機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、題 目：數(shù)控控機(jī)床分類及及軸類零件加加工專 業(yè)：機(jī)械械設(shè)計(jì)制造及及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)：0889306551姓 名：羅 云指導(dǎo)教師：江磊磊學(xué)習(xí)中心：弘成成寧波數(shù)字化化學(xué)習(xí)中心西 南 交交 通 大 學(xué) 網(wǎng) 絡(luò) 教 育育 學(xué) 院年 月 日日院系 西西南交通大學(xué)學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)學(xué)院 專 業(yè)業(yè) 機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)制造造及其自動(dòng)化化年級(jí) 20088-13班 學(xué) 號(hào) 089300651 姓 名 羅云 學(xué)習(xí)中心 弘弘成寧波數(shù)字字化學(xué)習(xí)中心心 指導(dǎo)教師 江磊 題目 數(shù)數(shù)控機(jī)床分類類及軸類零件件加工 指導(dǎo)教師評(píng) 語(yǔ) 是否同意意答辯 過(guò)程分(滿滿分20) 指導(dǎo)教師 (簽章) 評(píng) 閱 人評(píng) 語(yǔ) 評(píng) 閱 人 (簽章章)成 績(jī) 答辯組組

2、長(zhǎng) (簽章) 年 月月 日 畢 業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)班 級(jí) 22008-113班 學(xué)生姓名 羅云 學(xué) 號(hào) 089330651 開(kāi)題日期：20010 年年 9 月 200 日 完完成日期： 2010 年 11 月 30 日題 目 數(shù)控機(jī)床分分類及軸類零零件加工 題目類型：工程程設(shè)計(jì) 技術(shù)專題題研究 理論研究究 軟軟硬件產(chǎn)品開(kāi)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求求1.介紹數(shù)控機(jī)機(jī)床的分類及及總體方案設(shè)設(shè)計(jì)。 2.介紹數(shù)控機(jī)機(jī)床的刀具軌軌跡。 3.上機(jī)操作。 應(yīng)完成的硬件或或軟件實(shí)驗(yàn) 用數(shù)控車(chē)床對(duì)對(duì)軸類產(chǎn)品進(jìn)進(jìn)行加工切削削。 應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文文件及實(shí)物（包包括設(shè)計(jì)論文文、程序清單單或磁盤(pán)、實(shí)實(shí)驗(yàn)裝置或產(chǎn)產(chǎn)品等）畢業(yè)

3、設(shè)計(jì)及論文文 指導(dǎo)教師提供的的設(shè)計(jì)資料無(wú) 要求學(xué)生搜集的的技術(shù)資料（指指出搜集資料料的技術(shù)領(lǐng)域域）1.數(shù)控機(jī)床的的應(yīng)用與維修修資料 2.機(jī)械制造應(yīng)應(yīng)用資料 3.數(shù)控車(chē)床加加工技術(shù)資料料 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排第一部分 熟熟悉課題，收集集、整理課題題相關(guān)資料 （ 1 周）第二部分 數(shù)數(shù)控車(chē)床分析析及總體設(shè)計(jì)計(jì) （ 1 周）第三部分詳細(xì)細(xì)設(shè)計(jì)及上機(jī)機(jī)切削加工 （ 1 周）第四部分 畢畢業(yè)設(shè)計(jì)論文文文檔編寫(xiě)整整理 （ 11周）評(píng)閱或答辯 （ 1 周） 指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院審查意見(jiàn)：審 批 人： 年年 月月 日日誠(chéng)信承諾本設(shè)計(jì)是本人獨(dú)獨(dú)立完成；本設(shè)計(jì)沒(méi)有任何何抄襲行為；三、若有不實(shí)，一一經(jīng)查出，請(qǐng)請(qǐng)答辯委

4、員會(huì)會(huì)取消本人答答辯（評(píng)閱）資資格。承諾人（鋼筆筆填寫(xiě)）：羅云20100年11月30日目 錄第一章. 數(shù)控控機(jī)床的分類類概述1.1加工工藝藝方法分類221.1.1金屬屬切削類數(shù)控控機(jī)床 21.1.2特種種加工類數(shù)控控機(jī)床 21.1.3板材材加工數(shù)控機(jī)機(jī)床 21.2控制控制制運(yùn)動(dòng)軌跡分分類 21.2.1點(diǎn)位位控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 21.2.2直線線控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 21.2.3輪廓廓控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 31.3驅(qū)動(dòng)裝置置的特點(diǎn)分類類 31.3.1開(kāi)環(huán)環(huán)控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 31.3.2閉環(huán)環(huán)控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 31.3.3半閉閉環(huán)控制數(shù)控控機(jī)床 41.3.4混合合控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 4第二章. 豐富富的高速切削削刀具軌跡

5、策策略21. 1確確定刀具路徑徑應(yīng)滿足的基基本要求 52. 1. 22確定刀具進(jìn)進(jìn)到要求 5213粗加加工刀具路徑徑要求 5214精加加工刀具路徑徑要求 6第三章. 數(shù)控控系統(tǒng)的未來(lái)的的發(fā)展3.1.1數(shù)控控系統(tǒng)向開(kāi)放放式體系結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展 73.1.2 數(shù)控系統(tǒng)向向軟數(shù)控方向向發(fā)展73.1.3數(shù)控控系統(tǒng)控制性性能向智能化化方向發(fā)展 83.1.4數(shù)控控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化方向發(fā)展展83.1.5數(shù)控控系統(tǒng)向高可可靠性方向發(fā)發(fā)展83.1.6：數(shù)數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)復(fù)合化方向發(fā)發(fā)展93.1.7數(shù)控控系統(tǒng)向多軸軸聯(lián)動(dòng)化方向向發(fā)展9第四章 軸類零零件的數(shù)控編編程實(shí)例4.1.1 軸軸類零件數(shù)控控編程實(shí)例10第五章 數(shù)控機(jī)機(jī)床

6、故障排除除方法及其注注意事項(xiàng)5.1.1 故故障排除方法法185.2.1 維維修中應(yīng)注意意的事項(xiàng) 18結(jié)束語(yǔ) 20致謝 21參考文獻(xiàn) 22摘 要此次論文針對(duì)典典型零件的工工藝分析與加加工及數(shù)控的的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控控機(jī)床在當(dāng)今今機(jī)械制造業(yè)業(yè)中的重要地地位和巨大效效益，顯示了了其在國(guó)家基基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代代化中的戰(zhàn)略略性作用，并并已成為傳統(tǒng)統(tǒng)機(jī)械制造工工業(yè)提升改造造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)化、柔性化化、集成化生生產(chǎn)的重要手手段和標(biāo)志。數(shù)數(shù)控技術(shù)及數(shù)數(shù)控機(jī)床的廣廣泛應(yīng)用，給給機(jī)械制造業(yè)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)、產(chǎn)品種類類和檔次以及及生產(chǎn)方式帶帶來(lái)了革命性性的變化。數(shù)數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)現(xiàn)代加工車(chē)間間最重要的裝裝備。它的發(fā)發(fā)展是信息技

7、技術(shù)(1T)與制造技術(shù)術(shù)(MT)結(jié)合合發(fā)展的結(jié)果果?，F(xiàn)代的CCAD/CAAM、FMSS、CIMSS、敏捷制造造和智能制造造技術(shù)，都是是建立在數(shù)控控技術(shù)之上的的。掌握現(xiàn)代代數(shù)控技術(shù)知知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)機(jī)電類專業(yè)學(xué)學(xué)生必不可少少的。在 HYPERLINK 數(shù)控加工中，從從零件的設(shè)計(jì)計(jì)圖紙到零件件成品合格交交付，不僅要要考慮到數(shù)控控程序的編制制，還要考慮慮到諸如零件件加工工藝路路線的安排、加加工機(jī)床的選選擇、切削刀刀具的選擇、零零件加工中的的定位裝夾等等一系列因素素的影響，在在開(kāi)始編程前前，必須要對(duì)對(duì)零件設(shè)計(jì)圖圖紙和技術(shù)要要求進(jìn)行詳細(xì)細(xì)的數(shù)控加工工工藝分析，以以最終確定哪哪些是零件的的技術(shù)關(guān)鍵，哪哪些是數(shù)

8、控加加工的難點(diǎn)，以以及數(shù)控程序序編制的難易易程度。零件的數(shù)控加工工工藝分析是是編制數(shù)控程程序中最重要要而又極其復(fù)復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也也是數(shù)控加工工工藝方案設(shè)設(shè)計(jì)的核心工工作，必須在在數(shù)控加工方方案制定前完完成。一個(gè)合合格的編程人人員對(duì)數(shù)控機(jī)機(jī)床及其控制制系統(tǒng)的功能能及特點(diǎn)，以以及影響數(shù)控控加工的每個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)都要有有一個(gè)清晰、全全面的了解，這這樣才能避免免由于工藝方方案考慮不周周而可能出現(xiàn)現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量量問(wèn)題，造成成無(wú)謂的人力力、物力等資資源的浪費(fèi)。 全面合理的的數(shù)控加工工工藝分析是提提高數(shù)控編程程質(zhì)量的重要要保障。 數(shù)控控車(chē)床是目前前使用最廣泛泛的數(shù)控機(jī)床床之一。數(shù)控控車(chē)床主要用用于加工軸類類、盤(pán)類等回

9、回轉(zhuǎn)體零件。通通過(guò)數(shù)控加工工程序的運(yùn)行行，可自動(dòng)完完成內(nèi)外圓柱柱面、圓錐面面、成形表面面、螺紋和端端面等工序的的切削加工，并并能進(jìn)行車(chē)槽槽、鉆孔、擴(kuò)擴(kuò)孔、鉸孔等等工作。 關(guān)鍵詞：切削機(jī)機(jī)床 工藝分析 第一章 概述1.1 加工工工藝方法分分類 1.1.1金金屬切削類數(shù)數(shù)控機(jī)床 與傳統(tǒng)的車(chē)、銑銑、鉆、磨、齒齒輪加工相對(duì)對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)機(jī)床有數(shù)控車(chē)車(chē)床、數(shù)控銑銑床、數(shù)控鉆鉆床、數(shù)控磨磨床、數(shù)控齒齒輪加工機(jī)床床等。盡管這這些數(shù)控機(jī)床床在加工工藝藝方法上存在在很大差別，具具體的控制方方式也各不相相同，但機(jī)床床的動(dòng)作和運(yùn)運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字字化控制的，具具有較高的生生產(chǎn)率和自動(dòng)動(dòng)化程度。 在普通數(shù)控控機(jī)床加裝一一個(gè)刀

10、庫(kù)和換換刀裝置就成成為數(shù)控加工工中心機(jī)床。加加工中心機(jī)床床進(jìn)一步提高高了普通數(shù)控控機(jī)床的自動(dòng)動(dòng)化程度和生生產(chǎn)效率。例例如銑、鏜、鉆鉆加工中心，它它是在數(shù)控銑銑床基礎(chǔ)上增增加了一個(gè)容容量較大的刀刀庫(kù)和自動(dòng)換換刀裝置形成成的，工件一一次裝夾后，可可以對(duì)箱體零零件的四面甚甚至五面大部部分加工工序序進(jìn)行銑、鏜鏜、鉆、擴(kuò)、鉸鉸以及攻螺紋紋等多工序加加工，特別適適合箱體類零零件的加工。加加工中心機(jī)床床可以有效地地避免由于工工件多次安裝裝造成的定位位誤差，減少少了機(jī)床的臺(tái)臺(tái)數(shù)和占地面面積，縮短了了輔助時(shí)間，大大大提高了生生產(chǎn)效率和加加工質(zhì)量。 1.1.2特特種加工類數(shù)數(shù)控機(jī)床 除了切削加工數(shù)數(shù)控機(jī)床以外外，

11、數(shù)控技術(shù)術(shù)也大量用于于數(shù)控電火花花線切割機(jī)床床、數(shù)控電火火花成型機(jī)床床、數(shù)控等離離子弧切割機(jī)機(jī)床、數(shù)控火火焰切割機(jī)床床以及數(shù)控激激光加工機(jī)床床等。 1.1.3板板材加工類數(shù)數(shù)控機(jī)床 常見(jiàn)的應(yīng)用于金金屬板材加工工的數(shù)控機(jī)床床有數(shù)控壓力力機(jī)、數(shù)控剪剪板機(jī)和數(shù)控控折彎?rùn)C(jī)等。近近年來(lái)，其它它機(jī)械設(shè)備中中也大量采用用了數(shù)控技術(shù)術(shù)，如數(shù)控多多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)機(jī)、自動(dòng)繪圖圖機(jī)及工業(yè)機(jī)機(jī)器人等。 1.2 控制制運(yùn)動(dòng)軌跡分分類 12.1點(diǎn)位位控制數(shù)控機(jī)機(jī)床 位置的精確定位位，在移動(dòng)和和定位過(guò)程中中不進(jìn)行任何何加工。機(jī)床床數(shù)控系統(tǒng)只只控制行程終終點(diǎn)的坐標(biāo)值值，不控制點(diǎn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的的運(yùn)動(dòng)軌跡，因因此幾個(gè)坐標(biāo)標(biāo)軸之間的運(yùn)運(yùn)

12、動(dòng)無(wú)任何聯(lián)聯(lián)系?？梢詭讕讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，也可以以各個(gè)坐標(biāo)單單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)動(dòng)。 這類數(shù)控機(jī)床主主要有數(shù)控坐坐標(biāo)鏜床、數(shù)數(shù)控鉆床、數(shù)數(shù)控沖床、數(shù)數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等等。點(diǎn)位控制制數(shù)控機(jī)床的的數(shù)控裝置稱稱為點(diǎn)位數(shù)控控裝置。 1.2.2直直線控制數(shù)控控機(jī)床 直線控制數(shù)控機(jī)機(jī)床可控制刀刀具或工作臺(tái)臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)進(jìn)給速度，沿沿著平行于坐坐標(biāo)軸的方向向進(jìn)行直線移移動(dòng)和切削加加工，進(jìn)給速速度根據(jù)切削削條件可在一一定范圍內(nèi)變變化。 直線線控制的簡(jiǎn)易易數(shù)控車(chē)床，只只有兩個(gè)坐標(biāo)標(biāo)軸，可加工工階梯軸。直直線控制的數(shù)數(shù)控銑床，有有三個(gè)坐標(biāo)軸軸，可用于平平面的銑削加加工。代組合合機(jī)床采用數(shù)數(shù)控進(jìn)給伺服服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)動(dòng)力頭

13、帶有有多軸箱的軸軸向進(jìn)給進(jìn)行行鉆鏜加工，它它也可算是一一種直線控制制數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控鏜銑床、加加工中心等機(jī)機(jī)床，它的各各個(gè)坐標(biāo)方向向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)動(dòng)的速度能在在一定范圍內(nèi)內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼兼有點(diǎn)位和直直線控制加工工的功能，這這類機(jī)床應(yīng)該該稱為點(diǎn)位/直線控制的的數(shù)控機(jī)床。 1.2.3輪輪廓控制數(shù)控控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)機(jī)床能夠?qū)蓛蓚€(gè)或兩個(gè)以以上運(yùn)動(dòng)的位位移及速度進(jìn)進(jìn)行連續(xù)相關(guān)關(guān)的控制，使使合成的平面面或空間的運(yùn)運(yùn)動(dòng)軌跡能滿滿足零件輪廓廓的要求。它它不僅能控制制機(jī)床移動(dòng)部部件的起點(diǎn)與與終點(diǎn)坐標(biāo)，而而且能控制整整個(gè)加工輪廓廓每一點(diǎn)的速速度和位移，將將工件加工成成要求的輪廓廓形狀。 常用的數(shù)控車(chē)床床、數(shù)控銑

14、床床、數(shù)控磨床床就是典型的的輪廓控制數(shù)數(shù)控機(jī)床。數(shù)數(shù)控火焰切割割機(jī)、電火花花加工機(jī)床以以及數(shù)控繪圖圖機(jī)等也采用用了輪廓控制制系統(tǒng)。輪廓廓控制系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)點(diǎn)位/直線控控系統(tǒng)更為復(fù)復(fù)雜，在加工工過(guò)程中需要要不斷進(jìn)行插插補(bǔ)運(yùn)算，然然后進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)的速度與位位移控制。 現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控控裝置的控制制功能均由軟軟件實(shí)現(xiàn)，增增加輪廓控制制功能不會(huì)帶帶來(lái)成本的增增加。因此，除除少數(shù)專用控控制系統(tǒng)外，現(xiàn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)數(shù)控裝置都具具有輪廓控制制功能。 1.3 驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置的特點(diǎn)點(diǎn)分類 1.3.1開(kāi)開(kāi)環(huán)控制數(shù)控控機(jī)床 這類控制的數(shù)控控機(jī)床是其控控制系統(tǒng)沒(méi)有有位置檢測(cè)元元件，伺服驅(qū)驅(qū)動(dòng)部件通常常為反應(yīng)式步步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或

15、或混合式伺服服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)個(gè)進(jìn)給指令，經(jīng)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功功率放大后，驅(qū)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角角度，再經(jīng)過(guò)過(guò)齒輪減速裝裝置帶動(dòng)絲杠杠旋轉(zhuǎn)，通過(guò)過(guò)絲杠螺母機(jī)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移移動(dòng)部件的直直線位移。移移動(dòng)部件的移移動(dòng)速度與位位移量是由輸輸入脈沖的頻頻率與脈沖數(shù)數(shù)所決定的。此此類數(shù)控機(jī)床床的信息流是是單向的，即即進(jìn)給脈沖發(fā)發(fā)出去后，實(shí)實(shí)際移動(dòng)值不不再反饋回來(lái)來(lái)，所以稱為為開(kāi)環(huán)控制數(shù)數(shù)控機(jī)床。 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的的數(shù)控機(jī)床結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成成本較低。但但是，系統(tǒng)對(duì)對(duì)移動(dòng)部件的的實(shí)際位移量量不進(jìn)行監(jiān)測(cè)測(cè)，也不能進(jìn)進(jìn)行誤差校正正。因此，步步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的的失步、步距距角誤差、齒齒輪與絲杠等等傳動(dòng)誤差都都將

16、影響被加加工零件的精精度。開(kāi)環(huán)控控制系統(tǒng)僅適適用于加工精精度要求不很很高的中小型型數(shù)控機(jī)床，特特別是簡(jiǎn)易經(jīng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)機(jī)床。 1.3.2閉閉環(huán)控制數(shù)控控機(jī)床 接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)實(shí)際位移進(jìn)行行檢測(cè)，將測(cè)測(cè)量的實(shí)際位位移值反饋到到數(shù)控裝置中中，與輸入的的指令位移值值進(jìn)行比較，用用差值對(duì)機(jī)床床進(jìn)行控制，使使移動(dòng)部件按按照實(shí)際需要要的位移量運(yùn)運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件件的精確運(yùn)動(dòng)動(dòng)和定位。從從理論上講，閉閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)精度主要要取決于檢測(cè)測(cè)裝置的檢測(cè)測(cè)精度，也與與傳動(dòng)鏈的誤誤差無(wú)關(guān)，因因此其控制精精度高。圖11-3所示的的為閉環(huán)控制制數(shù)控機(jī)床的的系統(tǒng)框圖。圖圖中A為速度度傳感器、CC為直線位移移傳感器。當(dāng)

17、當(dāng)位移指令值值發(fā)送到位置置比較電路時(shí)時(shí)，若工作臺(tái)臺(tái)沒(méi)有移動(dòng)，則則沒(méi)有反饋量量，指令值使使得伺服電動(dòng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通通過(guò)A將速度度反饋信號(hào)送送到速度控制制電路，通過(guò)過(guò)C將工作臺(tái)臺(tái)實(shí)際位移量量反饋回去，在在位置比較電電路中與位移移指令值相比比較，用比較較后得到的差差值進(jìn)行位置置控制，直至至差值為零時(shí)時(shí)為止。這類類控制的數(shù)控控機(jī)床，因把把機(jī)床工作臺(tái)臺(tái)納入了控制制環(huán)節(jié)，故稱稱為閉環(huán)控制制數(shù)控機(jī)床。 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)機(jī)床的定位精精度高，但調(diào)調(diào)試和維修都都較困難，系系統(tǒng)復(fù)雜，成成本高。 1.3.3半半閉環(huán)控制數(shù)數(shù)控機(jī)床 半閉環(huán)控制數(shù)控控機(jī)床是在伺伺服電動(dòng)機(jī)的的軸或數(shù)控機(jī)機(jī)床的傳動(dòng)絲絲杠上裝有角角位移電流檢檢測(cè)裝

18、置（如如光電編碼器器等），通過(guò)過(guò)檢測(cè)絲杠的的轉(zhuǎn)角間接地地檢測(cè)移動(dòng)部部件的實(shí)際位位移，然后反反饋到數(shù)控裝裝置中去，并并對(duì)誤差進(jìn)行行修正。通過(guò)過(guò)測(cè)速元件AA和光電編碼碼盤(pán)B可間接接檢測(cè)出伺服服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，從而推推算出工作臺(tái)臺(tái)的實(shí)際位移移量，將此值值與指令值進(jìn)進(jìn)行比較，用用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)控制。由于于工作臺(tái)沒(méi)有有包括在控制制回路中，因因而稱為半閉閉環(huán)控制數(shù)控控機(jī)床。 半閉環(huán)控制數(shù)控控系統(tǒng)的調(diào)試試比較方便，并并且具有很好好的穩(wěn)定性。目目前大多將角角度檢測(cè)裝置置和伺服電動(dòng)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一一體，這樣，使使結(jié)構(gòu)更加緊緊湊。 1.3.4混混合控制數(shù)控控機(jī)床 將以上三類數(shù)控控機(jī)床的特點(diǎn)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，就就形成了混合合控

19、制數(shù)控機(jī)機(jī)床?；旌峡乜刂茢?shù)控機(jī)床床特別適用于于大型或重型型數(shù)控機(jī)床，因因?yàn)榇笮突蛑刂匦蛿?shù)控機(jī)床床需要較高的的進(jìn)給速度與與相當(dāng)高的精精度，其傳動(dòng)動(dòng)鏈慣量與力力矩大，如果果只采用全閉閉環(huán)控制，機(jī)機(jī)床傳動(dòng)鏈和和工作臺(tái)全部部置于控制閉閉環(huán)中，閉環(huán)環(huán)調(diào)試比較復(fù)復(fù)雜。混合控控制系統(tǒng)又分分為兩種形式式： （1）開(kāi)環(huán)補(bǔ)償償型。它的基基本控制選用用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)的開(kāi)環(huán)伺服服機(jī)構(gòu)，另外外附加一個(gè)校校正電路。用用裝在工作臺(tái)臺(tái)的直線位移移測(cè)量元件的的反饋信號(hào)校校正機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)的誤差。 （2）半閉環(huán)補(bǔ)補(bǔ)償型。它是是用半閉環(huán)控控制方式取得得高精度控制制，再用裝在在工作臺(tái)上的的直線位移測(cè)測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)全閉環(huán)修正正，以獲得高高速

20、度與高精精度的統(tǒng)一。其其中A是速度度測(cè)量元件（如如測(cè)速發(fā)電機(jī)機(jī)），B是角角度測(cè)量元件件，C是直線線位移測(cè)量元元件。二.豐富的高速速切削刀具軌軌跡策略以高切削速度、高高進(jìn)給速度和和高加工精度度為主要特征征的高速切削削技術(shù)，最近近十幾年發(fā)展展迅在航空航航天、模具制制造及精密微微細(xì)加工等領(lǐng)領(lǐng)域得到了廣廣泛應(yīng)用。因因此，高速加加工技術(shù)的研研究已成為國(guó)國(guó)內(nèi)外制造領(lǐng)領(lǐng)域重要的研研究項(xiàng)目之一一。 確定刀具路徑應(yīng)應(yīng)滿足的基本本要求 高速切削不僅提提高了對(duì)機(jī)床床、夾具、刀刀具和刀柄的的要求，同時(shí)時(shí)也要求改進(jìn)進(jìn)刀具路徑策策略，因?yàn)槿羧袈窂讲缓侠砝?，在切削過(guò)過(guò)程中就會(huì)引引起切削負(fù)荷荷的 突變，從從而給零件、機(jī)機(jī)床和

21、刀具帶帶來(lái)沖擊，破破壞加工質(zhì)量量，損傷刀具具。在高速切切削中由于切切削速度和進(jìn)進(jìn)給速度都很很快，這種損損害比在普通通切削中要嚴(yán)嚴(yán)重的多，因因此， 必須須研究適合高高速切削的路路徑，將切削削過(guò)程中切削削負(fù)荷的突變變降至最低?？煽梢哉f(shuō)，高速速切削機(jī)床只只有有了合理理的高速刀具具軌跡才能真真正獲得最大大效益。 為了消除切削過(guò)過(guò)程中切削負(fù)負(fù)荷的突變，刀刀具路徑應(yīng)滿滿足以下基本本要求： 切削是等體積切切削，即切削削過(guò)程中切削削力恒定。 盡量減少空行程程。 盡量減少進(jìn)給速速度的損失。 通用的刀具路徑徑刀具進(jìn)給要求進(jìn)刀時(shí)采用螺旋旋或弧進(jìn)刀，使使刀具逐漸切切入零件，以以保證切削力力不發(fā)生突變變，延長(zhǎng)刀具具壽命

22、。 切削速度的連續(xù)續(xù)和無(wú)突變，使使切削連續(xù)平平穩(wěn)，否則，將將產(chǎn)生沖擊。 切削時(shí)使用順銑銑使切削過(guò)程程穩(wěn)定，不易易過(guò)切，刀具具磨損小，表表面質(zhì)量好。 采用小的軸向切切深以保證小小的切削力、少少的切削熱和和排屑的順暢暢。無(wú)切削方方向突變，即即刀具軌跡是是無(wú)尖角的，普普通加工軌跡跡的尖角處用用圓弧或其他他曲線來(lái)取代代，從而保證證切削方向的的變化是逐漸漸的而不 是是突變的。這這樣有兩點(diǎn)好好處：一是現(xiàn)現(xiàn)代高速機(jī)床床的控制系統(tǒng)統(tǒng)都有程序段段前視和尖角角自動(dòng)減速功功能，即在到到達(dá)尖角前，將將自動(dòng)降低進(jìn)進(jìn)給速度，這這樣雖然減小小了沖擊，且且 避免了過(guò)過(guò)切，但卻損損失了進(jìn)給速速度。軌跡是是無(wú)尖角的，自自然也就避

23、免免了這種情況況的發(fā)生；二二是在尖角處處切削負(fù)荷會(huì)會(huì)突然加大，引引起沖擊。軌軌跡是無(wú)尖角角的 時(shí)候這這種問(wèn)題同樣樣不存在。 采用等高線軌跡跡，加工余量量均勻的走刀刀路線可取得得好的效果。為采用等高線法的刀具軌跡，刀具沿X或Y軸方向平動(dòng)，完成金屬的切除， 這樣可保證高速加工中切削余量均勻，對(duì)加工穩(wěn)定，尤其是刀具壽命的延長(zhǎng)有利粗加工刀具路徑徑要求粗加工時(shí)常用的的刀具路徑有有： Z向等高線層切切法，即將零零件分成若干干層，一層一一層逐層往下下切，在每層層中將零件的的所有區(qū)域加加工完再進(jìn)人人下一層，在在每一層均采采用螺旋或圓圓弧進(jìn)刀，同同時(shí) 采用無(wú)無(wú)尖角刀具軌軌跡。這樣有有利于排屑，也也避免了切削削力

24、發(fā)生突變變。對(duì)薄壁件件來(lái)說(shuō)，更應(yīng)應(yīng)采用這種刀刀具軌跡，因因?yàn)檫@種刀具具軌跡在切削削過(guò)程中還能能使薄壁 保保持較好的剛剛性。 插銑刀具路徑。對(duì)對(duì)于深度很深深的腔體的粗粗加工可采用用插銑的方法法來(lái)進(jìn)行，因因?yàn)榍惑w很深深時(shí)，需要很很長(zhǎng)的刀具，這這時(shí)刀具的剛剛性很差，按按常規(guī)的切削削路線切削刀刀具易變形，而而且也易產(chǎn)生生振動(dòng)，影響響加工質(zhì)量和和效率，采用用插銑的軌跡跡正好可解決決這一問(wèn)題。 擺線刀具路徑。另另一種更新的的粗加工刀具具軌跡是擺線線刀具軌跡，“擺線”是指當(dāng)一個(gè)圓沿著一條曲線作純滾動(dòng)時(shí)，圓上某一固定點(diǎn)的軌跡。采用 這種刀具軌跡使刀具在切削時(shí)距某條曲線(一般是零件的輪廓線及其平移線)保持一個(gè)恒

25、定的半徑，從而可使進(jìn)給速度在加工過(guò)程中可保持不變，而且這時(shí)的徑向吃刀量一般取刀具直徑的5%左右，因此刀具的冷卻條件良好，刀具的壽命較長(zhǎng)。這對(duì)高速加工是非常有利的。精加工刀具路徑徑要求加工時(shí)常用的刀刀具路徑有： 先在陡峭面用ZZ向等高線層層切法加工，然然后在非陡峭峭面采用表面面輪廓軌跡法法加工； 先用表面輪廓軌軌跡法加工所所有面，再在在垂直方向上上加工陡峭面面。 薄壁件的精加工工采用Z向等等高線層切法法。 當(dāng)然在加工過(guò)程程中同樣每一一層都要盡量量作到螺旋或或圓弧進(jìn)刀，采采用無(wú)尖角刀刀具軌跡三. 數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的未來(lái)的發(fā)發(fā)展3.1.1數(shù)控控系統(tǒng)向開(kāi)放放式體系結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)展20世紀(jì)90年年代以來(lái)，由由于計(jì)算

26、機(jī)技技術(shù)的飛速發(fā)發(fā)展，推動(dòng)數(shù)數(shù)控技術(shù)更快快的更新?lián)Q代代。世界上許許多數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)生產(chǎn)廠家利利用PC機(jī)豐豐富的軟、硬硬件資源開(kāi)發(fā)發(fā)開(kāi)放式體系系結(jié)構(gòu)的新一一代數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。開(kāi)放式體體系結(jié)構(gòu)使數(shù)數(shù)控系統(tǒng)有更更好的通用性性、柔性、適適應(yīng)性、可擴(kuò)擴(kuò)展性，并可可以較容易的的實(shí)現(xiàn)智能化化、網(wǎng)絡(luò)化。近近幾年許多國(guó)國(guó)家紛紛研究究開(kāi)發(fā)這種系系統(tǒng)，如美國(guó)國(guó)科學(xué)制造中中心(NCMMS)與空軍軍共同領(lǐng)導(dǎo)的的“下一代工工作站/機(jī)床床控制器體系系結(jié)構(gòu)”NGGC，歐共體體的“自動(dòng)化化系統(tǒng)中開(kāi)放放式體系結(jié)構(gòu)構(gòu)”O(jiān)SACCA，日本的的OSEC計(jì)計(jì)劃等。開(kāi)放放式體系結(jié)構(gòu)構(gòu)可以大量采采用通用微機(jī)機(jī)技術(shù)，使編編程、操作以以及技術(shù)升級(jí)級(jí)和更

27、新變得得更加簡(jiǎn)單快快捷。開(kāi)放式式體系結(jié)構(gòu)的的新一代數(shù)控控系統(tǒng)，其硬硬件、軟件和和總線規(guī)范都都是對(duì)外開(kāi)放放的，數(shù)控系系統(tǒng)制造商和和用戶可以根根據(jù)這些開(kāi)放放的資源進(jìn)行行的系統(tǒng)集成成，同時(shí)它也也為用戶根據(jù)據(jù)實(shí)際需要靈靈活配置數(shù)控控系統(tǒng)帶來(lái)極極大方便，促促進(jìn)了數(shù)控系系統(tǒng)多檔次、多多品種的開(kāi)發(fā)發(fā)和廣泛應(yīng)用用，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)周期大大縮縮短。同時(shí)，這這種數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)可隨CPUU升級(jí)而升級(jí)級(jí)，而結(jié)構(gòu)可可以保持不變變。3.1.2數(shù)控控系統(tǒng)向軟數(shù)數(shù)控方向發(fā)展展現(xiàn)在，實(shí)際用用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)主要有以下下四種類型，分分別代表了數(shù)數(shù)控技術(shù)的不不同發(fā)展階段段，對(duì)不同類類型的數(shù)控系系統(tǒng)進(jìn)行分析析后發(fā)現(xiàn)，數(shù)數(shù)控系統(tǒng)不但但從

28、封閉體系系結(jié)構(gòu)向開(kāi)放放體系結(jié)構(gòu)發(fā)發(fā)展，而且正正在從硬數(shù)控控向軟數(shù)控方方向發(fā)展的趨趨勢(shì)。 傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)，如FANNUC 0系系統(tǒng)、MITTSUBISSHI M550系統(tǒng)、SSINUMEERIK 8810M/TT/G系統(tǒng)等等。這是一種種專用的封閉閉體系結(jié)構(gòu)的的數(shù)控系統(tǒng)。目目前，這類系系統(tǒng)還是占領(lǐng)領(lǐng)了制造業(yè)的的大部分市場(chǎng)場(chǎng)。但由于開(kāi)開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的的發(fā)展，傳統(tǒng)統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的的市場(chǎng)正在受受到挑戰(zhàn)，已已逐漸減小?！癙C嵌入NCC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)開(kāi)放式數(shù)控系系統(tǒng)，如FAANUC188i、16ii系統(tǒng)、SIINUMERRIK 8440D系統(tǒng)、NNum10660系統(tǒng)、AAB 9/3360等數(shù)控控系統(tǒng)。這是是

29、一些數(shù)控系系統(tǒng)制造商將將多年來(lái)積累累的數(shù)控軟件件技術(shù)和當(dāng)今今計(jì)算機(jī)豐富富的軟件資源源相結(jié)合開(kāi)發(fā)發(fā)的產(chǎn)品。它它具有一定的的開(kāi)放性，但但由于它的NNC部分仍然然是傳統(tǒng)的數(shù)數(shù)控系統(tǒng)，用用戶無(wú)法介入入數(shù)控系統(tǒng)的的核心。這類類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜、功能強(qiáng)強(qiáng)大，價(jià)格昂昂貴?！癗C嵌入PCC”結(jié)構(gòu)的開(kāi)開(kāi)放式數(shù)控系系統(tǒng)它由開(kāi)開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制卡卡和PC機(jī)共共同構(gòu)成。這這種運(yùn)動(dòng)控制制卡通常選用用高速DSPP作為CPUU，具有很強(qiáng)強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)控制制和PLC控控制能力。它它本身就是一一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)，可以單獨(dú)獨(dú)使用。它開(kāi)開(kāi)放的函數(shù)庫(kù)庫(kù)供用戶在WWINDOWWS平臺(tái)下自自行開(kāi)發(fā)構(gòu)造造所需的控制制系統(tǒng)。因而而這種開(kāi)放結(jié)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

30、控制制卡被廣泛應(yīng)應(yīng)用于制造業(yè)業(yè)自動(dòng)化控制制各個(gè)領(lǐng)域。如如美國(guó)Dellta Taau公司用PPMAC多軸軸運(yùn)動(dòng)控制卡卡構(gòu)造的PMMAC-NCC數(shù)控系統(tǒng)、日日本MAZAAK公司用三三菱電機(jī)的MMELDASSMAGICC 64構(gòu)造造的MAZAATROL 640 CCNC等。SOFT型開(kāi)放放式數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)這是一種種最新開(kāi)放體體系結(jié)構(gòu)的數(shù)數(shù)控系統(tǒng)。它它提供給用戶戶最大的選擇擇和靈活性，它它的CNC軟軟件全部裝在在計(jì)算機(jī)中，而而硬件部分僅僅是計(jì)算機(jī)與與伺服驅(qū)動(dòng)和和外部I/OO之間的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化通用接口口。就像計(jì)算算機(jī)中可以安安裝各種品牌牌的聲卡和相相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程程序一樣。用用戶可以在WWINDOWWS NT平平臺(tái)

31、上，利用用開(kāi)放的CNNC內(nèi)核，開(kāi)開(kāi)發(fā)所需的各各種功能，構(gòu)構(gòu)成各種類型型的高性能數(shù)數(shù)控系統(tǒng)，與與前幾種數(shù)控控系統(tǒng)相比，SSOFT型開(kāi)開(kāi)放式數(shù)控系系統(tǒng)具有最高高的性能價(jià)格格比，因而最最有生命力。通通過(guò)軟件智能能替代復(fù)雜的的硬件，正在在成為當(dāng)代數(shù)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展展的重要趨勢(shì)勢(shì)。其它型產(chǎn)品有美美國(guó)MDSII公司的Oppen CNNC、德國(guó)PPower Autommationn公司的PAA8000 NT等。3.1.3數(shù)控控系統(tǒng)控制性性能向智能化化方向發(fā)展智能化是21世世紀(jì)制造技術(shù)術(shù)發(fā)展的一個(gè)個(gè)大方向。隨隨著人工智能能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)領(lǐng)域的滲透和和發(fā)展，數(shù)控控系統(tǒng)引入了了自適應(yīng)控制制、模糊系統(tǒng)統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的控制機(jī)

32、理理，不但具有有自動(dòng)編程、前前饋控制、模模糊控制、學(xué)學(xué)習(xí)控制、自自適應(yīng)控制、工工藝參數(shù)自動(dòng)動(dòng)生成、三維維刀具補(bǔ)償、運(yùn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ苣?，而且人機(jī)機(jī)界面極為友友好，并具有有故障診斷專專家系統(tǒng)使自自診斷和故障障監(jiān)控功能更更趨完善。伺伺服系統(tǒng)智能能化的主軸交交流驅(qū)動(dòng)和智智能化進(jìn)給伺伺服裝置，能能自動(dòng)識(shí)別負(fù)負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)數(shù)。 世界上正在進(jìn)進(jìn)行研究的智智能化切削加加工系統(tǒng)很多多，其中日本本智能化數(shù)控控裝置研究會(huì)會(huì)針對(duì)鉆削的的智能加工方方案具有代表表性。3.1.4數(shù)控控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化方向發(fā)展展數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化，主要指指數(shù)控系統(tǒng)與與外部的其它它控制系統(tǒng)或或上位計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連連接和網(wǎng)絡(luò)

33、控控制。數(shù)控系系統(tǒng)一般首先面向向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和和企業(yè)內(nèi)部的的局域網(wǎng)，然然后再經(jīng)由因因特網(wǎng)通向企企業(yè)外部，這這就是所謂IInternnet/Inntraneet技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的的成熟和發(fā)展展，最近業(yè)界界又提出了數(shù)數(shù)字制造的概概念。數(shù)字制制造，又稱“ee-制造”，是是機(jī)械制造企企業(yè)現(xiàn)代化的的標(biāo)志之一，也也是國(guó)際先進(jìn)進(jìn)機(jī)床制造商商當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)配配置的供貨方方式。隨著信信息化技術(shù)的的大量采用，越越來(lái)越多的國(guó)國(guó)內(nèi)用戶在進(jìn)進(jìn)口數(shù)控機(jī)床床時(shí)要求具有有遠(yuǎn)程通訊服服務(wù)等功能。數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化進(jìn)一步促促進(jìn)了柔性自自動(dòng)化制造技技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)現(xiàn)代柔性制造造系統(tǒng)從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加加工中心和數(shù)數(shù)控復(fù)合加工工機(jī)床)、線線(F

34、MC、FFMS、FTTL、FMLL)向面(工工段車(chē)間獨(dú)立立制造島、FFA)、體(CIMS、分分布式網(wǎng)絡(luò)集集成制造系統(tǒng)統(tǒng))的方向發(fā)發(fā)展。柔性自自動(dòng)化技術(shù)以以易于聯(lián)網(wǎng)和和集成為目標(biāo)標(biāo)，同時(shí)注重重加強(qiáng)單元技技術(shù)的開(kāi)拓、完完善，數(shù)控機(jī)機(jī)床及其構(gòu)成成柔性制造系系統(tǒng)能方便地地與CAD、CCAM、CAAPP、MTTS聯(lián)結(jié)，向向信息集成方方向發(fā)展，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)開(kāi)放、集成和和智能化方向向發(fā)展3.1.5數(shù)控控系統(tǒng)向高可可靠性方向發(fā)發(fā)展隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的的日趨廣泛，數(shù)數(shù)控系統(tǒng)的高高可靠性已經(jīng)經(jīng)成為數(shù)控系系統(tǒng)制造商追追求的目標(biāo)。對(duì)對(duì)于每天工作作兩班的無(wú)人人工廠而言，如如果要求在116小時(shí)內(nèi)連連續(xù)正常工作作，

35、無(wú)故障率率在P(t)99%以以上，則數(shù)控控機(jī)床的平均均無(wú)故障運(yùn)行行時(shí)間MTBBF就必須大大于30000小時(shí)。我們們只對(duì)某一臺(tái)臺(tái)數(shù)控機(jī)床而而言，如主機(jī)機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的失效率之之比為10:1(數(shù)控的的可靠比主機(jī)機(jī)高一個(gè)數(shù)量量級(jí))。此時(shí)時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的的MTBF就就要大于333333.33小時(shí)，而其其中的數(shù)控裝裝置、主軸及及驅(qū)動(dòng)等的MMTBF就必必須大于100萬(wàn)小時(shí)。如如果對(duì)整條生生產(chǎn)線而言，可可靠性要求還還要更高。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝裝置的MTBBF值已達(dá)66000小時(shí)時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置達(dá)300000小時(shí)時(shí)以上，但是是，可以看到到距理想的目目標(biāo)還有差距距。3.1.6數(shù)控控系統(tǒng)向復(fù)合合化方向發(fā)展展在零件加工過(guò)

36、程程中有大量的的無(wú)用時(shí)間消消耗在工件搬搬運(yùn)、上下料料、安裝調(diào)整整、換刀和主主軸的升、降降速上，為了了盡可能降低低這些無(wú)用時(shí)時(shí)間，人們希希望將不同的的加工功能整整合在同一臺(tái)臺(tái)機(jī)床上，因因此，復(fù)合功功能的機(jī)床成成為近年來(lái)發(fā)發(fā)展很快的機(jī)機(jī)種。 柔性制造范疇的的機(jī)床復(fù)合加加工概念是指指將工件一次次裝夾后，機(jī)機(jī)床便能按照照數(shù)控加工程程序，自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行同一類工工藝方法或不不同類工藝方方法的多工序序加工，以完完成一個(gè)復(fù)雜雜形狀零件的的主要乃至全全部車(chē)、銑、鉆鉆、鏜、磨、攻攻絲、鉸孔和和擴(kuò)孔等多種種加工工序。普通的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)軟件針對(duì)不不同類型的機(jī)機(jī)床使用不同同的軟件版本本，比如Siiemenss的810MM系統(tǒng)

37、和8002D系統(tǒng)就就有車(chē)床版本本和銑床版本本之分。復(fù)合合化的要求促促使數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)功能的整合合。目前，主主流的數(shù)控系系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商都都能提供高性性能的復(fù)合機(jī)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)。 3.1.7數(shù)控控系統(tǒng)向多軸軸聯(lián)動(dòng)化方向向發(fā)展由于在加工自由由曲面時(shí)，33軸聯(lián)動(dòng)控制制的機(jī)床無(wú)法法避免切速接接近于零的球球頭銑刀端部部參予切削，進(jìn)進(jìn)而對(duì)工件的的加工質(zhì)量造造成破壞性影影響，而5軸軸聯(lián)動(dòng)控制對(duì)對(duì)球頭銑刀的的數(shù)控編程比比較簡(jiǎn)單，并并且能使球頭頭銑刀在銑削削3維曲面的的過(guò)程中始終終保持合理的的切速，從而而顯著改善加加工表面的粗粗糙度和大幅幅度提高加工工效率，因此此，各大系統(tǒng)統(tǒng)開(kāi)發(fā)商不遺遺余力地開(kāi)發(fā)發(fā)5軸、6軸軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系

38、系統(tǒng)，隨著55軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控控系統(tǒng)和編程程軟件的成熟熟和日益普及及，5軸聯(lián)動(dòng)動(dòng)控制的加工工中心和數(shù)控控銑床已經(jīng)成成為當(dāng)前的一一個(gè)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)點(diǎn)。最近，國(guó)外主要要的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)發(fā)商在6軸聯(lián)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)統(tǒng)的研究上已已經(jīng)取得和很很大進(jìn)展，在在6軸聯(lián)動(dòng)加加工中心上可可以使用非旋旋轉(zhuǎn)刀具加工工任意形狀的的三維曲面，且且切深可以很很薄，但加工工效率太低一一時(shí)尚難實(shí)用用化。電子技術(shù)、信息息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)、模糊糊控制技術(shù)的的發(fā)展使新一一代數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)技術(shù)水平大大大提高，促促進(jìn)了數(shù)控機(jī)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的蓬蓬勃發(fā)展，也也促進(jìn)了現(xiàn)代代制造技術(shù)的的快速發(fā)展。數(shù)數(shù)控機(jī)床性能能在高速度、高高精度、高可可靠性和復(fù)合合化、網(wǎng)絡(luò)化化、智能化、柔柔

39、性化、綠色色化方面取得得了長(zhǎng)足的進(jìn)進(jìn)步?，F(xiàn)代制制造業(yè)正在迎迎來(lái)一場(chǎng)新的的技術(shù)革命。 軸類零件的數(shù)控控編程實(shí)例 4.1.1 軸軸類零件數(shù)控控編程實(shí)例1根據(jù)零件圖圖樣要求、毛毛坯情況，確確定工藝方案案及加工路線線1）對(duì)短軸軸類零件，軸軸心線為工藝藝基準(zhǔn)，用三三爪自定心卡卡盤(pán)夾持45外圓，使使工件伸出卡卡盤(pán)80，一一次裝夾完成成粗精加工。2） 工步順序 粗車(chē)端面及40外圓，留1精車(chē)余量。 精車(chē)40外圓到尺寸。2選擇機(jī)床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床即可達(dá)到要求。故選用CK0630型數(shù)控臥式車(chē)床。3選擇刀具根據(jù)加工要求，選用兩把刀具，T0101為90粗車(chē)刀，T0303為90精車(chē)刀。同時(shí)把兩把

40、刀在自動(dòng)換刀刀架上安裝好，且都對(duì)好刀，把它們的刀偏值輸入相應(yīng)的刀具參數(shù)中。4確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)該機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定，詳見(jiàn)加工程序。5確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)確定以工件右端面與軸心線的交點(diǎn)O為工件原點(diǎn)，建立XOZ工件坐標(biāo)系，如前頁(yè)圖2-16所示。采用手動(dòng)試切對(duì)刀方法（操作與前面介紹的數(shù)控車(chē)床對(duì)刀方法基本相同）把點(diǎn)O作為對(duì)刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)設(shè)置在工件坐標(biāo)系下X55、Z20處。6編寫(xiě)程序(以CK0630車(chē)床為例)按該機(jī)床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過(guò)程編寫(xiě)成程序清單。該工件的加工程序如下：N0010 M03 S800 ; 主軸正轉(zhuǎn)；N0020

41、 T0101; 選用1號(hào)刀，1號(hào)刀補(bǔ)；N0030 G00 X46 ; 準(zhǔn)備加工端面；N0040 Z0; N0050 G01 X-0.5 F100; 車(chē)端面；N0060 X43; N0070 Z-64 F100; 車(chē)削粗車(chē)外圓；N0080 X46;N0090 G00 Z0; 刀具定位；N0100 X41; N0110 G01 Z-64 F100; 車(chē)削粗車(chē)外圓，留1mm余量； N0120 X46;N0130 G00 X55 Z20; 回起刀點(diǎn)；N0140 T0303; 換3號(hào)刀；N0150 G00 X40; 刀具定位；N0160 Z0;N0170 G01 Z-64 F100; 車(chē)削精車(chē)外圓；N0

42、180 X46; N0190 G00 X55 Z20; 回起刀點(diǎn)； N0200 M05; 主軸停止； N0210 M30； 程序結(jié)束；1根據(jù)零件圖圖樣要求、毛毛坯情況，確確定工藝方案案及加工路線線1）對(duì)細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)軸類零件，軸軸心線為工藝藝基準(zhǔn)，用三三爪自定心卡卡盤(pán)夾持25外圓圓一頭，使工工件伸出卡盤(pán)盤(pán)85，用用頂尖頂持另另一頭，一次次裝夾完成粗粗精加工。22） 工步順序序 手動(dòng)粗車(chē)車(chē)端面。 手動(dòng)鉆中心心孔。 自動(dòng)加工工粗車(chē)16、22外圓圓，留精車(chē)余余量1。 自右向左精精車(chē)各外圓面面：倒角車(chē)削16外圓圓，長(zhǎng)35車(chē)22右端端面倒角車(chē)22外圓圓，長(zhǎng)45。 粗車(chē)20.5槽槽、316槽。 精車(chē)316槽槽，切

43、槽30.5槽槽，切斷。22選擇機(jī)床床設(shè)備根根據(jù)零件圖樣樣要求，選用用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控控車(chē)床即可達(dá)達(dá)到要求。故故選用CK00630型數(shù)數(shù)控臥式車(chē)床床。3選擇擇刀具根根據(jù)加工要求求，選用五把把刀具，T001為粗加工工刀，選900外圓車(chē)刀， T02為精加工刀刀，選90外圓車(chē)刀，TT02為切槽刀，刀刀寬為2，T04為切斷刀，刀刀寬為3（刀刀具補(bǔ)償設(shè)置置在左刀尖處處）。同同時(shí)把四把刀在自動(dòng)動(dòng)換刀刀架上上安裝好，且且都對(duì)好刀，把把它們的刀偏偏值輸入相應(yīng)應(yīng)的刀具參數(shù)數(shù)中。4確確定切削用量量切削用量量的具體數(shù)值值應(yīng)根據(jù)該機(jī)機(jī)床性能、相相關(guān)的手冊(cè)并并結(jié)合實(shí)際經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定，詳詳見(jiàn)加工程序序。5確定定工件坐標(biāo)系系、對(duì)刀點(diǎn)和

44、和換刀點(diǎn)確定以工件件右端面與軸軸心線的交點(diǎn)點(diǎn)O為工件原原點(diǎn)，建立XXOZ工件坐坐標(biāo)系，如圖圖2-17所所示。采采用手動(dòng)試切切對(duì)刀方法（操操作與前面介介紹的數(shù)控車(chē)車(chē)床對(duì)刀方法法基本相同）把把點(diǎn)O作為對(duì)對(duì)刀點(diǎn)。換刀刀點(diǎn)設(shè)置在工工件坐標(biāo)系下下X50、Z50處。6編編寫(xiě)程序按該機(jī)床規(guī)規(guī)定的指令代代碼和程序段段格式，把加加工零件的全全部工藝過(guò)程程編寫(xiě)成程序序清單。該工工件的加工程程序如下： N0010 M03 SS700; 主軸正正轉(zhuǎn)； N00020 T01011; 選用用1號(hào)刀，11號(hào)刀補(bǔ)； N0030 G00 X233; 刀具定位；N00400 Z0;N0050 G01 ZZ-76 F100; 車(chē)削

45、粗粗車(chē)外圓；NN0060 X26; N0070 G00 ZZ0; 刀具具定位；N00080 X21; N0090 G01 ZZ-35 F100; 車(chē)削削粗車(chē)外圓；N01000 X244;N0110 G00 Z0; 刀刀具定位；NN0120 X19;N0130 G01 ZZ-35 F100; 車(chē)車(chē)削粗車(chē)外圓圓；N01440 X224N0150 G00 ZZ0; 刀刀具定位；NN0160 X17; N0170 G01 Z-35 F100; 車(chē)車(chē)削粗車(chē)外圓圓，留1mmm余量；N01171 XX24; N0180 G00 X50 Z50; 回到起起刀點(diǎn)；N00190 T02022; 換2號(hào)刀刀；N02

46、00 G00 X18; 定位到到倒角起點(diǎn)；N02100 Z0;N0220 G01 X16 W-1 F60; 倒角11x45；N02300 Z-35 F100; 精車(chē)16mm外圓圓；N02440 X220; 倒角起點(diǎn)；N0250 G01 XX22 WW-1 FF60; 倒角1x455；N02600 Z-80 F100; 精車(chē)22mm外圓圓；N02770 X226; N0280 G00 X50 Z50; 回回起刀點(diǎn)；NN0290 T03003 S2250; 換3號(hào)刀刀N0300 G00 X18; NN0310 Z-355; 定定位至拉槽點(diǎn)點(diǎn)；N0320 G01 XX15.5 F50; 粗拉槽槽；N

47、0330 G00 XX24; N03400 W-111; 定位至拉槽槽點(diǎn)；N0350 G01 X16 FF50; 粗拉槽；N0360 G00 X24; N03770 Z-72; 定位至拉拉槽點(diǎn)；N0380 G01 X21.5 F50; 粗拉槽槽；N03990 GOO0 X50; N04000 Z500; 回起刀點(diǎn)； N04100 T04404 SS250; 換4號(hào)刀刀；N0420 G00 X18; N04330 Z-35; 定位至拉拉槽點(diǎn)；N0440 G01 X15.5 F50; 精拉槽槽30.5；N04500 X244;N0460 G00 WW-11; 定位至至拉槽點(diǎn)； N0470 G01

48、XX16 F50; 精拉槽316；N04800 X244; N04990 G000 Z-73; 定位至拉拉槽點(diǎn)； N05000 G001 X221.5 F50; 精拉槽330.5； N05100 X244; N05220 G000 Z-79; 定位至切切斷點(diǎn)； NN0530 G01 X22 F1000; 走走刀至倒角點(diǎn)點(diǎn)； N05540 XX20 WW-1 FF20; 倒角11x45； NN0550 X-0.5 FF20; 切切斷； N05560 GG00 XX50 Z50; 回起刀刀點(diǎn)； N00570 M05; 主軸停止止； N05880 M330; 程序結(jié)束束；1根據(jù)零件圖圖樣要求、毛毛坯

49、情況，確確定工藝方案案及加工路線線1）對(duì)短軸軸類零件，軸軸心線為工藝藝基準(zhǔn)，用三三爪自定心卡卡盤(pán)夾持25外圓圓，一次裝夾夾完成粗精加加工。2) 工步順序 粗車(chē)外圓。基基本采用階梯梯切削路線，為為編程時(shí)數(shù)值值計(jì)算方便，圓圓弧部分可用用同心圓車(chē)圓圓弧法。 自右向左精精車(chē)右端面及及各外圓面：車(chē)右端面倒角切削螺紋外外圓車(chē)16外圓圓車(chē)R3圓圓弧車(chē)22外圓圓。 切槽。 車(chē)螺紋。 切斷。2選擇機(jī)床設(shè)設(shè)備根據(jù)據(jù)零件圖樣要要求，選用經(jīng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)車(chē)床即可達(dá)到到要求。故選選用CJK66136D型型數(shù)控臥式車(chē)車(chē)床。3選選擇刀具根據(jù)加工要要求，選用四四把刀具，TT0101為粗加工工刀，選900外圓車(chē)刀，TT0202為

50、精加工工刀，選尖頭頭車(chē)刀，T00303為切槽刀刀，刀寬為44，T04404為60螺紋刀。刀刀具布置如圖圖2-19所所示。同同時(shí)把四把刀刀在四工位自自動(dòng)換刀刀架架上安裝好，且且都對(duì)好刀，把把它們的刀偏偏值輸入相應(yīng)應(yīng)的刀具參數(shù)數(shù)中。4確確定切削用量量切削用量量的具體數(shù)值值應(yīng)根據(jù)該機(jī)機(jī)床性能、相相關(guān)的手冊(cè)并并結(jié)合實(shí)際經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定，詳詳見(jiàn)加工程序序。5確定定工件坐標(biāo)系系、對(duì)刀點(diǎn)和和換刀點(diǎn)確定以工件件右端面與軸軸心線的交點(diǎn)點(diǎn)O為工件原原點(diǎn)，建立XXOZ工件坐坐標(biāo)系，如圖圖2-18所所示。采采用手動(dòng)試切切對(duì)刀方法（操操作與前面介介紹的數(shù)控車(chē)車(chē)床對(duì)刀方法法相同）把點(diǎn)點(diǎn)O作為對(duì)刀刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)點(diǎn)設(shè)置在工件件坐標(biāo)系

51、下XX50、Z100處。6編寫(xiě)程序序按該機(jī)機(jī)床規(guī)定的指指令代碼和程程序段格式，把把加工零件的的全部工藝過(guò)過(guò)程編寫(xiě)成程程序清單。該該工件的加工工程序如下： N0010 M03 S5500; 主軸正正轉(zhuǎn)；N00020 TT0101; 選用用1號(hào)刀，11號(hào)刀補(bǔ)； N0030 G00 X223; 刀刀具定位；NN0040 Z1; N0050 G01 Z-50 F100; 車(chē)削粗粗車(chē)外圓；NN0060 X26; N0070 G00 Z1; N00080 X20; 刀刀具定位；NN0090 G01 ZZ-32 FF100; 車(chē)削粗粗車(chē)外圓20mm；N0100 G02 XX23 WW-1.5 R1.55 F

52、500; 粗粗車(chē)圓弧一刀刀得R1.55；N0110 G01 XX25; N0120 G00 Z1;N01330 X117; N0140 G01 Z-32 F100; 車(chē)削粗車(chē)外外圓17mm，留留1mm余量；N0150 G02 XX23 WW-2.5 R2.55 F500; 粗車(chē)圓弧二刀得R2.5； N0160 G00 X50; N01770 Z1100; 回回起刀點(diǎn)； N01880 T00202; 換換2號(hào)刀；NN0190 G0 X117;N02200 ZZ0; 準(zhǔn)準(zhǔn)備加工端面面；N0210 G01 X-0.5 F50; 加工端面；N02200 X144; 倒角角起點(diǎn)；N00230 X16 W

53、-1; 倒角；NN0240 Z-32 F100; 車(chē)削精車(chē)外外圓16mm； N0250 G02 XX22 WW-3 RR3 F500; 精車(chē)圓弧R3；N0260 G01 ZZ-50 F100; 車(chē)削精車(chē)外外圓22mm；N0270 G01 X27;N0280 G00 XX50 ZZ100; 回起刀點(diǎn)點(diǎn)；N02990 T00303 S250; 換3號(hào)刀；N0300 G00 XX18; N03100 Z-119; 定定位至拉槽點(diǎn)點(diǎn)；N0320 G01 X11 FF20; 精拉槽411；N03300 X188;N0340 G00 XX50 ZZ100; 回起刀點(diǎn)點(diǎn)；N03550 T00404 S500

54、; 換4號(hào)刀；N0360 G00 XX17 ZZ2; 至螺紋循循環(huán)加工起始始點(diǎn)；N0370 G92 XX15.7 Z-155 F11.5; 車(chē)螺紋循循環(huán)；N03800 X155.4; N03990 X115.1; N04400 XX14.8; N04410 XX14.5; N04200 X144.5; N0430 G00 X50 Z1000; 回起刀刀點(diǎn)； N00440 T03033 S2000; 換3號(hào)號(hào)刀； N00450 G00 X24; N04460 ZZ-50; 定位至切切斷點(diǎn)； N04700 G011 X-00.5 FF20; 切切斷； N04800 G000 X500 Z1100;

55、 回回起刀點(diǎn)； N04900 M055; 主主軸停止； N05000 M300; 程程序結(jié)束；實(shí)例4 編制制圖2-199所示工件的的數(shù)控加工程程序，毛坯直直徑32mmmx100mmm棒材，材材料為45#鋼圖2-191根據(jù)零件圖圖樣要求、毛毛坯情況，確確定工藝方案案及加工路線線:1）對(duì)短軸類零零件，軸心線線為工藝基準(zhǔn)準(zhǔn)，用三爪自自定心卡盤(pán)夾夾持32外圓，一一次裝夾完成成粗精加工。2）粗加工外外圓與端面。 精加工外圓與端面。 切斷。 2選擇機(jī)床設(shè)設(shè)備根據(jù)據(jù)零件圖樣要要求，選用經(jīng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)車(chē)床即可達(dá)到到要求。故選選用CJK66130型數(shù)控臥式式車(chē)床。3選擇刀具根據(jù)加工工要求，選用用二把刀具，TT0

56、101車(chē)車(chē)外圓與端面，T00202切斷斷刀。4確定切削用用量切削用量量的具體數(shù)值值應(yīng)根據(jù)該機(jī)機(jī)床性能、相相關(guān)的手冊(cè)并并結(jié)合實(shí)際經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定，詳詳見(jiàn)加工程序序。5確定工件坐坐標(biāo)系、對(duì)刀刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)點(diǎn)確定以以工件右端面面與軸心線的的交點(diǎn)O為工工件原點(diǎn)，建建立XOZ工工件坐標(biāo)系。 采用用手動(dòng)試切對(duì)對(duì)刀方法（操操作與前面介介紹的數(shù)控車(chē)車(chē)床對(duì)刀方法法相同）把點(diǎn)點(diǎn)O作為對(duì)刀刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)點(diǎn)設(shè)置在工件件坐標(biāo)系下XX50、Z50處。6編寫(xiě)程序N0010 GG50 X550 Z1550； 確定起刀點(diǎn)點(diǎn) N0020 MM03 S6600； 主軸正轉(zhuǎn) N0030 TT0101； 選用11號(hào)刀，1號(hào)號(hào)刀補(bǔ) N0040 G

57、G00 X335 Z577.5； 準(zhǔn)備加工工右端面 N0050 GG01 X-11 F1500； 加工右右端面 N0060 GG00 X322 Z60； 準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)進(jìn)行外圓循環(huán)環(huán) N0070 GG90 X228 Z200 F1500； 開(kāi)始始進(jìn)行外圓循循環(huán) N0080 XX26； N0090 XX24； N0100 XX22； N0110 XX21； 20圓先車(chē)削削至2 N0120 GG01 X00 Z57.5 F150； 結(jié)束外外圓循環(huán)并定定位至半圓RR7.5的起切切點(diǎn) N0130 GG02 X115 Z500 I0 KK-7.5 F150； 車(chē)削半圓RR7.5 N0140 G01 X115

58、 Z422 F150； 車(chē)削削15圓 N0150 XX16； 倒角角起點(diǎn) NN0160 XX20 Z440； 倒角 N0170 ZZ20； 車(chē)削20圓 N0180 GG03 X330 Z155 I10 K0 F1500； 車(chē)削圓弧RR5 NN0190 GG01 X330 Z2 F150； 車(chē)削削30圓 N0200 XX26 Z00； 倒角角 NN0210 GG0 X500 Z1500； 回起起刀點(diǎn) N0220 T0202； 換2號(hào)刀刀 N0230 M03 S2550； N0240 GG0 X333 Z-4； 定位位至切斷點(diǎn) N0250 GG01 X-11 F1500； 切斷 N0260 GG0

59、 X500 Z1500； 回起起刀點(diǎn) NN0270 M05； 主軸停止止 N0280 M30； 程序結(jié)束束第五章 數(shù)控機(jī)機(jī)床故障排除除方法及其注注意事項(xiàng)由于經(jīng)常參加維維修任務(wù)，有有些維修經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，現(xiàn)結(jié)合有有關(guān)理論方面面的闡述，在在以下列出，希希望拋磚引玉玉。 5.1.1 故故障排除方法法 （1）初始化復(fù)復(fù)位法：一般般情況下，由由于瞬時(shí)故障障引起的系統(tǒng)統(tǒng)報(bào)警，可用用硬件復(fù)位或或開(kāi)關(guān)系統(tǒng)電電源依次來(lái)清清除故障，若若系統(tǒng)工作存存貯區(qū)由于掉掉電，拔插線線路板或電池池欠壓造成混混亂，則必須須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行行初始化清除除，清除前應(yīng)應(yīng)注意作好數(shù)數(shù)據(jù)拷貝記錄錄，若初始化化后故障仍無(wú)無(wú)法排除，則則進(jìn)行硬件診診斷。 （

60、2）參數(shù)更改改，程序更正正法：系統(tǒng)參參數(shù)是確定系系統(tǒng)功能的依依據(jù)，參數(shù)設(shè)設(shè)定錯(cuò)誤就可可能造成系統(tǒng)統(tǒng)的故障或某某功能無(wú)效。有有時(shí)由于用戶戶程序錯(cuò)誤亦亦可造成故障障停機(jī)，對(duì)此此可以采用系系統(tǒng)的塊搜索索功能進(jìn)行檢檢查，改正所所有錯(cuò)誤，以以確保其正常常運(yùn)行。 （3）調(diào)節(jié)，最最佳化調(diào)整法法：調(diào)節(jié)是一一種最簡(jiǎn)單易易行的辦法。通通過(guò)對(duì)電位計(jì)計(jì)的調(diào)節(jié)，修修正系統(tǒng)故障障。如某廠維維修中，其系系統(tǒng)顯示器畫(huà)畫(huà)面混亂，經(jīng)經(jīng)調(diào)節(jié)后正常常。如在某廠廠，其主軸在在啟動(dòng)和制動(dòng)動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶帶打滑，原因因是其主軸負(fù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，而而驅(qū)動(dòng)裝置的的斜升時(shí)間設(shè)設(shè)定過(guò)小，經(jīng)經(jīng)調(diào)節(jié)后正常常。 最佳化調(diào)整是系系統(tǒng)地對(duì)伺服服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與與被拖動(dòng)的