实验二 数控铣床典型零件编程与仿真

实验二数控铣床典型零件编程与仿真
一、实验类型
设计性实验
二、实验目的
1．了解数控铣床的数控系统、机床结构组成及数控铣削加工的基本概念和特点。

2．掌握数控铣床编程调试、模拟仿真与加工等操作基本方法。

能够根据图纸要求，独立地完成较简单零件的编程设计和加工。

三、实验设备及软件
微型计算机、数控加工模拟仿真软件、铣床等。

四、实验内容与步骤
指导教师提供零件图，学生自行设计零件的加工方案，手工编写零件加工程序单，然后上机调试程序，并进行模拟仿真。

（一）FANUC铣床操作方法
下面以加工如图2-1所示零件内外轮廓为例说明FANUC铣床的操作方法。

用刀具半径补偿指令编程，刀具直径为8mm。

图2-1实例加工结果样图
分析：外轮廓沿圆弧切线方向切入，切出时沿切线方向，根据判断，
用左侧刀具半径补偿。

内轮廓加工时，为切入段，为切出段，故用右侧刀具半径补偿。

外轮廓加工完毕取消左侧刀具半径补偿，待刀具移至点，再建立右侧刀具半径补偿。

加工应选用高度为14mm、边长为240mm的正方形毛坯。

21P P→32P P→54P P→46P P→4P
程序如下：
打开“开始”菜单，在“程序/数控加工仿真系统/”中选择“数控加工仿真系统”点击，进入系统，点击“快速登录”进入系统主界面。

（1）选择机床
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，机床类型选择铣床并按“确定”按钮，此时界面如图2-2所示。

图2-2“数控加工仿真系统”软件界面
（2）机床回零
如图2-3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；再用鼠标右键点击XYZ轴切换旋钮，左键点击加号按钮，可以将Y、Z轴回零，此时CRT和操作面板上的指示灯如图2-4所示。

图2-3操作面板上的MODE旋钮图2-4操作面板上的指示灯（3）安装零件
点击菜单“零件/定义毛坯…”，在定义毛坯对话框中将零件尺寸改为高14、长和宽240，并按确定按钮。

点击菜单“零件/安装夹具…”，在选择夹具对话框中，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。

点击菜单“零件/放置零件…”，在选择零件对话框中，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，此时点击面板上的退出按钮，关闭该面板，此时零件已放置在机床工作台面上。

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2-5所示。

图2-5“选择压板”对话框及安装压板后的零件
（4）输入NC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，然后用前述DNC方式传送到数据机床，也可直接用FANUC系统的MDI键盘输入。

（5）检查运行轨迹
将操作面板中MODE旋钮切换到AUTO模式，按键，然后点击操作面板上的自动运
行按钮，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、动态平移等方式对运行轨迹进行全方位的动态观察。

如运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确。

再按键，即可回到PRGRM界面。

（6）对基准、装刀具
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。

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（为对刀而用），其直径为14mm，如图2-6；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和X、Y、Z轴的控制旋钮，将机床移动到如图2-7所示的大致位置。

图2-6图2-7
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2-8所示的位置，将操作面板的MODE旋钮切换到HANDLE，通过调节操作面板上的倍率旋钮和
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-372.000，此为基准工具中心的X坐标，故工件中心的X座标为-372.000-1（塞尺厚度）-14/2（基准工具半径）-240/2（取工件中心为原点）=-500.000，同样操作可得到工件中心的Y座标为-415。

图2-8
X，Y方向基准对好后，点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”收回塞尺，抬高并点击“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2-9，装好刀具。

用类似方法得到工件上表面的Z座标为-404.000。

图2-9
（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，再点击菜单“视图/控制面板切换”打开MDI面板，连续点击两次按钮，是CRT如图2-10所示；依次点击MDI面板的、、
按钮，此时CRT如图2-11所示，即完成了刀补数据的输入。

图2-10图2-11
（8）自动加工
机床位置确定和刀补数据输入后，就可以开始自动加工了。

首先手工移动刀具（可通过操作面板的MODE下的STEPHANDLE和JOG 配合使用）到工件中心上方100mm的位置，即机床坐标(-500.000,-415.000,-404+100)，此时将操作面板的MODE旋钮
切换到AUTO模式，点击
按钮，机床就开始自动加工了，加工完毕就会出现如图2-12所示的结果。

图2-12加工完毕后的效果图。