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1、数控铣床编程与操作项目教程教案 授课班级班级人数授课教师课题序号5授课课型理实一体授课课时4课时授课章节名 称模块一 数控铣床基本操作 课题5 数控铣床程序的MDI操作及对刀操作教学目标知识目标1.掌握工件坐标系及建立方法；2.掌握可设定的零点偏置指令；3.掌握主轴正转、反转、主轴转速指令。能力目标1.掌握MDI（MDA）操作方法；2.掌握数控铣床对刀方法及验证方法；3.会处理数控铣床）简单报警。情感目标1.养成积极参与实践操作、重视作品质量；2.注意安全文明等优良的劳动态度和行为习惯。3.体验自身的能力价值与学习的乐趣。教学重点工件坐标概念及建立原则，数控铣床的对刀方法教学难点 对刀方法，报
2、警处理方法教学方法讲授法、示范法、演示法、自主学习法、探究法、训练法教学资源网络资源，教学视频，相关PPT，数控铣床10台板书设计课题5 数控铣床程序的MDI操作及对刀操作知识学习 一、工件坐标系1.工件坐标系的概念2.工件坐标系的建立原则（1）工件坐标系方向的选择（2）工件坐标系原点位置的选择工件零点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。工件零点尽量选择在精度较高的工件表面，以提高加工零件的加工精度。对于对称的零件，工件零点应选择在对称中心上。对于一般零件，工件零点可选择在工件外轮廓的某一角上。Z坐标零点，一般设置在工件上表面。二、程序指令1.可设定的零点偏置指令（1）指令代码G54、G5
3、5、G56、G57、G58、G59（2）指令功能（3）指令应用（4）指令使用说明2.主轴转速功能指令：S 功能：表示主轴的转速3.主轴正、反转转动指令 功能：M03 表示主轴正转 M04 表示主轴反转技能训练一、MDI（MDA）手动输入操作二、“试切法”对刀及检验方法三、数控铣床报警与诊断教 学 过 程主 要 教 学 内 容 及 步 骤教师活动学生活动教学目标【一】导入新课题机床回参考点后，建立了数控铣床坐标系，执行移动指令时，刀具移动坐标是指机床坐标系中的坐标，对具体零件而言，无法知道零件轮廓各点在机床坐标系中的坐标值，而不利于编程，为此一此在工件在建立坐标系，方便计算零件轮廓各点坐标；且为
4、了使编程时采用的坐标能运行在机床坐标系中，需要进行对刀操作。【二】新授课题5 数控铣床MDI操作与对刀学习目标 1.知识目标 掌握工件坐标系及建立方法； 掌握可设定的零点偏置指令； 掌握主轴正转、反转、主轴转速指令。 2.技能目标 掌握MDI（MDA）操作方法； 掌握数控铣床对刀方法及验证方法； 会处理数控铣床简单报警。 知识学习一、工件坐标系 1.工件坐标系的概念 工件坐标系又称编程坐标系，是编程人员为方便编写数控程序而人为建立的坐标系，一般建立在工件上或零件图纸上。 2.工件坐标系的建立原则 （1）工件坐标系方向的选择 工件坐标系的方向必须与所采用的数控机床坐标系相一致，如在立式数控铣床（
5、加工中心）上加工工件，工件坐标系Z轴正方向应垂直向上，X轴正方向水平向右，Y轴正方向向前， （2）工件坐标系原点位置的选择 工件坐标系的原点又称为工件零点或编程零点，理论上编程原点的位置可以任意设定，但为方便求解工件轮廓上基点坐标进行编程，一般设置原则： 工件零点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 工件零点尽量选择在精度较高的工件表面，以提高加工零件的加工精度。 对于对称的零件，工件零点应选择在对称中心上。 对于一般零件，工件零点可选择在工件外轮廓的某一角上。 Z坐标零点，一般设置在工件上表面。 例：如图1-5-3所示钻六个孔，确定图a、b工件坐标系。 解：工件坐标系Z坐标零点都设置在工
6、件上表面。 X、Y坐标零点因工件标注方式不同，设计基准不一样。a图设计基准为工件几何中心，故工件坐标系零点设置在工件几何中心上，各个孔的坐标很容易求解。 b图中六个孔的设计基准为工件的左边和下边，故工件坐标系零点设置在工件左下角，六个孔的坐标一目了然。 二、程序指令 1.可设定的零点偏置指令 （1）指令代码 G54、G55、G56、G57、G58、G59等。 （2）指令功能 可设定的零点偏置指令是将机床坐标系原点偏置到工件坐标系原点上，使机床坐标系与工件坐标系重合。通过对刀操作将工件原点在机床坐标系中的位置（偏移量）输入到数控系统相应的存储器（G54、G55等）中以实现机床坐标系与工件坐标系的
7、重合，如图1-5-2所示。 （3）指令应用例：N10 G0 X0 Y0 Z-10； 刀具运行到机床坐标系中坐标为（0，0，-10）位置。N20 G54； 调用G54零点偏置指令。N30 G0 X0 Y0 Z20； 刀具运行到工件坐标系中（0，0，20）位置。 （4）指令使用说明u 六个可设定的零点偏置指令均为模态有效代码。u 六个可设定的零点偏置功能一样，使用中可任意使用其中之一。u 执行零点偏移指令后，机床不作移动，只是在执行程序时把工件原点在机床坐标系中位置量带入数控系统内部计算。u 西门子802S/C系统只有G54、G55、G56、G57四个偏移指令，802D以上系统才有G58、G59指
8、令。u 法那克系统说明书中一般又称G54、G55G59为选择工件坐标系指令，其含义相同。 2.主轴转速功能指令 地址：S 功能：表示主轴的转速，单位：r/min。如：S1500 表示主轴转速为1500转/分钟。 3.主轴正、反转转动指令 功能：M03 表示主轴正转 M04 表示主轴反转 M03、M04指令一般与S指令结合在一起使用，如：M03 S1000；主轴正转，转速1000r/min。技能训练一、MDI（MDA）手动输入操作 1.法那克系统与西门子系统手动输入操作（步骤见表1-5-1）数控系统手动输入操作步骤法那克系统按下 键，使机床运行于MDI(手动输入)工作模式。按下 程序键，屏幕显示
9、如图1-5-4。按MDI软键，自动出现加工程序名“O0000”。输入测试程序，如“M3 S500”。按 数控启动键，运行测试程序。如遇 M2或M30指令停止运行或按 复位键结束运行。西门子系统按 MDA(手动输入)方式键。按 加工显示键，屏幕显示如图1-5-5所示。输入测试程序，如“M3 S500”。按 数控启动键，运行测试程序。按 复位键结束运行。 2.MDI（MDA）手动输入操作说明u MDI（MDA）手动输入程序不能被存贮。u 按动“数控启动”键后，运行中的程序段不能被编辑。u 执行完毕后，输入区的内容仍保留，当数控启动键再次被按下时，机床重新运行。u 法那克0i系统最多可输入10个程序
10、段，西门子802S/C只能输入一个程序段。 二、“试切法”对刀及检验方法 1.工件装夹 平口钳安装在铣床（加工中心）工作台上，用百分表校平（钳口与X轴方向平行）。将505020坯料装入平口钳中，下用垫铁，工件露出钳口10mm，放平、夹紧。 2.刀具装夹 把10键槽铣刀（立铣刀）、8-10卡簧，装入铣刀刀柄，再把铣刀刀柄连同铣刀装入铣床（加工中心）主轴。 3.对刀操作 使用G54、G55G59等零点偏置指令，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系零点上。工件坐标系在工件左下角上表面处（图1-5-1），步骤如下： （1）MD(或MD)模式下输入M3 S500指令，按 循环启动键，使主轴转动，或手动方式使
11、主轴转动。 （2）X轴对刀 手动（JOG）模式下移动刀具让刀具刚好接触工件左侧面,Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤见表1-5-2。数控系统面板操作步骤法那克系统按 参数键（OFFSET）出现如图1-5-6画面。按软键坐标系，出现画面如图1-5-7。光标移至G54的X轴数据。输入刀具在工件坐标系的X坐标值，此处为X-5，按软键操作，再按软键测量，完成X轴对刀。西门子系统按 功能切换键。按 软键，出现如图1-5-8画面 。按 软键，出现如图1-5-9画面。移动光标使光标停留在G54的X轴上。按 软键，在选择刀具号框内输入1（使用T1号刀具），按 软键，出现如图1-5-10画面。在零偏框格内输
12、入刀具到工件坐标系X方向距离，此处为5mm。按 软键，再按 软键，完成X轴对刀。 （2）Y轴对刀 手动（JOG）模式下移动刀具让刀具刚好接触工件前侧面,Z方向提起刀具，进行面板操作，操作步骤见表1-5-3。 数控系统面板操作步骤法那克系统按 参数键（OFFSET）出现如图1-5-6画面。按软键坐标系，出现画面如图1-5-7。光标移至G54的Y轴数据。输入刀具在工件坐标系中的Y坐标值，此处为Y-5，按软键操作，再按软键测量，完成Y轴对刀。西门子系统按 功能切换键。按 软键，出现如图1-5-8画面 。按 软键，出现如图1-5-9画面。移动光标使光标停留在G54的Y轴上。按 软键，在选择刀具号框内输
13、入1（使用T1号刀具），按 软键，出现画面同1-5-10。在零偏框格内输入刀具到工件坐标系Y方向距离，此处为5mm。按 软键，再按 软键，完成Y轴对刀。图1-5-10（3）Z向对刀 手动（JOG）模式下移动刀具让刀具刚好接触工件上表面，进行面板操作，操作步骤见表1-5-4。数控系统面板操作步骤法那克系统按 参数键（OFFSET）出现如图1-5-6画面。按软键坐标系，出现画面如图1-5-7。光标移至G54的Z轴数据。输入Z0，按软键操作，再按软键测量。Z方向提起刀具，完成对刀。西门子系统按 功能切换键。按 软键，出现如图1-5-8画面 。按 软键，出现如图1-5-9画面。移动光标使光标停留在G5
14、4的Z轴上。按 软键，在选择刀具号框内输入1（使用T1号刀具），按 软键出现画面同1-5-10。零偏框格内输值0。按 软键，再按 软键。提起刀具，完成轴对刀。4.“对刀”检验（步骤见表1-5-5）数控系统面板操作步骤按下 键，使机床运行于MDI（手动输入）工作模式。按下 程序键。法那克系统按MDI软键，自动出现加工程序名“O0000”。输入测试程序“G0 G54 X0 Y0 Z10”（或“G1 G54 X0 Y0 Z10 F500”）。按 循环启动键，运行测试程序。程序运行结束后，观察刀具是否处于工件左下角工件原点上方10mm处，如“是”则对刀正确；如“不是”则对刀操作不正确，需查找原因，重新对刀。西门子系统按 MDA模式
