数控编程仿真

一、实验目的

1.熟悉并学会运用计算机仿真技术，模拟数控车床、数控铣床完成零件加工的全过程。

2.为后续的“数控编程实训”，实地操作数控机床进行数控加工，积累和打下操作技能训练的基础。

二、实验设备

宇龙数控加工仿真系统V3.7

三、实验原理

数控仿真软件模拟数控加工操作，以此来检验程序的正确性与合理性。

四、实验内容

1.FANUC0i系统仿真软件面板操作过程

1.1进入数控加工仿真系统

（1）选择机床类型

打开菜单“机床/选择机床”，或单击机床图标菜单。选择数控系统FANUC0i和相应

的机床，按确定按钮。

（2）工件的使用

打开菜单“零件/定义毛坯”或单击工具条上的零件图标，定义毛坯的名字，形状，材料和尺寸。完成以后，按“确定”按钮，保存定义的毛坯并且退出本操作。打开菜单“零件/安装夹具”命令或在工具条上选择装夹图标，打开选择夹具操作对话框（在本系统中，铣床和加工中心可以不使用夹具，车床没有这一操作）。打开菜单“零件/放置零件”命令或者在工具条上选择放置零件图标，系统弹出选择零件、安装零件对话框。零件放置后，可以再工作台面上移动。毛坯放置到工作台（三爪卡盘）后，系统将自动弹出一个小键盘，通过按动小键盘上的方向按钮，实现零件的平移和旋转或车床零件掉头。

（3）选择刀具

打开菜单“机床/选择刀具”。或者在工具条上选择刀具图标，系统弹出刀具选择对话框。选择合适的加工刀具。

1.2数控仿真系统面板操作

宇龙数控加工仿真系统的数控机床操作面板由LCD/MDI面板和机床操作面板两部分组成。

（1）激活机床

松开急停按钮，按下操作面板上的“启动”按钮，加载驱动，当“机床电机”和“伺服控制”指示灯亮，表示机床已被激活。

（2）机床回参考点

在回零指示灯状态下，选择操作面板上的X轴，点击“+”按钮，此时X轴将回零，当回到机床参考点是，相应操作面板上“X原点灯”的指示灯亮，同时LCD上的X坐标变为“0.000”。依次用鼠标右键点击Y、Z轴，在分别点击“+”按钮，可以将Y、Z轴回零，回零结束时LCD显示的坐标值（XYZ：0.000,0.000,0.000）和操作面板上的指示灯亮为回零状态。

车床只有X、Z轴，LCD对两轴的显示为（XZ：390,300）

（3）对刀

1）车床

进入仿真系统，激活机床，进行回零操作，完了以后就可以进行对刀。

点击机床操作面板中手动操作按钮，将机床切换到JOG状态，进入“手动”方式，点击MDI键盘的“POS”按钮，LCD显示刀架在机床坐标系中的坐标值。

①试切外圆

首先，点击翻转按钮，使主轴转动，试切工件的外圆，切完后，X不动，沿Z向退刀，记下LCD界面上显示的X绝对坐标，记为X1，停止主轴转动缅甸籍菜单“测量/坐标测量”，点击适切外圆时所切线段，记下测量数值为X2，此时工件中心轴线X的坐标值即为X1-X2，记为X。然后直接生成为刀具偏移值或G54的工件坐标系原点X坐标值。

②试切工件右端面

同理，刀具移动在切右端面的位置，试切端面，切完后Z向不动，沿X向退刀，同时记下此时的Z坐标值，即为Z。

③设置工件加工坐标系

G54设定，将XZ的坐标值送入相应的参数中即可。

2）铣床

①X轴方向对刀

点击机床操作面板中手动操作按钮，将机床切换到JOG状态，进入“手动”方式。

首先，定义工件毛坯尺寸，平口钳装夹，然后打开菜单“机床/基准工具...”，在弹出的基准工具对话框中，选择刚性芯棒，按确定。然后利用操作面板上的选择轴按钮XYZ，移动机床，调整机床主轴位置。接着取正向视图，点击菜单“塞尺检查/1mm”，安装塞尺。点击机床操作面板上手动脉冲键，切换到手轮方式，点击操作面板右下角的“II”拉出手轮，使得信息对话框显示“塞尺检查的结果：合适”。记下塞尺检查结果为“合适”时LCD界面中显示的X坐标值，此为基准工具中心的X坐标，记为X1，将基准工件直径标为X2，将塞尺厚度记为X3，将定义毛坯数据时的林间长度记为X4，则：工件上表面做小脚的X向坐标为：X=X1+X2/2+X3。

②Y轴方向对刀

在不改变Z向坐标的情况下，将刚性芯棒在JOG手动方式下移动到林间的前侧，同理得到工件上表面左下角的Y坐标：Y=Y1+Y2/2+Y3。

③Z轴对刀

铣床对Z轴对刀时采用的是实际加工时所用的刀具，塞尺检查法。

点击菜单“机床/选择刀具”或工具条上的刀具图标，选择所需刀具。在操作面板上点击手动键，将机床切换到JOG手动方式，为主轴装上实际加工刀具，点击MDI键盘上的“POS”按钮，使LCD界面上显示坐标值。同样在操作面板上的选择轴按钮XYZ，单击Z轴，通过点动方式移动机床，将主轴移动到工件上表面的大致位置。

类似在XY方向对刀的方法进行塞尺检查，得到“塞尺检查：合适”时的Z的坐标值，记为Z1，则相应刀具在工件上表面中心的Z坐标值为：Z=Z1-塞尺厚度。

本次试验，选择φ8mm的平底铣刀，在仿真系统中的编号为DZ2000-8。

④设置工件加工坐标系

G54设定，只要将对刀数据XYZ送入相应的参数中即可。

（4）铣床及加工中心刀具补偿参数

1）输入半径形状补偿参数

激活机床后，在操作面板中点击“POS”键，系统转到位置显示POS状体，点击“offset

setting”进入“刀具补正”补偿参数设置画面，选择补偿参数编号，点击MDI键盘，将所需的刀具半径键入到输入域内。按“input”键，把输入域中的半径补偿值输入到所指定的位置。

2）输入长度补偿参数

在进入“刀具补正”补偿参数设置画面后，选择补偿参数编号，点击MDI键盘，将所需的刀具半径键入到输入域内，按“input”键，把输入域中的长度补偿值输入到所指定的刀具编号位置。

2.按给定零件图样，编制车削加工程序

如图(a)、(b)所示，毛坯直径为φ45mm，起刀点在图示编程坐标系的P点，试运用G71/G73，G70指令编制图示周磊零件车削加工程序。

给定切削条件是：粗车时切深为2mm，退刀量为1mm，精车余量X方向为0.6mm，Z方向为0.3mm，主轴转速为S600r/min，进给速度F0.15mm/r；精车时主轴转速为S800r/min，进给速度为F0.1mm/r。（φ45外圆不加工）

图a

数控程序：

O0001;

N10G50X100.Z100.T0101;

N20M04S600;

N30G00G42X55.Z0.;

N40G01X-1.;

N50Z3.;

N60G00X55.;

N70G71U2.R1.;

N80G71P90Q140U0.6W0.3;

N90G00X22.;

N100G01Z-20.R8.;

N110Z-30.;

N120X44.Z-40.;

N130Z-55.;

N140X-50.;

N150G00X55.Z3.;

N160S800;

N160G70P90Q140;

N170M05;

N180M30;

图b

数控程序：

O0002;

N10G50X100.Z100.T0101;

N20M04S600;

N30G00G42X55.Z0.;

N40G01X-1.;

N50Z3.;

N60G00X55.;

N70G71U2.R1.;

N80G71P90Q160U0.6W0.3;

N90G00X20.;

N100G01Z-15.;

N110G03X30.Z20.R5.;

N120Z-35.;

N130X34.Z-47.;

N140Z-62.R5.;

N150Z-78.;

N160X50;

N170GOOX55.Z3.;

N180G70P90Q160;

N190M05;

N200M30;

3.按给定零件图样，编制铣削加工程序

如图1所示，工件毛坯尺寸为140×100×50，起刀点位置在编程坐标系的（0,0,20）处，按图示的走刀路线ABCDEFGA编制铣削加工程序。选用φ20mm的键槽铣刀，F60mm/min，S750r/min。

图1

数控程序：

O0003;

N10G54G00X0.Y0.Z20.;

N20M03S750;

N30G00X20.Y-40.;

N40Z-3.;

N50G41Y-15.D01;

N60G01Y62.F60;

N70G02X44.Y86.R24.;

N80G01X96.;

N90G03X120.Y62.R24.;

N100G01Y40.;

N110X100.Y14.;

N120X10.;

N130G40X-15.;

N140GOOZ20.;

N150X0.Y0.;

N160M30;

如图2所示，工件毛坯尺寸为150×80×30，起刀点位置在编程坐标系的（0,0,20）处，按图示的工件尺寸编制铣削加工程序并仿真。突台高5mm，孔深10mm，选用φ8mm的键槽铣刀，φ20mm钻头，F60mm/min，S750r/min。

图2

数控程序：

O0004;

N10G54G00X0.Y0.Z20.;

N20M03S750;

N30G00X-4.Y-30.;

N40Z-5.;

N50G41Y-10.D01;

N60G01Y20.;

N70X27.017Y64.988;

N80G02X35.521Y70.;

N90G01X80.;

N100G02X90.Y60.;

N110G03X120.R15.;

N120G01Y75.;

N130X140.R-10.;

N140Y0.;

N150X-10.;

N160G40X-25.;

N170GOOZ20.;

N180X0.Y0.;

N190M30;