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1、现代制造技术实习,现代制造技术实践教学部,内容安排,周一: 安全教育，数控机床发展史； 数控车床基本编程及仿真；周二: 数控铣床基本编程及仿真；周三：数控车、铣床的简单操作；周四：了解特种加工机床的功用；周五：安全知识、理论知识考试； 完善实习报告。,标准化、规范化操作永远是减少和避免自身和设备安全事故的根本保证,安全操作规程（1）,一、安全操作基本注意事项 1、根据中心实训室管理制度，穿戴好个人防护用品，注意：不允许戴手套操作机床； 2、注意不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌；3、注意不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大； 二、工作前的准备工作l、 开始工作前要有预热，认真检查润滑系
2、统工作是否正常；2、使用的刀具应与机床允许的规格相符，严重破损的刀具要求更换；3、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内； 4、刀具安装好后应进行一、二次试切削。5、检查卡盘夹紧工作的状态；,安全操作规程（2）,三、工作过程中的安全注意事项1、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件； 2、禁止加工过程中用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床；3、车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车；4、在加工过程中，不允许打开机床防护门；四、工作完成后的注意事项 l、 清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态；2、注意检查磨损坏了的机床导轨上的油察板；3、检查并汇报润滑油、冷却液的状态；
3、4、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。,典型的设备事故（FANUC 数控车床）,案例一：操作者在操作FANUC数控车床时，未按要求检查对刀是否正确，此外在加工时未采用单段进给方式，同时也未采用一手控制进给倍率开关，一边观察屏幕显示剩余路程与工件和刀具间实际位置的差距，以便及时作出正确反应。由于操作者缺乏正确的设备安全操作意识，导致较为严重的设备安全事故。具体情形请看下图,损坏刀具,案例二：通常在程序中使用的 T0101本身已有对刀数据，而他将对刀的工件坐标系值输入到了G54中，结果使G54中的X值为220.820,Z值为41.921,很明显X轴数字大大超出了允值6010左右，而Z值无论怎样
4、也不可能为负值。同时该学员操作时采用连续加工方式，并将倍率开关拨到最大量，使得机床瞬间撞向工件，与此同时该学员没有采取急停措施。,损坏部位,损坏的刀具,T型槽的残余部分,典型的设备事故（FANUC 数控铣床）,案例三：数控铣床操作中，程序在模拟完后没有回零就执行连续加工，造成较为严重的设备事故。,数控技术发展史,1948年，美国帕森斯公司（PARSONS CO.）接受美国空军委托与美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所合作进行研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备，由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想;1952年，第一台三坐标立式铣床试制成功;1
5、954年11月第一台工业用数控机床才生产出来，揭开了数控加工技术的序幕。,我国数控技术发展,分为三阶段1958年，由清华大学研制出了最早的样机；20世纪80年代，我国先后从日本,美国等国家引进了部分数控装置和伺服系统技术,并于1981年在我国开始批量生产；20世纪的90年代，国产数控机床的国内市场占有率达50%，配国产数控系统也达到了10%。,数控机床发展趋势,智能化 加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；智能化的自动编程、智能化的人机界面等；智能诊断、智能监控等方面的内容。网络化 数控装备的网络化。柔性化 从点(数控单机、
6、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展,数控机床发展趋势,功能复合化 一台数控机床既可以实现车削功能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工,工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。,数控机床分类,数字控制机床NumericalControlledMachineTool简称数控机床;采用了计算机数控（ComputicalNumericalControll）系统的数控机床，也称为计算机数控机床或CNC机床。一、按加工工艺方法分类 1金属切削类数控机床 2特种加
7、工类数控机床 3板材加工类数控机床,二、按控制运动轨迹分类,1. 点位控制数控机床 只控制刀具或机床工作台，从一点淮确地移动到另一点，而点与点之间运动的轨迹不需要严格控制;2直线控制数控机床 控制刀具或工作台从一个点准确地移动到下一个点，保证两点的运动轨迹是一条直线;3轮廓控制数控机床 对两个或两个以上的坐标轴同时进行严格连续控制;,三、按驱动装置的特点分类,1开环控制数控机床 系统中没有检测反馈装置，指令信息单方向传送，并且指令发出后，不再反馈回来，故称开环控制。,2闭环控制数控机床 利用安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移量反馈到计算机中，与所要求的位置指令进行比较，用比较的差值进行控
8、制，直到差值消除为止,3半闭环控制数控机床 不直接检测工作台的位移量，而是采用转角位移检测元件，测出伺服电动机或丝杠的转角，推算出工作台的实际位移量，反馈到计算机中进行位置比较，用比较的差值进行控制。由于反馈环内没有包含工作台，故称半闭环控制,数控机床基本概念,数控机床组成数控系统：是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。主要由输人装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入输出接口等组成。伺服系统：是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成 。,3. 机床本体：由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成
9、。,二 数控机床加工过程,. 根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据；.用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单，或用自动编程软件进行CAD/CAM，直接生成零件的加工程序文件。. 程序的输人或传输：由手工编写的程序，可以通过数控机床的面板操作输入；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。,二 数控机床加工过程,. 将输人传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。.通过对机床的正确操作（对刀），运行程序，完成零件的加工。,三 数控机床加工的特点,加工精度高；生产效率高；减轻劳动强度、改善劳动条件和劳动环境；带来良
10、好的经济效益，有利于生产管理的现代化；缺点：数控机床设备投资大，维修费用高，对管理及操作人员的专业技术素质要求较高。,数控机床的控制系统,常用的数控控制系统有FANUC、PA、SIEMENS、HASS等数控系统，其功能代码相近，但各系统也有不同之处，需查阅相应的编程手册。（以FANUC车床举例分析）,数控机床程序的概念,程序的基本构成程序由若干个程序段组成，程序的开头是程序名，中间是程序内容，最后是程序结束指令。例如：O0001； 程序名 N10 T0101； 程序内容N20 M03 S1000； 程序段 N30 G00 X42，Z0；.N140 M05；N150 M30； 程序结束,数控机床
11、的坐标系,1. 机床坐标系规定： 平行于机床主轴（传递切削力）的刀具运动坐标轴为Z轴，垂直于Z轴并平行于工件装夹面为X轴。对工件作回转运动的机床（车床，磨床），取平行于横向滑座的方向（工件径向）为刀具运动的X坐标，取刀具远离工件的方向为X的正方向。,机床坐标系,数控车床坐标系的设定与车床主轴轴线平行的方向为Z 轴，规定从卡盘中心至尾座顶尖中心的方向为正方向；与车床主轴轴线垂直的方向为X轴，规定刀具远离主轴旋转中心的方向为正方向 。,工件坐标系确定,一般应遵循以下原则：工件零点应选在零件图标注的尺寸基准上；对称零件，工件零点应选在对称中心上； 一般零件，工件零点应选在轮廓的基准角上； Z方向的零
12、点，一般设在工件表面。,编制程序的常用工艺指令,零件程序所用的代码主要有： 准备功能G指令，进给功能F指令，主轴功能S指令，刀具功能T指令，辅助功能M指令。 一般数控系统中常用的G和M功能都与国际ISO标准一致。,1）G00 快速插补 格式：G00 X（u） Z（w）2）G01 直线插补 格式：G01 X（u） Z（w）3）G02/G03 格式：G02/ G03 X（u）- Z（w）- R4）固定形状粗加工循环（G73） 格式：G73 U- W- R - 格式：G73 P- Q U- W- F5）精加工仿形循环加工 G70 格式：G70 P -Q F-,常用辅助功能（M指令）,辅助指令又称M功
13、能，M代码，由字母M和其后两位数字组成。该功能主要用于控制主轴起动、旋转、停止、程序结束等方面辅助动作的指令。常用的有M03、M04、M05、M08、M09、M00，M98，M99，M30等。,其它 F、T、S 功能,1）F（切削功能）：用指定的速度使刀具运动称为进给。例如：每转要使刀具进给2mm时，在程序中指令如下：F0.2。F 指令为模态指令，即一经程序段中指定，便一直有效。与上段相同的F指令可省略不写，直到以后程序中需重新指定F时才失效。 2）T功能： 在自动换刀的数控机床中，该指令用于选择所需的刀具，同时还可用来指定刀具补偿号。 3）S功能：该指令用来指定主轴转速,数控车床加工实例,1
14、）确定工艺路线：首先根据图样要求按先主后次的加工原则，确定工艺路线；从右至左切削外轮廓面；2）选择刀具；选择1号刀车外圆；3）确定切削量：粗车外圆时主轴转速为1000R/MIN，进给速度F取0.2MM/R。精车时主轴转速为1600R/MIN，进给速度F取0.1MM/R；,O0001;M03S800;T0101;G00X42.Z0;G73U18.W0R10;G73P1Q2U0.5W0F0.2;N1G00X12.65Z0;G03X19.Z-14.55R11.;G01Z-24.55;X22.Z-34.55;Z-43.;G02X28.Z-46.R3.;G01Z-50.;X32.;Z-55.;N2G01
15、X42.;G00X100.Z100.;M05;M00;M03S1000;T0101;G00X42.Z0;G70P1Q2F0.1;G00X100.Z100.;M30;,数控铣床加工实例,O0002;G54G40G69G90;M03S1000;G00X0Y0Z20.;N1G00X-40.Y-40.;G01Z-4.98F100;G41D1;G01X-35.Y0;G02I15.J0;G00Z5.;G40;N2G00X-20.Y-3.;G01Z-4.98F100;G41D1;G01X-11.Y0;G03I-9.J0;G03I-9.J0;G00Z5.;G40;N3G00X-40.Y40.;G01Z-4.9
16、8F100;G41D1;G01X0Y32.;G02X0Y-32.R32.;G03X0Y32.R37.736;G02X0Y-32.R32.;G00Z50.;G40;M30;,数控加工仿真软件应用,机床面板介绍；程序输入、调试；轨迹模拟；仿真加工；,POS: 显示位置PROG: 显示程序Offset: 显示刀偏和设置Custom/Graph:图形显示CAN: 取消键INPUT:输入键INSERT:插入键DELETE: 删除键ALTER:修改键RESET:复位键,数控机床简单操作,FANUC OI车床操作步骤,1、开机：接通电源急停钮弹出启动系统2、清零：OFFSET形状清零（0 输入）磨耗清零座标
17、系清零3、回零：手轮X或手轮Z手轮倍率100钮用手轮移动刀架靠近卡盘回零钮（按+X）回零灯亮（按+Z）回零灯亮4、装夹工件与刀具：工件伸出100mm，在1#位刀具刀尖与工件中心等高主刀刃与工件端面夹角30并夹紧，(工件刀具夹紧后立刻拿下钥匙),5、对刀与检验：对刀 手动钮主轴正转钮（若刚接通电源：MDIPROGS800；INSERT启动钮）手轮钮手轮倍率100用手轮移动刀架使刀尖到工件附近手轮倍率10用手轮移动刀架使刀尖轻碰工件端面车削端面（Z不能动只能动X）OFFSET形状光标放在01位Z0测量用手轮移动刀架车削外圆（X不能动只能动Z）Z正方向退刀主轴停钮用千分尺测量DXD测量6、程序（试题）：编辑钮PROGO0005INSERT ；INSERT,7、测试轨迹（机床锁、空运行）：编辑钮RESET自动循环钮机床锁钮空运行钮启动钮F倍率最大CUSTOMGRAPH图形8、回零（机床解锁、空运行关）：解机床锁钮解空运行钮重复步骤39、执行程序：编辑钮PROGRESET自动运行钮单段钮F倍率为零快速倍率为25钮启动钮至G00X42Z0程序段F倍率开一档让刀尖移动到工件座标系X42Z0观察刀尖位置正确后关闭单段钮启动钮F倍率100连续执行程序至M00用千分尺测量工件外径此时X向尺寸大0.5mm启动钮精加工至M30用千分尺测量工件外径,结束,
