840D模具制造機床的操作

1、機床的操作目錄2.1 工件-確定工件零位2.2 測量工具2.3 程序數據轉換2.4 程序檢測2.5 程序的執(zhí)行和調用2.6 程序執(zhí)行中斷2.7 快速設置-CYCLE8322.8 SHOPMILL 功能2.1工件-確定工件零點該功能可設定工件的零位偏移和工件旋轉功能介紹接通機床電源，進行回參考點動作，確定機床坐標系系統(tǒng)的坐標軸位置，機床坐標系中的工件位置則通過零位偏移量送給控制系統(tǒng)。首先，手動將工件調整至與機床坐標軸平行，裝夾好工件，然后確定工件的零位偏移。這里我們看兩個經常遇到的加工實例，怎樣方便的使用探頭和SINUMERIK循環(huán)。我們將看到控制系統(tǒng)是怎樣進行工件旋轉補償的、如何縮短加工時間和

2、進行手工調整的。示例： 確定零位和測量工件軸的旋轉工件位置調整工件裝夾完以后，工件會在加工區(qū)域中產生相對于工件坐標系旋轉，這就需要我們確定零位偏移和坐標系的位置，即工件的旋轉。準備工作l 探頭校準，并在主軸上裝夾；使刀具偏置有效l 安裝測量用的測量循環(huán)l 裝夾工件如果只加工一個工件（像通常的模具加工），要用JOG方式完成測量工作（如下所述），如果要在同一臺設備上機加工幾個類似的工件， 就要使用自動方式中兩個測量循環(huán)（必須設定近似的零位）。零位的設定和工件旋轉 選擇“Machine” 操作方式 在機床控制面板上選擇“Jog”方式 使用“Measure workpiece”工件測量功能 調用“Co

3、rner”拐角測量功能選擇零位偏移u的數據準備轉換， 如G54，G55，G56或G57， 在這個例子中，使用的是G54指令。 選擇一個拐角作為一個基準點， 然后按下“Select” 鍵。 要在G17平面中測量一個拐角，就要測量X，Y方向上的零位偏移和繞Z軸旋轉的零位偏移；而要想測量Z軸方向上的一個邊，就要測量Z軸上的零位偏移。這個測量結果就是偏移和旋轉的結構。 用“Axis keys”（軸鍵）將探頭與工件前面上P1點接觸 按下“NC Start” 鍵，執(zhí)行自動測量功能：探頭會向工件趨近，并往返一次， 然后返回到開始位置。 保存接觸點P1 用同樣的方法對接觸點P2，P3（P4）執(zhí)行自動測量操作并

4、儲存。 注意： 接觸點P4只用在非矩形工件上。 按下“ Calculate Corner” 鍵：控制系統(tǒng)進行計算：a） 兩條直線交點處為零位偏移的X，Y值b） 基本旋轉為工件坐標系相對于Z軸的旋轉量c） 零位偏移G54 中輸入的值，要著重考慮基本零位偏移的情況這樣就確定了X-Y平面中零位偏移和相對于“Z”軸的旋轉量。確定零位偏移的Z值 返回到上面所屬的“Measure workpiece（工件測量）” 使用“Edge”測量功能 選擇“Z”軸在屏幕顯示中選擇G54。 選擇工件上邊作為要測量的邊，把探頭接觸在工件上表面 按下“NC Start”鍵起動自動測量功能， 則“Z”軸坐標值添加到零 位表中

5、現在就完成了3軸機床的零位設置和旋轉設置，如果旋轉值不等于零，控制系統(tǒng)可將坐標軸的運動轉換成相應的X、Y軸運動。根據機床的運動可能出現兩種可能：l 圖表中有旋轉軸會對機床 如果機床有第四個軸，如，C軸，上的零位偏移產生影響 待加工的工件靠近機床軸的機床坐標系，C軸完成工件旋轉加工的補償。l 圖表中無旋轉軸時會對機床上零位偏移產生的影響 機床C軸偏移和基準旋轉,手動將C軸移動到位 探頭操作后,進入零位偏移設定表 選擇基準旋轉值設定表 Z軸區(qū)域中包含旋轉測量的值,把這個值復制到C軸區(qū)域中,再把Z軸的值改寫為零。 調用零位偏移值設定表，把顯示的值轉換成旋轉軸 把Z軸值輸入給C軸 在“MDA”方式中，

6、通過程序把工件移動到機床工件坐標系中。 調用“Machine”操作區(qū)域 調用“MDA”方式并輸入該程序 按下“NC Start”鍵，工作臺旋轉C=24.894o 并移動工件到機床坐標系系統(tǒng)中。 重復2.3頁以前的測量步驟，但這時要在靠近軸的附近處調整工件，這個操作是必需的，因為由于旋轉X，Y值已經改變了，需要重新設置， 而Z軸值不變。 選擇“Measure workpiece”和“Corner”功能起動工件測量功能，然后執(zhí)行像以上的步驟 。 在零位偏移設定表的“C”軸下手動輸入的旋轉角是不會被改寫。 在MDA方式中重新建立一個很短的程序來檢查軸附近的橫移運動是否可以進行。 當按下“NC Sta

7、rt”鍵時，Z軸向距零位附近的安全位置趨近。示例： 有、無“C”軸的機床運動 在加工中，同樣的CNC程序會根據機床運動結構產生不同的機床軸運動。u 有C軸工作臺的機床加工工作臺將會旋轉，銑削運動的路徑與工件的邊緣平行，而且移動到機床坐標系的軸附近，當編程X軸運動時，機床軸也會在X方向上移動。v 沒有C軸工作臺的機床加工機床沒有旋轉工作臺，機床通過橫移運動讓銑削路徑與工件邊相平行，當編程X軸時，機床軸X，Y 被同時驅動。先進的測量功能 SINUMERIK 840D系統(tǒng)包括特殊模具加工的工件測量功能。 控制系統(tǒng)含有“Spigots”功能，這樣可以很容易的確定沒有明顯工件邊緣的鑄件的零位偏置值。當無

8、法接觸工件邊時使用此功能。示例： 帶有“Spigots”測量功能的模具的測量 工作平面轉動的零位偏移要求： 設置轉動循環(huán)CYCLE800 選擇AUTOMATIC方式功能介紹要確定帶有斜面的方形底座工件的零位u，根據CAM程序，調整刀具與底座面相垂直，整個操作過程可分為4個步驟，但首先零位偏移的近似值先要知道。操作步驟 測量傾斜面u -CYCLE998： 測量角度 在CYCLE998循環(huán)中，使用3點測量法確定機床坐標系中傾斜面的位置。測量結束后控制系統(tǒng)會自動計算出與由斜面定義的兩個傾斜角，通過這兩個傾斜角就可以加工該斜面，然后，會把這兩個斜角值寫到有效的零位偏移表中，如：G54。 3點測量法可用

9、于20o斜角的測量，如果是更大的角，如，48o，那么CYCLE800就會將加工面旋轉45 o。3點測量法是用來確定精確的角度，但仍會有一定的誤差，在這里是有3 o誤差。 旋轉加工面v-CYCLE800 現在，用CYCLE800旋轉加工面，可使刀具與該加工面垂直。要做到這樣 首先在程序中調用CYCLE800功能“Rotation equal zero”。通過CYCLE988來自動確定工作面的轉角，使之與刀具相垂直。 帶有2個旋轉工作臺的機床運動 工作臺繞A軸和C軸旋轉，根據刀具位置調整加工面。 拐角測量w-CYCLE961用CYCLE961功能接觸工件上的3個點來確定新零點的X，Y值，因為工件底

10、座是方形的，所以用3個點就可以確定這個拐角。測量結果：就確定了X、Y的平移值和刀具軸Z的基準旋轉值。 確定Z軸值x-CYCLE978， 測量工件邊 ： 使用CYCLE978沿Z方向接觸與探頭相垂直的加工面。 注： 這種操作完全與機床的運動是無關。編程 調用“Program”操作區(qū)域 按下input鍵 打開程序示例： N01 G56 ； 調用零位偏移量 N02 T1D1 ； 用“Measure”，“Mill” ，“Measure angle”軟鍵去調用測量循環(huán)，從以下屏幕顯示中選擇測量功能并輸入所有的相關參數。 ；按下“Mill”, “>> ”，“Swivel cycle” 去調用轉

11、動測量循環(huán)，但不要對下面的屏幕內容做任何改動。 ；使用“Measure”，“Mill”， “Measure workpiece” 和“Corner”軟鍵調用測量循環(huán)，在以下屏幕顯示中選擇測量功能并輸入所有的相關參數。N05 CYCLE961 ；按下OK鍵把測量循環(huán)添加到程序中。 ；用“Measure”，“Mill”，“Measure workpiece” 和“Surface”軟鍵調用測量循環(huán)，并在以下屏幕顯示中選擇測量功能，輸入所有的相關參數。N06 CYCLE978；按下OK鍵把循環(huán)添加到程序中N07 M30 ；程序結束 起動旋轉功能 用光標鍵在程序中選擇對應的測量循環(huán)并按下“Recompi

12、le”軟鍵來修改參數，先把參數復制到該循環(huán)的屏幕格式中，然后再對參數進行修改。2.2 測量刀具功能承載刀庫,在刀具圖表中輸入的刀具編號T1,T2 u,用通常的方法分配刀具偏移值Dv-包括半徑”R” 和長度”L1”.CAM 編程人員要確定刀具類型和刀具的幾何形狀, 操作人員要用相關的刀具參數來確定刀具的長度.關于刀具長度，操作人員必須檢查CAM編程人員編程L1中是否包含刀尖(刀尖或TCP)。由于需要不同的刀具形狀， 編程人員會設置刀尖位置大于刀具長度， 在這種情況下必須把刀尖位置距離考慮到刀具長度中。CAM編程人員為了達到一致：為了最大限度的避免刀具偏差，編程人員應盡量選擇較短的刀具長度。半徑銑

13、削 110 球形端面銑削 端面銑 帶拐角半徑的端面銑類型：110 類型：111 類型：120，130 類型：121，131 截錐銑 帶拐角半徑的截錐銑 錐度鋼模銑類型： 155 類型： 156 類型：157 根據不同的刀具類型，可以確定平面銑削的其他刀具數據。在CNC程序中， 控制系統(tǒng)使用該數據和程序中所定義的路徑補正功能G41，G42去執(zhí)行需要的刀具路徑和刀具長度。操作- 手動輸入刀具的偏置數據預調整刀具偏移數據“L” 和“R”，并把刀具裝在刀庫上，然后輸入刀具偏置數據： 選擇“Parameter” 操作區(qū)域 選擇“TOOL OFFSET” 選擇刀具或 選擇偏置數據 輸入新的數據操作- 使用

14、刀具測量來確定刀具偏置數據在JOG 或AUTOMATIC方式用刀具測量循環(huán)CYCLE971中，可以非常容易的使用刀具探頭功能。一個單獨的操作就可以確定測量的數據“L” 或“R” ，并自動把它們存儲到刀具偏置存儲器中。 要做到這一步，首先在程序中調用CYCLE971循環(huán)，選擇半徑，長度和合適的測量手段并輸入相關參數。如果在探頭測量操作完成以后，調用刀具偏置存儲器，則系統(tǒng)會自動輸入有效刀具的偏置數據。SINUMERIK 840D在“Machine”方式中也提供了測量功能：2.3 程序數據轉換CNC程序被存儲到HMI控制單元u中,并裝入到NCK CNC存儲器v中, 由機床來執(zhí)行CNC程序。模具加工程

15、序部分包含了加工工藝和幾何圖形程序，大于100MB的幾何程序對于NCK CNC存儲器太大了，它會被轉換到服務器中w，比如，通過網絡x逐條的送到控制單元中。硬件配置在網絡管理器中確定程序數據存儲，SINUMERIK 840D有很多選項，包括：¢ TCP/IP以太網，串行接口RS232/V.24¢ 帶PCU50的硬盤,帶PCU20的閃存卡¢ PCMCIA卡、軟磁盤程序數據轉換使用網絡路徑（服務器、PCMCIA卡等），在主程序z中, EXTCALL指令是可編程的，用來調用交換輸出用的幾何程序。設置數據設置數據y時，在帶有網絡管理器的閉環(huán)程序中確定轉換到程序數據中的路徑。

16、EXTCALL指令可以確保程序數據逐步傳送到NCK CNC存儲器中。2.4 程序的檢測 機床檢查 必須對機床進行定期檢查, 檢查機械系統(tǒng)是否有加工誤差存在, 用TRAOPI指令做一次趨近操作和多次定向操作就可以完成對機床的檢查. 如果球體半徑為已知值, 就可以很容易地建立一個很短的檢測程序, 包含球體法向表面上的點。如果測量表在整個橫移運動中沒有出現擺動， 則說明一切均處于正常狀態(tài)中；如果誤差超出所確定的機床公差范圍以外， 則必須通知機床制造商去修理。注：測量儀表可以固定在工作臺上也可以裝夾在主軸刀具上。 程序測試 使用DIN/ISO標準接口 在加工前， CAM程序會被檢查是否存在語法錯誤。通

17、過操作方法：在“Machine”區(qū)域，“ Auto“方式下，通過調用程序并按下“Program control” 軟鍵來選擇“Machine ”操作區(qū)域， 然后，在屏幕顯示中選擇“Program test” 功能。 當按下“NC Start”鍵時，以加速進給方式執(zhí)行程序，但機床坐標軸不做任何運動。 如果發(fā)現語法錯誤， 程序測試過程會被中斷，并將錯誤的程序段突出顯示出來，按下“ Program correction”軟鍵，在程序編輯器中顯示出錯誤的程序段u，它會被改寫。 按下“ OK” 則關閉程序編輯器，然后再次按下“ NC Start” 程序測試繼續(xù)向后執(zhí)行。2.5 程序的調用和執(zhí)行 理想的程

18、序結構主程序u中包含的所有技術數據均來源于CAM工作站, 主程序可以調用一個或多個包含工件幾何數據的子程序v，w。換刀時會中斷子程序的執(zhí)行。主程序：用于銑削加工的主程序包含兩個主要功能， CYCLE832 x 和EXTCALLy。CYCLE832 x： CYCLE832功能特別用于在此處說明的程序結構， 即將工藝數據與幾何數據分開。用CYCLE832功能確定了5軸加工的加工工藝，對于帶有T1的粗加工程序“CAM-roughing”，在CYCLE832中設置較高的加工速度，而對于精加工程序“CAM-Finishing”， 則會設置較高的加工精度。在CYCLE832中也可以調用TRAORI功能，當

19、前的零位偏置值可以保持， 可參考2.7節(jié)關于CYCLE功能的詳細說明。EXTCALLy ：由于CAM程序都比較大， 一般情況下會把它們轉換到外圍存儲設備中， EXTCALL 功能可以從外圍存儲設備中調用子程序。子程序： 幾何圖形程序段會跟在用于絕對坐標編程的子程序 G90后面，在我們的示例中有幾個用于3軸銑削加工的程序段，后面是5軸銑削加工程序段，通過矢量元素A3，B3和C3識別。選擇/起動/停止/中斷/繼續(xù)執(zhí)行程序 選擇“Machine”操作區(qū)域 選擇“Automatic” 方式 選擇“Programoverview”， “Workpiece overview”，選中“Workpiece o

20、verview”顯示所需要的工件目錄并打開它。 在工件目錄中選擇工件程序u- 選擇“Call.MPF” 程序-并按下 “Select”. 按下 “NC START”鍵起動工件程序, 這是調用幾何程序 “Roughing.SPF”v和 “FinishingSPF”, 這些程序是在加工過程中把程序段從外圍設備中一段一段傳送到控制系統(tǒng)中的。 按下“NC STOP”鍵停止執(zhí)行工件程序 按下“RESET”鍵中斷工件程序的執(zhí)行注： 由“NC STOP”鍵中斷的工件程序，還可由“NC START”功能重新起動。由“RESET” 中斷的工件程序，還可以在按下“NC START”鍵時重新從頭開始執(zhí)行程序。2.6

21、 程序的中斷REPOS- 程序中斷后的重新定位功能當用“NC Stop” 指令中斷一個程序的執(zhí)行過程時，可在手動方式下移動刀具，使之離開工件加工輪廓。例如，去執(zhí)行一次測量時。 這時控制系統(tǒng)會保存當前中斷點的坐標，而控制系統(tǒng)會顯示軸移動的距離。操作 初始狀態(tài)： 用“NC STOP”指令中斷程序執(zhí)行 選擇“Machine” 操作區(qū)域 選擇“JOG（手動）”方式 程序中斷后重新定位選擇軸根據控制系統(tǒng)所顯示的移動距離把軸移動到斷點處，斷點不能超限。 從“JOG”方式轉換到“Automatic” 方式中 繼續(xù)進行加工操作TOROT-把刀具從斜孔或凹陷中退出功能當5軸轉換功能有效時， TOTOT功能可以生

22、成一個使Z軸與當前刀具方向重合的結構， 這就允許刀具在損壞時，從5軸程序中退出。比如：沒有刀具碰撞的危險，用TOROR編程完刀具方向后，所有編程好的幾何軸運動都會參照由程序生成的結構，退出Z軸?；A坐標系編程結構沿Z軸的刀具回退工件坐標系當前工件方向 選擇“Machine”加工區(qū)域 選擇“MDA”方式 輸入以下程序： ； 轉換功能ON ； 計算和選擇回退結構N10 TRAOPI ； 在Z軸方向上刀具垂直回退50MM ； 子程序結束選擇單段，一個程序段一個程序段地起動程序 可在MDA方式中進行刀具的增量回退，或在JOG方式中按下相應的刀具方向鍵回退刀具。 注意： 在JOG方式中進行刀具回退時，要

23、對機床執(zhí)行相關的配置（Z軸為幾何軸）。在起動另一個程序之前，必須關閉TOROT功能：使用TOROTOF沒有計算的外部加速的段搜尋功能該功能主要用于由EXTCALL調用的程序，它是從CAM站調用大程序的理想工具。如果加工由于“Reset”鍵中斷加工，使用該功能可在程序中任意選擇一個起動點以便繼續(xù)執(zhí)行加工。操作初始狀態(tài)： 用“RESET”中斷的程序 按下“BLOCK SEARCH（尋找程序段）”軟鍵 按下“SEARCH POINTER”軟鍵 按下“BREAKPOINT（斷點）”軟鍵 按下“Breakpoint”鍵把整個程序許序列插入到屏幕中的斷點處。 在本示例中，主程序“Call.MPF”調用子程

24、序 “CAM_Roughing”用于子程序的EXTCALL定位在程序段N16中wCAM_RoughingSPF”中的程序段3044是程序的中斷位置. 會有兩種可能性:1. 直接跳躍到子程序中的斷點處:按下”External without calc”軟鍵,程序會直接跳躍到程序段3044. 2. 跳躍到子程序的任意位置處:用”External without calc”先選擇一個搜索類型，在”1-Block number”和”5-Linenumber” 之間進行選擇，然后類型編號后面輸入程序段編號或行號. 按下“External without calc”軟鍵 該功能把所有有效的M指令組合在一起

25、并將這些指令承載到目標程序段中. 在目標程序段處繼續(xù)執(zhí)行加工操作 修正 在輸入”O(jiān)verstore”后可以在起動程序前,對目標程序段進行修正. 這是一個比較典型的例子, 在這里需要改變壓縮公差。 調用CYCLE832是手動將壓縮公差更改為20hmu, 在起動主程序以前執(zhí)行CYCLE832調整壓縮公差。 按NC Start“前這個公差已經被激活?？焖僖晥D功能該功能可以觀察含G01程序段的工件程序, 但該功能不支持程序循環(huán), 多項式、轉換和G02/03程序段?？梢允褂盟姆N視圖方法v：3D視圖u，X/Y平面，X/Z平面和 Y/Z平面。編輯器中顯示兩個程序段，其中用高亮顯示的是當前程序段，滾動編輯器窗

26、口顯示的高亮程序段為圖形高亮位。可執(zhí)行以下功能：l 尋找指定的程序段l 圖形放大或縮小l 移動，旋轉l 兩點之間的測量l 編輯所顯示的NC程序仿真 選擇“Quick View（快速視圖）”功能 選擇需要的圖形-該示例的圖形在X/Z平面中。 用光標選擇圖形上的某個點，編輯器屏幕上會顯示出相關的程序段。 調用程序段， 如，該程序中修改它27 高速設置-CYCLE832功能CYCLE832 會影響CAM程序序列，它給3軸和5軸機床的高速加工自由輪廓（曲面）提供了技術支持。表面光潔度加工精度加工速度 （ 操作方法 調用“ Program” 操作區(qū)域 顯示其他軟鍵功能 按下“High-speed set

27、ting” 鍵， 調用該循環(huán)該循環(huán)結合了用于HSC加工的G代碼和加工設置數據，在參數去指定它們，根據這些參數選擇u、 v三角形的“加工速度”或“加工精度”。高速設置循環(huán)的參數 用戶可以在“Machining” 區(qū)域中選擇精加工，半精加工和粗加工，并在“Tolerance”區(qū)域中輸入公差值。機床生產廠家已經把所有其他區(qū)域中的數值輸入進去了，可以在“Adaption”區(qū)域中激活其他區(qū)域 。注：根據CAM程序中所確定的公差值修改程序，實際公差值不得小于所確定的公差值，5軸加工可以使用Transformation（轉換）TRAORI指令，如果NC程序中已經包含了TRAORI指令 ，就不需要再確定它了。

28、各加工區(qū)域之間都是相互依賴的： 例如，如果關閉COMPRESSION 功能， 那么就可以在Continuous-path control（連續(xù)路徑控制）下選擇不同的倒圓類型，機床生產廠家預先確定了Feedward control（前饋控制）功能。由于現代機床具有越來越強的剛性，前饋控制的使用越來越少，跟隨誤差幾乎可降到零。 各參數說明請參考第三章。那里有各個參數的詳細解釋。編程CYCLE832是高級NC編程程序（調用幾何圖形）非常理想的功能， 這樣可以在整個幾何圖形的自由曲面使用這個循環(huán)功能，詳見前一章編程示例。快速循環(huán)調用CYCLE832是使用帶有參數轉換功能的調用選項：l CYCLE832（） “D