数控转塔冲床操作基础简介

数控转塔冲床是一种将冲压加工与数控技术相结合的加工设备。由于转塔上配置了多种模具，在加工过程中通过程序控制可自动更换模具，因此数控转塔冲床也可以称之为数控冲压加工中心。掌握数控转塔冲床的操作，首先要了解其基本操作，其次要掌握数控编程的基本技巧。

1.数控转塔冲床的开机及关机要求

数控转塔冲床的开机准备与一般数控机床的开机准备基本相同。在机床准备进行加工或电源通电之前，首先应进行系列检查，检查的内容包括：①机床润滑情况，如及时添加集中润滑站的润滑油，及时添加油雾器里的润滑油，另外转盘齿轮、C轴接合机构、传动链条等其他集中供油的运动部件要定期加油。②打开空压机，排空气路里的水分。③检查模具工作状况，如模具刃口情况，模具导套是否清洁，是否需要加油，上模的自由复位情况，一旦发现情况应及时处理。④清理上、下转盘间及工作台上的废料。⑤紧固下齿板固定螺钉，检查夹钳是否运转灵活，是否左右晃动，夹钳下齿板是否磨损较大。⑥检测工作台面毛刷和钢球的磨损情况，钢球转动是否灵活，必要时更换磨损较大的钢球。

机床开机过程中需要注意的事项是：①按照机床操作步骤，正确地操纵机床。②机床加工运行时，操作者的手不可离开“保持”按钮，一旦发生非正常情况，要立即停机检查。③机床运行时若发生报警而停机，应首先找到停机原因，不可盲目运行，以免损坏机床。④执行新的程序冲压加工之前，首先应采用模拟的方法确认程序的正确性，即将“冲压锁定”后执行程序，观察运行的数据和情况，确认程序可以正确运行后才可以上料冲压。第一块板料完成冲压后，一定要按图样进行检查，以免造成批量废品。⑤冲压过程中发现模具出现异常情况要及时停机检查。⑥经常性地检查夹钳实际位置与检测值是否相符，若有偏差要及时调整，以免损坏夹钳和模具，造成不必要的损失。⑦应检查程序中是否有夹钳保护。⑧及时清理工作台和转盘间的废料，以免出现夹料、撞料等问题。⑨除非紧急情况，机床在运行过程中不要按“急停”按钮，尤其是在使用旋转模进行加工时。⑩禁止采用手工拉动旋转模的同步带，以免C轴错位。

机床关机的注意事项是：①清理上、下转盘间及工作台、机身处的废料和落料。②清洁机床上的油迹和污迹。③确认机床C轴在零位，x、y轴回到上料位置。④检查机床所配置的冲模情况，及时对模具进行清理、修磨及上油，确保模具处于最佳工作状况。⑤定期检查链条、同步带的张紧度，必要时进行调整；定期检查上、下转盘的同步情况，必要时进行调整；定期清洁导轨、丝杠等运动部件，并保持良好润滑状态。⑥定期清除电气柜内元器件上的灰尘，保持电气柜内干燥、无尘；定期清除散热风扇上的灰尘，清洗过滤网；定期检查液压站工作情况，回油压力指针到黄区时要立即进行清洗，更换液压油过滤网，到红区时要更换液压油。⑦清理机床现场，保持工作现场的整洁。⑧关闭液压泵，关断机床总电源。⑨通信电缆必须在机床和计算机断电的情况下才可以进行插拔。⑩放下机床防护罩，关好活动工作台，收拾好工具。

2.数控转塔冲床的基本操作

数控转塔冲床使用的数控操作系统不同，则其机床操作面板也有所不同，这里以配备FANUC Oi-PC数控系统的数控转塔冲床为例，具体描述在数控转塔冲床操作面板上的基本操作。

（1）操作面板的基本功能 机床的操作面板分为控制系统（NC）操作面板和机床操作面板两部分，其中NC操作面板主要由数控转塔冲床控制柜上的显示屏及其右边的按键等组成，机床操作面板则由数控转塔冲床控制柜显示屏下部的按键组成（见图7-1）。数控数据的输入和注册、编辑加工工件的程序及设定各种机床参数等操作是在NC操作面板上进行的，而诸如机床工作方式选择、返回参考点、手动冲压操作、冲压锁定、单步执行、进给速度的控制等操作则是在机床操作面板上来完成。从操作功能上来区分，NC操作面板主要是进行数控系统的设定、数控程序的编制等控制准备工作，并动态显示程序的执行情况，如显示坐标等数据；机床操作面板则是用于进行当前的操作，具有一定的实时性。

1）NC操作面板。NC操作面板包括一个显示器和一个集中排布的字符键盘。显示器具有显示程序、参数、当前坐标位置及其他信息等功能。显示器右侧的字符键盘可以直接用来进行数控数据的输入。

在显示器的下部有一排功能键，这些功能键主要用来选择需要显示并操作的主要功能项。

[POS]表示当前坐标位置。

[OFFSET/SETTING]的作用有：①偏置，即显示设定的偏置数据。②设定并显示系统数据或参数，包括设定I/O通道，修改数控系统的参数，以图形模拟的方式显示模具几何尺寸，确定夹钳保护区。

[SYSTEM]的作用有：①显示和设定系统参数页面。②诊断并显示用于维护的数控系统参数和PC的诊断数据，显示伺服驱动控制的参数，显示监控梯形图。

[PROG]是程序显示功能键，在编辑（EDIT）或自动（AUTO）方式下能够显示存储器中的程序和程序目录，在其他方式下能够显示当前执行的程序段或最后完成的程序段，也可通过命令显示手动输入（MDI）的命令数据。

[MESSAGE]功能键显示报警信息和操作错误记录。

[GRAPH]功能键可在自动方式下进行图形模拟，或对已编制好的程序进行模拟以及对程序进行校正。

[CUSTOM]功能键将显示操作用户设定的默认页面。

在操作上述功能键时，如果显示器不能完全显示一组功能项，可以通过翻页键[↓]和[↑]进行扩展显示。

在EDIT方式下程序编辑键有：[ALTER]用于替换程序段，[INSERT]用于插入新的程序段，[DELETE]用于删除程序段。此外还有NC复位键[RESET]执行NC的复位、取消报警提示或取消尚未保存的输入数据，取消键[CAN]用来删除正在输入的最后一个字符。

输入键[INPUT]可输入参数或偏置数据，且可在MDI方式下输入数据命令。输入地址（字母）或数字时，数据先被保存在输入缓存区并显示在屏幕的左下角，按此键后才将数据（偏置数据、参数或MDI指令）存储到NC存储器中。

与普通计算机相似，[SHIFT]键是一个切换键，即键盘上有些键具有两个功能，按下此键可以在两个功能之间进行切换。当一个键右下角的字母将被输入时，在屏幕上将显示一个特殊的字符“∧”。

[HELP]键是提供操作帮助的键。当在现场手动操作时，按此键可以显示相关提示；机床出现报警时，按此键可获得错误信息。

页面选择键（PAGE SELECTION KEY）有：[PAGE↑]键用于将屏幕显示的页面向前翻页，[PAGE↓]键用于将屏幕显示的页面向后翻页，这些按键的设计均保持与一般的计算机相同或相似的功能。

编辑程序或设置参数时，需要移动光标到编辑的位置。控制操作面板上设计有光标移动按键（CURSOR MOVE KEYS），共有四个键用于将光标以最小的单位向左、向右，或者向前、向后移动。地址或数据输入键（ADDRESS/NUMERAL KEYS）是用来编辑数据（偏置、参数、程序指令等），并将其输入到缓存区。

图7-7 软键布局

软键（SOFT KEYS）是指在显示屏下端显示的按键，如图7-7所示。根据不同的显示页面，不同的功能软键将显示在屏幕的底端，这相当于一般软件系统的二级菜单。按下其中一个选择软键，与其所选的功能相对应的页面将会出现，如果目标软键未显示，则按继续菜单键[＞]往前查找，或按返回菜单键[＜]退后进行操作。软键的设置进一步扩大了系统可操作的功能，是对功能键的功能进一步分解。

2）机床操作面板。机床操作面板主要用于进行当前的操作。在机床操作面板上可以选择数控转塔冲床的工作方式。当选择某种工作方式时，被选择方式的相应指示灯也将被点亮，数控转塔冲床的工作方式主要有以下几种：

①JOG模式。当按下[JOG]键，选择JOG工作模式时，只要按住相应的轴移动键就可以移动各伺服轴，并可以通过速度倍率开关调节移动速度，若释放轴移动键，则相应的轴也立即停止移动。因此JOG模式是一种手动单轴执行的模式，可以用于手动加工或机床调整。

在数控转塔冲床上，T轴是转塔的控制轴，在这个模式下的操作可以分成两种情况：一种是开机后执行返回参考点之前，当对T轴进行手动移动时，释放T轴移动键的瞬间T轴立即减速停止。另一种是在执行过返回参考点动作之后，释放T轴移动键后T轴并不立即减速停止，而是沿原移动方向就近选择一个模具位置并减速停止。

②REF模式。机床开机并处于准备好状态之后，在进入AUTO或MDI模式工作之前，必须执行机床返回参考点的动作。如果操作者忽略此步骤而直接起动机床，则将会发生不可预见的误动作，有可能损坏机床或工件，甚至危及操作人员的安全。因此，REF是帮助机床各个轴回零、清除误差的准备模式。

③MDI模式。MDI是英文Manual Data Input的缩写，即手动数据输入模式。在MDI模式下，可以通过MDI键盘输入不超过10行指令的简单程序。在实际应用中，通常手工编写一些含有x、y、T、C轴指令和M代码的程序段用来进行测试等操作。在MDI模式下，机床只完成各轴的定位而不进行冲压，如果要在某个位置冲孔，则需待各轴运动到位后按一下操作面板上的[手动冲压]键。需要提醒的是，在板材上的同一位置，手动冲压只能进行一次，否则会导致模具的损坏。

④EDIT模式。在EDIT编辑模式下，可以完成对数控系统存储器中程序的相关操作。例如，编辑存储器中的程序，删除存储器中的程序，替换程序中的字符，在程序中插入字符，在程序中删除字符，在程序中插入命令块，在程序中删除命令块，输入新程序到存储器中，从存储器中输出指定程序，从存储器中调出指定程序，显示存储情况，进行程序名搜索，以及搜索地址符等。

由上述的EDIT功能可见，在此模式下可以方便地进行新程序输入、输出原有程序、编辑已经存在的程序及在程序中改变调用的模具号等参数的操作。

⑤AUTO模式。零件程序预先存储在数控系统的存储器中，当操作者选择了某个模式，就可以选择已有的一个程序，并按下[循环启动]键，使机床进入自动操作模式，同时循环启动指示灯被点亮。

此外，在机床操作面板上还有一些重要的按键和指示灯，它们的基本用途如下：

①冲压锁定。当按下此键且指示灯点亮时，机床的冲压动作被禁止，此时进给轴只做定位运动而不进行冲压。这个功能可以帮助操作者检查调用的程序，检查板材的装夹及检查板材在工作台面上的运动情况。再按下此键且指示灯熄灭后，机床恢复冲压功能。

②手动冲压。当选择MDI方式进行工作时，执行x、y、T、C轴运动以及M44指令后，可按此按钮实现单次冲压。在其他方式中，此按键无效。

③单步程序段执行。当选择AUTO或MDI方式进行自动工作时，可通过此开关选择单程序段运行。选中时，在屏幕上将显示“SINGLE BLOCK”，单条程序执行完毕后系统自动停止。若要执行下一个程序，需重新按[循环启动]键。在执行图形功能指令时，每定位一次就停止一次。

④循环启动。在MDI或AUTO方式下，当按下此按钮并随之释放此按钮的瞬间，机床开始运转。在AUTO方式下，机床将开始运行已选择的零件程序。在运行过程中，相应指示灯亮。

⑤进给保持。在机床运行过程中可以在任意时刻按下此键使机床动作暂停，此时进给轴的坐标位置和图形功能缓存器等都处于保持状态。这实际是起到程序执行暂停的作用，当需要继续执行程序时，需要按[循环启动]键使程序从停止的位置继续执行。

⑥+X、-X、+Y、-Y、+T、-T、+C、-C和C使能键的功能。在手动方式下，按住这些键中的某个键或相应的组合键可以实现轴的运动。如[+X]键导致x轴向左运动，[-X]键使得x轴向右运动，[+Y]键使得y轴向远离转盘的方向运动，[-Y]键使得y轴向靠近转盘的方向运动，[+T]键使得T轴沿逆时针方向转动，[-T]键则沿顺时针方向转动，[+C]键在手动方式下同时按住[C使能]键可使C轴沿逆时针方向转动，[-C]键使C轴沿顺时针方向转动。

⑦T销。在JOG方式下，此按键可以控制转盘上定位销的插入和拔出。当T销指示灯亮时表示T轴转盘已处于销入状态。

⑧C销。在JOG方式下，此按键控制C轴定位销的插入和拔出。当C销指示灯亮时表示C销已处于旋转模销入状态。

⑨再定位。在JOG方式下，此键控制再定位缸的抬起，同时指示灯亮。再按此键则再定位缸压下，同时指示灯灭。

⑩电动机开关。在JOG方式下，电动机开关按键分别实现液压泵（主）电动机的起动和停止。电动机起动后，电动机指示灯亮。在AUTO或MDI方式不允许关闭液压泵（主）电动机。

⑪进给速度倍率开关。在MDI、AUTO两种工作方式中可用此开关选择定位速度。在JOG方式操作中也可用此开关，选择x、y、T、C轴的手动速度，速度选择设定可以是0%、1%、2%、4%、6%、8%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、105%、110%、120%。(www.xing528.com)

（2）基本操作步骤 数控转塔冲床常用的一些操作可按以下步骤进行：

1）手动返回参考点。当机床开机，并处于准备好状态之后，在进入AUTO或MDI模式工作之前，必须执行机床返回参考点动作。如果操作者忽略此步骤而直接启动程序执行加工，将会发生不可预见的误动作，有可能损坏机床或工件，甚至危及操作人员的安全。

返回参考点（REF）功能使机床坐标和工件的加工坐标系建立变换的关系，即使得加工坐标系成为机床坐标系下的一个子坐标系。在执行返回参考点操作之前必须确保液压泵（主）电动机已起动，各轴的当前位置距离机床参考点有足够的加减速运动距离。操作步骤如下：

①按下[POS]键，屏幕显示各轴坐标位置页面。

②在JOG模式下，按[-X]和[-Y]键使x、y轴均离开参考点200mm以上。

③选择REF模式，按下轴移动按键[+X]、[+Y]、[+T]，使x、y、T轴快速运动，并减速停止在参考点位置，此时x、y、T轴原点指示灯亮，返回参考点的工作完成。

④当机床存在旋转模或C轴时，按下轴移动按键[+C]，C轴快速运转，并减速停止在参考点位置，此时C原点指示灯亮，C轴返回参考点操作完成。

在操作中还可以将x、y、T轴同时返回参考点，也可以分别对每个轴进行单独操作。C轴必须在T轴返回参考点结束后才能进行操作。

至此机床坐标系建立，软件限位功能生效。

注意：在返回参考点操作中只需按一下轴移动键即可，机床会连续执行回参考点动作。在轴到达参考点前，如需停止这项操作，只需按一下[RESET]键即可。

在机床返回参考点之后，x轴将自动执行夹钳检测功能，并建立夹钳保护区。

2）MDI模式下的操作。在MDI模式下，可以通过MDI键盘输入不超过10行指令的简单程序。通常手工编写一些含有x、y、T、C轴指令和M代码的程序段用来进行测试等操作。在MDI模式中，机床只完成各轴的定位而不进行冲压。如果要在某个位置冲孔，则需等各轴运动到位后按一下操作面板上的[手动冲压]键。但是在板材上的同一位置手动冲压只能进行一次，否则会损坏模具。

图7-8 MDI操作实例

图7-8所示是以执行程序语句“G90 X1000 Y500 T05；M00；”为例，说明MDI模式创建简单程序段的步骤。执行后板材移动到X1000、Y500的位置，模具转塔将5号模具置于冲头之下。

如果在MDI执行过程中需要暂停，可以按下机床操作面板上的[进给保持]键，则进给保持指示灯亮而循环启动指示灯灭，机床反应如下：

①如果机床正在运动中，则进给轴立即减速停止。

②当执行到含有暂停指令的语句时，机床进入保持状态。

③当M、S或T代码正在执行时，要等相应动作完成后机床才减速停止。

当按下操作面板上的[循环启动]键，则机床动作从中断处继续进行。

如果需要终止MDI操作，则可按下MDI操作面板上的[RESET]键，这将终止MDI循环，且系统进入复位状态，机床立即减速停止，MDI循环至此结束。

在MDI模式下创建简单程序，要求程序存储器必须剩余足够的空间用于存储。如果程序存储器已满，则在MDI模式下也不能编辑任何程序。遇到这样的情况可以检查一下存储的空间，删除一些无用的程序以释放系统存储的空间。

3）AUTO模式下的操作。AUTO模式下除可调用已有程序，执行加工任务外，还可以进行图形的模拟。

数控编程结束后，习惯上在进行实际加工零件之前需要检查程序的正确性，这可以在不运行机床的情况下通过数控系统的图形模拟功能对程序中所用模具、加工路径和加工零件形状进行跟踪绘图，确保运行的安全性以及加工的正确性。

数控转塔冲床的图形模拟功能具有以下特征：

①可以显示加工毛坯的图形（即在冲压加工中使用的板材）。

②可以显示任意冲孔处所用模具的形状，主要是圆形、矩形、腰形三种模具，对于具有特殊形状的模具则显示星形。

③可以显示机床夹钳的位置。对于一些工件，夹钳的位置也可能是需要冲孔的位置，通过此功能，操作者可以检查程序中是否存在夹钳处冲孔的指令，防止加工过程中出现进入夹钳安全区等报警情况。同时检查加工的安全性，防止加工过程中损坏零件或机床。

④可以描绘模具的加工路径。该项功能的实现需要事先在模具设置页面设置好模具的尺寸，才能显示零件的加工轮廓。设置模具尺寸的操作步骤为：首先按下[OFF-SET/SETTING]键；其次，连续按扩展键[>]直到出现[刀具]软键（注意在数控转塔冲床中刀具即指所用的模具，较为严格的说法是将模具分为上模和下模，上模也称之为冲头，下模称之为冲模）；再按下软键[刀具]显示初始模具设置页面；再按下扩展键[>]，按下软键[外形]则出现模具形状参数设置页面；最后通过MDI键盘分别设置各模具。

为了使图形模拟顺利实现，需要设置绘图象限、绘图范围、图形比例、绘图中心、程序停止、擦除方式、工件尺寸、夹钳信息等重要绘图参数。设置绘图参数的基本步骤为：首先按下功能键[GRAPH]显示绘图参数设置页面，如果不能显示此页面，则按软键[参数]即可直接显示；再移动光标到需要设置的参数上；最后输入正确的数据后，按[INPUT]键。

完成绘图基本数据的输入之后，便可进行加工图形的模拟。此时按下功能键[GRAPH]后，再按下软键[图形]，图形模拟页面即可看到模具加工的路径和加工零件的形状。通过这样的图形显示，操作者可以直观检查数控加工的程序以避免实际加工中出现错误。

应当注意的是，在图形模拟时，机床不能工作。同样，机床工作时不能进行图形模拟。此外系统不能模拟螺旋插补的形状轨迹。

当手动返回参考点操作结束后，在图形模拟时机床的软限位也同时生效。因为在进行模拟时，要求机床坐标系必须与实际加工坐标系相符合，使得加工图形的模拟能够反映实际加工的情况。对于还没有存入系统存储器的程序，系统不允许进行加工图形的模拟。

在AUTO模式下可以自动执行一个零件的加工程序。零件程序预先存储在CNC存储器中，当操作者在此模式下选择其中一个程序并按下[循环启动]键后，机床进入自动执行操作模式，同时循环启动指示灯被点亮。操作步骤为：首先应确认无任何报警；其次选择AUTO模式；再按下[PROG]键；进行程序号检索，调出需执行的程序，通过加工图形的模拟确认程序的正确性；确认光标是否正确地出现在程序地址符“O”的下方；按下[循环启动]键，开始运行确定的程序，一旦程序执行，光标就会随着执行的程序段移动（光标位置在程序段开始的地址符下面，表示当前正执行的程序段）；最后程序执行完毕，光标自动回到程序开始的位置。

如果在AUTO模式执行过程中暂停或中止机床动作，按以下情况处理：

在自动执行程序过程中，也可以暂停AUTO动作。当按下机床操作面板上的[进给保持]键，则进给保持指示灯亮，而循环启动指示灯灭。如果机床正在运动中，则进给轴立即减速停止；当执行到含有暂停指令的语句时，机床进入保持状态；当M、S或T代码正在执行时，要等相应动作完成后机床才减速停止。当按下操作面板上的[循环启动]键时，则机床动作从中断处继续进行。

如果需要终止AUTO操作，按下MDI操作面板上的[RESET]键将终止自动循环，且系统进入复位状态，机床立即减速停止，AUTO循环至此结束。

4）C轴的调整方法。在加工过程中，如果由于某种原因使C销不能正常闭合，不要急于复位，此时选择手动JOG模式，按[C销]键使C销处于试图闭合的状态，然后同时按[+C]键（或[-C]键）和[C使能]键使C轴运动，直到C销正常闭合。重新返回到AUTO模式，按[循环启动]键继续执行程序。

如果在发生上述情况后进行了复位操作，可以选择手动JOG模式，按[C销]键使C销处于试图闭合的状态，然后同时按[+C]键（或[-C]键）和[C使能]键使C轴运动，直到C销正常闭合。然后在半自动方式下，执行“G90 G70 C0；T2；”命令。

5）夹钳保护。板材在加工过程中，由于夹钳所夹持部分可能存在需要冲压加工的孔，此时存在机床冲头与夹钳在加工中的碰撞，即冲头与夹钳存在相互冲突的可能。为此，机床自身设有夹钳保护区，也就是通常在夹钳中心沿x轴方向和y轴方向圈定一个范围，这个区域被设定为禁止冲头进入的安全区域。一般根据机床配置模具尺寸的不同，夹钳保护区的范围大小也不同。

图7-9 夹钳保护区

根据数控转塔冲床所使用的模具尺寸不同，各个工位夹钳的保护区也不相同，即对于不同规格的模具，图7-9中ABCD区域的尺寸不同。

一般机床在出厂之前，相应模具尺寸的保护区就已设定，不得擅自修改相关参数，否则有可能损坏夹钳或模具。

在机床通电并完成手动回参考点的步骤后，机床设置的夹钳保护区功能立即生效。操作者选择REF方式，按下轴方向键[-X]，则机床的x轴可自动进行夹钳检测。注意：该功能应在每次重新开机后执行，即使手动调整夹钳位置后也需要执行此项功能。