数控车华中教学课件

华中数控系统数控车床教学课件第一章数控车床基础与系统概述数控机床的概念与发展数字控制定义数字控制（Numerical Control，简称NC）是指用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法数控机床是装备了数控系统的机床，能够根据预先编制的加工程序自动完成零件的加工发展历程回顾从1952年美国麻省理工学院研制出世界第一台数控机床开始，数控技术经历了硬件数控、软件数控、智能数控等发展阶段我国数控技术起步于20世纪60年代，华中数控成立于1994年，是国产数控系统的重要代表行业现状分析数控车床的工作原理与组成核心工作原理数控车床的工作原理是通过数控系统将加工程序转换为机床各轴的运动控制信号，驱动机床执行预定的加工动作整个过程包括程序输入、插补计算、位置控制和执行机构动作四个基本环节01程序解析数控系统读取并解析加工程序中的指令代码02插补计算系统进行轨迹插补，生成各轴的运动控制点03主要组成部分伺服驱动机床本体床身、主轴箱、刀架、尾座等机械结构伺服系统根据控制信号驱动各轴精确运动数控系统华中世纪星控制器，负责程序处理和运动控制伺服驱动系统包括伺服电机、编码器、驱动器等04加工执行刀具按照预定轨迹对工件进行精密加工数控车床的分类与加工特点按功能分类华中系统支持加工优势特点•经济型数控车床适用于简单回转体零•HNC-21T系列专为车床设计的高性能•加工精度高重复定位精度可达件加工控制系统

0.01mm•全功能数控车床可进行复杂轮廓和螺•HNC-22T系列支持多轴联动的高端车•生产效率高自动化程度高，减少人工纹加工削系统干预•车削中心集成自动换刀和多轴联动功•HNC-818T系列经济型车床数控解决•加工质量稳定消除人为因素影响能方案•适应性强可加工复杂回转体零件车床数控系统功能与种类华中世纪星数控系统简介华中数控世纪星系列是专为车床开发的高性能数控系统，具有功能完善、操作简便、性价比高等特点系统采用模块化设计，支持多种配置方案，能够满足不同层次用户的需求高性能处理器采用32位ARM处理器，运算速度快，实时性好人性化界面7寸彩色液晶显示屏，中文操作界面，易学易用网络通信支持以太网、USB等多种通信方式系统对比分析对比项目华中世纪星进口系统技术水平国际先进技术领先价格成本性价比高价格较高服务支持本土化服务服务成本高直观的操作界面，提升编程效率第二章数控车削加工工艺与编程基础数控车削加工工艺基本特点工艺内容工艺流程包括零件分析、工艺路线制定、切削参数选从毛坯到成品的完整加工过程规划，包括粗加择、刀具选择、夹具设计等全过程工艺设计工、半精加工、精加工等工序安排合理的工需要综合考虑零件的材料、形状、精度要求和序划分能够提高加工效率和质量生产条件工序设计工艺性分析确定加工顺序、切削用量、走刀路径等具体参分析零件的结构特点、尺寸精度、表面粗糙度数遵循先粗后精、先主后次、基准统一的原要求，评估加工的可行性和经济性重点关注则进行工序安排加工难点和关键工序典型零件加工工艺分析轴类零件加工工艺套类零件加工工艺轴类零件是数控车床加工的典型对象，具有长径比大、刚性差等特点01毛坯准备选择合适的毛坯，进行端面和中心孔加工02粗车外圆大走刀量去除毛坯余量，留精加工余量套类零件内孔加工是重点，需要特别注意刀具选择和切削参数03数控车床编程基础知识编程内容概述坐标系建立数控编程是指编制数控机床加工程序的机床坐标系是数控机床固有的坐标系，过程，包括零件工艺分析、数值计算、工件坐标系是根据工件和夹具情况建立编写程序、程序检验等步骤编程质量的坐标系正确建立坐标系是编程的基直接影响加工效果和生产效率础编程方法手工编程适用于几何形状简单的零件，自动编程借助CAD/CAM软件生成程序，适用于复杂零件华中系统支持多种编程方式数控编程中的数学处理数学计算要点1尺寸链计算分析零件的尺寸关系，建立尺寸链，计算各环节的公差分配2坐标值计算根据零件图样计算各个关键点的坐标值，建立数学模型3刀具补偿考虑刀具半径和长度补偿，修正刀具路径轨迹程序结构组成程序号O开头的四位数字，如O0001程序段由若干指令字组成的一行程序指令字地址码+数据，如X

100、S1000程序结束M30或M02结束程序常用指令字详解地址码功能说明N程序段号标识程序段顺序G准备功能控制机床工作方式X、Z坐标轴指定运动坐标值F进给速度mm/min或mm/r手工编程核心指令详解12主轴功能指令进给功能指令S指令主轴转速控制，S1000表示1000转/分F指令进给速度控制M03主轴正转启动G94每分钟进给，单位mm/minM04主轴反转启动G95每转进给，单位mm/rM05主轴停止G96恒线速度控制主轴转速的选择要根据工件材料、刀具材料和加工要求确定合理的进给速度能提高加工效率和表面质量34刀具功能指令辅助功能指令T指令刀具选择和补偿调用M08冷却液开T0101选择1号刀具，调用1号补偿M09冷却液关G41/G42刀具半径补偿M30程序结束并返回程序头G43/G44刀具长度补偿M02程序结束刀具补偿是保证加工精度的重要手段宏程序与子程序编程技巧宏程序编写方法宏程序是使用变量和运算表达式编写的参数化程序，能够大大简化重复性加工和系列零件的编程工作华中系统支持用户宏程序功能01变量定义使用#号定义变量，如#1=10002运算表达式支持四则运算和三角函数03条件判断IF-THEN-ELSE逻辑判断04循环控制子程序调用应用WHILE-DO和FOR循环结构O0001主程序G90G00X0Z0M98P0010调用子程序O0010G00X50Z-20M98P0010再次调用子程序M30O0010子程序G01X20F100G01Z-10G01X30G01Z0M99子程序返回精准编程，保障加工质量第三章数控车床操作实务与典型零件编程华中世纪星数控系统操作介绍

32740.01位处理器寸彩屏轴控制毫米精度ARM架构高性能处理器，运算能力高分辨率彩色液晶显示屏最多支持4轴同时控制重复定位精度达到

0.01mm强系统硬件配置特点操作装置与软件界面处理器32位ARM Cortex-A8，主频600MHz触摸屏操作支持电阻式触摸屏，操作直观便捷内存512MB DDR3高速内存功能键盘标准数控机床操作键盘存储4GB eMMC闪存存储手轮操作电子手轮支持精密手动操作显示7寸800×480分辨率彩色液晶屏中文界面全中文操作界面，符合国人操作习惯接口USB、以太网、RS232等多种通信接口帮助系统内置详细的操作帮助和故障诊断环境工作温度0-50℃，相对湿度≤80%数控车床开机、关机及复位操作1开机前检查检查电源连接、气压、液压、冷却液等系统状态，确保机床周围无异物，安全防护装置完好检查刀具安装是否牢固，工件装夹是否正确2系统启动打开主电源开关，启动数控系统，系统自检完成后进入操作界面观察报警信息，确保系统正常启动初次开机需要进行系统参数确认3返回参考点按下参考点返回按钮，各轴按顺序返回机床原点Z轴先返回，然后X轴返回确认各轴位置显示正确，机床进入准备状态4安全关机停止主轴运转，关闭冷却液，各轴返回安全位置退出系统程序，关闭数控系统电源，最后关闭主电源开关做好日常维护记录安全注意事项手动控制与工作参数设置坐标轴手动运动华中系统提供多种手动操作模式，方便操作者进行机床调试、对刀和试切削等工作点动模式按住方向键时机床运动，松开即停止适用于精确定位和对刀操作连续模式按下方向键后机床连续运动，再次按下停止快速移动到指定位置手轮模式通过电子手轮控制轴的精密移动，分辨率可设置为

0.001-1mm主轴手动操作•转速设置在主轴转速栏输入目标转速值•正转启动M03指令或面板正转按钮•反转启动M04指令或面板反转按钮•主轴停止M05指令或面板停止按钮工件坐标系设置01选择工件坐标系选择G54-G59工件坐标系之一02程序输入、编辑与运行控制程序输入方法程序编辑功能手工输入直接在系统中编写程序代码插入行在指定位置插入新程序段删除行删除选中的程序段DNC传输通过RS232或网络传输程序修改内容修改程序段中的数值或指令U盘导入从U盘读取程序文件查找替换批量查找和替换程序内容网络传输通过以太网接收程序程序运行控制程序选择从程序列表中选择要执行的程序循环启动启动自动循环加工进给保持暂停程序执行程序停止停止当前程序运行华中系统提供了完善的程序管理功能，支持多种程序输入方式和编辑操作在程序运行过程中，操作者可以实时监控加工状态，及时调整切削参数，确保加工质量和安全数控车床避免撞刀的实用方法常见撞刀原因分析编程错误坐标值计算错误、刀具路径规划不当、忘记考虑刀具半径补偿等编程错误是撞刀的主要原因操作失误工件坐标系设置错误、刀具补偿值输入错误、手动操作时方向判断失误等操作问题装夹问题工件装夹不牢固发生移位、刀具安装不正确、夹具干涉等机械装夹问题系统故障伺服系统异常、编码器故障、电气连接问题等系统故障导致的位置偏差典型零件车削编程案例轴类零件编程实例以阶梯轴为例，演示完整的编程过程和加工流程该零件具有多个台阶和倒角，是典型的轴类零件O0001阶梯轴加工程序G90G00G54绝对坐标、快速定位、工件坐标系M03S1000主轴正转1000转T0101选择1号刀具G00X52Z5快速定位到起始点M08冷却液开G01X50Z0F200直线插补到端面G01Z-20车削第一段外圆G01X40Z-2145度倒角G01Z-40车削第二段外圆G01X30Z-4245度倒角G01Z-60车削第三段外圆G00X100Z100快速退刀M09冷却液关M05主轴停止M30程序结束套类零件编程要点01外圆基准先加工外圆建立径向基准02内孔粗加工大进给去除内孔余量03内孔精加工小进给保证尺寸精度04盘类与螺纹类零件编程实例盘类零件加工特点螺纹加工编程技巧盘类零件直径大、厚度相对较小，加工时需要注意装夹方式和切削振动控螺纹加工是数控车床的重要功能，包括外螺纹、内螺纹和锥螺纹等类型制主要加工外圆、端面和各种槽类特征华中系统提供了完善的螺纹加工功能编程要点G32螺纹切削指令•选择合适的主轴转速，避免振动G32X终点X坐标Z终点Z坐标F螺距示例G32X18Z-30F

1.5•合理安排加工顺序，减少装夹变形•使用适当的刀具角度和切削参数•螺距必须与主轴转速匹配•进刀和退刀要留有足够余量•多次切削时注意起始角度盘类和螺纹类零件的加工需要特别注意工艺安排和参数设置盘类零件容易产生振动，需要选择合适的主轴转速和进给量螺纹加工要求主轴与进给严格同步，必须使用螺纹切削功能理论结合实践，提升技能水平第四章数控车床维护与故障诊断本章将介绍数控车床的选用原则、安装调试方法、日常维护保养规范以及常见故障的诊断与处理技巧良好的维护保养是保证数控车床长期稳定运行的关键，掌握故障诊断技能能够快速解决生产中遇到的问题，提高设备利用率数控车床的选用、安装与调试机床选型原则安装环境要求根据加工零件的尺寸范围、精度要求、材料特性和生产批机床安装场地应具备良好的地基条件，避免振动源影响量确定机床规格考虑车床的最大加工直径、长度、主轴环境温度控制在15-35℃，相对湿度不超过80%，远离腐蚀功率等技术参数性气体调试验收电源与接地进行几何精度检测、定位精度测试、重复定位精度验证提供稳定的三相380V电源，电压波动不超过±10%建立可试切标准试件，验证机床的加工能力和精度保持性靠的接地系统，接地电阻小于4Ω，确保操作安全安装流程要点调试检查项目

1.基础施工浇筑混凝土基础，预埋地脚螺栓几何精度主轴轴线对床身导轨的垂直度

2.设备就位使用吊装设备将机床放置到位定位精度各坐标轴的定位精度检测

3.水平调整使用精密水平仪调整机床水平度重复精度重复定位精度测量

4.管路连接连接电源、气源、冷却液管路功能验证各项功能和安全装置测试

5.系统调试进行数控系统参数设置和调试试加工加工标准试件验证性能数控车床的日常维护与保养日保养（每日）1•清洁机床表面，清除切屑和油污•检查冷却液液位和清洁度2周保养（每周）•检查润滑油液位和油质状况•检查气压系统压力是否正常•清洁导轨面，涂抹专用润滑脂•清洁操作面板和显示屏•检查各轴丝杠的润滑状况•清洁排屑器，确保排屑顺畅月保养（每月）3•检查电器柜的清洁和散热•更换冷却液，清洁冷却系统•检查安全防护装置功能•检查主轴轴承的温升和噪音•检查伺服电机和编码器连接4年保养（每年）•清洁电器柜，检查电缆连接•更换液压油和润滑油•校验刀具补偿和机床精度•检查机床几何精度•更新数控系统软件版本•检查主轴平衡和振动•全面检修电气系统维护保养的重要性规范的维护保养能够延长设备使用寿命，保持加工精度，降低故障率建议建立设备档案，记录维护保养历史，为故障诊断提供参考依据常见故障诊断与处理实例12机械系统故障数控系统故障主要表现异常噪音、振动、发热、精度下降等主要表现死机、报警、程序丢失、显示异常等常见原因常见原因•主轴轴承磨损或润滑不良•系统软件出错或参数丢失•导轨磨损或润滑脂老化•存储器故障•丝杠螺母间隙过大•电源电压不稳定•联轴器松动或损坏•系统过热保护处理方法更换磨损部件，添加润滑脂，调整机械间隙处理方法重新启动系统，恢复参数备份，检查电源和散热34电气系统故障伺服系统故障主要表现不能启动、保险烧断、接触器不吸合等主要表现轴不运动、位置偏差、震荡等常见原因常见原因•电源缺相或电压异常•伺服驱动器故障•接触器线圈烧坏•编码器信号异常•继电器触点氧化•伺服参数设置错误•电缆接头松动•伺服电机过载处理方法检查电源，更换损坏器件，紧固接线端子处理方法检查驱动器状态，清洁编码器，调整伺服参数华中数控系统报警信息与故障排查HNC-21T系统报警代码详解报警号报警内容处理方法001急停按钮按下检查急停按钮状态002伺服驱动器故障检查驱动器电源和连接010X轴正向硬限位手动退回安全位置011X轴负向硬限位手动退回安全位置020Z轴正向硬限位手动退回安全位置021Z轴负向硬限位手动退回安全位置101主轴过载降低切削参数201程序格式错误检查程序语法故障排查流程课程总结与学习展望智能化升级技术发展趋势AI辅助编程、自适应控制、预测性维护等智能化技术将广泛应用于数控设备数控技术正朝着高精度、高效率、智能化方向发展华中数控积极推进工业

4.0和智能制造技术创新网络化制造设备联网、远程监控、云端数据分析将成为未来制造业的重要特征绿色制造节能环保技术得到重视，干切削、微量润滑等绿色加工工艺广泛推广精密加工超精密加工技术不断突破，加工精度达到纳米级，满足高端制造需求学以致用的建议迈向专家之路理论学习只是起点，实践操作才是关键建议学员成为数控技术专家需要具备勤于实践多上机操作，积累实际经验扎实基础机械、电气、计算机等综合知识善于思考遇到问题时深入分析原因丰富经验处理各种复杂问题的实战能力持续学习跟上技术发展步伐，不断充实自己创新思维不断改进工艺和操作方法团队合作与同事交流经验，相互学习提高责任心对产品质量和安全生产负责质量意识始终把产品质量放在第一位学习能力适应新技术和新设备的发展。