宇龙数控加工仿真系统说明书文档格式.doc

1、图1.3 选择机床及系统操作图1.4 宇龙数控加工仿真系统3.7版FANUC 0i铣床仿真加工系统界面2 工件的使用（1）定义毛坯打开菜单“零件/定义毛坯”或在工具条上选择“ ”，如图1.5（a）箭头所示，系统弹出定义毛坯的对话框，有长方形和圆形两种毛坯可供选择，如图1.5（b）、（c）所示。 （a） 定义毛坯菜单 （b） 长方形毛坯定义 （c） 圆形毛坯定义图1.5毛坯定义操作在定义毛坯对话框中，各字段的含义如下：名字：在毛坯名字输入框内输入毛坯名，也可使用缺省值；形状：在毛坯形状框内点击下拉列表，选择毛坯形状。铣床、加工中心有两种形状的毛坯供选择，长方形毛坯和圆柱形毛坯，车床仅提供圆柱形毛

2、坯；材料：在毛坯材料框内点击下拉列表，选择毛坯材料。毛坯材料列表框中提供了多种供加工的毛坯材料，可根据需要在“材料”下拉列表中选择毛坯材料毛坯尺寸：点击尺寸输入框，即可改变毛坯尺寸，单位：毫米。完成以上操作后，按“确定”按钮，保存定义的毛坯并且退出本操作，也可按“取消”按钮，退出本操作。（a） 零件模型 （b） 导出零件模型菜单 （c） 导入零件模型菜单图1.6 零件模型导出导入（2）导出零件模型对于经过部分加工的工件，打开菜单“文件/导出零件模型”，系统弹出“另存为”对话框，在对话框中输入文件名，按保存按钮，就可将这个未完成加工的零件保存为零件模型，可在以后放置零件时通过导入零件模型而调用。

3、如图1.6（a）、（b）所示。（3）导入零件模型机床在加工零件时，除了可以使用原始的毛坯，还可以对经过部分加工的毛坯进行再加工。经过部分加工的毛坯称为零件模型，可以通过导入零件模型的功能调用零件模型。打开菜单“文件/导入零件模型”，若已通过导出零件模型功能保存过成型毛坯，则系统将弹出“打开”对话框，在此对话框中选择并且打开所需的后缀名为“PRT”的零件文件，则选中的零件模型被放置在工作台面上，如图1.6（c）所示。此类文件为已通过“文件/导出零件模型”所保存的成型毛坯。（4） 使用夹具在仿真铣床系统界面中，打开菜单“零件/安装夹具”命令或者在工具条上选择图标 ，打开选择夹具操作对话框。如图1.

4、7所示。在“选择零件”列表框中选择已定义毛坯。在“选择夹具”列表框中间选夹具，长方体零件可以使用工艺板或者平口钳，圆柱形零件可以选择工艺板或者卡盘。如图1.7（a）、（b）所示。（a） 工艺板装夹 （b） 平口钳装夹图1.7 安装夹具需要指出的是，“夹具尺寸”成组控件内的文本框仅供用户修改工艺板的尺寸，对平口钳无效。另外，“移动” 成组控件内的按钮供调整毛坯在夹具上的位置使用。在本系统中，铣床和加工中心也可以不使用夹具，车床没有这一步操作。（5）放置零件打开菜单“零件/放置零件”命令或者在工具条上选择图标 ，系统弹出选择零件、安装零件对话框。如图1.8所示。图 1.8 “选择零件”对话框在列表

5、中点击所需的零件，选中的零件信息加亮显示，按下“安装零件”按钮，系统自动关闭对话框，零件和夹具（如果已经选择了夹具）将被放到机床上。对于卧式加工中心还可以在上述对话框中选择是否使用角尺板。如果选择了使用角尺板，那么在放置零件时，角尺板同时出现在机床台面上。如果经过“导入零件模型”的操作，对话框的零件列表中会显示模型文件名，若在类型列表中选择“选择模型”，则可以选择导入零件模型文件，如图1.9所示（a）。选择后零件模型即经过部分加工的成型毛坯被放置在机床台面上。如图1.9（b）所示。 （a） 选择零件模型对话框 （b） 安装零件模型图 1.9 选择零件模型（6）调整零件位置零件放置安装后，可以在

6、工作台面上移动。毛坯在放置到工作台（三爪卡盘）后，系统将自动弹出一个小键盘（铣床、加工中心如图1.10（a），车床如图1.10（b），通过按动小键盘上的方向按钮，实现零件的平移和旋转或车床零件调头。小键盘上的“退出”按钮用于关闭小键盘。选择菜单“零件/移动零件”也可以打开小键盘，如图1.10（c）所示。（a） 铣床零件移动对话框 （b） 车床移动零件对话框 （c） 移动零件菜单图 1.10 移动零件（7） 使用压板铣床、加工中心安装零件时，如果使用工艺板或者不使用夹具时，可以使用压板。1）安装压板 打开菜单“零件/安装压板”。系统打开“选择压板”对话框。如图1.11所示。a） 安装压板 （b）

7、 移动压板图 1.11 移动零件对话框中列出各种安装方案，拉动滚动条，可以浏览全部可能方案，选择所需要的安装方案。在“压板尺寸”中可更改压板长、高、宽。范围：长30-100；高10-20；宽10-50。按下“确定”以后，压板将出现在台面上。2）移动压板 打开菜单“零件/移动压板”，系统弹出小键盘。操作者可以根据需要平移压板，（但是不能旋转压板）。首先用鼠标选中需移动的压板，被选中的压板颜色变成灰色，如图1.11（b）所示，然后按动小键盘中的方向按钮操纵压板移动。3）拆除压板 打开菜单“零件/拆除压板”，可拆除压板。3选择刀具打开菜单“机床/选择刀具”，或者在工具条中选择“ ”图标，系统弹出刀具

8、选择对话框。（1）车床选刀系统中数控车床允许同时安装8把刀具。对话框图2-15图1.12 车刀选择对话框1） 选择车刀 在对话框左侧排列的编号18中，选择所需的刀位号。刀位号即车床刀架上的位置编号。被选中的刀位编号的背景颜色变为蓝色； 指定加工方式，可选择外圆加工或内圆加工； 在刀片列表框中选择了所需的刀片后，系统自动给出相匹配的刀柄供选择； 选择刀柄，当刀片和刀柄都选择完毕，刀具被确定，并且输入到所选的刀位中。旁边的图片显示其适用的方式2） 刀尖半径 显示刀尖半径，允许操作者修改刀尖半径，刀尖半径可以是0。单位：mm。3）刀具长度 显示刀具长度，允许修改刀具长度。刀具长度是指从刀尖开始到刀架

9、的距离。4）输入钻头直径 当在刀片中选择钻头时，“钻头直径”一栏变亮，允许输入直径。5）删除当前刀具 在当前选中的刀位号中的刀具可通过“删除当前刀具”键删除。6）确认选刀 选择完刀具，完成刀尖半径（钻头直径），刀具长度修改后，按“确认退出”键完成选刀。或者按“取消退出”键退出选刀操作。（2） 数控铣床和加工中心选刀1）按条件列出工具清单 筛选的条件是直径和类型，具体操作方法如下：在“所需刀具直径”输入框内输入直径，如果不把直径作为筛选条件，请输入数字“0”。在“所需刀具类型”选择列表中选择刀具类型。可供选择的刀具类型有平底刀，平底带R刀，球头刀，钻头，镗刀等。按下“确定”，符合条件的刀具在“可

10、选刀具”列表中显示。2）指定序号在对话框的下半部中指定序号，如图1.13所示。这个序号就是刀库中的刀位号。铣床只有一个刀位。卧式加工中心允许同时选择20把刀具，立式加工中心允许同时选择24把刀具。图1.13 铣床和加工中心指定刀位号3）选择需要的刀具 先用鼠标点击“已经选择刀具”列表中的刀位号，再用鼠标点击“可选刀具”列表中所需的刀具，选中的刀具对应显示在“已经选择刀具”列表中选中的刀位号所在行，按下“确定”完成刀具选择。4）输入刀柄参数 操作者可以按需要输入刀柄参数。参数有直径和长度两个。总长度是刀柄长度与刀具长度之和。5）删除当前刀具 按“删除当前刀具”键可删除此时“已选择的刀具”列表中光

11、标停留的刀具。6）确认选刀 选择完刀具，按“确认”键完成选刀。或者按“取消”键退出选刀操作。铣床的刀具装在主轴上。立式加工中心的刀具全部在刀库中，卧式加工中心装载刀位号最小的刀具，其余刀具放在刀架上，通过程序调用。4 视图变换的选择在工具栏中图标 的含义是视图变换操作，他们分别对应着主菜单“视图”下拉菜单的“复位”、“局部放大”、“动态缩放”、“动态平移”、“动态旋转”、“左侧视图”、“右侧视图”、“俯视图”、“前视图”等命令，对机床工作区进行视图变化操作。视图命令也可通过将鼠标置于机床显示工作区域内，点击鼠标右键，在弹出的浮动菜单里来进行相应的选择。操作时将鼠标移至机床显示区，拖动鼠标，即可

12、进行相应操作。5 控制面板切换在“视图”菜单或浮动菜单中选择“控制面板切换”，或在工具条中点击“ ”，即完成控制面板切换。选择“控制面板切换”时，面板状态如图1.2和1.4所示，这里系统根据机床选择，显示了FANUC0i完整数控加工仿真界面，可完成机床回零、JOG手动控制、MDI操作、编程操作、参数输入和仿真加工等各种基本操作。在未选择“控制面板切换”时，面板状态如图1.14所示，屏幕显示为机床仿真加工工作区，通过菜单或图标可完成零件安装、选择刀具、视图切换等操作。 （a） 车床 （b） 铣床图1.14 控制面板切换6 “选项”对话框在“视图”菜单或浮动菜单中选择“选项” 或在工具条中选择“

13、”，在对话框中进行设置。如图1.15所示，包括6个选项。1）仿真加速倍率 设置的速度值是用以调节仿真速度，有效数值范围从1到100；2）开/关 设置仿真加工时的视听效果；3）机床显示方式 用于设置机床的显示，其中透明显示方式可方便观察内部加工状态；4）机床显示状态 用于仅显示加工零件或显示机床全部的设置；5）零件显示方式 用于对零件显示方式的设置，有3种方式；6）如果选中“对话框显示出错信息”，出错信息提示将出现在对话框中；否则，出错信息将出现在屏幕的右下角。图1.15 “选项”对话框1.2 FANUC 0i数控系统仿真面板操作宇龙数控加工仿真系统的数控机床操作面板由LCD/MDI面板和机床操

14、作面板两部分组成，如图1.16所示。这里，我们选择FANUC 0i机床系统来说明本数控加工仿真系统的操作，以后没有指明什么系统，都是指FANUC 0i机床系统，不再说明。LCD/MDI面板为模拟7.2LCD显示器和一个MDI键盘构成（上半部分），用于显示和编辑机床控制器内部的各类参数和数控程序；机床操作面板（下半部分）则由若干操作按钮组成，用于直接对仿真机床系统进行激活、回零、控制操作和状态设定等。1.16 FANUC 0i标准铣床系统面板1.2.1 机床准备机床准备是指进入数控加工仿真系统后，针对机床操作面板，释放急停、启动机床驱动和各轴回零的过程。进入本仿真加工系统后，就如同面对实际机床，

15、准备开机的状态。1 激活机床检查急停按钮是否松开至 状态，若未松开，点击急停按钮 ，将其松开。按下操作面板上的“启动”按钮，加载驱动，当“机床电机”和“伺服控制”指示灯亮，表示机床已被激活。2 机床回参考点在回零指示状态下（回零模式），选择操作面板上的X轴，点击“+”按钮，此时X轴将回零，当回到机床参考点时，相应操作面板上“X原点灯”的指示灯亮，同时LCD上的X坐标变为“0.000”，如图1.17（a）所示。依次用鼠标右键点击Y，Z轴，再分别点击“+”按钮，可以将Y和Z轴也回零，回零结束时LCD显示的坐标值（XYZ：0.000,0.000,0.000）和操作面板上的指示灯亮为回零状态，机床运动

16、部件（铣床主轴、车床刀架）为返回到机床参考点，故称为回零，如图1.17（a）所示。车床只有X，Z轴，LCD对两轴的显示为（XZ：390,300），其回零状态如图1.17（b）所示。 （a） 铣床回零 （b） 车床回零图1.17 仿真铣床、车床回零状态1.2.2 对刀数控程序一般按工件坐标系编程，对刀的过程就是建立工件加工坐标系与机床坐标系之间关系的过程。下面我们具体说明铣床（立式加工中心）对刀和车床对刀的基本方法。需要指出，以下对刀过程说明时，对于铣床及加工中心，将工件上表面左下角（或工件上表面中心）设为工件坐标系原点，对于车床工件坐标系设在工件右端面中心。1 铣床及卧式加工中心对刀（1）X，

17、Y轴对刀一般铣床及加工中心在X，Y方向对刀时使用的基准工具包括刚性芯棒和寻边器两种。点击菜单“机床/基准工具”，在弹出的基准工具对话框中，左边的是刚性芯棒基准工具，右边的是寻边器。如图1.18所示。图1.18 铣床对刀基准工具1）刚性芯棒对刀刚性芯棒采用检查塞尺松紧的方式对刀，同时，我们将基准工具放置在零件的左侧（正面视图）对刀方式，参看图1.19，具体过程如下。 X轴方向对刀点击机床操作面板中手动操作按钮，将机床切换到JOG状态，进入“手动”方式；首先，我们选择工件毛坯尺寸12012030mm为例，平口钳装夹，然后打开菜单“机床/基准工具”，选择刚性芯棒，按“确定”按钮，为主轴装上基准芯棒，

18、点击MDI键盘上的，使LCD界面上显示坐标值。然后，利用操作面板上的选择轴按钮，单击选择X轴，再通过轴移动键，采用点动方式移动机床，将装有基准工具的机床主轴在X方向上移动到工件左侧，借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具，调整工作区大小到图1.19所示的大致位置。图1.19 刚性芯棒X向对刀接着，取正向视图，点击菜单“塞尺检查/1mm”，安装塞尺如图1.20所示。图1.20 刚性芯棒塞尺对刀点击机床操作面板上手动脉冲键，切换到手轮方式，点击操作面板右下角的“H”拉出手轮，选中X轴，调整手轮倍率。按鼠标右键为主轴向X轴“”方向运动，按鼠标左键为主轴向X轴“+”方向运动，如此移动芯

19、棒，使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”，如图1.21。记下塞尺检查结果为“合适”时LCD界面中显示的X坐标值（本例中为“-568.000”），此为基准工具中心的X坐标，记为X1；将基准工件直径记为X2（可在选择基准工具时读出），将塞尺厚度记为X3，将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X4，则：工件上表面左下角的X向坐标为：基准工具中心的X坐标+基准工具半径+塞尺厚度，即：X=X1+X2/2+X3；图1.21 X方向对刀合适本例中：X=568+7+1=560mm；（左下角）如果以工件上表面中心为工件坐标系原点，其X向坐标则为：基准工具中心的X的坐标+基准工具半径+塞尺厚度+零件长度的

20、一半。即：X=X1+X2/2+X3+X4/2；X=568+7+1+60=500mm；（中心原点） Y轴方向对刀在不改变Z向坐标的情况下，我们将刚性芯棒在JOG手动方式下移动到零件的前侧，同理可得到工件上表面左下角的Y坐标：Y=Y1+Y2/2+Y3；Y=483+7+1=475mm；或工件上表面中心的Y坐标为：Y=Y1+Y2/2+Y3+Y4/2；Y=483+7+1+60=415mm；需要指出的是，如果我们将基准工具放置在零件的右侧以及后侧对刀时，则以上公式中的“+”同时必须改为“”，如此才能得到同样正确的结果。完成X，Y方向对刀后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回；点击操作面板手动操作按钮

21、，机床切换到JOG手动方式，选择Z轴，将主轴提起，再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具，装上铣削刀具，准备Z向对刀。2）寻边器对刀寻边器有固定端和测量端两部分组成。固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上，中心线与主轴轴线重合。在测量时，主轴以400rpm左右旋转。通过手动方式，使寻边器向工件基准面移动靠近，让测量端接触基准面。在测量端未接触工件时，固定端与测量端的中心线不重合，两者呈偏心状态。当测量端与工件接触后，偏心距减小，这时使用点动方式或手轮方式微调进给，寻边器继续向工件移动，偏心距逐渐减小。当测量端和固定端的中心线重合时，如果继续微量（1m就足够）进给，那么在原进给的垂直方向上，测量端瞬

22、间会有明显的偏出，出现明显的偏心状态，表示对刀完成，这就是偏心寻边器对刀的原理。而那个固定端和测量端重合的位置（主轴中心位置）就是它距离工件基准面的距离，等于测量端的半径。 X 轴方向对刀与刚性芯棒对刀时一样，我们仍然选用12030mm的工件毛坯尺寸，装夹方法也一样，就是在主轴上装的基准工具换成偏心寻边器而已。具体操作方法也类似，先让装有寻边器的主轴靠近工件左侧，区别是在碰到工件前使主轴转动起来，正反转均可，寻边器未与工件接触时，其测量端大幅度晃动。接触后晃动缩小，然后手轮方式移动机床主轴，使寻边器的固定端和测量端逐渐接近并重合，如图1.22所示，若此时再进行X方向的增量或手轮方式的小幅度进给

23、时，寻边器的测量端突然大幅度偏移，如图1.23所示。即认为此时寻边器与工件恰好吻合。图1.22 寻边器X方向对刀图1.23 X方向继续微量进给突然Y向大幅度偏移记下寻边器与工件恰好吻合时LCD界面中的X坐标值（本例中为“-565.000”），见图1.22，此为基准工具中心的X坐标，记为X1；将基准工件直径记为X2（可在选择基准工具时读出），将定义毛坯数据时设定的零件长度记为X3，则：基准工具中心的X坐标+基准工具半径，即：X=X1+X2/2；X=565+5=560mm；基准工具中心的X的坐标+基准工具半径+零件长度的一半。X=X1+X2/2+X3 /2；X=565+5+60=500mm；在不改

24、变Z向坐标和主轴旋转的情况下，我们将主轴在JOG手动方式下移动到零件的前侧，并使寻边器的固定端和测量端重合、偏心，如图1.24、1.25所示。图1.24 寻边器Y方向对刀图1.25 寻边器Y方向对刀偏心同理可得到工件上表面左下角的Y坐标：Y=Y1+Y2/2；Y=480+5=475mm；Y=Y1+Y2/2+Y3 /2；Y=480+5+60=415mm；显然，用寻边器对刀，获得的X/Y工件原点坐标值与刚性芯棒对刀的结果是完全一样的。另外，在计算坐标值时，我们还是要注意，如果我们将基准工具放置在零件的右侧以及后侧对刀时，则以上公式中的“+”仍然同时必须改为“”，如此才能不出问题。同样，完成X，Y方向

25、对刀后，点击操作面板手动操作按钮，机床切换到JOG手动方式，选择Z轴，将主轴提起，再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具，装上铣削刀具，准备Z向对刀。（2）Z轴对刀铣床对Z轴对刀时采用的是实际加工时所要使用的刀具，塞尺检查法。点击菜单“机床/选择刀具”或点击工具条上的小图标，选择所需刀具。在操作面板中点击手动键，将机床切换到JOG手动方式；为主轴装上实际加工刀具，点击MDI键盘上的，使LCD界面上显示坐标值。同样，在操作面板上的选择轴按钮，单击选择Z轴，再通过轴移动键，采用点动方式移动机床，将装有刀具的机床主轴在Z方向上移动到工件上表面的大致位置。类似在X，Y方向对刀的方法进行塞尺检查，得到

26、“塞尺检查：合适”时Z的坐标值，记为Z1，如图1.26所示。则相应刀具在工件上表面中心的Z坐标值为：Z1塞尺厚度。本例中，选择8mm的平底铣刀，在仿真系统中的编号为DZ2000-8，由图1.26可知，塞尺检查合适时的Z坐标值为347.000，所以，刀具在工件上平面的坐标值为348.000（此数据与工件的装夹位置有关）。图1.26 铣床的Z向塞尺对刀当工件的上表面不能作为基准或切削余量不一致时，可以采用试切法对刀。在操作面板中点击手动键，为主轴装上实际加工刀具，将机床切换到JOG手动方式；点击MDI键盘上的，使LCD界面上显示坐标值。打开菜单“视图/选项”中“声音开”和“铁屑开”选项。点击操作面板上的主轴正转键，使主轴转动；点击操作面板上的“”按钮，切削零件，当切削的声音刚响起时停止，使铣刀将零件切削小