项目一 任务五　数控铣床MDI（MDA）操作与对刀（课件）-《数控铣床编程与操作项目教程 第4版》同步教学（机工版）

[学习目标] 1.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。 任务五 数控铣床（加工中心）MDI（MDA）操作及对刀 2.技能目标 ①会进行MDI（MDA）操作方法； ②会数控铣床（加工中心）对刀方法及验证操作； ③会处理数控铣床（加工中心）简单报警。 图1-20“对刀”练习毛坯图 [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。 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， 在立式数控铣床（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，与立式铣床（加工中心）机床坐标系方向一致 。 （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，一般按以下要求进行设置： ①工件零点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。 ②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。 ③对于对称的零件，工件零点应选择在对称中心上。 ④对于一般零件，工件零点可选择在工件外轮廓的某一角上。 ⑤Z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。 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 图a 图b 1.可设定的零点偏置指令 （1）指令代码 可设定的零点偏置指令有：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重合 二、程序指令 二 8 （3）指令应用 例：N10 G0 X0 Y0 Z-10； 刀具运行到机床坐标系中（0，0，-10） 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） （4）指令使用说明 1）六个可设定的零点偏置指令均为模态有效代码。 2）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。 3）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指令。 4）发那科系统说明书中一般又称G54、G55…G59为选择工件坐标系指令。 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。 [任务实施] 一、MDI（MDA）手动输入操作 1.发那科系统与西门子系统手动输入操作（步骤见表） 数控系统 手动输入操作步骤 发那科系统 ①按下 键，使机床运行于MDI(手动输入)工作模式。 ②按下 程序键，屏幕显示如图1-5-4。 ③按[MDI]软键，自动出现加工程序名“O0000”。 ④输入测试程序，如“M3 S500”。 ⑤按 数控启动键，运行测试程序。 ⑥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 ①按 MDA(手动输入)方式键。 ②按 加工显示键，屏幕显示如图1-5-5所示。 ③输入测试程序，如“M3 S500”。 ④按 数控启动键，运行测试程序。 ⑤按 复位键结束运行。 2.MDI（MDA）手动输入操作说明 1）MDI（MDA）手动输入程序不能被存贮。 2）按动“数控启动”键后，运行中的程序段不能被编辑。 3）执行后，输入区的内容仍保留，再次按下数控启动键，机床重新运行。 4）MDI（MDA）方式下只能输入有限个字符的程序。 图1-23 图1-24 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50×50×20坯料装入平口钳中，露出钳口10mm。 2.刀具装夹 把Ø10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、G55…G59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，步骤如下： （1）MDＩ(或MDＡ)模式下输入M3 S500指令，按循环启动键，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， 数控系统 面板操作步骤 发那科系统 ①按 参数键（OFFSET）出现如图1-25画面。 ②按软键[坐标系]，出现画面如图1-26。 ③光标移至G54的X轴数据。 ④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。 图1-25 图1-26 数控 系统 面板操作步骤 西门子系统 ①按 参数操作区域键，出现如图1-27所示刀具补偿画面 ②按 软键，出现如图1-28零件偏置画面 ③按 软键，出现如图1-29对刀画面 ④按 软键， 移动光标，按 选择/转换键，选择存储框格内显示G54 ⑤移动光标，按 选择/转换键，方向框格显示“+”。 ⑥移动光标至设置位置框格，输入刀具到工件坐标系X方向距离，此处5 ⑦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。 数控 系统 面板操作步骤 发那科系统 ①按 参数键（OFFSET）出现如图1-25画面。 ②按软键[坐标系]，出现画面如图1-26。 ③光标移至G54的X轴数据。 ④输入刀具在工件坐标系的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。 图1-25 图1-26 西门子系统Y轴对刀面板操作 数控系统 面板操作步骤 西门子 系统 ①按 参数操作区域键，出现如图1-27刀具补偿画面 ②按 软键，出现如图1-28零点偏置画面 ③按 软键，出现如图1-29对刀画面 ④按 软键， 移动光标，按 选择/转换键，选择存储框格内显示G54 ⑤移动光标，按 选择/转换键，方向框格显示“+” ⑥移动光标至设置位置框格，输入刀具到工件坐标系Y方向距离，此处为5 ⑦按 软键，完成Y轴对刀 （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 发那科系统 ①按 参数键（OFFSET）出现如图1-25画面。 ②按软键[坐标系]，出现画面如图1-26。 ③光标移至G54的Z轴数据。 ④输入刀具在工件坐标系的Z坐标值，此处为Z0，按软键[操作]，再按软键[测量]，完成Z轴对刀。 西门子系统Z轴对刀面板操作 数控系统 面板操作步骤 西门子系统 ①按 参数操作区域键，出现如图1-27画面 ②按 软键，出现如图1-28画面 ③按 软键，出现如图1-29画面 ④按 软键， 移动光标，按 选择/转换键，选择存储框格内显示G54 ⑤移动光标至设置位置框格，输入刀具到工件坐标系Z方向距离，此处为0 ⑥按 软键，再提起刀具，完成Z轴对刀 4.“对刀”检验（步骤见表1-5-5） 表1-5-5发那科系统与西门子系统“对刀”检验步骤 数控系统 面板操作步骤 发那科系统 ①按下 键，使机床运行于MDI（手动输入）工作模式。 ②按下 程序键。 ③按[MDI]软键，自动出现加工程序名“O0000”。 ④输入测试程序“G0 G54 X0 Y0 Z10”（或“G1 G54 X0 Y0 Z10 F500”）。 ⑤按 循环启动键，运行测试程序。 ⑥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 ①按 MDA(手动输入)方式键，屏幕显示如图1-5-5所示 ②输入测试程序“G0 G54 X0 Y0 Z10”（或G1 G54 X0 Y0 Z10 F500） ③按 数控启动键，运行测试程序 ④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，查找原因，重新对刀 三、数控铣床（加工中心）报警与诊断 当数控铣床（加工中心）出现故障或操作失误等，数控系统就会报警，通过查找报警信息得知报警原因并加以消除。 1.发那科系统报警处理 当发那科系统出现报警时： ①按 （信息）功能键。 ②按[HISTRY]软键，显示报警信息如下： 1）出现报警的日期 2）报警号 3）报警信息（有些没有信息） 4）页号 ③用翻页键进行换页，查找其它报警信息。 ④要删除记录信息，按软键[操作]，然后再按软键[DELETE]。 ⑤根据报警号查发那科系统说明书中报警表，得知报警内容及删除方法。 2.西门子系统报警处理 按RESET键（复位键）删除。 按CYCLESTAR键（数控启动键）删除。 按“报警应答键”删除。 控制器断电再通电删除。 图1-31 西门子系统报警时，在显示屏上方出现报警信号，按 报警/系统操作区域键，出现报警画面，报警画面中显示日期、删除、报警号及文本等内容，如图1-31所示。 通过右侧软键可删除HMI报警、报警应答、cancel删除报警等信息。 查阅西门子系统报警诊断说明书，查找原因，消除报警；常见删除方法的符号有： 3.常见报警情况及原因分析 表1-5-6 数控机床常见报警情况及删除方法 序号 报警类型 报警情况、原因及删除方法 1 回参考点失败 原因：回参考点时，方向选择错误或中途松开按键、回参考点起点太靠近参考点或紧急停止按钮被按下等。 删除方法：释放紧急停止按钮、按复位键后重回参考点。 2 X、Y、Z方向超程 原因：手动移动各坐标轴过程中或编写程序中，刀具移动位置超出+X、+Y、+Z或-X、-Y、-Z极限开关。 删除方法：手动（JOG）方式下，反方向移动该坐标轴或修改程序中X、Y、Z数据。 3 操作模式错误 原因：在前一工作模式未结束情况下，启用另一工作模式。 删除方法：按复位键后重新启用新的工作模式。 4 程序错误 原因：非法G代码、指令格式错误、数据错误等。 删除方法：修改程序 5 机床硬件故障 原因：机床限位开关松动、接触器跳闸、变频器损坏等 删除方法：修理机床硬件 [操作注意事项] 1.MDI（MDA）手动输入操作、对刀练习前，机床应已回参考点。 2.练习MDI（MDA）手动输入操作时不可随意运行快速移动等指令，以避免撞刀。 3.手动（JOG）模式中，移动方向不能错，否则会损坏刀具、机床。 4.对刀练习中，刀具接近工件侧面、上表面时，进给倍率应较小，一般为1～2%，进给倍率过大会损坏刀具或机床设备。 5.测试对刀时，应调小进给倍率，避免速度过快发生撞刀。 6.对刀测试程序尽可能用“G01 X0 Y0 Z10 F500” 以避免对刀错误引起撞刀事故。 [资料链接] 数控机床操作中如发生意外事故可采取以下几种办法解决： ①把进给倍率调到0%。 ②按复位键，停止机床动作。 ③按下紧急停止按钮。 ④关闭电源开关。 四、数控铣床MDI（MDA）操作及对刀任务检测与评价 序号 检测 项目 检测内容及要求 配分 学生 自检 学生 互检 教师 检测 得分 1 职业素养 文明、礼仪 10         2 安全、纪律 10         3 行为习惯 10         4 工作态度 10         5 团队合作 10         6 机床操作 开机、回参考点操作正确、熟练 5         7 工件装夹熟练且符合要求 5         8 刀具装夹熟练且正确 5         9 MDI（MDA）操作熟练、正确 10         10 简单报警信息的处理 10         11 试切法对刀操作 15         综合评价   强国系列——大国工匠 中国的高速发展，离不开各种现代化设备，更离不开高素质的劳动者。大国工匠就是高素质劳动者的杰出代表。他们追求职业技能的完美和极致，靠着传承和钻研，凭着专注和坚守，缔造了一个个“中国制造”神话。 [练习与思考] 1.什么是工件坐标系？工件坐标系建立的原则有哪些？ 2.简述发那科系统与西门子系统对刀步骤。图1-32图1-33 3.如图1-32、1-33所示工件，工件坐标系如何建立？为什么？ 图1-32 图1-33 4.赛一赛：技能大赛中，对刀的速度和准确率是影响比赛结果的关键因素之一，除了参赛者的心理素质外，对刀的熟练程度是基本功，请在小组内成员、小组之间开展数控铣刀对刀竞赛活动，看谁对刀又快，正确率又高。 $$