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摘要:《数控仿真》课程是数控、模具专业的主干课,它与《数控编程》课程紧密相连,相辅相成,一个侧重于程序编制和指令的讲解,另一个侧重于数控机床的模拟加工和操作。文章分析了在数控仿真教学过程中教材及数控软件应用所出现的一些问题及其解决措施。
关键词:数控仿真;软件报警;软件应用;对刀
中图分类号:G423文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0018-02
《数控仿真》课程是数控、模具专业的主干课,它与《数控编程》课程紧密相连,相辅相成,一个侧重于程序编制和指令的讲解,另一个侧重于数控机床的模拟加工和操作,在学习这两门课程的基础上,再加上一个有效的数控实训,可以说数控专业方面的知识,无论是理论上还是实践上都掌握的较为全面。
在多年的《数控仿真》课程教学过程中,就学生上机练习碰到的难题,并结合教材(人民邮电出版社于2005年9月出版的《数控原理与编程实训》)中编写的一些错误分析如下:
一、出现撞刀报警的各类原因及措施
1.错误对刀。刀尖点并非停在合适的点上或者输入数据与位置不对,例如对刀点在外圆表面上却输入“MX0”指令来对刀。
2.对刀值或刀补值输错了位置,本应输在MENU OFSET键目录下的“形状”中,而不是输在“磨损”中。
3.加工刀具已切入工件,但主轴还未旋转,遗漏了“M3 Sxx”指令,在进刀之前或下刀同时加上主轴转速指令。
4.工件的装夹方式或是刀具路径不合适,刀具在加工过程中与夹具有干涉,工件的装夹有三种方式:直接装夹、工艺板装夹、平口钳装夹。第二种选用工艺板装夹较好最好,其装夹螺钉位置较低,不易撞刀,第三种选用台钳进行装夹,要将零件向上调整高度,第一种装夹易产生干涉现象。
例如:在切槽加工后,用 N70 G0 X100.Z100.;程序段进行退刀不好,应该分成两步进行:N70 G0 X100.;N80 Z100.。
5.编程中刀具长度补偿值遗漏或错误,G43后面没有跟Hxx或Hxx中没有值。
6.编程中开头N001 G50 X100. Z100.,尽管对刀操作正确,但没有在X100.Z100.点起刀,依然会发生撞刀。
7.编程中坐标值忽略了小数点。
例如:教材第141面的程序,原文如下:
N005G00X45Z5;
N006G71U2R1;
N007G71P008Q012U0.6W0.3F0.2。
8.T指令使用不正确。教材第145面的程式中,粗、精加工都不用切削液,切断时又用上了,而且每调用完一把刀都不取消刀补,即使在仿真中不出现问题,但在实际加工中这样操作是不适当的,很可能会出现走位不准。
9.在前后程序段,同组指令转换中遗漏F,有可能造成系统报警或以快速进给替代工作进给而带来遗患,例如教材第169面的程式:
N011 G0 X38Z2;
N012 G01 Z-30;
N013 X41;
10.程序中的开头为N001 G92 X100. Y100.Z80.,但起刀点位置不正确。
二、超程报警
在手动移动坐标轴时,不小心超过了机床工作行程范围而出现报警,在这种情况下只要反向移动相应轴再回零操作即可。
1.在程序中编程尺寸已超过机床设定范围,然后一运行程序就报警,需要将程序中的尺寸改小。
2.编程时,程序开头未编写好,有错误存在,例如:N001 G90 G0 X0 Y0 Z100.。
3.G54等工件坐标系的坐标位置未输入或输入错误,一般情况下工件坐标系X﹑Y﹑Z的数值均为负值,有时被初学者漏写了负号。
4.刀具的长度补偿值有错误,与正确值相差甚远。
5.程序中的开头为N001 G92 X100.Y100.Z80.,但起刀点位置不正确。
三、程式无法开启
1.先将PROGRAM PROTECT ON程序保护键打开钥匙放平,否则会出现程序保护已锁定的报警。
2.在操作面板上按下EDIT键,置于编辑状态之下,才可进行编辑程序。
3.在编辑面板上按下PROGRAM键,以便显示程序。
4.再按下LIB软键,否则会有“程式没有登记,请登记的”报警,键入Oxxxx再按INSRT键开启新程序,但不能与已有程序号相同,否则会有“程式已登记,请输入新的程序号”。
5.打开已有程序则只需键入Oxxxx 再按 一下光标键即可。
四、其他问题
1.首次打开界面,JOG手动转动主轴按键失效,必须在MDI方式下,在按下PROGRAM键后,输入“M3 Sxx”指令,然后按 CYCLESTART键启动,完成之后才可在JOG模式下进行操作。
2.有时在仿真加工中突然棒料不见了,因为显示工件的功能键未按下,仅显示毛坯。
3.编辑中换行,先按EOB键出现“;”号,再按INSRT键则自动跳行,但要注意光标应停在最后一个字节,若移动一个字节,有时会出现空屏现象,忽然找不到程序了,碰到这种情况可以按RESET键回到程序开头。
五、对刀方面的问题
一般铣床及加工中心在X,Y方向对刀时使用的基准工具包括芯棒和寻边器两种。
1.芯棒采用检查塞尺松紧的方式对刀,具体过程如下:
X轴方向对刀;将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,进入“手动”方式。
点击MDI键盘上的,使CRT界面上显示坐标值;借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具,利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将机床移动到相应位置。可以采用点动方式移动机床,点击菜单“塞尺检查/1mm”,将操作面板的MODE旋钮切换到STEP/HANDLE档,通过调节操作面板上的倍率旋钮和按钮移动靠棒,使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果:合适”。
记下塞尺检查结果为“合适”时CRT界面中的X坐标值,此为基准工具中心的X坐标,记为X1;将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X2;将塞尺厚度记为X3;将基准工件直径记为X4(可在选择基准工具时读出)。
则工件上表面中心的X的坐标为基准工具中心的X的坐标-零件长度的一半-塞尺厚度-基准工具半径。即X1-X2/2-X3-X4。结果记为X。
Y方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y坐标,记为Y。
完成X,Y方向对刀后,点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回;将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,机床转入手动操作状态;利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将Z轴提起,再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具。
注:塞尺有各种不同尺寸,可以根据需要调用。
2.寻边器。寻边器有固定端和测量端两部分组成。固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上,中心线与主轴轴线重合。在测量时,主轴以400r/min旋转。通过手动方式,使寻边器向工件基准面移动靠近,让测量端接触基准面。在测量端未接触工件时,固定端与测量端的中心线不重合,两者呈偏心状态。当测量端与工件接触后,偏心距减小,这时使用点动方式或手轮方式微调进给,寻边器继续向工件移动,偏心距逐渐减小。当测量端和固定端的中心线重合的瞬间,测量端会明显的偏出,出现明显的偏心状态。这是主轴中心位置距离工件基准面的距离等于测量端的半径。
X轴方向对刀,将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,进入“手动”方式。
点击MDI键盘上的,使CRT界面上显示坐标值;借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具,利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将机床移动到相应位置。
记下寻边器与工件恰好吻合时CRT界面中的X坐标,此为基准工具中心的X坐标,记为X1;将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X2;将基准工件直径记为X3(可在选择基准工具时读出)。
则工件上表面中心的X的坐标为基准工具中心的X的坐标 -零件长度的一半 - 基准工具半径。即X1-X2/2-X3/2。结果记为X。
Y方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y坐标,记为Y。
完成X,Y方向对刀后,将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,机床转入手动操作状态;利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将Z轴提起,再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具。
Z轴对刀,铣床对Z轴对刀时采用的是实际加工时所要使用的刀具。
3.塞尺检查。点击菜单“机床/选择刀具”或点击工具条上的小图标,选择所需刀具。
将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,进入“手动”方式。
点击MDI键盘上的,使CRT界面上显示坐标值;借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具,利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将机床移动到大致位置。
类似在X,Y方向对刀的方法进行塞尺检查,得到“塞尺检查:合适”时Z的坐标值,记为Z1,则工件中心的Z坐标值为Z1-塞尺厚度。得到工件表面一点处Z的坐标值,记为Z。
参考文献
[1]梁永回.浅谈数控模拟仿真软件在实验教学中的应用[J].装备制造技术,2008,(3).
[2]郑小军,吴军.数控仿真软件在数控实验中的应用[J].实验科学与技术,2009,(2).
[3]马丽.数控模拟仿真软件在实验教学中的应用[J].中国西部科技,2008,(27).
[4]傅建红,黄国兵.仿真技术在高职高专院校数控实训中的应用[J].新余高专学报,2009,(2).
作者简介:彭蓉(1972-),男,江西工业贸易职业技术学院机电技术系工程师,研究方向:数控。
关键词:数控仿真;软件报警;软件应用;对刀
中图分类号:G423文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0018-02
《数控仿真》课程是数控、模具专业的主干课,它与《数控编程》课程紧密相连,相辅相成,一个侧重于程序编制和指令的讲解,另一个侧重于数控机床的模拟加工和操作,在学习这两门课程的基础上,再加上一个有效的数控实训,可以说数控专业方面的知识,无论是理论上还是实践上都掌握的较为全面。
在多年的《数控仿真》课程教学过程中,就学生上机练习碰到的难题,并结合教材(人民邮电出版社于2005年9月出版的《数控原理与编程实训》)中编写的一些错误分析如下:
一、出现撞刀报警的各类原因及措施
1.错误对刀。刀尖点并非停在合适的点上或者输入数据与位置不对,例如对刀点在外圆表面上却输入“MX0”指令来对刀。
2.对刀值或刀补值输错了位置,本应输在MENU OFSET键目录下的“形状”中,而不是输在“磨损”中。
3.加工刀具已切入工件,但主轴还未旋转,遗漏了“M3 Sxx”指令,在进刀之前或下刀同时加上主轴转速指令。
4.工件的装夹方式或是刀具路径不合适,刀具在加工过程中与夹具有干涉,工件的装夹有三种方式:直接装夹、工艺板装夹、平口钳装夹。第二种选用工艺板装夹较好最好,其装夹螺钉位置较低,不易撞刀,第三种选用台钳进行装夹,要将零件向上调整高度,第一种装夹易产生干涉现象。
例如:在切槽加工后,用 N70 G0 X100.Z100.;程序段进行退刀不好,应该分成两步进行:N70 G0 X100.;N80 Z100.。
5.编程中刀具长度补偿值遗漏或错误,G43后面没有跟Hxx或Hxx中没有值。
6.编程中开头N001 G50 X100. Z100.,尽管对刀操作正确,但没有在X100.Z100.点起刀,依然会发生撞刀。
7.编程中坐标值忽略了小数点。
例如:教材第141面的程序,原文如下:
N005G00X45Z5;
N006G71U2R1;
N007G71P008Q012U0.6W0.3F0.2。
8.T指令使用不正确。教材第145面的程式中,粗、精加工都不用切削液,切断时又用上了,而且每调用完一把刀都不取消刀补,即使在仿真中不出现问题,但在实际加工中这样操作是不适当的,很可能会出现走位不准。
9.在前后程序段,同组指令转换中遗漏F,有可能造成系统报警或以快速进给替代工作进给而带来遗患,例如教材第169面的程式:
N011 G0 X38Z2;
N012 G01 Z-30;
N013 X41;
10.程序中的开头为N001 G92 X100. Y100.Z80.,但起刀点位置不正确。
二、超程报警
在手动移动坐标轴时,不小心超过了机床工作行程范围而出现报警,在这种情况下只要反向移动相应轴再回零操作即可。
1.在程序中编程尺寸已超过机床设定范围,然后一运行程序就报警,需要将程序中的尺寸改小。
2.编程时,程序开头未编写好,有错误存在,例如:N001 G90 G0 X0 Y0 Z100.。
3.G54等工件坐标系的坐标位置未输入或输入错误,一般情况下工件坐标系X﹑Y﹑Z的数值均为负值,有时被初学者漏写了负号。
4.刀具的长度补偿值有错误,与正确值相差甚远。
5.程序中的开头为N001 G92 X100.Y100.Z80.,但起刀点位置不正确。
三、程式无法开启
1.先将PROGRAM PROTECT ON程序保护键打开钥匙放平,否则会出现程序保护已锁定的报警。
2.在操作面板上按下EDIT键,置于编辑状态之下,才可进行编辑程序。
3.在编辑面板上按下PROGRAM键,以便显示程序。
4.再按下LIB软键,否则会有“程式没有登记,请登记的”报警,键入Oxxxx再按INSRT键开启新程序,但不能与已有程序号相同,否则会有“程式已登记,请输入新的程序号”。
5.打开已有程序则只需键入Oxxxx 再按 一下光标键即可。
四、其他问题
1.首次打开界面,JOG手动转动主轴按键失效,必须在MDI方式下,在按下PROGRAM键后,输入“M3 Sxx”指令,然后按 CYCLESTART键启动,完成之后才可在JOG模式下进行操作。
2.有时在仿真加工中突然棒料不见了,因为显示工件的功能键未按下,仅显示毛坯。
3.编辑中换行,先按EOB键出现“;”号,再按INSRT键则自动跳行,但要注意光标应停在最后一个字节,若移动一个字节,有时会出现空屏现象,忽然找不到程序了,碰到这种情况可以按RESET键回到程序开头。
五、对刀方面的问题
一般铣床及加工中心在X,Y方向对刀时使用的基准工具包括芯棒和寻边器两种。
1.芯棒采用检查塞尺松紧的方式对刀,具体过程如下:
X轴方向对刀;将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,进入“手动”方式。
点击MDI键盘上的,使CRT界面上显示坐标值;借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具,利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将机床移动到相应位置。可以采用点动方式移动机床,点击菜单“塞尺检查/1mm”,将操作面板的MODE旋钮切换到STEP/HANDLE档,通过调节操作面板上的倍率旋钮和按钮移动靠棒,使得提示信息对话框显示“塞尺检查的结果:合适”。
记下塞尺检查结果为“合适”时CRT界面中的X坐标值,此为基准工具中心的X坐标,记为X1;将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X2;将塞尺厚度记为X3;将基准工件直径记为X4(可在选择基准工具时读出)。
则工件上表面中心的X的坐标为基准工具中心的X的坐标-零件长度的一半-塞尺厚度-基准工具半径。即X1-X2/2-X3-X4。结果记为X。
Y方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y坐标,记为Y。
完成X,Y方向对刀后,点击菜单“塞尺检查/收回塞尺”将塞尺收回;将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,机床转入手动操作状态;利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将Z轴提起,再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具。
注:塞尺有各种不同尺寸,可以根据需要调用。
2.寻边器。寻边器有固定端和测量端两部分组成。固定端由刀具夹头夹持在机床主轴上,中心线与主轴轴线重合。在测量时,主轴以400r/min旋转。通过手动方式,使寻边器向工件基准面移动靠近,让测量端接触基准面。在测量端未接触工件时,固定端与测量端的中心线不重合,两者呈偏心状态。当测量端与工件接触后,偏心距减小,这时使用点动方式或手轮方式微调进给,寻边器继续向工件移动,偏心距逐渐减小。当测量端和固定端的中心线重合的瞬间,测量端会明显的偏出,出现明显的偏心状态。这是主轴中心位置距离工件基准面的距离等于测量端的半径。
X轴方向对刀,将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,进入“手动”方式。
点击MDI键盘上的,使CRT界面上显示坐标值;借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具,利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将机床移动到相应位置。
记下寻边器与工件恰好吻合时CRT界面中的X坐标,此为基准工具中心的X坐标,记为X1;将定义毛坯数据时设定的零件的长度记为X2;将基准工件直径记为X3(可在选择基准工具时读出)。
则工件上表面中心的X的坐标为基准工具中心的X的坐标 -零件长度的一半 - 基准工具半径。即X1-X2/2-X3/2。结果记为X。
Y方向对刀采用同样的方法。得到工件中心的Y坐标,记为Y。
完成X,Y方向对刀后,将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,机床转入手动操作状态;利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将Z轴提起,再点击菜单“机床/拆除工具”拆除基准工具。
Z轴对刀,铣床对Z轴对刀时采用的是实际加工时所要使用的刀具。
3.塞尺检查。点击菜单“机床/选择刀具”或点击工具条上的小图标,选择所需刀具。
将操作面板中MODE旋钮切换到JOG,进入“手动”方式。
点击MDI键盘上的,使CRT界面上显示坐标值;借助“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等工具,利用操作面板上的按钮和AXIS旋钮,将机床移动到大致位置。
类似在X,Y方向对刀的方法进行塞尺检查,得到“塞尺检查:合适”时Z的坐标值,记为Z1,则工件中心的Z坐标值为Z1-塞尺厚度。得到工件表面一点处Z的坐标值,记为Z。
参考文献
[1]梁永回.浅谈数控模拟仿真软件在实验教学中的应用[J].装备制造技术,2008,(3).
[2]郑小军,吴军.数控仿真软件在数控实验中的应用[J].实验科学与技术,2009,(2).
[3]马丽.数控模拟仿真软件在实验教学中的应用[J].中国西部科技,2008,(27).
[4]傅建红,黄国兵.仿真技术在高职高专院校数控实训中的应用[J].新余高专学报,2009,(2).
作者简介:彭蓉(1972-),男,江西工业贸易职业技术学院机电技术系工程师,研究方向:数控。