數(shù)控第二次課資料課件

機(jī)床數(shù)控技術(shù)機(jī)床本體數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控工裝數(shù)控工藝編程技術(shù)1：數(shù)控工藝與工裝（刀具、夾具）數(shù)控加工工藝特點(diǎn)1：工藝的內(nèi)容十分具體工步的劃分與順序安排刀具的幾何形狀走刀路線及切削用量2：工藝的設(shè)計(jì)非常嚴(yán)密機(jī)床數(shù)控技術(shù)機(jī)床本體數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控工裝數(shù)控工藝編程技術(shù)1：編程技術(shù)編程輔助編程直接編程ISO代碼編程用戶宏程序編程會(huì)話編程語(yǔ)言方式自動(dòng)編程圖形交互式編程N(yùn)001G01X0Y0F250N002G01X0Y100N003G01X100Y100N004G01X100Y0N005G01X0Y0ISO代碼編程用戶宏程序編程會(huì)話編程直接編程O8000

N8010＃30=＃101

//基準(zhǔn)點(diǎn)保存

N8020＃31=＃102

//基準(zhǔn)點(diǎn)保存

N8030＃32=1

//計(jì)數(shù)值置1

N8040WHILE[＃32LEABS[＃11]]DO1

//進(jìn)入孔加工循環(huán)體

N8050＃33=＃1+360×[＃32－1]/＃11

//計(jì)算第i孔的角度

N8060

＃101＝＃30＋＃18×COS[＃33]

//計(jì)算第i孔的X坐標(biāo)值

N8070

＃102＝＃31＋＃18×SIN[＃33]

//計(jì)算第i孔的Y坐標(biāo)值

…ISO代碼編程用戶宏程序編程會(huì)話編程直接編程ISO代碼編程用戶宏程序編程會(huì)話編程直接編程L1C1L2L3自動(dòng)編程語(yǔ)言方式自動(dòng)編程圖形交互式編程自動(dòng)編程選擇加工幾何體選擇切削樣式和步距選擇進(jìn)刀點(diǎn)和切削層選擇進(jìn)退刀方式設(shè)置進(jìn)給率和主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算刀軌檢查刀軌語(yǔ)言方式自動(dòng)編程圖形交互式編程機(jī)床數(shù)控技術(shù)數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控工裝數(shù)控工藝編程技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置主軸驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)床本體基本大件運(yùn)動(dòng)部件輔助裝置

第一章數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ)

§1.2數(shù)控機(jī)床的分類及應(yīng)用

一：按工藝用途分類1.切削機(jī)床類2.成型機(jī)床類3.特種加工機(jī)床類數(shù)控車床、銑床、鏜床、鉆床和加工中心等。如數(shù)控電火花、線切割、激光加工機(jī)床等。數(shù)控液壓機(jī)，數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，數(shù)控彎管機(jī)數(shù)控車床立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床數(shù)控銑床加工中心立式加工中心臥式加工中心線切割機(jī)床數(shù)控線切割機(jī)床數(shù)控電火花機(jī)床電火花機(jī)床二：按運(yùn)動(dòng)控制方式分類:1.

點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)只能控制起始終止點(diǎn)的位置。點(diǎn)位控制鉆加工示意圖工件刀具特點(diǎn)：在整個(gè)移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削加工，因此對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒有任何要求，但要求坐標(biāo)位置有較高的定位精度。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床用于加工平面內(nèi)的孔系，這類機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、印刷電路板鉆孔機(jī)、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等2.

直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制切削加工 這類數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。3.

輪廓控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)可以進(jìn)行直線和圓弧插補(bǔ)或其他插補(bǔ)運(yùn)算工件刀具輪廓控制數(shù)控機(jī)床的加工示意圖 可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工是這類數(shù)控機(jī)床的本質(zhì)特征。這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是這種類型。若根據(jù)其聯(lián)動(dòng)軸數(shù)還可細(xì)分為：2軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、4軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。

三：按伺服控制方式分類1.開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床：這類伺服系統(tǒng)沒有位置測(cè)量裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度，一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床的數(shù)控化改造伺服驅(qū)動(dòng)裝置開環(huán)伺服系統(tǒng)2.半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床：這類伺服系統(tǒng)位置檢測(cè)點(diǎn)是通過檢測(cè)電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量，而不是直接檢測(cè)工作臺(tái)的實(shí)際位置。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。3.閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床：它直接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)，具有很高的位置控制精度。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。

§1.3數(shù)控機(jī)床的研究和發(fā)展熱點(diǎn)一：并聯(lián)機(jī)床的研究和發(fā)展并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床的特點(diǎn)1：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕3：數(shù)控系統(tǒng)復(fù)雜，編程難度大高切削速度電主軸高速加工高速進(jìn)給速度2：剛度高精度高采用激光反饋測(cè)量變形小精確的伺服系統(tǒng)二：多功能工藝復(fù)合機(jī)床的研究發(fā)展 所謂復(fù)合加工技術(shù)，即是在一臺(tái)設(shè)備上完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴(kuò)孔等多種加工要求，其中，車銑復(fù)合加工中心就是這一技術(shù)的典型代表。 在一般的機(jī)械加工領(lǐng)域，加工主要分兩種方式：以工件轉(zhuǎn)動(dòng)的加工方式——車削加工；以刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的加工方式--加工中心加工。復(fù)合車銑加工中心即是這兩種加工方式的結(jié)合，既能夠完成車削功能，又能夠完成銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、擴(kuò)孔等功能。

§1.3數(shù)控機(jī)床的研究和發(fā)展熱點(diǎn)車削中心主軸及工件車削動(dòng)力刀架銑削主軸銑削導(dǎo)軌

§1.3數(shù)控機(jī)床的研究和發(fā)展熱點(diǎn)三：高速高精度加工技術(shù)的研究與發(fā)展1：高速加工高速加工的機(jī)理:德國(guó)物理學(xué)家Carl.J.Saloman指出：在常規(guī)切削速度范圍內(nèi)，切削溫度隨著切削速度的提高而升高，但切削速度提高到一定值之后，切削溫度不但不會(huì)升高反而會(huì)降低.高速加工機(jī)床：電主軸，直線電機(jī)，高速數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min(1米/秒），普通10m/min.快速進(jìn)給速度為100m/min，加速度達(dá)2g，普通10m/min.主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min,普通8000r/min.加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h。高速加工編程2：高精度加工定義：精密加工1~0.1微米、Ra0.1~0.01微米超精密加工<0.1微米、Ra<0.01微米高精度刀具：刃口半徑納米級(jí)高精度機(jī)床：回轉(zhuǎn)精度，直線運(yùn)動(dòng)精度納米級(jí)， 分辨率0.01~0.001微米環(huán)境空氣環(huán)境：每立方英尺〉0.5微米的灰塵<100~1000個(gè)溫度環(huán)境：20正負(fù)1~0.02度震動(dòng)環(huán)境

§1.3數(shù)控機(jī)床的研究和發(fā)展熱點(diǎn)四：先進(jìn)切削加工技術(shù)的研究與發(fā)展干切削加工技術(shù)硬切削加工技術(shù)刀具的發(fā)展:聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼(PCBN)、陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金.虛擬切削加工技術(shù)軟件技術(shù)的發(fā)展

第一章數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ)

§1.4數(shù)控加工坐標(biāo)系１、機(jī)床坐標(biāo)系 在傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)床中我們是沒有機(jī)床坐標(biāo)系的概念的，我們往往用相對(duì)移動(dòng)和測(cè)量的方法來移動(dòng)刀具進(jìn)行加工。 對(duì)于數(shù)控機(jī)床，機(jī)床的移動(dòng)是依靠數(shù)控系統(tǒng)給伺服電機(jī)發(fā)送脈沖和其他信號(hào)來控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)的。為了精確到達(dá)我們指定的位置，人們引入了機(jī)床坐標(biāo)系的概念。 就是在機(jī)床上一個(gè)特定的空間點(diǎn)定義一個(gè)固定的直角坐標(biāo)系，這樣刀具移動(dòng)可以通過相對(duì)與該點(diǎn)的坐標(biāo)位置來控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)精確的定位了，人們稱該點(diǎn)為機(jī)床原點(diǎn)。機(jī)床原點(diǎn)

機(jī)床原點(diǎn)是指在機(jī)床上設(shè)置的一個(gè)固定點(diǎn)，即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)（0，0，0）。它在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已確定下來，是數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)參考點(diǎn)。

機(jī)床原點(diǎn)的位置在數(shù)控車床上，機(jī)床原點(diǎn)一般取在卡盤端面與主軸中心線的交點(diǎn)處。在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)一般取在X,Y,Z三軸的正向極限位置。（1）機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)定在機(jī)床上，我們始終認(rèn)為工件靜止，而刀具是運(yùn)動(dòng)的。 這樣編程人員在不考慮機(jī)床上工件與刀具具體運(yùn)動(dòng)的情況下，就可以依據(jù)零件圖樣，確定機(jī)床的加工過程。 而真實(shí)的運(yùn)動(dòng)由機(jī)床控制系統(tǒng)決定。

§1.4數(shù)控加工坐標(biāo)系從0移動(dòng)到100從0移動(dòng)到-100XY１、機(jī)床坐標(biāo)系刀具移動(dòng)工件移動(dòng)關(guān)于機(jī)床坐標(biāo)系的幾個(gè)規(guī)定機(jī)床原點(diǎn)G01X100?G01X-100?直線坐標(biāo)XYZ旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)ABC附加坐標(biāo)UVW

1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。則大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。

2)大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。

3)圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向。（2）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定

機(jī)床坐標(biāo)系各軸的相互關(guān)系：X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。（3）運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定

坐標(biāo)軸的正方向：增大刀具與工件距離的方向?yàn)楦髯鴺?biāo)軸的正方向。數(shù)控車床上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的正方向。（1）機(jī)床相對(duì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)定關(guān)于機(jī)床坐標(biāo)系的幾個(gè)規(guī)定（2）機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定（3）運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定右手笛卡爾直角坐標(biāo)系右手螺旋定則工件靜止，刀具運(yùn)動(dòng):有利于編程。增大刀具與工件之間距離方向?yàn)楦髯鴺?biāo)軸的正方向２、各坐標(biāo)軸的確定（1）Z坐標(biāo)

Z坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向是由傳遞切削動(dòng)力的主軸所決定的，即平行于主軸軸線的坐標(biāo)軸即為Z坐標(biāo)，Z坐標(biāo)的正向?yàn)榈毒唠x開工件的方向。車床的z坐標(biāo)銑床的z坐標(biāo)（2）X坐標(biāo)

X坐標(biāo)平行于工件的裝夾平面，一般在水平面內(nèi)。確定X軸的方向時(shí)，要考慮兩種情況：1）如果工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則刀具離開工件的方向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向。2）如果刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則分為兩種情況：Z坐標(biāo)垂直時(shí)，觀察者面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方。Z坐標(biāo)水平時(shí)，觀察者沿著刀具主軸向工件看時(shí)，+X運(yùn)動(dòng)方向指向右方。（3）Y坐標(biāo)在確定X、Z坐標(biāo)的正方向后，可以用根據(jù)X和Z坐標(biāo)的方向，按照右手直角坐標(biāo)系來確定Y坐標(biāo)的方向。ZXYZXYWUVXZY例：雙主軸雙刀架車床各坐標(biāo)軸的確定主軸1主軸2刀架1刀架2

§1.4數(shù)控加工坐標(biāo)系2、工件坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系建立了機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，但往往很少直接在機(jī)床坐標(biāo)系下對(duì)零件圖形進(jìn)行編程。因?yàn)樵诎惭b工件時(shí)候其在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置是隨機(jī)的，編程人員不可能知道工件在機(jī)床坐標(biāo)系下的確切位置。為了解決這一問題，使人們能遠(yuǎn)離機(jī)床進(jìn)行編程，人們引入了工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）的概念。在對(duì)零件圖形進(jìn)行編程計(jì)算時(shí)，為了