苏州科技学院机械专业公办暑假数控实训报告.doc

数控加工技术实训报告
(苏州科技学院机电系慎用)

班级： 机械0811
学号： 0820236***
姓名： * *
专业: 机械设计制造及其自动化
指导老师： * *

实训时间
2023.07.01~2023.07.15
天数
15天
实训地点
CAD\CAM实验室、数控车间

数
控
实
训
目
的

1、了解数控机床（数控车床、数控铣床）的组成结构、加工对象及用途；
2、了解机床操作面板各按钮的功能；
3、了解数控系统的菜单功能和菜单结构；
4、学会斯沃仿真软件的操作；
5、结识FANUC和华中数控系统的区别；
6、通过零件的实际编程与加工操作，掌握基本的数控语言的使用、刀具补偿及加工方法；
7、通过对零件的加工，了解数控车床的基本运动；
8、通过数控实训，加强对数控编程、数控加工的运用以及对加工后零件的检查和分析。

实
训
内
容

1、 数控机床基本结构的结识；
2、 数控车床介绍（FANUC与华中数控）；
3、 数控车床仿真与操作；
4、 数控铣床介绍（FANUC与华中数控）；
5、 数控铣床仿真与操作；
6、 数控铣床加工中心介绍（FANUC）。

为了提高我们对数控机床的结识，今年暑假特定为我们安排了为期15天的数控实训，围绕数控实训内容，谈谈我在本次实训中学习到的知识。
本次实训就是针对数控机床的一些基本知识和操作，在学习和结识了数控机床的基础上，对机床进行一些简朴指令的操作。以下就是我数控实训的具体内容：
1、数控机床基本结构
数控机床是数字控制机床（Computer Numerical Control Machine Tools）的简称，是一种以数字量作为指令信息形式，通过数字逻辑电路或计算机控制的机床。它综合运用了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电子电力、计算机、接口和软件编程等多种现代技术，是典型的机电一体化产品。
数控机床通常由程序载体（控制介质）、输入装置、数控装置、强电控制装置、伺服控制装置和机床六部分组成。其原理图如下：
程序载体
输入装置
数控装置
伺服控制系统
强电控制装置
机床
检测装置

1) 程序载体
对数控机床进行控制，一方面必须在人与机床间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称为程序载体（或称控制介质）。在程序载体上存储了被加工零件所需的所有几何信息和工艺信息。这些信息是在对加工工件进行工艺分析的基础上拟定的，它涉及工件在坐标系内的相对位置、刀具与工件相对运动的坐标参数、工件加工的工艺路线和顺序、主运动和进给运动的工艺参数以及各种辅助操作。
2) 输入装置
　　输入装置的作用是将程序载体上的数控代码信息转换成相应的电脉冲信号并传送至数控装置的存储器。根据程序控制介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、录放机或软盘驱动器。最早使用光电阅读机对穿孔纸带进行阅读，之后大量使用磁带机和软盘驱动器。有些数控机床不用任何程序存储载体，而是将程序清单的内容通过数控装置上的键盘，用手工的方式输入。也可以用通信方式将数控程序由编程计算机直接传送至数控装置。
3) 数控装置
　　数控装置（即CNC装置）是数控机床的核心，涉及微型计算机、各种接口电路、显示器等硬件及相应的软件。它能完毕信息的输入、存储、变换、插补运算以及各种控制功能。
　　数控装置接受输入装置送来的脉冲信号，通过编译、运算和逻辑解决后，输出各种信号和指令来控制机床的各个部分，并按程序规定实现规定的、有序的动作。这些控制信号是：各坐标轴的进给位移量、进给方向和速度的指令信号；主运动部件的变速、换向和启停指令信号；选择和互换刀具的刀具指令信号；控制冷却、润滑的启停，工件和机床部件松开、夹紧，分度工作台转位等辅助信号等。
4) 强电控制装置
　　强电控制装置又称可编程逻辑控制器PLC，是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制系统。其重要作用是接受数控装置输出的主轴变速、换向、启动或停止，刀具的选择和更换，分度工作台的转位和锁紧，工件的夹紧或松开，切削液的开或关等辅助操作的信号，经必要的编译、逻辑判断、功率放大后直接驱动相应的执行元件(如电器、液压、气动和机械部件等)，以完毕指令所规定的动作，从而实现数控机床在加工过程中的所有自动操作。
5) 伺服控制装置
　　伺服系统重要完毕机床的运动及运动控制(涉及进给运动、主轴运动、位置控制等)，它由伺服驱动电路和伺服驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它接受来自数控装置的位置控制信息，将其转换成相应坐标轴的进给运动和精确的定位运动，驱动机床执行机构运动。由于是数控机床的最后控制环节，它的性能将直接影响数控机床的生产效率、加工精度和表面加工质量。
6) 机床
机床本体的设计与制造，一方面应满足数控加工的需要，与传统的普通机床相比，数控机床机械部件有如下几个特点：
　　(1) 采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置，机械传动结构得到简化，传动链较短。
　　(2) 机械结构具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼刚度、耐磨性以及抗热变形性能。
　　(3) 较多地采用高效传动件，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨等。
　　(4) 尚有一些配套部件(如冷却、排屑、防护、润滑、照明、储运等一系列装置)和辅属设备(编程机和对刀仪等)。
数控机床作为现代先进生产制造工具，具有以下特点：
（1）具有广泛的适应性；
（2）高精度与质量稳定；
（3）高效率；
（4）能进行复杂零件的加工；
（5）减轻劳动力强度、改善劳动条件；
（6）有助于进行现代化管理；
2、数控车床介绍
数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，重要用于加工轴类、套类和盘类等回转体零件。
本次实训我们所用的数控车床有两类：FANUC系统数控车床、华中数控机床。这两类数控车床最大的差别就是操作系统，FANUC系统是日本研制开发的，该数控操作系统具有国际领先水平，而华中数控属国产系统，编程指令都是在FANUC基础之上而来的，所以这两个系统大部分指令是同用的。由于生产厂家的不同，其控制面板、输入输出装置也是不同的。所以我们在使用的时候要特别注意他们的不同操作，如机械坐标回原点问题、刀具补偿的输入问题等。
3、数控车床仿真与操作
3-1数控车床仿真
数控车床仿真就是运用计算机仿真软件，在虚拟的车床上对虚拟工件进行的车削加工。在机床操作之前，进行计算机仿真能加强我们对车床操作面板的结识，以及发现在加工过程中由于误操作而引发的一些加工事故，同时也能对加工代码进行检查。
我们实训所使用的仿真软件是斯沃数控仿真系统软件，其具体的仿真流程如下：
1）打开斯沃数控仿真系统软件，选择数控系统类型（FANUC 0iT）并运营；
2）解除机床急停按钮，将程序保护按钮旋至“O”端；
3）车床回零：回原点（REF）—X回零—Z回零；
4）工件设立：工件操作—设立毛坯(工件直径50，长度150)；
5）刀具设立：机床操作—刀具管理（1号刀架：外圆粗车刀55o；2号刀架：外圆精车刀55o；3号刀架：螺纹刀；4号刀架：割刀）；
6）在MDI方式下分别对4把刀具进行对刀，并将相关参数输入到刀具库中：
（1）主轴转动：手动输入方式MDI—PROG—MDI—输入M03 S300；—循环启动；
（2）试切法对刀：将刀具换至1号刀架，通过手动进给方式（JOG）和手轮进给方式（HNDL）调整1号车刀的位置，先试切外径（如下图），试切完后将车刀沿Z轴退至合适位置，主轴停止，用“加工测量”工具测量刚试切完的工件直径D，将该参数输入到刀具库G001位置上：参数输入（OFFSET SETING）—补正—形状—输入 X（测量直径）—测量；再将主轴旋转，试切端面（如下图），试切完后将车刀沿X方向退出，Z方向保持不变，在刀具补偿库中输入Z0—测量。1号刀具就对刀完毕了。

①—试切外径;②—试切端面;
（3）使用（2）中所述的方法，分别对2、3、4号刀具进行对刀，并将相关参数输入到G002、G003、G004刀具库中（各车刀在试切外径时，为了保证对刀的精度，尽量少切，否则必须最试切完后的工件重新测量；螺纹刀不需要试切端面，只需刀尖大体与端面对其即可；割刀只需将左刀刃与端面相碰即可，尽量不要切到端面。）
（4）对刀完毕，将刀架退至合适位置，机床复位（RESET）。
7）程序代码输入：编辑（EDIT）—PROG—输入O0817;（程序名），调用已编写完的程序文献。具体代码如下：

O0817;

G98 G90 G40 G21；
T0101；
M03 S600；
G01 X100.Z100.F500；
X40.Z5.F500.；
Z0.F100.；
X36.；
G50 S800；
G96 S40；
X-0.5 F20.；
Z2.F500.；
X36.；
G97 S600；
X40.Z5.F500；
G71U1.5R1；
G71 P10 Q20 U0.3 W0.1 F120；
N10 G01 G42 X4.F500；
X11.5Z-1.7F50；
Z-22.F50；
X16.；
G03 X22. Z-25. R3. F40；
G01 Z-30.F50；
G03 X22.Z-42.R10.F40；
G01 Z-47.F50；
G02 X28.Z-50.R3.F50；
G01 Z-62.F50；
N20 X40.F50；
G01 X100 Z200 F500.；
T0202；
G70 P10 Q20 S50；
G01 G40 X100.Z100.F500；
M00；
M05；
M00；
M03；
T0404；
M03 S600；
G01 X20.Z-22.F500；
X9.6 F20；
X25. F100；
X100. Z100.F500；
T0303；
M03 S300；
G01 X14.Z5.F500；
G92 X12.Z-19.F1.75；
X11.2；
X10.6；
X10.2；
X9.8；
X9.4；
X9.4；
G01 X100.Z200.F500；
M00；
M05；
M00；
M03；
T0404；
M03 S600；
G01 X40.Z-62.F500；
G50 S800；
G96 S40；
G01 X-0.20 F20；
X40 F100；
G97 S500；
G01 X100.Z200.F500；
M30；
%

8）加工：可以选择单步或自动，建议在刚开始加工零件时选用单步执行：自动（AUTO）—单步—循环启动；假如确信对刀没问题和程序编写无误，可以取消单步，让车床自动加工。(仿真后的零件图如下)

3-2数控车床操作
对于两种不同系统的数控车床，其操作基本是差不多的，只有很少数的地方有些不同，在操作过程中再区分一下FANUC与华中数控的不同，机床的操作环节如下：
1）开机回原点，方法与仿真操作相同（FANUC系统车床开机只需回一次机床原点，即使半途按下急停按钮也不需要回原点；而华中数控车床每按一次急停按钮就需回一次机床原点）；
2）工件安装（由于刀具已安装好，我们在操作时就无需再反复安装）；
3）对刀及参数设立，对刀方法和刀具补偿同车床仿真（FANUC车床刀具补偿与仿真一致，而华中数控车床在X方向补偿应输入半径值）；
4）调用程序加工，选择单步执行，在加工过程中假如发现问题，应立即将加工倍率旋钮调至“0”位置；
5）将刀架退至合适位置，按下急停按钮，操作结束。加工后的零件如下图：

4、数控铣床介绍
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别。数控铣床其实就是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工。
数控铣床重要用于加工带有平面类、变斜角类、曲面类零件。
5、数控铣床仿真与操作
5-1数控铣床仿真
数控机床仿真仍然用斯沃数控仿真系统软件，其仿真流程如下：
1）打开斯沃数控仿真系统软件，选择数控系统类型（FANUC 0iM）并运营；
2）解除机床急停按钮，将程序保护按钮旋至“O”端；
3）车床回零：回原点（REF）—Z回零—X回零—Y回零；
4）工件设立：工件操作—设立毛坯(工件寄存器选用G54，工件尺寸为100，铣刀离工件上端面距离200，工件原点离工件的两条边分别为50、50)；工件装夹—平口钳装夹并调整合适的Z向距离；
5）刀具设立：机床操作—刀具管理（直径为10的端铣刀）—添加到主轴；
6）在MDI方式下对刀具进行对刀，并将相关参数输入到刀具库中：
（1）主轴转动：手动输入方式MDI—PROG—MDI—输入M03 S300；—循环启动；
（2）试切法对刀：通过手动进给方式（JOG）和手轮进给方式（HNDL）调整铣刀的位置。先对Z向：将铣刀位置移至工件上表面，轻轻试切工件，记下此时铣床的机械坐标Z值，将其输入到工件坐标系设定中去：参数输入（OFFSET SETING）—坐标系—在G54 Z中输入值；再对X向：从X向两边分别试切工件，并记下相应的机械坐标X值，将其求平均值输入到G54 X中去；最后对Y向：方法同X向的对刀方法，同时输入到G54 Y中去；
（3）对刀完毕，将铣刀退至合适位置，机床复位（RESET）。
7）程序代码输入：编辑（EDIT）—PROG—输入O0817;（程序名），调用已编写完的程序文献。具体代码如下：
O0817;

G90 G80 G54 G21 G40;
M03 S1000;
G01 X0.Y0.Z100.F600;
Y0.X80.Z100.;
Z10.;
Z-2.;
N10 X63.;
Y53.;
X-63.;
Y-53.;
X63.;
Y0.;
N20 X56.;
Y46.;
X-56.;
Y-46.;
X56.;
Y0.;
N30 X49.;
Y39.;
X-49.;
Y-39.;
X49.;
Y0.;
N40 X47.;
Y10.;
X24.;
Y18.;
X49.;
Y26.;
X18.;
Y34.;
X49.;
Y38.;
X-36.;
X-47.Y28.;
N50 Y-10.;
X-24.;
Y-18.;
X-49.;
Y-26.;
X-18.;
Y-34.;
X-49.;
Y-38.;
X36.;
X47.Y-28.;
Y0.;
X60.;
G42G01 D01 X40.Y0.;
G03 X30.Y0.R10.;
G02 X10.Y20.R20.;
G03 X0.Y30.R10.;
G01 X-20.;
G03 X-40.Y10.R20.;
X-30.Y0.R10.;
G02 X-10.Y-20.R20.;
G03 X0.Y-30.R10.;
G01 X20.;
G03 X40.Y-10.R20.;
X30.Y0.R10.;
G40 G01X50.Y0.Z2.;
Z20.;
Y100.Z100.;
G80 M05
M30
%

8）加工：可以选择单步或自动，建议在刚开始加工零件时选用单步执行：自动（AUTO）—单步—循环启动；假如确信对刀没问题和程序编写无误，可以取消单步，让铣床自动加工。(仿真后的零件图如下)

5-2数控铣床操作
数控铣床实训使用的是FANUC系统的铣床，其操作环节如下：
1）开机回原点，方法与仿真操作相同；
2）工件安装（由于刀具已安装好，我们在操作时就无需再反复安装）；
3）对刀及工件坐标系设定，对刀方法和工件坐标系设定同铣床仿真操作；
4）调用程序加工，选择单步执行，在加工过程中假如发现问题，应立即将加工倍率旋钮调至“0”位置；
5）将铣刀退至合适位置，按下急停按钮，操作结束。
6、数控铣床加工中心介绍
加工中心（简称CNC），是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完毕钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度规定较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。
数控实训心得体会
15天的时间转眼即逝，这次暑期实训让我明白了课本上学的知识都是最基本的知识，不管现实情况如何变化，抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上，出现挫折感，可我觉得，要是没有书本知识作铺垫，又哪能应付瞬息万变的社会呢?
通过这次数控实训实训，虽然时间很短，可我学到的却是我一个学期都难以了解的。通过这次暑假数控实训的经历,使我学到和懂得了许多。数控机床将不再神秘，我们的知识也不再仅仅停留在书本上了，总之，这次难忘的暑假实训经历使我获益良多,对我将来的发展具有十分积极的作用。
不久我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观测、学习。不具有这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才干有所突破，有所创新。就像我在实训中接触到的零件的加工，虽然它的危险性很大，但是要亲自去操作并且要作出成品，这样就锻炼了我敢于尝试的勇气。
在课堂上学习数控专业知识大部分都是理论知识，所以我很爱惜这次实训机会，认真的听老师的讲解和介绍，观测每一个机械的构造和零件，以及学习它的实用方法，和理论知识相结合，才干理解的更透彻。实训开始，一方面对我们介绍了数控机床的基本结构；然后我们在老师的教导下通过上机学会了数控机床的仿真，在编写好程序后，我们可以观看仿真模拟，预先知道该程序是否符合规定和标准，最后接触机床，将编好的程序输入数控机床，一切都是自动化的，零件不久就加工好了，符合我们的规定，所以数控机床很具有时代性。据说，数控机床的发展和换代几乎与计算机是同步发展的。 通过这次实训我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料重要成形方法和重要机械加工方法及其所用重要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
这次实训，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱惜国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。在整个实训过程中，老师对我们的纪律规定非常严格，同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等规定，对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。生平第一次有种“学以致用”的感觉，内心很有成就感，也真切的体会到真理必须要用实践去检查，不亲自去动手实验一下。有很多东西是书上没有的，只有在实践中才干体会得到，纸上谈兵只会让人走进误区，实践才是永远的老师。它带给我们的不仅仅是经验，它还让我们知道什么叫工作精神和严谨认真的作风。这次实训让我懂得什么叫“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”