第4頁(yè)，共39頁(yè)厚載數(shù)控車床編程與加工——AUTID教學(xué)篇初-中級(jí)數(shù)控車削編程與加工初級(jí)篇項(xiàng)目一數(shù)控車削基礎(chǔ)知識(shí)1.1任務(wù)一數(shù)控車床基礎(chǔ)知識(shí)【任務(wù)描述】1、什么是“數(shù)控”？什么是“數(shù)控系統(tǒng)”？什么是“數(shù)控機(jī)床”？2、數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程。3、數(shù)控車床機(jī)械結(jié)構(gòu)組成與工件原理。【相關(guān)知識(shí)】一、數(shù)控車床的發(fā)展史1、數(shù)控車床的概念數(shù)控車床就是采用數(shù)控系統(tǒng)控制的車床，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)控制車床X、Z坐標(biāo)軸的電機(jī)來(lái)帶動(dòng)車床運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序、移動(dòng)量和進(jìn)給速度，再加上主軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，加工出各種不同形狀的軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件。數(shù)控機(jī)床：應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)床加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能的軟硬件系統(tǒng)，它是數(shù)控技術(shù)的載體。數(shù)控技術(shù)：用數(shù)字、字母和符號(hào)對(duì)某一工作過(guò)程進(jìn)行可編程的自動(dòng)控制技術(shù)。2、數(shù)控車床的發(fā)展史自從20世紀(jì)50年代世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世至今已經(jīng)歷50余年，數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)了2個(gè)階段和6代的發(fā)展歷程。第一階段是硬件數(shù)控（NC）第1代——1952年的電子管；第2代——1959年的晶體管（分離元件）；第3代——1965年的小規(guī)模集成電路；數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床的核心部分，數(shù)字控制裝置。操作面板機(jī)床的操作，程序的輸入。輸入和輸出程序的輸入和輸出。系統(tǒng)軟件處理、編譯程序，控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)給軸電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置。輔助裝置換刀裝置多工序工件加工，刀具的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。潤(rùn)滑裝置為機(jī)床導(dǎo)軌、絲杠等潤(rùn)滑。切削液裝置冷卻，潤(rùn)滑，防銹。2、數(shù)控車床的分類1）、按車床的主軸位置分類立式數(shù)控車床立式數(shù)控車床簡(jiǎn)稱數(shù)控立車，如圖1-2所示。其車床主軸垂直于水平面，一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)用來(lái)裝夾工件。這類機(jī)床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型復(fù)雜零件。臥式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床如圖1-3所示。其車床主軸平行于水平面，一般采用三爪卡盤來(lái)裝夾工件。這類機(jī)床主要用于加工軸向尺寸大、徑向尺寸相對(duì)小的小型復(fù)雜零件。圖1-2立式數(shù)控車床圖1-3臥式數(shù)控車床2）、按刀架數(shù)量分類單刀架數(shù)控車床單刀架數(shù)控車床可配置四工位臥式回轉(zhuǎn)刀架或多工位轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，如圖1-4所示。雙刀架數(shù)控車床雙刀架數(shù)控車床包括前置刀架和后置刀架，雙刀架可以平行分布配置，也可以相互垂直分布，如圖1-5所示。前置刀架——前置刀架位于Z軸的前面，與傳統(tǒng)臥式車床刀架的布置形式一樣，刀架導(dǎo)軌為水平導(dǎo)軌，使用四工位電動(dòng)刀架。后置刀架——后置刀架位于Z軸的后面，刀架的導(dǎo)軌位置與正平面傾斜，便于觀查刀具的切削過(guò)程、切屑容易排除、后置空間大，可設(shè)計(jì)更多工位的刀架，一般多功能的數(shù)控車床都設(shè)計(jì)為后置刀架。圖1-4單刀架數(shù)控車床圖1-5雙刀架數(shù)控車床3）、按功能分類經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般用單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。它成本較低，但自動(dòng)化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用于要求不高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工，如圖1-6所示。普通數(shù)控車床精通數(shù)控車床是根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計(jì)并配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床。其數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，自動(dòng)化程度和加工能力精度也比較高，適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。這種數(shù)控車床可同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸，即X軸和Z軸。如圖1-7所示。車削加工中心車削加工中心是在普通數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加了C軸和動(dòng)力頭的更高級(jí)的數(shù)控車床，帶有刀庫(kù)，可控制X、Z和C子3個(gè)坐標(biāo)軸。由于增加了C軸和銑削動(dòng)力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大增強(qiáng)，除可以進(jìn)行一般車削外，還可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向也的鉆削等加工。車削中心如圖1-8所示。圖1-6經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床圖1-7普通數(shù)控車床圖1-8車削加工中心三、數(shù)控車床常見(jiàn)車削應(yīng)用數(shù)控車床除了可以完成普通車床能夠加工能力的軸類和盤類零件外，還可以加工各種開(kāi)關(guān)復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，如復(fù)雜曲面等；還可以加工各種螺距甚至變螺距的螺紋。數(shù)控車床一般應(yīng)用于精度較高、批量生產(chǎn)的零件；各種形狀復(fù)雜的軸類和盤類零件（圖1-9常見(jiàn)車削應(yīng)用；圖1-10車床加工產(chǎn)品示例）。（a）端面切削（b）外軸肩切削（c）錐面切削（d）圓弧面切削（e）車退刀槽（f）切斷（g）鏜孔（h）鏜內(nèi)錐孔（i）鉆孔（j）車削內(nèi)、外螺紋圖1-9常見(jiàn)車削應(yīng)用圖1-10車床加工產(chǎn)品示例四、厚載數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)介紹規(guī)格參數(shù)名稱參數(shù)含義影響工件參數(shù)主軸回轉(zhuǎn)直徑Ф250應(yīng)床身上最大裝夾工件的直徑影響加工零件的空間大小和機(jī)床剛度主軸通孔直徑Ф20主軸通孔中通穿過(guò)工件的最大直徑影響長(zhǎng)工件裝夾長(zhǎng)度的大小行程X軸最大行程180mmZ軸最大行程320mm刀架在X軸、Z軸上移動(dòng)的最大距離影響零件加工大小精度指標(biāo)定位精度0.01mm數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件在確定的終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置的水平程度直接影響加工零件的位置精度重復(fù)定位精度0.01mm同一數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同加工程序加工一批零件所得連續(xù)質(zhì)量的一致程度影響一批零件的加工一致性、質(zhì)量穩(wěn)定性坐標(biāo)軸聯(lián)運(yùn)軸數(shù)2軸（X軸和Z軸）機(jī)床數(shù)控裝置控制的坐標(biāo)軸同時(shí)到達(dá)空間某一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)目影響機(jī)床功能、加工適應(yīng)性和工藝范圍運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)主軸轉(zhuǎn)速100-3000r/min機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度可加工小孔和提高零件表面質(zhì)量進(jìn)給速度500mm/min機(jī)床進(jìn)給線速度影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和刀具壽命刀庫(kù)容量4工位刀庫(kù)能存放加工所需的刀具數(shù)量加工適應(yīng)性及加工資源【知識(shí)拓展】數(shù)控車床的工作原理根據(jù)零件圖樣，進(jìn)行工藝分析，確定工藝方案，依據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)定指令，編制零件的加工程序。視零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，可以采用手工或計(jì)算機(jī)編程，程序較小時(shí)，可以直接在車床的操作面板的輸入?yún)^(qū)域操作；程序較大時(shí)，也可在裝有編程軟件的普通計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，編程軟件國(guó)內(nèi)一般采用模擬軟件和專業(yè)軟件，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的后置處理，生成加工程序。再通過(guò)車床控制系統(tǒng)上的通信接口或其它存儲(chǔ)介質(zhì)（軟盤、光盤等），把生成的加工程序輸入到車床的控制系統(tǒng)中。進(jìn)入控制裝置的信息，經(jīng)過(guò)一系列處理和運(yùn)算轉(zhuǎn)變成脈沖信號(hào)。有的信號(hào)輸送到機(jī)床的伺服系統(tǒng)，通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)處理，傳到驅(qū)動(dòng)裝置（主軸電機(jī)、步進(jìn)或交、直流伺服電機(jī)），使刀具和工件嚴(yán)格執(zhí)行零件加工程序規(guī)定的運(yùn)動(dòng)；有的信號(hào)送到可編程控制器，用以控制機(jī)床的其它輔助運(yùn)動(dòng)，如主軸和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速、液壓或氣動(dòng)裝夾工件、冷卻液開(kāi)關(guān)等。使用數(shù)控車床加工零件的過(guò)程如圖1-11和圖1-12。圖1-11數(shù)控車床加工流程圖1-12數(shù)控車床加工過(guò)程1.2任務(wù)二數(shù)控車削編程基礎(chǔ)知識(shí)1.2.1子任務(wù)一認(rèn)識(shí)數(shù)控車床坐標(biāo)系【任務(wù)描述】1、掌握車床運(yùn)動(dòng)軸對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸及方向。2、數(shù)控車床坐標(biāo)系的確立原則。3、機(jī)床坐標(biāo)系、編程坐標(biāo)系、加工坐標(biāo)系的聯(lián)系與區(qū)別。【相關(guān)知識(shí)】一、操作面板本書以HM6-L6-01數(shù)控車床（HM6S-T2教學(xué)數(shù)控系統(tǒng)所采用的仿Fanuc操作面板）為例介紹數(shù)控車床的操作。操作面板如下圖1-13所示。圖1-13操作面板機(jī)床操作面板中各按鍵功能介紹如下表所示：按鍵名稱功能緊急停止按鈕按下急停按鈕，使機(jī)床移動(dòng)立即停止，并且所有的輸出（如主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)等）都會(huì)關(guān)閉。進(jìn)給速度（F）調(diào)節(jié)按鈕調(diào)節(jié)手動(dòng)或數(shù)控程序運(yùn)行時(shí)，進(jìn)給速度的倍率。主軸速度調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速的倍率。程序保護(hù)鎖選擇此開(kāi)關(guān)，可以進(jìn)行程序保護(hù)。自動(dòng)方式MEM存儲(chǔ)器（自動(dòng)）方式，用于自動(dòng)執(zhí)行數(shù)控程序，進(jìn)行加工。編輯方式EDIT編輯方式，用于直接通過(guò)操作面板輸入數(shù)控程序和編輯程序。錄入方式MDI手動(dòng)數(shù)控輸入方式。遙控方式RMT暫不支持此功能。回參考點(diǎn)方式REF手動(dòng)回參考點(diǎn)方式。手動(dòng)方式

JOG通過(guò)X、Z軸方向移動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)兩軸各自的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。手動(dòng)增量進(jìn)給方式INC通過(guò)X、Z軸方向移動(dòng)按鈕，實(shí)現(xiàn)軸的單步移動(dòng)。手脈方式HND選擇手脈控制X、Z軸各自的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。單段自動(dòng)方式下，按下此鍵，每按一次程序啟動(dòng)按鈕，執(zhí)行一條數(shù)控指令。程序跳步自動(dòng)方式時(shí)，按下此鍵，跳過(guò)開(kāi)頭帶有“/”的程序段。選擇停自動(dòng)方式時(shí)，按下此鍵，程序執(zhí)行到含有M01指令的程序段時(shí)，暫停執(zhí)行；再按循環(huán)啟動(dòng)按鈕，程序繼續(xù)往下執(zhí)行。手動(dòng)示教暫不支持此功能。單步增量倍率X1為0.001mm，X10為0.01mm，X100為0.1mm，X1000為1mm。程序重啟自動(dòng)方式下，由于刀具破損等原因程序停止執(zhí)行后，按此按鈕程序可以從指定的程序段重新啟動(dòng)。機(jī)床鎖定按下此鍵，執(zhí)行程序時(shí)，機(jī)床各軸被鎖住。空運(yùn)行按下此鍵，執(zhí)行程序時(shí)，各軸以參數(shù)設(shè)定的速度運(yùn)動(dòng)。M，S，T鎖定按下此鍵，執(zhí)行程序時(shí)，輔助功能被鎖住。潤(rùn)滑，冷卻，排屑，吹氣暫不支持此功能。循環(huán)停止在數(shù)控程序運(yùn)行中，按下此按鈕停止程序運(yùn)行。循環(huán)啟動(dòng)在數(shù)控程序運(yùn)行中，按下此按鈕程序運(yùn)行。卡盤、尾架、換刀、照明暫不支持此功能。主軸正轉(zhuǎn)手動(dòng)方式下，啟動(dòng)機(jī)床主軸并正轉(zhuǎn)。主軸停止手動(dòng)方式下，機(jī)床主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸反轉(zhuǎn)手動(dòng)方式下，啟動(dòng)機(jī)床主軸并反轉(zhuǎn)。軸選擇按鈕選擇要手動(dòng)的軸。（對(duì)于車床系統(tǒng)，僅X或Z軸有效）手動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)手動(dòng)下選中的軸向正/負(fù)方向移動(dòng)。快速移動(dòng)與軸運(yùn)動(dòng)方向按鍵同時(shí)按下，所選軸以手動(dòng)快進(jìn)速度移動(dòng)。數(shù)字和字母鍵進(jìn)行數(shù)字和字母的輸入。位置顯示POS工件坐標(biāo)系位置顯示；相對(duì)坐標(biāo)系位置顯示；綜合坐標(biāo)系位置顯示。程序顯示與編輯PROG打開(kāi)程序顯示界面進(jìn)行程序的查看、編輯。偏置量顯示OFS/SET1、刀具磨損補(bǔ)償；2、刀具幾何補(bǔ)償；3、設(shè)定；4、工件坐標(biāo)系原點(diǎn)偏置。幫助HELP暫不支持此功能。圖形顯示CSTM/CR暫不支持此功能。報(bào)警信號(hào)顯示MESSAGE報(bào)警信息顯示頁(yè)面。參數(shù)設(shè)定暫不支持此功能。復(fù)位RESET解除報(bào)警，CNC復(fù)位。替換

ALTER用輸入的數(shù)據(jù)替代光標(biāo)包含的數(shù)據(jù)。刪除DELETE刪除光標(biāo)所在的數(shù)據(jù)；或者刪除一個(gè)數(shù)控程序或者刪除全部數(shù)控程序。插入INSERT把輸入域中的數(shù)據(jù)插入到當(dāng)前光標(biāo)之后的位置。修改CAN消除輸入域內(nèi)的數(shù)據(jù)。回撤換行鍵EOB結(jié)束一行程序的輸入并且換行。上檔鍵SHIFT按鍵里的上檔字符切換。上下翻頁(yè)鍵上翻或下翻顯示器里的顯示畫面。輸入INPUT把輸入域內(nèi)的數(shù)據(jù)輸入?yún)?shù)頁(yè)或者輸入一個(gè)外部的數(shù)控程序。軟功能鍵對(duì)應(yīng)顯示屏上兩端左右按鍵的功能。光標(biāo)可上、下、左、右移動(dòng)光標(biāo)。二、坐標(biāo)系命名規(guī)則數(shù)控機(jī)床的加工是由程序控制完成的，所以坐標(biāo)系的確定與使用非常重要。根據(jù)ISO841標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系用右手笛卡爾坐標(biāo)系（圖1-14）作為標(biāo)準(zhǔn)確定。1、數(shù)控機(jī)床平行于主軸方向即縱向?yàn)閆軸。2、垂直于主軸方向即橫向?yàn)閄軸。3、刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)檎颍毒呖拷ぜ樨?fù)方向。圖1-14右手笛卡爾直角坐標(biāo)系【引導(dǎo)性行動(dòng)】1、開(kāi)啟機(jī)床注：1）、數(shù)控系統(tǒng)操作面板上有一個(gè)急停按鈕，機(jī)床正面、中部的右側(cè)也有一個(gè)急停按鈕。2）、數(shù)控機(jī)床上電以后，只有按住防護(hù)罩才能打開(kāi)；當(dāng)罩門關(guān)閉后，自動(dòng)吸合。3）、機(jī)床關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉計(jì)算機(jī)，然后再關(guān)閉機(jī)床電源。2、機(jī)床回零圖1-15機(jī)械坐標(biāo)3、手脈的使用1）、手脈是手動(dòng)脈沖發(fā)生器的簡(jiǎn)稱（圖1-16），又稱手輪，光電編碼器。圖1-16手脈2）、手脈主要用于數(shù)控機(jī)床，如立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心等數(shù)控設(shè)備，其造型新穎，移動(dòng)方便，抗干擾，帶載能力強(qiáng)；全塑料外殼，絕緣強(qiáng)度高，防油污密封設(shè)計(jì)。3）、具備X1、X10、X100三檔倍率，可實(shí)現(xiàn)4軸倍率切換；具備控制開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)，人性設(shè)計(jì)，便于操作。4、利用手脈認(rèn)識(shí)X軸和Z軸A、按按鍵，進(jìn)入絕對(duì)坐標(biāo)顯示界面（如下圖1-17），為了便于觀察坐標(biāo)變化。圖1-17絕對(duì)坐標(biāo)界面B、再按按鍵，進(jìn)入手脈工作模式。C、拿起手脈，將左邊的開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至X軸。D、順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手脈，觀察刀架的運(yùn)動(dòng)情況，觀察顯示界面上X坐標(biāo)值的變化。坐標(biāo)值增大為正方向，減小為負(fù)方向，再注意手脈旋轉(zhuǎn)的方向。E、改變手脈的倍率，分別為X1檔、X10檔、X100檔，再順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手脈，觀察顯示界面X軸坐標(biāo)值的變化。F、當(dāng)搖動(dòng)手脈刀架不再運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)顯示如下圖1-18畫面，按鍵返回絕對(duì)顯示界面，記錄當(dāng)前X的坐標(biāo)值，此時(shí)X軸停止于正限位。F、這時(shí)我們只要反方向搖動(dòng)手脈報(bào)警就自動(dòng)消除，我們一直搖動(dòng)，最后會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)床又報(bào)警了，這一次是X軸停止于負(fù)限位，我們?cè)儆涗浵麓藭r(shí)X的坐標(biāo)值，然后再往X正方向搖動(dòng)，報(bào)警就自動(dòng)消除。圖1-18X軸報(bào)警信息G、按以上方法，我們?cè)龠x擇Z軸，進(jìn)行操作。在操作時(shí)觀察顯示器中Z軸的坐標(biāo)變化，并記錄下Z軸在正負(fù)限位時(shí)的坐標(biāo)值。H、我們掌握了數(shù)控機(jī)床的X和Z軸的運(yùn)動(dòng)方向后，拿起手脈選擇4（主軸），倍率X1。觀察主軸的轉(zhuǎn)速（如下圖1-19所示），然后再將倍率轉(zhuǎn)到X10，X100觀察主軸的轉(zhuǎn)速。完全掌握手脈的使用及其功能。圖1-19主軸轉(zhuǎn)速觀察界面【知識(shí)歸納】1、為什么開(kāi)機(jī)要回原點(diǎn)？2、什么是機(jī)床限位及行程？3、數(shù)控機(jī)床有哪些坐標(biāo)系？【知識(shí)歸納】一、開(kāi)機(jī)回原點(diǎn)的作用在機(jī)床的機(jī)械坐標(biāo)系中設(shè)有一個(gè)固定的參考點(diǎn)（假設(shè)為（X，Z））。這個(gè)參考點(diǎn)的作用主要是用來(lái)給機(jī)床本身一個(gè)定位。因?yàn)槊看伍_(kāi)機(jī)后無(wú)論刀架停留在哪個(gè)位置，系統(tǒng)都把當(dāng)前位置設(shè)定為（0，0），這樣勢(shì)必造成基準(zhǔn)的不統(tǒng)一，所以每次開(kāi)機(jī)的第一步操作為參考點(diǎn)回歸（有的稱為回零點(diǎn)），也就是通過(guò)確定（X，Z）來(lái)確定原點(diǎn)（0，0）。機(jī)床原點(diǎn)，參考點(diǎn)和工件原點(diǎn)如圖1-20所示。（a）（b）圖1-20機(jī)床原點(diǎn)、參考點(diǎn)和工件原點(diǎn)示意圖對(duì)于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床三家設(shè)置另一固定的點(diǎn)——機(jī)床參考點(diǎn)，機(jī)床參考點(diǎn)通常設(shè)在X、Z正向的極限行程點(diǎn)，用于標(biāo)定開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的測(cè)量起點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)相對(duì)機(jī)床零點(diǎn)具有準(zhǔn)確坐標(biāo)值，出廠前由機(jī)床廠家精密測(cè)量并固化存儲(chǔ)在數(shù)控裝置的內(nèi)存里。有一些機(jī)床將機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)不設(shè)為同一點(diǎn)。如圖1-20（a）所示，機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值為（X600，Z1010）。也有一些機(jī)床將機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)設(shè)為同一點(diǎn)，如圖1-20（b）所示，機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)值為（X0，Z0）。機(jī)床點(diǎn)（機(jī)床參考點(diǎn)）是機(jī)床上固定的一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，這個(gè)機(jī)床原點(diǎn)也就是機(jī)床回零時(shí)的機(jī)床零點(diǎn)。根據(jù)我們的操作和觀察機(jī)床回零后X、Z的坐標(biāo)值，我們就可以判斷出厚載數(shù)控車床的機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床原點(diǎn)為同一點(diǎn)。二、機(jī)床限位及行程1、限位：由于機(jī)床的加工范圍有限，為了防止刀架脫離導(dǎo)軌，導(dǎo)致超程，所以在機(jī)床的X和Z的正負(fù)方向安裝限位開(kāi)關(guān)，機(jī)床只能在限位內(nèi)移動(dòng)。2、行程：機(jī)床的行程就是它的最大工作區(qū)域，即機(jī)床X軸或Z軸正、負(fù)限位之間的距離。三、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系1、機(jī)床坐標(biāo)系永遠(yuǎn)假定工件靜止，刀具相對(duì)于工件移動(dòng)。數(shù)控車床只有兩個(gè)軸，即X軸和Z軸，X軸方向和Z軸方向如下圖1-21所示。機(jī)床坐標(biāo)系是以機(jī)床參考點(diǎn)為零點(diǎn)建立起來(lái)的坐標(biāo)系。圖1-21機(jī)床坐標(biāo)方向2、工件坐標(biāo)系數(shù)控車床加工時(shí)，工件可以通過(guò)卡盤夾持于機(jī)床坐標(biāo)系下的任意位置。這樣一來(lái)在機(jī)床坐標(biāo)系下編程就很不方便。所以編程人員在編寫零件加工程序時(shí)通常要選擇一個(gè)工件坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系，程序中的坐標(biāo)值均以工件坐標(biāo)系為依據(jù)。工件坐標(biāo)原點(diǎn)一般稱為加工原點(diǎn)，在加工時(shí)該原點(diǎn)往往與編程原點(diǎn)一致（如圖1-22）。圖1-22機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系1.2.2子任務(wù)二數(shù)控車床的對(duì)刀【任務(wù)描述】1、對(duì)刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能，在一定條件下，對(duì)刀的精度可以決定零件的加工精度，同時(shí)，對(duì)刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。2、僅僅知道對(duì)刀方法是不夠的，還要知道數(shù)控系統(tǒng)的各種對(duì)刀設(shè)置方式，以及這些方式在加工程序中的調(diào)用方法，同時(shí)要知道各種對(duì)刀方式的優(yōu)缺點(diǎn)、使用條件等（下面的論述是以FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)為例）。【引導(dǎo)性行動(dòng)】1、開(kāi)機(jī)，回原點(diǎn)。2、安裝工件，目測(cè)校準(zhǔn)。3、對(duì)刀通過(guò)手脈驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)刀架至工件試切一段外圓，如圖1-23所示，然后保持X坐標(biāo)不變，移動(dòng)Z軸使刀具離開(kāi)工件，測(cè)量也該段外圓的直徑（假設(shè)為Ф24mm），按OFS/SET按鍵會(huì)出現(xiàn)如圖1-24所示的畫面，然后再按F2按鍵出現(xiàn)如圖1-25所示畫面。圖1-23車工件外圓圖1-24OFS/SET磨損界面圖1-25OFS/SET外形界面光標(biāo)現(xiàn)在的位置是在對(duì)應(yīng)的1號(hào)刀的X軸上，所以我們直接通過(guò)面板的MDI鍵盤編輯區(qū)（如圖1-26所示）輸入X24，會(huì)出現(xiàn)如圖1-27所示情況。圖1-26鍵盤編輯區(qū)圖1-27輸入X24后的界面然后按測(cè)量對(duì)應(yīng)的F2鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)用刀具當(dāng)前X坐標(biāo)減去試切出的那段外圓直徑，即得到工件坐標(biāo)系X原點(diǎn)的位置。此時(shí)我們按POS按鍵，查看X當(dāng)前的絕對(duì)坐標(biāo)值顯示的是24.000，說(shuō)明X軸已經(jīng)對(duì)好刀了，如圖1-28所示。接下來(lái)我們對(duì)Z軸，移動(dòng)刀具試切工件一端端面，然后保持Z坐標(biāo)不變，將光標(biāo)移到相應(yīng)的1號(hào)刀具Z軸參數(shù)中（圖1-29），輸入Z0，然后按F2測(cè)量，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將此時(shí)刀具的Z坐標(biāo)減去剛才輸入的數(shù)值，即得工件坐標(biāo)系Z原點(diǎn)的位置，如圖1-30所示，然后按POS鍵可查看Z軸的坐標(biāo)值，顯示是0.000，說(shuō)明Z軸已對(duì)好刀了。圖1-28X軸坐標(biāo)顯示圖1-29Z坐標(biāo)輸入界面圖1-30Z軸坐標(biāo)顯示【知識(shí)歸納】1、為什么要對(duì)刀？2、如何選擇對(duì)刀點(diǎn)？【知識(shí)講解】1、對(duì)刀的原理為了計(jì)算和編程方便，我們通常將程序原點(diǎn)設(shè)定在工件右端面的回轉(zhuǎn)中心上，盡量使編程基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)、裝配基準(zhǔn)重合。機(jī)械坐標(biāo)系是機(jī)床唯一的基準(zhǔn)，所以必須要弄清楚程序原點(diǎn)在機(jī)械坐標(biāo)系中的位置，這通常在接下來(lái)的對(duì)刀過(guò)程中完成。在圖1-31中，O是程序原點(diǎn)，O`是機(jī)床回零后刀尖位置為參照的機(jī)床原點(diǎn)。圖1-31數(shù)控車床對(duì)刀原理編程員按程序坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)編制刀具（刀尖）的運(yùn)行軌跡。由于刀尖初始位置（機(jī)床原點(diǎn)）與程序原點(diǎn)存在X向偏移距離和Z向偏移距離，使得實(shí)際的刀尖位置與程序指令的位置有同樣的偏移距離，因此須將該距離測(cè)量出來(lái)并設(shè)置進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)據(jù)此調(diào)整刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡。所謂對(duì)刀，其實(shí)質(zhì)就是測(cè)量程序原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)之間的偏移距離并設(shè)置程序原點(diǎn)在以刀尖為參照的機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)。2、對(duì)刀點(diǎn)的選擇對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控車床加工時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)既是程序起點(diǎn)，也是程序的終點(diǎn)。選擇對(duì)刀點(diǎn)的一般原則是：盡量使加工程序的編制工件簡(jiǎn)單、方便。便于用常規(guī)量具在車床上進(jìn)行測(cè)量。便于工件的裝夾。對(duì)刀誤差較小或可能引起加工的誤差最小。【應(yīng)用訓(xùn)練】通過(guò)剛才對(duì)試切法對(duì)刀的學(xué)習(xí)和操作，接下來(lái)，我們選擇2號(hào)刀位裝夾刀具，并進(jìn)行對(duì)刀，熟練掌握試切法對(duì)刀的操作。【知識(shí)拓展】對(duì)刀方法對(duì)刀的方法有很多種，按對(duì)刀的精度不同可分為粗略對(duì)刀和精確對(duì)刀；按是否采用對(duì)刀儀可分為手動(dòng)對(duì)刀和自動(dòng)對(duì)刀；按是否采用基準(zhǔn)刀可分為絕對(duì)對(duì)刀和相對(duì)對(duì)刀等。但無(wú)論采用哪種對(duì)刀方式，都離不開(kāi)試切法對(duì)刀，前面我們學(xué)習(xí)了試切法對(duì)刀，試切法對(duì)刀是最根本的對(duì)刀方法，所以我們要熟練掌握。1.2.3子任務(wù)三數(shù)控車床的編程基礎(chǔ)【任務(wù)描述】1、掌握程序段的構(gòu)成原則。2、熟悉指令的分類及含義。【引導(dǎo)性行動(dòng)】1、開(kāi)機(jī)，回原點(diǎn)。2、安裝工件，目測(cè)校準(zhǔn)。3、裝夾刀具，保證刀尖與工件回轉(zhuǎn)中心同高。4、對(duì)刀，建立工件坐標(biāo)系。5、程序的建立（程序名O0101）：A、打開(kāi)程序保護(hù)鎖將鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到I位置，選擇程序編輯操作模式。B、按程序按鍵，進(jìn)入程序編輯界面。C、鍵入程序名。如O0101D、按插入鍵建立程序O0101，按鍵完成輸入。E、依次輸入以下程序段，每輸入完一個(gè)程序段后，按下鍵，再按鍵插入，直至全部程序段輸完。O0101；程序名N10T0101；程序段1N20M03S600；程序段2N30G01Z0F0.2；程序段3N40X0；程序段4N50Z5；程序段5N60G00X50Z100；程序段6N70M05；程序段7N80M30；程序結(jié)束6、檢查程序是否輸入正確。7、程序檢驗(yàn)運(yùn)行：A、按“自動(dòng)方式”按鍵，進(jìn)入程序運(yùn)行方式。B、按“機(jī)床鎖定”按鍵，再按“空運(yùn)行”按鍵。C、按“循環(huán)啟動(dòng)”按鍵，進(jìn)入程序運(yùn)行方式。D、按“圖形顯示”按鍵，設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)后，再按軟功能按鍵“F2”，進(jìn)入圖形顯示界面，注意觀察走刀路線。8、運(yùn)行程序校驗(yàn)對(duì)刀點(diǎn)：A、關(guān)發(fā)防護(hù)門。B、按“自動(dòng)方式”按鍵。C、按“單段”按鍵，選擇程序單段運(yùn)行。D、按“循環(huán)啟動(dòng)”按鍵，程序開(kāi)始執(zhí)行，循環(huán)啟動(dòng)按鈕的指示燈亮。“循環(huán)啟動(dòng)”燈滅，“循環(huán)停止”燈亮?xí)r，說(shuō)明該段程序執(zhí)行完畢。再按程序啟動(dòng)按鈕，至所有程序段執(zhí)行完畢。E、在執(zhí)行的過(guò)程中，注意觀察絕對(duì)顯示界面中X和Z的坐標(biāo)值，當(dāng)顯示為X0、Z0時(shí)，注意觀察刀具和工件的位置。如果對(duì)刀正確，刀具和工件的位置則如圖1-32所示。圖1-32對(duì)刀正確時(shí)的刀具0點(diǎn)位置【知識(shí)歸納】1、程序段格式。2、程序的構(gòu)成。3、程序的結(jié)構(gòu)。4、編程指令。【知識(shí)講解】1、程序段格式零件的加工程序由若干個(gè)程序段組成。程序段格式是指一個(gè)程序段中的字、字符、數(shù)據(jù)的書寫規(guī)則，目前使用最多的是“字—地址”的程序段格式。“字—地址”的程序段格式由程序段號(hào)字、數(shù)據(jù)字和程序段結(jié)束組成。各字后有地址，字的排列順序要求不嚴(yán)格，數(shù)據(jù)的位數(shù)可多可少，不需要的字以及上一程序段相同的續(xù)效字可以不寫。排列順序如下：NGXUZWFSTM；例：N30G01X50Z-20F0.2S400T0101M03；功能地址意義程序號(hào)O程序號(hào)順序號(hào)N順序號(hào)準(zhǔn)備功能G指定動(dòng)作狀態(tài)（直線、圓弧等）X，Z，U，W坐標(biāo)軸移動(dòng)指令尺寸字R圓弧半徑I，K圓弧中心坐標(biāo)，倒角量進(jìn)給速度F進(jìn)給速度指定主軸功能S主軸轉(zhuǎn)速指定刀具功能T刀具號(hào)的指定輔助功能M控制機(jī)床方面ON/OFF的指定暫停P，U，X暫停時(shí)間的指定程序號(hào)指定P指定子程序號(hào)重復(fù)次數(shù)P子程序的重復(fù)次數(shù)參數(shù)P，Q，R指定程序重復(fù)部分等的順序號(hào)2、程序的構(gòu)成加工程序可分為程序號(hào)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分。下表為FANUC0i系統(tǒng)數(shù)控車床的一個(gè)加工程序：程序說(shuō)明O0001；程序名N10T0101；N20M03S600；N30G01Z0F0.2；N40X0；N50Z5；N60G00X50Z100；N70M05；程序內(nèi)容N80M30；程序結(jié)束1）、程序號(hào)在數(shù)控裝置存儲(chǔ)其中通過(guò)程序號(hào)查找和調(diào)用程序。程序號(hào)在程序的最前端，由地址碼和1~9999范圍內(nèi)的任意四位數(shù)字組成，在FANUC系統(tǒng)中一般地址碼為字母O。2）、程序內(nèi)容程序內(nèi)容主要用以控制數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成零件的加工，是整個(gè)程序的主要部分，它由若干程序段組成。每個(gè)程序段由若干程序字組成，程序段段號(hào)由N和數(shù)字表示。每個(gè)程序字又由地址碼和若干個(gè)數(shù)字組成。3）、程序結(jié)束程序結(jié)束一般用輔助功能代碼M02（程序結(jié)束）或M30（程序結(jié)束，返回程序起點(diǎn)）等。3、程序的結(jié)構(gòu)1）、程序號(hào)為了區(qū)分每個(gè)程序，都要對(duì)程序進(jìn)行命名。編程時(shí)一定要參考機(jī)床使用說(shuō)明，否則程序無(wú)法執(zhí)行。如FANUC系統(tǒng)用字母“O”作為程序號(hào)的地址碼。例：2）、程序段的格式和組成程序段的格式可分為地址格式、分隔地址格式、固定程序段格式和可變程序段格式等。例：N是程序段地址符，用于指定程序段號(hào)；G是指令動(dòng)作方式的準(zhǔn)備功能地址；X是坐標(biāo)軸的地址；F是進(jìn)給速度地址，其后面的數(shù)字表示進(jìn)給速度的大小。3）、字一個(gè)“字”的組成如下所示：程序段號(hào)加上若干個(gè)字就可以組成一個(gè)程序段。4、編程指令1）、語(yǔ)句號(hào)N（又稱為程序段號(hào)）程序是一句一句編寫的，一句程序稱為程序段。程序段號(hào)字用以識(shí)別每一程序段，由地址碼N和若干位數(shù)字組成。例如：N40表示該程序段的語(yǔ)句號(hào)為40。2）、準(zhǔn)備功能字G（又稱為G功能、G指令、G代碼）顧名思義，準(zhǔn)備功能用來(lái)建立機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)工作方式的一種命令，使數(shù)控機(jī)床做好某種操作準(zhǔn)備，用地址碼G和兩位或三位數(shù)字表示。需要指出的是不同生產(chǎn)廠家的數(shù)控系統(tǒng)G指令功能相差大，編程時(shí)必須遵照機(jī)床使用說(shuō)明書進(jìn)行。G指令分為模態(tài)指令（續(xù)效指令）和非模態(tài)指令，非模態(tài)指令只在本程序段中有效，模態(tài)指令可在連續(xù)幾個(gè)程序段中有效，直到被相同組別的指令取代。指令表中標(biāo)有相同字母或數(shù)字的為一組。如G00、G01、G02、G03，G04其中G04為非模態(tài)指令，其余為模態(tài)指令。3）、尺寸字表示由地址碼、符號(hào)（+、-）、絕對(duì)（或相對(duì)）數(shù)值組成。尺寸字的地址碼有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K、D、H等。例如：X15Y-20。其中“+”可省略。4）、進(jìn)給功能字F表示加工時(shí)的進(jìn)給速度，由地址碼F和后面的若干位數(shù)字組成。5）、主軸轉(zhuǎn)速功能字S表示數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由地址碼S和后面的若干位數(shù)字組成。6）、刀具功能字T表示由地址碼T和后面的若干位數(shù)字組成。數(shù)字表示刀號(hào)，數(shù)字位數(shù)由數(shù)控系統(tǒng)決定。7）、輔助功能字M（又稱M功能、M指令、M代碼）用來(lái)控制機(jī)床輔助動(dòng)作或系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)功能，由地址碼M和后面的兩位數(shù)字組成。準(zhǔn)備功能G代碼表注：*表示模態(tài)代碼輔助功能代碼表【應(yīng)用訓(xùn)練】1、新建程序并解析程序結(jié)構(gòu)1）、創(chuàng)建新程序O0002，并輸入程序內(nèi)容。2）、根據(jù)前面對(duì)程序的結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，劃分下面程序的程序名、程序內(nèi)容、程序結(jié)束。2、調(diào)用程序并修改程序1）、按“編輯方式”按鍵，再按“程序”按