数控铣床培训完全手册.docx

1.0) 仪表板控制一览表控制面板1.1) 按钮与信号灯功能名称功能解说Power 动力指示灯显示电源接通Home Pos 复归原点指示灯显示X,Y,Z轴已复归原点Spindle Orient 马达定向位换刀初始位置Alarm 警报指示灯程序出错，机械故障，安全检查器不到位Home ATC 夹子位置更换刀具夹子已完成工作及准备更换状态Magazine Home 刀套仓库位置所选择刀具已到位及准备状态Work take out permission 工作台位置工作台旋转已完成到位工作Home Pos 复位XYZ轴已复位到机器初始原点Coolant 冷却液开关自动和手动开关Block Skip 程序跳跃若键钮打开在程序中有( / )就会跳跃到下个程序Optional Stop 停止选择 (若键钮打开)若程序在运行中有M00或M01便会自动停止操作Single Block 逐步运行 (若键钮打开)每按一次起动键方可运行下一单行程序 ( 只适用于设定新程序)Machine Lock 运行锁定 (若键钮打开)XYZ轴停止移动DRY Run 空运行 (若键钮打开)必须在相应的程序上把Z基准提高Start 起动键每按一次即可运行加工程序Start Reservation 预定起动键当前加工程序完成后自动运行下一加工程序Emergency Stop 紧急键无论处于任何情形，机器运行立即停止Feed Hold 暂停键进给保持Ready 就绪键系统开始键ATC Jog Drive 手动换刀键必须在换刀位置上才有效MG Jog Drive 手动刀套转动键必须从换刀位置上退回刀库Auto ZRM 快速自动归位键必须配合模式选择键JC Jog drive 手动工作台旋转键必须配合模式选择键Alarm Reset 警报消除键消除警报+/- Push +/-键必须配合模式选择键Door Oper/Close 正面门开关键必须配合模式选择键Light Off/On 灯光开关键Operation 电源开关键Edit Off/On 更改程序锁只适用于更改程序1.2) 模式选择功能钮 ( MODE SELECT )名称功能解说Edit编辑,修正程序Auto自动运行锁只适用于生产上MDI模式功能钮适用于换刀,工作台旋转与其他的模式程序Jog手动轻推钮必须配合轴选择功能钮,+/-键与工件加工运转加速钮ZRN手动复归原点必须配合轴选择功能钮与+/-键Rapid 手动迅速钮必须配合轴选择功能钮,+/-键与速度操作钮Handle手动移动钮必须配合轴选择功能钮与工件加工运转加速钮1.3) 轴选择功能钮 (AXIS SELECT)名称功能解说X 轴手动复归原点,轻推与迅速移动钮必须配合工件加工运转加速钮与速度操作钮Y 轴手动复归原点,轻推与迅速移动钮必须配合工件加工运转加速钮与速度操作钮Z 轴手动复归原点,轻推与迅速移动钮必须配合工件加工运转加速钮与速度操作钮1.4) 速度操作钮 (RAPID OVERRIDE HANDLE MULTIPLIER)名称功能解说Rapid Override Handle Multiplier快速进给以现在点做为始点，坐标语指令值为终点，以直线与非直线路径作为位置定位，以最大速度移动定位。 ( 必须配合G00代码 )1.5) 工件加工运转加速钮 (FEEDRATE OVERRIDE /JOG FEEDRATE)名称功能解说Feedrate Override/Jog Feedrate直线补间刀具从现在点起，坐标语指定的终点为止，以位址F所指定的速度作直线移动补间。但是此时，程序F指定的速度，以加速钮百分比例来运行。( 必须配合G代码 )1.6) 屏幕转换图表 ( Screen Transition Diagrams )a) MONITOR ( 监控器 )MONITOR( 监控器 )POSI( 位置 )COORDI( 坐标 )MENU( 下一页菜单 )COMMAND( 命令 )SEARCH( 程序呼叫 )CON.VAR( 常用变数 )RESRARCH( 调查 )Modal information( 模式资料 )Time( 时间 )Program Tree( 编程 )LOC.VAR( 局部变数 )# 1( Previous Page / 前一页 ), 2 ( Next Page / 下一页 )# ) 如要进入Modal information ,Time 或 Program Tree .先按COMMAND后再按一次Next Page就是Modal information,两次为Time.b) TOOL PARAMETER ( 工具参数 )CONTROL( 控制开关 )TOOL PARAM( 工具参数 )OFFSET( 补偿 )REGIST( 注册 )MENU( 下一页菜单 )LIFE( 刀具寿命 )WORK( 坐标参数 )AXIS( 轴设定 )SETUP( 设定 )PLC - SW( 功能设定 )MENU( 下一页菜单 )PROCESS( 过程 )ROTATE(旋转 )MEASURE(测量 )MENU( 上一页菜单 )c) EDIT / MDI ( 编辑 / 修订 )TOOL PARAM( 工具参数 )EDIT( 编辑 / 修订 )SEARCH( 程序呼叫 )PROGRAM( 程序 )LARGE( 大字母 )FILE( 程序档案 )SMALL( 小字母 )MENU( 下一页菜单 )AUTO - NTOOL PARAM( 工具参数 )MDI( 编辑 / 修订 )MDI - ENT( 编辑 )d) DIAGN IN / OUT ( 故障诊断 )ALARM(警报诊断 )SERVO( 伺服控制 )PLC / F( PLC 界面 )NC - SPEC( NC 规格 )MENU( 下一页菜单 )DIAGN IN/OUT( 故障诊断 )INPUT( 输入 )OUTPUT( 输出 )ERASE( 删除 )FILE( 程序档案 )MENU( 下一页菜单 )COPY( 拷贝 )PARAM( 参数 )MENU( 上一页菜单 )e) SFGSFGGRAPHIC( 绘画 )TRACEPROGRAM(程序 ) ERASE( 取消 )MENU( 下一页菜单 )CHECK(检查 )STEPSEARCHERASE( 取消 )MENU( 下一页菜单 )SCALESTANDARDGRF MODEMOTATIONMENU( 上一页菜单 )f) FOUser openscreenLaddermonitorFO练习题 ( EXERCISE )姓名 : _日期 : _请说明以下的按钮与信号灯的功能. a) Spindle Orient: b) Home Pos: c) Block Skip: d) Single Block: e) Emergency Stop: f) Feed Hold: g) Auto ZRM: h) JC Jog drive: I) Alarm Reset: j) DRY Run: k) ATC Jog Drive: 2.0) 收据控制程式概要l 程式格式 为了控制工作母机的动作，数值控制器 (以下简称 CNC) 预先定义了同种不同型式的控制讯息，而本 CNC 采用被称为 (字元位址) 方式的格式。 这方式所给予机械的控制讯息全由英文字母为首的文字和复数个位数的数值之组合所构成。而这些英文字母 (即位址) 各自有其既定的功用，所以，以什么样的排列顺序也无所谓。 以下程式例两者的机械动作是一样的。 例 1)N001 G00 X-100.0 Y-150.0 M03 S1000 ； 例 2)M03 G00 S1000 Y-150.0 N001 X-100.0; 但是，为了使程式能一目了然，建议使用例 1)的排列方式依照 N ， G ， X ， Y ， Z ， F ， M ， S ， T ，的顺序指定.l 字元和位址 在第一项所说以英文字母为首的文字被称为位址，而这位址接上复数个位数的数值所构成的讯息被称为字元资料 (或单指字元) 。位址本身预先已有了既定的功能。再者，字元资料是依据位址所指定可能的位数来决定的。 因此，一个一个的字元资料是形成NC程式的基本要素，这些字元资料的组合是构成实际工件切削的加工程式。再者，位址G，M，S和T所代表的字元资料别名又叫G码，M码，S码，T码。练习题 ( EXERCISE )姓名 : _日期 : _1) 数值控制器( CNC )有多种不同型式的控制讯息，请说出而本公司所采用的格式? _2) 由英文字母为首的文字被称为 _3) 由个位数的数值所构成的讯息被称为 _3.0) 制作程式的基本概念l 控制轴和轴名称 通常付有CNC的立式切削中心机(以下简称工作母机)，藉由水平移动(左右以及前后方向)的工作台和主轴床台的上下移动，作单独移动或同时移动来执行切削(加工)。这些三方向可动部位就称之为控制轴，另外有如下的轴名称称呼： 使工作台左右进给的控制轴-X轴 使工作台前后进给的控制轴-Y轴 使主轴床台上下移动的控制轴-Z轴 l 参考点( 机械原点位置 )和原点复归 在机械的各控制轴，特定的机械位置被设定作为机械坐标系的基准点。这个机械位置就称为参考点(或机械原点位置)。参考点是提供加工程式的坐标系与刀具交换时以及刀具补正量设定时等之基准点的重要角色。 在一般CNC工作母机，具备有手动操作或加工程式自动的回到这个原点位置的机能，就称之为原复归。各轴实际的参考点是定在那个位置, 通常，在NC电源投入以及紧急停止发生后而开始动转时，需执行这原点的复归。 练习题 ( EXERCISE )姓名 : _日期 : _1) 一般CNC工作机有几个主轴组成? _2) 使工作台左右进给的控制轴? _3) 使主轴床台上下移动的控制轴? _4) 在什么情形下需要执行原点复归? _5) 请解释机械原点位置原理? _4.0) 程式设计概要l 指定刀具沿着加工工件轮廓移动的程式 加工工件的轮廓全由直线部分和圆弧部分的组合构成，所以程式指令(注1)也分成令刀具走直线圆弧的动作。但是，在实际加工时，除了刀具沿轮廓的移动以外，必须用快速进给指令使工作台移动到指定的位置。l 令刀具沿着直线移动的程式程式格式G01(或G1).指定以直线移动的G码( 注2 ) X、Y直线移动的终点坐标值F刀具的进给速度.G01 X Y F ;l 令刀具沿着圆弧移动的程式 在圆弧的场合，就刀具进行的方向而言有顺时针圆弧和逆时针圆弧两种，因此，各有各的G码可使用。G02：指定以顺时针圆弧移动的G码G03：指定以逆时针圆弧移动的G码X、Y圆弧的终点坐标值R圆弧半径(注:也有将圆弧中心以I、J、K来指定的方式，详细如后述)F刀具的进给速度程式格式G02 X Y R F ; / G03 X Y R F ;l 令刀具快速进给的程式 全部的刀具移动只以上述的程式指定也是可以的，而非切削的移动的以CNC装置的最高速度(称为快速进给速度或位置定位速度)进给能够缩短加工时间进而实现良好的加工效率。程式格式G00 X YG00令刀具以快速进给移动的G码X、Y位置定位 ( 注1 ) 实际机械也可以是刀具不动而工作台移动，而本说明则是假设刀具对着工作台移动来作说明。但是，在程式的设计上并没有需要特别注意的。 ( 注2 ) 诸如G00，G01，G02等，位址所跟的第一个零可以省略。也就是说指定成G0，G1，G2没有关系。 刀具沿着直线、圆弧移动的机能就叫补间机能，再者，刀具以高速进给的机能则称为位置定位或快速进给机能。而G00、G01、G02、G03等的G码称为准备机能( 或G机能 )，这些个G机能有其他许多种种类。各个内容请参考X、Y补间机能的项次。l 指定刀具的进给速度作工件切削的程式 在切削工件的场合，必须考虑这个工作的材质或使用的刀具所能适应的刀具进给速度。指定的这个进给速度就被称为进给机能(或F机能)。进给速度就是以这跟随的数值指定的。例如，刀具想以每分钟200mm快速进给时，程式是以F200.0或F200指定.刀具Fmm / 分工件加工工作机 F指令通常是和G01等补间机能指定在同一单节，而单独指定也可以。又，因为是一个持续指令，直到下个进给速度需要变更而必须再次指定，否则各单节是不需要每次指定的。在所有的补间机能(G01、G02、G03)中其作用是相同的。l 命令主轴旋转和停止，冷却液开关等的各种机械操作之程式 从事工件加工时，需要诸如主轴旋转，喷出冷却液(切削油)和机械则其他机器的开/关动作。指定这些开/关动作的机能就叫做辅助机能(或M机能)。一般的M位址可指定两位的数值(M码)。例如，M03是主轴正转，M04是主轴逆转，M05是主轴停止的动作。实际上什么样的M码被定义成什么样的机能，必须参考机械制造商的说明书。 而且M00，M01，M02，M30，M98以及M99是不被所有机械制造商所定义的M码，在CNC则它们的机能是被固定的。l 指定主轴回转数的程式 和F指令相同，根据工件的材质和使用的刀具来考虑适切的刀具回转速。刀具回转速是工件刀削时，依照刀具和工件的相对速度所算出的. 例如，100mm的刀具以每分钟200mm的切削速度加工时，主轴回转数就会是640rpm，这个回转数(rpm)指定在S之后，也就是S640。当然，不一一计算，以所希望的数值指定也没关系。 和主轴回转数相关的指令就称为主轴机能(或S机能)。因为S机能也是持续指令，所以直到下个必须变更时才再次指定主轴回转数。而且，在主轴旋转当中指定新的S机能时，回转数会立刻变更，而电源投入以及M05使主轴停止后必须和M03或M04的主轴回转指令同时指定或在M03、M04指定之前执行。其他详细请参考主轴机能的项次.l 选择工件加工时适合的刀具之程式 在实际的工件加工，为执行铣削、钻孔、攻牙以及搪孔等各种加工，必须使用对应这些工作的刀具。各刀具被付于号码(刀具号码)，位址T之后指定两位的数值(T码)。这个就叫做刀具机能(或T机能)。例如，10mm的刀具定为刀具号码5，程式选择这把刀以T05或T5指定。 刀具选择的方法，因与各机械制造商刀具交换方式(称为ATC)有密切的关系，所以请参考机械制造商的说明书。 其他详细请参考刀具机能的项次l 程式的构成 一个单节的程式一般的结构如下。N00000G00X000.0 Y000.0 Z000.0M00S0000T00F000；顺序号码标准机能座标语辅助机能主轴机能刀具机能进给机能单节结束码 单节的前头指定顺序号码，位址N之后最多指定5位的数值。程式执行中，因被显示在CNC装置的监视画面，故能监视加工程式的执行状况并被使用作为呼叫出(程式呼叫)加工程式中特定的工程。但是，顺序号码并不表示依其指定的号码顺序执行的。程式的执行顺序是按书写在程式中的单节前后顺序来作的(单节内的指令是同是时执行)。顺序号码不需要每个单节都指定，再者，全部都不指定对加工也有影响。 当然，对其他的字元资料(G，X，Y，Z ，F)来说，不必在这单节动作的可以省略。加工程式一般的结构如下所示。;程式最前头的EOB ( ; )01234 ;程式号码N001 G90 G00 X-10.0 Y-20.0 Z-30.0 M03 S1000 ;程式N002 M08 ;程式N003 G01 Z-40.0 F500 ;程式N004 G00 Z30.0 ;程式:程式:程式N050 M30 ;程式结束 首先，程式最前头的EOB(；)，接着是程式号码，为了加工的各个单节，然后程式的最后写上M02或M30的程式结束码。 程式号码(位址0之后最多8位的数值)是用号码付予加工程式，为了和顺序号码一样被显示在画面上，管理这号码因而能知道现在是什么样的加工程式执行。再者，NC装置内的记忆体储存一个种类的加工程式，在选择加工中需要的程式时使用。 一个加工程式请务必指定其所对应的程式号码。再者，相同的程式号码不能使用。还有，在程式中不做指定而是CNC内部自动作成的号码称为单节号码。每次程式号码或顺序号码读出时，单节号码回复补到零(即重置为零)，以后继续读出的单节，只要无程式号码或顺序号码，单节号码以1为计算单位自动累加计数。计数值到达99999为止就又回复到零，再次以一次一个的方式累加计数。单节号码和顺序号码相同，显示在CRT画面上。l 其他程式设计上的注意点 通常加工程式是以刀具的中心沿着加工画面的形状移动写成的。但是，实际加工中因使用各种厚(刀具径) 和长(刀具长)的刀具，所以实际的刀具路径由这些半径和长取代，不能作正确的加工。有工具径补正的刀具中心路径加工形状(程式路径) 因此，提供了如下的刀具补正机能而使程式设计者不必考虑其位置的问题。 刀具径补正机能。 刀具长补正机能。 这些机能将预定使用的刀具半径和长度登录在CNC装置的记忆体内(特别称之为补正记忆体)，以专用的G码和登录号码的指定将刀具径和刀具长的大小作补正。详细，请参考刀具补正机能的项次。练习题 ( EXERCISE )姓名 : _日期 : _a) 加工工件的轮廓是由几个( 几种 )部分的组合构成 ? b) 圆弧有那两种方向格式? c) 在CNC有两种高速移动( 非切削 )进给能够缩短加工时间.是? d) 切削工件的进给速度或进给机能称为 . 1) G机能2) S机能 3) F机能4) T机能 5) M机能6)补间机能e) 令主轴旋转，喷出冷却液和机械其他的开/关动作称为辅助机能,也可称为 .1) G机能2) S机能 3) F机能4) T机能 5) M机能6)补间机能f) 请说明RPM是什么 , 而主轴机能指令( S机能 )又是什么? g) 在执行工件加工时,各刀具被付于的号码被称为什么机能? h) 有两种刀具补正机能,请说出是那两种? 5.) 位置指令l 位置指令方式 ( G90、G91 ) 机能及目的 依据G90、G91指令，由这之后开始的坐标指令以绝对值或增量值指令执行。但是，R指定圆弧半径或I、J、K指定圆弧中心，通常为增量值指定。 指令格式 G9 Xx1 Yy1 Zz1 aa1；( a表示附加轴 ) 在这里 G90: 绝对值指令/G91: 增量值指令 详细说明 (图1) 在绝对值模式中，与现在的位置无关，是依程式指定的工件坐标系的位置移动。 N1 G90 G00 X0 Y0 ; 增量值模式时，以现在的位置做为起始点，依程式指定的相对值移动。 N2 G91 G01 X200.0 Y50.0 F100 ; 从工件坐标系的0点出发的指令，绝对值或增量值的任一模式，坐标指令值均相同。(图1)刀具 对于次单节的移动，是依最后所指定的G90或G91模式而定。 (G90) N3 X100.0 Y100.0 ; 向工件坐标系X为100.mm Y为100.mm的位置移动。 (G91) N3 X-100.0 Y50.0 ; 增量值为准，X轴向-100.0mm Y轴向+50.0mm方向移动，最后结束X向100.mm Y向100.mm的位置移动。 同一单节中，可以用复数次指令，以绝对值或增量值指定特定的位置。 N4 G90 X300.0 G91 Y100.0 ; X轴依G90为绝对值模式，向工件坐标系300mm的位置移动；Y轴依G91为增量值模式，向+100mm的方向移动。结果Y轴向200.mm位置移动。此一单节起的次一单节仅存G91模式。 电源投入时，初始状态为绝对值或增量值模式，是依参数画面“初始绝对值”的设定来选择的。 依手动资料输入(MDI)指定时，从该单节起G90/G91模式亦持续有效。l 英制与公制指令的切换 ( G20、G21 ) 机能及目的 依G90指令指定,英制与公制指令的切换可以变换. 指令格式 G20 : 英制指令 G21 : 公制指令 详细说明 依程式指令G20/G21切换时，原先设定的刀具长、刀具位置、刀具径等的补正量、变数、英制或公制指令的输入设定单位的参数(各轴)等均需变更。 G20/G21的切换，原则上是加工开始以前执行，而在程式加工途中切换时，G20(或G21)指令的后面单节加入M00，使执行暂时停止，以便变更补正量。 G21 G90 X00.00 Y00.00 Z00.00;G20 G90 X00.00 Y00.00 Z00.00;M00 ; 执行补正量的重新设定。:F000 务必加入新的F指令。 电源投入时，初始状态为G20或G21状态，是依参数画面的初始英制的设定而定。 切换时，F速度指令仍依切换前的资料执行，所以需依切换后的指令单位修正F速度指令。l 小数点输入 机能及目的 刀具的轨迹、距离及速度等加工程式的资料，在mm(公制)或inch(英制)单位中均可用零点( zero point )的小数点指令方式输入。其次，用无小数点资料的最小位数表示为最小输入指令单位或零点方式。 指令格式 公制 00000.000 英制 0000.0000 详细说明 小数点指令仅适用于加工程式有关距离、角度、时间、速度及缩放比率等资料有效。 小数点指令的有效位址为X、Y、Z、U、V、W、A、B、C、I、J、K、E、F、P、Q及R等。但是，P仅于缩放比率时才有效。 小数点指令用于副程式等的变数资料定义亦有效 小数点无效位址的小数点指令，仅整数部的资料有效。小数无效的位址如下所示: D、H、L、M、N、O、S、T 练习题 ( EXERCISE )姓名 : _日期 : _l 请说明绝对值指令 ( G90 )和增量值指令指 ( G91 )的用法有何不同? l 英制指令 : .l 公制指令 : .l 小数点指令仅适用于加工程式有关的 : .6.) 准备机能一览表l G 指令与其它指令一览表G 指令指令群机能 G 指令指令群机能* 0001快速定位3800刀具径补正向量指定# 0101直线补间切削3900刀具径补正转角圆弧指定0201圆弧补间切削CW# 4007刀具径补正取消/3 次元径补正0301圆弧补间切削CCW4107刀具径补正左/3 次元径补正02.100涡弧补间切削CW4207刀具径补正右/3 次元径补正03.100涡弧补间切削CCW# 40.115法线控制取消0400暂停41.115法线控制左侧0500高速加工模式42.115法线控制右侧0700假想轴补间4308刀具长补正量 ( + )0900准确停止 检查4408刀具长补正量 ( - )1000程序参数输入/补正输入4500刀具位置补正 ( 伸长 )1100程序参数输入取消4600刀具位置补正 ( 缩小 )1200圆切削CW4700刀具位置补正 ( 2倍伸长 )1300圆切削CCW4800刀具位置补正 ( 2倍缩小 )# 1702平面选择X - Y# 4908刀具长补正量取消* 1802平面选择X - Z# 5011比例缩放 取消* 1902平面选择Y - Z5111比例缩放 有效* 2006英制指令# 50.119G指令镜像 取消# 2106公制指令51.119G指令镜像 有效2204行程极限检查有效5200局部坐标系统设定# 2304行程极限停止无效5300机械坐标系统选择2700参考原点检查# 5412工件坐标系1选择2800参考原点复归5512工件坐标系2选择2900开始点复归5612工件坐标系3选择3000第24参考原点复归5712工件坐标系4选择3100跳跃机能5812工件坐标系5选择31.100跳跃机能15912工件坐标系6选择31.200跳跃机能254.1/工件坐标系( 扩张 )选择31.300跳跃机能36000单方向位置定位3301螺纹切削6113正确停止停止模式3400特别固定循环61.113高精度控制模式3500特别固定循环6213自动转角进给调整3600特别固定循环6313攻牙模式3700自动工具长测定# 6413切削模式37.100特别固定循环6500巨集程式 单一呼出G 指令指令群机能 G 指令指令群机能6614巨集程式 状态呼叫A8309固定循环 ( 深孔钻 )66.114巨集程式 状态呼叫B8409固定循环 ( 攻牙 )# 6714巨集程式 状态呼叫取消8509固定循环 ( 搪孔 )6816坐标回转 有效8609固定循环 ( 搪孔 )# 6916坐标回转 取消8709固定循环 ( 反搪孔 )70/使用固定循环8809固定循环 ( 搪孔 )71/使用固定循环8909固定循环 ( 搪孔 )72/使用固定循环* 9003绝对值指令7309固定循环 ( 快速深孔钻 )# 9103增量值指令7409固定循环 ( 攻反牙 )9200机械坐标系设定75/使用固定循环9305反时间进给7609固定循环 ( 精搪孔 )# 9405非同时切削 ( 每分钟进给 )77/使用固定循环* 9505同时切削 ( 每回转进给 )78/使用固定循环* 9617周速控制有效79/使用固定循环# 9717周速控制取消# 8009固定循环 取消# 9810固定循环 起始点复归8109固定循环 ( 钻孔/铅孔 )9910固定循环 R点复归8209固定循环 ( 钻孔/反铅孔 )注 l 印有#记号表示初期状态应选择的指今码或被选择的指令码。l 印有*记号表示初期状态依参数所选定的指令码或被选择的指令码。l 同一单节指定2个以上的G指令时，以最后的G 指令有效。l 以上的表格为NC原本的G指令，有些机械因使用G指令呼叫，其动作的组合和原本的G指令有所差异，