《數(shù)控機(jī)床的操作》PPT課件.ppt

1、一、提前閱讀本實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)。 二、各班按實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師的要求，編排實(shí)習(xí)小組. 三、遵守實(shí)習(xí)紀(jì)律，嚴(yán)禁遲到、曠課，特殊情況需提前書(shū)面請(qǐng)假。 四、著裝（衣、鞋、帽）應(yīng)符合安全文明規(guī)范,數(shù)控機(jī)床操作規(guī)程 安全第一,數(shù)控機(jī)床操作規(guī)程安全第一,五、所有實(shí)習(xí)學(xué)生必須遵守金工實(shí)訓(xùn)中心的各項(xiàng)安全規(guī)則： 1、各小組在指定設(shè)備上實(shí)習(xí)，每個(gè)學(xué)生必須在該設(shè)備的使用 記錄本上簽到。未經(jīng)指導(dǎo)教師同意，不得擅自使用其他設(shè)備。 2、在聽(tīng)取老師現(xiàn)場(chǎng)講解之后，才可按規(guī)定使用設(shè)備。在設(shè)備開(kāi)動(dòng)前應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)備外觀狀態(tài)（如工作臺(tái)、導(dǎo)軌、防護(hù)罩及工件和刀具等），并對(duì)設(shè)備進(jìn)行潤(rùn)滑。如發(fā)現(xiàn)設(shè)備有問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)向指導(dǎo)教師聲明，并由指導(dǎo)教師在設(shè)備登記

2、本上記錄。否則，由使用者自己負(fù)責(zé),數(shù)控機(jī)床操作規(guī)程安全第一,3、“自動(dòng)運(yùn)行”加工程序必須在指導(dǎo)教師現(xiàn)場(chǎng)檢查并同意后才能進(jìn)行操作。 4、不得隨意裝卸刀具、工件及搬動(dòng)齒輪變速手柄。 5、在實(shí)習(xí)過(guò)程中，設(shè)備出現(xiàn)任何故障，應(yīng)立即按下“急?！卑粹o，并馬上報(bào)告指導(dǎo)教師處理。禁止任何人隱匿故障或事故，違者由學(xué)校嚴(yán)肅處理。 6、嚴(yán)禁私自插拔電源及其他各種插頭，每次只能由一個(gè)動(dòng)手進(jìn)行操作，其他人應(yīng)以正確姿式站或坐在安全位置。嚴(yán)禁多人同時(shí)動(dòng)手操作設(shè)備。 7、對(duì)于不遵守安全規(guī)則者，指導(dǎo)教師將給予批評(píng)并責(zé)令改正。對(duì)于設(shè)備及人身安全造成后果的，將按肇事者所負(fù)責(zé)任進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰（賠償）和紀(jì)律處分,數(shù)控機(jī)床操作規(guī)程安全第一,

3、六、各小組在加工操作完畢后，應(yīng)清理機(jī)床臺(tái)面，并做好清潔工作，清點(diǎn)培訓(xùn)中心所能提供的各種工量具、工件，以及技術(shù)資料，并填寫(xiě)設(shè)備運(yùn)行狀況記錄，經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可，方可離開(kāi)。 七、每個(gè)學(xué)生應(yīng)認(rèn)真完成實(shí)習(xí)報(bào)告。各班班長(zhǎng)或?qū)W習(xí)委員在實(shí)習(xí)結(jié)束后3天內(nèi)，收齊全班同學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告，交到數(shù)控指導(dǎo)教師處,第一章 數(shù)控機(jī)床概述,第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的基本概念,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的基本概念,一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,二、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),三、數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì),四、數(shù)控機(jī)床的組成,五、數(shù)控機(jī)床的加工原理,一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 1.1946年世界上誕生了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。 2.第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生6年后，即

4、在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上。 1952在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。 從此，傳統(tǒng)的機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化,第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床誕生至今五十年以來(lái)，數(shù)控機(jī)床的核心數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了二個(gè)階段和六代的發(fā)展。 1.數(shù)控（NC）階段 2. 計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段,數(shù)控（NC）階段（19521970,早期的計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度低，這對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù) 處理影響不大，但它不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。 人們不得不采用數(shù)字邏輯電路，搭成機(jī)床專(zhuān)用計(jì)算機(jī) 作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱(chēng)為硬件連接數(shù)控（HARDWIRED NC）, 簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控（NC）。 隨著電子元器件的發(fā)展，這個(gè)階段又歷經(jīng)三代: 1952年的第一代電子管計(jì)算機(jī)

5、組成的數(shù)控系統(tǒng)； 1959年的第二代晶體管計(jì)算機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)； 1965年的第三代小規(guī)模的集成電路計(jì)算機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng),計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段 這一階段從1970年開(kāi)始至今。1970年研制成功大規(guī)模 集成電路，并將其用于通用小型計(jì)算機(jī)。此時(shí)的小型計(jì)算 機(jī)，其運(yùn)算速度比五、六十年代的計(jì)算機(jī)有了大幅度的提 高。比專(zhuān)門(mén)搭成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)成本低，可靠性高。于是， 小型計(jì)算機(jī)被用作數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算 機(jī)數(shù)控（CNC）階段。 計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代: 1970年第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)； 1974年第五代微處理器組成的數(shù)控系統(tǒng) 1990年第六代基于PC的數(shù)控系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)近五十年來(lái)經(jīng)

6、歷了兩個(gè)階段六代的發(fā)展，只是發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解決了數(shù)控系統(tǒng)可靠性低，價(jià)格極為昂貴，應(yīng)用很不方便等極為關(guān)鍵的問(wèn)題，因此即使在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)控機(jī)床大規(guī)模地得到應(yīng)用和普及也是在上世紀(jì)的七十年代末、八十年代初以后的事情，也就是說(shuō) 數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)了近三十年的發(fā)展才走向普及應(yīng)用,國(guó)內(nèi)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展情況,我國(guó)是在1958年由清華大學(xué)研發(fā)出的一臺(tái)三坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床。我校也是在這個(gè)時(shí)期著手這方面的開(kāi)發(fā)，在1978年我校和校機(jī)械廠共同制造出我國(guó)第一臺(tái)加工中心。但這臺(tái)加工中心的性能并不穩(wěn)定，根本不能投入生產(chǎn)。到了20世紀(jì)80年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的的飛速發(fā)展，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)的性能和品質(zhì)也得到了極大的提

7、高，這時(shí)的數(shù)控機(jī)床一般稱(chēng)為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，那么我校也于90年代正式開(kāi)發(fā)數(shù)控技術(shù)，并在全國(guó)屬于領(lǐng)軍地位,二、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),1、高速、高精度加工 2、數(shù)控系統(tǒng)具有多軸控制、多軸聯(lián)動(dòng)和 復(fù)合加工的控制功能 3、數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化,1、 高速、高精度加工 目前加工中心主軸轉(zhuǎn)速最高可達(dá)40 000轉(zhuǎn)/分、進(jìn)給速度可達(dá)24米/分-30米/分，定位精度都在幾微米。這就要求數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)采用高速高精度的數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)采用直線電動(dòng)機(jī)作為進(jìn)給伺服系統(tǒng)、采用高速永磁同步電動(dòng)機(jī),2、數(shù)控系統(tǒng)具有多軸控制、多軸聯(lián)動(dòng) 和復(fù)合加工的控制功能,理論上數(shù)控機(jī)床只需要3軸聯(lián)動(dòng)，但在實(shí)際加工中3軸聯(lián)動(dòng)對(duì)于三維曲面

8、加工很難用上刀具的最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅加工效率低而且表面粗糙度高，往往采用手動(dòng)進(jìn)行修補(bǔ)，但在修補(bǔ)過(guò)程中，已加工的表面也可能喪失精度。那么5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是數(shù)控技術(shù)的制高點(diǎn)標(biāo)志之一。5軸聯(lián)動(dòng)除了X、Y、Z這3軸外，主要還有刀具軸旋轉(zhuǎn)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)這兩種方式的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，采用5軸聯(lián)動(dòng)可以使用刀具的最佳幾何形狀對(duì)工件進(jìn)行加工,3、數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放化、智能化 和網(wǎng)絡(luò)化,將來(lái)的數(shù)控機(jī)床中的NC系統(tǒng)能部分代替機(jī)床設(shè)計(jì)師和操作者的大腦，具有一定的智能，能把特殊的加工工藝、管理經(jīng)驗(yàn)和操作技能嵌入NC系統(tǒng)，同時(shí)也具有圖形交互、診斷等功能，也就是說(shuō)要求CNC控制器透明以使機(jī)床制造商和最終用戶可以自由地實(shí)現(xiàn)自己的思

9、想,三、數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì),數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用,是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問(wèn)題，能適應(yīng)各種機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 生產(chǎn)效益一般比普通機(jī)床提高3-5倍，多的可達(dá)8-10倍； 減少刀具和夾具的存儲(chǔ)和花費(fèi)，減少零件的庫(kù)存和搬運(yùn)數(shù)； 減少工裝，減少人為誤差，提高加工精度，零件重復(fù)精度高，互換性好； 縮短新產(chǎn)品的試制和生產(chǎn)周期（當(dāng)零件設(shè)計(jì)改變時(shí)，只需要改變零件程序即可），易于組織多品種生產(chǎn)，使企業(yè)能對(duì)市場(chǎng)需要迅速做出響應(yīng)； 能加工傳統(tǒng)方法不能加工的大型復(fù)雜零件； 有利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制，生產(chǎn)便于管理； 減輕

10、了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省人力，降低了勞動(dòng)花費(fèi),四、數(shù)控機(jī)床的組成,CNC（computer Numerical Control）計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、CNC裝置(或稱(chēng)CNC單元)、伺服單元、驅(qū)動(dòng)單元(或稱(chēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)) 、可編程控制器及機(jī)床本體等組成。除了機(jī)床本體之外，其他系統(tǒng)都稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng),1、輸入/輸出設(shè)備（操作面板,操作面板是操作人員與機(jī)床數(shù)控裝置進(jìn)行信息交流的工具，如操作命令的輸入、加工程序的編輯、修改和調(diào)試；同時(shí)也以信號(hào)燈或數(shù)碼管的方式，為操作人員顯示數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)信息，如坐標(biāo)值、機(jī)床的工作狀態(tài)、報(bào)警信號(hào)等，它是數(shù)控機(jī)床特有的部件,輸入設(shè)備有

11、鍵盤(pán)、顯示器、穿孔紙帶、磁帶和磁盤(pán)，其中鍵盤(pán)和顯示器是比不可少的人機(jī)交互設(shè)備，操作人員可通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器輸入程序、編輯修改程序和發(fā)送操作命令，既進(jìn)行手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入,2、CNC裝置,CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心，這一部分主要包括微處理CPU、存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)其他組成部分聯(lián)系的接口等。其本質(zhì)是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件(伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)床)，加工出需要的零件,3、伺服單元,伺服單元接收來(lái)自CNC裝置的進(jìn)給指令，經(jīng)變換和放大后通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)變成機(jī)床工作臺(tái)的位移和速度，因此伺服單元是CNC和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自CNC裝置的微弱指令信

12、號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào),4、驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接到驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)，使工件臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡做嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出符合圖紙要求的零件。 和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等幾種。 伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,5、PLC,機(jī)床I/0電路和裝置,PLC是可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的縮寫(xiě)，主要用于控制機(jī)床順序動(dòng)作，完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的

13、一些控制，他接受CNC的控制代碼M（輔助功能）、S（主軸轉(zhuǎn)速）、T（選刀、換刀）等順序動(dòng)作信息，對(duì)其進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制機(jī)床助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開(kāi)關(guān)等一些輔助動(dòng)作；他接受機(jī)床操作面板的指令，一方面直接控制機(jī)床的動(dòng)作，一方面將一部分指令送往CNC用于加工過(guò)程的控制。機(jī)床I/O電路和裝置是指繼電器、行程開(kāi)關(guān)、電磁閥的電器以及由他們組成的邏輯電路,6、機(jī)床,機(jī)床是數(shù)控機(jī)床的主體，是實(shí)現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。它包括：主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承體（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)、工件自動(dòng)交換系統(tǒng)

14、）和輔助裝置（如排屑裝置等）。最初的數(shù)控機(jī)床使用的是普通機(jī)床，只是在自動(dòng)變速、刀架或工作合自動(dòng)轉(zhuǎn)位和手柄等方面做些改變。CNC機(jī)床由于切削用量大、連續(xù)加工時(shí)間長(zhǎng)、發(fā)熱量大等原因，所以其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密。因而采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減少熱變形、提高精度等方面的措施,五、數(shù)控機(jī)床的加工原理,在傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床上，操作者在加工零件時(shí)，根據(jù)圖紙的要求，需要不斷改變刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù) ，使刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工，最終加工出合格零件。 數(shù)控機(jī)床的加工，其實(shí)質(zhì)是應(yīng)用了“微分” 原理。 1、數(shù)控裝置根據(jù)加工程序要求的刀具軌跡，將軌跡按機(jī)床對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸，以最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)

15、量）為單位進(jìn)行微分，并計(jì)算出各坐標(biāo)軸需要移動(dòng)的脈沖數(shù)。 2、通過(guò)數(shù)控裝置的“插補(bǔ)”軟件或“插補(bǔ)”運(yùn)算器，將要求的軌跡用以“最小移動(dòng)量”為單位的等效折線進(jìn)行擬和，并找出最接近理論軌跡的擬和折線。 3、數(shù)控裝置根據(jù)擬和折線的軌跡，給相應(yīng)的坐標(biāo)軸連接不斷地分配進(jìn)給脈沖，并通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)使機(jī)床坐標(biāo)軸按分配的脈沖運(yùn)動(dòng)。 這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床控制刀具移動(dòng)的根本目的,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系,一、機(jī)床坐標(biāo)軸,二、機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床零點(diǎn)與機(jī)床 參考點(diǎn),三、工件坐標(biāo)系和程序原點(diǎn),一、機(jī)床坐標(biāo)軸 (一) 機(jī)床坐標(biāo)軸的命名 所謂坐標(biāo)軸,是指在機(jī)械裝備中,具體位移(線位 移或角位移) 控制和速度控制功能的運(yùn)動(dòng)軸。為了簡(jiǎn)化

16、編程的方法和保證程序的通用性，對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)和方向的命名制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，常稱(chēng)基本坐標(biāo)軸。而X，Y，Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手定則決定，如下圖所示,圖中大拇指的指向?yàn)閄軸的正方向，食指指向?yàn)閅軸的正方向，中指指向?yàn)閆軸的正方向,數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，有的由主軸帶動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有的由工作臺(tái)帶著工件運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述坐標(biāo)軸正方向，是假定工件不動(dòng)，刀具相對(duì)于工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。如果是工件移動(dòng)則用加“”的字母表示，按相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，工件運(yùn)動(dòng)的正方向恰好與刀具運(yùn)動(dòng)的正方向相反，即有： 同樣兩者運(yùn)動(dòng)的負(fù)方向也彼此相反,二)機(jī)床坐標(biāo)軸的方向,機(jī)床坐標(biāo)軸的方向取決于

17、機(jī)床的類(lèi)型和各組成部分的布局，若只有一個(gè)主軸，且主軸 無(wú)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng),則規(guī)定平行主軸軸線的坐標(biāo)軸為Z軸。刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆坐標(biāo)正方向。 X軸垂直于Z軸，對(duì)Z軸軸線水平的機(jī)床，規(guī)定由刀具（主軸）向工件看時(shí)，X坐標(biāo)的正方向指向右邊。 利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則確定Y坐標(biāo)的正方向,CJK6032坐標(biāo)軸,ZJK7532坐標(biāo)軸,二、機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床零點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn),一）機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系。以機(jī)床零點(diǎn)為原點(diǎn)，各坐標(biāo)軸平行于各機(jī)床軸的坐標(biāo)系稱(chēng)為機(jī)床坐標(biāo)系,二）機(jī)床零點(diǎn),機(jī)床零點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn)。數(shù)控裝置以其為參照進(jìn)行位置控制。它與參考點(diǎn)與系統(tǒng)參數(shù)中“參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)

18、系中的位置”有關(guān),三）機(jī)床參考點(diǎn) 機(jī)床參考點(diǎn)機(jī)床上一個(gè)固定的機(jī)械點(diǎn).通常在機(jī)床的每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)機(jī)械點(diǎn),由它們構(gòu)成一個(gè)多軸坐標(biāo)系的一點(diǎn)。參考點(diǎn)主要是給數(shù)控裝置提供一個(gè)固定不變的參照,保證每一次上電后進(jìn)行的位置控制,不受系統(tǒng)失步、漂移、熱脹冷縮等的影響,工件坐標(biāo)系是編程人員在編程時(shí)使用的，編程人員選擇工件上的某一已知點(diǎn)作為原點(diǎn)（也稱(chēng)程序原點(diǎn)），建立一個(gè)平行于機(jī)床各軸方向的坐標(biāo)系，稱(chēng)為工件坐標(biāo)系。 工件坐標(biāo)系的引入是為了簡(jiǎn)化編程、減少計(jì)算，使編輯的程序不因工件安裝的位置不同而不同。一般情況下，以坐標(biāo)式尺寸標(biāo)注的零件，程序原點(diǎn)應(yīng)選擇在尺寸標(biāo)注的基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)稱(chēng)零件或以同心圓為主的零件，程序

19、原點(diǎn)應(yīng)選在對(duì)稱(chēng)中心線或圓心上；Z軸的程序原點(diǎn)通常選在工件的上表面,三、工件坐標(biāo)系和程序原點(diǎn),工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系,第二章 數(shù)控加工程序編制的基礎(chǔ),第一節(jié) 數(shù)控編程概述,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的編程,第一節(jié) 數(shù)控編程概述,一、數(shù)控編程的基本概念,二、數(shù)控編程的方法,三、數(shù)控加工程序的格式與組成,一、數(shù)控?cái)?shù)控編程的基本概念,編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)（運(yùn)動(dòng)軌跡與方向、位移量）、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、切削深度等）以及輔助操作（換刀、主軸控制、冷卻液開(kāi)關(guān)、刀具夾緊、松開(kāi)等）等加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼和程序格式，編制成加工程序單（相當(dāng)于普通機(jī)床加工的工藝規(guī)程

20、），再將程序單中的內(nèi)容記錄在磁盤(pán)（或紙帶）等控制介質(zhì)上。這一過(guò)程，就稱(chēng)為是編程,一） 數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的比較,圖紙,工藝 分析,工藝卡,數(shù)控加 工程序,人工 操作,輸入 數(shù)控 系統(tǒng),機(jī) 床,零件,傳統(tǒng)加工,數(shù)控加工,二）數(shù)控編程步驟,數(shù)控編程過(guò)程如圖所示,零件圖紙,工 藝 分 析,數(shù) 學(xué) 處 理,編寫(xiě) 程序 單,制備 控制 介質(zhì),輸入 數(shù)控 系統(tǒng),校驗(yàn) 和 試切,修改,錯(cuò)誤,1、圖紙工藝分析,確定加工機(jī)床、刀具與夾具。 確定零件加工的工藝路線、工步順序。 確定切削用量（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、進(jìn)給量、切削速度）。 確定輔助功能（換刀，主軸正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，冷卻液開(kāi)、關(guān),2、數(shù)學(xué)處理,計(jì)算直線和圓弧輪廓

21、的終點(diǎn)。 計(jì)算非圓曲線輪廓的離散逼近點(diǎn)坐標(biāo)值。 將計(jì)算的坐標(biāo)值按數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的編程單位換算為相應(yīng)的編程值,3、編寫(xiě)程序單,根據(jù)制定的加工路線、切削用量、選 用的刀具、輔助動(dòng)作和計(jì)算的坐標(biāo)值，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指令代碼及程序格式，編寫(xiě)零件程序 ，并進(jìn)行初步校驗(yàn)，檢查上述兩個(gè)步驟的錯(cuò)誤,4、制備控制介質(zhì),將程序單上的內(nèi)容，經(jīng)轉(zhuǎn)換記錄在控制介質(zhì)上（如存儲(chǔ)在磁盤(pán)上），作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入信息，若程序較簡(jiǎn)單，也可直接通過(guò)MDI鍵盤(pán)輸入,5、輸入數(shù)控系統(tǒng),制備的控制介質(zhì)必須正確無(wú)誤，才能用于正式加工。 因此要將記錄在控制介質(zhì)上（如存儲(chǔ)在磁盤(pán)上）的零件程序，經(jīng)輸入裝置輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，并進(jìn)行校驗(yàn),6、程序的校

22、驗(yàn)和試切,1）程序的校驗(yàn) 程序的校驗(yàn)用于檢查程序的正確性和合理 性，但不能檢查加工精度。 2）程序的試切 通過(guò)程序的試切，在數(shù)控機(jī)床上加工實(shí)際零件以檢查程序的正確性和合理性,二、數(shù)控編程的方法,1、手工編程 手工編程是指編制零件程序加工程序的前幾個(gè)步驟，即從零件圖紙工藝分析、坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算直至編寫(xiě)零件程序單，均由人工完成。 2、自動(dòng)編程 自動(dòng)編程是借助數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)來(lái)輔助生成零件的程序。此時(shí)，編程人員一般只需要借助數(shù)控編程系統(tǒng)提供的各種功能，對(duì)加工對(duì)象、工藝參數(shù)及加工過(guò)程進(jìn)行較簡(jiǎn)單的描述，即可由編程系統(tǒng)自動(dòng)完成數(shù)控加工程序編制的其余內(nèi)容,三、數(shù)控加工程序的格式與組成,一個(gè)數(shù)控加工零件程

23、序是一組被傳送到數(shù)控裝置中的指令和數(shù)據(jù)。 一個(gè)零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個(gè)程序段組成的，而每個(gè)程序段是由若干個(gè)指令字組成的，如圖所示,程序的結(jié)構(gòu)圖,1000 N01 G91 G00 X50 Y60 程 N10 G01 X100 Y500 F150 S300 M03 序 N N200 M02,程序段,指令字,一）零件程序的一般結(jié)構(gòu),一個(gè)完整的零件程序必須包括起始部分、中間部分和結(jié)束部分。 起始部分一般由程序起始符%（或O）后跟程序號(hào)組成 中間部分是 整個(gè)程序的核心，由若干個(gè)程序段組成，表示數(shù)控機(jī)床要完成的全部動(dòng)作。一個(gè)零件程序是按程序段輸入的順序執(zhí)行的。 零件程序的結(jié)束部分常

24、用M02或M30構(gòu)成程序的最后一段,二）程序的文件名,CNC裝置可以裝入許多程序文件，以磁盤(pán)文件的方式讀寫(xiě)。文件名格式為（有別于DOS的其他文件名）：Oxxxx（地址O后面必須有數(shù)字或字母）。主程序、子程序必須寫(xiě)在同一個(gè)文件名下。系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用文件名來(lái)調(diào)用程序，進(jìn)行加工或編輯,三）程序段格式,四）指令字符的格式,在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，指令字一般是由地址符（或稱(chēng)指令字符）和帶符號(hào)（如定義尺寸的字）或不帶符號(hào)（如準(zhǔn)備功能字G代碼）的數(shù)字組成的，這些指令字在數(shù)控系統(tǒng)中完成特定的功能,機(jī)能 地址符 意 義 零件程序號(hào) %或O 程序編號(hào)：19999 程序段號(hào) N 程序段編號(hào)：N19999 準(zhǔn)備機(jī)能 G 指令動(dòng)

25、作方式（直線、圓弧等）G0099 尺寸字 X， Y， Z， 坐標(biāo)軸的移動(dòng)命令99999.999 A， B，C U，V，W R 圓弧的半徑 I，J，K 圓弧中心相對(duì)起點(diǎn)的坐標(biāo)位置 進(jìn)給速度 F 進(jìn)給速度的指定 F015000 主軸機(jī)能 S 主軸旋轉(zhuǎn)速度的指定 S09999 刀具機(jī)能 T 刀具編號(hào)的指定 T099，T0009999 輔助機(jī)能 M 機(jī)床側(cè)開(kāi)/關(guān)控制的指定 M099 補(bǔ)償號(hào) H，D 刀具補(bǔ)償號(hào)的指定 0099 暫停 P，X 暫停時(shí)間的指定 秒 程序號(hào)的指定 P 子程序號(hào)的指定 P19999 重復(fù)次數(shù) L 子程序的重復(fù)次數(shù)：L29999,指令字符一覽表,第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的編程,一、輔助功

26、能M代碼 二、主軸功能S、進(jìn)給功能F和刀具功能T 三、準(zhǔn)備功能G代碼 四、例題分析,一、輔助功能M代碼,M指令主要用于控制機(jī)床的各種開(kāi)關(guān)，它有兩種形式，一種是非模態(tài)代碼（它只在書(shū)寫(xiě)了該代碼的程序段中有效），另一種是模態(tài)代碼（它一旦在一個(gè)程序中指定便保持有效），其指令功能如表3-2所示,輔助功能M代碼及其功能,二、主軸功能S、進(jìn)給功能F和刀具功能T,1、主軸功能S 主軸功能S控制主軸轉(zhuǎn)速其后的數(shù)字表示主軸速度，單位為轉(zhuǎn)/每分鐘（r/min）。 S是模態(tài)指令，只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。機(jī)床主軸調(diào)速是變頻調(diào)速可借助機(jī)床控制面板上的主軸倍率開(kāi)關(guān)進(jìn)行修調(diào),2、進(jìn)給功能F,F指令表示工件被加工時(shí)刀具相對(duì)

27、于工件的合成進(jìn)給速度，F(xiàn)的單位取決于G94（每分鐘進(jìn)給量mm/min）或G95（主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量mm/r）。 當(dāng)工作在G01、G02或G03方式下，F(xiàn)指令一直有效，直到被新的F值取代，而在G00工作方式下，快速定位的速度是各軸的最高速度，與所編的F值無(wú)關(guān),3、刀具功能T,T代碼用于選刀，其后的4位數(shù)字分別表示選擇的刀具號(hào)和刀具補(bǔ)償號(hào)。 執(zhí)行T指令，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)塔刀架，選用指定的刀具，同時(shí)調(diào)入刀補(bǔ)寄存器中的補(bǔ)償值（刀具的幾何補(bǔ)償值即偏置補(bǔ)償與磨損補(bǔ)償之和），該值不立即移動(dòng)，而是當(dāng)后面有移動(dòng)指令時(shí)一并執(zhí)行。 當(dāng)一個(gè)程序段同時(shí)包含T代碼與刀具移動(dòng)指令時(shí)，先執(zhí)行T代碼指令，而后再執(zhí)行刀具移動(dòng)指令,三

28、、準(zhǔn)備功能G代碼,準(zhǔn)備功能G指令由G后一或二位數(shù)值組成，它用來(lái)規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作。 G功能根據(jù)功能的不同分成若干組，其中00組的G功能稱(chēng)為非模態(tài)G功能，其余組稱(chēng)為模態(tài)G功能。 非模態(tài)G功能指的是只在所規(guī)定的程序段中有效，程序段結(jié)束時(shí)被注銷(xiāo)；而模態(tài)G功能指的是一組可相互注銷(xiāo)的G功能，這些功能一旦被執(zhí)行，則一直有效，直到被同一組的G功能注銷(xiāo)為止。 模態(tài)G功能組中都包含一個(gè)缺省G功能，上電時(shí)將被初始化為該指令,準(zhǔn)備功能G代碼一覽表,一）常用準(zhǔn)備功能G代碼的應(yīng)用,1、絕對(duì)值編程G90與相對(duì)值編程G91,格式：G90 X Y Z G91

29、X Y Z,說(shuō)明,G90：絕對(duì)值編程，每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值 是相對(duì)于程序原點(diǎn)的,G91：相對(duì)值編程，每個(gè)編程坐標(biāo)軸上的編程值 是相對(duì)于前一位置而言的,例：如下圖所示，使用G90G91編程，要求刀具由原點(diǎn)按順序移動(dòng)到、點(diǎn),2,X,Y,3,1,45,25,15,0,20,40,60,G90 編程 %0001 M03 S500 N01 G92 X0 Y0 N02 G90 G01 X20 Y15 N03 X40 Y45 N04 X60 Y25 N05 X0 Y0 Z10 N06 M30,G91 編程 %0001 M03 S500 N01 G92 X0 Y0 N02 G91 G01 X20 Y15

30、N03 X20 Y30 N04 X20 Y-20 N05 G90 X0 Y0 N06 M30,工件坐標(biāo)系設(shè)定G92,格式：G92 X Y 說(shuō)明：G92通過(guò)設(shè)定對(duì)刀點(diǎn)與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的相對(duì)位置建立工件坐標(biāo)系。 其中：、分別為設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)到對(duì)刀點(diǎn)的有向距離。 例：如下圖所示，使用G92編程，建立工件坐標(biāo)系,x,z,右端面 原點(diǎn),左端面 原點(diǎn),44,254,180,當(dāng)以工件左端面為工件原點(diǎn)時(shí),應(yīng)按下行建立坐標(biāo)系。 G92 X180 Z254 當(dāng)以工件右端面為工件原點(diǎn)時(shí),應(yīng)按下行建立坐標(biāo)系。 G92 X180 Z44,X、Z值的確定，即確定對(duì)刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。其選擇的一般原則為： 1

31、、方便數(shù)學(xué)計(jì)算和簡(jiǎn)化編程； 2、容易找正對(duì)刀； 3、便于加工檢查； 4、引起的加工誤差?。?5、不要與機(jī)床、工件發(fā)生碰撞； 6、方便拆卸工件； 7、空行程不要太長(zhǎng),3、快速定位G00,格式：G00 X Y Z 說(shuō)明：X、Z、Y快速定位終點(diǎn)，G90時(shí)為終點(diǎn)在工件 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；G91時(shí)為終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的位移量。 G00指令中的快移速度由機(jī)床參數(shù)“快移進(jìn)給速度”對(duì)各軸分別設(shè)定，不能用F 規(guī)定。 G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀?？煲扑俣瓤捎擅姘迳系目焖傩拚{(diào)旋扭修正,4、線形進(jìn)給G01,格式：G01 X Y Z F 說(shuō)明：X、Y、Z為線形進(jìn)給終點(diǎn)。在G90時(shí)為終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值

32、；在G91時(shí)為終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的位移量；F為合成進(jìn)給速度。 G01指令刀具以聯(lián)動(dòng)的方式，按F規(guī)定的合成進(jìn)給速度，從當(dāng)前位置按線性路線（聯(lián)動(dòng)直線軸的合成軌跡為直線）移動(dòng)到程序段指令的終點(diǎn),5、圓弧進(jìn)給G02/G03,格式： X Y Z F 說(shuō)明： G02/G03指令刀具，按F規(guī)定的和成進(jìn)給速度，從當(dāng)前位置按順時(shí)針/逆時(shí)針進(jìn)行圓弧加工。 圓弧插補(bǔ)G02/G03的判斷，在在加工平面內(nèi)，根據(jù)其插補(bǔ)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針/逆時(shí)針來(lái)區(qū)別的。 在G90時(shí)，X、Y、Z為圓弧終點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；在G91時(shí)，X、Y、Z為圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的位移量,G02 G03,I,J,K,R,數(shù)控車(chē)中圓弧插補(bǔ)G02/G03的判斷是以觀察者迎著Y軸的指向所面對(duì)的平面。（見(jiàn)下圖所示,Z,X,Z,G02,G02,G02,G02,X,G02,G02,G02,G02,Y,G03,G03,G03,G03,G03,G03,G03,G03,Y,數(shù)控銑中圓弧插補(bǔ)G02/G03的判斷是以不同的平面來(lái)選擇的。 （見(jiàn)下圖所示,0,0,0,G17,G18,G19,X,X,Y,Y,Z,Z,G02,G02,G02,G03,G03,G03,I、J、K分別為圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的偏移值（等于圓心的坐標(biāo)減去圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)，如圖所 示