课题四：机床操作面版的熟悉 一：目的与要求

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1 课题四：机床操作面版的熟悉 一：目的与要求
熟悉数控车床系统面板和控制面板相关按钮的功能和使用方法，了解相关画面下各参数意义和设置方法。熟练掌握试切对刀的原理和方法。 二：课时安排 6学时 三：检测手段 课堂检查 四：安全及注意事项 1、遵守实训场地安全文明生产制度； 2、遵守数控车床的安全操作规程； 首 页 上一页 下一页 最后页

2 下面以我院华中世纪星HNC-21T系统的数控车面板为例，介绍数控车床的操作方法。
华中世纪星HNC-21T 是一基于PC 的车床CNC 数控装置，具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可靠性好、性能价格比高、操作维护方便的特点。 一、操作装置 1、操作台结构（如图5-1） 2、软件操作界面 HNC-21T 的软件操作界面如图5-2所示其界面由如下几个部分组成： ①图形显示窗口：可以根据需要用功能键F9 设置窗口的显示内容； ②菜单命令条：通过菜单命令条中的功能键F1~F10 来完成系统功能的操作； ③运行程序索引：自动加工中的程序名和当前程序段行号； ④选定坐标系下的坐标值 坐标系可在机床坐标系/ 工件坐标系/ 相对坐标系之间切换； 显示值可在指令位置/ 实际位置/ 剩余进给/ 跟踪误差/ 负载电流/ 补偿值之间切换（负载电流只对11 型伺服有效） 首 页 上一页 下一页 最后页

3 图5-1 操作台结构 首 页 上一页 下一页 最后页

4 ⑤工件坐标零点：工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标； ⑥倍率修调
图5-2 HNC-21T 的软件操作界面 ⑤工件坐标零点：工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标； ⑥倍率修调 首 页 上一页 下一页 最后页

5 ⑧当前加工程序行：当前正在或将要加工的程序段 ⑨当前加工方式系统运行状态及当前时间
主轴修调：当前主轴修调倍率 进给修调：当前进给修调倍率 快速修调：当前快进修调倍率 ⑦辅助机能:自动加工中的M、 S、 T 代码 ⑧当前加工程序行：当前正在或将要加工的程序段 ⑨当前加工方式系统运行状态及当前时间 工作方式：系统工作方式根据机床控制面板上相应按键的状态可在自动运行、单段运行、手动运行、增量运行、回零急停、复位等之间切换； 运行状态：系统工作状态在运行正常和出错间切换； 系统时钟：当前系统时间； 图5-3 菜单层次 首 页 上一页 下一页 最后页

6 当要返回主菜单时，按子菜单下的F10 键即可。
操作界面中最重要的一块是菜单命令条。系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键F1-F10 来完成。由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下的子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图5-3所示 当要返回主菜单时，按子菜单下的F10 键即可。 图5-4 HNC-21T 的菜单结构 首 页 上一页 下一页 最后页

7 主要介绍机床数控装置的上电、关机、急停、复位、回参考点、超程解除等操作。 1、上电 (1) 检查机床状态是否正常；
二、上电、关机、急停 主要介绍机床数控装置的上电、关机、急停、复位、回参考点、超程解除等操作。 1、上电 (1) 检查机床状态是否正常； (2) 检查电源电压是否符合要求、接线是否正确； (3) 按下急停按钮； (4) 机床上电； (5) 数控上电； (6) 检查风扇电机运转是否正常； (7) 检查面板上的指示灯是否正常。 接通数控装置电源后，HNC-21T 自动运行系统软件工作方式为急停。 2、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，需左旋并拔起操作台右上角的急停按钮，使系统复位并接通伺服电源，系统默认进入回参考点方式，软件操作界面的工作方式变为回零。 首 页 上一页 下一页 最后页

8 控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点，操作方法如下：
3、返回机床参考点 控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点，操作方法如下： (1) 如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的回零按键，确保系统处于回零方式； (2) 根据X 轴机床参数回参考点方向 ，按一下+X （回参考点方向为+） 或-X（ 回参考点方向为-）按键， X 轴回到参考点后，+X 或-X 按键内的指示灯亮 (3) 用同样的方法使用+Z 、-Z 按键，使Z 轴回参考点； 所有轴回参考点后，即建立了机床坐标系。 注意：(1) 在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性； (2) 同时按下X 、Z 轴向选择按键，可使X Z 轴同时返回参考点； (3) 在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的回参考点方向相反侧（如X 轴的回参考点方向为负，则回参考点前应保证X 轴当前位置在参考点的正向侧），否则应手动移动该轴直到满足此条件； (4) 在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的超程解除按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。 首 页 上一页 下一页 最后页

9 解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。
4、急停 机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下急停按钮，CNC 即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）。松开急停按钮（左旋此按钮，自动跳起），CNC 进入复位状态。 解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。 注意：在上电和关机之前应按下急停按钮，以减少设备电冲击。 5、超程解除 在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（超程解除按键内指示灯亮时），系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须： (1) 松开急停按钮，置工作方式为手动或手摇方式； (2) 一直按压着超程解除按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）； (3) 在手动(手摇)方式下，使该轴向相反方向退出超程状态； (4) 松开超程解除按键。 若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。 注意：在操作机床退出超程状态时，请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。 首 页 上一页 下一页 最后页

10 (1) 按下控制面板上的急停按钮，断开伺服电源； (2) 断开数控电源； (3) 断开机床电源。 三、机床手动操作
6、关机 (1) 按下控制面板上的急停按钮，断开伺服电源； (2) 断开数控电源； (3) 断开机床电源。 三、机床手动操作 机床的手动操作主要包括：手动移动机床坐标轴（点动、增量、手摇）、手动控制主轴（启停、点动）、机床锁住、刀位转换、卡盘松紧、冷却液启停、手动数据输入(MDI)运行等。 机床手动操作主要由手持单元和机床控制面板共同完成。机床控制面板如图5-5所示 图5-5 机床控制面板 首 页 上一页 下一页 最后页

11 手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制面板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。 点动进给 点动快速移动
1、坐标轴移动 手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制面板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。 点动进给 点动快速移动 点动进给速度选择 增量进给 手摇进给 2、主轴控制 主轴手动控制由机床控制面板上的主轴手动控制按键完成。 主轴正转 主轴反转 主轴停止 主轴点动 主轴速度修调 注意：“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余两个会失效（指示灯灭）。 首 页 上一页 下一页 最后页

12 在图5-3-21 所示的主操作界面下按F4 键进入MDI 功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图5-6 所示。
3、机床锁住 机床锁住禁止机床所有运动。在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮），再进行手动操作，系统继续执行，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，所以机床停止不动。 4、其他手动操作 刀位转换 冷却启动与停止 卡盘松紧 5、手动数据输入(MDI)运行(F4→F6) 在图 所示的主操作界面下按F4 键进入MDI 功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图5-6 所示。 在MDI 功能子菜单下按F6 ，进入MDI 运行方式，命令行的底色变成了白色，并且有光标在闪烁，如图5-7 所示，这时可以从NC 键盘输入并执行一个G 代码指令段，即“MDI 运行”。 注意：自动运行过程中，不能进入MDI 运行方式，可在进给保持后进入。 首 页 上一页 下一页 最后页

13 图5-6 MDI 功能子菜单 图5-7 MDI运行 首 页 上一页 下一页 最后页

14 MDI 输入的最小单位是一个有效指令字。因此，输入一个MDI运行指令段可以有下述两种方法： (1)一次输入，即一次输入多个指令字的信息；
(2)多次输入，即每次输入一个指令字信息。 例如要输入“G00 X100 Z1000” MDI 运行指令段，可以 (1)直接输入“G00 X100 Z1000” 并按Enter 键，图 显示窗口内关键字G 、X 、Z 的值将分别变为00 、100 、1000； (2)先输入“G00” 并按Enter 键，图 显示窗口内将显示大字符“G00”， 再输入“X100” 并按Enter 键，然后输入“Z1000” 并按Enter 键，显示窗口内将依次显示大字符“X100”、“ Z1000”。 在输入命令时，可以在命令行看见输入的内容，在按Enter键之前，发现输入错误，可用BS、 ► 、◄键进行编辑；按Enter键后，系统发现输入错误，会提示相应的错误信息。 ※运行MDI 指令段 在输入完一个MDI 指令段后，按一下操作面板上的“循环启动”键，系统即开始运行所输入的MDI 指令。 如果输入的MDI 指令信息不完整或存在语法错误，系统会提示相应的错误信息，此时不能运行MDI 指令。 首 页 上一页 下一页 最后页

15 在软件操作界面下按F2 键进入编辑功能子菜单命令行与菜单条的显示如图5-8所示。
四、程序输入与文件管理 在软件操作界面下按F2 键进入编辑功能子菜单命令行与菜单条的显示如图5-8所示。 图5-8 编辑功能子菜单 在编辑功能子菜单下，可以对零件程序进行编辑、存储与传递，以及对文件进行管理。 1、选择编辑程序(F2 →F2) 在编辑功能子菜单下，按F2 键，将弹出如图5-9所示的选择编辑程序菜单，其中： 图5-9 首 页 上一页 下一页 最后页

16 (1) 磁盘程序：保存在电子盘、硬盘、软盘或网络路径上的文件； (2) 正在加工的程序：当前已经选择存放在加工缓冲区的一个加工程序；
2、程序编辑(F2 ) ※编辑当前程序(F2→F3) 当编辑器获得一个零件程序后，就可以编辑当前程序了。但在编辑过程中退出编辑模式后再返回到编辑模式时，如果零件程序不处于编辑状态，可在编辑功能子菜单下按F3键进入编辑状态。 编辑过程中用到的主要快捷键如下： Del： 删除光标后的一个字符，光标位置不变，余下的字符左移一个字符位置； Pgup： 使编辑程序向程序头滚动一屏，光标位置不变，如果到了程序头，则光标移到文件首行的第一个字符处； Pgdn： 使编辑程序向程序尾滚动一屏，光标位置不变，如果到了程序尾，则光标移到文件末行的第一个字符处； BS： 删除光标前的一个字符，光标向前移动一个字符位置，余下的字符左移一个字符位置； 首 页 上一页 下一页 最后页

17 在编辑状态下，按F6 键将删除光标所在的程序行。 3、程序存储(F2→F4) 在编辑状态下按F4 键可对当前编辑程序进行存盘。 五、程序运行
◄： 使光标左移一个字符位置； ►： 使光标右移一个字符位置； ▲： 使光标向上移一行； ▼： 使光标向下移一行。 ※删除一行(F2→F6) 在编辑状态下，按F6 键将删除光标所在的程序行。 3、程序存储(F2→F4) 在编辑状态下按F4 键可对当前编辑程序进行存盘。 五、程序运行 在主界面下按F1 键，进入程序运行子菜单，命令行与菜单条的显示，如图5-10所示。在程序运行子菜单下可以装入检验并自动运行一个零件程序。 图5-11 选择运行的程序 首 页 上一页 下一页 最后页

18 程序校验用于对调入加工缓冲区的零件程序进行校验，并提示可能的错误。
2、程序校验(F1→F3) 程序校验用于对调入加工缓冲区的零件程序进行校验，并提示可能的错误。 以前未在机床上运行的新程序在调入后最好先进行校验运行，正确无误后再启动自动运行。 程序校验运行的操作步骤如下： (1)调入要校验的加工程序； (2) 按机床控制面板上的“自动”按键进入程序运行方式； (3) 在程序运行子菜单下，按F3 键，此时软件操作界面的工作方式显示改为“校验运行”； (4) 按机床控制面板上的“循环启动”按键程序校验开始； (5) 若程序正确，校验完后，光标将返回到程序头，且软件操作界面的工作方式显示改回为“自动”；若程序有错，命令行将提示程序的哪一行有错。 注意：(1) 校验运行时，机床不动作； (2) 为确保加工程序正确无误，请选择不同的图形显示方式来观察校验运行的结果。 首 页 上一页 下一页 最后页

19 系统调入零件加工程序，经校验无误后，可正式启动运行： (1) 按一下机床控制面板上的“自动”按键（指示灯亮），进入程序运行方式；
3、启动自动运行 系统调入零件加工程序，经校验无误后，可正式启动运行： (1) 按一下机床控制面板上的“自动”按键（指示灯亮），进入程序运行方式； (2) 按一下机床控制面板上的“循环启动”按键（指示灯亮），机床开始自动运行调入的零件加工程序。 4、单段运行 按一下机床控制面板上的“单段”按键（指示灯亮），系统处于单段自动运行方式，程序控制将逐段执行： (1) 按一下“循环启动”按键，运行一程序段，机床运动轴减速停止，刀具、主轴电机停止运行； (2) 再按一下“循环启动”按键，又执行下一程序段，执行完了后又再次停止。 5、运行时干预 ※进给速度修调 在自动方式或MDI 运行方式下，当F 代码编程的进给速度偏高或偏低时，可用进给修调右侧的“100%” 和“+”、“ –” 按键修调程序中编制的进给速度。 按压“100%” 按键“指示灯亮”进，给修调倍率被置为100%，按一下“+” 按键，进给修调倍率递增5%， 按一下“-” 按键，进给修调倍率递减5%。 首 页 上一页 下一页 最后页

20 注意：(1) 即便是G28、G29 功能，刀具不运动到参考点； (2) 机床辅助功能M、 S 、T 仍然有效；
※快移速度修调 在自动方式或MDI 运行方式下，可用快速修调右侧的“100%”和“+”、“ –” 按键，修调G00 快速移动时系统参数“最高快移速度”设置的速度。 按压“100%” 按键（指示灯亮），快速修调倍率被置为100%，按一下“+” 按键，快速修调倍率递增5% ，按一下“-” 按键快速修调倍率递减5%。 ※主轴修调 在自动方式或MDI 运行方式下，当S 代码编程的主轴速度偏高或偏低时，可用主轴修调右侧的“100%” 和“+”、“ –” 按键修调程序中编制的主轴速度。 按压“100%” 按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为100%，按一下“+” 按键主轴修调倍率递增5%， 按一下“-” 按键，主轴修调倍率递减5%。 机械齿轮换档时，主轴速度不能修调。 ※机床锁住 禁止机床坐标轴动作。 在自动运行开始前，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮），再按“循环启动”按键，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，所以机床停止不动。这个功能用于校验程序。 注意：(1) 即便是G28、G29 功能，刀具不运动到参考点； (2) 机床辅助功能M、 S 、T 仍然有效； (3) 在自动运行过程中，按机床锁住按键机床锁住无效； (4) 在自动运行过程中，只在运行结束时，方可解除机床锁住； (5) 每次执行此功能后，须再次进行回参考点操作。 首 页 上一页 下一页 最后页

21 表4-4 华中世纪星HNC-21/22T数控车系统的G代码
组 功 能 G00 0/1 快速定位 G57 1/1 坐标系选择 G01 直线插补 G58 G02 顺圆插补 G59 G03 逆圆插补 G65 宏指令简单调用 G04 0/0 暂停 G71 外径、内径车削复合循环 G20 0/8 英寸输入 G72 0/6 端面车削复合循环 G21 毫米输入 G73 闭环车削复合循环 G28 返回参考点 G76 螺纹切削复合循环 G29 参考点返回 G80 车内外径复合循环 G32 螺纹切削 G81 G36 1/7 直径编程 G82 螺纹切削固定循环 G37 半径编程 G90 1/3 绝对编程 G40 0/9 取消半径补偿 G91 相对编程 G41 左刀补 G92 工件坐标系设定 G42 右刀补 G94 1/4 每分钟进给 G54 G95 每转进给 G55 G96 1/6 恒线速度切削 G56 G97 取消恒线速度切削 首 页 上一页 下一页 最后页