PAGEPAGE10《數(shù)控車床編程與操作項目教程》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號4授課課型授課課時6課時授課章節(jié)名稱項目一數(shù)控車床基本操作任務(wù)四數(shù)控車床對刀操作教學(xué)目標知識目標1．撐握工件坐標系概念2．掌握數(shù)控車床刀具號、刀位號等概念3．熟悉數(shù)控車床常見報警信息技能目標1．會建立工件坐標系2．能正確、熟練裝拆數(shù)控車刀和工件3．會設(shè)置常用車刀刀位點及換刀點4．掌握對刀操作步驟，會正確進行外圓車刀對刀操作5．會外理數(shù)控車床簡單報警情感目標1.養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)習(xí)慣；2.養(yǎng)成優(yōu)良的勞動態(tài)度和職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)團隊合作精神。教學(xué)重點工件坐標系概念及刀具刀位點、換刀點概念教學(xué)難點外圓車刀的對刀操作及機床報警處理教學(xué)方法講授法、示范法、演示法、自主學(xué)習(xí)法、探究法、實踐法教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)資源，教學(xué)視頻，相關(guān)PPT，數(shù)控車床10臺板書設(shè)計任務(wù)四數(shù)控車床對刀操作【任務(wù)描述】【知識準備】1．工件坐標系（1）工件坐標系方向選擇（2）工件坐標系原點位置的選擇2．選擇機床坐標系指令法：G53X_Y_；西：G500；3．選擇工件坐標系指令（或可設(shè)定的零點偏移指令）4．數(shù)控車刀及刀位點（1）刀具刀位點（2）換刀點（3）刀具號及刀具補償號5．使用選定工件坐標系（零點偏移）指令對刀（1）刀具Z方向?qū)Φ叮?）刀具X方向?qū)Φ叮?）對刀驗證6．使用長度補償對刀（1）刀具Z方向?qū)Φ叮?）刀具X方向?qū)Φ叮?）對刀驗證7．數(shù)控車床報警與診斷（1）法那科系統(tǒng)數(shù)控車床報警與診斷（2）西門子系統(tǒng)數(shù)控車床報警與診斷【任務(wù)實施】教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)目標【一】導(dǎo)入新課題數(shù)控機床是由程序控制，程序通過數(shù)控面板輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，已經(jīng)輸入的數(shù)控程序是否就可以運行加工零件呢？答案是否定的，還需要進行對刀，讓編寫的程序可以正確運行加工出合格零件，從而引入課題?！径啃率谌蝿?wù)四數(shù)控車床對刀操作【任務(wù)描述】正確安裝車刀和工件，通過手動試切工件端面和外圓測出工件坐標系原點在機床坐標系中位置，并將其值輸入到機床相應(yīng)存貯器中，使刀具在工件坐標系中運行?！局R目標】1．撐握工件坐標系概念2．掌握數(shù)控車床刀具號、刀位號等概念3．熟悉數(shù)控車床常見報警信息【技能目標】1．會建立工件坐標系2．能正確、熟練裝拆數(shù)控車刀和工件3．會設(shè)置常用車刀刀位點及換刀點4．掌握對刀操作步驟，會正確進行外圓車刀對刀操作5．會外理數(shù)控車床簡單報警【知識準備】1．工件坐標系工件坐標系又稱編程坐標系，是編程人員為方便編寫數(shù)控程序而建立的坐標系，一般建立在工件上或零件圖紙上。（1）工件坐標系方向選擇工件坐標系的方向必須與所采用的數(shù)控機床坐標系方向一致，前置刀架工件坐標系方向后置刀架工件坐標系方向（2）工件坐標系原點位置的選擇1）X軸原點選擇在工件軸心線上。2）Z軸原點，選擇在工件右端面。（最常用）3）對于對稱的零件，Z軸原點可選擇在工件對稱中心平面上。4）Z軸原點也可以選擇在工件左端面。2．選擇機床坐標系指令法那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令格式G53X_Y_；G500；取消可設(shè)定的零件偏移（選擇機床坐標系），G53；取消可設(shè)定的零件偏移（選擇機床坐標系），含義指定G53后，刀具快速移動到機床坐標系中該位置指定G500、G53后，刀具在機床坐標系中運行使用說明1．G53指令為程序段有效指令，后跟絕對值，若跟增量值，則刀具移到換刀點位置。2．指定G53之前，必須先建立機床坐標系，即通過手動回參考點或G28指令返回參考點操作。3．使用指令后，將取消一切刀尖半徑補償、長度補償。1．G500為模態(tài)有效指令且程序啟動時生效2．G53為程序段有效指令3．指令G500或G53前必須先建立機床坐標系，即通過手動回參考點或G74指令返回參考點操作4．使用指令后，將取消一切刀尖半徑補償、長度補償3．選擇工件坐標系指令（或可設(shè)定的零點偏移指令）法那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)指令代碼G54；工件坐標系1G55；工件坐標系2G56；工件坐標系3G57；工件坐標系4G58；工件坐標系5G59；工件坐標系6G54；第一可設(shè)定的零點偏移G55；第二可設(shè)定的零點偏移G56；第三可設(shè)定的零點偏移G57；第四可設(shè)定的零點偏移G58；第五可設(shè)定的零點偏移G59；第六可設(shè)定的零點偏移使用說明1．G54～G59等6個指令均為模態(tài)有效代碼，一經(jīng)使用，一直有效2．6個工件坐標系指令功能一樣，可任意使用其中之一3．執(zhí)行該指令后，機床不作移動，只是在執(zhí)行程序時把工件原點在機床坐標系中位置偏移量帶入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部計算，使刀具在工件坐標系中運行，以方便編程4．數(shù)控車刀及刀位點（1）刀具刀位點數(shù)控車床上表示刀具位置的點，對刀、編程、加工中使用的刀具均以刀具刀位點來表示其位置（2）換刀點換刀點是刀具換刀時所處位置點，編程過程中更換刀具，應(yīng)將刀具移至換刀點位置，理論上換刀點位置可以任意選定，但必須保證在換刀過程中刀具不能碰撞到工件、卡盤、尾座等，故換刀點位置Z方向、X方向離工件、尾座有足夠換刀距離，一般以機床參考點作為換刀點。（3）刀具號及刀具補償號系統(tǒng)法那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)刀具表示方法T后跟四位數(shù)字組成，前兩位為刀具號，后兩位為刀具補償號如：T0101，T0303T后跟1～4位數(shù)組成表示刀具號，用D1～D9表示刀具補償號（刀沿號）如：T01D1，T01D2等說明1．有些數(shù)控機床刀具指令需要單獨編寫一個程序段2．刀具調(diào)用后，刀具長度補償自動生效3．編程過程中用到的刀具號必須與該刀具裝夾在刀架上的位置號一致4．西門子系統(tǒng)如不寫刀具補償號（刀沿號），則D1自動生效；若寫D0，則表示補償值無效5．使用選定工件坐標系（零點偏移）指令對刀（1）刀具Z方向?qū)Φ禡DI（A）模式下輸入M3S400指令，按數(shù)控啟動鍵，使主軸正轉(zhuǎn)。切換成手動（JOG）模式，移動刀具車削工件右端面，再按鍵退出刀具（刀具Z方向位置不能移動），如圖所示。然后進行面板操作（2）刀具X方向?qū)Φ禡DI（A）模式下輸入M3S400指令，按數(shù)控啟動鍵，使主軸正轉(zhuǎn)。切換成手動（JOG）模式，移動刀具車削工件外圓（長2～5mm），再按鍵退出刀具（刀具X方向位置不能移動），如圖所示。停車測量車削外圓直徑，然后進行面板操作，圖1-21刀具Z方向?qū)Φ秷D1-22刀具X方向?qū)Φ禯方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟EX方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟E1．按參數(shù)鍵（OFFSET）出現(xiàn)如圖1-23畫面2．按軟鍵[坐標系]，出現(xiàn)如圖1-24畫面3．光標移至G54的Z軸數(shù)據(jù)4．輸入刀具在工件坐標系中Z坐標值，此處為Z0，按軟鍵[操作]，再按軟鍵[測量]，完成Z軸對刀1．按參數(shù)鍵（OFFSET）出現(xiàn)如圖1-23畫面2．按軟鍵[坐標系]，出現(xiàn)如圖1-24畫面3．光標移至G54的X軸數(shù)據(jù)4．輸入刀具在工件坐標系中X坐標值（直徑），此處為X28.68，按軟鍵[操作]，再按軟鍵[測量]，完成X軸對刀Z方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟EX方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟E1．按參數(shù)操作區(qū)域鍵，出現(xiàn)如圖1-25所示刀具補償窗口2．按軟鍵，出現(xiàn)如圖1-26所示零點偏移窗口3．按軟鍵，出現(xiàn)如圖1-27對刀窗口4．按軟鍵，移動光標，按選擇/轉(zhuǎn)換鍵，選擇“零偏”框格內(nèi)顯示G545．移動光標至“Z0”框格，輸入刀具到工件坐標系原點Z方向距離，此處為06．按軟鍵，完成Z方向?qū)Φ?．按參數(shù)操作區(qū)域鍵，出現(xiàn)如圖1-25所示刀具補償窗口2．按軟鍵，出現(xiàn)如圖1-26所示零點偏移窗口3．按軟鍵，出現(xiàn)如圖1-27對刀窗口4．按軟鍵，移動光標，按選擇/轉(zhuǎn)換鍵，選擇“零偏”框格內(nèi)顯示G545．移動光標至“X0”框格，輸入測量的工件直徑，此處為28.68，如圖1-28所示6．按軟鍵，完成X方向?qū)Φ叮?）對刀驗證表1-29法那科系統(tǒng)外圓車刀對刀驗證操作步驟Z方向?qū)Φ厄炞C操作步驟X方向?qū)Φ厄炞C操作步驟1．JOG(手動)方式使刀具+X方向離開工件2．使機床運行于MDI（手動輸入）工作模式3．按程序鍵4．按[MDI]軟鍵，自動出現(xiàn)加工程序名“O0000”，如圖5．輸入測試程序“G00T0101G54Z0”（或“G01T0101G54Z0M3S300F6．按數(shù)控啟動鍵，運行測試程序7．程序運行結(jié)束后，觀察刀尖是否與工件右端面處于同一平面，如“是”則對刀正確；如“不是”則對刀操作不正確，查找原因，重新對刀1．JOG(手動)方式使刀具+Z方向離開工件2．使機床運行于MDI（手動輸入）工作模式3．按程序鍵4．按[MDI]軟鍵，自動出現(xiàn)加工程序名“O0000”如圖5．輸入測試程序“G00T0101G54X0”（或“G01T0101G54X0M3S300F6．按數(shù)控啟動鍵，運行測試程序7．程序運行結(jié)束后，觀察刀尖是否處于工件軸心線上，如“是”則對刀正確；如“不是”則對刀操作不正確，查找原因，重新對刀表1-30西門子系統(tǒng)外圓車刀對刀驗證操作步驟Z方向?qū)Φ厄炞C操作步驟X方向?qū)Φ厄炞C操作步驟1．JOG(手動)方式使刀具+X方向離開工件2．按MDA(手動數(shù)據(jù)輸入)方式鍵，屏幕顯示如圖1-16所示3．輸入測試程序G01G54M3S400Z0F3；M02；(或G00G54Z0；M02；)4．按數(shù)控啟動鍵，運行測試程序5．程序運行結(jié)束后，觀察刀尖是否與工件右端面處于同一平面，如“是”則對刀正確；如“不是”則對刀操作不正確，查找原因，重新對刀1．JOG(手動)方式使刀具+Z方向離開工件2．按MDA(手動數(shù)據(jù)輸入)方式鍵，屏幕顯示如圖1-16所示3．輸入測試程序G01G54M3S400X0F3；M02；(或G00G54X0；M02；)4．按數(shù)控啟動鍵，運行測試程序5．程序運行結(jié)束后，觀察刀尖是否在工件軸心線上，如“是”則對刀正確；如“不是”則對刀操作不正確，查找原因，重新對刀6．使用長度補償對刀（1）刀具Z方向?qū)Φ禡DI（A）模式下輸入M3S400指令，按數(shù)控啟動鍵，使主軸正轉(zhuǎn)。切換成手動模式，移動刀具車削工件右端面，再按鍵退出刀具（刀具Z方向位置不能移動）。然后進行面板操作，（2）刀具X方向?qū)Φ禡DI（A）模式下輸入M3S400指令，按數(shù)控啟動鍵，使主軸正轉(zhuǎn)。切換成手動模式，移動刀具車削工件外圓（長2～5mm），再按鍵退出刀具（刀具X方向位置不能移動），停車測量車削外圓直徑，然后進行面板操作，表1-31法那科系統(tǒng)外圓車刀長度補償對刀操作步驟Z方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟EX方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟E1．按參數(shù)鍵（OFFSET）出現(xiàn)如圖1-23畫面2．按軟鍵[補正]，出現(xiàn)畫面如圖1-293．按軟鍵[形狀]4．按軟鍵[操作]，出現(xiàn)畫面如圖1-305．輸入刀具在工件坐標系中Z坐標值，此處為Z0，按軟鍵[測量]，完成Z軸對刀1．按參數(shù)鍵（OFFSET）出現(xiàn)如圖1-23畫面2．按軟鍵[補正]，出現(xiàn)畫面如圖1-293．按軟鍵[形狀]4．按軟鍵[操作]，出現(xiàn)畫面如圖1-305．輸入刀具在工件坐標系中X坐標值（直徑），此處為X28.68，按軟鍵[測量]，完成X軸對刀表1-32西門子系統(tǒng)外圓車刀長度補償對刀操作步驟Z方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟EX方向?qū)Φ睹姘宀僮鞑襟E1．按參數(shù)操作區(qū)域鍵，出現(xiàn)如圖1-25所示刀具補償窗口，移動光標，選擇所對刀的刀具號，若無需要的刀具號，按軟鍵，新建刀具號2．按軟鍵，選擇需要的刀沿號3．按軟鍵，再按軟鍵，出現(xiàn)刀具長度補償對刀窗口，如圖1-31或圖1-32所示4．按軟鍵，切換成測量軸向長度（Z方向?qū)Φ叮┐翱冢鐖D1-32所示5．將光標移至Z0框格內(nèi)，輸入刀具至工件坐標系原點距離，此處為0，按軟鍵，完成Z方向?qū)Φ?．按參數(shù)操作區(qū)域鍵，出現(xiàn)如圖1-25所示刀具補償窗口，移動光標，選擇所對刀的刀具號，若無需要的刀具號，按軟鍵，新建刀具號2．按軟鍵，選擇需要的刀沿號3．按軟鍵，再按軟鍵，出現(xiàn)刀具長度補償對刀窗口，如圖1-32或圖1-31所示4．按軟鍵，切換成徑向長度（X方向?qū)Φ叮┐翱?，如圖1-31所示5．將光標移至“距離”框格內(nèi)，輸入刀具距工件坐標系原點X方向距離（直徑值），此處為28.68，按軟鍵，完成X方向?qū)Φ叮?）對刀驗證對刀結(jié)束后同樣需分別驗證X、Z軸對刀操作是否正確，驗證步驟同上，只需將測試程序中G54、G55等指令刪除即可7．數(shù)控車床報警與診斷（1）法那科系統(tǒng)數(shù)控車床報警與診斷1）法那科系統(tǒng)報警畫面。法那科系統(tǒng)報警界面西門子系統(tǒng)報警界面2）報警履歷。法那科系統(tǒng)有多達50個最近發(fā)生的CNC報警被存儲起來并顯示在報警畫面上3）報警處理及報警畫面切換（2）西門子系統(tǒng)數(shù)控車床報警與診斷西門子系統(tǒng)報警時，在顯示屏上方出現(xiàn)報警信號，按報警/系統(tǒng)操作區(qū)域鍵，出現(xiàn)報警畫面，報警畫面中顯示報警編號、報警文本內(nèi)容及刪除符號序號報警類型報警情況、原因及刪除方法1回參考點失敗原因：回參考點時，方向選擇錯誤、回參考點起點太靠近參考點或緊急停止按鈕被按下等；刪除方法：釋放緊急停止按鈕、按復(fù)位鍵后重回參考點2X、Z方向超程原因：手動移動各坐標軸過程中或編寫程序中，刀具移動位置超出+X、+Y、+Z或-X、-Y、-Z極限開關(guān)；刪除方法：手動（JOG）方式下，反方向移動該坐標軸或修改程序中X、Z數(shù)據(jù)3操作模式錯誤原因：在前一工作模式未結(jié)束情況下，啟用另一工作模式；刪除方法：按復(fù)位鍵后重新啟用新的工作模式4程序錯誤原因：非法G代碼、指令格式錯誤、數(shù)據(jù)錯誤等；刪除方法：修改程序5機床硬件故障原因：機床限位開關(guān)松動、接觸器跳閘、變頻器損壞等；刪除方法：修理機床硬件【任務(wù)實施】1．實施條件2．實施步驟（1）開機、回參考點（2）裝夾工件（3）裝夾車刀（4）試切削端面（5）試切削外圓（6）使用刀具長度補償對刀1）Z軸對刀，2）X軸對刀3）對刀驗證【檢測評分】評價表（略）【任務(wù)反饋】任務(wù)反饋表（略）【任務(wù)拓展】使用選定工件坐標系指令G54、G55等對刀并驗證?！救啃〗Y(jié)與評價【四】作業(yè)布置1．什么是工件坐標系？數(shù)控車床工件坐標系建立原則有哪些？坐標原點設(shè)置在何處？2．數(shù)控車刀安裝的一般要求有哪些？3．T02含義是什么？4．如何設(shè)置數(shù)控車床的換刀點？舉例給學(xué)生講解機床對刀意義分析本次任務(wù)要求，思考初步解決方案出示并分析本次課學(xué)習(xí)目標按圖分析、講解工件坐標系含義及確定原則出示表格或圖片，講解機床坐標系選擇指令代碼按圖分析工件坐標系選擇指令代碼分析程序段分析、講解刀具刀位點概念及作用分析講解換刀點含義及應(yīng)用分析、講解刀具號、刀具補償號含義及使用方法分析Z方向?qū)Φ恫僮鞑襟E及要求，上機演示分析法那科系統(tǒng)X方向?qū)Φ恫僮鞑襟E及要求，上機演示分析法西門子統(tǒng)Z、X方向?qū)Φ恫僮鞑襟E及要求，上機演示分析、講解對刀驗證步驟和注意事項（法那科系統(tǒng)）分析講解西門子系統(tǒng)對刀