数控车床仿真加工及其操作

时间：2023-11-03 百科知识版权反馈

【摘要】：空运行不做实际切削，目的在确定切削路径及程序正确性。数控程序一般按工件坐标系进行编程，对刀的过程实际上就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程。下面具体介绍数控车床对刀的方法，将工件右端面中心点设为工件坐标系原点，采用试切的方法进行对刀。1号刀:T0101，75°外圆车刀，用于粗加工。

5.2.1 FANUC 0i T数控车床仿真系统面板介绍

1. FANUC 0i T数控机床面板

机床操作面板位于窗口的右下侧，如图5-1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。

图5-1 FANUC 0i T(车床)机床面板

1) 程序编辑开关

EDIT:程序编辑模式，用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。

MDI:手动数据、程序输入。

2) 程序运行控制开关

AUTO:程序自动加工模式。

程序运行开始:模式选择按钮在“AUTO”和“MDI”位置时按下有效，其余时间按下无效。

循环停止:在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。

可选择暂停:程序运行中，M00停止。

单步:每按一次程序启动执行一条程序指令。

程序段跳过:自动模式下，按下此键，跳过程序段开头带有“/”的程序段。

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。

程序停止:在自动方式下，遇有M00程序停止。

手动示教。

3) 机床主轴运动控制

REF:回参考点。

JOG:手动模式，手动连续移动机床。

手动主轴正转。

手动主轴停止。

手动主轴反转。

在手动进给模式下，各轴快速移动开关。

INC:增量进给。

增量进给模式下，进给倍率选择按钮:每一步的距离，×1为0.001mm， ×10为0.01mm，×100为0.1mm，×1000为1mm。

HND:手轮模式移动机床。

机床空运行开关:在自动方式下，按下“空运行”开关，CNC处于空运行状态，程序中编制的进给率被忽略，坐标轴以最大快移速度移动。空运行不做实际切削，目的在确定切削路径及程序正确性。

机床锁定开关:在自动运行开始前，按下“机床锁定”开关，再按“循环启动”开关，系统继续执行程序，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，因此机床停止不动，用于校验程序。

紧急停止按钮:机床运行时，在危险或紧急情况下按下“急停”按钮，CNC进入急停状态，进给及主轴运动立即停止工作。

4) 其他

主轴转速(S)倍率调节按钮:调节主轴转速，调节范围为0～120%。

进给率(F)调节按钮:调节进给速度，调节范围为0～120%。

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，在刀库中选刀，在手动模式下，更换加工刀具。

DNC:用RS232电缆线接PC机和数控机床，选择程序传输加工。

2. FANUC 0i T数控系统面板

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，如图5-2所示。

各按键的功能如下。

1) 数字/字母键

:用于输入数据到输入区域，系统自动判别取字母还是数字。字母和数字键通过“SHIFT”键切换输入，例如，M-I、8-B。

图5-2 FANUC 0i T数控系统CRT-MDI面板

2) 程序编辑键

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。

上挡键。

3) 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。

向上翻页。

向下翻页。

4) 其他

向上移动光标。

向下移动光标。

向左移动光标。

向右移动光标。

输入键:把输入区内的数据输入参数页面。

5.2.2 FANUC 0i T数控车床仿真系统的基本操作

1. 复位

系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需点击操作台右边的“急停”按钮，使系统复位。

2. 回参考点

(1)置模式按钮在位置。

(2)选择按钮，即回参考点。此时机床面板上显示“X0.000，Z0.000”。

3. 选择刀具

在操作工具条内选择刀具库管理，点击打开对话框，如图5-3所示。

图5-3 车床刀库管理

刀具添加到刀架上:

(1) 在刀具数据库里选择所需要的刀具，如00号1刀具;

(2) 按住鼠标左键拉到机床刀库上;

(3) 添加到刀架上，按“确定”。

刀具添加:

(1)选择刀库管理对话框左下方的按钮;

(2) 输入刀具号、刀具名称，根据加工的需要选择外圆车刀、割刀、内割刀、钻头、镗刀、丝攻、螺纹刀等，可自定义各种刀片、刀片边长、厚度，选择确定即可添加到刀具管理库。

4. 毛坯的设置

在操作工具条内选择按钮，点击打开“设置毛坯”，如图5-4所示。

图5-4 车床工件的设置

定义毛坯的类型、长度、直径及材料;定义夹具;点击“确定”。

5. 程序输入

1) 通过操作面板手工输入NC程序

(1)置模式开关在EDIT上。

(2)按键，再按进入程序页面。

(3) 再输入程序名称(输入的程序名不可以与已有程序名重复)。

(4)按键，然后按键，开始程序输入。

2) 从计算机输入一个程序

NC程序可编写并存放在计算机上一个新的文本文件，把文本文件.txt后缀名改为.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”，按键进入编程页面。

(3)按键打开计算机目录下的文本文件，程序显示在当前屏幕上。

6. 程序的编辑

(1)模式置于EDIT上。

(2)按下键。

(3)输入被编辑的NC程序名如“O1234”，按键即可编辑。

(4) 移动光标。

方法一:按PAGE，选择或翻页，按CURSOR，选择或移动光标。

方法二:用搜索一个指定的代码的方法移动光标。

7. 删除一个程序

(1)选择模式在EDIT上。

(2)按键输入字母“O”，输入要删除的程序的号码。

(3)按键，程序即被删除。

8. 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)置在模式上。

(2)选择一个程序如“O0001”后按键调出程序。

(3)按程序启动按钮。

5.2.3 数控车床对刀操作

数控程序一般按工件坐标系进行编程，对刀的过程实际上就是建立工件坐标系与机床坐标系之间关系的过程。下面具体介绍数控车床对刀的方法，将工件右端面中心点设为工件坐标系原点，采用试切的方法进行对刀。

试切法设置刀具偏移量对刀:T01刀(外圆刀)对刀。

选择视图工具栏中的二维显示按钮，方便对刀，启动主轴，点击操作面板上的按钮，然后选择或，使其指示灯亮，主轴启动。在试切对刀的时候，如果发现通过机床面板上的主轴正反转按钮不能使得主轴启动的情况下，就必须在MDI模式下编程指令启动主轴，过程如下:

按键，切换到“MDI”模式→按键→→→→“M03S500”

→→程序被输入→按程序启动按钮。

试切端面，Z轴对刀:手动模式→按下X和Z轴，使刀具快速移动到试切端面的初始位置，当刀具快接近工件时，可以选择增量进给，通过倍率调整按钮减慢速度→按下及切削端面(如图5-5所示)→Z方向刀具不移动，沿X正方向退刀(如图5-6所示)→按键→进入参数输入界面(如图5-7所示)。

按→按→输入Z0→T01刀Z轴对刀完毕(如图5-8所示)。

图5-5 试切端面

图5-6 X方向退刀

图5-7 参数输入界面

图5-8 Z轴对刀完毕

试切外圆，X轴对刀:手动模式→按下或，或，使刀具快速移动到试切端面的初始位置如图5-9所示，按下及切削外圆→X方向刀具不移动，沿Z方向退刀→停止主轴→用测量工具测量直径(假设测量直径为φ76.368)→按键→进入参数输入界面→按→按→输入测量的直径X76.368→按， T01刀X轴对刀完毕(如图5-10所示)。

对刀完成后可以通过手动输入程序检测对刀是否正确，方法如下:

选择手动输入方式→按键→按→按→按→“T0101”→按→按→“G00X0Z0”→按→按→程序被输入→按程序启动按钮。目测看刀具是否移动到工件坐标系原点。

图5-9 试切端面初始位置

图5-10 X轴对刀完毕

5.2.4 数控车床仿真加工实例

1. 数控车床仿真加工步骤

(1) 分析工件，编制工艺，并选择刀具，在草稿上编辑好程序。

(2) 打开仿真软件中FANUC 0i T车床系统，进行以下操作。

①回零(回参考点)。

REF:回参考点→按和，X轴回零→按和，Z轴回零→回参考点完毕。

②选择工件毛坯。

③选择添加刀具。

④对刀:假设工件坐标系的原点设置在工件右端面的中心，按照前面讲到的对刀方法进行对刀。

⑤程序输入。

EDIT→按键→按→输入新建程序名“O1234”→按→按→将编辑好的程序输入，每输完一段程序按→按键换行后再继续输入。

⑥加工零件。

选择自动模式→按程序启动按钮→程序自动运行直到完毕。

⑦测量工件。

⑧工件模拟加工完成。

2. 数控车床仿真加工实例

下面以第2章2.6节车床综合编程实例来说明，在斯沃仿真软件中，仿真加工的步骤。

(1) 进入仿真软件中FANUC 0i T车床系统。

(2) 车床复位、回零操作。

(3) 选择工件毛坯，毛坯尺寸为φ35的棒料，材质为45钢，长度选取150mm。

(4) 选择添加刀具。1号刀:T0101，75°外圆车刀，用于粗加工。2号刀:T0202，35°外圆车刀，用于精加工。3号刀:T0303，宽4mm切槽及其切断刀，用于切槽、切断加工。4号刀:T0404，60°螺纹车刀，用于车螺纹。根据刀具所要求的参数进行添加，如图5-11和图5-12所示。

图5-11 刀具添加

图5-12 4把刀装夹在刀盘上

(5) 对刀，按照5.2.3中的试切对刀法进行操作。

①T01刀(外圆刀，粗加工)对刀，步骤略。对刀完成后通过手动输入程序检测后进行下一步操作。

②T02刀(外圆刀，精加工)对刀。

选择，按下换T02号刀→用同样的方法，使刀具碰工件端面→刀具Z方向不动，沿X方向退刀→按→进入参数输入界面→按→按→光标移动到2号刀补Z→输入Z0→按→T02刀Z轴对刀完毕。

移动刀具使刀位点碰到T01刀试切后的工件外圆→X方向刀具不动，沿Z方向退刀→→进入参数输入界面→按→按→光标移动到2号刀补X→输入之前1号刀试切后的外圆直径X34.394→按→T02刀X轴对刀完毕。

③T03刀(切槽刀)对刀。方法同T02号刀。

④T04刀(螺纹刀)对刀。方法同T02号刀。

(6) 程序输入。

方法一(适合程序已经用电子文档编写好的情况):

在电脑桌面上新建一个文本文档→把编写好的程序粘贴到文本文档(如图5-13所示)→保存→文件另存为(如图5-14所示)，保存类型改为所有文件，文件名用数字命名，后缀为.cnc→保存→在仿真界面中新建一个程序名→置模式开关在EDIT→按键，再按进入程序页面→再输入程序名称“O5566”→按，然后按键→选择视图工具栏上方的“文件”→打开→出现一个是否保存当前文件的对话框，选择否→在打开的对话框里面选择文件类型后缀为.cnc，找到之前保存的文件(如图5-15所示)→打开→程序就导入到了系统界面上(如图5-16所示)。