學(xué)習(xí)情境一數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)01Bppt-咨詢(xún)反饋和數(shù)控機(jī)床編程及加工

二軸半聯(lián)動(dòng)主要用于三軸以上控制的機(jī)床，其中二個(gè)軸互為聯(lián)動(dòng)，而另一軸作周期進(jìn)給，如在數(shù)控銑床上用球頭銑刀采用行切法加工三維空間曲面。三軸聯(lián)動(dòng)一般分為兩類(lèi)：一類(lèi)是X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，較多用于數(shù)控銑床，加工中心，如用球頭銑刀銑切三維空間曲面，見(jiàn)右圖。另一類(lèi)是除了同時(shí)控制X，Y，Z，其中兩個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還同時(shí)控制圍繞其中某一直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。如車(chē)削加工中，它除了縱向(z軸)、橫向(x軸)兩個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還需同時(shí)控制圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的主軸(C軸)聯(lián)動(dòng)。四軸聯(lián)動(dòng)

即同時(shí)控制X，Y，Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸與某一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，右圖為同時(shí)控制X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸與一個(gè)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)圖。

除了同時(shí)控制X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還同時(shí)控制圍繞這些直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的A、B、C坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)。刀具可被定在空間的任意方向，如控制切削刀具同時(shí)繞著x軸和y軸兩個(gè)方向擺動(dòng)，使得刀具在其切削點(diǎn)上始終保持與被加工的曲面成法線方向，保證被加工曲面的圓滑性，提高加工精度和減小表面粗糙度。五軸聯(lián)動(dòng)（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)方向及其命名

統(tǒng)一規(guī)定數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)的方向，可使編程方便，并使編出的程序?qū)ν?lèi)型機(jī)床有通用性。同時(shí)也給

維修和使用帶來(lái)極大的方便。ISO和我國(guó)都擬定了命名的標(biāo)準(zhǔn)。（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系

ISO和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：坐標(biāo)軸：數(shù)控裝備的每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給)定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸。數(shù)控裝備坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：右手笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系（X,Y,Z）。坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定。回轉(zhuǎn)坐標(biāo)：繞X,Y,Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

坐標(biāo)軸方向：定義為刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的方向。編程時(shí)不必知道機(jī)床運(yùn)動(dòng)的具體配置，就能正確地進(jìn)行編程。附加坐標(biāo)軸：平行于基本坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸的進(jìn)給軸，用U、V、W表示。

直線坐標(biāo)XYZ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)ABCDEF附加坐標(biāo)UVWPQR（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定：1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。則大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。2)大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向。

我國(guó)原機(jī)械工業(yè)部頒布了JB/T3051-1989標(biāo)準(zhǔn)，其中規(guī)定的命名原則如下：（1）刀具相對(duì)于靜止工件而運(yùn)動(dòng)的規(guī)定

在機(jī)床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運(yùn)動(dòng)的。這樣編程人員在不考慮機(jī)床上工件與刀具具體運(yùn)動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過(guò)程。（2）機(jī)床的直線坐標(biāo)軸X、Y、Z的判定順序是：先Z軸，再X軸，最后按右手定則判定Y軸。（3）坐標(biāo)軸名（XYZABC）不帶“′”的表示刀具運(yùn)動(dòng)；帶“′”的表示工件運(yùn)動(dòng)。（4）增大刀具與工件之間距離定為該軸的正方向。

（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

Z坐標(biāo)（軸）方位Z坐標(biāo)平行主軸軸線的進(jìn)給軸。沒(méi)有主軸或有多個(gè)主軸：垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。主軸能擺動(dòng)：在擺動(dòng)的范圍內(nèi)其軸線只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的某一坐標(biāo)平行時(shí)，則該坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；若在擺動(dòng)的范圍內(nèi)其軸線可與多個(gè)坐標(biāo)平行，則取垂直于工件裝夾面的方向?yàn)閆坐標(biāo)。（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向是由傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向?yàn)榈毒唠x開(kāi)工件的方向。對(duì)于銑床、鏜床、鉆床等是主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)；對(duì)于車(chē)床、磨床和其他成形表面的機(jī)床是主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。如機(jī)床上有幾個(gè)主軸，則選一垂直于工件裝夾平面的主軸作為主要的主軸；如主要的主軸始終平行于標(biāo)準(zhǔn)的三坐標(biāo)系中的一個(gè)座標(biāo)，則這個(gè)座標(biāo)就是Z座標(biāo)；如主要的主軸能擺動(dòng)，在擺動(dòng)范圍內(nèi)使主軸只平行于三坐標(biāo)系統(tǒng)中的兩個(gè)或三個(gè)座標(biāo)，則取垂直于機(jī)床工作臺(tái)裝夾面的方向?yàn)閆座標(biāo)；如機(jī)床沒(méi)有主軸（如數(shù)控龍門(mén)刨床），則Z座標(biāo)垂直于工件裝夾平面。立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系Z坐標(biāo)正方向規(guī)定：刀具遠(yuǎn)離工件的方向。+Z+Z（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

+Z（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

X坐標(biāo)在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（銑床、鉆床、鏜床等）。Z軸水平（臥式），則從刀具(主軸)向工件看時(shí)，X坐標(biāo)的正方向指向右邊。+Z+X/（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

Z軸垂直（立式）：?jiǎn)瘟⒅鶛C(jī)床，從刀具向立柱看時(shí)，X的正方向指向右邊；+Z+X/立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X/（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

+ZZ軸垂直（立式）：雙立柱機(jī)床(龍門(mén)機(jī)床)，從刀具向左立柱看時(shí)，X軸的正方向指向右邊。+X/（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

在工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（車(chē)床、磨床等），X軸的運(yùn)動(dòng)方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，且刀具離開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。+Z+X（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

Y坐標(biāo)

利用已確定的X、Z坐標(biāo)的正方向，用右手定則或右手螺旋法則，確定Y坐標(biāo)的正方向。右手定則：大姆指指向+X，中指指向+Z，則+Y方向?yàn)槭持钢赶?。右手螺旋法則：在XZ平面，從Z至X，姆指所指的方向?yàn)?y。（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

立、臥式數(shù)控銑床+Z+X/+Z+X+Y+Y（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

+Z+X/+Y立式5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床+Z+X/+Y/龍門(mén)數(shù)控銑床（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

+Z+X/+Y+Z+X/+Y/+C/+A+C/5.回轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

立式5軸數(shù)控銑床的坐標(biāo)系+Z+X/+Y/+A+C/+W6.輔助坐標(biāo)U、V、W（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

臥式車(chē)床立式升降臺(tái)銑床（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

臥式5軸數(shù)控銑床臥式銑床（四）數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過(guò)程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過(guò)程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過(guò)處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過(guò)程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫(xiě)零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫(xiě)程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車(chē)床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專(zhuān)用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車(chē)床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對(duì)坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開(kāi)冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開(kāi)關(guān)1有效M20√M21自定義開(kāi)關(guān)1無(wú)效M21√8M22自定義開(kāi)關(guān)2有效M22√M23自定義開(kāi)關(guān)2無(wú)效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√O(píng)penSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進(jìn)行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯(cuò)編譯等。每一個(gè)工件程序由若干個(gè)程序段組成；每一個(gè)程序段完成一個(gè)加工步驟；每一個(gè)程序指令有程序段號(hào)和若干個(gè)指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復(fù)使用；最后一個(gè)程序段由指令代碼M02作為程序結(jié)束標(biāo)志。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運(yùn)行加工程序之前，必須通過(guò)參數(shù)設(shè)置對(duì)機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進(jìn)行加工或模擬加工。OpenSoftCNC軟件系統(tǒng)的參數(shù)主要有以下內(nèi)容：①基本設(shè)置設(shè)置可修改的基本參數(shù)。②刀具設(shè)置設(shè)置刀具編號(hào)、類(lèi)型和刀具補(bǔ)償?shù)葏?shù)。③軸參設(shè)置設(shè)置和查看坐標(biāo)軸參數(shù)。④工件坐標(biāo)設(shè)置設(shè)置G54—G59等工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)。⑤PLC設(shè)置用于查看PLC緩沖區(qū)配