数控中级培训资料.docx

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数控中级培训资料

职业功能

工作内容

技能要求

相关知识

三

数控机床操作和零件加工

（1）工件定位与装夹

（1）能正确选择和熟练使用常用夹具（如平口钳、卡盘、压板等）和专用夹具装夹工件

（2）能够正确选择定位基准及合理装夹方法

（1）常用夹具的分类和用途

（2）定位原理

（3）夹具校正方法

（2）根据图纸和工艺单以及数控程序完成零件加工

（1）能够输入加工程序

（2）使用操作面板上的常用功能键（如回零、手动、MDI、修调等）完成机床回零、手动操作机床、刀具安装等操作

（3）能进行对刀并输入工件坐标系参数

（4）能根据工艺单输入刀具补偿参数值

（5）能够根据工艺文件，正确选择程序完成零件加工，能够合理使用单步执行、倍率修调

（6）轨迹模拟操作或者计算机仿真的方法

（1）数控机床操作的基本技能知识

（2）机床坐标系和工件坐标系的基本知识

（3）刀具补偿的作用

（4）紧急事件处理

（3）轴类零件的车削加工

（1）加工包含台阶、螺纹、圆弧、锥面和非圆曲线零件；需要掉头加工

（4）二维轮廓为主的零件的铣削加工

（1）二维平面轮廓加工、孔系加工、台阶加工

（2）根据工艺和程序完成曲面加工

四

加工精度与零件测量

掌握常用量具的测量方法

（1）掌握通用量具和工具进行直接测量或间接测量的方法

（1）通用量具和工具进行直接测量或间接测量的方法

（2）尺寸配合，了解形位公差知识

（3）刀具、装夹、程序等工艺因素对加工精度的影响

五

数控机床作业管理

维护与故障诊断

（1）能够完成数控机床的日常保养和例行保养

（2）通过机床报警信息了解机床的运行状态

（3）机床超程的处理方法数控系统的报警信息

数控系统的报警信息

数控编程

共（）课时

§1--1数控编程概述

知识点：

一、坐标轴及其方向确信

二、几大原点概念

导入知识点：

数控机床的自动加工进程，确实是依照事前编写好的零件程序自动运行的进程。

所谓编程，确实是依照加工零件的图纸和工艺要求，把它用数控语言描述出来,编制成零件的加工程序。

讲解知识点：

一、坐标轴及其运动方向的概念

X坐标：

X坐标概念为与主轴旋转中心线相垂直，X正方向为刀具离开主轴旋转中心方向。

Z坐标：

Z坐标概念为与主轴旋转中心线重合，Z正方向为刀具远离主轴箱方向。

二、几大坐标原点

1.机械原点（机床原点）

机械原点为机床上固定位置的一点，通常数控车床的机械原点设置在X轴和Z轴的正方向最大行程处。

2.编程坐标

本系统编程可用绝对坐标（X、Z字段），相对坐标（U、W字段）或混合坐标（X/W、U/Z字段）进行编程。

关于X轴坐标，本系统利用直径编程（所有X轴方向的尺寸和参数均用直径量表示）。

①.绝对坐标值

绝对坐标值是距坐标系原点的距离，也即是刀具移动终点的坐标位置，如图2：

刀具从A点移动到B点，用B点坐标值表示．其指令如下X50Z70

②.相对坐标值

相对坐标值是前一个位置到后一个位置的距离，即刀具实际移动的距离，如图3:

刀具从A点移动到B点用相对坐标表示指令如下：

U-30W-40（X方向为直径编程）

③.混合坐标值

依照编程中的计算方便和编程者的适应,系统许诺相对坐标和绝对坐标混合利用．但应注意同一个程序段中，同一坐标轴只能用一种表示方式，即能够利用X、W或U、Z表示，而不能利用X、U或Z、W.刀具从图3中A点移动到B点X利用绝对坐标,Z利用相对坐标指令如下：

X５0W-40

3.工件坐标系

工件坐标系确实是以工件上某一点作为坐标原点成立的坐标系。

工件坐标系的坐标轴，别离与X、Z轴平行且方向相同。

工件坐标系一旦成立，以后编程的所有绝对坐标值都是在工件坐标系中的坐标值．一样情形下，工件坐标系的Z轴设定在工件的旋转中心上。

在编程时依如实际情形，选定工件坐标系原点也即是工件图纸上的编程原点和数控系统指令的坐标原点。

通过设置工件坐标即可成立工件坐标系。

4.参考点

参考点即是操作者自己确信的一个平安、方便的位置。

机床上的任何位置都能够设置成参考点。

一般是将参考点设定在一个平安的位置。

参考点一旦确信，在手动与自动运行方式中，都能够利用回参考点功能使刀具回到参考点。

即便断电，参考点仍然经历有效．但如果是利用步进电机，那么可能会因为步进电机从头上电因电机抖动而产生微小误差，为保证精度应执行一次回参考点操作。

§1--2培训例题

毛坯：

长度100mm，直径32mm

O0001

M03S600T0101

G00X33Z62

G01X30Z60F100

G00X33Z62

G01X28Z60

Z25

G00X33Z62

G01X26Z60

Z25

G00X33Z62

G01X24Z60

Z45

G00X33Z62

G01X22Z60

Z45

G00X33Z62

G01X20Z60

Z45

G00X33Z62

G01X18Z60

X20Z59

G00X33Z62

X100Z100

M05

M02

培训练习题

毛坯：

长度110mm，直径55m；倒角均为1X45°

程序结构

共（）课时

§2--1数控编程概述

知识点：

一、程序结构

导入知识点：

为使机床能按要求运动而编写的CNC指令集合称之为程序，数控系统按指令顺序使刀具沿直线圆弧运动或使主轴启动停止，冷却液开关等，程序中的指令顺序确实是按工件工艺要求的顺序而编制的。

讲解知识点：

一、程序结构

1.字符

字符是组成程序的最大体的元素。

本系统字符包括英文字母，数字和一些符号。

英文字母是每一个指令或数据的地址符，共有17个：

DEFGIKLMNPRSTUWXZ

数字是每一个地址符的具体数据：

０，１，２，３，４，５，６，７，８，９

符号：

%—.

%：

仅作为程序号的开始符

-：

表示负的数据

.：

表示小数点

地址符概念及数据范围如下表所示

地址符

功能

意义

单位

数据范围

工件号

加工工件的程序号

00～99（整数）

Ｎ

程序段号

程序段的程序段号

0000～9999（整数）

Ｇ

准备功能

指令执行的方式

00～99（整数）

Ｍ

辅助功能

辅助动作指令

00～99（整数）

Ｔ

刀具功能

选择刀具号及刀补号

00～89（整数）

Ｓ

主轴功能

主轴转速指令

0～4（多速电机）

0～15

0～P11/12（变频主轴）

Ｆ

速度功能

切削进给速度

mm/ｍin

0～9999（整数）

ＸＺ

绝对坐标

X、Z轴绝对坐标值

ｍｍ

～+

ＵＷ

相对坐标

X、Z轴相对坐标值

ｍｍ

～+

IＫ

圆心坐标

X、Z轴圆心相对圆弧起点坐标

ｍｍ

～+

Ｒ

圆弧半径或固定循环锥度

及圆弧半径及循环锥度

ｍｍ

半径0～

Ｅ

螺纹导程

英制螺纹导程

牙/英寸

100～（牙/英寸）

Ｄ

延时时间

延时指令延时时间

ｓ

～

Ｐ

螺纹导程，程序段入口

公制螺纹导程或调用跳转指令入口

～100（螺纹导程）0000～9999（整数）

Ｌ

复合地址

指定循环次数、螺纹头数、

循环包含的轮廓段数

1～99

2.字段

字段是由一个地址符和其后所带的数字组成。

如Ｎ０１００Ｘ１２.８Ｗ－２３.４５等。

●每一个字段必需有一个地址符（英文字母）和数字符串。

●数字符串的无效0能够省去。

●指令前导0，能够省去。

如G00能够写成G0。

●数字的正号能够省去，但负号不能省略。

3.程序序号

程序段号是由字符N后带四位整数组成，在编辑时由系统自动产生但能够修改。

范围为0000-9999。

4.程序段

一个程序段由程序段号和假设干字段组成。

每一个程序段最多可包括255个字符（包括字段之间的空格）。

程序段的程序段号是必需的,由系统自动产生,但能够在编辑状态下修改。

下面是一个完整的程序段例如：

Ｎ0120Ｇ1Ｘ130Ｗ-40Ｆ50Enter

●Ｎ0120程序段号

●Ｇ1预备功能

●Ｘ130Ｗ-40运动数据

●Ｆ50运动速度

●Enter程序段终止，在屏幕上不显示，但每一个程序都是以按Enter键作为终止。

注1：

程序段中每一个字段之间都由空格分开,在输入时系统会自动产生.但在编辑进程中无法区分时必需由操作者输入，以保证程序的完整性。

注2：

字段在程序段中的位置能够任意放置。

5.程序的组成

把实现加工进程中一个或几个工艺动作的指令排列起来组成一个程序段。

按加工工艺顺序排列的多个程序段组成一个加工程序。

为识别各程序段所加的编号称之为程序段号（也可称为行号）。

为识别各个不同的程序而加的编号称之为程序名（或文件名）。

每一个加工程序由一个程序号和假设干个程序段组成，每一个程序最大有9999个程序段。

程序段号由字母Ｎ带四位整数组成。

程序号由％带二位整数组成。

§2--2培训例题

毛坯：

长度110mm，直径55m；倒角均为1X45°

O0001

M03S600

T0101

G00X55Z82

G01X52Z80F200

Z0F100

G00X53Z82

G01X50Z80F200

Z0F100

G00X51Z82

G01X46Z80F200

Z30F100

G00X47Z82

G01X43Z80F200

Z30F100

G00X44Z82

G01X40Z80F200

Z30F100

G00X48Z32

G01Z30F200

X50Z29F100

G00X51Z82

G01X37Z80F200

Z55F100

G00X38Z82

G01X34Z80F200

Z55F100

G00X35Z82

G01X32Z80F200

Z55F100

G00X38Z57

G01Z55F200

X40Z54F100

G00X41Z82

X33

G01X28Z80F200

Z69F100

G00X29Z82

G01X25Z80F200

Z69F100

G00X26Z82

G01X22Z80F200

Z69F100

G00X23Z82

G01X18Z80F200

X20Z79

Z69

G00X30Z71

G01Z69F200

X32Z68

G00X33Z82

X100Z100

M05

M02

§2--2培训例题

毛坯：

长度110mm，直径55m

指令代码及其功能

共（18）课时

§3--1Ｇ功能—预备功能

知识点：

一、预备功能

导入知识点：

Ｇ功能概念为机床的运动方式，由字符Ｇ及后面两位数字组成，GSK928TE数控系统所用Ｇ功能代码如下表所示：

指令

功能

模态

编程格式

说明

G00

快速定位

初态

G00X（U）Z（Ｗ）

G01

直线插补

G01X（U）Z（Ｗ）F

5-6000ｍｍ/ｍｉｎ

G02

顺圆插补

G02X（U）Z（Ｗ）RF

G02X（U）Z（Ｗ）IKF

5-3000ｍｍ/ｍｉｎ

G03

逆圆插补

G03X（U）Z（Ｗ）RF

G03X（U）Z（Ｗ）IKF

5-3000ｍｍ/ｍｉｎ

G33

螺纹切削

G33X（U）Z（Ｗ）P（E）IK

G32

攻牙循环

G32ZP（E）

G90

外圆内圆柱面循环

G90X（U）Z（Ｗ）RF

G92

螺纹切削循环

G92X（U）Z（Ｗ）P（E）LIKR

G94

外圆内圆锥面循环

G94X（U）Z（Ｗ）RF

G74

端面钻孔循环

G74X（U）Z（Ｗ）IKEF

G75

外圆内圆切槽循环

G75X（U）Z（Ｗ）IKEF

G71

外圆粗车循环

G71XIKFL

G72

端面粗车循环

G72ZIKFL

G22

局部循环开始

G22L

G80

局部循环结束

G80

G50

设置工件绝对坐标系

G50XZ

G26

X、Z轴回参考点

G26

按G00方式快速移动

G27

X轴回参考点

G27

按G00方式快速移动

G29

Z轴回参考点

G29

按G00方式快速移动

G04

定时延时

G04D

G93

系统偏置

G93X（U）Z（W）

G98

每分进给

G98F

1～6000ｍｍ/ｍｉｎ

G99

每转进给

G99F

～ｍｍ/r

注1：

带*指令为模态指令，即在没有其它G指令的情形下一直有效；通电及复位时系统处于G00,G98状态。

注2：

表中指令在每一个程序段只能有一个G04之外的G代码，仅G04指令可和其它G代码在同一程序段中显现。

—快速定位

指令格式：

G00Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）；G00指令使刀具以快速移动速度移动到指定位置。

其中Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）为指定点坐标值

图四G00快速定位

例：

以G00方式从Ａ点移动到Ｂ点。

如图4：

绝对编程:

N0010G00X18Z0；

相对编程:

N0100G00U52W-30；

在G00中同时指令X、Z轴时，X，Z轴按向各自的最高速度及加速度同时独立运行，互不阻碍。

任何一轴到位自动停止运行，另一轴继续移动直到指令位置。

如换刀及刀补指令与G00指令在同一程序段中时，刀补值与G00的移动值归并执行，以提高工作效率，故当有换刀及刀补时尽可能与G00指令同处一程序段。

G00指令能够单独概念X或Z轴。

G00的运行速度由参数P05/P06设定，受快速倍率的操纵。

Z轴实际快速速度=P05X快速倍率

X轴实际快速速度=P06X快速倍率

机床实际能达到的最高速度应视机床的实际状况及配套的电机而定。

详细参数请参考机床制造厂的说明书。

G00是模态指令，下一段相同时可省略不写。

G00能够简写成G0，G0与G00等效。

指令X、Z轴同时移动时应专门注意刀具的位置是不是在平安区域。

以幸免撞刀。

—直线插补

指令格式:

Ｇ０１Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）Ｆ；

G01指令使刀具按设定速度沿当前点到X（U）,Z（W）指定点的连线同时抵达指定的终点位置。

中Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）为指定的终点坐标。

F-进给速度．单位：

ｍｍ／min。

图五G01直线插补

以G01从A点移动到B点,速度为150mm/min。

如图5：

绝对编程:

N0100　G01　X45　Z-35　F150；

相对编程:

N0100　G01　U25　Ｗ-35　F150；

G01指令也能够单独概念X或Z轴的运动。

G01指令的移动速度由F指定的值设定并受进给倍率操纵,F值也是模态值,不改变时能够省略。

实际进给速度=FＸ进给倍率

G01指令是模态指令，下段相同时可省略

G01可写成G1,G1与G01等效

３.G02、G03---圆弧插补

指令格式:

G02Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）ＩＫＦ；圆心坐标编程。

G0３Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）ＩＫＦ。

或G02　Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）Ｒ　Ｆ；半径编程。

　G0３　Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）Ｒ　Ｆ

指令中字段说明:

G02、G03指令可使刀具以设定速度按规定的圆弧轨迹运动，G02为顺时针圆弧，G03为逆时针圆弧。

本系统概念的圆弧方向是以圆心为参考点:

顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。

如图6所示：

地址Ｘ、Ｚ或Ｕ、Ｗ指定圆弧终点位置。

可用绝对或相对坐标表示。

相对坐标是从圆弧的起点到终点的距离。

地址I、K指定圆弧的圆心坐标。

I、K别离对应X、Z轴，以起点为原点指向圆心的矢量。

I为X轴上分量（需用直径表示）,K为Z轴上的分量,I、K方向与X、Z轴正方向相同时取正值,不然取负值。

如图7所示：

I的取值为直径量表示,一样依照图纸计算出来是半径值.在编程时应乘以2后输入。

在不利用I、K编程时,可利用半径R值编程。

从A点到B点的顺圆插补,进给速度为100ｍｍ／ｍｉｎ。

如图8：

Ｎ0100G0０X20Z60；快速定位到圆弧加工起点。

Ｎ0110G02Ｘ6０Ｚ4０Ｉ0Ｋ-20Ｆ１００；圆心编程.

Ｎ0110G02Ｘ60Ｚ40Ｒ20F100；半径编程.

或Ｎ0110G02Ｕ40Ｗ-20Ｉ0Ｋ-20Ｆ100；

Ｎ0110G02Ｕ40Ｗ-20Ｒ20Ｆ100；

从A点到B点的逆圆插补,进给速度为100ｍｍ／ｍｉｎ。

Ｎ0100G00X20Z60；快速定位到圆弧加工起点.

Ｎ0110G03Ｘ60Ｚ40Ｉ40Ｋ0Ｆ100；圆心编程.

Ｎ0110G03Ｘ60Ｚ40Ｒ20Ｆ100；半径编程.

或Ｎ0110G03Ｕ40Ｗ-20Ｉ40Ｋ0Ｆ100；

Ｎ0110G03Ｕ40Ｗ-20Ｒ20Ｆ100；

注1：

最大圆弧半径R不能大于4199mm，不然系统不能保证其正确性。

注2：

采纳K、I编程时，系统将对当前点坐标（起点）、终点坐标和圆心坐标进行验证；若是终点不在圆上，Z方向的误差>mm或X方向的误差>mm时，系统将作出报警提示：

“数据不兼容”。

若是起点到终点的弧度大于180°,系统将作出报警提示：

“超出限度”。

注３：

采纳R编程时，若是直径2R小于当前点（起点）到终点的距离，系统将作出报警提示：

“数据不兼容”。

编程例如：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　绝对编程：

N0000G00X18Z0；

N0010G03X30Z-15R20F100；相对编程：

N0000G0X18Z0；

　N0010G03U12W-15R20F100

４.G33—螺纹切削

指令格式：

G33X（U）——Z（Ｗ）——P（Ｅ）——　K——　I——D——；

其中:

X（Ｕ）Ｚ（Ｗ）—螺纹终点的绝对／相对坐标。

（省略X时为直螺纹）

P—公制螺纹导程。

（单位:

mm范围：

－100mm）

Ｅ—英制螺纹导程。

（单位:

牙/英寸范围：

100－牙／英寸）

K——螺纹退尾起始点距螺纹终点在Z方向的长度。

（单位：

mm。

省略时无退尾。

）加工中直螺纹K＞0时，螺纹退尾时X轴向正方向移动，K＜0时，螺纹退尾时X轴向负方向移动，锥螺纹加工中K的符号必需与X的移动方向相同。

I—螺纹退尾时X方向的移动总量（直径值）单位mm。

有K值但省略I时，系统默以为I=2×K即45°退尾。

I不能为负值。

G33指令能够加工公英制等螺距的直螺纹,锥螺纹,内螺纹,外螺纹,等经常使用螺纹.

当G33指令中X（U）坐标值非零时表示加工锥螺纹。

在主轴正转情形下，正方向切削为右旋螺纹。

负方向切削为左旋螺纹，主轴反转时那么相反。

一样加工螺纹时从粗车到精车同一轨迹要进行多次螺纹切削。

因为螺纹切削开始是从检测到主轴编码器的一转信号后才开始的，因此进行多次螺纹切削零件圆周上的切削点是仍是相同的，但必需保证主轴转速不变，当主轴转速发生转变时螺纹会产生少量误差。

螺纹加工需要与主轴速度相适应。

主轴转速太高会因系统响应不上使螺纹乱牙。

推荐主轴转速应知足下式：

Ｎ×P≦3000

其中：

N—主轴转速单位：

转/分最高转速小于2000转/分

P—螺纹导程单位：

ｍｍ英制螺纹时将其换算成公制单位计算。

在螺纹切削开始及终止部份，一样由于起落速的缘故，会显现导程不正确部份，考虑此因素阻碍，指令螺纹长度时应比实际需要的螺纹长度要长些。

一样情形下,升速长度>1.3mm

—螺纹切削循环

指令格式：

Ｇ９２Ｘ（Ｕ）Ｚ（Ｗ）Ｐ（Ｅ）ＩＫＲＬ；其中I不能取负值。

其中:

X（U）Z（W）—螺纹终点的坐标位置.

P—公制螺纹螺距。

范围：

～100mm

E—英制螺纹导程。

范围：

100～牙/英寸

I—螺纹退尾时X轴方向的移动距离。

当K≠0时省略I那么默许I=2×K即45℃方向退尾。

K—螺纹退尾时退尾起点距终点在Z轴方向的距离。

R—螺纹起点与螺纹终点的直径之差（螺纹锥度,省略R为直螺纹）。

L—多头螺纹的螺纹头数（省略L为单头螺纹）范围：

1～99。

当R≠0时R<0退尾方向为正向（Ｘ向正方向移动），R>0退尾方向为负向（Ｘ向负方向移动）。

当R=0K≠0时，由K的符号决定X轴的退尾方向。

K>0退尾方向为正向，（X向正方向移动），K<0退尾方向为负向（X向负方向移动）。

当R≠0K≠0时，R决定锥度方向，K决定退尾方向。

G92螺纹循环的执行进程:

1.X轴从A点快速进给到B点。

2.X,Z轴螺纹切削到C点。

（包

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