蚌埠学院数控实验指导书汇编

《数控机床》
实
验
指
导
书
（简本）
蚌埠学院机电系李大胜2008年9月修订
实验一数控车床操作模拟（计算机仿真）
一、实验目的和要求
数控加工在制造业中占有非常重要的地位，数控机床是一种高效的自动化设备，它可以按照预先编制好的零件数控加工程序自动地对工件进行加工。

宇航数控加工仿真系统可以在计算机屏幕上仿真完成数控加工程序的输入输出、数控机床操作、工件加工、虚拟测量等数控加工全过程，而且在数控加工仿真系统中，机床操作面板和操作步骤与相应的实际数控机床完全相同，学生在这种虚拟工业环境中可以学习掌握典型数控车床的加工操作方法，通过数控加工仿真系统可以使培训得到实物操作训练的目的，本次实验主要要求学生了解宇航仿真软件的使用和熟悉配备主流数控系统的数控车床的操作及对刀方法。

二、实验内容
1、了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途；
2、了解数控车床操作面板各按键（CNC界面）的功用；
3、掌握数控车床的调整及加工前的准备工作、尤其要熟练掌握FANUC0i系统的多种对刀方法；
三、实验仪器
软件要求：宇航数控仿真系统30节点
硬件要求：微机30台
四、实验内容及步骤
YHCNC仿真系统及虚拟机床操作（FANUC 0i）
1、机床操作面板
机床操作面板位于窗口的右下侧，如下图所示,主要用于控制机床运行状态，由模式选择按钮、运行控制开关等多个部分组成，每一部分的详细说明如下：
FANUC 0i面板
AUTO：自动加工模式。

EDIT：编辑模式。

MDI：手动数据输入。

INC：增量进给。

HND：手轮模式移动机床。

JOG：手动模式，手动连续移动机床。

REF：回参考点。

DNC：用232电缆线连接PC机和数控机床，选择程序传输加工。

程序运行控制开关
程序运行开始；模式选择旋钮在“AUTO”和“MDI”位置时按下有效，其余时间按下无效。

程序运行停止；在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。

机床主轴手动控制开关
手动主轴正转手动主轴反转手动停止主轴
手动移动机床各轴按钮
铣床按钮车床按钮
增量进给倍率选择按钮
选择移动机床轴时，每一步的距离：×1为0.001毫米，×10为0.01毫米，×100为0.1毫米，×1000为1毫米。

置光标于按钮上，点击鼠标左键选择。

进给率(F)调节旋钮
调节程序运行中的进给速度，调节范围从0～120% 。

置光标于旋钮上，点击鼠标左键转动。

主轴转速倍率调节旋钮
调节主轴转速，调节范围从0～120%。

手脉
把光标置于手轮上，选择轴向，按鼠标左键，移动鼠标，手轮顺时针转，相应轴往正方向移动，手轮逆时针转，相应轴往负方向移动。

单步执行开关每按一次程序启动执行一条程序指令。

程序段跳读自动方式按下此键，跳过程序段开头带有“/”程序。

程序停自动方式下，遇有M00程序停止。

机床空运行按下此键, 各轴以固定的速度运动。

手动示教冷却液开关按下此键, 冷却液开；再按一下，冷却液关。

在刀库中选刀按下此键, 刀库中选刀。

程序编辑锁定开关
置于“”位置，可编辑或修改程序。

程序重启动由于刀具破损等原因自动停止后，程序可以从指定的程序段重新启动。

机床锁定开关按下此键，机床各轴被锁住，只能程序运行。

M00程序停止程序运行中，M00停止。

紧急停止旋钮
2、数控系统操作（FANUC 0i）
系统操作键盘在视窗的右上角，其左侧为显示屏，右侧是编程面板。

如下图所示:
FANUC 0i (铣床)面板
FANUC 0i (车床)面板
按键介绍
数字/字母键
数字/字母键用于输入数据到输入区域（如下图所示），系统自动判别取字母还是取数字。

字母和数字键通过键切换输入，如：O—P，7—A。

FANUC 0i-M(铣床)数字及符号输入 FANUC 0i-T(车床)数字及符号输入
编辑键
替换键用输入的数据替换光标所在的数据。

删除键删除光标所在的数据；或者删除一个程序或者删除全部程序。

插入键把输入区之中的数据插入到当前光标之后的位置。

取消键消除输入区内的数据。

回车换行键结束一行程序的输入并且换行。

上档键
页面切换键
程序显示与编辑页面。

位置显示页面。

位置显示有三种方式，用PAGE按钮选择。

参数输入页面。

按第一次进入坐标系设置页面，按第二次进入刀具补偿参数页面。

进入不同的页面以后，用PAGE 按钮切换。

系统参数页面信息页面，如“报警”
图形参数设置页面系统帮助页面复位键
翻页按钮（PAGE）向上翻页。

向下翻页。

光标移动（CURSOR）
向上移动光标。

向左移动光标。

向下移动光标。

向右移动光标。

输入键
输入键把输入区内的数据输入参数页面。

3、手动操作机床
1.回参考点
(1) 置模式旋钮在位置。

(2) 选择各轴,按住按钮,即回参考点。

2.移动
手动移动机床轴的方法有三种：
方法一：快速移动，这种方法用于较长距离的工作台移动。

(1) 置“JOG”模式位置：
(2) 选择各轴，点击方向键，机床各轴移动，松开后停止移动。

(3) 按键，各轴快速移动。

方法二：增量移动，这种方法用于微量调整，如用在对基准操作中。

(1) 置模式在位置：选择步进量
(2) 选择各轴，每按一次，机床各轴移动一步。

方法三：操纵“手脉”，这种方法用于微量调整。

在实际生产中，使用手脉可以让操作者容易控制和观查机床移动。

“手脉”在软件界面右上角，点击即出现。

3.开、关主轴
(1) 置模式旋钮在“JOG”位置
(2) 按机床主轴正反转，按主轴停转
4.启动程序加工零件
(1) 置模式旋钮在“AUTO”位置
(2) 选择一个程序(参照下面介绍选择程序方法)
(3) 按程序启动按钮
5.试运行程序
试运行程序时，机床和刀具不切削零件，仅运行程序。

（1）置在模式
（2）选择一个程序如O0001后按调出程序
（3）按程序启动按钮
6.单步运行
（1）置单步开关于“ON”位置
（2）程序运行过程中，每按一次执行一条指令
7.选择一个程序
有二种方法进行选择：
i.按程序号搜索
(1) 选择模式放在“EDIT”
(2) 按键输入字母“O”
(3) 按键输入数字“7”，输入搜索的号码：“O7”
(4) 按CURSOR：开始搜索；找到后，“O7”显示在屏幕右上角程序号位置，“O7”NC程序显示在屏幕上。

ii.选择模式AUTO 位置
(1)按键入字母“O”
(2)按键入数字“7”，键入搜索的号码：“07”
(3)按→“O7”显示在屏幕
上。

iii.(4)可输入程序段号“N30”，按搜索程序段。

8.删除一个程序
(1)选择模式在“EDIT”
(2)按键输入字母“O”
(3)按键输入数字“7”，输入要删除的程序的号码：“07”
iv.(4)按“07”NC程序被删除
9.删除全部程序
(1)选择模式在“EDIT”
(2)按键输入字母“O”
(3)输入“-9999”
(4)按全部程序被删除
10.搜索一个指定的代码
一个指定的代码可以是：一个字母或一个完整的代码。

例如：“N0010”，“M”，“F”，“G03”等等。

搜索应在当前程序内进行。

操作步骤如下：
（1）在“AUTO”或“EDIT”模式
（2）按
（3）选择一个NC程序
（4）输入需要搜索的字母或代码，如：“M”，“F”，“G03”
（5）按检索，开始在当前程序中搜索。

11.编辑NC程序（删除、插入、替换操作）
（1）模式置于“EDIT”
（2）选择
（3）输入被编辑的NC程序名如“07”，按即可编辑。

（4）移动光标：
方法一：按 PAGE：或翻页，按 CURSOR ：或移动光标。

方法二：用搜索一个指定的代码的方法移动光标。

（5）输入数据：用鼠标点击数字/字母键，数据被输入到输入域。

键用于删除输入域内的数据。

(6) 自动生成程序段号输入：按→如下图，在参数页面顺序号中输入“1”，所编程序自动生成程序段号。

(如：N10…N20…)
删除、插入、替代：
按键，删除光标所在的代码
按键，把输入区的内容插入到光标所在代码后面。

按键，把输入区的内容替代光标所在的代码。

12.通过操作面板手工输入NC程序
（1）置模式开关在“EDIT”。

（2）按键，再按进入程序页面。

（3）按输入“O7”程序名 (输入的程序名不可以与已有程序名重复) 。

（4）按→键，开始程序输入。

（5）按→ 键换行后再继续输入。

13.从计算机输入一个程序
NC程序可在计算机上建文本文件编写，文本文件(*.txt)后缀名必须改为 *.nc 或*.cnc。

（1）选择EDIT模式，按键切换到程序页面
（2）新建程序名“Oxxxx”按进入编程页面
（3）按打开计算机目录下的文本文件，程序显示在当前屏幕上
14.输入零件原点参数
（1）按键进入参数设定页面，按“坐标系”。

FANUC 0i-M(铣床)工件坐标系页面 FANUC 0i-T(车床)工件坐标系页面
（2）用或选择坐标系。

输入地址字（X/Y/Z）和数值到输入域。

方法参考“输入数据”操作。

（3）按键，把输入域中间的内容输入到所指定的位置。

15.输入刀具补偿参数
（1）按键进入参数设定页面，按“”
（2）用和键选择长度补偿,半径补偿
FANUC 0i-M(铣床)刀具补正页面 FANUC 0i-T(车床)刀具补正页面
（3）用CURSOR ：
和
键选择补偿参数编号。

（4）输入补偿值到长度补偿H 或半径补偿D 。

（5）按
键，把输入的补偿值输入到所指定的位置。

16. 位置显示
按 键切换到位置显示页面。

用
和
键或者软键切换。

17. MDI 手动数据输入
(1) 按 键，切换到“MDI ”模式
(2) 按 键，再按
→
分程序段号“N10”，输入程序如：G0X50
(3) 按 “N10G0X50” 程序被输入
(4) 按
程序启动按钮。

18. 零件坐标系（绝对坐标系）位置
绝对坐标系：显示机床在当前坐标系中的位置。

相对坐标系：显示机床坐标相对于前一位置的坐标。

综合显示：同时显示机床在以下坐标系中的位置。

FANUC 0i-M(铣床) FANUC 0i-T(车床)
绝对坐标系中的位置（ABSOLUTE）相对坐标系中的位置（RELATIVE）
机床坐标系中的位置（MACHINE）当前运动指令的剩余移动量（DISTANCE TO GO）
4、对刀：FANUC 0iT系统数控车床设置工件零点的几种方法：
操作步骤：（为观察方便可以点击按钮切换到2维画面）
1、直接用刀具试切对刀
(1) 用外圆车刀先试切一外圆，测量外圆直径后，按→→输入“外
圆直径值”，按键，刀具“X”补偿值即自动输入到几何形状里。

(2) 用外圆车刀再试切外圆端面，按→→输入“Z 0”，按
键，刀具“Z”补偿值即自动输入到几何形状里。

2、 G54～G59设置工件零点
(1) 用外圆车刀先试切一外圆，按→→，如选择G54，输入X0、Z0按
工件零点坐标即存入G54里，程序直接调用如:G54……。

实验二数控车床编程加工模拟（计算机仿真）
一、实验目的和要求
了解数控车床的操作，数控车床的加工工艺范围，粗车精车轮廓、螺纹等加工工艺，通过对给定的图形进行手工编制程序完成在计算机上的模拟加工，并生成加工报告。

二、实验内容
1、了解数控车床的加工工艺特点和数控刀具在数控车床上的应用，以及数控车床的工件装夹定位特点。

2、掌握数控手工编程的指令及编程方法，并能够对给出零件图形进行编程；
3、掌握CNC系统的运行过程，在计算机上模拟加工出零件图形中指定的零件。

三、主要仪器设备
软件要求：宇航数控仿真系统30节点
硬件要求：微机30台
四、实验过程
以FANUC 0iT系统数控车床加工下图所示工件，已知1号粗车刀，每次背吃刀量为3mm，进给量0.2mm/r，退刀量为1mm,切削速度150m/min，2号为精车刀，刀尖半径0.6mm，进给量0.1mm/r，切削速度200m/min，X轴方向精车余量为0.2mm，Z轴方向精车余量为0.1mm。

提示：设置图中（84，3）是循环起点。

实验步骤：
1、按照实验一的方法分别在1号和2号刀位装上2把外圆车刀，注意因为是仿真实验所以不可以将2把刀具的长度宽度设置相同，否则不能体现刀具的补偿值区别，可以将2号刀双击显示以下界面
修改2号刀具的长度使其与1号刀具不同，将其装在2号刀位上。

2、按照题图的要求点击设置毛坯件的大小，然后按实验1的步骤对1号刀具进行对刀，可以使
用G54～G59设置工件零点，也可以用T0N0N中的→→来设置工件零点，建议使用T0N0N。

3、在对好1号刀后，在JOG：手动方式下将刀具退出远离工件一段合理位置，主要是为了换2号刀具时避免刀具与工件或机床发生干涉，在MDI：方式下输入T0200；运行将2号刀具更换到加工位。

为了方便观察可以点击ACT刀具显示来显示目前处于加工位的刀具号。

4、将2号刀具与1号刀具一样去车外圆测量外圆直径后，按→→注意将
光标移到第二行。

输入“外圆直径值”，按键，2号刀刀具“X”补偿值即自动输入到几何形状里。

推刀到工件右端面外，然后将2号刀具缓慢接近已经被1号刀切过的端面处轻碰，注意
使用方式和用手脉来轻碰，然后→→第二行中输入“Z 0”，按
键，刀具“Z”补偿值即自动输入到几何形状里。

则2号刀对刀完毕，注意思考此时2号刀确定的工件坐标系实际上已经比1号刀确定的工件坐标系在Z方向向在端偏移了一些但是由于2号刀是精车刀，实际加工的工件并没有误差，因为粗加工留有余量。

5、按照实验一中的方法将按图形编制的程序输入调试然后加工出最终图形，注意在AUTO方式下运行已编制好的程序时要点击关闭机床门。

实验三数控铣床及加工中心操作模拟（计算机仿真）
一、实验目的和要求
本次实验主要要求学生熟悉配备主流数控系统的数控铣床和加工中心的加工工艺和操作及对刀方法。

二、实验内容
1、了解数控铣床和加工中心的基本运动、加工对象及其用途；
2、了解数控铣床和加工中心操作面板各按键（CNC界面）的功用；
3、掌握数控铣床和加工中心的调整及加工前的准备工作、尤其要熟练掌握Sie mens 802s和FANUC 0i 的多种对刀方法；
三、主要仪器设备
同上
四、实验内容及步骤
1、手动操作数控机床-----参考前面
2、FANUC 0i铣床对刀
操作步骤：
（一）、FANUC 0-0i系统数控铣床设置工件零点的几种方法：
1. 直接用刀具试切对刀
图1
(1)用刀具试切工件，如图1位置
(2)按→→把当前坐标位置作为工件零点G55，输入X0、Y0、Z0，按
测量即当前坐标被存入。

2.用芯棒对工件零点
（1）在左边工具框，选择毛坯功能键：
（2）选择基准芯棒选择
（3）选择基准芯棒规格和塞尺厚度如：
a. 基准芯棒(100X20)
b. 塞尺厚度1mm
（4）直接对工件，根据左下角提示确定是否对好。

（5）Z坐标工件零点=当前Z坐标-基准芯棒长度-塞尺厚度
Y坐标工件零点=当前Y坐标±基准芯棒半径±塞尺厚度
X坐标工件零点=当前X坐标±基准芯棒半径±塞尺厚度
（6）把计算结果Z、Y、X、坐标工件零点输入G54～G59。

3．使用偏心式寻边器对刀。

（较常使用）
（1）点击里面的工件装夹选项，
选择工艺板装夹方式比较方便。

注意在对刀时切换X-Z平面选择
Y-Z平面选择Y-X平面选择
的显示方式可以方便操作。

将工件大
小设置为自己需要仿真的大小。

（2）选择上面的寻边器选择选项，进入此界面
按键，切换到“MDI”模式
按键，再按输入程序M3 S1000按程序被输入按程序启动按钮则主轴转动。

（3）按JOG模式，驱动机床，使寻边器靠到工件一边，比如X轴的负向，在接近工件时切换
到 HND：手轮模式移动机床,然后选择X轴以合适的倍率移动直到屏幕的左下脚显示寻边器同心提示。

如下图所示。

（4）按→键入，将光标移到所要存放对刀结果的位置。

比如下图的G54中，注意上面的番号为00（EXT）的是附加坐标系偏置，此处XYZ必须为0。

以我们将工件坐标系放置在工件
，
上边面为例，此处输入-X（寻边器半径+ 工件宽度一半）然后点击键，这样X轴的对刀完毕，Y轴的做法完全相同。

（5）Z轴的对刀在实际工作中一般选择使用Z轴设定器，此仿真软件没有此功能，我们仍然用刀具试切来做，首先卸下偏心式寻边器，装上2把刀放置在刀库。

在装刀前要调整2把刀具具有不同的长度和半径，否则做多刀没有意义。

方法是双击就可以在弹出的对话框中修改，结果如下图所表示。

（6）按键，再按输入程序T01 M06按接着输入M3 S1000按
程序被输入按程序启动T01刀具安装到主轴而且转动。

（7）按JOG模式，驱动机床，按Z负向移动使刀具接近工件上表面，在接近工件时切换到
HND：手轮模式移动机床直到出现铁屑，按→，将光标移到所要存放对刀结果的位置。

比如G54中，输入Z0然后点击键，这样T01号刀具Z轴的对刀完毕。

（8）按JOG模式，驱动机床，按Z正向移动，然后按键，再按输入程序T02
M06按接着输入M3 S1000按程序被输入按程序启动，则T02刀具将呗更换安装到主轴而且转动T01号刀具还回刀库。

（9）按JOG模式，驱动机床，按Z负向移动使刀具接近工件上表面，在接近工件时切换到HND：手轮模式移动机床直到出现铁屑，此时点击键切换到位置显示页面，如下图所表示，
记下此时的Z值Z1，→记下用T01号刀具做出的G54中的Z值Z2。

然后进入
→页面，在第二行中的形状H中输入数值Z2-Z1，注意带有正负号，另外此处T01号刀具的形状H应是0，在第一行和第二行形状D中分别输入该把刀具的半径值。

磨耗中的H与D用来留余量或者补偿刀具出现的磨损。

加工调用T02刀具时使用G43 …T02 H02;就可以实现对2号刀
具的长度补偿，此时1号刀具被成为基准刀具。

实验四数控铣床及加工中心编程加工模拟（计算机仿真）
一、实验目的和要求
了解数控铣、加工中心的基本结构和加工工艺范围。

了解铣削过程中，数控加工工艺过程处理的常见方法，通过对给定的图形进行手工编制程序完成在计算机上的模拟加工，并生成加工报告。

二、实验内容
1、了解数控铣、加工中心的加工工艺特点和数控刀具在数控铣、加工中心上的应用，以及数控铣、加工中心的工件装夹定位特点。

2、掌握数控铣、加工中心手工编程的指令及编程方法，并能够对给出零件图形进行编程；
3、掌握CNC系统的运行过程，在计算机上模拟加工出零件图形中指定的零件。

三、主要仪器设备
软件要求：宇航数控仿真系统30节点
硬件要求：微机30台
四、实验内容
加工如图所表示的工件，给定3把刀具，1号刀长度120mm，直径12mm粗加工，2号刀具长度100mm，直径10mm。

3号刀为钻头，长度130mm，直径为6mm.。

5、按照实验一和三中的方法将按图形编制的程序输入调试然后加工出最终图形，注意在AUTO
方式下运行已编制好的程序时要点击关闭机床门。