《數(shù)控加工編程技術(shù)》 課件 -項(xiàng)目1數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控加工編程技術(shù)目錄/CONENTS數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控車床編程與應(yīng)用數(shù)控銑床編程與應(yīng)用

數(shù)控加工中心編程與應(yīng)用01020304數(shù)控機(jī)床概述項(xiàng)目一任務(wù)1.1任務(wù)1.1

數(shù)控機(jī)床認(rèn)知任務(wù)1.1作為裝備制造類專業(yè)的學(xué)生,需要了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),對(duì)標(biāo)企業(yè)，緊跟行業(yè)發(fā)展方向,了解行業(yè)最前沿的知識(shí),認(rèn)識(shí)到數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造中的重要性。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述1.了解數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及發(fā)展歷程；2.能夠簡(jiǎn)述我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷程和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)；3.認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性。任務(wù)資訊問題1：什么是數(shù)控機(jī)床、數(shù)控編程任務(wù)1.1數(shù)控(numericalcontrol，NC)是數(shù)字控制的簡(jiǎn)稱,數(shù)控技術(shù)是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械械運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床:用數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控編程:將被加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、運(yùn)動(dòng)要求以數(shù)字指令形式(數(shù)控語(yǔ)言)記錄在介質(zhì)上,并輸人數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控加工:泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。任務(wù)資訊問題2：為什么會(huì)產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床任務(wù)1.1

隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,各類工業(yè)新產(chǎn)品層出不窮。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民工業(yè)的基礎(chǔ),其產(chǎn)品更是日趨精密復(fù)雜,特別是在宇航、航海、軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件,精度要求更高、形狀更為復(fù)雜且往往批量較小,加工這類產(chǎn)品需要經(jīng)常改裝或調(diào)整設(shè)備。普通機(jī)床或?qū)I(yè)化程度高的自動(dòng)化機(jī)床顯然無(wú)法適應(yīng)這些要求。同時(shí),隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇,企業(yè)生產(chǎn)也迫切需要進(jìn)一步提高其生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。一種新型的生產(chǎn)設(shè)備--數(shù)控機(jī)床就應(yīng)運(yùn)而生了。帕森斯公司與麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室(ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology)合作,于1952年成功試制世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)。1959年,美國(guó)克耐·杜列克公司(Keaney&Trecker)首次成功開發(fā)了加工中心(machiningcenter)。任務(wù)資訊問題3：數(shù)控機(jī)床歷史歷程及發(fā)展現(xiàn)狀是怎樣的?任務(wù)1.1

第1代數(shù)控機(jī)床：1952

1959

年

,采用電子管元件構(gòu)成的專用數(shù)控裝置(NC),如

圖所示

。任務(wù)1.1

第2代數(shù)控機(jī)床：從1959

年開始,

采用晶體管電路的

NC

系統(tǒng)

,

如圖所示

。任務(wù)1.1

第3代數(shù)控機(jī)床:從1965年開始,采用小、中規(guī)模集成電路的NC系統(tǒng)，如圖所示。任務(wù)1.1

第4代數(shù)控機(jī)床:

從1970年開始,采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的NC系統(tǒng)(CNC),如圖所示。任務(wù)1.1

第5代數(shù)控機(jī)床:

從1974年開始,采用微型計(jì)算機(jī)控制的NC系統(tǒng)(MNC),如圖所示。任務(wù)1.1

第6代數(shù)控機(jī)床:

從20世紀(jì)80年代開始,進(jìn)入開放式、網(wǎng)絡(luò)化和軟件化數(shù)控階段,如圖所示。任務(wù)1.1

第7代數(shù)控機(jī)床:

從2010年后，融合智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生和賽博物理系統(tǒng)的智能數(shù)控裝置及智能機(jī)床逐漸走向成熟,如圖所示。任務(wù)資訊問題5：我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀是怎樣的?任務(wù)1.1

1958年第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床研制成功,由此開始了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程(見圖),這個(gè)歷程可劃分為:初始發(fā)展階段、持續(xù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段、高速發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)階段。任務(wù)1.1任務(wù)拓展簡(jiǎn)述我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展情況PART01簡(jiǎn)述目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍存在差距的原因。PART02任務(wù)1.2任務(wù)1.2

數(shù)控編程基礎(chǔ)認(rèn)知任務(wù)1.2

在編制數(shù)控加工程序前，應(yīng)首先了解程序編制的主要工作內(nèi)容,程序編制的工作步驟、每一步應(yīng)遵循的原則、數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)等。上述內(nèi)容都是編制數(shù)控加工程序的重要基礎(chǔ),應(yīng)當(dāng)熟練掌握。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)描述1.掌握數(shù)控編程中的基本術(shù)語(yǔ)，如數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、程序、代碼、工件坐標(biāo)系等；2.了解數(shù)控加工的基本過程和數(shù)控編程的內(nèi)容；3.學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng),建立數(shù)控加工立體空間。任務(wù)資訊問題1：數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟是什么?任務(wù)1.2

編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要工作,理想的數(shù)控程序不僅能夠保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件,還應(yīng)使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮,使數(shù)控機(jī)床能夠安全、高效地工作。數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟:數(shù)控編程是指從零件圖樣到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過程,如圖所示。任務(wù)資訊問題2：什么是數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系?任務(wù)1.2在數(shù)控機(jī)床上加工工件,刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是以數(shù)字形式體現(xiàn)的,因此必須建立相應(yīng)的坐標(biāo)系,才能明確刀具與工件的相對(duì)位置。為了保證數(shù)控機(jī)床正確運(yùn)動(dòng),保持工作的一致性,簡(jiǎn)化程序的編制方法,并使所編程序具有互換性,IS0標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸及其運(yùn)動(dòng)方向。在數(shù)控機(jī)床上,機(jī)床的動(dòng)作由數(shù)控裝置控制,為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng),必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和方向,這就需要通過坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn),這個(gè)坐標(biāo)系稱為機(jī)床坐標(biāo)系。任務(wù)資訊問題3：機(jī)床坐標(biāo)軸用什么表示,相互的關(guān)系是怎樣的?(1)基本坐標(biāo)軸國(guó)標(biāo)規(guī)定直線進(jìn)給坐標(biāo)軸用x、Y2表示通常稱為基本坐標(biāo)軸(2)右手直角笛卡兒法則--xy坐標(biāo)軸的相互關(guān)系符合右手直角笛卡兒法則。如圖所示,右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直,大拇指的指向?yàn)閤軸的正方向,食指指向y軸的正方向,中指指向z軸的正方向。右手笛卡爾坐標(biāo)系(3)圍繞x、y、軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用a、b、c表示,根據(jù)右手螺旋定則,分別以大拇指的指向?yàn)?x、+y、+z方向,其余四指則分別指向+a、+6、+c軸的旋轉(zhuǎn)方向,如圖1-2-2(b)(c)所示。任務(wù)資訊問題4：如何確定機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方向？(1)通常把傳遞切削力的主軸定為z軸。對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如車床、磨床等),工件轉(zhuǎn)動(dòng)的軸為z軸;對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如鏜床、銑床、鉆床等),刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的軸為z軸,如圖1-2-3和圖1-2-4所示。z軸的正方向取刀具遠(yuǎn)離工件的方向。（2）在工件的徑向上,且平行于橫向滑座,刀具遠(yuǎn)離工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閤軸的正向;對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床(如銑床、鏜床、鉆床等),若z軸是垂直的,面對(duì)刀具主軸向立柱看時(shí),x軸正向指向右;若z軸是水平的,當(dāng)從主軸向工件看時(shí),x軸正向指向右。（3）當(dāng)x軸與z軸確定之后,y軸垂直于x軸和z軸,其方向可按右手直角笛卡兒法則確定。任務(wù)資訊問題5：什么是機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)？

機(jī)床原點(diǎn)又稱機(jī)械原點(diǎn),是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該點(diǎn)是機(jī)床上一個(gè)固定的點(diǎn),其位置是由機(jī)床設(shè)計(jì)和制造單位確定的,通常不允許用戶改變。機(jī)床原點(diǎn)是工件坐標(biāo)系、機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn),也是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)。

數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)一般設(shè)在卡盤后端面的中心,有的設(shè)在進(jìn)給行程的終點(diǎn)。數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn),各生產(chǎn)廠不一致,有的設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)的中心,有的設(shè)在進(jìn)給行程的終點(diǎn)。

機(jī)床參考點(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),是機(jī)床坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的位置點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)已由機(jī)床制造廠測(cè)定后輸入數(shù)控系統(tǒng),用戶不得更改。一般數(shù)控車床、數(shù)控銑床的機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)位置如圖所示,也有些數(shù)控機(jī)床的機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床參考點(diǎn)重合。任務(wù)資訊問題6：什么工件坐標(biāo)系與工件原點(diǎn)？

工件坐標(biāo)系是由編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝,以零件上某一固定點(diǎn)為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系,又稱編程坐標(biāo)系或工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)。

在數(shù)控車床上加工工件時(shí),工件原點(diǎn)一般設(shè)在主軸中心線與工件右端面(或左端面)的交點(diǎn)處,如圖所示。數(shù)控車床工件原點(diǎn)設(shè)置

數(shù)控銑床上加工工件時(shí),工件原點(diǎn)一般設(shè)在進(jìn)刀方向一側(cè)工件外輪廓表面的某個(gè)角上或?qū)ΨQ中心上,z軸的編程原點(diǎn)通常選