數(shù)控編程(課件)

1、數(shù)控編程數(shù)控編程 數(shù)控機床概述數(shù)控機床概述 數(shù)控機床坐標(biāo)系數(shù)控機床坐標(biāo)系 數(shù)控編程指令數(shù)控編程指令 數(shù)控機床操作數(shù)控機床操作 數(shù)控（數(shù)控（Numerical Control，NC） 數(shù)字控制，用數(shù)字、字母和符號構(gòu)成的數(shù)字控制，用數(shù)字、字母和符號構(gòu)成的數(shù)字數(shù)字化信號化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。種方法。 數(shù)控機床（數(shù)控機床（Numerically Controlled Machine Tool ） 采用了數(shù)控技術(shù)的機床。采用了數(shù)控技術(shù)的機床。數(shù)控機床的基本概念數(shù)控機床的基本概念數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成輔助控制裝置伺服系統(tǒng)按照運動控制的特點分

2、類按照運動控制的特點分類1.1.點位控制數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床實現(xiàn)從一點到另一點的精確、快實現(xiàn)從一點到另一點的精確、快速定位。速定位。在兩點間移動時沒有切削加工。在兩點間移動時沒有切削加工。不要求軌跡和速度。不要求軌跡和速度。代表機床：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床代表機床：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等，主要用于平面內(nèi)、數(shù)控沖床等，主要用于平面內(nèi)孔系的加工?？紫档募庸?。數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類2.2.直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床控制刀具或工作臺控制刀具或工作臺以一定的以一定的速度沿直線速度沿直線從一個點移動到從一個點移動到另一個點。另一個點。移動過程中進行切削加工。移動過程中進行切削加工?？煽?/p>

3、軸數(shù)一般為可控軸數(shù)一般為23個，個，但聯(lián)動軸數(shù)只有但聯(lián)動軸數(shù)只有1個。個。代表機床：簡易數(shù)控車、數(shù)代表機床：簡易數(shù)控車、數(shù)控銑?？劂?。數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類3.3.輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床可以同時控制可以同時控制兩個或兩個以上兩個或兩個以上的坐標(biāo)軸進行加工的坐標(biāo)軸進行加工連續(xù)控制加工過程中每個點的連續(xù)控制加工過程中每個點的坐標(biāo)和速度，以形成所需的曲坐標(biāo)和速度，以形成所需的曲線或曲面。線或曲面。根據(jù)聯(lián)動軸數(shù)可細分為根據(jù)聯(lián)動軸數(shù)可細分為2軸聯(lián)軸聯(lián)動、動、2.5軸聯(lián)動、軸聯(lián)動、3軸聯(lián)動、軸聯(lián)動、4軸聯(lián)動、軸聯(lián)動、5軸聯(lián)動。軸聯(lián)動。除了少數(shù)專用數(shù)控機床，如數(shù)除了少數(shù)專用數(shù)控機床，如數(shù)控鉆

4、床、沖床等以外，現(xiàn)代數(shù)控鉆床、沖床等以外，現(xiàn)代數(shù)控機床都具有輪廓控制功能?？貦C床都具有輪廓控制功能。數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類按照伺服系統(tǒng)的類型分類按照伺服系統(tǒng)的類型分類1.1.開環(huán)數(shù)控機床開環(huán)數(shù)控機床特點：無測量反饋裝置；伺服驅(qū)動原件為步進電機特點：無測量反饋裝置；伺服驅(qū)動原件為步進電機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試維修方便、價格低優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試維修方便、價格低缺點：控制精度不高缺點：控制精度不高應(yīng)用：用于經(jīng)濟型數(shù)控機床或舊機床數(shù)控化改造。應(yīng)用：用于經(jīng)濟型數(shù)控機床或舊機床數(shù)控化改造。數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類2.2.閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床特點：位置檢測裝置安裝在

5、移動部件上，直接測量實際位特點：位置檢測裝置安裝在移動部件上，直接測量實際位置；伺服驅(qū)動元件為直流、交流伺服電機置；伺服驅(qū)動元件為直流、交流伺服電機優(yōu)點：可以消除機械傳動部分的各種誤差，控制精度高、優(yōu)點：可以消除機械傳動部分的各種誤差，控制精度高、加工精度高加工精度高缺點：價格昂貴，調(diào)試維修復(fù)雜、成本高缺點：價格昂貴，調(diào)試維修復(fù)雜、成本高應(yīng)用：主要用于精度要求高的鏜銑床、超精車床、超精磨應(yīng)用：主要用于精度要求高的鏜銑床、超精車床、超精磨床和大型的數(shù)控機床。床和大型的數(shù)控機床。數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類3.3.半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床有測量反饋裝置；間接測量工作臺的位移，伺服驅(qū)動元

6、件有測量反饋裝置；間接測量工作臺的位移，伺服驅(qū)動元件為直流、交流伺服電機。為直流、交流伺服電機。優(yōu)點：控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng)，穩(wěn)定性較好，成本低優(yōu)點：控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng)，穩(wěn)定性較好，成本低，調(diào)試維修比較方便。，調(diào)試維修比較方便。缺點：部分誤差無法消除。缺點：部分誤差無法消除。應(yīng)用：兼顧開環(huán)與閉環(huán)的優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用：兼顧開環(huán)與閉環(huán)的優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類 數(shù)控機床跟隨計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，經(jīng)歷了數(shù)控機床跟隨計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，經(jīng)歷了兩個階段，共六代兩個階段，共六代系統(tǒng)。系統(tǒng)。第一代第一代：采用：采用電子管元件電子管元件的專用的專用NC系統(tǒng)系統(tǒng)第二代第二代：

7、1959年年 采用采用晶體管電路晶體管電路的的NC系統(tǒng)系統(tǒng)第三代第三代：1965年年 采用采用小規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路第四代第四代：1970年年 采用采用小型計算機小型計算機的的NC系統(tǒng)系統(tǒng)第五代第五代：1974年年 采用采用微處理器的微處理器的數(shù)控系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)（MNC）第六代第六代：1990年后，基于年后，基于PCPC機機的開放式數(shù)控系統(tǒng)的開放式數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.手工編程手工編程定義定義從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、編從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序、程序輸入、程序校驗等各個步驟，均由人工寫程序、程序輸入、程序校驗等各個步驟，均由

8、人工完成。完成。應(yīng)用應(yīng)用適用于加工適用于加工形狀簡單、計算簡單、加工程序形狀簡單、計算簡單、加工程序段不多段不多的零件，如由直線和圓弧組成的輪廓的加工。的零件，如由直線和圓弧組成的輪廓的加工。特點特點效率低、耗費時間較長，容易出現(xiàn)錯誤；但效率低、耗費時間較長，容易出現(xiàn)錯誤；但可避免一些多余的空行程、退刀，加工效率高，更適可避免一些多余的空行程、退刀，加工效率高，更適合批量生產(chǎn)的零件。是自動編程的基礎(chǔ)。合批量生產(chǎn)的零件。是自動編程的基礎(chǔ)。數(shù)控機床編程的方法數(shù)控機床編程的方法2. 2. 自動編程自動編程(Automatic (Automatic PromgramingPromgraming) )定

9、義定義除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進除了分析零件圖樣和制定工藝方案由人工進行外，其余工作的大部分或全部由計算機完成的過程行外，其余工作的大部分或全部由計算機完成的過程。圖形交互式圖形交互式利用某種利用某種CAD軟件人機交互完成加工軟件人機交互完成加工零件的零件的幾何造型幾何造型，并，并設(shè)置工藝參數(shù)設(shè)置工藝參數(shù)，由軟件，由軟件自動生成自動生成數(shù)控程序文件數(shù)控程序文件，并用通信的方式直接送入數(shù)控機床。，并用通信的方式直接送入數(shù)控機床。應(yīng)用應(yīng)用適用于形狀復(fù)雜的零件，特別是有非圓曲線適用于形狀復(fù)雜的零件，特別是有非圓曲線、不規(guī)則曲面等構(gòu)成的零件。、不規(guī)則曲面等構(gòu)成的零件。數(shù)控機床編程的方法數(shù)控

10、機床編程的方法數(shù)控機床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系數(shù)控機床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系右手笛卡爾直角坐標(biāo)右手笛卡爾直角坐標(biāo)系系。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)根據(jù)根據(jù)右手螺旋定則右手螺旋定則判定，繞判定，繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為A、B、C。數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定坐標(biāo)和運動方向的命名原則坐標(biāo)和運動方向的命名原則不管是刀具運動還是工件運動，在進行編程計算不管是刀具運動還是工件運動，在進行編程計算時，一律都是假定時，一律都是假定刀具相對于靜止的工件運動刀具相對于靜止的工件運動，即不管機床怎么運動，永遠假定即不管機床怎么運動，永遠假定工件靜止，刀具工件靜止，刀具

11、移動移動。刀具遠離工件運動的方向為坐標(biāo)軸正方向。刀具遠離工件運動的方向為坐標(biāo)軸正方向。數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定數(shù)控機床坐標(biāo)軸的確定數(shù)控機床坐標(biāo)軸的確定1.1.數(shù)控機床坐標(biāo)系原點數(shù)控機床坐標(biāo)系原點數(shù)控機床坐標(biāo)系是數(shù)控機床安裝調(diào)試時便設(shè)定好的一數(shù)控機床坐標(biāo)系是數(shù)控機床安裝調(diào)試時便設(shè)定好的一個固定的坐標(biāo)系統(tǒng)。個固定的坐標(biāo)系統(tǒng)。機床坐標(biāo)系的原點又稱機械原點或機械零點。用機床坐標(biāo)系的原點又稱機械原點或機械零點。用 表示表示，是，是機床上的一個固定的點機床上的一個固定的點。數(shù)控車床的機床原點數(shù)控車床的機床原點取卡盤前端面或后端面與主軸中取卡盤前端面或后端面與主軸中心線的交點心線的交點。數(shù)控

12、銑床和立式加工中心上，機床原點一般取機床左數(shù)控銑床和立式加工中心上，機床原點一般取機床左前下方。前下方。數(shù)控機床坐標(biāo)系數(shù)控機床坐標(biāo)系數(shù)控機床坐標(biāo)系數(shù)控機床坐標(biāo)系2.2.機床參考點機床參考點參考點是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)參考點是由機床制造廠家在每個進給軸上用限位開關(guān)精確調(diào)整好的，精確調(diào)整好的，參考點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值是個參考點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值是個已知固定值。已知固定值。參考點參考點R用用 表示。表示。參考點一般都是設(shè)定在參考點一般都是設(shè)定在各軸正向行程極限點各軸正向行程極限點的位置上的位置上。機床原點由機床參考點定義。機床原點由機床參考點定義。數(shù)控機床坐標(biāo)系數(shù)控機床坐標(biāo)

13、系返參考點（回零）可以建立機床坐標(biāo)系。返參考點（回零）可以建立機床坐標(biāo)系。數(shù)控車床編程坐標(biāo)系數(shù)控車床編程坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系編程坐標(biāo)系編程人員為了編程方便自行設(shè)定的坐編程人員為了編程方便自行設(shè)定的坐標(biāo)系，又稱工件坐標(biāo)系。標(biāo)系，又稱工件坐標(biāo)系。用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置，一般供用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置，一般供編程使用，與機床坐標(biāo)系不重合。編程使用，與機床坐標(biāo)系不重合。編程坐標(biāo)系的原點稱為工件原點或程序原點。數(shù)控車編程坐標(biāo)系的原點稱為工件原點或程序原點。數(shù)控車床的工件原點一般設(shè)在床的工件原點一般設(shè)在工件的左端面或右端面的中心工件的左端面或右端面的中心點點。數(shù)控車床編程坐標(biāo)系數(shù)

14、控車床編程坐標(biāo)系數(shù)控車床編程坐標(biāo)系數(shù)控車床編程坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系機床坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系數(shù)控車床一般具有數(shù)控車床一般具有兩軸聯(lián)動兩軸聯(lián)動的功能，其中的功能，其中Z軸軸平行于主軸，平行于主軸，X軸在水平面上且垂直于主軸。軸在水平面上且垂直于主軸。主要加工對象：主要加工對象：軸類、盤套類回轉(zhuǎn)體軸類、盤套類回轉(zhuǎn)體零件，可零件，可完成內(nèi)外圓柱、圓錐、圓弧、螺紋等的切削加完成內(nèi)外圓柱、圓錐、圓弧、螺紋等的切削加工，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等。工，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等。是目前國內(nèi)使用較廣的一種數(shù)控機床，約占國是目前國內(nèi)使用較廣的一種數(shù)控機床，約占國內(nèi)數(shù)控機床總數(shù)的內(nèi)數(shù)控機床總數(shù)的

15、25%。數(shù)控車床的用途數(shù)控車床的用途1.1.絕對編程和增量編程絕對編程和增量編程數(shù)控車床編程時絕對坐標(biāo)和增量坐標(biāo)可以在同一程序數(shù)控車床編程時絕對坐標(biāo)和增量坐標(biāo)可以在同一程序段中混用。段中混用。絕對坐標(biāo)值常用絕對坐標(biāo)值常用X、Z表示。表示。增量坐標(biāo)值常用增量坐標(biāo)值常用U、W表示，使用時應(yīng)注意表示，使用時應(yīng)注意軌跡運動的軌跡運動的方向方向。根據(jù)零件圖紙的尺寸標(biāo)注，以減少尺寸換算為選擇原根據(jù)零件圖紙的尺寸標(biāo)注，以減少尺寸換算為選擇原則。則。數(shù)控車床的編程特點數(shù)控車床的編程特點2.2.直徑編程直徑編程 數(shù)控車削加工時，由于圖紙徑向尺寸的標(biāo)注和測量都數(shù)控車削加工時，由于圖紙徑向尺寸的標(biāo)注和測量都使用直徑

16、，所以編程時使用直徑，所以編程時徑向坐標(biāo)（徑向坐標(biāo)（X方向）使用直徑表示方向）使用直徑表示數(shù)控車床的編程特點數(shù)控車床的編程特點數(shù)控編程常用功能指令數(shù)控編程常用功能指令輔助功能輔助功能M指令指令進給功能進給功能F指令指令數(shù)控編程常用功能指令數(shù)控編程常用功能指令準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能G指令指令主軸功能主軸功能S指令指令刀具功能刀具功能T指令指令使數(shù)控機床或控制系統(tǒng)建立某種加工方式。使數(shù)控機床或控制系統(tǒng)建立某種加工方式。由地址符由地址符G和其后和其后2位數(shù)字組成，從位數(shù)字組成，從G00G99。數(shù)字。數(shù)字最前的最前的0可省略不寫，如可省略不寫，如G01可以寫作可以寫作G1。G指令可分為若干組，包括模態(tài)指令和

17、非模態(tài)指令。指令可分為若干組，包括模態(tài)指令和非模態(tài)指令。 同一個程序段中可以輸入幾個不同組的同一個程序段中可以輸入幾個不同組的G指令，當(dāng)輸入指令，當(dāng)輸入了兩個或兩個以上的同組了兩個或兩個以上的同組G指令時，最后一個指令時，最后一個G指令有指令有效。效。準(zhǔn)準(zhǔn)備備功功能能G代代碼碼切削用量三要素切削用量三要素：（主軸轉(zhuǎn)速（主軸轉(zhuǎn)速n）切削速度、背吃刀量切削速度、背吃刀量（切削深度）、進給速度（進給量）。（切削深度）、進給速度（進給量）。切削用量對于加工的影響切削用量對于加工的影響切削速度切削速度主要影響刀具的使用壽命、加工表面的粗主要影響刀具的使用壽命、加工表面的粗糙度和加工效率。糙度和加工效率。進給速度進給速度主要影響表面質(zhì)量和加工效率。主要影響表面質(zhì)量和加工效率。背吃刀量背吃刀量主要影響加工效率和尺寸的精度。主要影響加工效率和尺寸的精度