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1、第第4章章SIEMENS系统数控车床的编程与系统数控车床的编程与操作操作本章概述本章概述本章主要介绍了数控车床中的西门子本章主要介绍了数控车床中的西门子802S/802C802S/802C系统，从控制系统，从控制面板的操作到数控车床的操作，最后以螺纹加工为例讲解了面板的操作到数控车床的操作，最后以螺纹加工为例讲解了SIEMENSSIEMENS系统的编程在实际中的应用。系统的编程在实际中的应用。教学目标教学目标熟悉熟悉SIEMENS 802S/802CSIEMENS 802S/802C系统控系统控$lJ$lJ面板的操作。面板的操作。熟练掌握熟练掌握SIEMENS 802S/802CSIEMENS
2、 802S/802C系统常用的指令及编程格式。系统常用的指令及编程格式。掌握螺纹加工指令掌握螺纹加工指令G33G33和和CYCLE97CYCLE97螺纹切削循环指令的应用。螺纹切削循环指令的应用。下一页第第4章章SIEMENS系统数控车床的编程与系统数控车床的编程与操作操作4.1SIEMENS 802S/802C控制面板控制面板操作操作4.2数控车床的操作数控车床的操作4.3螺纹加工螺纹加工4.4练习练习4.1SIEMENS 802S/802C控制面板操作控制面板操作4.1.1 4.1.1 数控系统数控系统SIEMENS 802S/802CSIEMENS 802S/802C控制面板操作介绍控制
3、面板操作介绍SIEMENS 802S/802CSIEMENS 802S/802C控制面板如控制面板如图图4-14-1所示。所示。备注备注:数字数字/字母键用于输入数据到系统数据输入域，系统自字母键用于输入数据到系统数据输入域，系统自动判别取字母还是取数字。动判别取字母还是取数字。4.1.24.1.2数控机床操作面板介绍数控机床操作面板介绍SIEMENS 802S/802CSIEMENS 802S/802C操作面板操作面板.如如图图4-24-2所示。所示。4.1.34.1.3操作区域的划分操作区域的划分按控制器的基本功能可以划分为以下几个操作区域，如按控制器的基本功能可以划分为以下几个操作区域，
4、如图图4-34-3所示。所示。4.1.44.1.4屏幕划分屏幕划分SIEMENS 802SSIEMENS 802S系统屏幕如系统屏幕如图图4-44-4所示，屏幕符号说明见所示，屏幕符号说明见表表4-14-1.返回下一页4.1SIEMENS 802S/802C控制面板操作控制面板操作4.1.54.1.5最重要的软件功能最重要的软件功能图图4-54-54.1.64.1.6数控车床操作顺序见数控车床操作顺序见图图4-64-6返回上一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作1.1.先翻开数控车床的总电源开关，然后翻开数控系统的电源先翻开数控车床的总电源开关，然后翻开数控系统的电源开关开关2.2.开机回参
5、考点操作开机回参考点操作1 1接通接通CNCCNC和机床电源，系统启动以后进人和机床电源，系统启动以后进人“加工。加工。2 2操作区操作区JOGJOG运行方式，出现运行方式，出现“回参考点窗口，如回参考点窗口，如图图4-74-7所示。所示。O O坐标未回参考点。坐标未回参考点。坐标已到达参考点。坐标已到达参考点。3 3选择正向坐标轴，如选择正向坐标轴，如图图4-84-8所示。所示。3.3.输入新程序输入新程序“程序操作区程序操作区1 1功能编制新的零件程序文件，弹出一窗口，如功能编制新的零件程序文件，弹出一窗口，如图图4-94-9所所示，输入零件名称和类型，并进行编辑、复制等操作。示，输入零件
6、名称和类型，并进行编辑、复制等操作。返回下一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作2 2操作步骤操作步骤选择选择“程序操作区，显示程序操作区，显示NCNC中已经存在的程序目录。中已经存在的程序目录。按按“新程序键，出现一对话窗口，在此输入新的主程序和新程序键，出现一对话窗口，在此输入新的主程序和子程序名称。子程序名称。在名称后输入文件类型主程序为在名称后输入文件类型主程序为*.MPF*.MPF，子程序为，子程序为*.SPF*.SPFo o按按“确定键确认输入，生成新程序，现在可以对新程序进确定键确认输入，生成新程序，现在可以对新程序进行编辑、修改。此时，系统进入程序编辑状态，练习输入如行编辑、
7、修改。此时，系统进入程序编辑状态，练习输入如下给定的加工程序逐字按键输入下给定的加工程序逐字按键输入:返回下一页上一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作%N AA2 MPF%N AA2 MPF;$PATH=/_ N_ MPF_ DIR;$PATH=/_ N_ MPF_ DIRN10 G90 G94 G54N10 G90 G94 G54N20 TID1 S800 M3N20 TID1 S800 M3N30 G00 X46.5 Z3N30 G00 X46.5 Z3N40 GOl Z-35 F150N40 GOl Z-35 F150N50 G00 X100 Z50N50 G00 X100 Z50M
8、OSMOSM02M02最后，用关闭键结束程序的编制，这样才能返回到程序目录最后，用关闭键结束程序的编制，这样才能返回到程序目录管理层。管理层。返回下一页上一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作4.4.零件程序的修改零件程序的修改“程序运行方式程序运行方式1 1功能零件程序不处于执行状态时，可以进行编辑，如功能零件程序不处于执行状态时，可以进行编辑，如图图4-104-10所示。所示。2 2操作步骤操作步骤在主菜单下选择在主菜单下选择“程序键，出现程序目录窗口。程序键，出现程序目录窗口。用光标键选择待修改的程序。用光标键选择待修改的程序。按按“翻开键，屏幕上出现所修改的程序，现在可修改程序。翻开
9、键，屏幕上出现所修改的程序，现在可修改程序。用关闭键结束程序的修改，这样才能返回到程序目录管理层。用关闭键结束程序的修改，这样才能返回到程序目录管理层。5.JOG5.JOG运行方式运行方式“加工操作区加工操作区1 1功能在功能在“JOG“JOG，运行方式下，可使坐标轴点动运行，如，运行方式下，可使坐标轴点动运行，如图图4-114-11所示。所示。返回下一页上一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作2 2操作步骤操作步骤选择选择“JOG“JOG，运行方式。，运行方式。操作相应的方向键，可以使坐标轴运行。操作相应的方向键，可以使坐标轴运行。如果同时按动相应的坐标轴键和如果同时按动相应的坐标轴键和“
10、快进键，则坐标轴以快快进键，则坐标轴以快进速度运行。进速度运行。在选择在选择“增量选择以步进增量方式运行时，坐标轴以增量增量选择以步进增量方式运行时，坐标轴以增量递增，步进量在屏幕上显示。递增，步进量在屏幕上显示。6.MDA6.MDA运行方式手动输入运行方式手动输入“加工操作区加工操作区1 1功能在功能在“MDA“MDA，运行方式下，可以编制一个零件程序段，运行方式下，可以编制一个零件程序段加以执行，但不能加工由多个程序段描述的轮廓，如加以执行，但不能加工由多个程序段描述的轮廓，如图图4 4一一1212所示。所示。2 2操作步骤操作步骤选择机床操作面板上的选择机床操作面板上的“MDA“MDA键
11、。键。通过操作面板输入程序段。通过操作面板输入程序段。按动数控启动键执行输入的程序段。按动数控启动键执行输入的程序段。例如例如:输入输入“T4+“T4+回车，就将回车，就将4 4号刀具置为当前刀具。号刀具置为当前刀具。返回下一页上一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作7.7.选择和启动零件加工程序选择和启动零件加工程序“加工操作区加工操作区1 1功能启动程序之前必须调整好系统和机床，以保证安全。功能启动程序之前必须调整好系统和机床，以保证安全。2 2操作步骤操作步骤按自动方式键，选择自动运行方式。按自动方式键，选择自动运行方式。翻开翻开“程序目录窗口，如程序目录窗口，如图图4-134-13所
12、示。所示。在第一次选择在第一次选择“程序操作区时会自动显示程序操作区时会自动显示“零件程序和子零件程序和子程序目录，把光标定位到所选的程序上。程序目录，把光标定位到所选的程序上。用用“选择键选择待加工的程序，被选择的程序名称显示在选择键选择待加工的程序，被选择的程序名称显示在屏幕区屏幕区“程序名下。程序名下。8.8.自动运行方式自动运行方式1 1功能在自动方式下，零件程序可以自动加工执行，这是功能在自动方式下，零件程序可以自动加工执行，这是零件加工中正常使用的方式，如零件加工中正常使用的方式，如图图4-144-14所示。所示。返回下一页上一页4.2 数控车床的操作数控车床的操作2 2操作步骤操
13、作步骤.按自动方式键，选择自动运行方式。按自动方式键，选择自动运行方式。.按区域转换键，回主菜单。按区域转换键，回主菜单。.按程序键。按程序键。.选择要加工的程序。选择要加工的程序。.按选择键，调出加工的程序。按选择键，调出加工的程序。.按翻开键可编辑修改程序。按翻开键可编辑修改程序。.按单步循环键，选择单步循环加工。按单步循环键，选择单步循环加工。.按按CYCLESTARTCYCLESTART键，启动加工程序。键，启动加工程序。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工4.3.14.3.1螺纹的基础知识螺纹的基础知识螺纹英文名螺纹英文名:screw thread:screw thread在圆柱
14、或圆锥母体外表上制出在圆柱或圆锥母体外表上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起局部。螺纹按其母的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起局部。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹;按其在母体所处位置分为外按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状牙型分为三角形螺纹、矩螺纹、内螺纹，按其截面形状牙型分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹，三角形螺纹主要用于连接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传形螺纹主要用于连接，矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动动;按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹
15、一般用右旋螺纹按螺旋线方向分为左旋螺纹和右旋螺纹一般用右旋螺纹;按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹;连接用连接用的多为单线，传动用的采用双线或多线的多为单线，传动用的采用双线或多线;按牙的大小分为粗牙按牙的大小分为粗牙螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺螺纹和细牙螺纹等，按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工圆柱螺纹的主要几何参数有圆柱螺纹的主要几何参数有:外径大径，与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆外径大径，与外
16、螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径，螺纹的公称直径即大径柱体直径，螺纹的公称直径即大径;内径小径，与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆内径小径，与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径柱体直径;中径，母线通过牙型上凸起和沟槽两者宽度相等的假想圆柱中径，母线通过牙型上凸起和沟槽两者宽度相等的假想圆柱体直径体直径;螺距，相部牙在半径线上对应两点间的轴向距离螺距，相部牙在半径线上对应两点间的轴向距离;导程，同一螺旋线上相部牙在中径线上对应两点间的轴向距导程，同一螺旋线上相部牙在中径线上对应两点间的轴向距离离;牙型角，螺纹牙型上相部两牙侧间的夹角牙型角，螺纹牙型上相部两牙侧间的夹角;螺
17、纹升角，中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平螺纹升角，中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面之间的夹角面之间的夹角;工作高度，两相配合螺纹牙型上相互重合局部在垂直于螺纹工作高度，两相配合螺纹牙型上相互重合局部在垂直于螺纹轴线方向上的距离等。轴线方向上的距离等。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工螺纹的公称直径除管螺纹以管子内径为公称直径外，其余都螺纹的公称直径除管螺纹以管子内径为公称直径外，其余都以外径为公称直径。螺纹已标准化，有米制公制和英制以外径为公称直径。螺纹已标准化，有米制公制和英制两种。国际标准采用米制，中国也采用米制。圆柱螺纹中，两种。国际标准采用米制，中国也采用米
18、制。圆柱螺纹中，三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种，一般连接多三角形螺纹自锁性能好。它分粗牙和细牙两种，一般连接多用粗牙螺纹。细牙的螺距小，升角小，自锁性能更好，常用用粗牙螺纹。细牙的螺距小，升角小，自锁性能更好，常用于细小零件薄壁管中有振动或变载荷的连接以及微调装置等。于细小零件薄壁管中有振动或变载荷的连接以及微调装置等。管螺纹用于管件紧密连接。矩形螺纹效率高，但因不易磨制，管螺纹用于管件紧密连接。矩形螺纹效率高，但因不易磨制，且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹代替。锯齿形螺且内外螺纹旋合定心较难，故常为梯形螺纹代替。锯齿形螺纹牙的工作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力。纹牙的工
19、作边接近矩形直边，多用于承受单向轴向力。圆锥螺纹的牙型为三角形，主要靠牙的变形来保证螺纹副的圆锥螺纹的牙型为三角形，主要靠牙的变形来保证螺纹副的紧密性，多用于管件。紧密性，多用于管件。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工螺纹的种类螺纹的种类螺纹也是零件上常见的外表之一，它有多种形式，按用途的螺纹也是零件上常见的外表之一，它有多种形式，按用途的不同可分为如下两类不同可分为如下两类:1 1紧固螺纹它用于零件间的固定连接，常用的有普通螺纹紧固螺纹它用于零件间的固定连接，常用的有普通螺纹和管螺纹等，螺纹牙型多为三角形。对普通螺纹的主要要求和管螺纹等，螺纹牙型多为三角形。对普通螺纹的主要要求是可旋入
20、性和连接的可靠性是可旋入性和连接的可靠性;对管螺纹的主要要求是密封性和对管螺纹的主要要求是密封性和连接的可靠性。连接的可靠性。2 2传动螺纹它用于传递动力、运动或位移，如丝杠和测微传动螺纹它用于传递动力、运动或位移，如丝杠和测微螺杆的螺纹等，其牙型多为梯形或据齿形。对于传动螺纹的螺杆的螺纹等，其牙型多为梯形或据齿形。对于传动螺纹的主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。主要要求是传动准确、可靠，螺牙接触良好及耐磨等。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工4.3.24.3.2恒螺距螺纹切削指令恒螺距螺纹切削指令G33G33SINUMERIK 802DSINUMERIK 802D系统和系
21、统和FANUCFANUC一一OiOi数控车床系统螺纹加工指令数控车床系统螺纹加工指令对应关系是对应关系是G32G32对应对应G33,G76G33,G76对应对应CYCLE97CYCLE97，但它们编程格式，但它们编程格式却相差很大。却相差很大。G33G33可以车削直螺纹、锥螺纹和端面螺纹等各种类型的单头与可以车削直螺纹、锥螺纹和端面螺纹等各种类型的单头与多头螺纹的加工。多头螺纹的加工。1.1.指令格式指令格式 G33 Z_K_SF=_;G33 Z_K_SF=_;圆柱螺纹圆柱螺纹 G33 X_Z_K_SF=_;Z G33 X_Z_K_SF=_;Z轴位移大于轴位移大于X X轴位移的锥螺纹轴位移的锥
22、螺纹 G33 X_Z_I_SF=_;X G33 X_Z_I_SF=_;X轴位移大于轴位移大于Z Z轴位移的锥螺纹轴位移的锥螺纹 G33 X_I_SF=_;G33 X_I_SF=_;端面螺纹端面螺纹说明说明:X/Z:X/Z为螺纹终点退刀点的坐标。为螺纹终点退刀点的坐标。UKUK为螺纹导程。为螺纹导程。SFSF为加工多头螺纹时的刀具的圆周上的偏移量。为加工多头螺纹时的刀具的圆周上的偏移量。如如图图4-154-15所示为螺纹所示为螺纹X X轴和轴和Z Z轴位移举例。轴位移举例。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工2.2.编程举例编程举例如如图图4-164-16所示零件，编写双头螺纹所示零件，编写
23、双头螺纹M30X4 M30X4 P2P2的程序。的程序。CZY55.MPFCZY55.MPF主程序名主程序名N10 G54 G94 G90;N10 G54 G94 G90;用用G54G54工件坐标系、分进给、绝对编程工件坐标系、分进给、绝对编程N20 M3 S500;N20 M3 S500;主轴正转，转速为主轴正转，转速为500 r/min500 r/minN30 T3 DI;N30 T3 DI;换换3 3号外螺纹刀，导入刀具刀补号外螺纹刀，导入刀具刀补N40 GO X32 Z6;N40 GO X32 Z6;快速到达切螺纹起始点快速到达切螺纹起始点N50 GO X29.1;N50 GO X29
24、.1;快速进给到切螺纹第一刀起始点，背吃刀量快速进给到切螺纹第一刀起始点，背吃刀量0.9 mm0.9 mmN60 G33 ZN60 G33 Z一一22 K4 SF=0;22 K4 SF=0;切第一头螺纹，切第一头螺纹，SF=00SF=00从圆周零从圆周零点切入点切入N70 GO X32;N70 GO X32;沿径向退出沿径向退出N80 GO Z6;N80 GO Z6;快速返回到起刀点快速返回到起刀点返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工省略第一头螺纹其他走刀切削局部省略第一头螺纹其他走刀切削局部N110 GO X32 Z6;N110 GO X32 Z6;进行第二头螺纹的切削，走到螺纹起点进行
25、第二头螺纹的切削，走到螺纹起点N120 G33 ZN120 G33 Z一一22 K4 SF=180;SF=180022 K4 SF=180;SF=1800从圆周从圆周18001800方向切方向切入，螺纹通过圆周角度分头入，螺纹通过圆周角度分头N150 GO X32;N150 GO X32;N160 GO Z6;N160 GO Z6;省略第二头螺纹其他走刀切削局部省略第二头螺纹其他走刀切削局部返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工4.3.34.3.3螺纹切削循环指令螺纹切削循环指令CYCLE97CYCLE971.1.指令功能指令功能CYCLE97CYCLE97可以车削直螺纹、锥螺纹等各种类型的
26、单头与多头螺可以车削直螺纹、锥螺纹等各种类型的单头与多头螺纹。车削多头螺纹时，每一个螺纹依次加工。螺纹切削循环纹。车削多头螺纹时，每一个螺纹依次加工。螺纹切削循环指令，只要设定好参数，该指令就可以自动加工出螺纹，程指令，只要设定好参数，该指令就可以自动加工出螺纹，程序相对恒螺纹切削指令序相对恒螺纹切削指令G33G33简洁得多。学员应掌握其参数的意简洁得多。学员应掌握其参数的意义，合理选择参数使用好此指令。义，合理选择参数使用好此指令。2.2.指令格式指令格式CYCLE97 CYCLE97 PIT,MPIT,SPL,FPL,DM1 PIT,MPIT,SPL,FPL,DM1，DM2DM2，APP,
27、ROP,APP,ROP,TDEP,FAL,IANG,NSP,NRCTDEP,FAL,IANG,NSP,NRC，N1DN1D，VARIVARI，NUMT NUMT 其中各个代码的含义见其中各个代码的含义见表表4-24-2.返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工3.3.编程举例编程举例双头螺纹双头螺纹M30 x4M30 x4P2P2的零件，零件外圆和切削槽都已经加的零件，零件外圆和切削槽都已经加工完毕，请编写螺纹加工程序。工完毕，请编写螺纹加工程序。用用CYCLE97CYCLE97螺纹循环指令编程参数设置见螺纹循环指令编程参数设置见表表4-34-3。返回下一页上一页4.3 螺纹加工螺纹加工用用C
28、YCLE97CYCLE97螺纹循环指令编制程序为螺纹循环指令编制程序为:CZY56.MPFCZY56.MPF主程序名主程序名N10 G54 G94 G90;N10 G54 G94 G90;用用G54G54工件坐标系、分进给、绝对编程工件坐标系、分进给、绝对编程N20 M3 S900;N20 M3 S900;主轴正转，转速为主轴正转，转速为900 r/min900 r/minN30 T3D1;N30 T3D1;换换3 3号外螺纹刀，导入刀具刀补号外螺纹刀，导入刀具刀补N40 GO X32 Z8;N40 GO X32 Z8;快速到达切螺纹起始点快速到达切螺纹起始点N50 CYCLE97 N50 C
29、YCLE97 4,30,04,30,0，一，一20,30,30,8,220,30,30,8,2，1.299,0,05,30,0,81.299,0,05,30,0,8，1 1，1,21,2N60 GO X100Z100M5;N60 GO X100Z100M5;退刀到换刀点，主轴关退刀到换刀点，主轴关N70 M2;N70 M2;程序结束程序结束返回上一页4.4 练习练习1.1.数控系统数控系统SIEMENS 802S/802CSIEMENS 802S/802C的控制器的基本功能可以的控制器的基本功能可以划分哪几个区域划分哪几个区域?2.2.数控车床的操作顺序是什么数控车床的操作顺序是什么?3.3.
30、螺纹按照用途可以分哪几种螺纹按照用途可以分哪几种?4.4.恒螺距螺纹切削指令格式是什么恒螺距螺纹切削指令格式是什么?5.5.螺纹切削循环指令螺纹切削循环指令CYCLE97CYCLE97各代码的具体含义是什么各代码的具体含义是什么?返回图图4-1 SIEMENS 802S/802C控制面板控制面板返回图图4-1 SIEMENS 802S/802C控制面板控制面板返回图图4-2 SIEMENS 802S/802C操作面板操作面板返回图图4-3 SIEMENS 802S系统的操作区域系统的操作区域返回图图4-4 SIEMENS 802S系统屏幕系统屏幕返回图图4-5最重要的软件功能最重要的软件功能返
31、回图图4-6数控车床操作顺序数控车床操作顺序返回图图4-7“回参考点窗口回参考点窗口返回图图4-8选择正向坐标轴选择正向坐标轴返回图图4-9“新程序窗口新程序窗口返回图图4-10“编辑窗口编辑窗口返回图图4-11 JOG状态图状态图返回图图4-12 MDA状态图状态图返回图图4-13“程序目录窗口程序目录窗口返回图图4-14自动运行方式自动运行方式返回图图4-15 螺纹螺纹X轴和轴和Z轴位移举例轴位移举例返回图图4-16 G33螺纹编程例如螺纹编程例如返回表表4-1 SIEMENS 802S系统屏幕符号说系统屏幕符号说明明返回表表4-1 SIEMENS 802S系统屏幕符号说系统屏幕符号说明明返回表表4-1 SIEMENS 802S系统屏幕符号说系统屏幕符号说明明返回表表4-2 CYCLE97螺纹切削循环各代码具螺纹切削循环各代码具体含义体含义返回表表4-3 CYCLE97螺纹循环参数设置螺纹循环参数设置返回