數(shù)控設(shè)備與編程專(zhuān)業(yè)介紹和數(shù)控機(jī)床編程及加工

數(shù)控設(shè)備與編程專(zhuān)業(yè)介紹培養(yǎng)目標(biāo)就業(yè)方向加工特點(diǎn)及應(yīng)用安全操作規(guī)程?數(shù)控專(zhuān)業(yè)介紹目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。?培養(yǎng)目標(biāo)本專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)在德、智、體美等全面發(fā)展的基礎(chǔ)上，適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要，掌握數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，能在生產(chǎn)第一線(xiàn)從事生產(chǎn)、管理、產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)、設(shè)備維護(hù)等工作需要的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。?就業(yè)前景１、制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景

數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)；是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的技術(shù)手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床操作工短缺60萬(wàn)左右。數(shù)控人才短缺已引起中央領(lǐng)導(dǎo)、教育部、勞動(dòng)與社會(huì)保障部等政府部門(mén)的高度重視。月薪6000難聘數(shù)控技工”、“年薪16萬(wàn)招不到模具技工”成為全社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。?就業(yè)前景2、數(shù)控技術(shù)人才需求情況據(jù)統(tǒng)計(jì)，制造業(yè)較發(fā)達(dá)的德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家的數(shù)控機(jī)床占生產(chǎn)設(shè)備的70%以上，我國(guó)制造業(yè)與國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比存在著很大的差距，據(jù)機(jī)械協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)制造業(yè)數(shù)控機(jī)床擁有量不足總量的2%，而且近幾年來(lái)都以３５％以上的速度在增長(zhǎng)，對(duì)于目前我國(guó)現(xiàn)有的有限數(shù)量的數(shù)控機(jī)床也未能充分利用。雖然原因是多方面的，但數(shù)控人才的匱乏無(wú)疑是主要原因之一。?就業(yè)方向從事生產(chǎn)管理、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，數(shù)控編程與加工操作，數(shù)控設(shè)備安裝、調(diào)試與操作，數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修、改造及售后服務(wù)等工作?數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)適應(yīng)性強(qiáng)

數(shù)控設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中是按照數(shù)控指令進(jìn)行工作的，當(dāng)生產(chǎn)對(duì)象改變時(shí)，只需改變數(shù)控設(shè)備的工作程序及配備所需的生產(chǎn)工具，而不需要改變硬件設(shè)施部分。能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)

可以實(shí)現(xiàn)任意軌跡的運(yùn)動(dòng)和任何形狀的空間曲面的加工如螺旋槳、汽輪機(jī)葉片等空間曲面。?數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)精度高，質(zhì)量穩(wěn)定

。生產(chǎn)率高

產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間包括工藝時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控設(shè)備可有效的減少這兩部分的時(shí)間。就數(shù)控車(chē)床而言，可采用大功率高速切削以縮短工藝時(shí)間；還可配備自動(dòng)換刀裝置、檢測(cè)裝置及交換工作臺(tái)以減少工件裝卸次數(shù)和其他輔助時(shí)間，從而提高了生產(chǎn)效率。

?數(shù)控設(shè)備的組成數(shù)控設(shè)備主要由信息輸入輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和受控設(shè)備等部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如右圖所示。?數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括主傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、工作臺(tái)、床身及自動(dòng)換刀裝置、潤(rùn)滑裝置，冷卻裝置、排屑裝置等輔助裝置?？蓪?shí)現(xiàn)無(wú)極變速，滿(mǎn)足機(jī)床高速?gòu)?qiáng)力切削要求，進(jìn)給傳動(dòng)的精度和靈敏度有很大的提高，可進(jìn)行多工序連續(xù)加工，機(jī)械結(jié)構(gòu)剛性、抗振性都有很大的提高。?數(shù)控車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)主要由主軸電動(dòng)機(jī)、變速機(jī)構(gòu)及主軸等部分組成，它的特點(diǎn)是采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、轉(zhuǎn)速高、剛性好；?數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)主要由伺服電機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作臺(tái)或刀架與有關(guān)導(dǎo)軌組成，它的特點(diǎn)是采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、低摩擦傳動(dòng)和傳動(dòng)副配有傳動(dòng)間隙調(diào)整裝置。?數(shù)控機(jī)床加工零件的主要過(guò)程分工藝處理編操縱鍵盤(pán)輸入數(shù)控機(jī)床加工零件析寫(xiě)程零程紙帶、磁帶、磁盤(pán)序件序校圖單機(jī)床通信接口輸入驗(yàn)樣數(shù)學(xué)處理復(fù)制程序存儲(chǔ)磁盤(pán)

我們將從分析零件圖樣到程序校驗(yàn)的全部過(guò)程稱(chēng)為程序編制，程序編制的主要內(nèi)容包括分析零件圖樣、確定工藝過(guò)程及工藝路線(xiàn)、計(jì)算刀具軌跡的坐標(biāo)值、編寫(xiě)加工程序等。?程序編制的基本內(nèi)容1、分析零件圖樣

通過(guò)分析零件的材料、形狀、尺寸、精度以及毛坯形狀，從而確定加工用的機(jī)床及零件的加工表面，并對(duì)零件數(shù)控加工的適應(yīng)性進(jìn)行驗(yàn)證。2、確定工藝過(guò)程及工藝路線(xiàn)

在分析零件的基礎(chǔ)上，確定零件加工用的工夾具、裝夾定位和加工路線(xiàn)，并確定加工刀具等工藝參數(shù)。?程序編制的基本內(nèi)容3、計(jì)算刀具軌跡的坐標(biāo)值

根據(jù)零件圖樣和所確定的加工路線(xiàn)，算出零件圖樣在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與刀具中心的軌跡，對(duì)于那些形狀比較復(fù)雜的零件，通常還需借助于計(jì)算機(jī)完成數(shù)值計(jì)算。4、編寫(xiě)加工程序

根據(jù)以上步驟，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能代碼及程序格式，逐步編寫(xiě)加工程序單。?程序編制的基本內(nèi)容5、程序輸入數(shù)控系統(tǒng)由于程序單僅為程序設(shè)計(jì)的文字記錄，還必須通過(guò)一定的方法將其輸入數(shù)控系統(tǒng)。常用的輸入方法有：手動(dòng)輸入、用控制介質(zhì)輸入（以穿孔紙帶、磁盤(pán)等）通過(guò)機(jī)床通信接口輸入等。6、程序校驗(yàn)與首件試切

程序輸入機(jī)床后，必須通過(guò)調(diào)試和實(shí)際切削運(yùn)行后方可使用。?程序編制的方法數(shù)控加工程序的編制可分為手工編程和計(jì)算機(jī)輔助編程兩大類(lèi)。手工編程適合于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件；計(jì)算機(jī)輔助編程是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助編程。

計(jì)算機(jī)輔助編程數(shù)控語(yǔ)言編程

圖形交互編程?程序編制中的坐標(biāo)系不同的數(shù)控車(chē)床有著不同的運(yùn)動(dòng)形式，為了編程時(shí)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述，簡(jiǎn)化程序的編制和保證程序的通用性，編程時(shí)應(yīng)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系來(lái)對(duì)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸命名，直角坐標(biāo)軸X、Y、Z三者的關(guān)系及方向根據(jù)右手定則判定。?數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式加工程序的組成O1000N1G92X25Y45Z15N2G00Z2..N5M02程序開(kāi)始———程序內(nèi)容———程序結(jié)束?數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式

X

-30

G

92

地址符（尺寸）帶正負(fù)號(hào)數(shù)字地址符（功能）數(shù)字?數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)與格式

N01

G01

X20Z-4

F100程序段號(hào)運(yùn)動(dòng)方式指令（G功能）坐標(biāo)移動(dòng)距離指令其他功能指令（M、S、F、T等功能）?數(shù)控設(shè)備安全操作規(guī)程1、工作前必須戴好勞動(dòng)保護(hù)品，女工戴好工作帽，不準(zhǔn)圍圍巾，禁止穿高跟鞋。操作時(shí)不準(zhǔn)戴手套，不準(zhǔn)吸煙，不準(zhǔn)與他人閑談，精神要集中。2、開(kāi)機(jī)前準(zhǔn)備工作（1）首先根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行工藝分析，選定刀具，確定零件加工工藝路線(xiàn)、工藝順序、切削用量等工藝參數(shù)。（2）開(kāi)車(chē)前應(yīng)對(duì)車(chē)床進(jìn)行一次全面檢查，檢查潤(rùn)滑油是否充裕、冷卻是否充足，發(fā)現(xiàn)不足應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。檢查機(jī)床導(dǎo)軌以及各主要滑動(dòng)面，如有障礙物、工具、鐵屑、雜物等，必須清理、擦拭干凈、上油。檢查機(jī)床各部位安全裝置，確認(rèn)各部位情況正常，卡盤(pán)上所卡之工件卡緊牢靠，使用的卡具必須堅(jiān)固牢靠，方可開(kāi)車(chē)，轉(zhuǎn)動(dòng)的卡具如有突出部位，應(yīng)特別注意，不得突出過(guò)長(zhǎng)。?數(shù)控設(shè)備安全操作規(guī)程3、開(kāi)機(jī)順序:

開(kāi)電閘——開(kāi)電源——開(kāi)機(jī)床電源——打開(kāi)計(jì)算機(jī)4、關(guān)機(jī)順序:關(guān)機(jī)床“急?！辨I，關(guān)數(shù)控系統(tǒng)電源，關(guān)機(jī)床主機(jī)5、程序編好后，必須要經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師或工作人員檢查和空運(yùn)行無(wú)誤后，方可開(kāi)機(jī)操作。操作中應(yīng)根據(jù)《數(shù)控車(chē)床操作說(shuō)明書(shū)》要求操作。?學(xué)校數(shù)控車(chē)床硬件設(shè)施目前本校有本專(zhuān)業(yè)必須的數(shù)控車(chē)，數(shù)控銑、加工中心、數(shù)控線(xiàn)切割及電火花加工機(jī)床，等大型設(shè)備，基本上能滿(mǎn)足學(xué)生校內(nèi)實(shí)習(xí)的要求。?機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(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)。數(shù)控編程的目的機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)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(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。數(shù)控編程的內(nèi)容機(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)床機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心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(xiàn)性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線(xiàn)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√機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心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。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