現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)和數(shù)控機床編程及加工

現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)

機電控制工程學(xué)院

梁婧1.1數(shù)控加工簡介1.1.1數(shù)控加工的定義1.1.2數(shù)控加工的特點1.2數(shù)控加工中常用術(shù)語1.2.1兩坐標(biāo)系和多坐標(biāo)加工1.2.2插補1.2.3刀具補償1.3數(shù)控加工設(shè)備1.3.1原理1.3.2組成1.3.3分類1.4數(shù)控加工技術(shù)1.4.1數(shù)控車削技術(shù)及其加工工藝1.4.2數(shù)控機床簡介1.5數(shù)控編程1.5.1可編程序控制器(PLC)1.6數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動向CompanyLogo1.1.1數(shù)控加工的定義數(shù)控加工----在數(shù)控機床上進行自動加工零件的一種工藝方法.數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工的工藝流程從總體上大致是相同的.該種工藝是用數(shù)字信息控制零件和刀具的位移。對于一些零件品種的多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問題,可以實現(xiàn)高效化和自動化的加工的

CompanyLogo數(shù)控加工主要包括以下方面的內(nèi)容:選擇并確定零件的數(shù)控加工內(nèi)容對零件圖進行數(shù)控加工的工藝分析設(shè)計數(shù)控加工的工藝編寫數(shù)控加工程序單按程序單制作程序介質(zhì)數(shù)控程序的檢驗和修改首件試加工與現(xiàn)場問題處理數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔CompanyLogo

數(shù)

控

加

工

流

程

圖CompanyLogo1.1.2數(shù)控加工技術(shù)的特點工序集中加工自動化柔韌性高加工能力強減少機床占地面積,節(jié)約廠房減少或沒有中間環(huán)節(jié),既省時間又省人力對操作工人的要求降低降低了工人的勞動強度

產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定CompanyLogo1.2數(shù)控加工中的常用術(shù)語兩坐標(biāo)和多坐標(biāo)加工插補CompanyLogo兩坐標(biāo)和多坐標(biāo)加工

兩坐標(biāo)數(shù)控車床三坐標(biāo)數(shù)控銑床CompanyLogo插補俗稱”填補空白”CompanyLogo1.3數(shù)控加工設(shè)備數(shù)控設(shè)備的工作原理CompanyLogo數(shù)控設(shè)備的基本組成結(jié)構(gòu)-----輸入輸出裝置、計算機數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、受控設(shè)備CompanyLogo數(shù)控加工設(shè)備的分類按工藝用途：金屬切削；金屬成形；特種加工；測量繪圖按控制運動：點位控制；點位直線控制；輪廓控制按伺服系統(tǒng)：開環(huán)；閉環(huán)；半閉環(huán)按所用數(shù)控系統(tǒng)的檔次：低檔；中檔；高檔CompanyLogo數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控車削加工(重點介紹)數(shù)控銑削加工數(shù)控特種加工CompanyLogo由于生產(chǎn)規(guī)模的差異，對于同一零件的車削加工方案還是有所不同的,應(yīng)該根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟、合理的工藝方案。其中，在加工工藝的方案設(shè)計中，刀具相對于工件的運動軌跡和方向成為加工路線，合理選擇加工路線，也是很重要的考慮方向。CompanyLogo原則：盡量采用切向切入/出，不用徑向切入/出，以避免由于切入/出路線的不當(dāng)降低零件的表面加工質(zhì)量切向切入徑向切入CompanyLogo加工線路的選擇原則盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率。保證零件的加工精度和表面粗糙度要求。保證零件的工藝要求。利于簡化數(shù)值計算，減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。CompanyLogo對刀就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作CompanyLogo刀位點用于確定刀具在機床坐標(biāo)系中位置的刀具上的特定點鏜刀鉆頭立銑刀、端銑刀面銑刀指狀銑刀球頭銑刀CompanyLogo對刀點從程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運動的位置，這一位置稱為程序的起刀點。該點一般通過對刀來確定，故又稱為對刀點.選擇對刀點也是較為關(guān)鍵的一步可以是工件或者夾具上的點,或者與它們相關(guān)的易于測量的點.對刀點確定之后,機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的相對關(guān)系就確定了.CompanyLogo對刀點選擇原則選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，或與之相關(guān)的位置上。選在對刀方便,便于測量的地方.選在便于坐標(biāo)計算的地方.CompanyLogo數(shù)控機床簡介是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床數(shù)控機床組成:主機、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、輔助裝置CompanyLogo可編程序控制器（PLC）PLC----計算機控制系統(tǒng),是一種為工業(yè)現(xiàn)場開發(fā),面向電氣工程技術(shù)人員的編程語言CompanyLogoPLC循環(huán)順序掃描工作流程圖自診斷模塊編程器處理模塊網(wǎng)絡(luò)處理模塊用戶程序處理模塊超時檢查模塊出錯處理模塊CompanyLogoPLC執(zhí)行用戶程序過程CompanyLogo數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動向發(fā)展趨勢進入九十年代以來，隨著國際上計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計算機、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著下述方向發(fā)展運行高速化加工高精化功能復(fù)合化控制智能化體系開放化CompanyLogoThankyouCompanyLogo機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學(xué)中心實驗?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學(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。機械工程實驗教學(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、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識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)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應(yīng)的運動。數(shù)控編程的目的機械工程實驗教學(xué)中心數(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校對程序及首件試加工。數(shù)控編程的內(nèi)容機械工程實驗教學(xué)中心數(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)程序校驗及試切數(shù)控機床機械工程實驗教學(xué)中心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動控制卡，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)操作和機床控制兩大部分組成。機械工程實驗教學(xué)中心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G00X(U)_Z(W)_√G01直線插補G01X(U)_Z(W)_√G02順時針圓弧插補G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時針圓弧插補G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點G27

G28Z軸返回程序零點G28

G92定義絕對坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時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√機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯編譯等。每一個工件程序由若干個程序段組成；每一個程序段完成一個加工步驟；每一個程序指令有程序段號和若干個指令代碼組成，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；最后一個程序段由指令代碼M02作為程序結(jié)束標(biāo)志。機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹

在運行加工程序之前，必須通過參數(shù)設(shè)置對機床和刀具進行調(diào)整，使其與加工要求相符，這樣才能正確地進行加工或模擬加工。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、類型和刀具補償?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)系的原點坐標(biāo)。⑤PLC設(shè)置用于查看PLC緩沖區(qū)配置、PLC程序梯形圖及PLC程序指令流程。