织教学 1、集中学生,清点人数 2、布置实习内容 3、安全教育。二、加工零件的对刀操作训练1、分析加工零件图纸确定零件的编程原点 2、对刀过程 1)机床返回参考点 2)用百分表找中心(外形的对称中心为对刀位置点) 用磁性表座将百分表粘在机床主轴端面上,手动旋转主教师组织学生认真听讲教师结合数控机床学生认真听讲教师结合操作的过程进行讲解。学生一边观察一边理解并思考 1、如果对刀误差大的情况下会产生什么结果? 2 、跟仿真操作有何区别?为什么? 轴。然后,手动操作使旋转的表头依 X、Y、Z的顺序逐渐靠近被测表面,用步进移动方式,逐步降低步进增量倍率,调整移动 X、Y位置, 使得表头旋转一周时,其指针的跳动量在允许的对刀误差内(如0.02 mm) ,记下此时机床坐标系中的 X、Y坐标值,即为所找工件中心的位置。 3)确定***中心线在 X0或 Y0的位置上对刀过程图***工件 4)用G54 指令设定工件坐标系3、对刀操作检查 MDI 方式检查工件坐标系三、注意事项 1、对刀以前,最好回参考点一次让机床记住机床的坐标位置 2、简单计算必须准确 3、手轮使用 1)顺时针旋转是按“+”方向移动逆时针旋转是按“-”方向移动2)手轮移动时,注意工作台的方向,如正方向: X工作台是向左边移动 Y工作台是向正面方向移动 Z向是主轴向上移动 M03S. X0Y0 总结任务布置作业四、学生实训 1、返回参考点 Z轴—— Y轴—— X轴 2、对刀时,尽量使***靠过工件采用手动方式: 移动 X轴—— Y轴—— Z轴, 这时***逐渐接近工件移动过程中注意:观察不要让***跟工件碰撞 3、启动主轴将工作方式转为手轮(记住工作台的正、负方向移动) 4、对刀在对刀过程中注意手轮旋转方向,防止过切和碰撞。 5、检验 MDI 方式检查工件坐标系要求: 1)根据实际操作写出对刀的操作步骤; 2)除了采用试切对刀外,还有没有其它方法? 3)Z向是如何对刀的? 五、结束指导: 1、总结学习情況、存在的问题。 2、总结实训纪律情况。 3 、学生整理工、夹、量具,搞好实训场地的卫生工作。六、布置作业学生操作(分组) 教师巡视、观察学生的操作情况, 分组进行,适时指导根据学生的操作情况,适当帮助学生分析,总结学生操作中出现的问题,并加以鼓励。同学们结合自己的操作经验感受难点在哪里? 填写实训手册教学后记: 盘类零件对刀相对来说比较容易接受,学生基本上都能完成;有五位学生由于接受能力欠佳, 搞不清楚方向感, 还需要多指导和练习。相关资料: ①紧急停止与复位机床运行过程中,当出现紧急情况时,按下急停按钮,终止系统控制;伺服进给及主轴运转立即停止工作, CNC 进入急停状态。松开急停按钮, CNC 进入复位状态。②超程解除当某轴出现超程时, CNC 处于急停状态,显示“超程”报警。要退出超程状态时,必须松开急停按钮,一直按压超程解除开关,同时在手动方式下,控制该轴向相反方向退出超程状态。③方式选择通过方式选择开关,选择机床的工作方式,有以下几种方式。自动单段手动增量回零注: 11月 15日星期四素质教育课次授课计划课题: 数控铣床的对刀(盘类零件) 课次 25课时5上课时间 2010 年 11月16日周次 11课型新授星期五教学目标(含认知技能、过程与方法、情感与价值观) (一)知识与技能:1、熟练操作数控铣床操作面板; 2、通过本次实训,掌握数控铣床对刀方法; (二)过程与方法: 1、注意操作安全,按操作规程操作; 2、在对刀过程中,注意读数准确,在正确的操作界面下输入测量值。(三)情感、态度与价值观: 通过实训培养学生敬业和敢于实践,勇于探究、创新的精神。教学重点: 1、掌握数控铣削加工的对刀方法; 2、掌握数控铣床的坐标系建立及设置操作; 3、 MDI 方式检查工件坐标系。教学难点: 采用试切方式进行 Z向对刀说课(课前教学设计包括:教学理念、教材分析、学生分析、重点、难点分析、教学方法和手段) 本次课主要让学生理解:对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在唯一的机床坐标系中的位置。对刀的主要工作是获得基准刀程序起点的机床坐标和确定非基准刀相对于基准刀的刀偏置。课前准备: 图纸、刀柄、弹簧夹头、***、工件、百分表、磁性表座等教学过程设计任务(情景)设计: 如图,根据所学内容的基础上,你能完成这个图形工件坐标系的建立? 教学过程师生活动备注任务引入分析存在的问题实施任务一、组织教学 1、集中学生,清点人数 2、布置实习内容 3、安全教育。二、分析上次课产生的问题及注意事项三、学生实训 1.对个别的差生,进行教师组织学生认真听讲学生讲述实训情况及产生的问题教师分析与点评教师巡回指导并检查总结任务布置作业单独的指导,并及时地纠正其实训过程中出现的问题及错误。 2.对普遍存在的问题采用集中指导的方法,把全体同学集合起来,根据出现的问题加以纠正,然后再由教师反复演示。四、结束指导: 1、总结学习情況、存在的问题。 2、总结实训纪律情况。 3、学生整理工、夹、量具,搞好实训场地的卫生工作。五、布置作业 1、在操作过程中碰到哪些问题? 2、谈谈实训体会。填写实训手册教学后记: 本次课复习了前次课的内容, X、 Y 向工件坐标系的建立,同时完成 Z 向工件坐标系的建立。学生完成结果较好。相关资料: ▲轴手动按键+4TH +Z -Y -X 快进+X -Y -Z -4TH 各按键用于在手动连续进给、增量进给和返回机床参考点方式下, 选择进给坐标轴和进给方向.▲增量进给增量进给的增量值由“ X1”,“ X10 ”,“ X100 ”,“ X1000 ”四个增量倍率按1
内容来自淘豆网转载请标明出处.数控铣床编程与操作实验
数控铣床编程与操作实验 一、实验目的 1．了解数控铣床的基本特点和机床坐标系。 2．熟悉FANUC 0i-MD 数控系统应用。 3．掌握数控铣床常规操作方法，重点学习数控铣床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、自动加工等操作。 二、实验设备 1．CGM4300B数控铣床 2．FANUC 0i-MD 数控系统 三、实验基础知识 1．数控铣床的特点与组成 CGM4300B数控铣床是基于PC机控制的三轴联动数控铣床，该机床是浙江大学现代制造工程研究所、辰光数控公司开发生产的教学型数控铣床，具有机械结构简单、控制原理清晰、加工功能强大、国际标准指令等特点。该机床具有直线插补、圆弧插补、刀具补偿、固定循环、子程序调用等功能；能完成基本铣削、钻削、攻螺纹及自动工作循环等工作，能加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件等。CGM4300数控铣床硬件包括五个部分：铣床、控制柜、控制计算机、加工刀具、辅助刀具。 2．CGM4300B数控铣床主要技术参数 铣床式样&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 双立柱式 外形尺寸&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 800 mm×1100 mm×1500 mm 有效行程&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 280mm×350mm×100mm 定位精度&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 0.01/300mm 重复定位精度&&&&&&&&&&&&&&&& 0.005/300mm 最大运动速度&&&&&&&&&&&&&&&& 4.8m/min 主轴最高转速&&&&&&&&&&&&&&&& 24000r/min X-Y-Z轴驱动&&&&&&&&&&&&&&&& 伺服电机驱动精度滚珠丝杠 换刀方式&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 手动、专用工具锁紧 控制计算机&&&&&&&&&&&&&&&&&& 通过PC计算机 原点开关&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 光电元件 行程开关&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& X、Y、Z方向五个开关 紧急制动&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 计算机键盘控制和控制柜电源开关控制 机床电源&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 220V,50HZ 3．机床坐标系 &&& 数控机床采用国际通用标准的笛卡尔右手直角坐标系。即：三个坐标轴X、Y、Z互相垂直，各坐标轴的方向符合右手法则。大拇指的方向为X轴正方向，食指为Y轴正方向，中指为Z轴正方向。数控机床永远假定工件静止而刀具运动，同时规定坐标轴的正方向总是指向增大工件与刀具之间距离的方向。 &&& Z轴：为主轴方向，向上远离工作台方向为正方向。数控铣床Z轴可首先确定。 X轴：平行工件装夹平面，并平行主切削方向。数控铣床X轴水平向右为正方向。 Y轴：Y轴及正方向由笛卡尔法则判定。 4．数控代码规范 1）程序结构 ＮＣ程序由各个程序段组成，每个程序段执行一个加工步骤。程序段由若干个字组成，字由地址符和数值组成，地址符必须用大写字母，最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。目前常用的是字地址可变程序段格式。 2）数控指令 数控指令包括准备功能指令（G功能）、辅助功能指令（M功能）、刀具功能指令（T功能）、主轴功能指令（S功能）、进给功能指令（F功能）。常用指令有： G00& 快速移动，模态　　　　　　　　　例如：G00X40Y50； G01& 直线插补，模态 &&&
例如：G01X40Y30Z0； G02& 顺时针圆弧插补，模态&
例如：G02X40Y10R10； G03& 逆时针圆弧插补，模态 &
例如：G03X40Y10I10J10； G04& 暂停，单位毫秒&&&&&&&&&&&&&&&&& 例如：G04P200 G17& XY平面选择，数控铣床缺省&
G21& 米制单位设定，缺省 G41/G42/G40 刀具半径左补偿/刀具半径右补偿/刀具半径补偿取消 G43/G44/G49 刀具长度正补偿/刀具长度负补偿/刀具长度补偿取消 G54～G59&&& 第一工件坐标系～第六工件坐标系指定 G80& 钻孔循环取消 G81& 钻孔循环&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 例如：G81X10Y10Z-15R5F50； G83 &啄式钻孔循环&&&&&&&&&&&&&&&&&& 例如：G83X10Y10Z-15R5P300Q5F50； G90& 绝对尺寸
G91& 相对尺寸 G94& 进给率Ｆ，单位mm/min,数控铣床缺省 G95& 进给率Ｆ，单位mm／r M00 程序停止
M02 程序结束
M03 主轴顺时针旋转 M04 主轴逆时针旋转 M05 主轴停止 M08& 冷却液打开 M09& 冷却液关闭 M30 程序结束并返回 M98& 调用子程序&&&
&&例如 ：M98P0032007；调用O2007子程序3次 M99 子程序结束 5．FANUC 0i-MD 数控系统控制面板 数控铣床所提供的各种功能可以通过控制面板上的键盘操作得以实现。机床配备的数控系统不同其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。CGM4300数控铣床配备FANUC 0i-MD数控系统。下面介绍其各控制键功能。 1)主功能键 开机后先选择主功能键，进人主功能状态后，再选择下级子功能（软键）进行具体操作。 【POS】键：位置显示键。在CRT上显示机床现在的位置。 【PRGRM】键：程序键。在编辑方式，编辑和显示内存程序，显示MDI数据。 【MENU OFSET】键：菜单设置键。刀具偏置数值的显示和设定。 【OPR ALARM】键：报警显示键。按此键显示报警号及报警提示。 【DGNOS PARAM】键：参数设置键。设置数控系统参数。 【AUX GRAPH】键：图象显示键。暂无功能。 2)数据输人键 用来输人英文字母、数字及符号。常见功能有：G、M—指令；F—进给量；S—主轴转速；& X、Y、Z—坐标； I、 J 、K—圆弧的圆心坐标；R—圆弧半径；T—刀具号或换刀指令；O—程序名；N—程序段号；0-9—数字等。 3)编辑键 【ALTER】键：修改键。在程序当前光标位置修改指令代码。 【INSRT】键：插人键。在程序当前光标位置插人指令代码。 【DELET】键：数据、程序段删除键。 【EOB】键：程序段结束键。又称程序段输入键、确认健、回车键。 4）复位键 复位键【RESET】：按下此键，复位CNC系统。 5)输人输出键 输入键【INPUT】：与外部设备通信时，按下此键，才能启动输入设备，开始输入数据到CNC内。 输出键【OUTPT START】：按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备。 6）软键 软键即子功能键，其含义显示于当前屏幕上对应软键的位置，随主功能状态不同而各异。在某个主功能下可能有若干子功能，子功能往往以软键形式存在。 7）编辑辅助键 光标移动键【CURSOR】：用于在CRT页面上，一步步移动光标。↑：向前移动光标。↓：向后移动光标。 页面变换键【PAGE】：用于CRT屏幕选择不同的页面。↑：向前变换页面。↓：向后变换页面。 取消键【CAN】：按下此键，删除上一个输人的字符。 8）运行模式选择旋扭：MODE SELECT 【HOME】：返回机床参考点模式 【JOG】：手动连续进给模式 【JOGINC】：手动断续进给模式 【EDIT】：程序编辑模式 【MDI】：手动数据输入模式 【STEP】：单步加工模式 【AUTO】：自动加工模式 【HANDLE】：手摇脉冲发生器操作模式 9）进给速度倍率调节旋扭：用目前的进给速度乘上倍率得到实际进给速度。 &&&&&& 主轴速度倍率调节旋扭：用目前的设定速度乘上倍率得到实际主轴转速。 10)其它功能按键及旋扭： 【AXIS SELECT】旋扭：手动进给轴和方向选择旋扭。在JOG、JOGINC运行模式式时，选择手动进给轴和方向。 【ON】【OFF】键： CNC电源按钮。按下“ON”接通CNC电源；按下“OFF”断开CNC电源。 【E-STOP】键：急停按钮。当出现紧急情况时，按下此按钮，伺服进给及主轴运转立即停止工作。 6．数控铣床的基本操作 当加工程序编制完成之后，就可操作机床对工件进行加工。下面介绍数控铣床的一些基本操作方法。 1）电源的接通与断开 在机床电源接通之前，检查电源的柜内空气开关是否全部接通，将电源框门关好后，先打开机床电源，再按操作面板上的“CNC POWER ON”按钮方能打开机床主电源开关。当CRT屏幕上显示X、Y、Z的坐标位置时，即可开始工作。 当自动工作循环结束，机床运动部件停止运动后，按操作面板上的“CNC POWEROFF”按钮，断开数控系统的电源，然后切断电源柜上的机床电源开关。 2）回零操作 在机床出现下列情况之一时，操作者必须进行返回机床参考点的操作：开始工作之前机床电源接通；机床停电后再次接通数控系统的电源；机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作。 返回参考点的操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“HOME”位置，进人回零方式；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的＋X或＋Y或＋Z键选择一个所需移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关设定返回参考点进给速度；④按下坐标轴正向运动按钮后放开，坐标运动自动保持到返回参考点，直到参考点指示灯亮时停止。 3) 手动连续进给及断续进给 手动断续进给操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“JOGINC”，进入断续进给方式，并设置进给步长；②按坐标轴选择按钮“JOG AXISSELECT”的X或Y或Z键选择准备移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关“FEEDRATE OVERRIDE”选择点动进给速率；④根据坐标轴运动的方向，按正方向或负方向按钮，各坐标便可实现点动进给。点动状态下，每按一次坐标进给键，进给部件移动一段距离。 手动连续进给操作步骤：旋转方式选择开关“MODE. SELECT”处于“JOG”位置时，选择运动轴，按正方向或负方向按钮，运动部件便在相应的坐标方向上连续运动，直到按钮松开时坐标轴才停止运动。 4）主轴手动操作 自动运行时主轴的转速、转向等均可在程序中用S功能和M功能指定。手动操作时要使主轴启动，必须用MDI方式设定主轴转速。当方式选择开关“MODE SELECT”处于"JOG”位置时可手动控制主轴的正转、反转和停止。调节主轴转速修调开关“SPINDLE SPEED OVERRIDE”，对主轴转速进行倍率修调。按手动操作按钮CW、CCW、STOP控制主轴正转、反转、停止。 5）自动运行操作 机床的自动运行也称为机床的自动循环，自动运行前必须使各坐标轴返回参考点，并有结构完整的数控程序。 先将旋转方式选择开关“MODE SELECT”置于“AUTO”状态，进人自动运行方式；按程序键PRGRM，屏幕显示数控程序；按CURSOR键，光标移动至被选程序的程序头；按下循环启动按钮“CYCLE START”，则自动操作开始执行。 6）机床急停操作 机床在手动或自动运行中，一旦发现异常情况，应立即停止机床的运动。使用急停按钮或进给保持按钮中的任意一个均可使机床停止。 使用急停按钮。如果机床运行时按下急停按钮“E-STOP”，则机床进给运动和主轴运动会立即停止工作。待排除故障重新执行程序恢复机床的工作时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位后，进行手动返回机床参考点的操作。 使用进给保持按钮。如果机床在运行时按下进给保“FEED HOLD”按钮后，机床处于保持状态。待急停解除之后，按下循环启动按钮恢复机床运动状态，无需进行返回参考点的操作。 7）刀具偏置设定 刀具偏置设定包括刀具长度偏置量与刀具半径偏置量的设定。操作步骤：按功能键MENU& OFSET进入偏置菜单；按软键TOOL，进入刀具偏置设定画面；移动光标到要输人或修改的偏置号；键入偏置量；按输入键INPUT。 8）程序的输入和编辑&&&
当输入、编辑、检索程序时需将程序保护开关“PROGRAM& PROTECT”打开，并将运行模式置于EDIT状态，显示模式置于PRGRM状态。 程序新建：键入程序名，按INSRT完成程序新建。 程序调入：键入程序名，按INPUT完成程序调入。 程序输入：键入程序单元，按INSRT完成输入确认，按EOB程序段换行。 程序编辑：按替换键ALTER、删除键DELET、退格键CAN等完成程序的修改编辑。 7、数控铣床操作步骤 1）开机。开机一般是先开机床再开系统，有的设计二者是互锁的，机床不通电就不能在CRT上显示信息。 2）返回参考点。对于增量控制系统（使用增量式位置检测元件）的机床，必须首先执行这一步，以建立机床各坐标的移动基准。 3）输入数控程序。若是简单程序可直接采用键盘在CNC控制面板上输入，若程序非常简单且只加工一件且程序没有保存的必要时采用MDI方式输人，外部程序通过DNC方式输入数控系统内存。 4）程序编辑。输入的程序若需要修改，则要进行编辑操作。此时，将方式选择开关置于编辑位置，利用编辑键进行增加、删除、更改。编辑后的程序必须保存后方能运行。 5）空运行校验。机床锁住，机床后台运行程序。此步骤是对程序进行检查，若有错误，则需重新进行编辑。 6）对刀并设定工件坐标系。采用手动进给移动机床，使刀具中心位于工件坐标系的零点，该点也是程序的起始处，将该点的机械坐标写入G54偏置，按确定键完成。 7）自动加工。加工中可以按进给保持按钮，暂停进给运动，观察加工情况或进行手工测量，再按下循环启动按钮，即可恢复加工。 8）关机。一般应先关闭数控系统，最后关闭机床电源。 8、操作过程中的注意事项 1）每次开机前要检查一下铣床润滑油泵中的润滑油是否充裕，切削液是否足够等。 2）开机时，首先打开总电源，然后按下CNC 电源中的开启按钮，把急停按钮顺时针旋转，按下铣床复位按钮，使处于待命状态。 3）在手动操作时，必须时刻注意，在进行X、Y方向移动前，必须使Z轴处于抬刀位置。移动过程中，不能只看CRT屏幕中坐标位置的变化，而要观察刀具的移动。 4）在编程过程中，对于初学者来说，尽量少用G00指令，特别在X、Y、Z三轴联动中，更应注意。在走空刀时，应把Z轴的移动与X、Y轴的移动分开进行，即多抬刀、少斜插，避免刀具碰到工件而发生破坏。 5）在利用DNC功能时，要注意铣床的内存容量，一般从电脑向铣床传输的程序总字节数应小于23kB。如果程序比较长，则必须采用由电脑边传输边加工的方法，但程序段号，不得超过N9999。如果程序段超过1万个，可以借助程序编辑功能，把程序段号取消。 6）铣床出现报警时，要根据报警号查找原因，及时解除报警，不可关机了事，否则开机后仍处于报警状态。 四、实验内容 1．在实验老师指导下，了解数控铣床结构特点、加工特点、控制原理及机床坐标系组成。 2．练习FANUC 0i-MD 数控系统控制面板各功能按扭、旋扭作用，熟悉其规范使用方法。 3．练习数控铣床基本操作方法，重点学习数控铣床回零操作、手动对刀、工件坐标系设定、程序输入、自动加工等操作。 4．数控铣床加工实训，在给定时间内完成指定零件的数控加工。
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