第四节

操作面板下半部是机床的控制面板，对它的操作，会产生机床的动作，我们可以参照前面所提到的OP 012型操控面板来逐项讲解，虽然控制面板有很多种，但都是基于这个标准面板来安排的。熟练掌握这个标准面板，如图3-25所示，对于其他的厂家面板也就能够掌握了。

该面板按键分为以下三个区。

左边区域为操作方式，即手动操控机床模式JOG，半自动输入程序操控机床模式MDI、自动运行程序模式AUTO，这是数控机床进行加工运行的三种最基本模式。对于半自动模式，还有一个扩展的功能是示教功能TEACH，而对于程序的运行，在最下边还会有一个单段运行的BLOCK功能。

中间区域是留给企业自行扩展的，如照明、排屑、切削液、主轴抓刀、主轴换挡等，这些辅助功能是根据机床硬件的配置而定的，具有很大的随意性，没有什么硬性的规定，到具体的工作单位，用一次就清楚它的功能了。

右边区域为机床轴的控制，包括X、Y等轴的使能，以及轴的位移方向键与快速运行键。

除去这三个集中的按钮区，还有三个大按钮，左边为一个红色大按钮，这就是第三章第二节中提到的急停按钮，在紧急情况下可以按压此钮，以紧急锁紧各个轴的运动。右边是两个带有刻度的大旋钮，分别是主轴倍率修调开关与进给倍率修调开关，下面都分别有启动与停止按键来控制。

1．手动操作模式键（见图3-26）

按下此键，机床进入手动控制，操作者可以用连续进给和增量进给两种模式操作各机床轴的运动，如直线轴的位移、主轴的旋转等，也可以进入手轮控制模式，还可以执行回原点操作和程序的断点返回功能，是最常用的一种模式，如工件的打表调整找正、工件坐标的确定、各种辅助功能的操作等都用到它。

2．操作模式键（见图3-27）

按下此键，可以在系统面板上手工输入程序并由NC Start键启动运行。该模式适用于较简单的加工，仅有几段程序被执行，如果加工内容较多，适用于AUTO自动加工模式。该方式的配置通常是不允许转换到其他模式的，除非程序结束或者复位，但这种控制可以在机床MD地址中修改，有些企业可能会根据实际的生产需要，把这个安全保护解锁的，这就使在执行MDI的过程中，可以随意地转换到手工或者自动加工方式。

3．示教模式键（见图3-28）

在MDI模式下使用示教功能，实现人机交互编程，以便对重复的加工动作路径加以保存，以备下一次加工使用。但它仅仅保存各个轴的路径，即点到点的直线位移点位，而对于各种控制模式（如G94／G95、M3／M2、S、F等）的选择需要在面板上进行输入，具体操作方法如下。

（1）按下MDI键，输入各种控制模式。

（2）按下NC Start键，读入机床运动所必要的各种控制方式（先手工编写输入），如主轴转速、进给量等。

（3）然后，按下TEACH键，此时可以手动移动各个直线轴运动，如同在JOG模式下对机床进行的操作，MDI编辑区相应地动态显示轴坐标点位的位置，当停止该轴运动，显示的点位也停止，如果想保存该位置，将光标移到该点位数据段结尾，按下输入键INPUT，光标将进入重新打开的一行进行轴运行点位的记录。

（4）当所需要的运行路径被保存后想要重新使用时，可以再次按下示教键TEACH退出示教模式，进入正常的MDI模式启动程序进行加工。

示教时，是可以多轴手工联动的。另外，在实际加工中，最好退出示教后马上保存该示教程序到程序文件夹，方法和直接保存MDI程序的方法是相同的。注意想要保存程序必须先停止程序的运行，即NC Stop。

4．程序加工模式键（见图3-29）

运行该功能，必须先确认已经回零点，使测量装置与机床轴同步，然后要确认已经调用了一个可执行的程序，并输入了必要的刀具补偿。该功能的主界面包含了坐标轴数据、主轴数据、进给率数据、刀具数据、当前程序及相应的控制软键等内容，各项键的控制操作方法，在后边的第四章第二节中有详细讲解。

按下此键，将启动在程序列表里被选择的程序进入自动加工，此时操作工只能做根据加工情况来调整转速与进给量等操作，在它没有被停止或者暂停前，无法切换到其他模式。该模式还可以直接进入程序进行编辑操作。

5．单段加工模式键（见图3-30）

在自动加工或者MDI模式下，都可以执行单段功能，按下该键，被执行的程序只能一段一段地执行，按一次循环启动键，程序段被向下执行一段。设置它的目的是方便操作，给操作者留出足够的时间来确认下一步程序是否正确，能否被执行，其实这样的要求也可以在机床数据中修改，但不是很熟悉的最好不要动。

另外，对于形状复杂的轮廓加工，如果按下了单段键，将自动取消连续路径功能G64，将会在每次停顿时出现一个过渡刀印，对于精度较高的工件来说这是不允许的。

6．循环启动键与循环停止键（见图3-31）

配合自动和半自动运行的还有三个控制按钮，即复位RESET、循环启动NC STAR、循环停止NC STOP，按下循环启动按钮，则当前程序被启动，在显示器顶端的标题位置，将显示被启动的程序名称。如果要停下来换刀片或者测量尺寸等，可以按压循环停止按钮，使主轴停转，进给轴停止位移，但主轴的转速与进给轴的进给率都被保持而不清除。这时可以按压JOG按钮选择手工方式移动各个轴，以方便换刀或者测量等工作，这些辅助工作完成后，可以使用断点返回的方式直接回到程序被中止的位置，但是为了刀具安全，必须首先手动启动主轴转速，然后再返回断点，启动程序。有些厂家会设置一个互锁键，在没有启动主轴的情况下是不执行断点返回操作的。

7．复位键（见图3-32）

在执行程序时按下此键，整个机床的运行和程序的处理都将停止而无法再循环启动，如果想要启动程序，只能重新开始。

8．返回键（见图3-33）

在左框按键区上面有两个返回的按钮，一个是返回机床原点的，在开机后执行回原点操作，另一个返回按钮是程序的返回，即断点返回，这个返回的模式有好几种，在后面的程序操作中会有详细的解释。

9．步进键

步进功能是在手工操作JOG模式或者MDI＋Teach模式下，对机床各个轴进行固定长度的移动，方法是先选择要操作的机床轴，再选择想要移动的单步距离键，然后选择对轴进行移动的方向键，机床轴即以此固定距离进行移动。它不但能够移动直线轴，单位是0．000 1mm，也能控制旋转轴的移动，此时步进单位变成了0．000 1°。

步进键的设定分为两种，一种是在机床控制面板上明确标明的步进距离，对应值如图3-34所示。

另一种是可手动设置的步进距离，即INC［］，操作者可以随意输入想要移动的距离，使机床按照该距离进行步进运行。具体位置在图3-13中的右下角可以看到键INC（JOG模式下），按压它下边对应的软键，则在其上方出现增量的输入框，可以用右边的键盘区随意输入一个距离，INPUT确认。当这些操作完成后，就可以对机床轴进行步进进给控制了，操作步骤和上面讲的方法是一样的。

10．轴使能键

轴使能的每个按键上有轴的代表字母，如X、Y、Z，当想开动机床时，如果直接选择轴方向，按下了马上就会有机床的运动，这样会产生了一个安全问题，比如没有查看周边环境而贸然启动机床，可能会出现意想不到的情况发生，这样，有些机床厂家配置的面板就出现了使能键，当你按下这个键后，仅仅是该轴的液压锁紧松开，同时你会有时间查看所要运行的轴方向范围内，有无危险存在，这种设置虽然多了一次按键，但是对于操作者来说更加的安全。

对于一个具体的机床轴，标准控制按键只有两个：正向键和负向键。机床厂商配置的使能键就通常夹在这两个键中间。这两种面板在机床控制上也不尽相同，有使能键的机床，每个轴的默认状态都是锁紧的，更易于保证精度，只有选择使能时才将相应轴松开，然后选择方向键进行操作，这也是重型机床的一个基本要求，因为它的切削力往往很大，没有锁紧可能影响加工精度；而标准面板的控制在重型机床上显得力不从心，有的默认每个轴都是松开的，加工精度的控制不好掌握。为了弥补这样的缺陷，通常会在方向键上方的空白区设置X、Y锁紧键，以便在镗孔时更好的定心，但是其他轴却没有这样的按键可用，只能用辅助代码进行锁紧操作，每次都要执行锁紧、打开锁紧，显得很是麻烦，对于新手来说，这点必须牢记的，以免出错。

11．轴位移方向键

即正向与负向的控制键，图标为“＋”“-”号，按下该键，机床将按照键上标注的方向进行运动，运行的速度由后面讲到的轴倍率开关来控制。这里有一点还是要重复一下，当你按下方向键之前，必须将倍率拧回到最小一格，以防误操作引起碰撞，只有在你确认运行方向前方没有碰撞危险之后，才能拧开倍率开关进行机床轴的运行。

12．轴快速位移键

同时按住快速键和方向键，可以使机床轴在快速的状态下运行，运行速度也是由下面讲到的轴倍率开关来控制的。但对于操作者来讲，要在操作时能够腾出手来做其他的工作，这样在标准面板上通常会有一个能够控制连续进给的按键，可能是NC键，也可能是其他键。当按下该键后，就会执行连续进给功能而不必一直按着方向键了。

有些机床厂商配置的面板，会将进给倍率修调开关与快速倍率修调开关分开成两个旋钮，不易出错，而且在开关下面，会有分别控制按压进给和连续进给两种模式的按键，就是说，这种配置不再是简单的启动与停止两种键了。

13．轴进给速度修调倍率开关

这个开关控制所有轴的运行速度倍率。机床轴在程序控制下运行时得到系统给出的速度，是加工程序中设定的进给速度和这个倍率百分比的乘积。而在手动操作轴运行时，它的百分百倍率速度是可以在机床参数MD里面设置的，如表3-1所示。

轴进给速度倍率修调开关的百分比分配间隔不是很规律的，如图3-35所示。

由图3-35可以得出，进给速度在小倍率范围内间隔较小，这是为什么呢？

实际加工中，常常会有不切削的空程出现，浪费较多时间，那么我们可以使用一个较大的进给速度来弥补，就是说，在切削时可以用较小的速度加工，而刀具走出工件后即可马上调高倍率，节省空程时间。如果切削进给的指导参数是200mm／m，我们就设定成这个数值而不加大，在空程时速度无法提升，浪费的时间可能会是几倍的加工时间。

在倍率开关的下方有两个方形按键（左边的是红色的，右边的是绿色的）。在AUTO方式下启动轴运行后，这个绿色按钮是可以循环启动机床轴的运行，按下红色键则轴的进给停止，程序也随之停止，按下绿色键则轴的进给启动，程序也随之恢复运行。这种控制方式其实和程序的循环启动功能有些重复，所以有些机床上会直接标识：进给停止，循环启动。

在操作习惯上，启动进给轴时也应该由小到大修调，但是原因却与主轴倍率修调不同，在各个轴的重量影响下会造成巨大惯性，此惯性在高速启动时会对电动机与轴之间的传动部件造成损害，因为传动部件之间的间隙，刚启动时传动副并不完全接触，这样就产生冲撞损伤。实际上，这个弊端是可以通过调整轴启动的延时和加速性能来缓解的。

14．主轴转速倍率修调开关

如图3-36所示，这个旋钮开关控制主轴的旋转转速，上面标定的数值为百分数，修调范围由50％～120％，每个挡位间隔5％，那么，机床主轴实际输出的转速就是程序设定转速S与这个值的乘积。例如，设定G94下S＝100，修调倍率打到75％，则实际转速为75r／min。

注意：对于大机床，设定较高转速时，它要在机床MD里设定的时间内提升到要求转速，对主轴电动机和齿轮箱是一个较大的考验，这时应该先把倍率打到最低，然后慢慢加速到高转速。

在倍率开关的下方，会有两个方形按键，左红右绿，红色停止绿色启动，当启动主轴功能后，在不复位（Reset）的情况下，这个绿色按钮是可以循环启动主轴转速的，就是说，按下红钮主轴停转，按下绿钮主轴再次启动，所以，有些机床上会直接标识：主轴停止，循环启动。

15．操作等级开关

这个开关对操作来说起的作用不是很大，它用钥匙控制4～7级的操作，一个能够满足加工要求的系统，这几个级别必须是开放的，而真正的等级限制，则是用密码来打开的2～3级，进入这两个级别，可以对机床数据进行修改，如果不熟悉机床的人进入这两个级别，对机床来讲是相当危险的。

16．中间的扩展键

中间的扩展键由生产单位自行设定，下面配合一种机床控制面板的按键结构，如图3-37所示，来让大家熟悉各种辅助按键的功能操作。

主轴代码虽然是S，但却是使用最频繁的一种功能，在标准面板上没有给出而由用户自行扩展显得有些欠缺，它启动前也要按下使能键S（Start），然后就要在扩展功能区找到它的旋转方向键进行操作，有些单位甚至将主轴的正反转与直线轴的正反向公用一组正负号键，也有厂家赋予正负号键升降转速的功能，就是说，加工中不用调整主轴倍率开关，而可以用这个正负号键来控制主轴的转速升降。

其他功能有冷却液的开停、床头灯开关、排屑器的启动与停止、开环与闭环控制转换（回零时使用）、操作间的升降与前后的动作等，这些按键每个工厂所设定的都不一样，在实际的现场中工作，在老员工的帮助下，摸几次就能记住了，就是常说的摸键子能摸出手感。

17．手轮

对于大型机床来说手轮是必不可少的，因为其加工范围较大，有时操作者在主面板附近无法查看到整个现场的情况，按照常理来讲，机床越大，配置的手轮功能应该越先进，以满足操作要求。如果该手轮很简单，单独一个人是无法完成一整套加工的，如在远离操作面板的位置对刀或者分坐标、手摇加工、手轮启动程序等，这就要两个人的配合，对工厂的人力资源也是种浪费。

进入手轮操控模式，要有一个切换键，各种面板之间不尽相同，有可能是一个按键，也可能是一个钥匙开关，如图3-38所示，标准面板通常是借助手轮上的钥匙开关来接通，这要操作者在车间获取具体的切换方法。如果通过首轮上的钥匙开关来控制，接通后可以直接对手轮进行操作，而在主面板上进行接通时，通常要按压住手轮两侧的急停键，按下一半时可以操作手轮，全按下为急停，以备摔倒时等各种情况使用。为了充分保护操作者的人身安全，在手轮顶端也会有一个标准的红色急停按钮。

西门子840D的原装手轮（以图3-38（a）为例，图3-38（b）为现在西门子主推的新手轮）功能很齐全，面板分为三部分，上一部分是显示屏显示坐标值等必要数据；中间部分为轴选择及方式选择按键；下一部分为手摇脉冲轮（图形中没有给出），左边是一个钥匙开关，作为标准主面板的补充，可以接通手轮，但正常情况下，它可以通过几个挡位来控制进给速度（自动加工时）和快速倍率（按下连续时）的。从安全上考虑，操作者发现问题后不能像在主面板附近那样反应迅速，通常在机床数据里都对手轮的最大速度进行限制，一般以机床轴最大速度的50％为准。

手轮对机床的操控方法有四种，一种是用大轮进行摇动以达到脉冲进给，大轮上的刻度值可以在中部的按键进行转换，和操作面板相对应，有0．001、0．01、0．1、1、10五个挡位，但为了安全通常会把1mm和10mm的步进功能给屏蔽，否则在你猛摇一下手轮后，机床得到一个非常大的距离指令，你不摇了它还要冲出很远而无法控制，很危险，这时你只能摇反轮停车了。第二种方法是按压中部的轴方向键以达到连续进给的目的。第三种方法是在机床主面板上通过按键来接通控制，这要两个人的配合，操作间的人要按下手轮的半自动按钮（和手轮按键上“＋”号旁边的图标相同），然后选择要使用的步进增量，下边的人就可以按照该步进增量进行手摇控制了。第四种情况就是用手轮启动程序自动加工了。

在中部的按键布置中，由于受位置所限，多轴的机床都要用翻页键来满足四轴以上的按键布置，就是说，标准手轮上只有X、Y、Z、W四个轴的位置，而后边的V、B等轴是要用第三个NC键（右侧）来转换的，按下它之后，进入轴选择方式，而隐藏的轴的位置，每个单位都不相同，不可一概而论，这也要向车间索取该位置的信息。

手轮的脉冲进给和连续进给，须要按右上角“＋”号旁边的圆圈图标键，如图3-39所示，启动它时正负两个方向键都亮灯，这时可以用手摇脉冲，再按下转换键，方向键灯灭，这时可以按下轴的方向键得到连续进给的目的。连续进给时，手轮上有进给速度修调旋钮控制速度，这个钮在不用时要回零，以免在下次使用时机床轴突然启动造成危险。脉冲进给时，按下W键旁的NC键可以得到不同的步进增量，该键能够在0．001、0．01、0．1、（1，10）连续等几种方式之间切换。

老式西门子的手轮一个特色是它有四个主轴控制按钮，而其他手轮即使有主轴控制功能也是隐藏在其他键下的，要按几次键才能启动主轴，或者是旋钮挡位式的控制方式，有的大众化的手轮根本就没有主轴控制键。西门子手轮的主轴键右起第一个为正转、第二个反转、第三个停转、上边的为主轴点动，须要点动时，按下它后还是要选择下边的两个转向键以得到主轴转向。

手轮的设置中有两个翻页键，按下它，可以在手动、启动MDI、启动AUTO程序、DRF偏置、回原点等几种模式之间进行切换，启动程序前要确认程序控制下机床的活动范围，以免造成因为手轮线不够长，而使加工时操作员在下边拿着手轮跟着机床跑。该面板上还设置有消除报警键和复位键，但笔者唯一觉得要扩展的是冷却液开关，有时用手轮加工，就为了一个冷却液开关，就要到几米之外或几米之上的操作台上操作，这对于单机操作的员工来讲很不方便。 y6f5SPQeo1+mrlRRUOZ2Uzcm2ghwNRPNiBXxJnSOshzneh+wwD6R4RqpxwUPZVYt