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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
機
操作面板
PLC..主軸伺服電機?主軸驅(qū)動裝置床
本
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。
伺
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)
機
■丁
測量
速度
裝置
濯量
角度
裝置
直
,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
伺
指位速伺傳
服
令置度服動
電
位調(diào)調(diào)放機
動
置節(jié)節(jié)大構(gòu)
機
工
作
測量
速度
裝置
臺
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
中
指
從站
主在
軸機
進(jìn)床
給前
方面
向-
指右
出手
系
爾坐標(biāo)
角笛卡
右手直
刀具
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