数控技术指导书一2012

数控技术实验指导书
2012年3月
实验一 数控机床操作仿真实验
预习题
1、了解数控机床的功能及结构；
2、了解机床坐标系、工件坐标系及对刀。
一、实验目的
1、了解数控机床的组成及各部件的功能；
2、通过斯沃数控仿真软件模拟，了解数控机床的加工过程，掌握正确使用数控机床的基础
知识；
3、熟悉斯沃数控仿真软件。
二、实验仪器
南京斯沃数控仿真软件及运行软件的微机。
三、实验原理
（一）采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息
的形式编成程序代码并输入到机床控制系统中，经过运算处理后转成驱动伺服机构的指令信
号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。

图1-1
数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、机床本体组成。
1、输入输出设备通过输入接线端子板和继电器板作为接口转接单元，连接数控装置。
2、数控装置是数控机床的核心，它接受来自输入设备的程序和数据，完成数值计算、逻
辑判断和输入输出控制等功能。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及
温度、压力、流量等物理量。
3、伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，包括伺服控制电路、功率放
大线路和伺服电动机等。数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令，再经
过驱动系统的功率放大后，驱动电机运转，通过机械传动装置拖动工作台或刀架运动。
4、测量反馈装置由测量部件和响应的测量电路组成，作用是检测速度和位移，并将信息
反馈给数控装置。
5、机床本体是指数控机床的机械结构实体，与传统的普通机床相比较，采用了高性能的
主传动及主轴部件、滚珠丝杠等高效进给传动件，具有传递功率大、刚度高、传动链短、结构
简单、传动精度高等特点。

（二）在数控机床上加工零件时，刀具与零件的相对运动必须在确定的坐标系中才能按规定的
程序进行加工。为了确定工件在机床中的位置，便于编程时描述机床的运动，简化程序的编制
方法，保存记录数控的互换性，定义了机床坐标系、工件坐标系。

图1-2
1、机床坐标系是机床固有的坐标系，它的原点是称为机床原点，是机床上固定的一个点。
数控装置通电时并不知道机床零点位置，为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常在每
个坐标轴的移动范围内（一般在正向最大行程处）设置一个机床参考点。机床参考点可以与机
床零点重合，也可以不重合，通过参数设定机床参考点到机床零点的距离，机床回到了参考点，
也就知道了机床原点的位置。
2、工件坐标系也叫编程坐标系，是编程人员在编程时使用的，选择工件上的某一已知点
为原点，建立一个新的坐标系。工件原点是人为设定的，可以选在任何位置，为了编程方便，
将工件原点设在图样的设计基准和工艺基准处。
3、对刀的目的是确定工件原点在机床坐标系中的位置，即工件坐标系与机床坐标系的关
系。对刀点可设在工件上并与工件原点重合，也可设在工件外任何便于对刀之处，但该点与工
件原点之间必须有确定的坐标联系。
四、实验步骤
1、登陆斯沃数控仿真软件网络版，进入FANUC OiT系统。
（1）在左侧文件框内选择网络版；
（2）在右侧条框内选择所要使用的系统名称，如FANUC 0iT；
（3）输入用户名sk**，密码1234；
（4）输入服务器IP 地址125.223.8.243；
（5）点击登录进入系统界面；
2、熟悉仿真软件的功能和使用方法。
全部命令可以从屏幕上方和左侧工具条上的按钮来执行。 当光标指向各按钮时系统会立
即提示其功能名称，同时在屏幕底部的状态栏里显示该功能的详细说明。
3、观看仿真录像，观察数控机床的组成，分析各部件的功能，了解数控机床的加工过程，
掌握正确使用数控机床的基础知识。
数控机床的加工过程：
1、启动FANUC OiT系统，回零（参考点）。
正常开机后，操作人员首先应进行回零（返回参考点）操作。
数控车床方式选择有7种，每一个动作都必须在某种方式确定的前提下才有意义：
EDIT方式是程序编辑存储方式；
AUTO方式是自动运行方式；
MDI方式是手动暑假输入方式；
INC方式是增量进给方式；
HANDLE是手轮方式；
JOG方式是手动进给方式；
ZRN方式是回零（返回参考点）方式。
回零操作步骤为方式选择为“ZRN”方式，分别按下“方向键”中“+X”键和“+Z”键
3秒以上，显示屏显示X、Z坐标值均为零。
2、设置、装卡毛坯料和刀具；
装夹工件棒料时应使用三爪自定心卡盘夹紧工件并有一定的夹持长度，棒料的伸出长度应
考虑零件的加工长度及必要的安全距离等。棒料中心线尽可能与主轴中心线重合。
刀具装夹时，车刀不能伸出过长，刀尖应与主轴中心线等高。
3、对刀，输入刀具补正参数；
对刀的目的是调整每把车刀的刀位点，通过刀具补偿，将每把车刀的刀位点都重合在某一
理想位置上，编程时只按工件的轮廓编制加工程序而不必考虑不同刀具长度和刀尖半径的影
响。对刀步骤为：
a）方式选择为“MDI”方式，按功能键“PRGRM”键，输入“T0101;M03S600”，依次
按“INSERT”键输入，“START”键启动。
b）Z向对刀。方式选择为“JOG”方式，手动进给，Z轴不动切削右端面，切削后，不要
移动Z轴，按“+X”退出车刀，按下“主轴停止”按钮，使主轴停止。按下功能键中的“OFSETSET”
键，“补正”→“形状”，移动光标到01号刀，按“测量”完成Z轴对刀。
c）X向对刀。方式选择为“MDI”方式，重新使主轴转动。选择 “JOG”方式，手动进
给，X轴不动切削外圆面。车一段外圆后，不要移动X轴，按“+Z”退出车刀，按下“主轴
停止”按钮，使主轴停止。测量试切部分的直径，按下功能键中的“OFSETSET”键，“补正”
→“形状”，移动光标到01号刀，键入“X所测得的直径值” ，按“测量”完成X轴对刀。
4、编程加工。
方式选择为“EDIT”方式，按下功能键中的“PRGRM”，进行程序的输入、修改、删除
等操作。

五、数控车床操作说明
1、操作面板功能：

AUTO：自动加工模式。
EDIT：用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。
MDI：手动数据输入。
REF：回参考点。
JOG：手动模式，手动连续移动台面和刀具。
INC： 增量进给。
HND：手轮模式移动台面或刀具。

图1- 1
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。

图1-3
程序运行停止；在程序运行中，按下此按钮停止程序运行。
手动开机床主轴正转
手动开机床主轴反转

手动停止主轴
机床空运行
手动示教
在刀库中选刀
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。

手动移动机床台面
单步进给倍率选择按钮，×1 为0.001 毫米，×10 为0.01 毫
米，×100为 0.1毫米，×1000 为1 毫米。

进给速度(F)调节旋钮
主轴转速度调节旋钮

把光标置于手轮上，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
程序编辑锁定开关，置于位置，可编辑或修改程序。
紧急停止旋钮。
2、编程面板：

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
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
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。
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，把输入区内的数据输入参数页面。
六、实验报告要求：
1、明确实验目的；
2、明确实验设备；
3、深入理解实验原理，简述数控机床各组成部分及功能；
4、根据自己的理解，简述数控车床的加工过程。