数控铣床操作过程

mavir8675

加工图1所示内外轮廓，用刀具半径补偿指令编程，刀具直径为8mm。

3 T( B8 `; M% _) _图1 加工图
0 e5 |$ Y. e  o& N分析：外轮廓沿圆弧切线方向切入p1→p2，切出时沿切线方向p2→p3，根据判断，用左边刀具半径补偿。内轮廓加工时，p4→p5为切入段，p6→p4为切出段，故用右边刀具半径补偿。外轮廓加工完毕取消左边刀具半径补偿，待刀具移至p4点，再建立右边刀具半径补偿。加工应选用高度为14mm、边长为240mm的正方形毛坯。
* [; g7 T4 {. r+ f程序如下：
程序
* U/ Z" d& J5 V# O8 {注释
2 z# Z& M$ ^0 A, R; t. h( _' R: wO0100 ;
程序号
N010 G90 G92 X0. Y0. Z100. ;
绝对值输入，建立工件坐标系
+ J. G: H& z7 q8 Z0 O( R% t+ O! PN020 G00 Z2. S150 M03 ;
% e4 @, ^/ J  B' u1 B% s- B1 Z& J9 p7 fZ轴快移至Z=2，主轴正转，转速150r/min
N030 X20. Y-44. ;
快速进给至X=20，Y-=-44
N040 G01 Z-4. F100 ;
6 p. J2 A8 r' r: w' NZ轴进给至Z=-4，进给速度100mm/s
N050 G41 X0. Y-40. H01 ;
直线插补至X=0，y=-40，刀具半径左补偿H01=4mm
N060 G02 X0. Y-40. I0. J40. ;
6 \5 C  |+ s  |  E+ t% X顺圆插补至X=0，Y=-40
- E7 _% d% \, P* G: A8 ON070 G40 X-20. Y-44. ;
直线插补至X=-20，Y=-44，取消刀具半径补偿
+ B! b3 O# j2 d9 T8 `$ y; p* PN080 G00 Z2. ;
8 L' I0 G  h* c. I; w7 x! SZ轴快移至Z=2
N090 X0. Y15. ;
快速进给至X=0，Y=15
N100 G01 Z-4. ;
' O( }4 A" ^$ d6 J6 n5 SZ轴进给至Z=-4
N110 G42 X0. Y0. H01 ;
) ]! }2 }$ y! Y/ F8 @直线插补至X=0，Y=0，刀具半径右补偿H01=4mm
  Q/ G* a$ r% |N120 G02 X-30. Y0. I-15. J0. ;
顺圆插补至X=-30，Y=0
N130 X30. Y0. I30. J0. ;
* a1 \2 E  L9 h, \, @3 q/ `顺圆插补至X=30，Y=0
& i: v7 I& N$ j: M3 EN140 X0. Y0. I-15. J0. ;
% R7 ]2 g" [: ~4 N顺圆插补至X=0，Y=0
7 A: m7 f9 S" h) iN150 G40 G01 X0. Y15. ;
直线插补至X=0，Y=15，取消刀具半径补偿
N160 G00 Z100. ;
Z轴快移至Z=100
N170 X0. Y0. M05 ;
7 H1 T6 g' _/ I2 c4 H' L快速进给至X=0，Y=0，主轴停
" H, h( K  l* k' Y9 k; C5 `+ c" WN180 M30 ;
主程序结束
: }6 d2 h* L+ m1 I下面利用软件“数控加工仿真系统”来介绍具体操作过程：
该程序采用G92定位坐标系，刀位应移到工件中心上方100mm的地方作为起始加工点，加工结果如图2所示。

& j. I/ p) g8 d5 G图2 实例加工结果样图
1. 选择机床
2 M! d4 Z* c9 }2 l' Q8 Z如图3点击菜单“机床/选择机床…”，在选择机床对话框中控制系统选择FANUC，机床类型选择立式铣床并按确定按钮，此时界面如图4所示。
6 Z* V, Q: J" b$ i
图3 “机床”菜单及选择机床对话框

. i: o7 z( t6 X图4 “数控加工仿真系统”软件界面
2. 机床回零
' i7 Y. M5 n+ o! _4 m6 d如图5所示，在操作面板的MODE旋钮位置点击鼠标左键，将旋钮拨到REF档，再点击JOG加号按钮，此时X轴将回零，相应操作面板上X轴的指示灯亮，同时CRT上的X坐标发生变化；依次用鼠标右键点击旋钮，再用左键点击加号按钮，可以将Y和Z轴回零，此时CRT和操作面板上的指示灯如图6所示，同时机床的变化如图7所示。

, _  s9 i  E! i图5 操作面板上的MODE旋钮
' g: J: |; l6 z/ S$ o, d( x
图6 CRT界面及操作面板上的指示灯
; }" i7 k$ l' q% T; m
图7 铣床位置
3. 安装零件
点击菜单“零件/定义毛坯…”，在定义毛坯对话框（如图8）中将零件尺寸改为高14、长和宽240，并按确定按钮。

* e/ s/ C7 X3 v: d图8 “定义毛坯”对话框
8 X7 ^" A  {$ q/ A点击菜单“零件/安装夹具…”，在选择夹具对话框（如图9）中，选择零件栏选取“毛坯1”，选择夹具栏选取“工艺板”，夹具尺寸用缺省值，并按确定按钮。

7 C1 [7 n1 d  X% S. O/ F6 U3 t- X图9 “选择夹具”对话框
点击菜单“零件/放置零件…”，在选择零件对话框（如图10）中，选取名称为“毛坯1”的零件，并按确定按钮，界面上出现控制零件移动的面板，可以用其移动零件，此处点击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时机床如图11所示，零件以放置在机床工作台面上。

* p. V8 G' Y( H5 v' g图10 “选择零件”对话框

图11 移动零件面板及机床上的零件
! k  }5 K4 H" v) F/ o0 p" d* t9 i: T点击菜单“零件/安装压板”，在选择压板对话框中，点击左边的图案，选取安装四块压板，压板尺寸用缺省值，点击确定按钮，此时机床台面上的零件已安装好压板，如图12所示。
2 [2 h% C8 ?4 W
图12 “选择压板”对话框及安装压板后的零件
4. 输入编辑程序
数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式文件，也可直接用FANUC系统的MDI键盘输入。此处数控程序已预先存入一文本文件“fmSample.nc”。
点击菜单“机床/DNC传送…”，在打开文件对话框（如图13）选取文件“fmSample.nc”，点击打开按钮。
2 j2 F6 w4 E4 B) ^! w3 C6 K
6 S  A1 x. i. p: D/ W; I* ?图13 “打开文件”对话框
点击菜单“视图/控制面板切换”，打开FANUC系统的MDI键盘，此时界面如图14所示，

7 ~: V0 P3 d& |7 e% k图14 “数控加工仿真系统”界面
点击MDI键盘上的PRGRM键，CRT如图15所示；在通过MDI键盘一次输入O01，再点击键，即可输入预先编辑好的数控程序，此时CRT如图15所示。
; G0 ~) R: ~8 r$ p5 q. l3 t
) b$ N  l& h0 S0 n9 \* y9 u- K图15 输入数控程序前后的CRT界面
如何通过MDI键盘编辑和输出数控程序，在后面数控程序编辑中介绍。
5. 检查运行轨迹
* P7 T+ M, f- {! ]1 h$ b可将操作面板中MODE旋钮切换到DRY RUN，再点击操作面板上的按钮START，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， 运行轨迹如图16所示。
6 ?; S' a) b+ }0 C9 w
图16 操作面板的MODE旋钮及运行轨迹图
6. 对基准、装刀具
运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确，数控程序以零件上表面中心点为原点，下面将说明如何通过对基准来建立工件坐标系与机床坐标系的关系。
/ |2 H- T& z* m点击菜单“机床/基准工具…”，在基准工具对话框中选取左边的刚性圆柱基准工具，其直径为14mm，如图17；将操作面板中MODE旋钮切换到JOG，点击MDI键盘的POS按钮，利用操作面板上的按钮JOG和X、Y、Z轴的控制旋钮，将机床移动到如图18所示的大致位置。
( ^) w8 r8 W# ?* j) y" @( y5 C0 A
5 v& C$ c  w0 u9 K图17 基准工具

; `0 k1 i5 C( K$ q* i8 C. g1 p图18  对基准
; T5 v  i0 F9 m6 [: X- [0 Y点击菜单“塞尺检查/1mm”，首先对X轴方向的基准，将基准工具移动到如图19所示的位置，将操作面板的MODE旋钮切换到STEP，通过调节操作面板上的倍率旋钮和JOG按钮移动基准工具，使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”，记下此时CRT中的X坐标113.503，此为基准工具中心的X坐标，故工件中心的X座标为113.503-1（赛尺）-14/2（基准工具）-240/2（工件）=-14.497，同样可得到工件中心的Y座标为-153.429。
X，Y方向基准对好后，抬高并点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具，点击菜单“机床/选择刀具”，选择一把直径为8mm的平底刀，如图20，装好刀具后，机床如图21所示。用类似方法得到工件上表面的Z座标为-404.000。
! q6 ?; E8 D  S. H+ J, Q, k
  }* B5 M8 `' N- A  x5 ^/ _+ i* ]图19  塞尺检查
4 c/ ~. k  I1 A7 }# ]
5 W9 O9 Z, [3 D8 G% u& Y图20 选择刀具
- c3 r- @, o3 q3 D3 a
4 T2 \5 A& S* O2 s4 g图21  Z轴方向对刀
7. 设置参数
确定工件与机床坐标系的关系有两种方法，一种是通过G54-G59设定，另一种是通过G92设定。此处采用的是G92方法：将对基准得到的工件在机床上的坐标数据，结合工件本身的尺寸算出工件原点在机床中的位置，确定机床开始自动加工时的位置。
刀具补偿参数的输入：此处半径补偿值为4mm。
将操作面板的MODE旋钮切换到EDIT模式，如图22，再点击菜单“试图/控制面板切换”打开MDI面板，连续点击两次MENU OF SET按钮，CRT如图23所示；依次点击MDI面板的←4 X、. T、INPUT按钮，此时CRT如图24所示，即完成了刀补数据的输入。
, W0 X9 g+ H9 Q5 |9 j$ k- ]* {5 H
图22  MODE旋钮
" z7 M% E( ?4 Y# b2 d( i
图23  CRT
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图24  CRT面板
8. 自动加工
2 A" C  @- j* V机床位置确定和刀补数据输入后，就可以开始自动加工了。首先移动刀具到工件中心上方100mm的位置，即(-14.497,-153.429,-404+100)，此时将操作面板的MODE旋钮切换到AUTO（如图25），点击START按钮，机床就开始自动加工了，加工完毕的图样如图2所示。

图25  MODE旋钮
文章关键词： 数控铣床