《数控技术》实验指导书(电子版)[1]

《数控技术》实验指导书(电子版)[1] 2005.10 数控技术实验指导书 第一节 数控机床认识实验———————————— 2 第二节 数控车编程实验指导书—————————— 8 第三节 数控铣自动编程实验指导书————————14 附录：实验报告————————————————30 1 数控技术实验指导书 1、了解数控机床的产生与发展。 2、理解数控机床的概念及组成。 3、掌握数控机床的分类与应用。 4、理解数控机床加工的特点及应用。 随着科学技术和社会生产的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，特别是在宇航、造 船、车工、模具及计算机工业中。零件精度高、形状复杂、批量小、频繁改型，使用普 通机床则存在加工困难、生产效率低、劳动强度大、精度难以保证等现象。 数控机床加工时，是根据工件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件 的位移、速度及动作先后顺序、主轴转速、主轴旋向及冷却要求，以规定的数控代码形 式，编制成程序单，并输入到专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编 译、运算和逻辑处理，输出各种信号指令，控制机床各不风进行规定的位移和有顺序的 动作，加工出各种不同形状的工作。 数控机床通常由以下几部分组成： 1．程序载体 对数控机床进行控制，首先必须在人与机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒 介物称为程序载体(或称控制介质)。在程序载体上存贮着加工零件所需要的全部几何信息和工艺信息。这些信息是在对加工工件进行工艺 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的基础上确定的，它包括工件在 机床坐标系内的相对位置，刀具与工件相对运动的坐标参数；工件加工的工艺路线和顺 序；主运动和进给运动的工艺参数以及各种辅助操作。将零件加工程序用一定的格式和 代码，存储在一种程序载体上，如磁盘、U盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。 2．输入装置 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码信息转换成相应的电脉冲信号传送至 数控装置的内存贮器。输入装置最早使用光电阅读机对穿孔带进行阅读，以后大量使用 软盘驱动器、USB接口、闪存卡等。还有通过数控装置控制面板上的输入键，按工件的 2 数控技术实验指导书 程序清单用手工方式直接输入内存贮器(即MDl方式)，也可以用通信方式由计算机直接传送给数控装置。 3．数控装置 数控装置是数控机床的关键环节。首先接受输入装置送来的电脉冲信号，通过数控 装置的逻辑电路或计算机数控的系统软件进行译码和寄存，这些指令和数据将作为控制 与运算的原始依据。数控装置的控制器接受相应的指令将有关数据进行运算和处理，输 出各种信号和指令，控制机床各部分按程序的要求实现某一操作。这些电信号中最基本 的是对与各坐标轴位移量相对应的电脉冲数，经驱动电路送至伺服控制装置，使各坐标 轴完成刀具相对工件的进给运动。 4、强电控制装置 强电控制装置的主要功能是接受数控装置所控制的内置式可编程控制器(PLC)给出 的主轴变速、换向、启动或停止，刀具的选择和更换，分度工作台的转位和锁紧，工件 的夹紧或松夹．切削液的开或关等辅助操作的信号，经功率放大直接驱动相应的执行元 件，诸如接触器、电磁阀等，从而实现数控机床在加工过程中的全部自动操作。 5．伺服控制装置 伺服控制装置接受来自数控装置的位置控制信息．将其转换成相应坐标轴的进给运 动和精确定位运动。由于伺服控制装置是数控机床的最后控制环节，它的伺服精度和动 态响应特性将直接影响数控机床的生产率、加工精度和表面加工质量。 目前，常用的伺服驱动器件有功率步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机 等。由于交流伺服电动机具有良好的性能价相比，正成为首选购伺服驱动器件。除了三 大类的电动机以外．伺服控制装置还必须包括相应的驱动电路。 伺服电动机与脉冲编码器的组合构成了较理想的半闭环伺服系统，已被广泛采用。 6．机床 与传统的普通机床相比，数控机床在整体布局、外部造型、主传动系统、进给传动 系统、刀具系统、支承系统和排屑系统等方面有着很大的差异。这些差异是为了更好地 满足数控技术的要求，并充分适应数控加工的特点。因此，必须建立数控机床 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的新 概念。通常在机床的精度、静刚度、动刚度和热刚度等方面提出了更高的要求，而传动 链则要求尽可能的简单。 按控制方式可将数控机床分为开环控制系统、半闭环控制系统和全闭环控制系统。 3 数控技术实验指导书 1．开环控制 开环控制是指不带位置反馈装置的控制方式。由功率步进电动机作为驱动器件的运 动系统是典型的开环控制。数控装置根据所要求的运动速度和位移量，向环形分配器和 功率放大电路输出一定频率和数量的脉冲，不断改变步进电动机各相绕组的供电状态， 使相应坐标轴的步进电动机转过相应的角位移，再经过机械传动链．实现运动部件的直 线移动或转动。运动部件的速度与位移量是由输入脉冲的频串和脉冲效所决定。 开环控制具有结构简单和价格低廉等优点。但通常输出的扭矩值的大小受到了限 制，而且当输入较高的脉冲频率时，容易产生失步，难以实现运动部件的快速控制。开 环控制对运动部件的实际位移量是不进行检测的，因而不能进行运动误差的校正，步进 电动机的步距角误差、齿轮和丝杠组成的传动链误差都将直接影响加工零件的精度。目 前，开环控制已不能充分满足数控机床日益提高的对控制功率、快速运动速度和加工精 度的要求。但近年来由于发展了步进电动机的细分技术，出现了专用的细分功率驱动模 块，步进电动机在低扭矩、高精度、速度中等的小型设备的驱动控制中得到了广泛应用， 特别是在微电子生产设备中充分发挥了它的独特的优势。 2．半闭环控制 半闭环控制是在开环控制伺服电机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机 的转角间接地检测出运动部件的位移(或角位移)反馈给数控装置的比较器，与输入指令进行比较，用差值控制运动部件。随着脉冲编码器的迅速发展和性能的不断完善，作为 角位移检测装置可以方便地直接与直流或交流伺服电动机同抽安装，特别是高分辨串的 脉冲编码器的诞生，为半闭环控制提供了一种高性能价格比的配置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。由于惯性较大 的机床运动部件不包括在该闭环之内，控制系统的调试十分方便，并具有良好的系统稳 定性。甚至可以将脉冲编码器与伺服电动机设计成一个整体，使系统变得更加紧凑。但 由于半闭环控制将运动部件的机械传动链不包括在闭环之内，机械传动链的误差无法得 到校正或消除。可幸的是目前广泛采用的滚珠丝杠螺母机构具有很好的精度和精度保持 性．而且采取了可靠的消除反向运动间隙的结构，完全可以满足绝大多数数控机床用户 的需要。因此，在一般情况下，半闭环控制正在成为首选的控制方式被广泛采用。 3．闭环控制 闭环控制是在机床最终的运动部件的相应位置直接安装直线或回转式检测装置，将 直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令位移量进行比较， 4 数控技术实验指导书 用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。闭环控制的主要优点 是将机械传动链的全部环节都包括在闭环之内，因而从理论上说，闭环控制的运动精度 主要取决于检测装置的精度，而与机械传动链的误差无关。很明显其控制精度将超过半 闭环系统，这就为高精度数控机床提供了技术保障。但闭环控制除了价格较昂贵之外， 对机床结构及传动链仍然提出了严格的要求，传动链的刚度、间隙，导轨的低速运动特 性，以及机床结构的抗振性等因素都会增加系统调试的困难，甚至使伺服系统产生振荡， 降低了稳定性。 数控系统、十字工作台、数控车床、数控铣床等。 1、数控机床的作用、分类、组成和结构 结合数控车床和数控铣床介绍数控机床的作用。 按控制方式可将数控机床分为开环控制系统、半闭环控制系统和全闭环控制系统三 种方式。 经济型数控车床一般采用开环控制系统，由步进电机驱动。拆开数控车床的外罩壳， 观看机床的传动链。弄清从数控系统到驱动器，再到步进电机，最后由步进电机驱动滚 珠丝杠带动工作台实现直线位移的全过程，理解开环系统在实际机床上是如何体现的。 数控工作台是典型的半闭环控制系统。数控工作台由西门子数控、伺服系统实现驱 动，工作台的位置反馈元件由装在电机尾部的旋转编码器（或旋转变压器）来实现。观 察数控工作台和数控车床传动链的区别与联系。 如果在工作台上直接安装光栅尺（或其他位移传感器）就变成了全闭环系统。观察 全闭环系统的结构特点，弄清圆光栅和直线光栅的应用场合。注意全闭环系统的位置反 馈与伺服驱动系统的连接方式。 2、结合实际机床认识三环伺服控制结构、主轴系统和典型机械结构 从控制的角度来讲，电气伺服系统的一般结构为三闭环控制，即有电枢电流闭环， 速度闭环和位置闭环。为了满足三环伺服控制反馈信号，要求有多种传感元件可供选择。 电流反馈一般采用取样电阻、霍尔集成电路传感器等。速度反馈一般采用测速发电机、 光电编码器、旋转变压器等。位置反馈一般采用光电编码器、旋转变压器、光栅等。在 一般的电气伺服产品中主要包括电流闭环和速度闭环控制，而位置环则由数控装置中的 5 数控技术实验指导书 计算机进行控制。从器件上来说，电气伺服系统包括执行部件(如交、直流伺服电动机及速度检测元件)、伺服驱动器(速度、电流控制单元，功率放大器等)、CNC中的位置控制器三部分，其典型结构如图1所示。 图1 电气伺服系统的一般结构 结合SIEMENS数控及伺服驱动系统认识数控机床的三环控制结构。初步了解三环 的作用，并在实际系统上找出相对应的环节。SIEMENS驱动模块包括了速度环和电流环两个环节，位置环在数控系统中实现。注意观看各环节的反馈闭环控制结构，初步了 解三环的PID调节。 对于主轴驱动，既要求输出较大功率，又要求主轴结构简单；要改善主轴的动态性 能，需要主传动有更大的无级调速范围；有四象限的驱动能力。另外，不同的数控机床 对主轴驱动还提出一些不同的要求，如要求主轴与进给驱动实行同步控制；要求主轴能 高速度定位控制；要求主轴具有角度分度控制的功能等。为实现上述的要求，采用直流、 交流主轴驱动系统。现在，国际上新生产的数控机床85％采用交流主轴驱动系统。交流 主轴电机均采用鼠笼式异步电机。这是因为受永磁体的限制，当容量做得很大时．永磁 同步电机成本太高，使得数控机床无法采用。 主轴电动机一般可分为直流主轴电动机和交流主轴电动机，其中交流主轴电动机又 可分为伺服主轴和变频主轴。伺服主轴常采用光电编码器作为转速反馈和转子位置检 测；变频主轴一般直接采用变频器加主轴结构。 观看数控车床的主轴电气系统，了解变频器控制主轴的原理，以及车螺纹的原理。 数控机床在加工工件的过程中完全按照预先编好的程序进行。另外，为满足长时间 稳定可靠的重复加工，要求数控机床具有刚度高、灵敏度高、抗振性好及热变形小等特 点，并能高精度、高可靠性地工作。近几年来，随数控系统和伺服系统的发展，为适应 高效率生产的需要，现代数控机床已形成了独特的机械结构，主要由以下几部分组成： 6 数控技术实验指导书 (1)机床基础部件．如床身、立柱、工作台等； (2)主传动系统； (3)进结传动系统； (4)实现某些辅助动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统 及排屑、防护装置和刀架、自动换刀装置； (5) 工件实现回转、定位的装置及附件，如数控回转工作台： (6)特殊功能装置．如监控装置、加上过程图形显示、精度检测等： 掌握这些结构对于正确合理使用数控机床是非常必要的。 仔细观看数控车床、数控铣床、数控工作台、数控刀架等机械装置，区分其和普通 机床的结构差异。 3、理解典型零件在数控机床上的加工全过程 数控加工的过程主要包括： （1） 分析零件图 （2） 工艺处理 （3） 数学处理 （4） 编写程序清单 （5） 输入数控系统 （6） 模拟仿真加工 （7） 对刀 （8） 实际切削 （9） 检验工件 观看实验老师从分析零件图开始到完成零件加工的全过程。了解手动编程加工和自 动编程加工的异同点。 1、数控机床一般由哪几部分组成?各组成部分有何功能? 2、数控加工的特点是什么? 3、按控制系统的特点分类，数控机床的种类有哪些?按执行机构的控制方式分类有哪些?各种分类的特点是什么？ 7 数控技术实验指导书 1、 了解数控车床的组成、基本结构。 2、 了解数控车床的基本运动、加工对象及其用途。 3、 了解数控车床操作面板各按键（CNC界面）的功用。 4、 掌握数控车床的调整及加工前的准备工作。 5、 掌握手工编程的指令及编程 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，并能够对给出零件图形进行编程。 6、 掌握CNC系统的运行过程，加工出零件图形中指定的零件。 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。理想的加工程序不仅 应能加工出符合图纸要求的合格零件，同时还应使数控机床的功能得到合理的应用与充 分的发挥。以使数控机床安全可靠且高效地工作。 程序编制是数控加工的重要组成部 分，加工的零件形状简单时，可以直接根据图纸用手工编写程序。如果零件形状复杂和 三坐标以上切削加工时就需要采用应用计算机的自动编程手法。本实验通过仪表数控车 床SIEMENS 802S数控系统，用手工编程的方法对零件进行编程，调整SIEMENS 802S系 统及机床，达到加工出所给零件图形的零件目的。 仪表数控车床NNC-R1A，SIEMENS 802S数控系统。 卡尺 零件毛坯 （一）编程基础知识 1、 程序编制的主要内容：主要包括分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写程 序清单、制备控制介质及程序校验。 2、 编程的基础知识 2．1 轴定义：802S系统可在X轴、Z轴组成的直角坐标系中进行定位和插补运动。 其中X轴为水平面的前后方向（横向），Z轴为水平面的左右方向（纵向）。X轴、Z 8 数控技术实验指导书 轴均规定远离工件方向为正向。 2．2 加工坐标系与编程坐标系 2．2．1 参考点 在数控机床中，一般设有一个特定的换刀或进行坐标系设定的位置， 称参考点。 2．2．2 坐标系 在编制程序和实际加工时都有立自的坐标系。 X X X Z Z Z 程序 指令 CNC 图2 加工图纸 机床 （1）编程坐标系：该坐标系建立在零件图纸上，零件图纸尺寸作为编程的数据。 （2）工件坐标：该坐标系在实际加工时，通过程序来建立程序指令，数值就是当前刀 具的坐标位置。 X 刀具现在的位置 200 想设定的坐标系 到原点的距离 280 原点 Z 图3 为了能按照给定的图纸正确地加工出零件，必须使两个坐标重合。车床一般选用以 下坐标系： a、 在卡盘上面设定坐标原点。 X 工件 Z 工件坐标系 （使其与编程坐标系重合） 图4 b、 在工作端面上设定坐标原点。 9 数控技术实验指导书 坐标原点 X 工件 Z （使其与编程坐标系重合） 图5 3、 编程坐标 用来指定刀具的移动位置。系统可用绝对值和增量值表示坐标值，分 别用X、Z和U、W地址来表示。二者亦可混合使用，但U、W始终表示为增量值，不管是G90或G91方式。 4、 直径指定和半径指定 直径指定：X轴的指令为图纸上给出的直径。 半径指定：X轴的指令为图纸上给出的半径。 5、 坐标单位及范围 本系统的最小单位为： X轴：最小设定单位0.001mm，最小移动单位0.0005mm（直径编程）。 最小设定单位0.001mm，最小移动单位0.001mm（半径编程）。 Z轴：最小设定单位0.001mm，最小移动单位0.001mm 编程的最大范围是?9999.99 mm （三）、程序的构成 加工程序必须以802S系统能接受的格式输入。一个程序由若干个程序段组成， 程序段的段号必须从小到大编号，每个程序段有以下几部分组成： N：程序段号 F：进给速度 G：准备功能 S：主轴速度 T：刀具号 M：辅助功能 X（U）、Z（W）坐标值 ；：程序段结束符 其中不一定每个程序段都必须具有这些指令。 在系统中如果要跳过某一段程序，则在该程序段前加“；”即可，使系统不执行 该程序段。 本系统中以“％”表示程序段开始，“；”表示程序段结束。在程序的最后用“M30；” 10 数控技术实验指导书 表示程序结束，“M99”表示子程序结束。 （四）、手工编程举例 例 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 参看《数控技术》（张建钢、胡大泽主编，华中科技大学出版社）第35页的编 程实例。 （五）、 操作 熟悉上述指令功能后便可进行操作练习。 1、 接通 接通电源总开关，然后接通机床电源、伺服电源和计算机电源，使得机床和控制器 上电。 2、开机回参考点 3、刀具 11 数控技术实验指导书 在刀架上安装好加工时需要的各种刀具。 在加工和运行过程中可在面板手动进行主轴调整和进给调整，刻度的百分比为程序 设计速度的百分比。在执行螺纹加工时，速度倍率开关无效，机床以F编程的100%工作。 4、操作顺序 1） 、程序输入 2） 、图形仿真 3） 、刀路检查 4） 、毛坯安装 5） 、设置刀具补偿值 6） 、加工 其他操作 1、 加工中断后再启动。 2、 在自动运行途中插入手动操作。 3、 紧急停止。 用直径 编程方法，根据零件尺寸，编写数控车削加工程序，坐标系原点为O（0 ， 0），处于零件左端的中心。加工尺寸如图6所示，其它参数合理自定。要求解释各程序 段的作用。 M20φ25 6R1φ16 2 7.5 17.512.520 74.5 图6 加工零件图 12 数控技术实验指导书 1、了解数控铣床的组成、基本结构。 2、了解数控铣床的基本运动、加工对象及其用途。 3、掌握数控铣床的调整及加工前的准备工作。 4、掌握PRO/E软件的二维造型功能。 5、完成一个二维造型的自动编程和加工模拟。 6、掌握CNC系统的运行过程，加工出零件图形中指定的零件。 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。理想的加工程序不仅 应能加工出符合图纸要求的合格零件，同时还应使数控机床的功能得到合理的应用与充 分的发挥。以使数控机床安全可靠且高效地工作。 程序编制是数控加工的重要组成部分，加工的零件形状简单时，可以直接根据图纸用手工编写程序。如果零件形状复杂和 三坐标以上切削加工时就需要采用应用计算机的自动编程手法。本实验通过仪表数控铣 床SIEMENS 802S数控系统，用自动编程的方法对零件进行编程，调整SIEMENS 802S系 统及机床，达到加工出所给零件图形的零件目的。 计算机及PRO/E软件 数控铣床NNC-R2，SIEMENS 802S数控系统。 卡尺 零件毛坯 1、了解PRO/E软件的基本功能和使用方法 在PRO/E中建立如图8所示的模型。 操作步骤详见PRO/E教程。 2、进行二维零件的造型及G代码的生成 1）、体积块铣削简介 13 数控技术实验指导书 体积铣削（VOLUME MILLING）是PRO/NC中最基本的材料去除方法和工艺手段。在 体积铣削中，材料是一层一层地去除，所有的层切面都与退刀面平行。每层切削的深度 （层切面深度）由参数STEP_DEPTH和WALL_SCALLOP_HGT参数的组合来定义。层间所允 许的最小距离由切削参数MIN_STEP_DEPTH来控制。层切面内部的跨距由STEP_OVER（走刀行距）、NUMBER_PASSES（一层走刀的次数）、BOTTOM_SCALLOP_HGT（两次走刀之间在加工表面所剩余的高度）和STEP_OVER_ADJUST（走刀行距调整）共同控制。 在体积块加工中，第一层切面生成于铣削体积块顶部以下的层切面深度处。如果铣 削体积块延伸到工件顶部以上，则第一层切面生成于工件顶部以下层切面深度处，以避 免空加工。体积块加工形式，主要应用于粗加工，切削坯料上大体积的加工余量。粗加 工后留有一部分余量，用以精加工。采用粗加工和精加工相结合的工艺方法，可以降低 成本、提高效益减少加工时间和提高加工效率。体积块铣削主要用在以下4个方面： （1） 对工件进行一层一层的平面加工； （2） 去除工件外部材料； （3） 直槽或带岛凹槽的粗加工； （4） 将ROUGH_OPTION参数值设为PROF_ONLY进行凹槽的精加工。 下面以用于粗加工的体积块铣削为例介绍体积块的加工。 2）建立制造模型 新建一个制造文件，进入NC模块。在[菜单管理器]中，依次选择[制造模型]-[装配]-[参考模型]，如图7所示。系统弹出打开对话框，从中选择设计模型VOLUME.PRT。 图7 菜单管理器 图8 设计模型用于体积块切削的设计模型 如图8所示。如果需要进行大量的切削加工，一定要在加工模型上定义一个铣削体积块， 14 数控技术实验指导书 作为计算机判断如何加工和产生加工刀具路径范围的一个参考。计算机根据定义的铣削 体积块以及用户定义的一些工艺参数，切削体积块内部的材料并且刀具的路径范围限制 在铣削体积的内部。 选择[菜单管理器]中的[制造设置]，弹出[操作设置]对话框。单击[操作设置]对话框中的[取消]按钮，此时的[菜单管理器]如图9所示。依次选择[制造设置]-[制造几何形状]-[铣削体积块]-[创建]，如图10示。在屏幕下方出现消息输入窗口，如图11示。输入铣削体积块名称VOLUME.CUT，单击出现[创建体积块]菜单，如图12示。 选择[草绘]-[拉伸]-[实体]-[完成]，系统弹出如图13所示的拉伸定义对话框。同 时还弹出一个属性菜单条，如图14示。从属性菜单中选择[单侧]-[完成]，系统要求用户选择草绘平面，如图15示。在设计模型中，单击零件在TOP平面内的表面作为草绘 平面，与之垂直的另外一个侧面作为参考面，在选择设计零件的四条边作为第3参照。绘制与零件的曲边重合的一个矩形，如图16示。草绘结束后，屏幕上有一个箭头指向 草绘平面的内侧，提示用户选择拉伸方向，如图17示。选择[正向]，即默认向草绘平面的内侧拉伸。接下来定义拉伸长度，如图18示。选择[至曲面]-[完成]，用鼠标选择要拉伸到的平面。当拉伸特征定义完成后，单击图13中的[确定]按钮，建立图19所示的体积铣削制造模型。 利用图13中的[预览]按钮，可以提前观看创建后的制造模型。如果拉伸特征中某 些部分没有定义好，则选中框中未定义好的选项，选择[定义]，重新定义特征。 在图20所示的[创建体积块]菜单中，选择[裁剪]，用鼠标选中设计模型，此时在 屏幕下部的信息提示行中显示“修剪已经成功创建”。单击[完成/返回]，重新选择[着色]-[完成]，查看创建的铣削体积块，如图21所示。 注意：在创建铣削体积块后，立即用[裁剪]命令将体积块从制造模型中提取出来。 否则，就只能用复制体积块的方法来提取体积块。 3）定义机床 定义铣削梯级块后，选择[制造]-[加工]，系统弹出[操作设置]对话框。单击[数控机床]后的图标，出现[机床设置]对话框，如图22所示。输入机床名称、选择机床类型、 联动轴数、主轴转速、进给量等参数。 4）定义加工坐标系 在[操作设置]对话框中，单击[加工零点]右边的图标，系统弹出创建制造坐标系的 菜单，如图23所示。选择[创建]，系统弹出坐标系设置对话框，如图24所示。用鼠标 15 数控技术实验指导书 和CTRL键选取三个相邻的边作为参照，然后用定向方式进行坐标系的调整，使加工坐 标系和机床坐标系一致。建立加工坐标系后的零件，如图25所示。 5）定义退刀面 在[操作设置]中，单击[曲面]右边的图标，系统弹出定义退刀面的对话框，单击[沿Z轴]按钮，给定沿坐标轴Z的距离以确定退刀平面。输入距离值为5，则退刀平面确定为平行于Z轴，在坐标原点以上距离为5的平面。 6）确定NC加工工艺参数和相关参数 在[菜单管理器]中，选择[加工]-[NC序列]-[体积块]-[完成]，系统依次弹出如图26和图27所示的对话框。用户可在系统的提示下，依次对加工工艺名称、刀具、参数、 体积、切削的起始点和终止点等参数进行设置。 选中尚未设置的工艺参数，系统首先要求用户输入NC加工工艺的名称，其次就弹 出[刀具设定]对话框，如图28所示。根据工艺的要求，选择刀具和其他加工参数。当 所有与刀具相关的参数设置完成后，应保存并选择[应用]。退出刀具设置对话框后，系 统弹出[制造参数]菜单，要求用户设置必要的参数。选择[设置]，弹出[参数树]对话框，对相关的参数进行必要的设置，如图29所示。 设置完参数树，系统提示选择体积块，如图30所示。选择[选取体积块]，用图31所示的[搜索工具]对话框选取体积块。用搜索工具可以快速、准确地选取目标。选择建 立的体积块，单击[确定]按钮，完成体积块的定义，如图32所示。 7）生成刀具路径 定义NC序列后，在图33所示的[NC序列]菜单中，选择[演示轨迹]-[屏幕演示]，系统弹出[播放路径]对话框，如图34所示。单击播放按钮进行模拟加工，刀具轨迹如 图35所示。 单击[DONE SEQ]完成序列设置。 8）生产数控代码 16 数控技术实验指导书 图9制造几何形状 图10铣削体积块菜单 图11输入体积块名称 图12创建体积块 图13定义拉伸特征 图14属性菜单条 17 数控技术实验指导书 图15 设置草绘平面 图16 草绘矩形 图17 拉伸方向 图18 定义拉伸长度 图19铣削制造模型 图20 裁剪体积块 图21 铣削体积块 18 数控技术实验指导书 图22 机床设置 图23 定义加工坐标系 图24定义加工坐标系 图25 定义加工坐标系后的零件 19 数控技术实验指导书 图26 选择加工工艺 图27确定加工工艺参数 图28 设置刀具 20 数控技术实验指导书 图29 设置参数树 图30 定义体积块 图31 搜索工具对话框 21 数控技术实验指导书 图32 选取体积块 图33 NC序列菜单 图34播放路径对话框 图35 加工轨迹 22 数控技术实验指导书 图36 菜单管理器 图37 选择NC序列 图38文件输出 图39输出文件类型 23 数控技术实验指导书 图40 选则文件类型 图41 结束输出 打开[菜单管理器]的[MANUFACTURE]，如图36所示。单击[CL DATA]-[OUTPUT]-[NC SEQUENCE]，如图37所示，在菜单的下方出现刚才所设置的NC序列，选择该序列，出 现图38所示的界面，单击[FILE]，弹出输出文件类型选择，保留原有选项，并选中[MCD FILE]的复选框，如图39所示。单击上一步对话框中的[DONE]，弹出文件存储路径选择 对话框，输入保存刀路轨迹的路径名称及保存路径并确认后弹出图40所示的对话框，选中复选框[MACHIN]，单击[DONE]，完成刀路轨迹文件的输出过程。单击图41中的[DONE OUTPUT]结束刀路轨迹输出，并弹出图42所示的对话框，选择后处理[POST PROCESS]，弹出选择刀路轨迹的对话框，选择先前生成的刀路轨迹文件，单击打开后出现图43出现的对话框，取消复选框[TRACE]和[MACHIN]，单击[DONE]后出现后置处理选择对话框， 如图44所示，该对话框的内容和各数控系统（如西门子，法拉克，A-B等）相对应，选择[UNCX01.P11]，弹出图45所示的界面，要求输出程序号，如输入“0001”回车，就完成了NC代码的输出。到存储刀路轨迹的文件夹找相应的G代码文件（扩展名一般为 *.TAP），用写字板打开，如下： % G71 O0001 24 数控技术实验指导书 (C:\Documents and Settings\user\My Documents\fdas.ncl.3) (10/28/05-16:25:59) N0010T1M06 S1000M03 G00X-5.Y5. G43Z2.H01 G01Z-2.2F160. X-45. Y5.2 X-5. Y5.4 X-45. Y5.6 X-5. Y5.8 X-45. Y6. X-5. Y6.2 X-45. Y6.4 X-5. „„ „„ „„ 25 数控技术实验指导书 图42 后置处理 图43 选择后置处理 图44选择使用的数控系统 26 数控技术实验指导书 图45 生成数控代码 7）、将程序输入数控系统 由于自动编程的产生的程序代码数量巨大，无法用手工进行输入，只能通过计算机 接口输入。一般系统提供软驱、RS232C、USB、网络线等传输方式，可以一次性将程序 输入到数控系统自带的硬盘上（或其他存储介质，如闪存等）。在SIEMENS 802S、802D系统中，由于数控系统自带的存储器容量很小，只能采用边加工边传输的方式进行（用 RS232C串口进行）。具体操作方式见SIEMENS操作手册。 8）、安装工件，并进行对刀调试 将工件安装到工作台上，用百分表校正工件后，夹紧工件。 对刀时应该保证对刀的原点和自动编程时所设定的工件原点相重合，并注意坐标系 的方向，以防坐标跑反。 对刀完毕后，将各轴坐标偏移值输入到G54对话框中，即建立了工件坐标系的原点。 9）、空运行程序，再次检验程序的正确性 在手工编程进行正式加工前一般需要进行空运行程序，确保加工程序的正确性，在 自动编程时可以省略这个步骤，但为了安全起见，也可以考虑 10）、根据数控程序和设定切削参数进行零件加工 27 数控技术实验指导书 主要切削参数已经在自动编程时设定完毕，但有时需要根据实际加工情况进行调 整，这时可利用面板上的倍率开关进行调整。通常，主轴和进给速度的倍率通常可以在 0——120%之间调节。 11）、测量加工结果，并对加工存在的误差进行分析 加工完毕后确定工件的尺寸和设计的尺寸是否相符合，表面质量是否达到预期的加 工表面质量。 1、若加工后零件的形状或尺寸与零件图不符，分析其原因。 2、观察轮廓加工面情况，若出现加工面粗糙度值过大现象，请分析原因。 28 数控技术实验指导书 附录： 专业 ： 班级 ： 学号 ： 成绩 ： 29 数控技术实验指导书 系（部） 班级 姓名 学号 实验日期 成绩 30 数控技术实验指导书 （可根据具体实验设计成表格或其它形式） 1、数控机床一般由哪几部分组成?各组成部分有何功能? 31 数控技术实验指导书 2、数控加工的特点是什么? 3、按控制系统的特点分类，数控机床的种类有哪些?按执行机构的控制方式分类有哪些?各种分类的特点是什么？ 32 数控技术实验指导书 系（部） 班级 姓名 学号 实验日期 成绩 33 数控技术实验指导书 34 数控技术实验指导书 （可根据具体实验设计成表格或其它形式） 1、 数控机床与普通机床在性能上有什么不同？ 2、 数控机床为了保证达到高性能在结构上采取了那些措施？ 35 数控技术实验指导书 3、数控机床与普通机床相比较机构上有那些不同？ 4、 数控车床传动系统与普通车床有什么区别？ 5、 数控机床适合加工什么样的工件和多大的批量？ 6、 数控机床开启后为什么要进行回参考点？ 36 数控技术实验指导书 7、数控车床的加工精度是由那些因素决定的？ 8、机床上工件的实际坐标系与程序中的坐标系是如何有机地联系起来的？ 9、 G00与G01指令有何不同？ 10、数控系统编程时应注意哪些问题？ 37 数控技术实验指导书 系（部） 班级 姓名 学号 实验日期 成绩 38 数控技术实验指导书 （可根据具体实验设计成表格或其它形式） 39 数控技术实验指导书 40 数控技术实验指导书 1、若加工后零件的形状或尺寸与零件图不符，分析其原因。 2、观察轮廓加工面情况，若出现加工面粗糙度值过大现象，请分析原因。 41 数控技术实验指导书 42