数控机床操作入门

目录

第一章绪论

近来来，数控技术的发展十分迅速，数控机床的普及率越来越高，在机械制造业中得到了广泛的应用。制造业的工程技术人员和数控机床的操作与编程技术人员对数控机床及其操作与编程技术的需求越来越大。

数控机床是一种完全新型的自动化机床，是典型的机电一体化产品。数控技术集计算机技术、成组技术、自动控制技术、传感检测技术、液压气动技术以及精密机械等高新技术于一体，是现代化制造技术的基础技术和共性技术。随着数控机床的广泛应用，急需培养大批能熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的工程技术人员。为普及与提高数控加工新技术，本教程针对目前广泛运用的FANUC和SIEMENS两种系统进行操作介绍。

第二章数控车床结构

第一节数控车床简介

数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。相对于立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用面广。本教程主要针对卧式数控车床进行介绍。

卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。 1．经济型数控车床采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。

2．普通数控车床根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。

3．车削加工中心在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的机床还带有刀库，可控制 X、Z和 C三个坐标轴，联动控制轴可以是（X、Z）、（、C）或（Z、C）。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。

在卧式数控车床上可车削加工的零件如图2－l所示。

数控车床由数控系统、床身、主轴、进给系统、回转刀架、操作面板和辅助系统等部分组成。图2－2、图2－3所示分别为韩国大宇重工生产的立式数控车床PUMA－VIS和卧式车削加工中心PUMA．SHC．3A。

图2－1 车削加工的零件种类

图2－2 立式数控车床

图2－3 卧式车削加工中心

第二节数控车床的卡盘和尾架

液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件，对一般回转类零件可采用普通液压卡盘；对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘；用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。

对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压尾架上的活顶尖对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾架。

图2－4所示分别为普通液压卡盘和液压尾架，图2－5所示为利用液压尾架进行车削加工。

图2－4 液压卡盘和液压尾架

a）普通液压卡盘 b)液压尾架

图2－5 车削加工状态

第三节数控车床的刀架

刀架是数控车床非常重要的部件。数控车床根据其功能，刀架上可安装的刀具数量一般为8把、10把、12把或16把，有些数控车床可以安装更多的刀具。

刀架的结构形式一般为回转式，刀具沿圆周方向安装在刀架上，可以安装径向车刀、轴向车刀、钻头、镜刀。车削加工中心还可安装轴向铣刀、径向铣刀。少数数控车床的刀架为直排式，刀具沿一条直线安装。

数控车床可以配备两种刀架：

1．专用刀架由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。

2．通用刀架根据一定的通用标准内 VDI，德国工程师协会）而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。

图2－6和图2－7所示分别为一种专用刀架和VDI通用刀架。

图2－6 专用刀架图2－7 VDI刀架

第四节数控车床的刀具

在数控车床或车削加工中心上车削零件时，应根据车床的刀架结构和可以安装刀具的数量，合理、科学地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。数控车床上常用的刀具如图2－8所示。

图2－8 数控车床常用刀具

第三章 FANUC系统数控车床操作

第一节 FANUC O-TD数控系统简介

FANUCO-D系列是具有与O-C系列同等的高可靠性的CNC系统是世界上是最成功的CNC，精确的测试和完整质量控制确保其故障率很低，O-D系列配置高可靠性的FANU C αC系列和β系列AC伺服电机，机床主轴可配置高速，大功率的FANUC AC 主轴电机系列。O-D系列以功能包的方式提供给用户，它包括CNC单元、控制电机、主轴电机和控制电机放大器。O-TD有O-TD和O-TD Ⅱ两种配置，OMD有O-MD Ⅱ-种配置。用户可根据具体应用选择最佳的系统配置。

FANUC O-TD车床仿真系统是一个基于WINDOWS操作系统的应用软件，可根据各种电脑排版软件生成的G代码进行加工，如MASTCAM，还可以根据手写G代码数控程序进行加工。该系统是基于WINDOWS应用软件，并对BEIJING-FANUC Series O-TD数控系统进行高度仿真，具有良好的人机界面和简便的操作性能；具有同FANUC O-Series CNC控制器相同的屏幕、面板组成和功能，加载NC文件时，自动对程序进行语法检查；具有自动、编辑、MDI、MPG、JOG 等模式和Dry、M01等开关；编辑模式中，实时提供G代码功能与格式提示信息系统实时处理NC 代码，生成机床移动指令。

第二节控制面板与操作

FANUC O-TD主界面如下图所示：