管遠鋒
(梅縣第一職業學校,廣東 梅州 514743)
(1)選題背景。本人在梅縣第一職業學校教學,當任數控實習教師,負責編程與操作這一門實習課。實訓教學是職業教育的主要內容,它體現學生對所學專業的技能訓練掌握的程度。由于學校的數控設備主要是GSK980TD的數控車床,所以選擇撰寫GSK980TD的實訓教學。
(2)教學對象。適用于初步接觸《數控操作與編程》這門課程的學生,通過本次實訓,讓他們進一步了解本課程,激發他們的學習興趣。
(3)實訓課程設計。鑒于學生已學的知識及學生的接受能力,本次實習課程首先跟學生回顧了編程的一些基本事項,然后著重通過現場演示講解對刀方法和程序的編寫、錄入與校驗,最后通過一個車床加工編程實例講解機床操作步驟(注:由于考慮到學生對實際加工過程還不是很熟悉,暫不將刀具半徑補償納入此次實訓中)。力求通過本次實習,讓學生初步掌握編程常用指令、基本的對刀方法、程序的編寫、錄入與校驗以及機加工的一般步驟。
(1)面板熟悉。廣州數控研制的新一代普及型車床 CNC GSK980TD是 GSK980TA的升級產品,采用了32位高性能CPU和超大規模可編程器件FPGA,運用實時多任務控制技術和硬件插補技術,實現μm級精度運動控制和PLC邏輯控制。
(2)向學生講解編程的過程。數控機床的刀具按存儲器中的程序指定的方式運動。當使用數控機床加工一個零件時,把刀具的軌跡和其它加工條件編入一個程序,這個程序稱為零件加工程序,簡稱零件程序。
(3)講解GSK980TD系統的編程指令簡介:①我們所用的數控車床是前刀座坐標系,所以逆時針插補用G02,順時針插補用G03。②紅色圈內的代碼為本次實訓涉及到的代碼,介紹時重點強調。編程注意事項:①在代碼中,當地址后的第一位數字是0時可省略。如M03可寫成M3;②在零件程序中,不同的程序段最好不要編寫相同的程序段號Nxxxx,否則程序跳轉到該段號時只認可最前面的一個。
將車刀安裝在刀架的第一工位,并在卡盤上安裝直徑為40mm的棒料工件,在確認工件和刀具安裝好后進行下一步。
假設是在卡盤上安裝好的工件.我們按習慣把工件坐標定義右端面中心就是工件的坐標原點,一旦工件坐標原點確定以后,我們在加工程序的編寫時所有圖紙尺寸都是按這個坐標原點來確定的。
①選擇第一工位上的刀,開動主軸,使刀具沿表面切削;
②在Z軸不動的情況下沿X軸退出刀具,并且停止主軸旋轉;
⑤開動主軸,使刀具沿外圓 表面切削;
⑥在X軸不動的情況下,沿Z軸退出刀具,并且停止主軸旋轉;
⑦測量直徑“ α”( 假定 α=15);
⑩移動刀具至安全換刀位置,這樣,我們就對好了刀。
(1)程序的一般結構。程序是由以“OXXXX”(程序名)開頭、以“%”號結束的若干行程序段構成的。程序段是以程序段號開始(可省略),以“;”或“*”結束的若干個指令字構成。
(2)程序的輸入及校驗:①查看已存的程序。
在上頁面中可查看CNC中已存儲程序的程序名,為新程序名的確定作準備。
(3)程序運行。在裝好工件,對好刀的情況下,我們就可以運行程序進行零件加工,不過,在程序運行前我們應注意:
①把尾座退到機床導軌的最尾端,這樣加工過程中在軸運動時一般不會撞上尾座。
(1)編程部分:① 車削加工程序的基本編制方法,包括:A.廣數980TD數控系統編程格式要求,與廣數980TA數控系統數控系統編程格式進行適當對比;B.主軸轉速、進給量單位、走刀速度、刀具號等功能的設置格式和編置順序C.程序中選用加工坐標系的方法。D.前刀架與后刀架的區別,它們在建立編程坐標系方面的不同; ② G00、G01、G02、G03、G70、G71等指令格式與使用方法;③ 粗車與精車的概念、應用場合及編程區別;④ 零件加工精度與切削三要素的關系及選擇依據。
(2)操作部分:① 加工程序的輸入、檢查與修改操作方法;②程序模擬檢驗方法;③調用程序自動加工方法;④控制加工件尺寸與精度方法,及工件測量方法。
(1)加工工件的步驟。步驟1:上機操作之前,按照圖預先編寫加工程序,并給指導老師檢查;注意:因是初學,建議先在紙上或本上編寫加工程序,不要直接在操作面板中輸入程序,且必須先給指導老師檢查。步驟2:領取和檢查工件及刀、夾、量具等;注意:檢查工件規格是否符合要求、刀具的刀刃是否完好、量具回零是否正確等。步驟3:開機操作并機械回零;注意:①開機后應先檢查機床運行是否正常,包括主軸、導軌、操作面板等,如發現異常,應及時向指導老師報告;②檢查主軸、導軌和其它運動付的潤滑情況,并及時添加潤滑油。步驟4:裝夾刀具;注意:①裝夾車刀時,刀尖位置一般應對準工件中心(可根據尾座頂尖高度檢查);②車刀不應伸出不要過長,一般為20~25mm(約為刀桿厚度的1.5倍)。步驟5:裝夾工件毛坯;注意:棒料外伸長度必須綜合考慮工件加工長度、退刀距離和穩定裝夾尺度等多種因素,否則容易撞刀或工件松脫。若棒料整體長度不足,應及時向指導老師報告。步驟6:對刀并建立加工坐標系;步驟7:程序輸入、編輯、檢查和修改;步驟8:程序模擬檢驗;注意:在程序模擬檢驗階段,務必進入輔助功能鎖住、機床鎖住及空運行狀態,以免撞刀。步驟9:調用程序進行自動加工;注意:①在加工中必須密切注視加工情況,一旦出現意外情況,必須及時按下急停按鍵;②可以在加工中調節主軸轉速和進給速度,以適應加工情況。步驟10:檢驗工件尺寸,必要時進行修補加工;注意:若工件尺寸有上下偏差,為保證加工尺寸不超差,可以按照尺寸較大的偏差值來編程。如對于軸尺寸Φ30±0.01而言,取Φ30.1作為最終加工尺寸來編程;對于孔尺寸Φ30±0.01而言,則取Φ29.9作為最終加工尺寸來編程。這樣一旦尺寸超差,可以有再加工和修補的余地。步驟11:拆卸工件;步驟12:清掃機床并關機。
文章主要講述GSK980TD實訓教學的一些步驟。通過這次剖析,使學生能夠對廣數系統更加熟悉。隨著機械行業的飛速發展,數控加工以獨有的優勢在機械行業中得到了廣泛的使用,致使數控人員需求緊缺日益突出。因此,培養既懂理論又會操作的技能型數控人員是當前職業學校的緊迫任務。而實習教學是職業教育的主要內容,技能在職業學校教育中是起主導作用,實訓課的效果對教學質量有著至關重要的影響。在《數控車削編程與實訓》以后的教學中,筆者會通過多種途徑傳授數控編程知識,并更加注重學生能力的培養,摸索出一套適合學生能力發展的教學經驗。