數(shù)控機床操作培訓教材一、安全操作規(guī)程在接觸和操作數(shù)控機床之前，必須將安全置于首位。任何忽視安全的行為都可能導致嚴重的人身傷害或設備損壞。請務必牢記并嚴格遵守以下安全規(guī)程：1.著裝要求：操作時必須穿著合身的工作服，袖口需系緊或卷起，禁止佩戴圍巾、領帶等易被旋轉(zhuǎn)部件卷入的飾物。嚴禁佩戴手套操作旋轉(zhuǎn)部件。必須佩戴防護眼鏡，長發(fā)者需將頭發(fā)盤起并戴上工作帽。不允許穿拖鞋、高跟鞋或露趾鞋。2.崗前檢查：開機前，務必檢查機床各部分是否處于正常狀態(tài)。包括：導軌防護罩是否完好，各操作手柄、按鈕是否靈活可靠，潤滑系統(tǒng)是否正常，冷卻系統(tǒng)是否通暢，工作區(qū)域是否整潔，有無妨礙運行的雜物。3.工件與刀具裝夾：裝夾工件時，應確保夾具安裝牢固，工件定位準確、夾緊可靠，防止加工過程中松動或飛出。安裝刀具時，需確認刀具型號、規(guī)格與程序要求一致，刀桿伸出長度應盡可能短，以保證剛性。刀具必須牢固安裝在刀柄或刀庫中，防止脫落。4.程序檢查：在執(zhí)行加工程序前，務必仔細核對程序內(nèi)容，特別是坐標值、進給速度、主軸轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵參數(shù)。建議通過圖形模擬或空運行（不帶工件）方式檢查程序路徑是否正確，有無干涉。5.操作規(guī)范：*機床運行時，操作者不得擅自離開崗位，應密切關(guān)注機床運行狀態(tài)、切削情況及儀表顯示。*禁止在機床運動部件附近放置任何物品。*加工過程中，若需測量工件尺寸或調(diào)整刀具，必須先停止主軸和進給運動。*發(fā)現(xiàn)異常聲音、振動、冒煙或異味，應立即按下“緊急停止”按鈕，切斷電源，并報告指導人員或設備管理員，待故障排除后方可重新啟動。*兩人或多人協(xié)作時，必須明確分工，統(tǒng)一指揮，避免誤操作。6.作業(yè)環(huán)境：保持工作區(qū)域整潔有序，地面無油污、積水。切削液、潤滑油等應按規(guī)定存放和使用，避免環(huán)境污染。7.關(guān)機與交接：工作結(jié)束后，應先關(guān)閉主軸，待各運動部件停止后，清理切屑和工作區(qū)域，擦拭保養(yǎng)機床。按規(guī)定順序關(guān)閉機床電源，最后關(guān)閉總電源。如實填寫設備運行記錄和交接班記錄。二、數(shù)控機床基本認知2.1數(shù)控機床的組成與工作原理數(shù)控機床是一種由計算機數(shù)字控制的自動化機床。它主要由以下幾個部分組成：*主機（機床本體）：包括床身、立柱、主軸箱、進給機構(gòu)等機械部件，是執(zhí)行實際切削加工的主體。*數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)）：這是數(shù)控機床的核心，通常由計算機、顯示器、鍵盤、PLC（可編程邏輯控制器）等組成。它接收并處理加工程序指令，通過伺服系統(tǒng)控制機床各軸的運動。*伺服系統(tǒng)：由伺服驅(qū)動裝置和伺服電機組成，負責將數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號轉(zhuǎn)換為機床移動部件的精確位移和速度。*輔助裝置：包括自動換刀裝置（ATC）、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、排屑裝置、防護裝置等，它們保障了機床的正常運轉(zhuǎn)和自動化加工。工作原理：操作者根據(jù)加工零件的圖紙要求，編制加工程序，將程序輸入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)對程序進行編譯、運算和處理后，向伺服系統(tǒng)發(fā)出控制指令。伺服系統(tǒng)驅(qū)動各坐標軸按指令要求運動，帶動刀具與工件之間產(chǎn)生相對運動，從而完成零件的切削加工。2.2常見數(shù)控機床類型根據(jù)加工工藝和用途的不同，數(shù)控機床主要有以下幾類：*數(shù)控車床（NCLathe）：主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件，可進行車削外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋、倒角、切槽等工序。*數(shù)控銑床（NCMillingMachine）：用于加工平面、溝槽、曲面、型腔等各種復雜形狀的零件，可進行銑削、鉆孔、鏜孔、攻絲等工序。*加工中心（MachiningCenter,MC）：在數(shù)控銑床基礎上增加了自動換刀裝置和刀庫，能在一次裝夾下完成多工序、多表面的加工，大大提高了生產(chǎn)效率和加工精度。*其他類型：如數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控齒輪加工機床等，分別適用于不同的精密加工需求。本教材將以應用最為廣泛的數(shù)控車床和加工中心為例進行操作講解，其基本原理和操作規(guī)范對其他類型數(shù)控機床具有通用性。三、基本操作流程數(shù)控機床的操作流程因機床型號、數(shù)控系統(tǒng)以及具體加工任務的不同而略有差異，但總體遵循以下基本步驟：3.1開機與回參考點1.開機：*檢查機床總電源是否接通。*打開機床控制系統(tǒng)電源（通常為CNC電源按鈕）。*待系統(tǒng)啟動完成后，打開機床伺服電源（通常為機床電源按鈕）。部分機床為一鍵啟動。*注意觀察系統(tǒng)啟動過程中有無異常報警信息。2.回參考點（回零）：*回參考點是確保機床坐標系建立的基礎，也是保證加工精度的重要步驟。*在手動模式（JOG或HANDLE）下，選擇回參考點模式（REFPOINT或HOME）。*分別或同時（根據(jù)機床設計）操作各軸方向的回零按鈕（+X,+Y,+Z等，具體方向參考機床說明書），使各軸返回至機床參考點。*當軸返回參考點后，相應軸的指示燈會亮起或系統(tǒng)顯示坐標值為零（或特定值）。3.2工件裝夾與找正1.選擇與安裝夾具：根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求，選擇合適的夾具（如三爪卡盤、四爪卡盤、花盤、夾具、壓板等）。將夾具牢固安裝在機床工作臺上或主軸上（車床）。2.工件裝夾：*清潔工件定位面和夾具定位面，去除毛刺、油污。*將工件放置在夾具上，確保定位準確可靠。*均勻用力夾緊工件，夾緊力要適當，既要防止加工過程中工件松動，又要避免工件變形。對于精密零件或薄壁零件，需特別注意夾緊方式和力度。3.工件找正（如需）：對于要求較高的工件，在裝夾后需要進行找正，以保證工件加工基準與機床坐標系方向一致。找正方法通常有：*百分表找正：利用磁力表座將百分表固定在主軸或刀架上，手動旋轉(zhuǎn)主軸或移動工作臺，使百分表測頭接觸工件待找正面，通過調(diào)整工件位置，使百分表指針跳動在允許范圍內(nèi)。*劃線找正：對于毛坯件，可按預先劃好的線進行找正。3.3刀具安裝與對刀1.刀具選擇與安裝：*根據(jù)加工工序（如粗車、精車、銑削、鉆孔等）和工件材料，選擇合適的刀具類型、材質(zhì)和幾何參數(shù)。*車床：將車刀安裝在刀架上，刀尖應與工件中心等高，刀桿應與工件軸線垂直或平行（根據(jù)加工需要），刀具伸出長度盡可能短。*加工中心/銑床：將刀柄（已安裝好刀具）裝入刀庫，或直接手動安裝到主軸上（對于無刀庫的銑床）。安裝時注意清潔刀柄和主軸錐孔。2.對刀：對刀是確定工件坐標系與機床坐標系之間相對位置關(guān)系的過程，即測量刀具在工件坐標系中的起始位置（刀補值）。對刀是否準確直接影響零件的加工尺寸精度。*試切對刀法（常用）：*在手動模式下，啟動主軸，用所選刀具輕輕切削工件外圓（X向）或端面（Z向）。*切削后，沿Z向（外圓試切后）或X向（端面試切后）退刀，停止主軸。*測量試切后的工件直徑（X向）或長度（Z向）。*在數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償頁面，將測量值輸入到對應的刀補號中，完成該軸對刀。*對刀儀對刀法：對于加工中心或精度要求較高的場合，可使用自動對刀儀或手動對刀儀進行對刀，操作更為便捷和精確。具體操作參考對刀儀和機床說明書。*注意：每把刀具都需要單獨進行對刀，并將對刀結(jié)果存入對應的刀具補償號。3.4程序輸入與調(diào)用1.程序輸入：*手動輸入：對于簡單程序或修改少量程序段，可通過CNC系統(tǒng)的MDI鍵盤直接將程序輸入到系統(tǒng)內(nèi)存中。輸入時需注意程序名的命名規(guī)則和程序格式。*外部輸入：對于復雜程序，通常通過U盤、網(wǎng)絡或RS232接口等方式將預先編制好的程序從外部存儲設備傳輸?shù)紺NC系統(tǒng)中。2.程序調(diào)用：在系統(tǒng)的程序管理界面，選擇并調(diào)出需要執(zhí)行的加工程序。確保調(diào)用的程序是當前加工任務所需的正確程序。3.5程序檢查與試運行1.程序圖形模擬：在自動模式下，選擇圖形模擬功能（GRAPH或SIMULATION），啟動程序。系統(tǒng)將在屏幕上動態(tài)顯示刀具的運動軌跡，以便檢查程序路徑是否正確，有無過切、欠切或碰撞的可能。2.空運行檢查：若圖形模擬無法完全確認，可進行空運行。*將機床置于空運行模式（DRYRUN）。*可以選擇將Z軸抬高一個安全高度（通過G代碼或手動干預，具體參考系統(tǒng)說明），或卸下工件。*啟動程序，觀察機床各軸運動是否與預期一致，有無異常動作或干涉。3.參數(shù)檢查：再次確認程序中的主軸轉(zhuǎn)速（S）、進給速度（F）等參數(shù)設置是否合理。3.6試切削與加工1.單段運行：對于首次運行的程序或關(guān)鍵工序，建議先采用單段運行模式（SINGLEBLOCK）。每執(zhí)行完一個程序段后，機床會暫停，操作者可檢查該段加工效果，確認無誤后再執(zhí)行下一段。2.降低倍率：開始切削時，可適當降低進給倍率（FEEDOVERRIDE）和主軸倍率（SPINDLEOVERRIDE），如50%或更低，待切削平穩(wěn)后再逐漸恢復至正常倍率。3.正式加工：*確認一切正常后，切換到自動連續(xù)運行模式（AUTO），將倍率調(diào)至合適值。*按下“循環(huán)啟動”按鈕，機床開始自動加工。*加工過程中，操作者應集中精力，密切關(guān)注切削情況（如切屑顏色、形狀、聲音）、機床運行狀態(tài)及系統(tǒng)顯示。注意觀察冷卻液是否充分噴射到切削區(qū)域。*若發(fā)現(xiàn)異常情況（如劇烈振動、異響、冒煙、火花、尺寸超差等），應立即按下“進給保持”或“緊急停止”按鈕，查明原因并排除故障后方可繼續(xù)。4.尺寸測量：加工過程中或加工完成一個工序后，應在安全前提下對工件進行必要的尺寸測量，及時發(fā)現(xiàn)并糾正可能的偏差。3.7加工結(jié)束與關(guān)機1.程序結(jié)束：當程序執(zhí)行完畢（通常遇到M30或M02指令），機床自動停止，主軸和冷卻液關(guān)閉，刀具返回參考點或換刀點。2.工件卸下：在手動模式下，將主軸或工作臺移動到安全位置，確保不會碰撞。關(guān)閉主軸和冷卻液（如程序未自動關(guān)閉）。松開夾具，小心卸下加工完成的工件，注意防止燙傷（剛加工完的工件溫度較高）。3.清理工作：*清理機床工作區(qū)域的切屑、油污，擦拭干凈導軌面、操作面板等。*將刀具從主軸或刀架上卸下，清潔后妥善保管。*整理夾具，放回原位。*清理冷卻液箱，檢查冷卻液液位，按需添加或更換。4.關(guān)機：*確認機床各軸已停止在安全位置。*關(guān)閉機床伺服電源。*關(guān)閉CNC系統(tǒng)電源。*最后關(guān)閉機床總電源。5.填寫記錄：如實填寫設備運行記錄、加工記錄和交接班記錄，記錄加工過程中的重要信息及遇到的問題。四、控制面板與基本指令認知數(shù)控機床的控制面板是人機交互的主要界面，由機床操作面板（MachineOperationPanel,MOP）和CNC系統(tǒng)面板（CRT/MDIPanel）兩部分組成。不同品牌和型號的數(shù)控機床，其控制面板的布局和按鈕標識可能略有差異，但核心功能是相似的。4.1機床操作面板主要功能鍵1.電源按鈕：包括CNC電源開/關(guān)、機床電源開/關(guān)、急停按鈕（EMERGENCYSTOP，紅色蘑菇頭按鈕，用于緊急情況下切斷機床動力）。2.模式選擇旋鈕/按鍵：*手動方式（JOG）：手動連續(xù)移動各坐標軸。*手輪方式（HANDLE/MPG）：通過手搖脈沖發(fā)生器（手輪）精確微量移動各坐標軸。*自動方式（AUTO）：執(zhí)行存儲在CNC中的加工程序。*MDI方式（ManualDataInput）：手動輸入并執(zhí)行單條程序段。*回參考點方式（REFPOINT/HOME）：用于各軸返回參考點。*編輯方式（EDIT）：用于程序的輸入、修改、刪除等編輯操作。3.軸移動按鈕：在JOG或HANDLE模式下，用于選擇坐標軸（X,Y,Z,A,B等）和移動方向（+/-）。4.進給倍率修調(diào)（FEEDOVERRIDE）：以百分比形式調(diào)節(jié)程序中指定的進給速度F。5.主軸倍率修調(diào)（SPINDLEOVERRIDE）：以百分比形式調(diào)節(jié)程序中指定的主軸轉(zhuǎn)速S。6.主軸控制按鈕：主軸正轉(zhuǎn)（SPINDLECW）、主軸反轉(zhuǎn)（SPINDLECCW）、主軸停止（SPINDLESTOP）。7.冷卻液控制按鈕：冷卻液開（COOLANTON）、冷卻液關(guān)（COOLANTOFF）。8.循環(huán)控制按鈕：*循環(huán)啟動（CYCLESTART）：綠色按鈕，在自動或MDI模式下啟動程序執(zhí)行。*進給保持（FEEDHOLD）：紅色或黃色按鈕，在自動運行時暫停進給運動，主軸和冷卻液仍保持。再次按下循環(huán)啟動可繼續(xù)。9.輔助功能按鈕：如單段（SINGLEBLOCK）、空運行（DRYRUN）、機床鎖?。∕ACHINELOCK）、Z軸鎖?。╖-AXISLOCK）等。4.2CNC系統(tǒng)面板主要功能鍵CNC系統(tǒng)面板通常包含一個CRT顯示器和一個MDI鍵盤。鍵盤上除了數(shù)字鍵（0-9）和字母鍵（A-Z）外，還有以下常用功能鍵：1.地址鍵：如G,M,S,F,T等，用于輸入對應的指令代碼。2.符號鍵：如小數(shù)點（.）、負號（-）、斜線（/）、程序段結(jié)束符（EOB或；）等。3.編輯鍵：如插入（INSERT）、刪除（DELETE）、替換（ALTER）、取消（CAN）、輸入（INPUT/ENTER）、復位（RESET）等，用于程序編輯。4.頁面切換鍵：如POS（位置顯示）、PROG（程序顯示/編輯）、OFFSET/SETTING（刀補/參數(shù)設置）、GRAPH（圖形顯示）、MESSAGE（信息）等，用于切換不同的功能頁面。5.軟功能鍵（SOFTKEY）：位于顯示器下方，其功能隨當前顯示頁面的不同而變化，具體功能會在顯示器上對應位置提示。4.3常用G代碼與M代碼簡介G