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文檔簡介

數(shù)控加工編程實驗報告

班級:機制092班姓名:糜旺學(xué)號:20231064

(-)課程簡介

《數(shù)控加工編程》以FANUC系統(tǒng)為例,介紹了各類常用數(shù)控機床的加工程序編制方

法。全書共分七章,第一章為數(shù)控編程基礎(chǔ)知識,第二章為數(shù)控加工工藝解決,第三章為數(shù)

控車床加工編程,第四章為數(shù)控銃床加工編程,第五章為加工中心的加工編程,第六章為

線切割機床加工編程,第七章為自動編程系統(tǒng)概述。

車床是重要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔

鉆、較刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。

銃床是指重要用銃刀在工件上加工各種表面的機床。通常銃刀旋轉(zhuǎn)運動為主運動,

工件(和)銃刀的移動為進(jìn)給運動。它可以加工平面、溝槽,也可以加工各種曲面、齒輪

等。銃床是用銃刀對工件進(jìn)行銃削加工的機床。銃床除能銃削平面、溝槽、輪齒、螺紋和

花鍵軸外,還能加工比較復(fù)雜的型面,效率較刨床高,在機械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)

用。

加工中心第一臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司一方面研制成功的。

它在數(shù)控臥式鏈銃床的基礎(chǔ)上增長了自動換刀裝置,從而實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行

銃削、鉆削、鑲削、較削和攻絲等多種工序的集中加工。加工中心是帶有刀庫和自動換刀

裝置的一種高度自動化的多功能數(shù)控機床。工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后,能對兩個以

上的表面完畢多種工序的加工,并且有多種換刀或選刀功能,從而使生產(chǎn)效率大大提高。

加工中心按其加工工序分為鎮(zhèn)銃和車削兩大類,按控制軸數(shù)可分為三軸、四軸和五軸加工

中心。

線切割機床運用移動的金屬絲做移動電極,并在金屬絲與工件間通以脈沖電流,運

用脈沖放電的腐蝕作用對工件進(jìn)行切割加工的。

自動編程它是運用計算機專用軟件來編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣

的規(guī)定,使用數(shù)控語言,由計算機自動地進(jìn)行數(shù)值計算及后置解決,編寫出零件加工程序

單,加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床,指揮機床工作。自動編程使得一些計算

繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序可以順利地完畢。實現(xiàn)自動編程的CAM軟件常用的

有UG,PROE,MASTERCAM,Powermill等,可以實現(xiàn)多軸聯(lián)動的自動編程并進(jìn)行仿真

模擬.

(二)重要設(shè)備

數(shù)控機床一般由輸入/輸出設(shè)備、CNC裝置、伺服單元、驅(qū)動裝置(或執(zhí)行機構(gòu))可編

程控制器及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量裝置組成,如下圖所示為數(shù)控機床

的組成框圖。其中除機床本體以外的部分統(tǒng)稱為CNC系統(tǒng)。

電氣回路輔助裝盍

操作面板

PLC..主軸伺服電機?主軸驅(qū)動裝置床

進(jìn)給伺服電機i生給軀動裝置

輸假奢出

CNC裝置機

測量裝黃

L各組成部分的作用:

輸入/輸出裝置輸入裝置的作用是將載體上的數(shù)控代碼變成相應(yīng)的電脈沖信號,傳送并

存入數(shù)控裝置內(nèi),一般為鍵盤。輸入裝置為顯示器,其作用是為數(shù)控系統(tǒng)通過顯示器為操作人

員提供必要的信息,如正在編輯的程序、坐標(biāo)值、報警信號等。因此,輸入/輸出裝置是機床

數(shù)控系統(tǒng)和打操作人員進(jìn)行信息交流、人機對話必須具有和必要的交互設(shè)備。

數(shù)控裝置是計算機數(shù)控系統(tǒng)的核心,接受的是輸入裝置送來的脈沖信號;經(jīng)數(shù)控裝置的

系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯、運算和邏輯解決后,輸出各種信號和指令,控制機床的各個

部分,使其進(jìn)行規(guī)定的、有序的動作。這些控制信號中最基本的信號是經(jīng)插補運算決定各坐

標(biāo)軸的進(jìn)給速度、方向和位移指令,尚有如主軸的變速、換向和啟停信號,刀具的指令信號,

冷卻液、潤滑油啟停,工件和機床部件的松開、夾緊、分度工作臺轉(zhuǎn)位等輔助指令信號等。

它重要涉及微解決器(CPU)、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與CNC系統(tǒng)其它組成部

分聯(lián)系的接。

伺服單元接受來自數(shù)控裝置的速度和位移薄弱指令放大成控制驅(qū)動裝置的大功率信

號。它是數(shù)控裝置與機床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)。有開環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之分,

驅(qū)動裝置把通過放大的指令信號變?yōu)闄C械運動驅(qū)動機床工作臺,加工出符合規(guī)定的零

件。與伺服單元相相應(yīng),驅(qū)動裝置有步進(jìn)電動機、交流伺服電動機等。伺服單元和驅(qū)動裝置

可合稱為伺服驅(qū)動系統(tǒng),它是機床工作的動力裝置,是數(shù)控機床的重要組成部分,從某種意

義上說,數(shù)控機床的功能重要取決于數(shù)控裝置,而數(shù)控機床的性能重要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)。

可編程控制器通過CNC和PLC的諧調(diào)配合來共同完畢數(shù)控機床的控制,其中CNC重

要完畢與數(shù)字運算和管理等有關(guān)的功能如零件程序的編輯、插補運算、譯碼、位置伺服等。

PLC重要完畢與邏輯運算有關(guān)的一些動作而沒有軌跡上的具體規(guī)定,它重要接受CNC的控

制代碼M、S、T等順序動作信息,對順序動作信息進(jìn)行譯碼轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的控制信號,控制輔

助單元完畢相應(yīng)的開關(guān)動作如工作的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開關(guān)等一些輔助動作。它

還可接受機床面板的指令,一方面直接控制機床的動作,另一方面將一部分指令送往數(shù)控裝

置用于加工過程的控制。數(shù)控機床上的PLC一般分為兩類。一類是將CNC和PLC綜合起

來即內(nèi)裝型PLC;另一類為獨立型PLC。

機床本體數(shù)控機床的機械部件,涉及主運動部件、進(jìn)給運動部件和支承部件,是數(shù)控系

統(tǒng)的執(zhí)行對象。

2.工作原理

用代碼化的數(shù)字信息將刀具移動的軌跡的信息記錄在程序介質(zhì)上,然后送入數(shù)控系統(tǒng),

以過譯碼、運算控制機床的刀具與工件的相對運動,從而加工出形狀、尺寸與精度符合規(guī)定

的零件的一類機床即為數(shù)控機床。

3.特點:

數(shù)控機床的操作和監(jiān)控所有在這個數(shù)控單元中完畢,它是數(shù)控機床的大腦.與普通機床

相比,數(shù)控機床有如下特點:

?加工精度高,具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量;

?可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動,能加工形狀復(fù)雜的零件;

?加工零件改變時,一般只需要更改數(shù)控程序,可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間;

?機床自身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產(chǎn)率高(一般為普通機床的3?5

倍);

?機床自動化限度高,可以減輕勞動強度;

?對操作人員的素質(zhì)規(guī)定較高,對維修人員的技術(shù)規(guī)定更高

4.加工語言。

分為ATL語言和NC語言。

ATL語言由CAM軟件產(chǎn)生,用來描述刀具運營軌跡的一種說明性語言,并且可在CAM軟

件里逐行進(jìn)行加工仿真模擬。

NC語言由后置解決器產(chǎn)生,是實際輸入機床的加工語言。NC程序也可以直接在數(shù)控機床

上編寫。重要有G代碼(加工代碼),M代碼(輔助功能),T代碼(刀具),S,F(主軸轉(zhuǎn)速和

切屑速度)等。

5.分類

?按工藝用途分類

金屬切削類數(shù)控機床,涉及數(shù)控車床,數(shù)控鉆床,數(shù)控銃床,數(shù)控磨床,數(shù)控鎮(zhèn)床發(fā)及加工

中心.這些機床都有適用于單件、小批量和多品種和零件加工,具有很好的加工尺寸的一致

性、很高的生產(chǎn)率和自動化限度,以及很高的設(shè)備柔性。金屬成型類數(shù)控機床;這類機

床涉及數(shù)控折彎機,數(shù)控組合沖床、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。數(shù)控特種加工

機床:這類機床涉及數(shù)控線(電極)切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控火焰切割機、數(shù)控

激光切割機床、專用組合機床等。其他類型的數(shù)控設(shè)備;非加工設(shè)備采用數(shù)控技術(shù),如自

動裝配機、多坐標(biāo)測量機、自動繪圖機和工業(yè)機器人等。

?按運動方式分類

點位控制點位控制數(shù)控機床的特點是機床的運動部件只可以實現(xiàn)從一個位置到另一

個位置的精確運動,在運動和定位過程中不進(jìn)行任何加工工序。如數(shù)控鉆床、數(shù)按坐標(biāo)鍵床、

數(shù)控焊機和數(shù)控彎管機等。

直線控制點位直線控制的特點是機床的運動部件不僅要實現(xiàn)一個坐標(biāo)位置到另一個

位置的精確移動和定位,并且能實現(xiàn)平行于坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運動或控制兩個坐標(biāo)軸實現(xiàn)斜

線進(jìn)給運動。

輪廓控制輪廓控制數(shù)控機床的特點是機床的運動部件可以實現(xiàn)兩個坐標(biāo)軸同時進(jìn)

行聯(lián)動控制。它不僅規(guī)定控制機床運動部件的起點與終點坐標(biāo)位置,并且規(guī)定控制整個加工

過程每一點的速度和位移量,即規(guī)定控制運動軌跡,將零件加工成在平面內(nèi)的直線、曲線或在

空間的曲面。

0Oplay?rew0OplayQ

點位控制系統(tǒng)直線控制系統(tǒng)輪廓控制系統(tǒng)

?按控制方式分類

開環(huán)控制即不帶位置反饋裝置的控制方式。

指令進(jìn)給脈沖驅(qū)動電路步進(jìn)電動機傳動結(jié)構(gòu)

H

工作臺

半閉環(huán)控制指在開環(huán)控制伺服電動機軸上裝有角位移檢測裝置,通過檢測伺服電動機

的轉(zhuǎn)角間接地檢測出運動部件的位移反饋給數(shù)控裝置的比較器,與輸入的指令進(jìn)行比較,用

差值控制運動部件。

指位速伺甚

餐工

令置度服動

電作

位調(diào)調(diào)放機

動臺

置節(jié)節(jié)大構(gòu)

■丁

測量

速度

裝置

濯量

角度

裝置

,將

裝置

檢測

轉(zhuǎn)式

或回

直線

直接

位置

相應(yīng)

件的

動部

終的運

床的最

是在機

控制

閉環(huán)

差值控

較,用

行比

量進(jìn)

令移

入指

與輸

器中

比較

置的

控裝

到數(shù)

反饋

位移值

移或角

到的位

接測量

運動

移量

的位

需要

實際

格按

部件嚴(yán)

使運動

件,

動部

制運

指位速伺傳

令置度服動

位調(diào)調(diào)放機

置節(jié)節(jié)大構(gòu)

測量

速度

裝置

測量

位置

裝置

能分類

床的性

控制機

?按數(shù)

;

控機床

檔數(shù)

床;高

數(shù)控機

中檔

床;

控機

型數(shù)

經(jīng)濟(jì)

式分類

構(gòu)成方

裝置的

用數(shù)控

?按所

統(tǒng);

數(shù)控系

;軟線

控系統(tǒng)

硬線數(shù)

(三)實驗內(nèi)容

⑴了解安全規(guī)范

?沒有獲得工廠相關(guān)人員許可,活在其監(jiān)督下切勿隨便啟動或操作任何機器。

?機器運轉(zhuǎn)中,切勿做清理,調(diào)整或修理等工作,機器停用時應(yīng)當(dāng)立即將動力開關(guān)關(guān)妥。

?若有漏電應(yīng)當(dāng)立即關(guān)閉開關(guān)并報告工廠相關(guān)人員。

?運轉(zhuǎn)中的機器切勿試圖用手或身體使其停止。

?啟動機器前,應(yīng)先檢查工作及刀具是否安裝牢固妥善。

?地面應(yīng)當(dāng)隨時保持清潔,不可有油污留存地面,工具,零件,工作物。

?當(dāng)兩個人以上在一組工作時,牢記只能有一個人單獨操作機器或者開關(guān)。

?不穿寬松衣服,不蓄長發(fā)操作機器,長發(fā)需盤起并戴上帽子,不穿拖鞋,涼鞋或者短褲。

⑵觀測

數(shù)控機床

數(shù)控車床CK0638

數(shù)控車床刀架

數(shù)控車床控制面板

數(shù)控車床CJK6140A

數(shù)控銃床XK200

加工中心KVC800

KVC800

加工中心控制面板

加工中心KVC800

(3)坐標(biāo)系

Z軸的擬定規(guī)定平行于機床主軸軸線的刀具運動為Z軸。對于沒有主軸的機床(如牛

頭刨床),則去垂直于裝夾工件的工作臺的方向為Z軸方向。假如機床有幾個主軸,則選

擇其中一個與裝夾工件的工作臺的主軸為重要主軸,并以他的方向作為Z軸方向。

X軸的擬定X軸為水平方向,且垂直于Z軸并平行于工件的裝夾平面。對于工件旋轉(zhuǎn)

的機床(如車床,磨床等),取平行于橫向滑座的方向為X軸。

Y軸的擬定Y軸垂直于X,Z軸。當(dāng)X,Z軸擬定后,用右手笛卡爾坐標(biāo)系擬定Y軸方

向。

立式數(shù)控銃床坐標(biāo)系數(shù)控車床坐標(biāo)系

從站

主在

軸機

進(jìn)床

給前

方面

向-

指右

出手

爾坐標(biāo)

角笛卡

右手直

刀具

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