第10章典型数控机床

第10章典型数控机床
因为各院校的数控机床型号不一，系统不同，故应根据实际应用的数控机床进行教案。

这里只对西门子802D系统进行简单的介绍。

10.1.SINUMERIK 802D 键符定义:
10.2. 外部机床控制面板
10.3 SINUMERIK 802D系统简介
1. 屏幕划分
如图10-1所示，系统屏幕可以划分为以下三个区域：
(1>状态区
(2>应用区
(3>说明及软键区
图10-1 SINUMERIK 802D系统界面
状态区显示：
说明及软键区：
操作区域：
10.4 直角坐标系
坐标系：机床中使用顺时针方向的直角坐标系。

机床中的运动是指刀具和工件之间的相对运动。

图10-2 直角坐标系中坐标方向的规定
机床坐标系(MCS>：
机床中坐标系如何建立取决于机床的类型，它可以旋转到不同的位置。

图10-3 铣床中机床坐标系/坐标轴
工件坐标系(WCS>：
用于工件编程时对工件的几何位置进行描述。

工件零点可以由编程人员自由选取，编程员无需了解机床上的实际运行，也就是说不管是工件运动还是刀具运动，方向始终以工件不动而刀具运动来定义。

图10- 4 工件坐标系
相对坐标系：
除了机床坐标系和工件坐标系之外，该系统还提供一套相对坐标系。

使用此坐标系可以自由设定参考点，并且对工件坐标系没有影响。

屏幕上所显示的轴运动均相对于这些参考点而言。

工件装夹：
加工工件时工件必须夹紧在机床上。

固定工件，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在坐标轴上产生机床零点与工件零点的坐标值偏移量，该值作为可设定的零点偏移量输入到给定的数据区。

当NC程序运行时，此值就可以用一个编程的指令<比如G54）来选择。

图10-5 工件在机床上
当前工件坐标系：
编程时编程员可以通过TRANS 指令设定一个相对于工件坐标系的零点偏置，由此产生所谓的“当前工件坐标系”。

图10-6 工件坐标系与当前工件坐标系
10.5 开机和回参考点
说明：在给系统和机床通电以后，必须参照机床的操作说明，因为“开机和回参考点”这一功能与机床的关系很大。

机床控制面板不同，则操作有可能不完全一样。

标准机床控制面板802DMCP 的操作步骤：
第一步：接通CNC和机床电源。

系统启动以后进入“加工”操作区JOG运行方式。

出现“回参考点”窗口如图10-7所示。

图10-7 JOG方式回参考点状态图
第二步：按机床控制面板上的回参考点键，启动“回参考点”功能。

在“回参考点”窗口中(图10-7>显示了该坐标轴是否必须进行回参考点操作。

显示该坐标轴未回参考点，故必须进行回参考点操作。

显示该坐标轴已经到达参考点。

第三步：按机床控制面板上的坐标轴方向键给每个坐标轴逐一回参考点。

各轴回参考点完成后，可通过选择另一种运行方式<如MDA、AUTO或JOG）结束该功能。

注意：
<1）“回参考点”只有在JOG方式下才可以进行。

<2）如果选择了错误的回参考点方向，则不会产生运动。

10.6 手动控制运行
手动控制运行指JOG方式和MDA方式。

1. JOG运行方式
JOG<点动）方式包括三种：JOG<点动）运行方式、增量运行方式和手轮运行方式三种。

1）JOG<点动）运行方式
操作步骤：
①按机床控制面板上的JOG<点动）键，选择JOG运行方式；
②按机床控制面板上的键，移动相应的坐标轴。

只要相应的方向键一直按着，坐标轴就一直连续不断地以“设定数据”<在界面中）中规定的速度运行，如果“设定数据”中此值为“零”，则按照机床数据中存储的值运行。

需要时可以使用修调开关来调节运行速度。

若同时按住相应的坐标轴键和“快进”键，则坐标轴以快进速度运行。

<2）增量运行方式
操作步骤：
①按机床控制面板上的“增量选择”键，选择增量运行方式；
②每按一次键，则相应的坐标轴以步进增量运行。

<3）手轮运行方式
操作步骤：
①按机床控制面板上的JOG<点动）键，进入JOG运行方式；
②按软键，显示如图10-8所示,移动光标选择要移动的手轮轴，然后按动相应的坐标轴软键来移动坐标轴。

图10-8 “手轮”窗口
10.7 参数设定(对刀>
在CNC进行工作之前，必须在NC上通过参数的输入和修改对机床、刀具等进行调整：
* 输入刀具参数及刀具补偿参数
* 输入/修改零点偏置
* 输入设定数据
1. 输入刀具参数及刀具补偿参数
刀具参数包括刀具几何参数、磨损量参数和刀具型号参数。

不同类型的刀具均有一个确定的参数数量，每个刀具有一个刀具号(T--号>。

操作步骤：
按此键，打开刀具补偿参数窗口，显示所使用的刀具清单如图10-9所示。

可以通过光标键和“上一页”、“下一页”键选出所要求的刀具。

图10-9 刀具参数设定可通过以下步骤输入补偿参数：
<1）移动光标定位于输入区；
<2）输入数值；
<3）按输入键。

注意：最多可以建立48个刀具。

2. 建立新刀具
操作步骤：
(1>按键，如图10-9所示；
(2>按键，如图10-10所示；
(3>选择刀具类型，按键<或键），如图10-11所示；
图10-10 新刀具窗口
图10-11 新刀具号输入
(4> 填入相应的刀具号。

(5> 按键确认输入，在刀具清单中自动生成数据组--零。

3. 确定刀具补偿值<对刀）
功能：利用此功能可以计算刀具TXX 未知的几何长度。

前提条件：换入该刀具。

在JOG方式下移动该刀具，使刀尖到达一个已知坐标值的机床位置，这可能是工件上的一个已知位置<比如工件零点）。

过程：输入参考点坐标X0，Y0或者Z0。

注意：铣刀要计算长度l和半径，车刀则仅须计算长度l。

利用F点的实际位置(机床坐标>和刀尖所在的参考点(已知坐标值>，系统可以在所预选的坐标轴方向计算出刀具补偿值长度l或刀具半径如图10-12所示。

说明：可以使用一个已经计算出的零点偏置(比如G54值>作为已知的机床坐标。

在这种情况下，可以使刀沿运行到工件零点。

如果刀沿直接位于工件零点，则偏移值Offset为零。

图10-12 计算钻头的长度补偿：长度l(Z轴>
对刀操作步骤：
<1）换入该刀具。

在JOG方式下移动该刀具，使刀尖到达一个已知坐标值的机床位置，这可能是工件上的一个已知位置<比如工件零点）。

<2）按键，如图10-9所示；
<3）移动光标到该刀具号所在行；
<4）按软键，打开刀具补偿值窗口，自动进入位置操作区，如图10-13所示；
图10-13 选择手动或半自动测量
<5）按软键，打开补偿值窗口，如图10-14所示
长度测量
刀具直径测量
图10-14 “对刀”窗口
<6）在X0，Y0或者Z0处登记一个刀具当前所在位置的数值，该值可以是当前的机床坐标值，也可以是一个零点偏置值。

如果使用了其它数值，则补偿值以此位置为准。

<7）按软键“设置长度”或者“设置直径”，系统根据所选择的坐标轴计算出它们相应的几何长度l或直径。

所计算出的补偿值被存储。

如果在刀具和工件之间装有间隔物，可以在“清除”区定义它的厚度。

思考题
1. 数控机床的控制面板?
2. 数控机床的开机过程?
3. 数控机床的手动操作？
4. 数控机床的刀具设置与对刀过程？。