数控铣削加工[1].docx

第三章 数控铣削加工
第一节 数控铣削系统
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一、华中Ⅰ型铣削数控系统
（一）系统上电屏幕及系统菜单功能
华中Ⅰ型数控铣削系统是由华中数控系统有限公司研制开发的，采用基于PC—NC的开放式结构，为用户提供了一个简捷、方便的操作方式，其系统结构如图2-1所示。
1.系统上电屏幕

图3-1 华中Ⅰ型数控铣削系统上电屏幕

在执行华中Ⅰ型铣削数控系统的启动文件后，上电后的系统屏幕显示如图3-1所示。有关说明如下：
（1）加工方式：显示系统目前的运行方式，如自动、手动、急停、回零等。
（2）加工方式：显示一行正在加工的程序。
（3）正文窗口：根据不同的用户界面显示。
（4）命令行说明当前画面所处的位置。
（5）运行程序索引：显示自动加工中的O代码和N代码
（6）工件指令坐标：可选为指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流和机床坐标/工件坐标/相对坐标。
（7）按软体键则进入相应的画面。
（8）软体键F8、 F9在任何画面中有效。
（9）在图3-1主画面中，按F10，进入一级菜单扩展功能。在其它画面中F10为返回上一画面。

图3-2 系统菜单结构

2．系统的菜单功能
成功启动系统软件后，屏幕将出现一级菜单，当选择其中的某项功能后，控制系统会显示该功能下的子菜单。同样，可根据该子菜单的内容选择所需功能，该功能的下级菜单将被显示。若要返回上级菜单，按F10功能键即可。功能键F8和F9在任何画面都有效，它们被用于设置通道及显示方式、参数等。菜单结构如图3-2 所示。
3．华中Ⅰ型数控铣床操作面板

图3-3 华中Ⅰ型数控铣床操作面板
本系统有NC键盘和铣床操作面板。NC键盘采用计算机键盘，含义和功能与计算机键盘基本相同。铣床操作面板如图3-3所示。
（二）系统有关操作
系统的有关操作，需结合系统菜单（图3-2），通过铣床操作面板（图3-3）和键盘进行。
1．数控系统的运行及停止
（１）手动运行 它适用于手动参考点返回、手动连续进给、解除超程、对刀和调试机床等。
（2）自动运行 其操作步骤为：选择主菜单中的“自动加工F1”→“程序选择F1”→在铣床操作面板中，置工作方式波段开关于“自动”加工位置→按下“循环启动”按钮→自动加工开始。
在自动运行过程中，想人为退出自动运行状态，此时可按“停止运行F7”按钮，屏幕上提示确认信息“是否退出自动运行Y/N？”，按“Y”键，表明取消运行，其他键不取消运行。
（3）程序校验 其操作步骤为：选择主菜单中的“自动加工F1”→“程序选择F1”→“程序校验F3”→“显示方式F9”→在铣床操作面板中，置工作方式波段开关于“自动”加工位置→机床锁住、Z轴锁住、MST锁住（这三个键可以不锁住，这时称为“切削模拟” ）→按下循环启动按钮→程序校验开始。
注意，切削模拟与铣削加工的执行速度相同，只是在切削模拟时，铣床不产生任何动作；而程序校验状态下的执行速度比切削模拟时要快些。
2．程序编辑
程序管理包括对加工程序的编辑、拷贝、删除、改名等操作。
若编辑区已经有程序，则在正文窗口显示正在编辑的程序，此时允许对该程序进行编辑。
若编辑区没有程序，则操作步骤如下：选择主菜单中的“程序编辑F2”→“文件管理F1” →选择所需的程序文件或创建新程序，系统将该程序调入编辑区，即可进行有关的编辑→操作后按“程序保存F2”。
3．安全防护及报警处理
（1）故障诊断 选择主菜单基本功能中的“扩展功能F10”→“故障诊断F4” →在故障诊断子菜单中选“报警显示F6”和“错误历史”F7，则可看到有关故障诊断、报警信息。
（2）紧急停止 如遇涉及人身或设备安全时，须按下机床操作面板上的“急停按钮”，这时铣床停止一切动作。
4．华中数控铣削系统的计算机模拟热键
（1）循环启动热键：Shift+ Shift
（2）进给保持：Ctrl+Alt
（3）急停：Scroll Lock
图3-4 FANUC Oi Mate-MB CRT-MDI面板外形
（4）复位：Ctrl+Alt+ Shift
（5）单段/自动：CapsLock
（6）退出数控系统：Alt+X
二、加工型数控铣削系统
FANUC Oi Mate-MB 铣削数控系统是由日本FANUC系统有限公司研制开发的。其CRT-MDI面板外形如图3-4所示，其基本功能与数控车削系统FANUC 0i mate-TB的相同，已在第二章中介绍。

第二节 数控铣床的分类、组成及工装应用

图3-5 数控卧式铣床 图3-6立式床身型数控铣床
一、数控铣床分类及组成
1．数控铣床分类
数控铣床一般为轮廓控制（也称连续控制）机床，可以进行直线和圆弧的切削加工(直线、圆弧插补)和准确定位，有些系统还具有抛物线、螺旋线等特殊曲线的插补功能。控制的联动轴数一般为3 轴或以上。可以加工各类平面、台阶、沟槽、成形 表面、曲面等，也可进行钻孔、铰孔和镗孔。加工的尺寸公差等级一般为IT9～IT7，表面粗糙度值为Ra3.2～0.4μm。

图3-7 数控龙门铣床 图3-8数控立式升降台铣床
（1）按伺服系统控制原理来分类，可分为开环控制、半闭环控制、闭环控制、混合环控制等。
（2）按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类，可分为数控卧式铣床（图3-5）、数控立式铣床（图3-6）和数控龙门铣床（图3-7）等。中小型数控铣床一般采用卧式或立式布局，大型数控铣床采用龙门式。数控铣床的工作台一般能实现左右、前后运动，由主轴箱做上下运动。在经济型或简易型数控铣床上，也有采用升降台式结构（图3-8），但进给速度较低。另外，还有数控工具铣床、数控仿形铣床等。
2．数控铣床的组成
数控铣床主要由控制介质输入装置、数控装置、伺服系统、辅助控制装置和机床本体等组成。
二、数控铣床工艺装备的应用
与普通铣床的工艺装备相比较，数控铣床工艺装备的制造精度更高、灵活性好、适用性更强，一般采用电动、气动、液压甚至计算机控制，其自动化程度更高。合理使用数控铣床的工艺装备，能提高零件的加工精度。
1．数控回转工作台

图2-9 数控回转工作台
数控回转工作台可以使数控铣床增加一个或两个回转坐标，通过数控系统实现4坐标或 5坐标联动，从而有效地扩大工艺范围，加工更为复杂的工件。数控铣床一般采用数控回转工作台。通过安装在机床工作台上，可以实现A、B或C坐标运动，但占据的机床运动空间也较大，如图2-9所示。

图3-10 光电式Z轴对刀器
2．Z轴对刀器
Z轴对刀器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系的Z轴坐标，或者说是确定刀具在机床坐标系中的高度。Z轴对刀器有光电式（图3-10）和指针式等类型，通过光电指示或指针，判断刀具与对刀器是否接触，对刀精度一般可达 100.0±0.0025（mm），对刀器标定高度的重复精度一般为0.001～0.002（mm）。对刀器带有磁性表座，可以牢固地附着在工件或夹具上。Z轴对刀器高度一般为50mm或lOOmm。
Z轴对刀器的使用方法如下:
（1）将刀具装在主轴上，将Z轴对刀器吸附在已经装夹好的工件或夹具平面上。
（2）快速移动工作台和主轴，让刀具端面靠近Z轴对刀器上表面。
（3）改用步进或电子手轮微调操作，让刀具端面慢慢接触到Z轴对刀器上表面，直到Z轴对刀器发光或指针指示到零位。

图3-11 偏心式寻边器 图3-12 迥转式寻边器 图3-13 光电式寻边器
（4）记下机械坐标系中的Z值数据。
（5）在当前刀具情况下，工件或夹具平面在机床坐标系中的Z坐标值为此数据值再减去Z轴对刀器的高度。
（6）若工件坐标系Z坐标零点设定在工件或夹具的对刀平面上，则此值即为工件坐标系Z坐标零点在机床坐标系中的位置，也就是Z坐标零点偏置值。
3．寻边器
寻边器主要用于确定工件坐标系原点在机床坐标系中的X、Y零点偏置值，也可测量工件的简单尺寸。它有偏心式（图3-11）、迥转式（图3-12）和光电式（图3-13）等类型。
偏心式、迥转式寻边器为机械式构造。机床主轴中心距被测表面的距离为测量圆柱的半径值。
光电式寻边器的测头一般为10mm的钢球，用弹簧拉紧在光电式寻边器的测杆上，碰到工件时可以退让，并将电路导通，发出光讯号。通过光电式寻边器的指示和机床坐标位置可得到被测表面的坐标位置。利用测头的对称性，还可以测量一些简单的尺寸。

图3-14 内藏式液压角度虎钳、平口虎钳
4．夹具
在数控铣削加工中使用的夹具有通用夹具、专用夹具、组合夹具以及较先进的工件统一基准定位装夹系统等，主要根据零件的特点和经济性选择使用。
（1）通用夹具 它具有较大的灵活性和经济性，在数控铣削中应用广泛。常用的各种机械虎钳或液压虎钳。如图3-14所示，为内藏式液压角度虎钳、平口虎钳。

图3-15 组合夹具的使用（钻孔、铣削）
（2）组合夹具 它是机床夹具中一种标准化、系列化、通用化程度很高的新型工艺装备。它可以根据工件的工艺要求，采用搭积木的方式组装成各种专用夹具，如图3-15所示。
组合夹具的特点：灵活多变，为生产迅速提供夹具，缩短生产准备周期；保证加工质量，提高生产效率；节约人力、物力和财力；减少夹具存放面积，改善管理工作。
组合夹具的不足之处：比较笨重，刚性也不如专用夹具好，组装成套的组合夹具，必须有大量元件储备，开始投资的费用较大。
5．数控刀具系统

图3-16 数控铣床的刀柄和拉钉 图3-17 数控铣床的通用刀柄
（1）刀柄 数控铣床使用的刀具通过刀柄与主轴相连，刀柄通过拉钉和主轴内的拉刀装置固定在轴上，由刀柄夹持传递速度、扭矩。数控铣床刀柄一般采用7：24锥面与主轴锥孔配合定位，这种锥柄不自锁，换刀方便，与直柄相比有较高的定心精度和刚度。数控铣床的通用刀柄分为整体式和组合式两种。为了保证刀柄与主轴的配合与连接，刀柄与拉钉的结构和尺寸均已标准化和系列化，在我国应用最为广泛的是BT40和BT50系列刀柄和拉钉，如图3-16、图3-17所示。
相同标准及规格的加工中心用刀柄也可以在数控铣床上使用，其主要区别是数控铣床所用的刀柄上没有供换刀机械手夹持的环形槽。

图3-18 数控铣削刀具
（2）数控铣削刀具 与普通铣床的刀具相比较，数控铣床刀具具有制造精度更高，要求高速、高效率加工，刀具使用寿命更长。刀具的材质选用高强高速钢、硬质合金、立方氮化硼、人造金刚石等，高速钢、硬质合金采用TiC和TiN 涂层及TiC-TiN复合涂层来提高刀具使用寿命。在结构形式上，采用整体硬质合金或使用可转位刀具技术。主要的数控铣削刀具种类，如图3-18所示。

数控铣刀种类和尺寸一般根据加工表面的形状特点和尺寸选择，具体选择如表3-1所示。

表3-1 铣削加工部位及所使用铣刀的类型
序号
加工部位
可使用铣刀类型
序号
加工部位
可使用铣刀类型
1
平面
可转位平面铣刀
9
较大曲面
多刀片可转位球头铣刀
2
带倒角的开敞槽
可转位倒角平面铣刀
10
大曲面
可转位圆刀片面铣刀
3
T 型槽
可转位 T 型槽铣刀
11
倒角
可转位倒角铣刀
4
带圆角开敞深槽
加长柄可转位圆刀片铣刀
12
型腔
可转位圆刀片立铣刀
5
一般曲面
整体硬质合金球头铣刀
13
外形粗加工
可转位玉米铣刀
6
较深曲面
加长整体硬质合金球头铣刀
14
台阶平面
可转位直角平面铣刀
7
曲面
多刀片可转位球头铣刀
15
直角腔槽
可转位立铣刀
8
曲面
单刀片可转位球头铣刀

图3-19 卧式装刀卸刀座示意图

（3）刀具的装卸 数控铣床采用中、小尺寸的数控刀具进行加工时，经常采用整体式或可转位式立铣刀进行铣削加工，一般使用7：24莫氏转换变径夹头和弹簧夹头刀柄来装夹铣刀。不允许直接在数控机床的主轴上装卸刀具，以免损坏数控机床的主轴，影响机床的精度。铣刀的装卸应在专用卸刀座上进行，如图3-19所示。
第三节 数控铣床操作
一、经济型数控铣床的操作
数控铣床ZJK7532是配有华中Ⅰ型数控系统的三坐标控制、三轴联动的经济型数控铣床，可完成钻削、铣削、镗孔、铰孔等工序。该机床既可进行坐标镗孔，又可精确高效地完成平面内各种复杂曲线的自动加工，如凸轮、样板、冲模、压模、弧形槽等零件。
（一）操作面板及其操作
机床操作面板如图3-3所示，各操作按钮如下：
（1）电源开关 用操作面板上的钥匙开、关，，接通或关闭数控系统电源。
（2）急停 机床运行过程中，当出现紧急情况时，按下“急停”按钮，伺服进给及主轴运转立即停止工作，机床即进入急停状态；通过“急停”按钮按其箭头方向转、抬，可解除急停。
（3）超程解除：某轴出现超程，要退出超程状态时，必须在解除急停和点动工作方式的状态下，按住“超程解除”键不放，然后通过点动移动键，使该轴向相反方向退出超程状态。
（4）工作方式选择：通过工作方式波段开关，选择机床的工作方式。其方式有如下几种：
①自动：自动运行方式，机床控制由控制器自动完成。
②单段：单程序段执行方式。
③点动：点动进给方式。
④步进；步进进给方式。
⑤回参考点：返回机床参考点(即回零)方式。
⑥手动攻螺纹：手动攻螺纹方式。
（5）手动运行的机床动作 手动运行包括手动回参考点，点动进给，步进进给，手动攻螺纹，冷却液开、关，主轴正、反转，主轴停等。
①坐标轴选择 在手动运行方式下，按压+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z中的某一按钮，则选定相应的手动进给轴和进给方向。每次能同时按下多个按钮，实现多个坐标轴手动联动进给。
②点动进给及速度选择 在点动进给方式下，按压+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z中的某一按钮，将向该轴指定的方向产生连续移动，松开按钮即减速停止。点动进给的速率为最大进给速率的1／3乘以进给修调波段开关选择的进给倍率。若同时按下+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z中的某一键和快移键，则产生该轴指定方向的快速运动，此时点动进给的速率为最大进给速率乘以进给倍率。
③步进进给 在增量进给方式下，按一下+X、-X、+Y、-Y、+Z、-Z中的某一按钮，该轴将向符号指定的方向移动一个增量值。增量值的大小受倍率波段开关控制。增量倍率波段开关的位置有×5，×1O，×100，X1000，其对应值分别为0.001、0.01、0.1 、1mm。
④手动返回参考点 当工作方式为回参考点方式时，选择+X、+Y、+Z，并同时按压需返回参考点的坐标轴的坐标按钮，则该轴产生移动。待参考点返回结束后，参考点返回指示灯亮。
⑤手动控制机床其它动作 有手动攻螺纹，冷却液开、关，主轴正、反转，主轴停等。
（6）与自动运行有关的操作
①自动运行与单段方式 当工作方式波段开关置于自动方式时，机床控制由控制系统自动完成；当置于单段方式时，程序控制将逐段执行，即运行一段后机床停止，再接一下“循环启动”按钮，即执行下一程序段，执行完了后又再次停止。
②自动运转启动 当工作方式波段开关置于自动方式时，在主莱单下按F1键，进入自动加工子菜单，按子菜单中“程序选择F1”，选择要运行的程序，按下“循环启动”按钮，自动运转启动，自动加工开始。自动加工期间，按钮内指示灯亮。
③自动运转暂停与再启动 在自动运行过程中，按下“进给保持”键，暂停执行程序，手动按下主轴停止、冷却液关，机床运动轴减速停止，刀具、主轴电机停止运行，暂停期间，按钮内指示灯亮；在自动运转暂停状态下，手动按下冷却液开、主轴正转，确认无误后按下“循环起动”，系统将重新启动，从暂停前的状态继续运行。
④进给速度修调 在自动方式下，当进给速度偏高或偏低时，可用操作面板上的进给修调波段开关，修调实际进给速度。此开关可提供10％～140％的修调范围。注意：在点动方式，此开关可调节点动速率。
⑤MDI运行 MDI运行为自动方式下运行达到程序所要求的位置。可通过系统主菜单，按F4→F6→输入目标程序→按“循环起动”键。
（7）其它操作
①机床锁定 禁止机床坐标轴动作。在自动运行开始前，将“机床锁定”按钮按下，再按下“循环启动“，机床显示的坐标位置信息变化，但不允许机床运动，用于切削模拟。
②Z轴锁定 在自动运行开始前，将“Z轴锁定”按下，再按下“循环启动”，Z轴坐标位置信息变化，但Z轴不运动，禁止进刀。
③M、S、T锁定：禁止程序中辅助功能的执行。按下“MST锁定”按钮后，除控制代码用M00、M01、M02、M30、M98、M99照常执行外，所有其它的M、S、T指令不产生动作。
（二）机床操作步骤
1.依次打开各电源开关→电气柜开关→操作面板钥匙开→显示器→计算机主机电源开。执行华中铣削数控系统程序，进入系统软件界面后，其屏幕显示如图3-1所示。
2.加工前机床调整
包括主轴上帽盖要装在合适位置，调整好机床主轴转速（停车变速，绝不允许开车调整机主轴转速床），调整好X、Y轴限位开关（由实习指导教师完成），加注润滑油，启动数控铣床，确定工件在机床工作台上的位置，装夹工件毛坯，装夹刀具，机床Z轴回参考点等。
3.采用手动或步进工作方式，找正、对刀。
4. 输入、调用程序
（1）输入程序 在主菜单中按下F2→再按下F1→程序选择→选“新程序”→进入编辑区，输入程序→F2保存→输文件名O××××→按F10，返回主菜单画面。
（2）调用内存程序进行编辑：主菜单F2→F1→选择“程序选择”→选“内存程序”→进入编辑区，修改程序→F2保存→覆盖原有程序→按F10，返回主菜单画面。
5.加工程序校验
将操作面板上“工作方式”设为“自动”，按下“机床锁住”，“MST锁住”，“Z轴锁住”。在主菜单按F1→F1→当前编辑程序→F3程序校验→按下操作面板上的“循环启动”，被校验的程序上有黄色的光标滚动；如程序有错，经故障诊断找出错误，按上一条顺序进行编辑、修改。
6.加工轨迹校验
（1）校验前先设置好显示参数 主菜单F9→F1→选择图形显示参数→编辑各项参数→按F10，返回主菜单
（2）将操作面板上“工作方式”设为“自动”，按下“机床锁住”，“MST”锁住”，“Z轴锁住”。
在主菜单中按F1→F1→当前编辑程序→F3→F9→按下操作面板上的“循环启动”，即可显示轨迹。
7.程序空运行校验
空运行校验前，机床三个锁住必须解除，手动操作下，将Z轴往正方向移动到某一高度（大于安全高度+工件厚度尺寸），然后操作面板上“工作方式”设为“自动”；在主菜单中按F1→F1→当前编辑程序→F9→显示模式选择三维图形或图形联合显示，按下操作面板上的“循环启动”，刀具在工件上方空运行，注意检查刀具运行轨迹。空运行后必须重新对刀。
8.自动加工及自动加工中注意事项
（1）自动加工 操作面板上工作方式设为自动，进给修调选用最小档。在主菜单中按F1→F1→当前编辑程序→F9→显示模式→选择合适显示模式→按下操作面板上的“循环启动”，程序开始自动运行，机床开始加工零件。
（2）只有通过校验后无误的程序才能进行自动加工。
（3）及时对工件和刀具调整冷却液流量、位置。
（4）即将切入工件前将进给修调值设置为较小值，加工过程中视加工余量进行调整。
（5）遇紧急情况，立即按急停。
（6）进给保持由指导教师指导操作。
9.选择量具检测零件
10.打扫机床及周围环境卫生
11.关闭电源按以下顺序
按计算机键盘Alt+X（若在Windows系统下，则要正常关闭系统）→关闭计算机主机电源开关→关显示器→关操作面板钥匙开关→关电气柜开关。
（三）安全操作注意事项
（1） 操作人员不准擅离操作岗位，按规定穿戴好工作帽，工作服，防护眼镜。不准带手套操作机床。
（2）主轴转速变换须停车变速。
（3）Z轴负方向极限设定：启动机床，对刀，设定好负软极限位置；以后在退出数控系统后再启动系统，第一步要作的事，就是Z轴必须回参考点。
（4）超程处理，必须在指导教师的指导下进行。
（5）急停开关应用：在涉及人身或机床安全时或异常状态时，应按下急停开关；解除急停开关时，应顺着其标示的箭头方向旋转抬起。
（6）卸刀时须在低速时，即“L”，并要求主轴停。否则刀卸不下来。卸刀装刀后，上方紧固扳手须卸下，并盖好帽后，才允许主轴转动。
二、加工型数控铣床的操作
（一）立式升降台数控铣床的操作
以南通数控立式升降台铣床XK5025/4为例（见图3-8），介绍其操作。
1.机床主要参数
（1）工作台行程： X—680mm Y—350mm
（2）主轴套筒行程： Z—130mm
（3）升降台垂向行程： 400mm
（4）主轴孔锥度： ISO 30
（5）切削进给速度范围： 0～350mm／min
（6）主轴转速范围： 有级 65～4750r／min
2.机床操作面板及其操作

图3-20 XK5025/4数控铣床操作面板
数控铣床XK5025/4的机床操纵台由CRT-MDI面板、机床操作面板等二部分组成。CRT-MDI面板已在第二章中介绍。该数控铣床操作面板，如图3-20所示。
该数控机床的操作如下：
（1）机床的开启
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，按“接通”键，系统即开始引导，并进入数控系统；
③解除“急停”，稍待片刻（约3秒），再按“机床复位”键，系统复位键（RESET）消除系统报警；
④进行手动回参考点操作后，即可进行机床的正常操作。
（2）手动操作
①“回零（REF）”手动返回参考点 将操作面板上的工作“方式选择”旋钮选择“回零”，“进给速率修调”旋钮打至中档（低于80%），须先选坐标轴+Z回参考点，然后+X、+Y依次序返回参考点，对应的LED将闪烁。注意，不允许停留在各轴零点位置上进行“回零”操作，距本轴零点位置距离必须大于20mm以上。
②手动连续进给（JOG） 将工作“方式选择”旋钮选择“手动”，调整“进给速率修调”旋钮速率，选择合理的进给速度，根据需要按住“手动轴选择键（+/- X 、Y、 Z）”不放，机床将在对应的坐标轴和方向上产生连续移动。如将工作“方式选择”旋钮选择“快速（JOG）”，机床将在对应方向上产生快速移动，其速度亦可通过进给速率修调旋钮调整。
③手轮（增量）进给(MND) 将工作“方式选择”旋钮选择“手轮”、“手轮选择方式”旋钮选择所需的轴（X、Y、Z）、“手轮轴倍率”旋钮选取增量倍率单位（×1、×10、×100），顺时针（正向）或逆时针（负向）旋转“手摇脉冲发生器（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。
④超程处理 按住“机床复位”键，将工作“方式选择”旋钮选择“手轮”、 “手轮选择方式”旋钮选择所需的轴（X、Y、Z）、“手轮轴倍率”旋钮选取增量倍率单位（×1、×10、×100），向超程的反方向旋转“手摇脉冲发生器（手轮）”，即可解除超程。（必须在指导教师的指导下进行）
（3）MDI运行（MDI） 将工作“方式选择” 旋钮选择“MDI”，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），然后将光标移至程序头，按操作面板上的“循环启动”键，系统即可执行MDI程序。
（4）参考点的建立 以G54为例，以工件坐标系原点作为参考点，其操作方法如下：
①手动返回参考点（没退出系统或系统没断电，且前面已作了返回参考点的，可不进行此步）。
②在手动方式下，按图纸和工艺要求用寻边器和Z轴对刀器等找正工件坐标系的原点。
③按MDI键盘上的“OFF SET/SETTING”键→按屏幕下方的章选择“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X处→在MDI键盘上输入“X 0”→按屏幕下方的章选择的“测量”软键，G54的X轴零点偏置值自动输入为机床坐标系中对刀的坐标值“-×××”；按以上同样方法操作将Y、Z值输入。
④按MDI键盘上的“位置（POS）”键→按屏幕下方的章选择“综合”→检查G54的X、Y、Z轴零点偏置值与当前机床坐标X、Y、Z值是否相同。
（5）刀具偏置设置 按MDI键盘上的“OFF SET/SETTING”键→按屏幕下方的章选择“补正” 软键→在屏幕上通过光标移动键将光标移至所选刀号→按MDI键盘数据键输入刀具半径补偿值或长度补偿值。
（6）编辑(EDIT)
①创建新程序 将工作“方式选择”旋钮选择“编辑”→按MDI键盘上的“程序（PROG）”键→按CRT屏幕下方的章选择“DIR”软键→通过MDI键盘输入新程序文件名（O××××）→按MDI键盘上的“INSERT”键→通过MDI键盘输入程序代码，内容将在CRT屏幕上显示出来。
②程序查找 将工作“方式选择”旋钮选择“编辑”→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（O××××）→按CRT屏幕下方的章选择 “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 将工作“方式选择”旋钮选择“编辑”→按MDI键盘上的“程序（PROG）”键→通过MDI键盘输入要修改的程序文件名（O××××）→按CRT屏幕下方的章选择“O检索”软键，屏幕上即可显示要修改的程序内容→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”对程序进行“替代”、“插入”或“删除”等操作。
④程序删除 将工作“方式选择”旋钮选择“编辑”→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（O××××）→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 将工作“方式选择”旋钮选择“编辑”→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（O××××）→按CRT屏幕下方的章选择“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）自动运行
①程序的调入 将工作“方式选择”旋钮选择“编辑（EDIT）”键→按MDI面板上“程序（PROG）”键显示程序屏幕→在MDI键盘上输入要调入的程序文件名（O××××）→按CRT显示屏下的章选择“O检索”软键，CRT显示屏上将显示出所选程序内容。
②程序的校验 将工作“方式选择”旋钮选择“自动（MEM）”→按下→按MDI键盘上的“图形（GRAPH）”软键→按CRT显示屏下的章选择软键“参数” 键，设置合理的图形显示参数→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速率→按机床操作面板上的“锁定”、“空运行”键→确认无误后按“循环启动”，即可进行程序校验，屏幕上将同时绘出刀具运动轨迹。
注意，若选取了程序“单段”键，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。空运行完毕必须取消“锁定”、“空运行”键方能进行自动加工。
③自动加工 调入程序→将工作“方式选择”旋钮选择“自动（MEM）”→ 通过校验确认程序准确无误后→“进给速率修调”旋钮选择合理速率和加工过程显示方式→按操作面板上的“循环启动”键，即可进行自动加工。
注意，加工过程中，可根据需要选择多种显示方式，如图形、程序、坐标等。操作方法参见数控系统有关章节。
④加工过程处理
a)加工暂停 按“进给保持”键，暂停执行程序→按主轴手动操作“停止”键可停主轴。
b)加工恢复 在“自动”工作方式下按主轴手动操作“正转”键→按冷泵手动操作“接通”键→按“循环启动”键，即可恢复自动加工。
c)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。
（8）DNC运行（RMT） DNC加工，也叫在线加工。将机床与计算机或网络联机→将工作“方式选择”旋钮选择“DNC”→按MDI面板上“程序（PROG）”键→在联机NC计算机准备完毕后→按操作面板上“循环启动”键。
（9）关机
①检查操作面板上“循环启动”的显示灯，“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按“急停”→按“断开”键，关闭数控系统电源，切断机床主机电源。
3．安全操作规程
（1）学生初次操作机床，须仔细阅读数控车床《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。操作人员必须按操作规程正确操作，尽量避免因操作不当而引起的故障。
（2）操作机床时，应按要求正确着装，严禁带手套操作机床。
（3）按顺序开、关机。先开机床再开数控系统，先关数控系统再关机床。
（4）开机后首先进行返回机床参考点的操作，必须Z轴先回参考点，然后X、Y轴回参考点，以建立机床坐标系。
（5）手动操作沿X、Y轴方向移动工作台时，必须使Z轴处于安全高度位置，移动时应注意观察刀具移动是否正常。
（6）正确对刀，确定工件坐标系与机床坐标系之间的关系。
（7）程序调试好后，在正式切削加工前，再检查一次程序、刀具、夹具、工件、参数等是否正确。
（8）刀具补偿值输入后，要对刀补号、补偿值、正负号、小数点进行认真核对。
（9）按工艺规程要求使用刀具、夹具、程序。执行正式加工前，应仔细核对输入的程序和参数，并进行程序试运行，防止加工中刀具与工件碰撞，损坏机床和刀具。
（10）装夹工件，要检查夹具是否妨碍刀具运动。
（11）试切进刀时，进给速率开关必须打到低档。在刀具运行至工件表面30—50mm处，必须在进给保持下，验证Z轴剩余坐标值和X、Y轴坐标值与加工程序数据是否一致。
（12）刃磨刀具或更换刀具后，要重新测量刀长并修改刀补值和刀补号。
（13）程序修改后，对修改部分要仔细计算和认真核对。
（14）手动连续进给操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，确定正负方向，然后再进行操作。
（15）开机后让机床空运转十五分钟以上，以使机床达到热平衡状态。
（16）加工完毕后，将X、Y、Z轴移动到行程的中间位置，并将主轴速度和进给速度倍率开关都拨至低档位，防止因误操作而使机床产生错误的动作。
（17）机床运行中，一旦发现异常情况，应立即按下红色急停按钮。待故障排除后，方可重新操作机床及执行程序。
（18）卸刀时应先用手握住刀柄，再按松刀开关；装刀时应在确认刀柄完全夹紧后再松手。装、卸刀过程中禁止运转主轴。
（19）出现机床报警时，应根据报警号查明原因，在教师的指导下及时排除。
（20）加工完毕，清理现场，并做好工作记录。
4.数控铣床日常维护及保养
（1）保持良好的润滑状态，定期检查、清洗自动润滑系统，添加或更换油脂、油液，使丝杠、导轨等各运动部件始终保持良好的润滑状态，降低机械的磨损速度。
（2）精度的检查调整：定期进行机床水平和机床精度的检查，必要时进行调整。
（3）清洁防锈
（4）防潮防尘 油水过滤器、空气过滤器等太脏，会发生压力不够、散热不好等现象并造成故障，因此 必须定期进行清扫卫生。
（5）定期开机 数控铣床工作不饱满或较长时间不用，应定期开机让机床运行一段时间。
（二）立式床身式数控铣床的操作
以自贡长征立式床身型数控铣床KV650/B为例（见图3-6），介绍其操作。
1.基本功能与主要参数
数控铣床KV650/B配用FANUC 0i Mate-MB数控铣削系统。机床结构采用立式床身型布局，以提高机床的刚度和抗震性能。它适用于金属切削加工的需要，特别适用于模具行业中、小型零、部件的加工。其主要参数如下：
（1）主轴孔锥度 IS040
（2）主轴转速 4500r／min
（3）主轴电机 4Kw
（4）工作台及主轴行程： X— 660mm Y—460 mm Z—510 mm
（5）主轴端到工作台距离 150～660mm
（6）主轴中心至立柱面距离 480 mm
（7）切削进给最大值 4000mm／min
（8）快速移动最大值 4000mm／min
（9）刀具型式 BT40
（10）重复定位精度 ±0005mm
（11）三轴定位精度 0.015／300

图3-21 立式床身型数控铣床KV650/B操作面板
2.机床操作面板及其操作
数控铣床KV650/B的机床操纵台由CRT-MDI面板、机床操作面板等二部分组成。CRT-MDI面板已在第二章中介绍。该数控铣床操作面板，如图3-21所示，其机床的操作如下：
（1）电子手轮为移动式挂在机床操纵台傍。由“手摇脉冲发生器”（手轮）、“手轮选择方式”旋钮（X、Y、Z）、“手轮轴倍率”旋钮（×1、×10、×100）等组成。其功能和操作方法与数控立式升降台铣床XK5025/4的基本相同。
（2）程序启动即“循环启动”键；程序停止即“进给保持”键；程序复位即“机床复位”键。
（3）主轴速度修调为变频无级调速。
（4）排屑开停，水泵开停，主轴正、反转，主轴停止均为手动操作。
该数控机床的其它操作及安全注意事项等，请参照数控立式升降台铣床XK5025/4的有关部分。
三、数控仿形钻铣床的操作
下面以数控仿形钻铣床ZKF7532A为例，说明其有关操作。
1．仿形系统的基本原理
（1）仿形的基本原理 使用传感仿形头与X轴、Y轴和Z轴的坐标系统相应地进行传感检测，通过仿形头传感的各轴的偏转信息，三个轴的位移来合成综合位移，最后根据所选的仿形方式（一维、二维、三维仿形）分配各轴的速度。
仿形头对各轴的偏转输出εX、εY、εZ、εD中，根据仿形方式的不同，其相应的所使用的信号是不同的，具体见下表3-2。

表3-2 仿形方式与输出信号对照表
仿形方式
所用的信号
一维仿形
εD
二维仿形
εX、εY、εD
三维仿形
εX、εY、εZ、εD

（2）仿形的方式 仿形加工根据仿形头退让的方向，可以分为三种方式：即一维仿形、二维仿形、三维仿形。本部分只介绍一维仿形。
（3）一维仿形系统 一维仿形是指用εD对进给轴和仿形轴进行平面等速控制的仿形方式。一维仿形的时候，仿形头（也称测头）只有一个退让的方向，即沿着所选定的仿形轴的方向退让。

图3-22 仿形系统的操作次面板
例如，指定Z轴为仿形轴，X轴为进给轴时的一维仿形的仿形动作是判断εD的方向以决定Z的方向（是上升还是下降），再根据εD的大小决定Z轴的速度。
根据有无行的进给，一维仿形可以分为下面两种形式：
①X—Y平面上的一维仿形（无行的进给）。
②Z—X或Z—Y平面上的一维仿形（带Y轴或X轴方向上的行的进给）。
2．仿形机床的操作面板及其操作
该仿形机床的操作面板有操作主面板、操作次面板和遥控操作面板。
（1）仿形机床的操作主面板及其操作 如图3-3所示，其有关按钮或开关的功能及操作，请参见前面介绍的华