數(shù)控機(jī)床的加工數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控機(jī)床的加工 專 業(yè) 數(shù)控加工與維護(hù)工程 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 西安工業(yè)大學(xué)函授部二 0 0 九 年摘 要數(shù)控技術(shù)是一種集機(jī)、電、液、光、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)為一體的知識(shí)密集型技術(shù)，它是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段。日本、美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家采用數(shù)控技術(shù)所獲取經(jīng)濟(jì)效益大致為：操作人員減少50，成本降低60，機(jī)床利用率達(dá)60-80，機(jī)床臺(tái)數(shù)減少50，生產(chǎn)面積減少40。世界制造業(yè)由于數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，普通機(jī)械逐漸被高效率、高精度的數(shù)控設(shè)備所替代。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)

2、大動(dòng)力。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)普遍大量使用，而我國(guó)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用及推廣同發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大。目前我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率僅為1.9，而日本高達(dá)30，美國(guó)超過了40，國(guó)家規(guī)劃在2010年前，使數(shù)控化率達(dá)10以上。數(shù)控化率每增加一個(gè)百分點(diǎn)，需要5-6萬臺(tái)數(shù)控機(jī)床。這樣算來，我國(guó)數(shù)年內(nèi)將增加40-50萬臺(tái)數(shù)控機(jī)床，相應(yīng)需要60-80萬數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才。而且，我國(guó)目前不僅僅是數(shù)控化比率低，就是現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床（大部分是進(jìn)口設(shè)備）由于缺乏專門人才而未被充分利用。 據(jù)有關(guān)資料顯示，近年來，我國(guó)模具企業(yè)大量采購數(shù)控設(shè)備，在有些地區(qū)有數(shù)控知識(shí)的高級(jí)技工年薪高達(dá)30萬元。由此可見，數(shù)控專業(yè)人才缺乏到了十分嚴(yán)重的程

3、度，這已經(jīng)引起中央領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門的高度重視，也成為全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。因此，加快數(shù)控技術(shù)人員的培養(yǎng)步伐，培養(yǎng)符合現(xiàn)代化制造要求的各層次的數(shù)控人才已成為當(dāng)務(wù)之急。數(shù)控指令的合理利用有助于提高加工效率，增加國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。不過現(xiàn)在在廣東廣州和遼寧大連在數(shù)控發(fā)面也在快速發(fā)展。 可

4、持續(xù)發(fā)展的能力上，對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。如東北的老工業(yè)區(qū)。不過現(xiàn)在也在從建之中。中國(guó)的機(jī)床多從國(guó)外進(jìn)口，尤其日本、德國(guó)占去近50%。在日本、德國(guó)他們有先進(jìn)的操作系統(tǒng)和機(jī)床耐用時(shí)，如日本法那克（fanuc）、德國(guó)西門子(siemens)。而在中國(guó)你又聽說幾個(gè)，所以現(xiàn)在我們首要做的就是能掌握核心技術(shù)，但這些又何從學(xué)起呢，仿造是先進(jìn)的必經(jīng)之路啊。就象我們學(xué)了課程，還要做習(xí)題一樣.沒有誰能跨越這一步。中國(guó)出了個(gè)藍(lán)天數(shù)控，成了圈內(nèi)知名品牌，但真正能做的又有多少呢關(guān)鍵詞：機(jī)床 指令 插補(bǔ) 原理目 錄第1章 數(shù)控機(jī)床概述21.

5、1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史1.2 數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)1.3 數(shù)控機(jī)床的工作原理1.4 數(shù)控機(jī)床的組成1.5 數(shù)控機(jī)床的分類1.6 數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo) 1.7 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定1.8 坐標(biāo)系的原點(diǎn)第2章 數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)原理2.1數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法的基本原理2.2數(shù)據(jù)采樣法直線插補(bǔ)2.3數(shù)據(jù)采樣法圓弧插補(bǔ)2.4直線插補(bǔ)第3章 數(shù)控機(jī)床的基本指令3.0基本指令結(jié)語致謝參考文獻(xiàn)第1章 數(shù)控機(jī)床概述1.1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史立幟機(jī)床網(wǎng) 20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床

6、自動(dòng)化的發(fā)展。 采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國(guó)北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（parsonscorporation）實(shí)現(xiàn)的。他們?cè)谥圃祜w機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對(duì)加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到0.0381mm（0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。 1952年，麻省理工學(xué)院在一臺(tái)立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。 這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)

7、控機(jī)床由美國(guó)本迪克斯公司（bendix-cooperation）正式生產(chǎn)出來。 在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國(guó)家，如德國(guó)、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。 到了1960年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，到1966年實(shí)際使用的約6

8、000臺(tái)數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國(guó)卡耐特雷克公司（keaney&treckercorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動(dòng)選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對(duì)工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。 1967

9、年，英國(guó)首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（flexiblemanufacturingsystemfms）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。 1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡(jiǎn)稱為cnc機(jī)床），進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。 80年代，國(guó)際上出現(xiàn)了14臺(tái)加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（flexiblemanufacturingcellfmc）。這種單元投資少，見效快，既可單獨(dú)長(zhǎng)時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到fms或更高級(jí)

10、的集成制造系統(tǒng)中使用。 目前，fms也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。 1.2 數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn) （1） 自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配合自動(dòng)裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測(cè)等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。(2) 對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對(duì)象時(shí)，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。(3) 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工

11、尺寸精度在0.0050 .01 mm 之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動(dòng)完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。(4) 易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控。由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接，形成cad/cam一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床間的聯(lián)系，容易實(shí)現(xiàn)群控。 1.3 數(shù)控機(jī)床的工作原理當(dāng)我們使用機(jī)床加工零件時(shí)，通常都需要對(duì)機(jī)床的各種動(dòng)作進(jìn)行控制，一是控制動(dòng)作的先后次序，二是控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件的位移量。采用普通機(jī)床加工時(shí)，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和

12、開關(guān)切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動(dòng)機(jī)床和仿形機(jī)床加工時(shí)，上述操作和運(yùn)動(dòng)參數(shù)則是通過設(shè)計(jì)好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工比較復(fù)雜的零件，且有一定的靈活性和通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準(zhǔn)備時(shí)間也很長(zhǎng)。采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)中，再由其進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的指令信號(hào)，從而控制機(jī)床各部件協(xié)調(diào)動(dòng)作，自動(dòng)地加工出零件來。當(dāng)更換加工對(duì)象時(shí)，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機(jī)床，即可由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過程，

13、制造出任意復(fù)雜的零件。數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)一般都能按照數(shù)字程序指令控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)啟停、換向和變速，能自動(dòng)控制進(jìn)給速度、方向和加工路線，進(jìn)行加工，能選擇刀具并根據(jù)刀具尺寸調(diào)整吃刀量及行走軌跡，能完成加工中所需要的各種輔助動(dòng)作。 1.4 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)字控制機(jī)床(numerical control machine tools)簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小

14、批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 數(shù)控機(jī)床的組成: 數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對(duì)各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說明。 1加工程序載體 數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需要工人直接去操作機(jī)床，要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機(jī)床上刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)（進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等）和輔助運(yùn)動(dòng)等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲(chǔ)在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控機(jī)床的輸入裝置，將程序信息輸入到c

15、nc單元。 2數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控裝置均采用cnc(computer numerical control)形式，這種cnc裝置一般使用多個(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控(software nc)。cnc系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成。而所有這些工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。 （1）輸入裝置 將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)有不同的輸入裝置。目前主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、

16、cad/cam系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的dnc(直接數(shù)控)輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式。 1）紙帶輸入方式?？捎眉垘Ч怆婇喿x機(jī)讀入零件程序，直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲(chǔ)器，用存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。 2）mdi手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。 在控制裝置編輯狀態(tài)(edit)下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲(chǔ)器中，這種輸入方法可重復(fù)使用程序。一般手工編程均采用這種方法。 在具有會(huì)話編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機(jī)對(duì)話的方法，輸入有關(guān)

17、的尺寸數(shù)字，就可自動(dòng)生成加工程序。 3）采用dnc直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級(jí)計(jì)算機(jī)中，cnc系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段。dnc方式多用于采用cad/cam軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。 （2）信息處理 輸入裝置將加工信息傳給cnc單元，編譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲(chǔ)并進(jìn)行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。cnc系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息(起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關(guān)等) ，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)處理程

18、序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等。 （3）輸出裝置 輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)。 3伺服系統(tǒng)和測(cè)量反饋系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地

19、跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào)，并能忠實(shí)地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。 伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。 測(cè)量元件將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測(cè)出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對(duì)反饋回來的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。 4機(jī)床主體 機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺(tái)、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機(jī)械部件。它是在數(shù)控機(jī)

20、床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機(jī)械部分。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性，使機(jī)床主體能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要。采取改善機(jī)床結(jié)構(gòu)布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補(bǔ)償?shù)却胧?，可減少熱變形對(duì)機(jī)床主機(jī)的影響。 （2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)鏈縮短，簡(jiǎn)化了機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 （3）采用高傳動(dòng)效率、高精度、無間隙的傳動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)

21、導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。 5數(shù)控機(jī)床的輔助裝置 輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動(dòng)、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤(rùn)滑裝置，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控分度頭，防護(hù)，照明等各種輔助裝置。1.5 數(shù)控機(jī)床的分類 1 金屬切削類數(shù)控機(jī)床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個(gè)刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床

22、的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個(gè)容量較大的刀庫和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 2特種加工類數(shù)控機(jī)床 除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。 3板材加工類數(shù)控機(jī)床 常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)

23、控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等。 近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 二、按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類 1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是機(jī)床移動(dòng)部件只能實(shí)現(xiàn)由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確定位，在移動(dòng)和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無任何聯(lián)系?？梢詭讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。 這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。 2直線控制數(shù)控機(jī)床 直線控制數(shù)控

24、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)變化。 直線控制的簡(jiǎn)易數(shù)控車床，只有兩個(gè)坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個(gè)坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。 3輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，

25、使合成的平面或空間的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。 現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。1.6 數(shù)控機(jī)床的主要性能指標(biāo)數(shù)控機(jī)床的性能指標(biāo)

26、一般有精度指標(biāo)、坐標(biāo)軸指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)及加工能力指標(biāo)幾種，詳細(xì)內(nèi)容及其含義與影響可參見表 1 。 1.7 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工，通常使用直角坐標(biāo)系來描述刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)符合jb3051-82的規(guī)定。(1)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的原則。由于機(jī)床的結(jié)構(gòu)不同，有的是刀具運(yùn)動(dòng)，工件固定，有的是刀具固定，工件運(yùn)動(dòng)等等。為編程方便，一律規(guī)定為工件固定，刀具運(yùn)動(dòng)。 (2)標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)系是一個(gè)右手直角坐標(biāo)系，如圖所示，姆指為x軸，食指為y軸，中指為z軸，指尖指向各坐標(biāo)軸的正方向，即增大刀具和工件距離的方向。同時(shí)規(guī)定了分別平行于x、y、z軸的第一組附加軸為u、v、w；第二組附加

27、軸為p、q、r。 (3)若有旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，規(guī)定繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)軸為a、b、c軸，其方向?yàn)橛倚菁y方向，見圖所示。旋轉(zhuǎn)軸的原點(diǎn)一般定在水平面上。若還有附加的旋轉(zhuǎn)軸時(shí)用d、e定義，其與直線軸沒有固定關(guān)系。1.8 坐標(biāo)系的原點(diǎn)機(jī)床的一個(gè)重要的坐標(biāo)系統(tǒng)是機(jī)床坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系是通過機(jī)床返回參考點(diǎn)的操作建立起來的坐標(biāo)系，在機(jī)床上是一個(gè)固定點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)到機(jī)床參考點(diǎn)的距離由參數(shù)設(shè)定，一般設(shè)為0。該參數(shù)為0時(shí)，機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是同一個(gè)點(diǎn)。在編程時(shí)通過g53指令可以直接定位到機(jī)床坐標(biāo)系中相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)。g53是非模態(tài)指令，只在當(dāng)前程序段起作用。第2章 數(shù)控機(jī)床的插補(bǔ)原理2.1數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法的基

28、本原理1、 插補(bǔ)是數(shù)據(jù)點(diǎn)的“密化”過程，是數(shù)控加工過程必不可少重要環(huán)節(jié)，插補(bǔ)精度的高低直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，因此要引起足夠的重視。2、 插補(bǔ)器可分為硬件插補(bǔ)器、軟件插補(bǔ)器及硬件、軟件結(jié)合插補(bǔ)器?，F(xiàn)代cnc數(shù)控系統(tǒng)多采用軟件插補(bǔ)或軟、硬件插補(bǔ)結(jié)合的方法，由軟件完成粗插補(bǔ)、硬件完成精插補(bǔ)。3、 插補(bǔ)方法根據(jù)系統(tǒng)輸出到伺服驅(qū)動(dòng)裝置的信號(hào)不同，可分為基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)，著重對(duì)兩種方法的特點(diǎn)進(jìn)行比較。4、 逐點(diǎn)比較法是早期數(shù)控機(jī)床開環(huán)系統(tǒng)中廣泛使用的一種基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)方法，其基本思想是每次僅向一個(gè)坐標(biāo)輸出一個(gè)進(jìn)給脈沖，每走一步都要將加工點(diǎn)的瞬時(shí)坐標(biāo)與理論加工軌跡相比較，判斷實(shí)際加工點(diǎn)與理論軌

29、跡的偏移位置，通過偏差函數(shù)計(jì)算二者之間的偏差，從而決定下一步的走向，因此每進(jìn)一步均要完成偏差判別、坐標(biāo)進(jìn)給、偏差計(jì)算和終點(diǎn)判別四個(gè)工作節(jié)拍。5、 逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)。通過推導(dǎo)第一象限直線插補(bǔ)的插補(bǔ)公式，理解逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)方法，并推導(dǎo)出其它象限直線插補(bǔ)的偏差判別式。6、 由用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)第一象限的直線引伸到其它象限，有兩種方法：分別處理法和坐標(biāo)變換法。一定要注意使用坐標(biāo)變換法時(shí)坐標(biāo)的絕對(duì)值要求。2.2 數(shù)據(jù)采樣法直線插補(bǔ)g1直線插補(bǔ)指的是刀架以直線的形狀移動(dòng)(以達(dá)到切削的目的).當(dāng)然移動(dòng)的速度就是切削速度.也就是刀架從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)位置的一種方式和過程.而兩點(diǎn)之間移動(dòng)的過程有多種舉個(gè)例從a

30、點(diǎn)(坐標(biāo)x0.0 z0.0)移動(dòng)到b點(diǎn)(x50.0 z-50.0) :1可以先走到c點(diǎn)(x50.0z0.0)再到b點(diǎn).2先走到d點(diǎn)(x0.0 z-50.0)再到b點(diǎn),3就是按a點(diǎn)直接到b點(diǎn)的直線的方式移動(dòng). 4可以先走到f點(diǎn)(x50.0 z-25.0)再到b點(diǎn) 等g1的移動(dòng)方式就是第三種.g0為快速定位方式,與g1的移動(dòng)方式不同的地方在于:只要刀架從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)即可,不管移動(dòng)過程用何種方式,對(duì)于機(jī)器來說一般定位類似如第四種.即根據(jù)各軸電機(jī)的速度,兩軸一起按各自的速度走,假設(shè)兩電機(jī)速度一樣的話就出現(xiàn)了上例說的第4種情況,因?yàn)閤是直徑,半徑距離只有252.3 數(shù)據(jù)采樣法圓弧插補(bǔ)g02為順時(shí)針插補(bǔ)

31、，g03為逆時(shí)針插補(bǔ)，在xy平面中，格式如下：g02/g03 x_ y_ i_ k_ f_或g02/g03 x_ y_ r_ f_，其中x、y為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，i、j為圓弧起點(diǎn)到圓心在x、y軸上的增量值，r為圓弧半徑，f為進(jìn)給量。 在圓弧切削時(shí)注意，q180，r為正值；q180，r為負(fù)值；i、k的指定也可用r指定，當(dāng)兩者同時(shí)被指定時(shí)，r指令優(yōu)先，i、k無效；r不能做整圓切削，整圓切削只能用i、j、k編程，因?yàn)榻?jīng)過同一點(diǎn)，半徑相同的圓有無數(shù)個(gè)。 當(dāng)有i、k為零時(shí)，就可以省略；無論g90還是g91方式，i、j、k都按相對(duì)坐標(biāo)編程；圓弧插補(bǔ)時(shí)，不能用刀補(bǔ)指令g41/g42。 2.4 直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)指

32、令g01 &mdash。數(shù)控銑床編程 書寫格式：g01 x_ y_ z_ f_x、y：目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)f：進(jìn)給速度編程實(shí)例： 絕對(duì)值方式編程：g01 x40。直線插補(bǔ)指令g01 數(shù)控銑床編程 書寫格式：g01 x_ y_ z_ f_x、y：目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)f：進(jìn)給速度編程實(shí)例： 絕對(duì)值方式編程：g01 x40. y30. f300增量值方式編程：g91 g01 x30. y20. f300第3章 數(shù)控機(jī)床的基本指令1.基本指令1.常用編程指令的應(yīng)用 車削加工編程一般包含x和z坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)及繞z軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)c 。(1)快速定位(g00或g0) 刀具以點(diǎn)位控制方式從當(dāng)前所在位置快速移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。指

33、令格式：g00 x(u) z(w) ；(2)直線插補(bǔ)(g01或g1) 指令格式：g01 x(u) z(w) f ；圖1 快速定位 圖2 直線插補(bǔ) g00 x40.0 z56.0； g01 x40.0 z20.1 f0.2； /絕對(duì)坐標(biāo)，直徑編程； /絕對(duì)坐標(biāo)，直徑編程，切削進(jìn)給率0.2mm/r g00 u-60.0 w-30 g01 u20.0 w-25.9 f0.2； /增量坐標(biāo)，直徑編程 /增量坐標(biāo)，直徑編程，切削進(jìn)給率0.2mmr(3)圓弧插補(bǔ)(g02或g2，g03或g3)1)指令格式: g02 x(u)_z(w)_i_k_f_ ；g02 x(u) z(w) r f ；g03 x(u)_

34、z(w)_i_k_f_ ；g03 x(u) z(w) r f ； 2)指令功能:3)指令說明:g02為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令，g03為逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令。圓弧的順、逆方向判斷見圖3左圖，朝著與圓弧所在平面相垂直的坐標(biāo)軸的負(fù)方向看，順時(shí)針為g02，逆時(shí)針為g03，圖3右圖分別表示了車床前置刀架和后置刀架對(duì)圓弧順與逆方向的判斷；圖3 圓弧的順逆方向如圖4，采用絕對(duì)坐標(biāo)編程，x、z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值；采用增量坐標(biāo)編程，u、w為圓弧終點(diǎn)相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量，r是圓弧半徑，當(dāng)圓弧所對(duì)圓心角為0180時(shí)，取正值；當(dāng)圓心角為180360時(shí)，r取負(fù)值。i、k為 圓心在x、z軸方向上相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量（用半徑值

35、表示），i、k為零時(shí)可以省略。圖4 圓弧絕對(duì)坐標(biāo),相對(duì)坐標(biāo)圖5 圓弧插補(bǔ) g02 x50.0 z30.0 i25.0 f0.3； g03 x87.98 z50.0 i-30.0 k-40.0 f0.3； g02 u20.0 w-20.0 i25.0 f0.3； /絕對(duì)坐標(biāo)，直徑編程 g02 x50.z30.0 r25.0 f0.3； g03 u37.98 w-30.0 i-30.0 k-40.0 f0.3； g02 u20.0 w-20.0 r25.0 f0.3； /相對(duì)坐標(biāo)，直徑編程(4)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置(s)車床主軸的轉(zhuǎn)速(rmin)為：式中為圓周切削速度，單位缺省為mmin 、d為工件的外徑

36、，單位為mm。 例如，工件的外徑為200mm，要求的切削速度為300mmin，經(jīng)計(jì)算可得因此主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)為478rmin，表示為s478。(5)主軸速度控制指令 數(shù)控車削加工時(shí)，按需要可以設(shè)置恒切削速度(例如，為保證車削后工件的表面粗糙度一致，應(yīng)設(shè)置恒切削速度)，車削過程中數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)車削時(shí)工件不同位置處的直徑計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速。恒切削速度設(shè)置方法如下：g96 s ； 其中s后面數(shù)字的單位為rmin。設(shè)置恒切削速度后，如果不需要時(shí)可以取消，其方式如下:g97 s ； 其中s后面數(shù)字的單位為rmin。 在設(shè)置恒切削速度后，由于主軸的轉(zhuǎn)速在工件不同截面上是變化的，為防止主軸轉(zhuǎn)速過高而發(fā)生危險(xiǎn)，在設(shè)置恒切

37、削速度前，可以將主軸最高轉(zhuǎn)速設(shè)置在某一個(gè)最高值。切削過程中當(dāng)執(zhí)行恒切削速度時(shí)，主軸最高轉(zhuǎn)速將被限制在這個(gè)最高值。設(shè)置方法如下：g50 s ； 其中s的單位為rmin。圖6 主軸速度控制例如：在刀具t01切削外形時(shí)用g96設(shè)置恒切削速度為200mmin，而在鉆頭t02鉆中心孔時(shí)用g97取消恒切削速度，并設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為1100rmin。這兩部分的程序頭如下：g50 s2500 t0101 m08； /g50限定最高主軸轉(zhuǎn)速為2500rmin；g96 s200 m03； / g96設(shè)置恒切削速度為200mmin，主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)g00 x48.0 z3.0； / 快速走到點(diǎn)(48.0,3.0)g01

38、z-27.1 f0.3； /車削外形g00 ul.0 z3.0； /快速退回t0202； /調(diào)02號(hào)刀具 g97 sll00 m03； /g97取消恒切削速度，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為ll00rming00 x0.0 z5.0 m08； /快速走到點(diǎn)(0，5.0)，冷卻液打開g01 z-5.0 f0.12； /鉆中心孔(6)進(jìn)給率和進(jìn)給速度設(shè)置指令在數(shù)控車削中有兩種切削進(jìn)給模式設(shè)置方法，即進(jìn)給率(每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式)和進(jìn)給速度(每分鐘進(jìn)給模式)。1)進(jìn)給率，單位為mm/r，其指令為： g99； / 進(jìn)給率轉(zhuǎn)換指令， g01 x z f ； / f的單位為mmr2)進(jìn)給速度，單位為mmmin，其指令為： g98

39、； / 進(jìn)給速度轉(zhuǎn)換指令 g01 x z f ； / f的單位為mmmin圖7 進(jìn)給率和進(jìn)給速度a：g99 g01 z-27.1 f0.3; b：g98 g01 z-10.0 f80; 表示進(jìn)給率為0.3mmr 表示進(jìn)給速度為80mmmin cnc系統(tǒng)缺省進(jìn)給模式是進(jìn)給率，即每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式。(7)工件原點(diǎn)設(shè)置工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)有兩種設(shè)置方法。1)用g50指令進(jìn)行工件原點(diǎn)設(shè)置，分以下兩種設(shè)置情況：圖8 工件原點(diǎn)設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置在卡盤端面如圖8a所示，這種情況下z坐標(biāo)是正值。工件原點(diǎn)設(shè)置在卡盤端面：g50 x85.z210.；/* 將刀尖當(dāng)前位置的坐標(biāo)值定為工件坐標(biāo)系中的一點(diǎn)(85.，210.)。坐標(biāo)

40、原點(diǎn)設(shè)置在零件右端面如圖8b所示，這種情況下z坐標(biāo)值是負(fù)值。工件原點(diǎn)設(shè)置在工件右端面：g50 x85.0 z90.0；則刀尖當(dāng)前位置即為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。(8)端面及外圓車削加工 端面及外圓的車削加工要用到插補(bǔ)指令g01。 為正確地編寫數(shù)控程序，應(yīng)在編寫程序前根據(jù)工件的情況選擇工件原點(diǎn)。確定好工件原點(diǎn)后，還必須確定刀具的起始點(diǎn)。 編程時(shí)還應(yīng)考慮車削外圓的始點(diǎn)和端面車削的始點(diǎn),這兩點(diǎn)的確定應(yīng)結(jié)合考慮工件的毛坯情況。如果毛坯余量較大，應(yīng)進(jìn)行多次粗車，最后進(jìn)行一次精車，因而每次的車削始點(diǎn)都不相同。圖9 確定車削原點(diǎn)a)工件原點(diǎn)在左端面時(shí) b) 工件原點(diǎn)在右端面時(shí)1)工件原點(diǎn)在左端面o0001 /* 程

41、序編號(hào)o0001n0 g50 x85.0 z210.0； /* 設(shè)置工件原點(diǎn)在左端面n1 g30 u0 w0； /* 返回第二參考點(diǎn)n2 g50 s1500 t0101 m08； /* 限制最高主軸轉(zhuǎn)速為1500rmin，調(diào)01號(hào)刀具，m08為打開冷卻液n3 g96 s200 m03； /* 指定恒切削速度為200mminn4 g00 x40.4 z153.0； /* 快速走到外圓粗車始點(diǎn)n5 g01 z40.2 f0.3； /* 以進(jìn)給率0.3mm/r車削外圓n6 x60.4； /* 臺(tái)階車削n7 z20.0； /*60.4mm處長(zhǎng)度為20.0mm的一段外圓n8 g00 x62.0 z150

42、.2； /* 刀具快速退到點(diǎn)(62.0,150.2)n9 x41.0； /*刀具快速走到點(diǎn)(41.0，150.2)n10 g01 x-1.6； /* 車削右端面n1l g00 zl52.0； /* 刀具快速退到點(diǎn)（-1.6，152.0）n12 g30 u0 w0； /* 直接回第二參考點(diǎn)以進(jìn)行換刀n13 (finishing)； /*精車開始,括號(hào)為程序說明n14 g50 s1500 t0202； /*限制最高主軸轉(zhuǎn)速為1500rmin，調(diào)02號(hào)刀具n15 g96 s250； /* 指定恒切削速度為250mminn16 g00 x40.0 z153.0 ；/*快速走到外圓精車始點(diǎn)(40.0，1

43、53)n17 g42 g01 z151.0 f0.15; /*調(diào)刀尖半徑補(bǔ)償，右偏n18 z40.0； /*40.4mm一段外圓的精車n19 x60.0； /*臺(tái)階精車n20 z20.0； /*60.0mm處長(zhǎng)度為20.0mm外圓的精車n21 g40 g00 x62.0 z150.0； /*取消刀補(bǔ)n22 x41.0； /*刀具快速走到點(diǎn)(41.0，150.0)n23 g41 g01 x40.0； /*調(diào)刀尖半徑補(bǔ)償，左偏n24 g01 x-1.6； /*精車右端面n25 g40 g00 zl52.0 m09； /*取消刀補(bǔ),切削液關(guān)n26 g30 u0 w0 m05； /*返回第二參考點(diǎn)，主

44、軸停止n27 m30； /*程序結(jié)束2)工件原點(diǎn)在右端面：工件原點(diǎn)設(shè)置在右端面與設(shè)置在左端面的區(qū)別僅在于z坐標(biāo)為負(fù)值，程序編寫過程完全相同。o0002 ； /* 程序編號(hào)n0 g50 x85.0 z90.0 /* 設(shè)置工件原點(diǎn)在右端面n2 g30 u0 w0； /* 返回第二參考點(diǎn)n4 g50 s1500 t0101 m08； /* 限制最高主軸轉(zhuǎn)速n6 g96 s200 m03； /* 指定恒切削速度為200mmin，主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)n8 g00 x30.4 z3.0； /*快速走到點(diǎn)(30.4，3.0)n10 g01 w-33.0 f0.3； /*以進(jìn)給率0.3mm/r粗車30.4處外圓n1

45、2 u30.0 w-50.0； /*粗車錐面n14 w-10.0； /*粗車60.4mm處長(zhǎng)度為10的一段外圓n16 g00 ul.6 w90.2; /*刀具快速走到點(diǎn)(62.0，0.2)n18 u-31.0； /*刀具快速走到點(diǎn)(3l，0.2)n20 g01 u-32.6； /*粗車端面n22 g00 w2.0； /*刀具快速走到點(diǎn)(-1.6，2)n24 g30 u0 w0； /*返回第二參考點(diǎn)n26 (finishing)； /*精車開始n28 g50 s1500 t0202; /*設(shè)置主軸最高轉(zhuǎn)速1500rmin，調(diào)2號(hào)刀具n30 g96 s250； /* 指定恒切削速度為250mmin

46、n32 g00 x30.0 z3.0；/*刀具快速走到精車始點(diǎn)(30.0，3.0)n34 g42 g01 w-2.0 f0.15; /*調(diào)刀尖半徑補(bǔ)償，右偏n36 w-31.0； /*精車30.4mm處外圓n38 u30.0 w-50.0； /*精車錐面n40 w-10.0； /*精車60.0mm處外圓n42 g40 g00 u2.0 w90.0； /*取消刀補(bǔ)，刀具快速走到點(diǎn)(62，0.0)n44 u-31.0； /*刀具快速走到點(diǎn)(31，0.0)n46 g41 g01 u-1.0； /*調(diào)刀尖半徑補(bǔ)償，左偏n48 g01 u-32.6； /*精車端面n50 g40 g00 w2.0 m09

47、； /*取消刀補(bǔ)，刀具快速走到點(diǎn)(1.6，2.0)n52 g30 u0 w0 m30； /*返回參考點(diǎn)，程序結(jié)束實(shí)例： 如圖10所示零件圖10 數(shù)控車削綜合編程實(shí)例n0050 g01 x32 z0; n0110 g02 x16 z-15 r2;n0060 g01 x-0.5; n0120 g01 x20;n0070 g00 z1; n0130 g01 z35;n0080 g00 x10; n0140 x26;n0090 g01 x12 z1; n0150 z50;n0100 g01 x12 z1; n0160 x32;為1500rmin，調(diào)1號(hào)刀具，m08為打開冷卻液在這種情況下，如果設(shè)置指令

48、寫成：g50 x0 z0； g02、g03指令表示刀具以進(jìn)給速度從圓弧起點(diǎn)向圓弧終點(diǎn)進(jìn)行圓弧插補(bǔ)。刀具以一定的進(jìn)給速度從當(dāng)前所在位置沿直線移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。 2.循環(huán)加工指令 當(dāng)車削加工余量較大，需要多次進(jìn)刀切削加工時(shí)，可采用循環(huán)指令編寫加工程序，這樣可減少程序段的數(shù)量，縮短編程時(shí)間和提高數(shù)控機(jī)床工作效率。根據(jù)刀具切削加工的循環(huán)路線不同，循環(huán)指令可分為單一固定循環(huán)指令和多重復(fù)合循環(huán)指令。(1)單一固定循環(huán)指令 對(duì)于加工幾何形狀簡(jiǎn)單、刀具走刀路線單一的工件，可采用固定循環(huán)指令編程，即只需用一條指令、一個(gè)程序段完成刀具的多步動(dòng)作。固定循環(huán)指令中刀具的運(yùn)動(dòng)分四步：進(jìn)刀、切削、退刀與返回。1)

49、外圓切削循環(huán)指令（g90）指令格式 : g90x（u）_ z（w）_ r_ f_指令功能: 實(shí)現(xiàn)外圓切削循環(huán)和錐面切削循環(huán)。 刀具從循環(huán)起點(diǎn)按圖11與圖12所示走刀路線，最后返回到循環(huán)起點(diǎn)，圖中虛線表示按快速移動(dòng)，實(shí)線表示按f指定的工件進(jìn)給速度移動(dòng)。圖11 外圓切削循環(huán)圖12 錐面切削循環(huán)指令說明: x、z 表示切削終點(diǎn)坐標(biāo)值； u、w 表示切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量； r 表示切削始點(diǎn)與切削終點(diǎn)在軸方向的坐標(biāo)增量（半徑值），外圓切削循環(huán)時(shí)r為零，可省略；表示進(jìn)給速度。例題 如圖13所示，運(yùn)用外圓切削循環(huán)指令編程。 g90 x40 z20 f30 a-b-c-d-a x30 a-e-f-d

50、-a x20 a-g-h-d-a圖13 外圓切削循環(huán)例題例題 如圖14所示，運(yùn)用錐面切削循環(huán)指令編程。 g90 x40 z20 r-5 f30 a-b-c-d-ax30 a-e-f-d-a x20 a-g-h-d-a圖14 錐面切削循環(huán)例題2) 端面切削循環(huán)指令（g94）指令格式: g94 x（u）_ z（w）_ r_ f_指令功能: 實(shí)現(xiàn)端面切削循環(huán)和帶錐度的端面切削循環(huán)。刀具從循環(huán)起點(diǎn)，按圖15與圖16所示走刀路線，最后返回到循環(huán)起點(diǎn)，圖中虛線表示按r快速移動(dòng)，實(shí)線按指定的進(jìn)給速度移動(dòng)。圖15 端面切削循環(huán) 圖16 帶錐度的端面切削循環(huán) x、z表示端平面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值； u、w表示端面切削

51、終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量； r 表示端面切削始點(diǎn)至切削終點(diǎn)位移在z軸方向的坐標(biāo)增量，端面切削循環(huán)時(shí)r為零，可省略； f表示進(jìn)給速度。例題: 如圖17所示，運(yùn)用端面切削循環(huán)指令編程。 g94 x20 z16 f30 a-b-c-d-a z13 a-e-f-d-a z10 a-g-h-d-a圖17 端面切削循環(huán)例題 圖18 帶錐度的端面切削循環(huán)例題 例題: 如圖18所示，運(yùn)用帶錐度端面切削循環(huán)指令編程。 g94 x20 z34 r-4 f30 a-b-c-d-a z32 a-e-f-d-a z29 a-g-h-d-a(2)多重復(fù)合循環(huán)指令（g70g76) 運(yùn)用這組g代碼，可以加工形狀較復(fù)雜的零件

52、，編程時(shí)只須指定精加工路線、徑向軸向精車留量和粗加工背吃刀量，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出粗加工路線和加工次數(shù)，因此編程效率更高。 在這組指令中，g71 、g72、g73是粗車加工指令，g70是g71、g72、g73粗加工后的精加工指令，g74 是深孔鉆削固定循環(huán)指令，g75 是切槽固定循環(huán)指令，g76是螺紋加工固定循環(huán)指令。1)外圓粗加工復(fù)合循環(huán)（g71）指令格式 ： g71ud re g71pns qnf uu ww ff ss tt 指令功能： 切除棒料毛坯大部分加工余量，切削是沿平行z軸方向進(jìn)行，如圖19所示。a為循環(huán)起點(diǎn)，a-a-b為精加工路線。圖19 外圓粗加工復(fù)合循環(huán) 圖20 端面粗加工復(fù)合循環(huán)指令說明:d表示每次切削深度（半徑值），無正負(fù)號(hào)； e表示退刀量（半徑值），無正負(fù)號(hào)； ns表示精加工路線第一個(gè)程序段的順序號(hào)； nf表示精加工路線最后一個(gè)程序段的順序號(hào)； u表示x方向的精加工余量，直徑值；例題 :如圖21所示，運(yùn)用外圓粗加工循環(huán)指令編程。圖21 外圓粗加工復(fù)合循環(huán)例題n010 g50 x150 z100n020 g00 x41 z0n030 g71 u2 r1n040 g71 p50 q120 u0.5 w0.2