数控车实训教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、数控加工程序编制及操作实训数控加工程序编制及操作实训课程课程电子教案电子教案天津工程师范学院当代制造研究训练中心(数控)第1页数控车床编程与操作 1 安全操作规程2 FANUC系统数控车床编程3 FANUC系统数控车床操作第2页1 安全操作规程 文明生产与安全操作是企业管理中一项十分主要内容,它直接影响产品质量,影响设备和工、夹、量具使用效果及寿命,还会影响操作者技能发挥。所以,严格恪守以下操作规程不但能够给操作者提供一个安全工作环境,而且能够提升生产效率1.操作时请戴上防护目镜,穿上安全防护鞋。2.戴安全帽,工作服袖口和衣边应系紧。3.操作过程中不能带手套。第3页4.操作数控系统前,应检验两
2、侧散热风机是否正常,以确保良好散热效果。应该仔细检验车床各部分机构是否完好,各种手柄、变速手柄(主要指经济型数控车床)位置是否正确,还应按要求认真检验数控系统及各电器附件插头、插座是否联结可靠。5.操作数控系统时,对各按键操作不得用力过猛,更不允许用扳手或其它工具进行操作。第4页 6.机床周围环境应洁净、整齐、光线适宜,附近不能放置其它杂物,以免给操作者带来不便。7.未经过安全操作培训人,不能操作机床。8.操作者尽可能不要更换或增加夹具、工装和辅助设备。9.机床上所用夹具、工装必须含有足够刚性,安装时必须采取防松办法。第5页 10.机床,尤其是机床运动部件上不能放置工件、工具等东西。11.数控
3、系统在不使用时,要用布罩套上,预防进入灰尘,并应定时进行内部除尘或细微清理。12.在去除沉积在机床、配电板以及NC控制装置上灰尘、碎屑时,防止使用压缩空气。13.操作和维修人员必须尤其注意安全标牌上相关安全警告说明,操作时应完全按照说明进行。第6页14.机床上固定防护门、各种防护罩、盖板,只有在调试机床时才能打开,NC控制单元以及配电柜门更不能随便打开。15.安全装置均不得随意拆卸或改装,如行程两端限位撞块以及电器互锁装置限位开关。16.调整和维修机床时所用扳手等工具必须是标准工具。17.记住急停按钮位置,方便于在紧急情况下能够快速按下。第7页18.机床在运转时,身体各部位不能靠近运转部件。1
4、9.清理铁屑时,应先停机,注意不能用手清理刀盘及排屑装置里铁屑。20.先停机,然后再调整冷却喷嘴位置。21.安装刀具时,应使主轴及各运动轴停顿运转,注意其伸出长度不得超出要求值。刀盘转位时要尤其注意,预防刀尖和床身、拖板、防护罩、尾座等发生碰撞。第8页22.当自动转位刀架未回转到位时,不得强行用外力使刀架非正常定位,以预防损坏刀架内部结构。23.完成对刀后,要做模拟换刀过程试验,以预防正式操作时发生撞坏刀具、工件或设备等事故。24.工件装夹时应尽可能平衡,未平衡时不能开启主轴。25.即使数控车削加工过程是自动进行,但并不属无人加工性质,仍需要操作者经常观察,不允许随意离开生产岗位。第9页26.
5、要注意环境温度对数控系统影响,勤观察纵横向步进电机温升改变情况,方便出现异常时马上停机检验。27.卡爪必须为标准卡爪。卡爪装好后,其外围必须在卡盘外径以内。28.软爪成形切削时,应注意软爪夹紧位置和形状。软爪成形后,检验其夹持零件是否牢靠,夹持力是否适当。29.当同时用卡盘和顶尖夹持工件时,应注意工件重量、中心孔形状和大小及顶紧力。第10页 假如顶持一个重而中心孔又小工件,在加大载荷时,会损伤顶尖,致使工件飞出,所以,要尤其注意顶尖孔大小,使顶尖负荷不要太大。30.下班时,按要求切断电源,然后把机床各部位(包含导轨)擦洁净,再按使用说明书中要求给导轨和各运动部位涂上防锈油。还应认真做好交接班工
6、作。必要时,应做好文字统计(如加工程序及程序执行情况等)。第11页2 FANUC系统数控车床编程(一)编程指令及使用方法一、编程知识与坐标系1.编程知识程序编号:O 用四位数(19999)表示,不允许为“0”。程序段次序号:N 次序号用四位数(19999)表示,编程次序号可有可无。程序段组成NG X(U)Z(W)F M S T 程序 准备 X轴移 Z轴移 进给 辅助 主轴 工具 段号 功效 动指令 动指令 功效 功效 功效 功效 第12页2.坐标系设定在编写工件加工程序时,首先是设定坐标系。(1)机床坐标系设定 机床欲对工件车削进行程序控制,必须首先设定机床坐标系,数控车床坐标系概念有机床原点
7、、机床坐标系以及机床参考点。第13页 1)机床原点 机床上一个固定点,数控车床普通将其定义在主轴前端面中心。图2-1 机床坐标系第14页2)机床坐标系 机床坐标系是以机床原点为坐标原点建立X,Z轴两维坐标系,Z轴与主轴中心线重合,为纵向进刀方向,X轴与主轴垂直,为横向进刀方向。图2-2第15页 3)机床参考点 机床参考点是指刀架中心退离距机床原点最远一个固定点,该点在机床制造厂出厂时以调试好,并将数据输入到数控系统中。图2-3第16页 数控车床开机时,必须先确定机床参考点,我们也称之为刀架返回机床参考点操作。只有机床参考点确定以后,车刀移动才有了依据,不然,不但编程无基准,还会发生碰撞等事故。
8、机床参考点位置设置在机床X向,Z向滑板上机械挡块经过行程开关来确定,当刀架返回机床参考点时,装在X向和Z向滑板上两挡块分别压下对应开关,向数控系统发出信号,停顿滑板运动,即完成了回机床参考点操作。第17页(2)工件坐标系设定 当采取绝对值编程时,必须首先设定工件坐标系,该坐标系与机床坐标系是不重合。工件坐标系原点就是工件原点,而工件原点是人为设定。数控车床工件原点普通设在主轴中心线与工件左端面或右端面交点处。第18页 设定工件坐标系就是以工件原点为坐标原点,确定刀具起始点坐标值。工件坐标系设定后,屏幕上显示是车刀刀尖相对工件原点坐标值。编程时,工件各尺寸坐标值都是相对工件原点而言,所以,数控车
9、床工件原点又是程序原点。第19页二、N、F、T、S功效 1.N功效 程序段号是用地址N和后面四位数字来表示,通常是按次序在每个程序段前加上编号(次序号),但也能够只在需要地方编号。第20页2.F功效进给功效是表示进给速度,进给速度是用字母F和其后面若干位数字来表示。(1)每分钟进给(G98)系统在执行了一条含有G98程序段后,在碰到F指令时便认为F所指定进给速度单位为 mm/min。如:F100 即为 100 mm/min。G98 F_G98被执行一次后,系统将保持G98状态,即使断电也不受影响,直至系统执行了含有G99程序段,G98便被取消,而G99将发生作用。第21页(2)每转进给(G99
10、)若系统处于G99状态,则F所指定进给速度单位为mm/r。如:F0.1 即为 0.1 mm/r。G99 F_ 要取消G99状态,必须重新制订G98。系统默认G99。第22页3.T功效 刀具功效是表示换刀功效,依据加工需要在一些程序段指令进行选刀和换刀。刀具功效是用字母T和其后四位数字表示。其中前两位为刀具号,后两位为刀具赔偿号。每次刀具加工结束后必须取消其刀具赔偿。第23页输入格式:T (后两位)刀具赔偿号 (前两位)刀具序号注:1)刀具序号与刀盘上刀位号相对应;2)刀具赔偿包含几何形状赔偿和磨损赔偿;3)刀具序号和刀具赔偿序号无须相同,但为了方便尽可能一致;4)取消刀具赔偿:T00。第24页
11、4.S功效 主轴功效主要是表示主轴转速或线速度,主轴功效是用字母S和其后面数字表示。(1)恒线速度控制(G96)G96是执行恒线速度控制指令。系统执行G96指令后,便认为用S指定数值表示切削线速度。如:G96 S200表示切削线速度是200 m/min。在恒线速度控制中,数控系统依据刀尖所处X轴坐标值,作为工件直径来计算主轴转速,所以在使用G96指令前必须正确地设定工件坐标系。第25页(2)主轴转速控制(G97)G97是取消恒线速度控制指令。此时,S指定数值表示主轴每分钟转速。如:G97 S1000 表示主轴转速为 1000 r/min。第26页(3)轴最高速度限定(G50)G50除有坐标系设
12、定功效外,还有主轴最高转速设定功效,即用S指令数值设定主轴每分钟最高转速,如:G50 S表示把主轴最高转速设定为 r/min。用恒线速度(即G96)控制加工端面、锥度和圆弧时,因为X坐标不停改变,故当刀具逐步移近工件旋转中心时,主轴转速会越来越高,工件有可能从卡盘飞出。为了预防事故有时必须限制主轴最高转速,这时可使用G50 S_指令来到达目标。第27页例:设定主轴转速 G97 S600;取消线速度功效,主轴转速600 r/min G96 S200;线速度恒定,切削速度为200 m/min G50 S1000;用G50指令设定主轴最高转速为1000 r/min第28页 三、数控车床指令1.数控车
13、床编程指令种类(表21)功效地址说明程序号码O(EIA)数控程序编号程序段序号 N程序段序号准备功效G指令数控机床运动方式尺寸字X、Z、U、W各个坐标轴上移动指令R圆弧半径、倒圆角I、K从始点到圆弧中心上距离进给功效F指定进给速度、指定螺纹螺距主轴功效S指定主轴转速工具功效T指定刀具编号、指定刀具赔偿编号第29页辅助功效M指定辅助功效开关控制暂 停P、U、X停刀时间指定程序号P指定程序执行编号指定程序段号P、Q指定程序开始执行和返回程序段号重复次数P子程序重复操作次数第30页2.惯用准备功效指令(G代码表22)G代码组功效G0001快速定位(快速进给)G01直线插补(切削进给)G02圆弧插补G
14、03圆弧插补G0400暂停G27返回参考点检测G28返回参考点G3201螺纹切削第31页G4007取消刀尖R赔偿G41刀尖赔偿G42刀尖赔偿G5000设定坐标系,设定主轴最高转速G9805每分进给G99每转进给第32页单一固定循环G9001外径、内径取消循环(外径、内径及锥面粗加工循环)G92螺纹切削循环(执行固定循环切削螺纹)G94端面切削循环(执行循环切削工件端面及锥面)复合固定循环G70精加工固定循环(完成G71、G72、G73循环后精加工)G71外径、内径粗加工固定循环(将工件切之精加工之前,沿Z轴方向循环)G72端面加工固定循环(同G71,但G71沿X轴方向循环切削)G73闭合切削固
15、定循环(沿工件精加工相同刀具路径粗加工循环)G74端面切削固定循环G75外径、内径切削固定循环G76复合螺纹切削固定循环第33页1)快速定位(G00)用G00指令定位。用绝对方式或增量方式,使刀具以快速进给速度向工件坐标系某一点移动。绝对值指令时,用终点坐标值编程,增量值指令时,用刀具移动距离来编程。第34页图2-4P1P2 G00 X50.0 Z5.0 (绝对值指令)或G00 U10.0 W25.0(增量值指令)第35页2)直线插补(G01)该指令用于直线或斜线运动,可使数控车床沿X轴、Z轴方向执行单轴运动,也能够沿X、Z轴平面内任意斜率复合运动,用F指令沿直线移动速度。直线插补指令G01可
16、用于圆柱切削、圆锥切削(倒角也作圆锥切削)。第36页例1 刀尖起点坐标为(50.0,0)图2-5程序:G01 X50.0 Z60.0 F0.2;或G01 U0 W60.0 F0.2;或G01 X50.0 W60.0 F0.2;或G01 U0 Z60.0 F0.2;第37页例2 刀尖起点坐标为(40.0,0)图2-6程序:G01 X60 Z60 F0.2;第38页3)圆弧插补(G02,G03)刀具沿圆弧移动指令以下:项 目指 定 内 容指 令意 义1旋 转 方 向G02加工外径圆弧:凸圆弧用G03,凹圆弧用G02.加工内径圆弧:凸圆弧用G02,凹圆弧用G03.G032终点位置绝对值X,Z工件坐标
17、系终点位置增量值U,W从始点到圆心距离3从始点到圆心距离I,K从始点到圆心距离(带符号或半径值)圆弧半径R圆弧半径4进给速度F沿着圆弧速度第39页指令格式:G02(G03)X_ Z_ I_ K_ F_ G03(G02)U_ W_ R_执行圆弧插补需要注意事项:(1)I、K(圆弧中心)指定也能够用半径指定;(2)当I、K值均为零时,该代码能够省略;(3)圆弧在多个象限时,该指令可连续执行;(4)在圆弧插补程序段内不能有刀具机能(T)指令;(5)使用圆弧半径R值时,指定小于180;(6)I、K和R同时被指令时,R能够优先指定,I、K被忽略。第40页例1(I,K)指令:G02 X50.0 Z10.0
18、 I20.0 K17.0 F0.1;或G02 U30.0 W10.0 I20.0 K17.0 F0.1;(R)指令:G02 X50.0 Z10.0 R27 F0.1;G02 U30.0 W10.0 R27 F0.1;图2-7第41页例2图3-10(I,K)指令:G03 X50.0 Z24.0 I20.0 K29.0 F0.2;或G03 U30.0 W24.0 I20.0 K29.0 F0.2;(R)指令:G03 X50.0 Z24.0 R35.0 F0.2;或G03 U30.0 W24.0 R35.0 F0.2;第42页4)螺纹切削指令(G32)G32指令能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹(
19、涡形螺纹)。指令格式:G32 X_ Z_ F_;指令中用F指定螺纹导程。在用G32指令加工螺纹时应注意三个问题。a)螺纹切削中,进给速度倍率无效;b)改变主轴转速百分率,将切出不规则螺纹;c)在G32指令切削螺纹过程中不能执行循环暂停钮。第43页图2-8程序:G00 X32.0 Z5.0 X29.0 G32 Z37.0 F1.0 (第一刀)G00 X32.0 Z5.0 X28.7 G32 Z37.0 F1.0 (第二刀)G00 X32.0 Z100.0例1第44页5)暂停指令(G04)暂停指令能够使刀具作短时间无进给光整加工,即执行前一个程序段之后,暂停几秒之后执行下一个程序段。主要用于车削环
20、槽、不通孔以及自动加工螺纹等场所。指令格式:G04 X G04 U例:暂停2.5 秒 G04 X2.5 G04 U2.5第45页6)自动返回参考点(28)该指令使刀具自动返回参考点,因为参考点位置是X轴、Z轴移动最大位置。所以该指令也用于自动换刀。执行该指令时,应取消上一刀具位置。指令格式:(1)G28 X0 Z0 T00;(2)G28 U0 W0 T00;第46页7)螺纹切削循环指令(G92)该指令能够使螺纹用循环切削完成。格式:(1)圆柱螺纹:G92 X(U)Z(W)F 螺纹切削终点坐标 螺纹导程 (单头螺距)注:多头螺纹采取平移坐标形式来分头或用磨损赔偿方法分头。第47页(2)锥螺纹:G
21、92 X(U)Z(W)R F 螺纹切削终点坐标 螺距(单头)圆锥螺纹大小半径差(外锥螺纹R为负值)注:圆锥螺纹R值与循环点Z值相关,如在Z0点则是圆锥螺纹大小半径差,不然不是大小半径差。第48页例1.外锥螺纹 图2-8程序 O0001;G50 S1000;G00 G40 G97 G99 S300 T44 M03 F0.1;螺纹刀T44X42.0 Z5.0;螺纹加工循环起点G92 X40.0 Z35.0 R2.85F1.0;螺纹加工循环X39.0;X38.8;X38.7;螺纹加工循环结束G28 U0 W0 M05;M30;注意:螺纹加工循环中R值应该从螺纹加工循环起点计算。第49页例2.内锥螺纹
22、,小端直径60 mm,大端直径80 mm.程序 O0002;G50 S1000;G00 G40 G97 G99 S300 T44 M03 F0.1;X58.0 Z3.0;G92 X60.0 Z-30.0 R11.0 F1.0;X61.0 R11.0;X61.2 R11.0;X61.3 R11.0G28 U0 W0 M05;M30;第50页8)螺纹切削复循环指令(G76)主要用于加工大螺距工件。指令格式:G76 P(m)(r)(a)Q(dmin)R(d);G76 X(x)Z(z)R(i)P(k)Q(d)F(f);m加工重复次数(1-99)。r倒角量(螺纹终端00-99)。a刀尖角度,能够选择0、
23、和中一个。第51页 dmin每次切削深度(半径值)。d精加工余量。x螺纹底径。z螺纹长度。i螺纹半径差。k螺纹深度(半径值)。d第一刀切削深度(半径值)。f螺距。第52页9)外径、内径粗加工循环指令(71)G71适合棒料毛坯除去较大余量切削,粗车后为精车留有U(直径值)精车余量。如图2-9所表示,刀尖从C点出发,A点为循环起始点,假定在某一段程序中指定了由AA1B加工路线,并指定每次进给X轴上进给量d,数控系统将控制刀尖由A点开始按照图中箭头指示方向实现粗加工循环。图2-9第53页其格式以下:G71 U(d)R(e);G71 P(ns)Q(nf)U(u)W(w)F(f);N(ns);在次序号为
24、N(ns)和N(nf)程序段之间,指定工件由AAB精车加工路线。N(nf);第54页G71指令中各地址数字含义为:d每次吃刀深度(半径值);e每次切削循环退刀量;ns指定工件由A到B点精加工路线第一个程序段次序号;nf指定工件由A点到B点精加工路线最终一个程序段次序号;uX方向上精车余量(直径值);外圆为正,内径为负;wZ方向上精车余量。第55页10)平端面粗加工循环指令(G72)G72指令与G71指令类似,不一样之处就是刀具路径是按径向循环。指令格式为:G72 W(d)R(e);G72 P(ns)Q(nf)U(u)W(w);第56页G72指令中各地址数字含义为:d每次吃刀深度(半径值);e每
25、次切削循环退刀量;ns指精加工路线第一个程序段次序号;nf指精加工路线最终一个程序段次序号;uX方向上精车余量(直径值);wZ方向上精车余量。第57页11)固定形状粗加工循环指令(G73)指令格式为:G73 U(d)W(K)R(e);G73 P(ns)Q(nf)U(u)W(w);第58页G73指令中各地址数字含义为:dX轴上总退刀量(半径值);KZ轴上总退刀量;e重复加工次数;ns精加工路线第一个程序段次序号;nf精加工路线最终一个程序段次序号;uX方向上精车余量(直径值);wZ方向上精车余量。第59页12)精车循环指令(G70)当用G71指令对工件进行粗加工之后,能够用G70指令完成精车循环
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