數(shù)控銑削加工理論教案

1、第1章概述（4學時）本章重點：數(shù)控機床的組成及各部分的作用數(shù)控機床的分類方法第1講2學時教學內容：1.1 數(shù)控機床的產生與發(fā)展1.2 數(shù)控機床工作原理及組成1.3 數(shù)控機床的分類1.1 數(shù)控機床的產生與發(fā)展數(shù)字控制（NumericalControl,NC）,是用數(shù)字化信號進行控制的一種方法。1947年，美國的Parsons公司為了提高生產飛機零件的靠模和機翼檢查樣板的精度及效率，提出了用穿孔卡來控制機床的設想；后與MIT（麻省理工學院）合作，于1952年研制出了世界上第一臺試驗性的三人材數(shù)控立銃床，控制裝置由真空管組成。1954年生產出了第一臺工業(yè)用的數(shù)控機床，1955年類似產品投產了一百臺。

2、這些數(shù)控機床在復雜曲面零件加工中發(fā)揮了很大作用。半個世紀以來，隨著自動控制技術、微電子技術、計算機技術、精密測量技術及機械制造技術的迅速發(fā)展，數(shù)控機床也得到了快速發(fā)展，產品不斷更新?lián)Q代，品種不斷增多。就數(shù)控裝置而言，大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展過程：第一代數(shù)控裝置由真空管組成，第二代采用晶體管和印刷電路，第三代采用小規(guī)模集成電路，并出現(xiàn)了DNC（DirectNumericalControl,直接數(shù)控）控制方式，第四代采用大規(guī)模集成電路及小型通用計算機控制，被稱為計算機數(shù)控（ComputerizedNC,CNC,第一代采用微型計算機或微處理機（MicrocomputerNC,MNCo現(xiàn)在，大多采用多個

3、微處理器組成的微型計算機作為數(shù)控裝置的核心，數(shù)控裝置的各項功能被分配到各個微處理器，在主微處理器的統(tǒng)一控制和管理下，并行、協(xié)調地工作，使數(shù)控機床向高精度、高速度方向發(fā)展。我國于1958年開始研制數(shù)控機床，“七五”期間，取得了長足的發(fā)展。此后，采取自主開發(fā)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)與購買國外先進數(shù)控系統(tǒng)相結合的方針，加速了我國數(shù)控機床生產的發(fā)展和使用水平的提高。數(shù)控機床產品已覆蓋了車、銃、鏈、鉆、磨、齒輪加工、線切割加工、電火花加工等機床，另外各種機電產品或設備如加工中心、彎管機、火焰切割機、三坐標測量機、工業(yè)機器人、繪圖機以及激光快速成型機等均采用數(shù)控技術原理進行控制，數(shù)控機床產品品種已達300多種。1

4、.2 數(shù)控機床工作原理及組成數(shù)控機床是采用數(shù)控技術對工作臺運動和切削加工過程進行控制的機床，是典型的機電一體化產品，是數(shù)控技術的最典型應用。1.2.1 數(shù)控機床的組成典型數(shù)控機床的組成如圖所示。由圖可知，數(shù)控機床主要由零件加工程序、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、輔助控制裝置、檢測反饋裝置、機床本體等七部分組成，其中數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、輔助控制裝置、檢測反饋裝置又合稱為數(shù)控系統(tǒng)。實際上，零件加工程序并非數(shù)控機床的物理組成部分，但從邏輯上講，數(shù)控機床加工過程必須按數(shù)控加工程序的規(guī)定進行，數(shù)控加工程序是數(shù)控機床加工的一個重要環(huán)節(jié)，因此常將數(shù)控加工程序作為數(shù)控機床的一個組成部分。1 .輸入裝置

5、數(shù)控機床的零件加工程序是通過程序輸入裝置輸入數(shù)控機床的。輸入裝置與輸入方法有關。(1)控制介質輸入所謂控制介質就是零件加工程序存貯介質即程序載體。通常程序載體有穿孔紙帶、磁帶、磁盤、光盤等，與之相應的輸入裝置為光電紙帶閱讀機、錄音機、磁盤驅動器、光驅等。早期的數(shù)控機床常用穿孔紙帶存貯加工程序，即在特制的紙帶上穿孔，孔的不同位置的組合構成不同的數(shù)字或數(shù)控代碼。通過光電紙帶閱讀機將紙帶上的零件加工程序轉換為相應的二進制代碼輸入數(shù)控裝置中的存貯器。雖然現(xiàn)在很多數(shù)控機床上仍附帶有紙帶閱讀機長磁帶錄機音機，但由于微型計算機的普遍使用期，穿孔紙帶和磁帶控制介質的應用已越來越少。(2)手工輸入利用鍵盤輸入控

6、制機床運動和刀具運動的指令。具體說有三種情況：手動數(shù)據(jù)輸入(ManualDataInput,MDI)，通過數(shù)控系統(tǒng)操作面板上的相應按鍵，把數(shù)控程序指令逐條輸入存儲器中。這種方法一般只適用于一些較為簡短的程序。在數(shù)控顯示的程序編輯界面，通過數(shù)控系統(tǒng)操作面板上的相應按鍵，輸入程序指令，存于內存中。后面有關章節(jié)中的手工編程主要就是采用這種輸入方法。用這種方法還可以調出已存入的數(shù)控程序并對其進行編輯修改。在具有對話功能的數(shù)控裝置上，根據(jù)軟件的邏輯格式和顯示屏上的對話提示，選擇不同的菜單，輸入有關的數(shù)字和信息后，可自動生成控制程序存入內存。這種方法雖然是手工輸入，但卻是自動編程。(3)通訊方式輸入存儲器

7、從自動編程機上、計算機上或網(wǎng)絡上，將編制好的數(shù)控加工程序通過通信接口直接輸入數(shù)控裝置的存儲器。2 .數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心部件，由硬件和軟件兩大部分組成。硬件包括通用I/O接口、CPU存儲器、可編程序控制器(ProgrammableLogicController,PLC)及數(shù)字通信接口等。采用單微處理器的數(shù)控裝置硬件結構如圖1.2所示。軟件包括管理軟件和控制軟件。管理軟件用來管理零件程序的輸入、輸出，顯示零件程序、刀具位置、系統(tǒng)參數(shù)及報警，診斷數(shù)控裝置是否正常并檢查故障原因。控制軟件則完成譯碼、插補運算、刀具補償、位置控制等。數(shù)控裝置的主要功能為讀入數(shù)值并存儲、對程序進行譯碼及數(shù)據(jù)處

8、理、插補運算、位置控制和I/O處理，產生控制指令控制機床各部件協(xié)調運動，按確定的順序和設定的條件完成零件加工程序。輔助控制裝置是介于數(shù)控裝置和機床的機械與液壓部件之間的各種開關執(zhí)行電器的控制裝置。主要實現(xiàn)各種輔助功能控制，如機床的起停、換刀、冷卻液開關等控制，目前多由數(shù)控裝置內置的可編程序控制器來實現(xiàn)。3 .伺服驅動裝置伺服驅動系統(tǒng)由驅動裝置、執(zhí)行機構及位置、速度檢測反饋裝置三個部分組成。伺服電機是伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構，驅動裝置則是伺服電機的動力源。來自數(shù)控裝置的控制指令脈沖經(jīng)伺服驅動裝置進行功率放大，驅動伺服電機，進而通過機械傳動裝置帶動機床主軸、工作臺或刀架等機床運動部件運動，其輸入為電信號

9、，輸出為機床的位移、速度和力。4 .機床本體機床本體是實現(xiàn)切削加工的主體，對加工過程起支撐作用。數(shù)控機床的精度、精度保持性、剛性、抗振性、低速運動平穩(wěn)性、熱穩(wěn)定性等主要性能均取決于機床本體。數(shù)控機床的機械部件包括：主運動部件、進給運動執(zhí)行部件如工作臺、拖板及其傳動部件以及床身、立柱等支承部件，此外還有冷卻、潤滑、轉位和夾緊等輔助裝置。對于加工中心類的數(shù)控機床，還有存放刀具的刀庫、刀具交換裝置等部件。數(shù)控機床的機械部件的組成與普通機床相似，但傳動結構要求更為簡單，在精度、剛度、抗振性等方面要求更高，而且其傳動和變速系統(tǒng)要便于實現(xiàn)自動控制。1.2.2數(shù)控機床的工作原理在數(shù)控機床上加工零件時，首先根

10、據(jù)零件圖樣的要求，結合所采用的數(shù)控機床的功能、性能和特點，確定合理的加工工藝，編程相應的數(shù)控加工程序，并采用適當?shù)姆绞綄⒊绦蜉斎氲綌?shù)控裝置。在數(shù)控機床加工過程中，數(shù)控裝置對數(shù)控加工程序進行編譯、運算和處理，輸出坐標控制指令到伺服驅動系統(tǒng)，順序邏輯控制指令到PLC通過伺服驅動系統(tǒng)和PLC驅動機床刀架或工作臺按照數(shù)控加工程序規(guī)定的軌跡和工藝參數(shù)運動，從而加工出符合圖紙要求的零件。1.3數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的種類很多，分類方法不一。根據(jù)數(shù)控機床的功能和組成，可以從如下幾個不同的角度進行分類。1.3.1 按數(shù)控機床的加工工藝分類1 .普通數(shù)控機床根據(jù)數(shù)控機床的加工工藝不同，并與傳統(tǒng)機床的稱謂相對應，

11、可將數(shù)控機床分為數(shù)控車床，數(shù)控銃床，數(shù)控鉆床，數(shù)控磨床，數(shù)控鍵床等。2 .加工中心機床將多種加工工藝內容集中在同一臺機床上實現(xiàn)，并具有刀庫和自動換刀裝置，可在工件一次裝卡后連續(xù)自動地完成銃削、鉆削、鏈削、較孔、擴孔、攻絲等多道工序的加工，這樣的數(shù)控機床叫加工中心(MachiningCenter,MC)。常見的加工中心機床有車削加工中心和鉆銃鏈加工中心。3 .特種加工機床特種加工機床有數(shù)控電火花、數(shù)控線切割、激光快速成型機、數(shù)控等離子切割、火焰切割等。4 .其它還有采用數(shù)控技術的其它設備如三坐標測量機、工業(yè)機器人、數(shù)控繪圖儀等。1.3.2 按控制系統(tǒng)的功能特點分類按數(shù)控機床運動軌跡的控制方式可將

12、數(shù)控機床分成點位控制、點位直線控制和輪廓控制三類。1 .點位控制(PointtoPointControl,PTP)點位控制的數(shù)控機床的特點是，只要求控制刀具相對于工件在機床加工平面內從某一加工點運動到另一加工點的精確坐標位置，而對兩點之間的運動軌跡原則上不加以控制，且在運動過程中不作任何加工，如圖所示。典型的點位控制數(shù)控機床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鍵床、數(shù)控沖床等。這類機床無需插補器，其基本要求是定位精度、定位時間和移動速度，對運動軌跡無精度要求。為了精確定位和提高定痊速度，運動開始時，移動部件首先高速運動，在到達定位終點前減速以實現(xiàn)慢速接近定位點并最終準確定位。2 .點位直線控制(StraightL

13、ineControlorParaxialControl)點位直線控制的數(shù)控機床又簡稱為直線控制的數(shù)控機床。這類數(shù)控機床不僅可以控制刀具或工作臺由一個位置點到另一個位置點的精確坐標位置，還可以控制他們以給定的速度沿著平行于某一坐標軸方向作直線運動并在移動的過程中進行加工，如圖1.4所示。這類數(shù)控系統(tǒng)也可控制刀具或工作臺兩個坐標同時以相同的速度運動，從而加工出與坐標軸成45。的斜線。典型的點位直線控制的數(shù)控機床如簡單的具有外圓、端面及45。錐面加工的數(shù)控車床。3 .輪廓控制(ContourControl)輪廓控制也稱連續(xù)控制。這類機床的特點是，不僅要求刀具相對于工件在機床加工空間內從一點運動到另一

14、點的精確坐標位置，而且要求對兩點之間的運動軌跡及軌跡上每一點的運動速度進行精確控制，且能夠邊移動邊加工，如圖所示。典型的連續(xù)控制數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銃床、加工中心等。這類機床用于加工二維平面輪廓或三維空間輪廓。這類機床的數(shù)控系統(tǒng)帶有插補器，以精確實現(xiàn)各種曲線或曲面。能進行連續(xù)控制的數(shù)控機床，一般也能進行點位控制和點位直線控制。1.3.3 按伺服系統(tǒng)的功能特點分類按所采用的伺服系統(tǒng)控制方式不同，可將數(shù)控機床分成開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)控制數(shù)控機床三類。開環(huán)控制數(shù)控機床開環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶位置反饋裝置數(shù)控機床，其伺服系統(tǒng)由步進驅動和步進電機組成，如圖所示。機床的工作精度取決于步進電機的傳動精度及變速

15、機構、絲杠等機械傳動部件的精度。開環(huán)控制的數(shù)控機床具有結構簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、容易調試、成本低等優(yōu)點。但是系統(tǒng)對移動部件的誤差沒有補償和校正，所以精度低。一般適用于經(jīng)濟型數(shù)控機床和舊機床數(shù)控化改造。部件的移動速度和位移量是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)決定。2 .閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床有位置和速度的檢測裝置，并且直線位移檢測裝置直接裝在機床移動部件如工作臺上，將測量的結果直接反饋到數(shù)控裝置中，與輸入指令進行比較控制，使移動部件按照指令要求運動，最終實現(xiàn)精確定位，如圖所示。因為把機床工作臺納入了位置控制環(huán)，故稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制數(shù)控機床其伺服系統(tǒng)由交流或直流伺服驅動和交流或直流伺服電機組成

16、。與伺服電機同軸剛性連接的測速器件，隨時檢測電機轉速反饋至數(shù)控系統(tǒng)，與速度指令信號進行比較，控制電機的轉速。該系統(tǒng)定位精度高、調節(jié)速度快。但該系統(tǒng)調試困難，系統(tǒng)復雜并且成本高，故適用于精度要求很高的數(shù)控機床，如精密數(shù)控鏈銃床、超精密數(shù)控車床等。3 .半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床也有位置和速度的檢測裝置，只是其角位移檢測裝置裝在交流或直流伺服電機的輸出軸上，通過檢測角位移間接地檢測移動部件的位移，并反饋到數(shù)控系統(tǒng)中。由于慣性較大的機床移動部件不包括在控制環(huán)中，因而稱作半閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖所示。由于系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內不包括機械傳動環(huán)節(jié)，可獲得穩(wěn)定的控制特性。另外，機械傳動環(huán)節(jié)的誤差可用誤差補償

17、的辦法消除，因此可獲得滿意的精度。半閉環(huán)控制數(shù)控機床精度較高，安裝調試方便，廣泛應用于各種數(shù)控機床中。1.1.4 按數(shù)控機床功能強弱分類按數(shù)控機床功能強弱可將數(shù)控機床分為經(jīng)濟型數(shù)控機床、全功能型數(shù)控機床和高檔數(shù)控機床。1 .經(jīng)濟型數(shù)控機床經(jīng)濟型數(shù)控機床又稱簡易數(shù)控機床，主要采用功能較弱、價格低廉的經(jīng)濟型數(shù)控裝置,多為開環(huán)控制，其機械結構與傳統(tǒng)機床機械結構差異不大，剛度與精度均較低。由于這類機床經(jīng)濟性好，因此在我國中小企業(yè)中應用廣泛。目前國產數(shù)控儀表機床多為經(jīng)濟型數(shù)控機床，有些企業(yè)還用經(jīng)濟型數(shù)控裝置對傳統(tǒng)機床進行數(shù)控化改造，獲得經(jīng)濟型數(shù)控機床。經(jīng)濟型數(shù)控機床的脈沖當量一般在0.0010.01mm

18、范圍內。2 .全功能型數(shù)控機床3 .全功能型數(shù)控機床又稱普及型數(shù)控機床，采用功能完善、價格較高的數(shù)控裝置，采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制，直流或交流伺服電機，在機械結構設計上充分考慮了強度、剛度、抗振性、低速運動平穩(wěn)性、精度、熱穩(wěn)定性和操作宜人等方面的要求，能實現(xiàn)高速、強力切削。全功能型數(shù)控機床的脈沖當量一般在0.11um范圍內。4 .高檔型數(shù)控機床高檔型數(shù)控機床是指三軸以上聯(lián)動控制、能加工復雜形狀零件的數(shù)控機床，或者工序高度集中、具備高度柔性的數(shù)控機床，或者可進行超高速、精密、超精密甚至納米加工的數(shù)控機床。這類機床性能好、價格高，一般僅用在特別需要的場合。高檔型數(shù)控機床的脈沖當量一般為0.1um甚至更

19、小。1.1.5 按聯(lián)動坐標軸數(shù)分類按所能控制聯(lián)動坐標軸數(shù)目的不同，數(shù)控機床還可分成兩坐標、三坐標、四坐標、五坐標等數(shù)控機床。兩坐標數(shù)控機床主要用于加工二維平面輪廓，三坐標數(shù)控機床主要用于加工三維立體輪廓，四坐標和五坐標數(shù)控機床主要用于加工空間復雜曲面或一些高精度、難加工的特殊型面。第2講2學時教學內容：1.4 數(shù)控機床的特點和應用范圍。1.5 數(shù)控系統(tǒng)的主要功能。1.4 數(shù)控機床的特點和應用范圍1.4.1 數(shù)控機床的特點與傳統(tǒng)機床相比，數(shù)控機床具有下述顯著特點：1 .自動化程度高數(shù)控機床上的零件加工是在程序的控制下自動完成的。在零件加工過程中，操作者只需完成裝卸工件、裝刀對刀、操作鍵盤、啟動加

20、工、加工過程監(jiān)視、工件質量檢驗等工作，因此勞動強度低，勞動條件明顯改善。數(shù)控機床是柔性自動化加工設備，是制造裝備數(shù)字化的主角，是計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturing,CAM)、柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem,FMS)、計算機集成制造系統(tǒng)(Compute門ntegratedManufacturingSystem,CIMS）等柔性自動化制造系統(tǒng)的重要底層設備。2 .加工精度高數(shù)控機床的控制分辨率高，機床本體強度、剛度、抗振性、低速運動平穩(wěn)性、精度、熱穩(wěn)定性等性能均很好，具有各種誤差補償功能，機械傳動鏈很短，且采用閉環(huán)或半閉環(huán)反饋

21、控制，因此本身即具有較高的加工精度。有數(shù)控機床的加工過程自動完成，排除了人為因素的影響，因此加工零件的尺寸一致性好，合格率高，質量穩(wěn)定。3 .生產率高一方面，數(shù)控機床主運動速度和進給運動速度范圍大且無級調速，快速空行程速度高,結構剛性好，驅動功率大，可選擇最佳切削用量或進行高速高強力切削，與傳統(tǒng)機床相比切削時間明顯縮短。另一方面，數(shù)控機床加工可免去劃線、手工換刀、停機測量、多次裝夾等加工準備和輔助時間，從而明顯提高數(shù)控機床的生產效率。此外，有些數(shù)控機床采用了雙工作臺結構，使工件的裝卸輔助時間與機床的切削時間重合，進一步提高了生產效率。4 .對工件的適應性強數(shù)控機床具有坐標控制功能，配有完善的刀

22、具系統(tǒng)，可通過數(shù)控編程加工各種形狀復雜的零件。數(shù)控機床主運動速度和進給運動速度范圍大且無級調速，可適應多種難加工材料零件的加工。數(shù)控機床屬柔性自動化通用機床，在不需對機床和工件進行較大調整的情況下，即可適應各種批量的零件加工。5 .有利于生產管理信息化數(shù)控機床按數(shù)控加工程序自動進行加工，可以精確計算加工工時、預測生產周期，所用工裝簡單，采用刀具已標準化，因此有利于生產管理的信息化。現(xiàn)代數(shù)控機床正向智能化、開放化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，可將工藝參數(shù)自動生成、刀具破損監(jiān)控、刀具智能管理、故障診斷專家系統(tǒng)、遠程故障診斷與維修等功能集成到數(shù)控系統(tǒng)中，并可在計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫技術支持下將多臺數(shù)控機床集成為柔性

23、自動化制造系統(tǒng)，為企業(yè)制造信息化奠定底1.4.2 數(shù)控機床的應用范圍數(shù)控機床的性能特點決定了它的應用范圍。對數(shù)控加工，可按適應程度將加工對象大致分為以下三類：1 .最適應類最適應數(shù)控加工的零件有：形狀復雜，加工精度要求高，用普通加工設備無法加工或雖然能加工但很難保證加工精度的零件；用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件；具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中完成鉆、銃、鏈、錢等多道工序的零件。2 .較適應類較適應數(shù)控加工的零件有：在普通機床上加工生產率低，勞動強度大，質量難穩(wěn)定控制的零件。另外毛坯獲得困難，不允許報廢的零件，在普通機床上加工時有一定難度

24、，受機床調、操作人員精神及工作狀態(tài)等多種因素影響，容易產生次品或廢品，應用數(shù)控機床加工。用于改型比較以便進行性能或功能測試的零件，其尺寸一致性要求高，應在數(shù)控機床上加工。3 .不適應類不適應數(shù)控加工的零件一般是指：經(jīng)過數(shù)控加工后，在生產率與經(jīng)濟性方面無明顯改善，甚至可能弄巧成拙或得不償失。這類零件大致有以下幾種：生產批量大的零件（當然不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工）；裝夾困難或完全靠找正定位來保證精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調整零件坐標位置的；必須用特定的工藝裝備協(xié)調加工的零件。1.5 數(shù)控系統(tǒng)的主要功能CNC系統(tǒng)的功能是指它滿足不同控制對象各種要求的能力，

25、通常包括基本功能和選擇功能?；竟δ苁菙?shù)控系統(tǒng)必備的功能，如控制功能、準備功能、插補功能、進給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能、字符顯示功能和自診斷功能等。選擇功能是供用戶根據(jù)不同機床的特點和用途進行選擇的功能，如補償功能、固定循環(huán)功能、通信功能和人機對話編程功能等。1.5.1 數(shù)控系統(tǒng)的基本功能1 .控制功能控制功能是指CNCt置控制各運動軸的功能，其功能的強弱取決于能控制的軸數(shù)以及能同時控制的軸數(shù)(即聯(lián)動軸數(shù))多少?？刂戚S有移動軸和回轉軸、基本軸和附加軸。一般數(shù)控車床只需同時控制兩個軸；數(shù)控銃床、鏈床及加工中心等需要有3個或3個以上的控制軸；加工空間曲面的數(shù)控機床需要3個以上的聯(lián)動軸。控

26、制軸數(shù)越多，CNC裝置就越復雜，編制程序也越困難。2 .準備功能準備功能也稱G功能，用來指定機床的動作方式，包括基本移動、程序暫停、平面選擇、坐標設定、刀具補償、基準點返回、固定循環(huán)、公英制轉換等指令。它用字母G和其后的兩位數(shù)字表示。ISO標準中準備功能有G00至G99共100種。3 .插補功能現(xiàn)代數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)將插補分為軟年粗插補和硬件精插補兩步進行：先用軟件算出每一個插補周期應走的線段長度，即進行粗插補，再由硬件完成線段長度上的一個個脈沖當量逼近，即精插補。由于數(shù)控系統(tǒng)控制加工軌跡的實時性很強，插補計算程序要求不能太長，采用粗精二級插補能滿足數(shù)控機床高速度和高分辨率的發(fā)展要求。4 .進

27、給功能進給功能用F指令直接指定各軸的進給速度。(1)切削進給速度以每分鐘進給量的形式指定刀具切削速度，用字母F和其后的數(shù)字指定。單位為mm/min。(2)同步進給速度以主軸每轉進給量規(guī)定的進給速度，單位為mm/r。(3)快速進給速度數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定了快速進給速度，它通過參數(shù)設定，且G00指令執(zhí)行快速移動，還可用操作面板上的快速倍率開關修調。(4)進給倍率機床操作面板上設置了進給倍率開關，倍率一般可在0%-200g間變化，每檔間隔為10%使用進給倍率開關不用修改程序中的F代碼，就可改變機床的進給速度。5 .主軸功能主軸功能是指定主軸轉速的功能，用字母S和其后的數(shù)值表示，單位為r/min或mm/min

28、。主軸車t向用M03和M04指定。機床操作面板上設置主同倍率開關，可以不修改程序改變主軸轉速。6 .輔助功能輔助功能是用來指定主軸的起停轉向、冷卻泵開關、自動換刀等的功能，用字母M和其后的兩位數(shù)字表示。在ISO標準中輔助功能有M00至M99共100種。7 .刀具功能刀具功能是用來選擇刀具的功能，用字母T和其后的2位或4位數(shù)字表示。8 .字符圖形顯示功能CNC裝置可配單色或彩色不同尺寸的CRT或液晶顯示器，通過軟件和接口實現(xiàn)字符和圖形顯示?？梢燥@示程序、參數(shù)、補償值、坐標位置、故障信息、人機對話編程菜單、零件圖形等。9 .自診斷功能CNC裝置中設置了故障診斷程序，可以防止故障的發(fā)生或擴大。在故障

29、出現(xiàn)后可迅速查明故障類型及部位，減少故障停機時間。不同的CNCt置診斷程序的設置不同，可以設置在系統(tǒng)程序中，在系統(tǒng)運動過程中進行檢查和診斷，也可作為服務性程序，在系統(tǒng)運行前或故障停機后診斷故障的部位。還可以進行遠程通信完成故障診斷。1.5.2 數(shù)控系統(tǒng)的選擇功能1 .補償功能在加工過程中，由于刀具磨損或更換刀具，以及機械傳動中的絲杠螺距誤差和反向間隙等，將使實際加工出的零件尺寸與程序規(guī)定的尺寸不一致，千萬加工誤差。CNC裝置的補償功能是把刀具長度或半徑的補償量、螺距誤差和反向間隙誤差的補償量輸入它的存儲器，數(shù)控系統(tǒng)就按補償量重新計算刀具運動的軌跡和坐標尺寸，加工出符合要求的零件。2 .固定循環(huán)

30、功能用數(shù)控機床加工零件，一些典型的加工工序，如鉆孔、鎮(zhèn)孔、深孔鉆削、攻螺紋等，所需完成的動作循環(huán)十分典型，將這些典型動作預先編好程序并存儲在內存中，用G代碼指令形式進行調用，形成固定循環(huán)。固定循環(huán)功能可大大簡化程序編制。3 .通信功能CNCt置通常具有RS232cg口，有的還配置有DNCg口，可以連接多種輸入、輸出設備，實現(xiàn)程序和參數(shù)的輸入、輸出和存儲。有的CNCt置可以與MAP（制造自動化協(xié)議）相連，接入工廠的通信網(wǎng)絡，以適應FMSCIMS的要求。4 .人機對話編程功能有的CNCt置可以根據(jù)藍圖直接編程，編程員只需輸入表示圖樣上幾何尺寸的簡單命令，就能自動地計算出全部交點、切點和圓心坐標，生

31、成加工程序。有的CN嚎置可能根據(jù)引導圖和說明顯示進行對話式編程。有的CN嚎置還備有用戶宏程序，用戶自已編寫一些特殊加工子程序，使用時由零件主程序調入，可以重復使用。本章小結數(shù)控技術是用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法，數(shù)控機床是采用了數(shù)控技術或者裝備了數(shù)控系統(tǒng)控制的機床。1952年，美國Parsons公司與美國麻省理工學院合作，研制成功了第一臺數(shù)控機床一一三坐標數(shù)控銃床。與普通機床相比，數(shù)控機床具有自動化程度高、加工精度高、生產率高、對工件的適應性強、有利于生產管理信息化等特點，在現(xiàn)代制造領域中得到了廣泛的應用。數(shù)控機床的種類很多，按工藝用途可分為普通數(shù)控機床、加工中心和特種

32、加工數(shù)控機床；按數(shù)控機床功能強弱可分為經(jīng)濟型數(shù)控機床、全功能型數(shù)控機床和高檔數(shù)控機床；按伺服系統(tǒng)的控制方式又可分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機床。按控制聯(lián)動坐標軸數(shù)目可分成兩坐標、三坐標、四坐標、五坐標等數(shù)控機床。數(shù)控機床主要由零件加工程序、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、輔助控制裝置、檢測反饋裝置、機床本體等七部分組成，其中數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、輔助控制裝置、檢測反饋裝置又合稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的功能有控制功能、準備功能、插補功能、進給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能、字符圖形顯示功能、自診斷功能、補償功能、固定循環(huán)功能、通信功能、人機對話編程功能。第2章數(shù)控編程中的數(shù)學處理(2學時)本

33、章重點：基點、節(jié)點的概念本章難點：節(jié)點坐標的計算第3講2學時教學內容：2.1 程序編制中的基點和節(jié)點。2.2 程序編制中的誤差。2.3 非圓曲線的直線逼近方法。2.4 非圓曲線的圓弧逼近方法。2.1 數(shù)控編程中數(shù)值計算的內容根據(jù)零件圖樣要求，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算出機床數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控編程白數(shù)值計算.對于帶有自動刀補功能的數(shù)控裝置來說，通常要計算出零件輪廓上一些點的坐標數(shù)值。2.1.1 數(shù)控編程中數(shù)值計算的內容1 .基點零件的輪廓曲線一般是由許多不同的幾何元素組成的，如直線、圓弧、二次曲線等。通常將各個幾何元素間的連接點稱為基點。如兩條直線的交點、直線與圓弧

34、的交點或切點、圓弧與圓弧的交點或切點、圓弧與二次曲線的交點或切點等。2 .節(jié)點一般數(shù)控系統(tǒng)都具有直線和圓弧插補功能，當零件的輪廓為非圓曲線時，常用連續(xù)的直線段或圓弧段逼近零件輪廓曲線，逼近直線或逼近圓弧與非圓曲線的交點或切點稱為節(jié)點.3 .刀具中心軌跡的計算對于不具有刀具補償功能的數(shù)控機床，如某些經(jīng)濟型的數(shù)控機床，必須計算刀具中心軌跡。4 .輔助計算輔助計算包括增量計算、脈沖數(shù)計算和輔助程序段的數(shù)值計算。不同的數(shù)控系統(tǒng)輔助計算的內容和步驟也不盡相同。(1)增量計算絕對坐標編程時，一般不需要計算增量值。用增量坐標編程時，輸入的終點坐標是相對于本次運動起點的增量值；對于圓弧段，當用起點、終點、圓心

35、坐標編程時，需計算圓弧終點相對于起點的坐標增量以及圓弧的圓心相對于圓弧起點的坐標增量值。(2)脈沖數(shù)計算進行數(shù)值計算時，單位通常是毫米，其數(shù)據(jù)常帶有小數(shù)點。對于開環(huán)系統(tǒng)來說，要求輸入的數(shù)據(jù)是以脈沖為計量單位的整數(shù)，因此，應將計算出的坐標數(shù)據(jù)換算成為脈沖數(shù)(坐標數(shù)據(jù)除以脈沖當量)，即進行脈沖數(shù)計算。對于閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)，則可直接輸入帶小數(shù)點的數(shù)據(jù)。(3)輔助程序段的數(shù)值計算指由對刀點到切入點的切入程序，由零件切削終點返回到對刀點的切出程序，以及無尖角過渡功能數(shù)控系統(tǒng)的尖角過渡程序等所需的數(shù)值計算。2.1.2 程序編制中的允許誤差確定程序編制的允許誤差，不僅為制定加工方案提供了重要的依據(jù)，還對工藝

36、準備工作中的某些要求(如夾具的定位、刀具的對刀等)提供了較為具體的參考數(shù)據(jù)。1 .數(shù)控加工誤差在數(shù)控加工中，其加工誤差A加將由多種誤差決定：4加=£(A編,A控,A伺,A刀,A定)(2-1)其中A編程序編制誤差；A控數(shù)控裝置系統(tǒng)誤差；A伺伺服驅動系統(tǒng)誤差；A刀對刀誤差;A定工件的定位誤差。2 .程序編制誤差通常所說的程序編制誤差A編，主要由以下兩項誤差決定：4編=£(4擬,A計)(2-2)式中A擬為用直線或圓弧擬合零件輪廓曲線時所產后的誤差；計為在數(shù)學處理中，由計算過程而產生的數(shù)值計算誤差。3 .程序編制中的允許誤差在數(shù)控加工誤差中，由于數(shù)控裝置系統(tǒng)誤差一般極小，可忽略不計

37、，對刀誤差可通過自動補償?shù)冉o予排除，因此伺服系統(tǒng)誤差和工件的定位誤差占數(shù)控加工誤差的比例很大，所以程序編制誤差A編允許占數(shù)控加工誤差A加的比例較小。確定程序編制允許誤差8允的途徑，主要是通過按一定比例壓縮其工件公差T工而實現(xiàn)的。在數(shù)控加工實踐中，一般取8允為工件公差的1/3左右，對精度要求較高的工件，則取其工件公差的1/101/15。2.2 由直線和圓弧組成的零件輪廓的基點計算平面零件輪廓曲線多由直線和圓弧組成，大多數(shù)數(shù)控機床都具有直線和圓弧插補功能、刀具半徑補償功能，因此只需計算出零件輪廓的基點坐標即可。計算時，首先選定零件坐標系的原點，然后列出各直線和圓弧的數(shù)學方程，求出相鄰幾何元素的交點

38、或切點即可。對于直線，均可化為一次方程的一般形式(2-3)(2-4)AxBy=C對于圓弧，均可化為圓的標準方程(x-)2(y-)2=R2式中，之、。為圓弧的圓心坐標，R為圓弧半徑。解上述直線與直線、直線與圓弧、圓弧與圓弧聯(lián)立的方程組，即可求出相關的基點坐標。當數(shù)控裝置沒有刀補功能時，需要計算出刀具中心軌跡上的基點坐標。這時，可根據(jù)零件的輪廓和刀具半徑求零件輪廓的等距線。直線的等路線方程為(2-5)AxBy=C_r刀.A2B2同心圓的方程為(x，)2+(y-”)2=(R士r刀)2(2-6)式中，r刀為刀具半徑。解上述相關等距線方程聯(lián)立的方程組即可求出刀心軌跡的基點坐標。2.3 直線逼近非圓曲線的

39、節(jié)點計算平面輪廓除了直線和圓弧外，還有橢圓、雙曲線、拋物線、阿基米德螺旋線等函數(shù)曲線。對于這類曲線，無法直接用直線、圓弧插補指令進行加工，而常用直線段或圓弧段逼近曲線，因此需計算出相鄰二逼近直線或圓弧的節(jié)點坐標。用直線逼近非圓曲線的常用數(shù)學方法有三種：等間距法、等步長法和等誤差法。2.3.1 等間距法等間距法就是將某一坐標軸劃分為相等的間距，然后求出曲線上相應的節(jié)點，將相鄰節(jié)點連成直線，用這些直線段組成的折線代替原來的輪廓曲線。如圖所示，沿X軸方向取等間距Ax,已知曲線方程為y=f(x)。由起點開始，設起點為(X0,y(),則Xi=x()+Ax,將xi代入y=f(x)得到y(tǒng)i,則(xi,yi)

40、即為求出的逼近直線的第一個節(jié)點。根據(jù)xi=xi-i+i.Ax依次求出yi=f(xi)得到一系列節(jié)點坐標。Ax的取值應保證各逼近直線段與曲線y=f(x)間的最大法向距離小于編程允許誤差8允。一般先取Ax=0.1試算出節(jié)點坐標，然后選擇曲線上曲率最大的曲線段進行逼近誤差校驗。2.3.2 等步長法等步長直線逼近即所有逼近線段的長度都相等，如圖所示。計算步驟如下：1 .求Rmin：已知曲線方程為y=f(x),由于曲線各處的曲率不等，等步長逼近后最大逼近誤差8max必然產生在曲率最大的地方，也即曲率半徑最小的地方。曲線上任一點的曲率半徑為23/2R=(y-)(2-10)y令亟=0,得dx3yy"

41、;2一(1一y'2)y=0(2-11)將y=f(x)、V、V、ym代入可求得x,將x代入式(2-4)即可求得RinoRnin為曲線上最小曲率半徑。2 .確定允許的步長L:如圖2.2所示，在給定的允許誤差6介下的步長L為：L:2,端-(Rm.-占允)2%2j2Rmin鼠(2-12)3 .求節(jié)點坐標(xj,yi)：以曲線起點a(x0,y0)為圓心，以步長L為半徑作圓與曲線y=f(x)相交于b點(x1)1)，求聯(lián)立方程組(2-13)(x-xa)2(y-Ya)2=L2y=f(x)可求得(x1,y1)。4 .順序以b、c為圓心，重復步驟3),即可求得其余各節(jié)點的坐標值。等步長法計算過程簡便，常用

42、于曲率變化不大的輪廓曲線的節(jié)點計算。2.3.3等誤差法該方法使得所有逼近線段的誤差8相等，以相等的誤差來確定各插補段的步長。如圖2.3所示。設零件輪廓曲線方程為y=f(x),計算步驟如下：1 .作允差圓以起點a(xa，Ya)為圓心，以允許誤差6允為半徑作圓，稱為允差圓。其方程為222(x-xa)+(yYa)=8允(2-14)2 .求允差圓與曲線y=f(x)的公切線PT,點P(xp,yp),T(xT,yT)分別為該圓和曲線y=f(x)的公切線的切點，則切線的斜率K為(2-15)(2-16)Kxt-xp為求yT、yP、xT、xP,需求解聯(lián)立方程組，P=F(xP)允差圓方程iyT-yP=F(xP)(

43、xT-xP)允差圓切線方程yT=f(xT)曲線方程JT一Yp=f(xT)(xT-xP)曲線切線方程其中，Y=F(x)為允差圓方程。3 .過起點a作直線ab,使ab平行于公切線PT,交曲線y=f(x)于b點，則直線ab的方程為：(2-17)y-Ya=K(x-xa)4 .求下面聯(lián)立方程組的解，即可得節(jié)點坐標(xb,yb)(2-18)卜-Ya=K(x-xa)y=f(x)c點，重復上述步驟依次求得c、5 .以b點為圓心，以允許誤差6允為半徑作圓交曲線于d、e各節(jié)點坐標。利用等誤差法，程序段數(shù)目最少，但計算過程較復雜。適用于復雜形狀的零件以及曲率變化較大的輪廓曲線的節(jié)點計算。2.4圓弧逼近非圓曲線的節(jié)點

44、計算常用的用圓弧逼近非圓曲線的節(jié)點計算方法有兩種：圓弧分割法和三點圓作圖法。本節(jié)僅介紹圓弧分割法。圓弧分割法應用在曲線y=f（x）為單調的情況下，若不是單調曲線，可以在拐點處將曲線分段，使每段曲線為單調曲線。如圖所示，用圓弧分割法進行節(jié)點計算的方法與步驟如下：1 .求輪廓曲線y=f（X）起點（Xn,yj的曲率圓。其半徑為Rn=(1yn2)3/2Nyn(2-19)圓心坐標為二Xn=yn1(yn)2_yn：yn2.1(yn)IFFyn2.求以（En,刀n）為圓心，以解聯(lián)立方程（2-20）Rn±8允為半徑的圓與曲線y=f(x)的交點(2-21)；(X-"+(y-，)2=(Rn&#

45、177;1)2y=f(x)得到（x,y）值，即為圓弧與y=f（x）的交點（Xn+1,yn+1）。式中，當輪廓曲線曲率遞減時，取R+8允為半徑；當輪廓曲線曲率遞增時，取R8允為半徑。重復以上步驟依次算她分割輪廓曲線的各節(jié)點坐標。3.求出y=f（x）上兩相鄰節(jié)點間逼近圓弧的圓心所求兩節(jié)點間的逼近圓弧是以（Xn，yn）為始點，以（Xn書，L書）為終點，以Rn為半徑的圓弧。分別以（xn,yn）和（xn書，yn+）為圓心，以Rn為半徑作兩個圓，兩圓弧的交點就是所求的圓心坐標。即由聯(lián)立方程22,2_2(2-22)(XXn)+(yyn)=Rn=,、2,、2-2(x-Xn1)(y-yn1)=Rn解得的（X,y

46、）即為所求逼近圓弧的圓心坐標（二尸m）。本章小結根據(jù)零件圖樣要求，按照已確定的加工路線和允許的編程誤差，計算出機床數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)控編程的數(shù)值計算。數(shù)值計算的內容有基點坐標的計算、節(jié)點坐標的計算、刀具中心軌跡的計算、輔助計算。直線和圓弧組成的零件輪廓的基點計算采用初等幾何的方法，非圓曲線的節(jié)點計算有直線逼近法、圓弧逼近法。用直線逼近非圓曲線的常用數(shù)學方法有三種：等間距法、等步長法和等誤差法。常用的用圓弧逼近非圓曲線的節(jié)點計算方法有兩種：圓弧分割法和三點圓作圖法。對列表曲線進行數(shù)學處理時，常用數(shù)學擬合的方法逼近零件輪廓，即根據(jù)已知列表點（也稱型值點）來推導出用于擬合的數(shù)學模型程序編

47、制誤差編=f（擬，計），擬為用直線或圓弧擬合零件輪廓曲線時所產后的誤差，計為在數(shù)學處理中，由計算過程而產生的數(shù)值計算誤差。數(shù)控加工誤差加=f（編,控，伺，刀，定），其中控為數(shù)控裝置系統(tǒng)誤差；伺伺服驅動系統(tǒng)誤差；刀對刀誤差；定工件的定位誤差。程序編制允許誤差5允，主要是通過按一定比例壓縮其工件公差T工而實現(xiàn)的。在數(shù)控加工實踐中，一般取程序編制的允許誤差為工件公差的1/3左右，對精度要求較高的工件，則取其工件公差的1/101/15。第3章數(shù)控編程基礎（6學時）本章重點：機床坐標系建立的原則、如何確定機床坐標系機床坐標系、工件坐標系、機床參考點程序格式常用G代碼:G0QG0«G02G03G

48、04G1又G18G19G4QG41、G42常用M代碼：M01M02M30M03M04M05M07M08F、S、T代碼本章難點：G92的使用，圓弧編程中I、J、K值的確定，G40G41G42的使用第4講2學時教學內容：3.1 數(shù)控編程的概念。3.2 數(shù)控編程的基礎知識3.1概述數(shù)控加工程序編制是把加工零件的全部過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)等，以代碼的形式記錄在控制介質上，用控制介質上的信息來控制機床運動，實現(xiàn)零件的自動加工。把從零件圖分析到獲得數(shù)控機床所需的控制介質的全過程稱作數(shù)控加工程序的編程。數(shù)控編程方法分為手工編程和自動編程。3.1.1數(shù)控加工程序的內容通常數(shù)控加程序包含以下內容：(1)程序的

49、編號、程序段號。(2)工件原點的設置。(3)所用刀具的刀具號，換刀指令。(4)主軸的啟動、轉向及轉速指令。(5)刀具的引進、退出路徑。(6)加工方法，刀具切削運動的軌跡及進給量(或進給速度)指令。(7)其他輔助功能指令，如冷卻液的開、關，工件的松、夾等等。(8)程序結束指令。下面是一個鉆孔程序的實例。工件如圖所示，4個88mmE用88mnf占頭一次鉆通。其鉆孔加工程序如下：P0001N10T01M06S1000M03N20G54G90G00Z10N30G81G99X20Y40Z2I-15F80N40X40Y60N50X60Y40N60X40Y20N70G80G00Z50M05N80M30其中，

50、P0001是程序號地址及程序號，N10N70是程序段號。N10程序段的內容是選1號刀，換刀，啟動主軸順時針旋轉，轉速為1000r/min。N20程序段是建立工件坐標系與機床坐標系的關系，同時將刀具快移至工件上表面上方10mmb。N30鉆孔固定循環(huán)，將刀具快速點定位至X20Y40處，快移至工件上方2mm以80mm/min速度鉆孔行程15mm然后快退至工件上方2mmN40在X40Y60位置重復鉆孔固定循環(huán)，鉆第二孔。N50在X60Y40位置重復鉆孔固定循環(huán)，鉆第三孔。N60在X40Y20位置重復鉆孔固定循環(huán)，鉆第四孔。N70取消鉆孔固定循環(huán)，快速退刀至工件上方50mn#,主軸停轉，程序結束。3.1

51、.2編制數(shù)控加工程序的步驟上述程序是用GM等指令代碼編寫的，需人工參與編程的全過程，并書寫程序單，被稱為手工編程。其一般步驟如下：1 .分析零件圖了解工件材料、毛坯，查看工件幾何形狀、尺寸、表面粗糙度及熱處理等各項技術要求。2 .確定零件數(shù)控加工工藝如確定加工內容、加工設備、工裝、加工路線、加工余量、切削用量，編制數(shù)控加工工序卡、機床調整卡等。3 .進行必要的數(shù)值計算如基點、節(jié)點坐標的計算，刀具中心軌跡的計算等。4 .編寫程序清單根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)編程手冊用機床能識別的指令代碼編程。5 .程序校驗將程序輸入機床或編程模擬器，對所編程序進行圖形模擬以驗證其正確性。6 .首件試加工首件試加工并檢測加工零

52、件是否符合圖紙的各項要求，進行必要的修改，進一步確認零件的正確性。3.2 數(shù)控編程基礎3.2.1 數(shù)控機床坐標系建立的原則在數(shù)控機床上進行零件的加工，通常使用直角坐標系來描述刀具與工件的相對運動。對數(shù)控機床中的坐標系及運動部件白運動方向的命名，應符合JB3051-82的規(guī)定。1 .刀具相對于靜止的工件而運動的原則。由于機床結構的不同，有的機床是刀具運動，工件固定，有的是刀具固定而工件運動等等。為編程方便，在描述刀具與工件的相對運動時，一律規(guī)定工件靜止，刀具運動。2 .描述直線運動的坐標系是一個標準的笛卡爾坐標系，各坐標軸及其正方向滿足右手定則。如圖所示，姆指代表X軸，食指代表丫軸，中指為Z軸，

53、指尖所指的方向為各坐標軸的正方向，即增大刀具和工件距離的方向。3 .規(guī)定分別平行于X、YZ軸的第一組附加軸為HV、W第二組WW口軸為P、QR4 .若有旋轉軸時，規(guī)定繞X、丫Z軸的旋轉軸分別為A、B、C軸，其方向滿足右手螺旋定則。見圖3.2。若還有附加的旋轉軸時用DE定義，其與直線軸沒有固定關系。5 .用+X'、+Y'、+Z'、+A'、+B'、+C'表示工件相對于刀具運動的正方向，與+X、+丫+Z、+A+B、+C相反。3.2.2 如何確定機床的坐標系1 .先確定Z軸對于有單個主軸的機床，平彳T于主軸方向的軸就是Z軸，其正方向為刀具遠離工件的方向。機

54、床主軸是傳遞主要切削動力的軸，可以表現(xiàn)為加工過程帶動工具旋轉，也可表現(xiàn)為帶動工件旋轉。如車床、內外圓磨床的Z軸是帶動工件旋轉的主軸；而鉆床、銃床、鏈床的Z軸則是帶動刀具旋轉的主軸。當機床有幾個主軸時，則垂直于工件裝夾平面的主軸為主要主軸，與該軸平行的方向為Z軸。如果機床沒有主軸，如數(shù)控懸臂刨床，則Z軸垂直于工件在機床工作臺上的定位表面。2 .再確定X軸X軸一般是水平的，平行于工件的裝夾平面。對于加工過程不產生刀具旋轉或工件旋轉的機床，X軸平行于主切削方向，坐標軸正方向與切削方向一致，例如前面提到的數(shù)控懸臂刨床。對于主軸帶動工件旋轉的機床，例如數(shù)控車床，X軸分布在徑向，平行于橫向滑座，刀具遠離主

55、軸中心線的方向為坐標軸的正方向。對于主軸帶動刀具旋轉的機床，例如數(shù)控銃床，X軸在水平面內。如果Z軸是水平布置的，例如臥式銃床，則沿主軸軸線方向由主軸向工件看X軸正方向指向右；如果Z軸是垂直布置的，例如立式銃床，則由主軸向立柱看X軸正方向指向右。對于龍門式機床，例如數(shù)控龍門銃床，則從與Z軸平行的主軸向左側立柱看，X軸的正方向指向右。3 .最后確定Y軸在確定了數(shù)控機床的X、Z軸及其正方向后，利用右手定則可確定Y軸的方向；根據(jù)X、Y、Z軸及其方向，利用右手螺旋定則即可確定軸線平行于X、Y、Z軸的旋轉運動A、B、C的方向。機床坐標可在機床使用說明書或機床標牌上找到。3.2.3 機床坐標系、機床原點、機

56、床參考點1 .機床坐標系機床坐標系是機床上固有的坐標系，并設有固定的坐標原點，是按上述原則由數(shù)控機床制造商提供，機床出廠時該坐標系就已確定，用戶不能輕易修改。該坐標系與機床的位置檢測系統(tǒng)相對應，是數(shù)控機床的基準，機床每次上電開機后應首先進行回零操作來建立機床坐標系。2 .機床原點機床原點又叫機械原點或機械零點，它是機床坐標系的原點。該點是機床上的一個固定點，其位置由機床制造商確定，是機床坐標系的基準點。數(shù)控車床的機床原點一般設在卡盤前端面或后端面與主軸中心線的交點。數(shù)控銃床的機床原點，各生產廠不一致，有的設在機床工作臺左下角頂點，有的設在機床工作臺的中心，還有的設在進給行程的終點。3 .機床參

57、考點機床參考點是機床坐標系中一個固定不變的位置點，是用于對機床工作臺、滑板與刀具相對運動的測量系統(tǒng)進行標定和控制的點。機床參考點通常設置在機床各運動軸正向極限位置，通過減速行程開關粗定位而由零點脈沖精確定位。機床參考點相對于機床原點其坐標是一個已知定值，也就是說，可以根據(jù)機床參考點在機床坐標系中的坐標值間接確定機床原點的位置。機床接通電源后，通常都要做回零操作，使刀具或工作臺訪問參考點，從而建立機床坐標系?；亓悴僮饔址Q為返回參考點操作。當機床回零后，顯示器即顯示出機床參考點在機床坐標系中的坐標值，表明機床坐標系已建立?；亓悴僮骱?，測量系統(tǒng)進行標定，置零或置一個定值?？梢哉f“回零”操作是對基準的重新核定，可消除由