数控车床操作加工仿真实验文档格式.docx
《数控车床操作加工仿真实验文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数控车床操作加工仿真实验文档格式.docx(32页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
工作地点
001
三爪卡盘
SK50
数控中心
工步
工步内容
刀具号
刀具规格
主轴转速
r·
min-1
进给速度mm.min-1
背吃刀量
备注
1
车端面
T1
95°
右偏刀
600
0.1
手动
2
从右至左粗车外圆表面
T1
95°
600
0.2
1.5
自动
3
从右至左精车外圆表面
T2
93°
1100
0.08
0.1
4
切断零件
T3
外圆切断刀
400
0.05
5.参考程序
表4-3为数控车床训练零件一手工编程的参考答案(编程原点设在零件右端面的中心)。
表4-3 训练零件一手工编程的参考答案
主程序内容
程序注释(加工时不需要输入)
%
G28U0W0
N1
G0G40G97G99T11S600M3F0.2
X42.0Z2.0
G71U1.5R0.3
G71P10Q11U0.2W0.05
N10G01G42X0
Z0.
G01X16.0
X18.0W-1.0
Z-20.0
X26.0
X28.0W-1.0
Z-50.0
X35.0
G03X39.0Z-52.0R2.0
G01Z-81.0
N11G1G40X42.0
G0X200.0Z100.0M05
N2
G0G40G97G99T22S1100M3F0.08
X42.0Z2.0
G70P10Q11F0.08
G28U0W0M05
M30
%
传输程序时的起始符号
刀具回参考点进行换刀。
第一个工步
刀具初始化,换1号刀,补偿号为1,转速600,进给速度0.2mm/r
加工起始点
粗加工循环指令,单边吃刀深度1.5mm,退刀量0.3mm
设置循环开始行号和结束行号,直径留量0.2mm,Z向留量0.05mm
循环轨迹开始,设置右刀补
车削端面
倒角C1
倒角C1
倒R2的圆角
循环轨迹结束,取消刀补
回到换刀点,
第二个工步
刀具初始化,换2号刀,补偿号为2,转速1100,进给速度0.08mm/r
精加工循环指令,开始行号为N10,结束行号为N11
加工结束,回到参考点
程序结束
传输程序时的结束符号
6.在数控加工仿真系统中加工训练零件一的操作步骤
数控加工仿真系统的启动:
点击“开始→程序→ 数控加工仿真系统”,在弹出的登录用户对话框中,选择快速登录,就进入了数控加工仿真系统。
1.选择机床
如图4-2所示,点击菜单“机床/选择机床…”(图中P1),出现选择机床对话框,在选择机床对话框中控制系统选择FANUC(图中P2)和FANUC0(图中P3),机床类型选择车床(图中P4),型号是宝鸡机床厂SK50,平床身前置刀架(图中P5),并按确定按钮,此时仿真系统界面如下图所示(图中P6),机床选择结束。
对应于实际机床操作,相当于选择操作机床,打开操作机床的空气开关,打开机床的总电源。
2.机床操作初始化
选择机床后,机床处于锁定状态,需要进行机床初始化操作,即解除锁定状态。
在仿真系统中,不同型号的机床,其机床的初始化操作也不相同。
对于数控仿真系统宝鸡机床厂SK50数控车来说,初始化操作是打开数控系统的电源。
具体操作步骤是:
按下数控系统的电源按钮(图中P1)即可。
3.机床回零
机床回零操作是建立机床坐标系的过程。
回零操作是实际机床在打开机床电源后,首先要作的操作。
即在X轴、Z轴通过与限位开关的接触,机床找到这两个方向的极限值后,将机床坐标系的值清零,建立机床坐标系的零点。
由于控制系统的延迟特性,如果机床主轴的实际位置,即X轴、Z轴的位置距离机床零点太近,为了避免主轴与限位开关发生碰撞,一般数控机床都规定在进行机床回零操作前,机床主轴的X轴、Y轴、Z轴的位置距离机床零点必须大于100mm。
仿真系统的具体操作是:
1)查看是否满足回零条件。
如图4-4所示,用鼠标按下【POS】
(图中P1),接着按下CRT中【ALL】下面对应的软键按钮(图中P2),注意CRT中【MACHINE】坐标系下的X和Z的值(图中P3),要求这两个值的绝对值不能小于“100.0”。
图中的X和Z的值是满足回零条件的。
2)回零操作。
如图4-5所示,用鼠标将【MODESELECT】
(模式选择)旋钮指向【ZRN】
(图中P1)。
转动旋钮的方法是:
鼠标停留在旋钮上,按鼠标左键,旋钮左转,按鼠标右键,旋钮右转。
X轴回零:
按下【X】按钮(图中P2)。
Z轴回零:
按下【Z】按钮(图中P3)。
回零操作完成后,CRT中,【MACHINE】坐标系的结果应该如图中P4。
回零操作一定要先回X轴,后回Z轴,养成这样的习惯可以在实际操作中避免下面这样的事故。
如果上一次的零件加工完成后,刀架处于拖板的中间位置,尾座上装有一个较长的钻头,而本次回零操作恰巧是先回Z轴,那么机床的刀架将与尾座上的钻头发生碰撞。
4.确定零件毛坯尺寸,选择夹具并完成零件装夹
1)定义毛坯尺寸
如图4-6所示,点击菜单“零件/定义毛坯…”或按下毛坯定义按钮(图中P1),出现定义毛坯对话框,选毛坯形状为圆柱形(图中P2),定义毛坯直径为40mm,(图中P3),定义毛坯长度为150mm,这个长度包含了卡盘装夹的长度(50mm)(图中P4)完成后,按下【确定】按钮。
2)放置零件
如图4-7所示,点击菜单“零件/放置零件…”或按下放置零件按钮(图中P1),在放置零件对话框(如下图所示),选取名称为“毛坯1”的零件(图中P2)。
完成后,按下【安装零件】按钮。
3)移动工作台上的零件
如图4-8所示,放置零件后,零件出现在机床卡盘上(图中P1),并出现控制零件移动的面板(图中P2),向左和向右两个方向的按钮,可以移动卡盘上的零件,如果零件位置没有问题,可直接点击面板上的退出按钮,关闭该面板,毛坯放置完成。
图中P3所指按钮可将已加工的零件调头,以加工零件的另一面。
5.刀具的安装
根据表4-1所示的刀具参数表,需要安装3把刀。
安装刀具的操作步骤如下:
1)安装1号刀,如图4-9所示,点击菜单“机床/选择刀具…”或按下选择刀具按钮(图中P1),出现选择刀具对话框。
① 首先选择刀具安装的位置,因为是T1,应该选择1号刀的位置(图中P2)。
② 其次选择T1刀具的刀片形状(图中P3)和刀片的刃长(图中P4)。
③最后选择刀柄的形状(图中P5)和该刀具主偏角的度数(图中P6),1号刀安装完成。
图中P7所指内容为T1刀具安装到刀架上,该刀具悬空伸出的长度和刀尖圆角半径的大小。
上述选择的内容是参考了表4-1所示的刀具参数表。
2)安装2号刀,如图4-10所示。
①首先选择刀具安装的位置,因为是T2,应该选择2号刀的位置(图中P1)。
②其次选择T2刀具的刀片形状(图中P2)和刀片的刃长(图中P3)。
③ 最后选择刀柄的形状(图中P4)和该刀具主偏角的度数(图中P5),2号刀安装完成。
图中P6所指内容为T2刀具安装到刀架上,该刀具悬空伸出的长度和刀尖圆角半径的大小。
3)安装3号刀,如图4-11所示。
①首先选择刀具安装的位置,因为是T3,应该选择3号刀的位置(图中P1)。
②其次选择T2刀具的刀片形状(图中P2)和刀片的刃长(图中P3)。
③ 最后选择刀柄的形状(图中P4)和该刀具主偏角的度数(图中P5),3号刀安装完成。
图中P6所指内容为T3刀具安装到刀架上,该刀具悬空伸出的长度和刀尖圆角半径的大小。
4)刀具参数选择完成后,按下确定按钮,所选刀具被安装在刀架上(如图4-12所示)。
6.试车削法对刀
1) 确定T1号刀的原点坐标值,并将其值输入到刀具补正中。
①设置当前刀具为1号刀,并启动机床。
如图4-13所示,用鼠标将【MODESELECT】旋钮指向【MDI】
(图中P1)按下系统面板中的【PRGRM】按钮(图中P2)。
按照如图4-14所示的图标顺序,按下系统面板中的相应按钮,输入程序指令。
T11S500M3
CRT屏幕如图4-15所示(图中P1)。
程序输入完成后,按下程序【启动】按钮(图中P2)。
② 刀具快速接近零件毛坯。
由于刀具距离工件较远,可用快速移动刀具的功能,使刀具快速接近工件。
如图4-16所示,用鼠标将【MODESELECT】旋钮指向【RAPID】
(图中P1),按下-Z按钮(图中P2),移动Z轴拖板,使刀具快速接近零件毛坯;
然后再按下-X按钮(图中P3),移动X轴拖板,使刀具快速接近零件毛坯(如图P4),如果机床视图不方便观察刀具的移动,可以点击俯视图(图中P5)的位置,再配合视图放大或移动等功能来观察刀架的移动,机床视图的结果(如图P6)。
③用试切削的方法来确定Z轴坐标的原点。
当刀具距离工件较近时,最好使用手轮来移动刀具。
如图4-17所示,用鼠标将【MODESELECT】旋钮指向【HX】
(图中P1),调节手轮移动倍率(图中P2),然后用鼠标左键按下手轮(图中P3),往负方向移动X轴拖板,使刀具能够切削零件端面,如果需要移动Z轴拖板,可将【MODESELECT】旋钮指向【HZ】,此时手轮移动倍率和手轮旋转方向将控制Z轴。
切削端面的吃刀深度不要太大,能够将毛坯切平即可,刀具接近零件中心时,可将手轮移动倍率调小,以保护刀具。
如图4-17中P4所示为试切削端面的结果。
如图4-18所示,用鼠标按下【MENUOFSET】
(图中P1),接着按下CRT中【GEOM】下面对应的软键按钮(图中P2),切换刀刀具几何参数画面(图中P3),注意当前光标应该为No.01的位置(图中P4),利用面板输入指令“MZ0.”(图中P5和P6),按下【INPUT】按钮(如图中P7),Z轴对刀结果如图中P8所示。
上述操作完成后,T1刀具的Z向坐标就完成了。
如图4-18中P8所示的“Z-860.497”是数控系统根据刀尖当前的Z向位置在机械坐标系中的数值和用户输入的Z向数值合并计算后的结果。
由于右端面设为编程的Z0,所以合并计算后,图中P8的数值实际上还是刀尖当前位置在机械坐标系中的数值。
注意:
端面切削平整后,在上面的操作完成以前,不可移动Z轴。
④确定X轴坐标的原点。
将【MODESELECT】旋钮指向【HX】,调节手轮移动倍率为X100,旋转手轮,往正方向移动X轴拖板,使刀具能够切削零件外圆,切削外圆的吃刀深度不要太大,0.5mm~1.5mm即可,将【MODESELECT】旋钮指向【HZ】,调节手轮移动倍率为X10,旋转手轮,往负方向移动Z轴拖板,开始切削外圆,如图4-19中P1所示,切削外圆的Z向长度有2mm~10mm即可。
调节手轮移动倍率为X100,反向旋转手轮,往正方向移动Z轴拖板,使刀具脱离外圆切削,如图4-19中P2所示。
因为下面要测量零件的外圆直径,刀具与零件的脱离距离必须不妨碍测量零件外圆直径。
切削外圆后,在下面的操作完成以前,不可移动X轴。
当刀具脱离外圆切削后,按下系统面板上的【RESET】按钮,如图4-20中P1所示,让机床主轴停止转动。
然后点击菜单“测量/剖面图测量…”(图中P2),出现测量选择对话框(图中P3),由于是试切削测量,选择“是”或“否”,都可以,之后弹出测量结果对话框,如图4-21所示。
用鼠标点击试切削部分的零件外圆,如图4-21中P1所示,查看下面对话框中,蓝色条所在的X尺寸(图中P2),可知试切削部分的尺寸为Φ37.158,记下该值,然后点击退出按钮(图中P3)。
如图4-22所示,用鼠标按下【MENU OFSET】
(图中P1),接着按下CRT中【GEOM】下面对应的软键按钮(图中P2),切换刀刀具几何参数画面,注意当前光标应该为No.01的位置(图中P3),利用面板输入指令“MX37.158”,按下【INPUT】按钮,X轴对刀结果如图中P5所示。
上述操作完成后,T1刀具的X向坐标就完成了。
如图4-22中P5所示的“X-388.794”是数控系统根据刀尖当前的X向位置在机械坐标系中的数值和用户输入的X向数值(Φ37.158)合并计算后的结果。
因此,一定要保证输入指令“MX37.158”时,零件外圆测量值(Φ37.158)是正确的,并且输入指令不要出现输入错误。
2)确定T2号刀的原点坐标值,并将其值输入到刀具补正中。
由于T2刀具与T1刀具的类型都是左偏刀,所以其对刀方法基本相同。
①设置当前刀具为2号刀,并启动机床。
由于输入换刀指令,刀架将产生旋转运动,用户必须保证刀具距离工件有较大的距离,以保证刀架旋转时,刀具与工件不发生碰撞。
参考图4-16所示的刀架快速移动的操作,让刀架远离工件到某一安全位置。
参考图4-13所示的进入MDI模式的操作,输入下列的换刀指(如图4-23所示)。
T22S500M3
上述指令执行时,刀架将产生旋转运动,一定要必须保证刀具距离工件有较大的距离,特别是当刀具为镗孔刀时,如果不认真,很容易发生镗孔刀与工件发生碰撞的事故。
换刀指令完成后,参考图4-16所示的刀架快速移动的操作,让T2刀具迅速接近工件。
②用试切削的方法来确定Z轴坐标的原点。
如果刀具距离工件较近,最好使用手轮来移动刀具。
因为T1刀具在对刀时,工件端面已经车削平整,因此用最小的手轮移动倍率控制2号刀的刀尖轻微接触工件端面即可。
如果观察不清楚,可使用放大和平移的功能。
如图4-24中P1所示。
刀尖轻微接触工件端面后,在下面的操作完成以前,不可移动Z轴。
如图4-24所示,用鼠标按下【MENUOFSET】
(图中P2),接着按下CRT中【GEOM】下面对应的软键按钮(图中P3),切换刀刀具几何参数画面,注意当前光标应该为No.02的位置(图中P4),如果不是,可按下图中P5所指的下箭头或上箭头,移动当前光标到No.02的位置。
利用面板输入指令“MZ0.”(图中P6),按下【INPUT】按钮(如图中P7),Z轴对刀结果如图中P8所示。
上述操作完成后,T2刀具的Z向坐标就完成了。
③ 确定X轴坐标的原点。
使用手轮,使刀具能够切削零件外圆,因为T2刀具是精车刀,切削外圆的吃刀深度不能太大,0.2mm~0.5mm即可,调节手轮移动倍率为X1,旋转手轮,往负方向移动Z轴拖板,开始切削外圆,如图4-25中P1所示,切削外圆的Z向长度有5mm~10mm即可。
调节手轮移动倍率为X10,反向旋转手轮,往正方向移动Z轴拖板,使刀具脱离外圆切削,如图4-25中P2所示。
因为下面要测量零件的外圆直径,刀具与零件的脱离距离必须不妨碍测量零件外圆直径。
注意:
切削外圆后,在下面的操作完成以前,不可移动X轴。
当刀具脱离外圆切削后,按下系统面板上的【RESET】按钮,停止主轴转动。
参考图4-20所示的操作步骤,进入测量对话框,如图4-26所示。
由于车削的部分较小,不易观察清楚,可用鼠标左键将需要放大的部分拖出一个区域(如图4-26中P1所示)。
用鼠标点击T2刀具切削零件的外圆部分,如图4-26中P2所示,查看下面对话框中,蓝色条所在的X尺寸(图中P3),可知切削部分的尺寸为Φ36.913,记下该值,然后点击退出按钮(图中P4)。
如图4-27所示,用鼠标按下【MENUOFSET】
(图中P1),接着按下CRT中【GEOM】下面对应的软键按钮(图中P2),切换刀刀具几何参数画面,注意当前光标应该为No.02的位置(图中P3),利用面板输入指令“MX36.913”(图中P4),按下【INPUT】按钮(图中P5),X轴对刀结果如图中P6所示。
上述操作完成后,T2刀具的X向坐标就完成了。
由于T3刀具是手动切断已加工好的零件,不需要编程,使用T3刀具不需要对刀。
所有刀具的对刀操作完成后,最好使用回零操作(具体过程请参考前面的回零操作),将刀具移动到机床原点后,再进行后面的操作。
7.刀具参数的登录
刀具参数的登录是将程序中所用到的刀具的刀尖圆角(R值)和刀尖假想位置(T值)输入到几何参数画面中,如图4-28所示。
如图4-28所示,用鼠标按下【MENUOFSET】
(图中P1),接着按下CRT中【GEOM】下面对应的软键按钮(图中P2),切换刀刀具几何参数画面(图中P3)。
首先,通过光标向上和向下移动键(图中P4),设置当前光标为No.01的位置(图中P5),利用面板输入指令“R0.8”(输入值出现在图中P6处),这个值是选择T1刀具时,得到的刀具圆角半径值(参考前面图4-9中的P7),输入完成后,按下【INPUT】按钮(图中P7),输入结果出现在图中P8处。
其次,利用面板输入指令“T3”(输入值出现在图中P6处),这个值是刀尖的假想位置的代码,输入完成后,按下【INPUT】按钮,输入结果出现在图中P8处,T1刀具输入完成。
参考T1刀具输入参数的过程,输入T2的参数:
刀具圆角半径值R0.2,刀尖的假想位置的代码T3。
最后的输入结果如图4-28中的P8所示。
刀具的刀尖圆角(R值)和刀尖假想位置(T值)在加工圆弧面和圆锥面时,将起到误差补偿的作用。
在本实例中,由于只加工外圆,不涉及圆弧面和圆锥面的加工,忽略刀具的刀尖圆角(R值)和刀尖假想位置(T值)的输入也可以。
8. 输入程序
在数控车床上录入程序有两种方式:
1)短小程序的录入(程序长度小于10K):
这种短小的程序通常在机床上,使用面板上的按键直接录入。
对于数控车床来说,数控车削的程序,通常都很短,一般不超过100行,所以这种录入方式最常用,必须掌握。
如图4-29所示,用鼠标将【MODESELECT】
(模式选择)旋钮指向【EDIT】
(图中P1),按下系统面板中的【PRGRM】按钮(图中P2)。
下面讲解输入训练零件程序的步骤。
按照如图4-30所示的图标顺序,按下系统面板中的相应按钮,输入程序:
程序输入完成后,按下
按钮,让程序回到程序头,程序录入就完成了。
2)中等长度的程序的录入(程序长度在5K~250K之间):
中等长度的程序通常是使用传输软件,通过计算机与机床连接的通信端口,将程序直接传输到机床的内存中,在实际机床操作中,如果数控车床的程序是采用计算机辅助编程的方式(CAM)得到的NC代码,那么采用计算机与机床连接的方式录入程序,是快捷且方便的操作。
数控仿真软件可以仿真这种传输方式,并且传输的程序长度最大支持到4M。
操作步骤如图4-31所示。
如图4-31所示,用鼠标将【MODESELECT】
(模式选择)旋钮指向【EDIT】
(编辑)(图中P1),按下系统面板中的【PRGRM】按钮(图中P2)。
然后,按下CRT界面中的【I/O】软键(图中P3),CRT界面中的软键切换成(图中P5),在系统面板上输入程序在机床中的名字“O1”(图中P4),O1出现在CRT界面中(图中P5处),按下CRT界面中的软键【READ】
(图中P6),CRT界面中出现“Input...”(图中P7),选择程序菜单“机床/DNC传送...”或按下DNC传送按钮(图中P8),在弹出的打开文件对话框中,找到要传输的程序文件(图中P9),选择【打开】按钮,O1.nc文件中内容被传输到仿真系统中。
在实际机床操作中,这部分的操作因为同时涉及到计算机和机床两个设备,数控仿真系统只能仿真加工中心面板上操作,所以这部分的操作与实际机床稍有不同,但大致的操作基本相同。
9. 调试程序
程序录入完成后,就可以进入程序调试阶段。
由于数控仿真系统还不能完全支持FANUC-O系统的所有指令,为了避免录入的程序中,出现暂不支持的指令,仿真系统提供了一个检查NC程序的功能。
如图4-32所示,用鼠标点击菜单“机床/检查NC程序”(图中P1),弹出检查程序对话框(图中P2)。
在【选择NC程序】对话框中,选择仿真机床中的程序(图中P2),然后点击【开始检查】按钮(图中P3),检查加工出现在下面的对话框中(图中的P4)。
如果有语法错误或出现暂不支持的指令,将显示出是第几行程序出现错误及错误原因。
检查完成后,点击【退出】按钮。
如果程序出现语法错误,可以返回程序编辑状态,改正程序的错误,直至程序没有错误为止。
特殊说明:
如图4-32中P4所示,当前版本不支持的指令是G97,该指令是指定主轴恒定转速,这个指令不影响后面的加工,因而这个错误提示可以忽略。
检查NC程序完成后,只代表NC程序已经没有语法错误,如果程序出现逻辑错误,是无法检测出来的。
与实际机床一样,数控仿真系统,同样提供了刀具轨迹显示的功能,利用这个功能,可以看到程序的刀具轨迹。
显示刀具轨迹的操作步骤如图4-33所示。
如图4-33所示,用鼠标将【MODESELECT】旋钮指向【AUTO】
(自动)(图中P1),按下系统面板中的【PRGRM】按钮(图中P2)。
再按下【AUXGRAPH】按钮(图中P3),机床显示区变成黑色区域(图中P4),点击CRT界面上【CHECK】软键(图中P5),在CRT界面中,程序出现在上半部分(图中P6),刀具位置等加工参数出现在下半部分(图中P7),按下操作面板上的循环启动按钮(图中P8),即可观察数控程序的运行轨迹,此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对三维运行轨迹进行全方位的动态观察,运行轨迹(图中P9)所示。
图中红线代表刀具快速移动的轨迹,绿线代表刀具切削的轨迹。
如果程序的运行轨迹与设想的不同,则说明程序有误,可以返回程序编辑状态,改正程序的错误,直至运行轨迹没有错误为止。
如果没有问题,按下
按钮(图4-33中P3所示),返回到机床显示状态。
10. 自动加工
如果轨迹没有错误,就可以进入自动加工了。
操作步骤如图4-34所示。
如图4-34所示,【MODESELECT】旋钮指向【AUTO】
(自动)(图中P1),按下系统面板中的【PRGRM】按钮(图中P2)。
确认当前程序为要加工零件的主程序(图中P3处),如果不是可输入主程序名字“Oxxxx”,然后再按下【下箭头键】
(如图中P3),将当前程序设置为要加工零件的主程序,确认无误后,点击CRT界面上【CHECK】软键(图中P5),在CRT界面中,程序出现在上半部分,刀具位置等加工参数出现在下半部分(图中P6),按下操作面板上的循环启动按钮(图中P7),就进入了自动加工状态,刀具自动按照程序指令,开始加工零件(图中P8)。
为了观察零件的加工过程,可通过“视图”菜单中的俯视图、动态旋转、动态平移等方式进行全方位的动态观察,如图4-34中P8所示的加工过程是在俯视图状态下,放大视图后得到的结果。
如果零件复杂,加工时间长,为了方便观察和快速看到加工结果。
数控加工仿真系统提供了一