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1、数控车床编程与操作数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，主要用于加工轴类、 盘套类等回转体零件，能够通过程序控制自动完成外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心， 使得在一次装夹中可以完成更多得加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工。数控车床的组成数控车床由床身、主轴箱、刀架进给系统、冷却润滑系统及数控系统组成。与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱溜板箱和挂轮架， 而是直接用伺服电机或步进电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现进给运动。数
2、控系统由NC 单元及输入输出模块，操作面板组成。1. 数控车床的机械构成从机械结构上看，数控车床还没有脱离普通车床的结构形式，即由床身、主轴箱、刀架进给系统，液压、冷却、润滑系统等部分组成。与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱、 溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现运动，因而大大简化了进给系统的结构。由于要实现CNC ，因此，数控车床要有CNC 装置电器控制和 CRT 操作面板。图 4-1 所示为数控车床构成的各部分及其名称。图 4-1 数控车床的构成 (1)主轴箱图 4-2 为数控车床主轴箱的构造，主轴伺服电机的旋转通过
3、皮带轮送刀主轴箱的变速齿轮， 以此来确定主轴的特定转速。 在主轴箱的前后装有夹紧卡盘，可将工件装夹在此。图 4-2 数控车床主轴箱的构造 (2)主轴伺服电机主轴伺服电机有交流和直流。直流伺服电机可靠性高，容易在宽围控制转矩和速度，因此被广泛使用，然而，近年来小型、高速度、更可靠的交流伺服电机作为电机控制技术的发展成果越来越多地被人们利用起来。(3)夹紧装置这套装置通过液压自动控制卡爪的开/ 合。(4) 往复拖板在往复拖板上装有刀架，刀具可以通过拖板实现主轴的方向定位和移动，从而同 Z 轴伺服电机共同完成长度方向的切削。(5) 刀架此装置可以固定刀具和索引刀具，使刀具在与主轴垂直方向上定位，并同
4、 Z 轴伺服电机共同完成截面方向的切削，如图4-3 所示为刀架结构。(6)控制面板控制面板包括CRT 操作面板 (执行 NC 数据的输入 / 输出 )和机床操作面板 (执行机床的手动操作 )。图 4-3 刀架结构 2. 数控系统数控车床的数控系统是由CNC 装置、输入 / 输出设备、可编程控制器 (PLC) 、主轴驱动装置和进给驱动装置以及位置测量系统等几部分组成,如图 4-4 所示。图 4-4 CNC 系统构成数控车床通过 CNC 装置控制机床主轴转速、各进给轴的进 z 给速度以及其他辅助功能。数控车床的特点1. 传动链短数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电机驱动。伺服电机直接与丝杠联
5、结带动刀架运动， 伺服电机与丝杠也可以按控制指令无级变速，它与主轴之间无须再用多级齿轮副来进行变速。随着电机宽调速技术的发展， 目标是取消变速齿轮副， 目前还要通过一级齿轮副变几个转速围。因此，床头箱的结构已比传统车床简单得多。2. 刚性高与控制系统的高精度控制相匹配，以便适应高精度的加工。3. 轻拖动刀架移动一般采用滚珠丝杠副， 为了拖动轻便， 数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。为了提高数控车床导轨的耐磨性， 一般采用镶钢导轨， 这样机床精度保持的时间就比较长，也可延长使用寿命。另外，数控车床还具有加工冷却充分、防护严密等结构特点，自动运转时都处于全封闭或半封闭状态。 数控车
6、床一般还配有自动排屑装置。数控车床的分类数控车床品种繁多，按数控系统功能和机械构成可分为简易数控车床(经济型数控车床 )、多功能数控车床和数控车削中心。(1)简易数控车床 (经济型数控车床 )是低档次数控车床， 一般是用单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床的基础上改进设计的。(2) 多功能数控车床也称全功能型数控车床，由专门的数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点。(3)数控车削中心在数控车床的基础上增加其他的附加坐标轴。4.1.5数控车床 (CJK6153)的主要技术规格。床身最大工具回转直径：530mm。滑板最大工件回转直径：280mm，机床顶尖距 1000mm ，刀架最大 X
7、向行程： 260mm，刀架最大Z 向行程：1000mm 。手动 4 级变频调速 252000 转 / 分。4.1.6数控车床 (CJK6153)的润滑与冷却该机床的润滑分床头箱的润格及其它部件的润滑两个部分。有齿轮变速的床头箱均采用油润滑，由摆线泵进行强迫润滑，摆线泵吸油时，先通过精制过滤器，再进过磁性滤清器而后送到各润滑部件或经分油器对主轴轴承及所有其它运转零件进行强迫润滑和喷油润滑。机床上其它部件的润滑， 如尾架、道轨及丝杠螺母等均采用油润滑，采用间歇润滑泵对X 轴、 Z 轴的各导轨润滑面及滚珠丝杠螺母、尾架套筒外圆等部位进行自动间歇式润滑。在呈透明状态的油箱， 带有一个液位报警开关， 当
8、箱油液低于规定值时， 机床会发出润滑报警。 该机床冷却系统采用泵冷却。冷却装置的日常维修主要是冷却水的补给更换及过滤器的清洗。在冷却箱未灌入冷却液前， 严禁启动冷却泵， 以免使冷却泵烧坏。 当冷却水减少时，应及时补给。 冷却水发生污染变质时， 应全部更换， 冷却液应注意选择防锈性能好的，以免机床生锈。4.2 数控车床的编程方法要学好数控车床的编程， 必须了解数控车床的操作要点，现有教材大多没把数控车床的操作与编程作为一个整体来讲。设定数控车床的机床坐标系机床坐标系是机床固有的坐标系，是制造和调整机床的基础， 也是设置工件坐标系的基础。机床坐标系在出厂前已经调整好，一般不允许随意变动。 参考点也
9、是机床上的一个固定不变的极限点，其位置由机械挡块或行程开关来确定。通过回机械零点来确认机床坐标系。 回机械零点前先要开机， 数控车床开机前先要熟悉数控车床的面板。面板的形式同数控系统密切相关。数控车床的开机有难有易。对于配图产系统的车床。 开机大都比较简单， 一般打开电源后， 直接启动数控系统即可。开机后，通过回零，使工作台回到机床原点(或参考点，该点为与机床原点有一固定距离的点 )。数控车床的回零 (回参考点 )步骤为：开关置于 回零 位置。按手动轴进给方向键+X 、+Z 至回零指示灯亮。开机后必须先回零(回参考点 )，若不作此项工作，则螺距误差补偿、背隙补偿等功能将无法实现。设定机床机械原
10、点同编程中的G54 指令直接有关。设定数控车床的工件坐标系工件坐标系是编程时使用的坐标系，又称编程坐标系，该坐标系是人为设定的。建立工件坐标系是数控车床加工前的必不可少的一步。不同的系统， 其方法各不相同。1. 西门子 802S 系统工件坐标系的建立方法(1)转动刀架至基准刀 (如 1 号刀 )。(2)在 MDA 状态下，输入 T1D0 ，使刀补为 0。(3)机床回参考点。(4)用试切法确定工件坐标原点。先切削试件的端面。 Z 方向不动。若该点即为 Z方向原点，则在参数下的零点偏置于目录的G54 中，输入该点的 Z 向机械坐标值 A 的负值，即 Z=-A 。若 Z 向原点在端面的左边处， 则在
11、 G54 中输入 Z=-(A+) ，回车即可。同理试切外圆， X 方向不动。 Z 方向退刀，记下 X 方向的机床坐标 A，量直径，得到半径 R，在 G54 的 X 中输入 X=-(A+R) ，回车即可。2. 广数 GSK980T 系统工件坐标系的建立方法(1)用手动方式，试切端面。(2)在 Z 轴不动的情况下，沿X 轴退刀，且停止主轴旋转。3. 测量端面与工件坐标系零点间的距离Z 。然后在录入方式下输入G50 Z ，运行该句即可。 4. 同理，用手动方式车外圆，在X 轴不动的情况下沿Z 轴退刀，且停止主轴旋转，测量工件直径 X ，在录入方式下输入G50X ，运行该句即可。3. 广数 GSK92
12、8TC工件坐标系的建立方法(1)车外圆，沿 Z 向退刀，测得直径，按InputX输入直径值，回车即可。(2)车端面，沿X 向退刀，测得端面与工件坐标系原点间的距离，按InputZ输入该距离值，回车即可。确定基准刀在工件坐标系中的位置确定了工件坐标系后，可用G50 指令确定第 1 把刀 (基准刀 )在工件坐标系中的位置。确定其它刀在工件坐标系中的位置加工一个零件常需要几把不同的刀具，由于刀具安装及刀具本身的偏差，每把刀转到切削位置时， 其刀尖所处的位置并不重合， 为使用户在编程时无需考虑刀具间的偏差，需确定其它刀在工件坐标系中的位置，这需要通过对刀来实现。 不同的系统，其对刀方法各不相同。1.
13、西门子 802S 系统的对刀方法(1) 选用某一把刀为基准刀，按参数键下和刀具补偿按钮，再按新刀具按钮，输入基准刀的刀号及刀沿 (补)号。如基准刀为 1 号刀，选用 1 号刀沿 (补)，则刀具为 T1D1 。(2)调用对刀窗口，用基准刀车外圆，Z 向退刀，在对刀窗口的X 轴零偏处输入0(因是基准刀 )，按计算键后确认。(3)调用其它各把刀具，确定刀号和刀沿(补)号，车外圆输入直径，车端面。输入台阶深度的负值。计算、确定即可。2. 广数 GSK980T 系统的对刀方法(1)用基准刀试切工件，设定基准坐标系：试切端面X 向退刀，进入录入方式，按程序按钮。输入G50 Z0 ，即把该端面作为 Z 向基准面。然后按设置键，设置偏置号 (基准刀 +100) ，输入 Z=0 ，试切外圆， Z 向退刀，测得外圆直径，进入录入方式，按程序按钮。输入G50X ，然后按设置键，设置偏号，基准刀偏置号+100 ，X= 。(2) 调用其它各把刀具，车外圆， Z 向
