項(xiàng)目數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)控機(jī)床編程及加工

機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目一數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)任課班級(jí)：機(jī)電1201班數(shù)控1201班任課教師：花春梅開課時(shí)間：2023.03任務(wù)目錄任務(wù)一數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)和工作原理

任務(wù)二插補(bǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)三數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

任務(wù)四數(shù)控車床面板介紹

附錄一安全操作要求

任務(wù)一數(shù)控車床結(jié)構(gòu)和工作原理一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展二、數(shù)控機(jī)床的組成頭腦內(nèi)臟五官骨骼手腳三、數(shù)控機(jī)床的分類1、按加工方式分類①切削機(jī)床類：車、銑、鉆、鏜、磨②成型機(jī)床類：數(shù)控折彎機(jī)、彎管機(jī)、壓力機(jī)等③特種加工機(jī)床類：線切割機(jī)、電火花加工機(jī)床、激光加工④其他機(jī)床類三、數(shù)控機(jī)床的分類2、按控制系統(tǒng)功能分類①點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床②點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床③輪廓控制數(shù)控機(jī)床3、按伺服控制方式分類①開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床②閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床③半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床任務(wù)二插補(bǔ)的基本知識(shí)一、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

1、加工特點(diǎn)主運(yùn)動(dòng)：完成切削任務(wù)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：電氣驅(qū)動(dòng)替代機(jī)械驅(qū)動(dòng)。

2、使用特點(diǎn)二、典型數(shù)控系統(tǒng)介紹1、FANUC公司的主要數(shù)控系統(tǒng)（OI系列）2、SIEMENS公司的主要數(shù)控系統(tǒng)（802C、802S、802D）3、FAGOR公司的數(shù)控系統(tǒng)4、華中數(shù)控系統(tǒng)5、廣州數(shù)控三、插補(bǔ)的基本知識(shí)插補(bǔ)：在所需路徑或輪廓上的兩個(gè)已知點(diǎn)之間，根據(jù)某一數(shù)學(xué)函數(shù)確定其中多個(gè)中間點(diǎn)位置坐標(biāo)值的運(yùn)動(dòng)過程。b圓弧插補(bǔ)a直線插補(bǔ)

(b)(a)三、插補(bǔ)的基本知識(shí)常用的插補(bǔ)方法

1、按插補(bǔ)曲線形狀的不同

直線插補(bǔ)法；圓弧插補(bǔ)法；

二次曲線插補(bǔ)法；高次曲線插補(bǔ)法。2、根據(jù)脈沖的數(shù)量的不同逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法；數(shù)字積分插補(bǔ)法；數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法。任務(wù)三數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系一、機(jī)床坐標(biāo)系及運(yùn)動(dòng)方向右手笛卡爾坐標(biāo)系1、坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向命名的原則在數(shù)控機(jī)床中統(tǒng)一規(guī)定采用右手直角（笛卡爾）坐標(biāo)系。坐標(biāo)系中的各個(gè)坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要導(dǎo)軌相平行。機(jī)床在加工過程中不論是刀具移動(dòng)還是被加工工件移動(dòng)，都一律假定被加工工件相對(duì)靜止不動(dòng)而刀具在移動(dòng)，并規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向。一般先確定Z，再確定X，最后確定Y。

2、Z坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)與主軸軸線平行的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)。如數(shù)控車床、數(shù)控立式鏜銑床等。若機(jī)床沒有主軸（如數(shù)控刨床等），則Z坐標(biāo)垂直于工件主要裝夾面。若機(jī)床有幾個(gè)主軸，可選擇一垂直于工件裝夾面的主要軸作為主軸，并以它確定Z坐標(biāo)，如數(shù)控龍門銑床。Z坐標(biāo)的正方向是增加刀具和工件之間距離的方向如在鉆鏜加工中，鉆入或鏜入工件的方向是Z的負(fù)方向。3、X坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)

X坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)是水平的，它平行于工件裝夾面，是刀具或工件定位平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的主要坐標(biāo)。在沒有回轉(zhuǎn)刀具和沒有回轉(zhuǎn)工件的機(jī)床上（如牛頭刨床），X坐標(biāo)平行于主要切削方向，并且以該方向?yàn)檎较颉Ｔ谟谢剞D(zhuǎn)工件的機(jī)床上，如車床、磨床等，X坐標(biāo)方向是在工件徑向，而且平行于橫向滑座，對(duì)于安裝在橫向滑座的主要刀架上的刀具，遠(yuǎn)離工件回轉(zhuǎn)中心的方向是X的正方向。在有刀具回轉(zhuǎn)的機(jī)床上（如銑床），若Z坐標(biāo)是水平的（主軸是臥式的），當(dāng)由主要刀具主軸向工件看時(shí)，X運(yùn)動(dòng)的正方向指向右方。如Z坐標(biāo)是垂直的（主軸是立式的），當(dāng)由主要刀具主軸向立柱看時(shí)，X運(yùn)動(dòng)的正方向指向右方。4、Y坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)正向Y坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)X和Z的運(yùn)動(dòng)，按照右手笛卡爾坐標(biāo)系來確定。5、Y坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)圍繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A，B，C表示，其正方向用右手螺旋法則確定，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向，則食指、中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的+A，+B，+C。5、附加坐標(biāo)如果在X，Y，Z主要直線運(yùn)動(dòng)之外另有第二組平行與它們的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，就稱為附加坐標(biāo)。它們分別被規(guī)定為U，V和W。如果在第一組回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A，B，C之外，還有平行或不平行于A，B，C的第二組回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可指定為P、Q、R。二、絕對(duì)坐標(biāo)和增量坐標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)系：所有坐標(biāo)值均以機(jī)床或工件原點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系。絕對(duì)坐標(biāo)（絕對(duì)尺寸）：在絕對(duì)坐標(biāo)系中移動(dòng)的尺寸。所用的編程指令稱為絕對(duì)坐標(biāo)指令。

絕對(duì)坐標(biāo)訓(xùn)練例1：找出下面零件中各點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)。增量坐標(biāo)系：運(yùn)動(dòng)軌跡的終點(diǎn)坐標(biāo)是相對(duì)于起點(diǎn)計(jì)量的坐標(biāo)系。增量坐標(biāo)（增量尺寸）：在增量坐標(biāo)系中移動(dòng)的尺寸。所用的編程指令稱為增量坐標(biāo)指令。增量坐標(biāo)訓(xùn)練例2：找出下面零件中各點(diǎn)的增量坐標(biāo)。機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)）：是機(jī)床坐標(biāo)的原點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)：是機(jī)床坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的位置點(diǎn)，是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定和控制的點(diǎn)。工件坐標(biāo)系：固定于工件上的笛卡爾坐標(biāo)系，是編程人員在編制程序時(shí)用來確定刀具和程序起點(diǎn)的。工件原點(diǎn)的選擇原則：盡量選在工件圖樣的基準(zhǔn)上；盡量選在尺寸精度高，粗糙度值低的工件表面上；要便于測(cè)量和檢驗(yàn)：對(duì)于對(duì)稱的工件，最好選在工件的對(duì)稱中心上：對(duì)于一般零件，選在工件外輪廓的某一角上：Z軸方向的原點(diǎn)，一般設(shè)在工件表面。工件原點(diǎn)選擇案例XZ(0,0)三、刀具補(bǔ)償?shù)段稽c(diǎn)：在編制加工程序時(shí)用以表示刀具位置的特征點(diǎn)。刀位點(diǎn)必須偏移零件輪廓一個(gè)刀具半徑，這種偏移稱為刀具半徑補(bǔ)償。刀具長度補(bǔ)償：為了使刀具頂端到達(dá)編程位置而進(jìn)行的刀具位置補(bǔ)償。四、數(shù)控加工工藝分析數(shù)控機(jī)床加工工序一般編排原則：按工序集中劃分工序的原則；按粗、精加工劃分工序的原則；按刀具劃分工序的原則；按加工部位劃分工序的原則。數(shù)控加工工序順序安排的參考原則：同一定位裝夾方式或用同一把刀具的工序，最好相鄰連接完成；如一次裝夾進(jìn)行多道加工工序時(shí)，則應(yīng)考慮把對(duì)工件剛度削弱較小的工序安排在先；上道工序應(yīng)不影響下道工序的定位與裝夾；先內(nèi)型腔加工工序，后外形加工工序。實(shí)習(xí)期間安全操作要求按時(shí)上、下課，不遲到、早退、曠課；上課期間不得離開教室、機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)注意著裝，穿工作服、戴安全帽，男生不得留長發(fā)，女生需將頭發(fā)盤起。不得將與實(shí)習(xí)無關(guān)人員帶入實(shí)驗(yàn)室參觀等。謝謝聆聽！*數(shù)控機(jī)床編程及加工*實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^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。*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。*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)別的語言記錄在程序單上的全過程。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)。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，確定加工工藝過程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。數(shù)控編程的內(nèi)容*數(shù)控編程的基本原理數(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。*OpenSoftCNC軟件介紹為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車床模擬仿真系統(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自定義開關(guān)1有效M20√M21自定義開關(guān)1無效M21√8M22自定義開關(guān)2有效M22√M23自定義開關(guān)2無效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√*OpenSoftCNC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。*OpenSoftCNC軟件介紹

在運(yùn)行加工程序之前，必須通過參數(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