数控车床加工

4.2　数控车床加工

数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成型表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。

4.2.1　数控车床操作面板介绍及基本操作

1．机床电气安全预防措施

强调机床电气安全预防，将有助于操作者的人身安全，避免发生意外的伤亡事故，也能使机床处于良好的运行状态。机床在设计方面已提供了各种安全装置，以保护操作人员的人身安全；如果不遵守安全操作规程或违反安全操作规程，也将造成人身伤亡和重大事故的发生。所以，一定请操作人员务必认真详细的理解和做到我们所提供的安全预防措施，并严格执行安全操作规程。

（1）安全预防措施概述

① 电器柜内有高压终端，不得用手及其他导电物质触摸，也不得随意打开电器柜及操作台。

② 操作人员不得用湿手、油手触摸电控元件开关及按钮。

③ 时刻牢记紧急停止按钮的位置及电源总开关的位置，并且时刻准备操作它们，以防发生重大事故。

（2）机床电源接通前后的注意事项

① 机床电源接通前，把所有的电柜门都关好，以防外界杂物进入机床电器柜及操作台内部。

② 机床电源引线露在车间地面上时，要安装防护盖及必要的防护措施，防止铁屑等杂物将电源引线短路，定期检查电源引线是否破损、短路、断路、接触不良等。由机床电源引起的故障，应及时切断电源。

③ 在机床电源接通后，每次应检查润滑泵及各部冷却风扇是否正常工作，如有问题应及时通知维修人员进行处理。

④ 当机床发生故障时，一般操作顺序为按下紧急停止按钮，关闭机床总电源，此操作也适应正常情况的停机。

（3）机床启动时注意事项

① 机床启动前，一定将工件夹紧，关好防护门，不得在防护门开启时加工工件。

② 在机床运转加工过程中，不能接触或接近驱动部件，也不得将头部、手部伸向转动和移动的部件，否则，旋转或移动的部件会造成人身事故。

③ 不要用湿手、油手触摸各个开关及按钮。

④ 不要在移开各种电气安全装置的情况下操作机床。

（4）机床停止时注意事项

① 在完成操作之后，要使机床停止工作时，按下紧急停止按钮，关闭机床总电源，如果机床所处工作环境过高，应注意电器柜通风散热。

② 定期清洁电器柜及操作台内部的灰尘及杂物，大约10～20天清洁一次电器柜及操作台的风扇过滤器，以便通风散热良好。在粉尘环境下，更应该注意清洁。

③ 不要随便改动或改变所提供的各种参数。

④ 如果遇到机床长时间不工作期间，应保证7天给机床送一次电，使电气元件及数控系统得电运行1～3小时，以驱赶电气柜及操作台内部的潮湿，增加干燥性，保持电气元件处于良好的环境中。并且若机床长时间停电放置，机床参数和程序有可能丢失。

2．机床安全操作注意事项

在机床操作中安全问题越来越重要。根据本机床结构及工作性质应注意下列安全问题。

（1）人身安全问题

由于数控机床实现了自动控制自动循环，在操作中要认真确认编程是否正确，动作是否到位，工件装夹是否可靠，在自动循环加工时必须关好机床防拉门，确认各项准备工作就绪后再启动机床开始工作。

根据本机床特点着重注意以下事项：

①在主轴旋转进行手动操作时，一定要使自己的身体和衣物远离旋转及运动部位，以免将衣物卷入造成事故；

②在手动换刀时，要注意刀塔转动及刀具安装位置，身体和头部要远离刀具回转部位，以免碰伤；

③在装夹工件时要将工件夹牢，以免工件飞出造成事故；完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其他调整工具取出拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。

（2）避免对机床零部件及功能造成损坏的安全事项

虽然数控机床可实现自动控制来完成许多复杂动作，但前提必须是在合理的、有序的、正确的程序编制和动作安排下，并经过严格确认后才能顺利完成。根据车床特点要注意以下安全事项：

① 要仔细阅读机床使用说明书，熟练掌握数控车床的操作及维修技能，熟悉机床各部件结构及性能，为正式上岗操作做好准备；

② 认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否安全无误，以免在循环加工时造成事故，损坏刀具及相关部件；

③ 在机床具体操作发现疑难问题时，请不要随意处置，请及时和维修人员取得联系。总之，在进行机床操作时要认真仔细，应尽量避免意外事故的发生。

4.2.2　数控小车CKA6150操作说明

1．数控小车CKA6150机床操作面板说明，该机床操作面板（MCP）如图4.6所示。

图4.6　CK6150机床操作面板

2．机床操作

接通机床总电源启动系统，经过几分钟后，LCD显示器开始显示，这时机床如果没有报警，表示系统一切正常，可以进行操作。下面就本机床的MCP面板做简单说明，关于西门子802D数控系统的编程、刀具的设定以及程序和刀具的管理等方面的内容请查阅随机配备的802D数控系统操作编程手册，在这里就不再介绍。

为了使用好本机床，必须很好地记住该机床操作面板上的一些按键的使用方法及注意事项。

（1）手动方式键

按下该键机床进入手动操作方式，在手动方式下可进行的操作在下面的操作按键介绍时顺便说明。

（2）增量键

只有在手动方式下增量键才有效，当不断地按下增量键时，可以看到显示器左上角处显示不断变化的单位。在该方式下按下坐标移动键就可以实现坐标的移动。

（3）回参考点方式键

回参考点方式是伴随着手动方式同时存在的，即只要按下回参考点方式键，系统就会同时进入手动和回参考点两种方式。另外，系统初次上电时，自动进入手动和回参考点方式，目的是提醒操作者开机后首次进行一次回参考点的操作，以建立机床坐标系，使系统参数中设定的软限位生效。回参考点的具体操作是分别按一下坐标移动键的正方向键即可。

（4）自动方式键

按下该键机床进入自动方式，我们编写的零件加工程序只有在自动方式下才能运行，在该方式下按下循环启动键，机床就按事先选定的零件程序进行自动加工。

（5）单段方式键

单段方式是伴随着其他方式而存在的，但是它只有在自动和MDI操作方式下才起作用。它的作用就是使程序一段一段地执行。所以当按下该键后，程序就按单段执行。

（6）MDI方式键

按下该键机床就进入该方式，它可以编辑简单的程序段并运行。

（7）主轴控制键

主轴控制键是指机床操作面板上的主轴正转、主轴反转、主轴停按键。这些按键只有在手动方式下才起作用，用于手动方式下的主轴控制。当主轴处于旋转状态时，方式转换不能进行。

（8）复位按键

复位键用于系统的复位，当NC出现一些报警时，可以通过该键清除报警；另外还可以终止所有的机床运动。

（9）限位解除键

只有在手动方式下该键才起作用，无论在自动还是手动方式下，当坐标轴压到硬限位后，在手动方式下首先按住该键不要松开，同时按一下复位键，这时仍然不要松开限位解除键，再按需要退出方向的坐标移动键直到坐标脱离硬限位再松开限位解除键，从而完成限位解除。

（10）循环启动键

用于自动和MDI方式下的程序启动，另外在仿真和程序测试情况下启动程序，其他情况下不起作用。

（11）循环停止键

用于自动和MDI方式下的程序停止，另外在仿真和程序测试情况下停止程序，其他情况下不起作用。

（12）紧急停止按钮

当机床出现紧急情况时按下该按钮，则机床的所有动作将立即被终止，当松开该按钮后，需要通过复位按键对NC进行复位。

（13）坐标移动键

用于手动和增量方式下的坐标移动。

（14）手轮

用于手动增量方式下的坐标移动，手轮只有在机床坐标系中有效，在工件坐标系中无效。

（15）进给倍率旋钮

在自动和手动方式下，用该旋钮来调整进给速度。

（16）主轴倍率旋钮

在自动和手动方式下，用该旋钮来调整主轴速度。

3．常用M指令代码介绍

（1）M00程序暂停

（2）M01程序预选停

（3）M02程序结束

（4）M03主轴正转

（5）M04主轴反转

（6）M05主轴停止

（7）M08 冷却液开

（8）M09 冷却液关

（9）M30 程序结束并返回

4.2.3　数控大车CKQ61125、卧车CK7840A操作说明

东汽厂CKQ61125、CK7840A数控车床。其数控系统均为sinumerik810d，这些数控机床的机床操作面板都采用SIEMENS生产的19标准车床版MCP。部分用户定义键可由机床生产厂家定义。通过机床控制面板使机床产生运动，如：移动轴或启动程序。

SIEMENS的标准机床控制面板有以下操作控制：

1．用于车床的机床控制面板只是有部分用户自定义键不一样，本章节以用户定义键较多的CK7840A机床为例介绍其操作，如图4.7所示。CK61125的操作这里不再详述。

2．机床控制面板键

（1）急停按钮

左上角的红色蘑菇头按钮为急停按钮，按下红色按钮机床处于急停状态，即：在人身安全受到危害、机床和工件受到损坏的情况下，急停功能会用最大可能的制动力矩使所有控制下的驱动停止。本按钮具有机械连锁，按下后只有在顺时针旋转一角度后才能释放复位。然后用手动或自动（G28）返回参考点操作，使运动轴返回参考点。

（2）工作方式选择

选择机床的运行方式：

EDIT——存储器编辑方式

AUTO——自动运行方式

MDA——手动数据输入方式

INC——（1u、10u、100u、1 000u、10 000u）手摇脉冲发生器方式或手动增量式

JOG——手动连续进给方式

REF——返回参考点方式

图4.7　CK7840A机床操作面板

（3）进给坐标轴方向选择（±X、±Z）和手动快速进给（RT），此项操作可使床鞍连续移动或点动。操作顺序如下：

① 工作方式选连续进给；

② 选择要求移动的轴按钮，按下按钮则选择的轴一直移动；

③ 选择JOG进给率；

使用进给速度修调开关，根据该波段开关的不同位置，可以得到下列速度的任一种：0，1，2，4，6，8，10，20，30，40，50，60，70，75，80，85，90，95，100，105，110，115，120。

④ 快速修调开关与进给修调开关使用同一个开关。

（4）外挂手持操作盒

用手摇脉冲发生器可以精确地调整吃刀。操作顺序如下：

① 按手持盒生效键，灯亮；

② 选择要移动的轴X或Z；

③ 使用软键选择1INC，10INC，100INC任意一种，选择每格移动量；

④ 由手动进给轴选择所要移动的轴；

⑤ 旋转手摇脉冲发生器，顺时针方向旋转正向进给，逆时针方向旋转负向进给。

（5）液压尾架的操作

液压尾架分为脚踏开关和按钮两种操作。

使用尾架时的操作：

① 在主轴停止状态下；

② 在机床操作面板上按用户自定义键或脚踏开关时，尾架伸出，再按按钮或脚踏一次，尾架退回。压力继电器SP2顶紧确认后，尾架顶紧灯亮。

（6）排屑器的操作

排屑器有三个用户按钮控制排屑链的向前、停止、向后。正常排屑时电机为正转，减速后通过牙嵌或离合器驱动排屑链排出铁屑。在排屑过程中，若遇到阻力，排屑链减速以至停止前进。此时牙嵌盘脱开啮合并压上开关SQ2使电机停转，排除阻力后，方可重新启动。为便于排除故障，设置了能向后运行的功能。

（7）程序保护信号钥匙开关

机床控制面板上有4个钥匙位置开关（0，1，2，3）。三把钥匙不同颜色，根据用户使用者的不同级别，选择不同的位置开关，做相应的程序、数据保护。

0位　无键，　保护级7最低

1位　1键，黑色 保护级6

2位　1键，绿色 保护级5

3位　1键，红色 保护级4最高

改变存取权

改变存取权后不能自动更新屏幕（如：当改变键开关位置时），而只能下一次更新屏幕（如：关闭和打开一个目录）。每次执行一个功能都回检查当前有效的存取权。如果PLC处于停止状态，那么则不能扫描机床控制面板的输入镜像。因此，在启动过程中，作为设置存取授权的辅助选件，可以在“start-up”操作区域中输入三个口令。

如果设置了口令，则与键开关的位置无关。

（8）机床照明灯按钮

在机床控制面板上按下照明灯控制用户自定义键，机床照明灯亮，同时按钮上面的指示灯也亮，再按下该按钮，机床照明灯灭，同时按钮上面的指示灯也灭。

（9）转塔分度

本机床转塔共有12个刀位，在MDA方式下用T代码进行换刀。

比如在MDA方式输入T5，然后按下循环启动键，刀塔转到5号刀位置然后锁进。

（10）中心架操作

① 手动方式，按下用户自定义键执行相应的操作。

R10——中心架1移动按钮

R11——中心架2移动按钮

R13——中心架1定心按钮

R14——中心架2定心按钮

② 在自动方式下，使用M代码操作，下面小结有介绍。

（11）冷却手动按钮

在机床操作面板上按下冷却控制用户自定义键时，按钮上面的指示灯亮，冷却处于手动方式，同时接通冷却电机，再按下该按钮，冷却停止，并且解除手动方式，发光二极管灭。

3．与自动运行有关的操作

（1）自动操作的启动

① 工作方式按钮选择“自动方式”；

② 选择程序号；

③ 按下循环启动按钮并将其松开，自动运行启动，同时循环启动灯开始亮。

注意：自动方式下（或MDA方式下）主轴不能旋转时，检查卡盘夹紧压力继电器SP1或SP2是否发令动作。

（2）自动运行的停止

使自动运行停止的方法有：预先用程序在想要停止的地方输入停止指令（M00，M01，M02，M30）；还可以按操作面板上的按钮（进给暂停，复位Restet），使其停止。

① 程序停止（M00）

执行M00指令的启动程序之后，自动运行停止，与单程序段停止相同，到此为止的模态信息全被保存。

② 任选程序段停止（M01）

与M00相同，执行含有M01指令的程序段之后，自动运行停止。仅限于机床控制面板上的“任选程序段停止开关”接通的前提下。

③ 程序结束（M02，M30）

程序执行结束，M02程序结束，但不返回到程序开始，M30则要返回程序开始。

④ 进给暂停按钮

当程序运行时，按进给暂停，可使自动运转暂时停止，同时进给暂停灯亮，循环启动灯灭。

⑤ 复位Restet

按CRT/MDI复位按钮，外部复位信号可使自动运行停止，呈复位状态，如果在移动中复位，机床将减速停止。

（3）操作选择功能

单程序段（SBK）按钮

按下单程序段按钮后，按钮上指示灯亮，在自动运行期间，正在执行的程序段结束后，就切断循环启动信号而停止，但进给暂停信号灯并没有接通，此后，每次输入循环启动信号时，就从存储器中读取一段程序而执行它的操作。

在螺纹切削期间，接通单程序段信号时，动作在螺纹切削指令后的第一个非螺纹切削指令的程序段完成以后才停止。

4．关于使用代码的说明

（1）G代码的说明

参见《西门子810D操作编程手册》。

（2）T代码的说明

T代码为T4位数

T××××

前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。

（3）M代码

本机床使用如下M代码：

M00程序停止（无条件）

M01选择程序停止（有条件）

M02程序终了

M03主轴正转

M04主轴反转

M05主轴停止

M08冷却开

M09冷却关

M10卡盘卡紧

M11卡盘松开

M17子程序结束

M23排削器正转

M24排削器反转

M25排削器停止

M30程序结束并返回程序开头

M80尾架伸出

M81尾架退回

M82中心架1夹紧定心

M83中心架1松开

M84油水分离器通

M85油水分离器断

M86中心架2夹紧定心

M87中心架2松开

M88中心架1上升

M89中心架1下降

M90中心架2上升

M91中心架2下降

（4）S代码

用S四位数直接指定主轴速度。速度范围为：30～3 000r/m。