加工中心实训教学中编程与操作方法的探讨

来源:用户上传      作者: 王玉勇　陈　军

　　摘要：在实验实训教学和科研生产中，编程或操作失误发生事故，往往给实训的学生带来很大的心理压力。通过在数控加工中心实践中的体会，文章介绍在数控机床上操作与编程的具体做法和经验，并提出了相应的防范措施。
　　关键词：数控加工中心；FANUC系统；G54；编程；操作
　　
　　一、引言
　　
　　随着我国科学技术的高速发展，机械制造技术也发生了深刻的变化，以数控技术为核心的先进制造技术正在逐步取代传统的机械制造技术。要实现培养大批既有专业理论知识，又具有专业操作技能的复合型、实用型、现代型的数控技术加工人才这一目标，实践环节显得尤为重要。2002年省教育厅和湖北工业大学共同投资，购入一批数控设备，如何充分利用先进的教学设施，运用先进的实训设备，以先进的教学手段来达到目的，下面结合笔者多年来在实习教学及生产科研一线的实践经验，来谈谈加工中心编程与操作的做法和体会。
　　
　　二、提出要求
　　
　　第一，了解加工中心的组成、功能及特点；掌握手工编程和计算机辅助编程的基本原理；能够准确操作、使用和维护机床；能够排除加工中心的常见故障。
　　第二，在数控编程与加工的实际工作中掌握正确的操作方法，在操作中逐步养成良好的习惯，形成工程概念。
　　
　　三、了解加工中心的组成、特点及CNC工作流程
　　
　　在学习编程和操作之前必须了解加工中心的组成、该数控系统的特点及系统的优势、机床加工范围、性能指标等知识。湖北工业大学选用了FV-1000A三轴联动立式加工中心，采用FANUC0M控制系统。从操作角度而言可分为3大部分：机床操作面板部分、MDI键盘面板、CRT软件。
　　要完成一项工作需要哪些步骤，需要了解CNC的工作流程（见图1），这样才有利于自己对数控的理解。有了一定的理论基础，就可以在实践加工过程中少走弯路、做得更好。
　　
　　
　　四、掌握数控编程
　　
　　数控加工技术水平的提高，除了与数控机床的性能和功能相关外，数控加工工艺与数控程序也起着相当重要的作用。加工程序的编制工作是数控机床使用最重要的一环，因为程序编制的优势直接影响数控机床的正确使用和数控加工特点的发挥。
　　拿到一张图纸应先仔细分析该零件该如何加工，不要急于编程，应选择好的工序。数控编程的内容：分析零件图纸、确定加工工艺过程；计算走刀轨迹、得出刀位数据；编写零件加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试加工。
　　编程分为手工编程和自动编程。由于这是一门实践性非常强的课程，在基础阶段，应以手工编程为主，选择一些较简单的零件（轮廓、挖槽、孔、面铣）进行编程加工。多交流、多探讨、反复练习、及时总结，使自己能熟练运用数控工艺方法，积累编程经验。只有这样才能步步为营，一课一得，养成耐心和严谨的作风，才能为进一步学习自动编程，如复杂曲线轮廓、三维曲面等复杂型面的自动编程加工打下坚实的基础。由于数控机床本身的价值、精度、自动化程度较高，机床加工过程是靠编制程序来自动完成的，一但失误造成事故，有可能损坏机床。只有养成良好的习惯，有了扎实的基本功，才能避免错误出现，发生事故。
　　
　　五、熟练掌握加工中心的操作
　　
　　操作加工中心要遵循一系列基本操作与步骤来进行。FANUC有多种数控系统，但操作方法基本相同。操作者在操作机床前，必须查阅机床操作规程及相关手册，操作时要细心，及时观察机床的运转，发现异常立即停机检查。合理操作是确保零件加工质量和防止发生事故的重要保障。由于数控系统CNC是一种软件，不能进入相应界面，实训学生就无法进行机床操作，让机床完成所要求的工作。所以先应以通俗易懂的方法让学生上手，再逐步加深讲课内容。
　　第一，机床操作面板和MDI面板的操作。
　　一是机床作业前启动与作业后关机操作规程。
　　二是机床操作面板各功能模式的使用―原点复归、手轮、寸动、快速移动、MDI、编辑、自动运行等。
　　三是MDI编辑区的使用。
　　第二，G54工件坐标系的设定：使用寻边器分中、对刀仪对刀确定工件坐标原点。
　　第三，刀具补偿值的确定与赋值：半径补偿与长度补偿值的设定。
　　第四，程序的输入，检查和修改。
　　第五，程序预演、调用程序，机床自动加工。
　　第六，零件检测及分析。
　　第七，注意事项。
　　一是进入操作界面一般先进行“三步曲”操作，即选择机床操作面板部分→选择MDI键盘面板中相对应的6个功能键之一→选择CRT相关软件。系统即可进入相应的工作界面。
　　二是G54分中对刀过程影响着工件的加工质量，选择刀位点要遵循方便数学处理和简化程序编制；在机床上容易找正，在加工中便于检查；引起的加工误差要小。零件加工较复杂、加工时间较长时，要事先预留第二基准以备用。Z轴坐标最好先以工作台对刀，数据备案后，再在工件上对刀。
　　三是对FANUC系统而言，输入程序段中数值时，不可省略小数点。
　　四是刀具补偿号与刀具补偿值一一对应。可防止出现过切、欠切和撞刀事件的发生。补偿值的测量及输入工作由一人完成，严禁多人同时操作。
　　五是由于FV-1000A采用了FANUC-0M系统，其内存较小，应尽量减少机台存储程序的个数、容量，提高加工中心的搜索、运行效率。
　　通过手动模式下各功能练习，熟悉机床的运动、辅助功能的使用、刀具系统及加工过程；通过编辑区的练习，熟悉数控系统的操作界面，程序管理工作；通过加工练习，掌握设定G54工件坐标系，设定刀具补正，按操作规程和步骤进行机床的数控加工；通过检测及分析，提出改进工艺规程的方法，优化加工程序，培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。
　　
　　六、结束语
　　
　　综上所述，在学习过程中由单项到综合，逐步深入，做到由浅入深，由表及里。实践证明，在教学和生产过程中采用以上方法和步骤收到了一定效果，学生在老师的指导下完成了零件加工，提升了自己对数控技术这门课的兴趣；使自己能全面、周到地考虑零件加工全过程，正确合理地编制零件的加工程序，同时也培养认真负责的工作态度、严谨的工作作风及良好的工作习惯。
　　
　　参考文献：
　　1、友嘉精密机械有限公司培训中心.友嘉CNC加工中心学习手册[Z].
　　2、日本FANUC公司.FANUC 0M使用与维修说明书[Z].
　　（作者单位：湖北工业大学实验实训中心）

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