數(shù)控系統(tǒng)及主要指定介紹

1、.數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微電子器件集成度和信息處理能力不斷提高，而價(jià)格卻不斷下降，這使以信息技術(shù)為中心的新技術(shù)革命正沖擊著世界各技術(shù)領(lǐng)域，機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化正經(jīng)歷從CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)）FMS(柔性制造系統(tǒng)）CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的發(fā)展。一 數(shù)控系統(tǒng)的基本工作過(guò)程。1. 輸入向CNC裝置輸入的內(nèi)容有：零件程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)等。輸入的方式有：手工鍵盤輸入、磁盤或卡輸入和連接計(jì)算機(jī)的DNC接口輸入等。2. 譯碼譯碼是以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行的。譯碼的目的是：把程序段中的各種零件輪廓信息（如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等幾何要素）、加工速度信息（F代碼）和其他輔助

2、信息（M,S,T代碼等）按照特定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成數(shù)控裝置能識(shí)別的語(yǔ)言并以特定的格式存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)。在譯碼過(guò)程中，還要完成程序段的語(yǔ)法檢查，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)立即報(bào)警。3. 刀具補(bǔ)償 刀具補(bǔ)償包括刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。刀具半徑補(bǔ)償是把立即輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償是編程人員不必知道刀具的實(shí)際長(zhǎng)度，而根據(jù)假設(shè)刀具長(zhǎng)度編程，數(shù)控裝置按兩者之差自動(dòng)補(bǔ)償。4.進(jìn)給速度處理 數(shù)控裝置進(jìn)給速度處理的任務(wù)是要保證程序速度的實(shí)現(xiàn)。編程所給定的刀具移動(dòng)速度是加工軌跡切線方向的速度，速度處理就是把它們分解各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)向的分速度。5.插補(bǔ)插補(bǔ)是在已知起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上，按選定的數(shù)學(xué)模型求其他中間

3、數(shù)據(jù)點(diǎn)的工作，即所謂的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”。6.位控制 在閉環(huán)控制的CNC系統(tǒng)中，位置位置的作用是：在每各采樣周期內(nèi)，把插補(bǔ)計(jì)算機(jī)得到的理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。在位置控制中，通常還要進(jìn)行位置回路的位置的增益調(diào)整各坐標(biāo)系方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。7.I/O處理I/O處理，主要是處理CNC裝置與機(jī)床之間的強(qiáng)電信號(hào)的輸入、輸入和控制（如換刀、換擋及冷卻液等）。8.顯示 CNC裝置的顯示主要是為操作者提供便利。通常有零件程序的顯示、參數(shù)顯示、零件程序的圖形仿真顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示及報(bào)警顯示等。9.診斷 現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床的CNC裝置都有聯(lián)

4、機(jī)和脫機(jī)診斷能力。二、數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 1.微處理器（CPU）和總線微處理器（CPU）是CNC裝置的核心，主要由運(yùn)算器和控制器儲(chǔ)存器中的程序指令進(jìn)行譯碼，向CNC裝置配備有各部分按順序發(fā)出操作信號(hào)，并且接收?qǐng)?zhí)行部件的反饋信息，從而決定下一步的操作指令。2.儲(chǔ)存器 存儲(chǔ)器用于存放CNC裝置的程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)，分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)兩類。ROM一般采用可用紫外線擦出的只讀存儲(chǔ)器（EPROM）,這種存儲(chǔ)器的內(nèi)容只能由CNC裝置的生產(chǎn)廠家固化（寫入），寫入信息的EPROM即使斷電，信息也不會(huì)丟失，它只能被CPU讀出，不能寫入新的內(nèi)容。CNC裝置的系統(tǒng)程序存放在只讀存儲(chǔ)器（EP

5、ROM）之中。零件加工程序，機(jī)床參數(shù)、刀具參數(shù)等存放在有后備電池的CMOS RAM中，或者存放在磁泡存儲(chǔ)器中，這些數(shù)據(jù)即能讀也能寫入或修改，斷電后，信息仍被保留。數(shù)控過(guò)程中各種運(yùn)算的中間結(jié)果、運(yùn)行中需顯示的狀態(tài)信息等均存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）中，它可以隨時(shí)讀寫，斷電后內(nèi)容即刻消失。3. 位置控制器 位置控制器分為位置控制單元和速度控制單元。將經(jīng)過(guò)插補(bǔ)運(yùn)算到的控制信號(hào)送往位置控制單元，由它產(chǎn)生伺服電機(jī)速度指令，送往速度控制單元。速度控制單元接收速度反饋信號(hào)，來(lái)控制伺服電機(jī)以恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，位控制單元接收速度反饋信號(hào)，并修正速度指令，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的正確控制。 在進(jìn)行位控制的同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)還會(huì)

6、自動(dòng)升，降速處理，即當(dāng)機(jī)床啟動(dòng)、停止或在加工過(guò)程中改變進(jìn)給速度時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行線性規(guī)律或指數(shù)規(guī)律的速度升降處理。4. 可編程序控制器 可編程序控制器（PLC）利用邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)機(jī)床的 順序控制功能，在數(shù)控機(jī)床上替代了傳統(tǒng)機(jī)床強(qiáng)電的繼電器邏輯控制。三、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床集高效率、高精度、高柔性于一身，具有許多普通機(jī)床無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊功能，它具有加工精度高、生產(chǎn)率高、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、柔性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益好、有利于現(xiàn)代管理等特點(diǎn)。四、數(shù)控車床的組成 1.機(jī)床本體 2.數(shù)控裝置 3.輸入/輸出設(shè)備 4.伺服單元 5.驅(qū)動(dòng)裝置 6.測(cè)量裝置 五.數(shù)控車床的編程基礎(chǔ) 數(shù)控程序；它是確定機(jī)床

7、的主軸、刀架的動(dòng)作和一些輔助功能的指令的組合，以達(dá)到零件得到加工的目的。這些指令以程序語(yǔ)言編寫，含有一系列程序段（一行程序）。一個(gè)程序段含有一個(gè)或幾個(gè)數(shù)據(jù)字。程序段是程序的最基本的單元。每段結(jié)束必須含有結(jié)束符合分號(hào)（；）一程序段的字可依照任何合適的順序。軸的命名：Z軸與主軸中心線平行的移動(dòng)軸X軸與Z軸垂直的移動(dòng)軸X軸直徑編程小數(shù)點(diǎn)編程（法拉克系統(tǒng)） 常用的數(shù)據(jù)字O字 程序號(hào)N字 順序號(hào)G字 準(zhǔn)備功能代碼X字 X軸絕對(duì)坐標(biāo)位置U字X軸增量移動(dòng)Z字 Z軸絕對(duì)坐標(biāo)位置 W字Z軸增量移動(dòng)F字 進(jìn)給率S字主軸速度T字 選擇刀位及刀補(bǔ)M字 輔助功能代碼 FANUC系統(tǒng)基本代碼常用G代碼代碼 組別 定義G0

8、0 1 快速定位模式G011直線插補(bǔ)G021順時(shí)針園弧插補(bǔ)G031逆時(shí)針園弧插補(bǔ)G040暫停G100從程序中進(jìn)行補(bǔ)償值設(shè)定G206英制數(shù)據(jù)輸入G216公制數(shù)據(jù)輸入G321螺紋切削（導(dǎo)程不變）G407取消刀尖半徑補(bǔ)償G417刀尖半徑補(bǔ)償（右補(bǔ)償）G427刀尖半徑補(bǔ)償（左補(bǔ)償）G500G96(CSS)中限制主軸最高轉(zhuǎn)速RPM(轉(zhuǎn)/分）G650用戶宏程序調(diào)用G700自動(dòng)精加工循環(huán)G710自動(dòng)外園粗加工循環(huán)G720自動(dòng)端面 粗加工循環(huán)G730自動(dòng)粗加工仿形循環(huán)G740自動(dòng)鉆孔循環(huán)G760自動(dòng)螺紋切削循環(huán)G901固定外園切削循環(huán)G921固定螺紋切削循環(huán)G941固定端面切削循環(huán)G962恒定表面速度G972

9、直接RPM(轉(zhuǎn)/分）編程G985進(jìn)給率（英寸/分，毫米/分）G995進(jìn)給率（英寸/轉(zhuǎn)，毫米/轉(zhuǎn)）C軸（選向）G1716X,C平面G1816X,Z平面G1916Z,C平面G107啟用圓柱面插補(bǔ)G112啟用極坐標(biāo)插補(bǔ)G113取消極坐標(biāo)插補(bǔ)“0"組代碼為非模態(tài)代碼常用M代碼代碼定義M00程序停止M01選擇（任意）停止M03主軸正轉(zhuǎn)M04主軸反轉(zhuǎn)M05主軸停止，冷卻液關(guān)M08冷卻液開(kāi)M09冷卻液關(guān)M13主軸正轉(zhuǎn)，冷卻液開(kāi)M14主軸反轉(zhuǎn)，冷卻液關(guān)M21/M10松開(kāi)主軸夾持裝置M22/M11閉合主軸夾持裝置M28外部夾緊模式M29內(nèi)部夾緊模式M30程序結(jié)束，光標(biāo)返回程序號(hào)處M44刀架雙向分度M4

10、5刀架單向分度M48進(jìn)給率倍率開(kāi)關(guān)及主軸速度調(diào)整可調(diào)整M49進(jìn)給率倍率開(kāi)關(guān)及主軸速度調(diào)整不可調(diào)整M84尾架前進(jìn)M85尾架回退M86尾架回退M98調(diào)用子程序M99子程序結(jié)束，返回主程序1. 數(shù)控車床常用的循環(huán)程序指令及格式1） 內(nèi)、外圓切削循環(huán)（G90） G90 X(U)_Z(W)_F_; 圓柱切削循環(huán)，R值為0可省略 G90 X(U)_Z(W)_R_F_; 圓錐面切削循環(huán) 其中，X(U)_Z(W)_表示循環(huán)切削終點(diǎn)處坐標(biāo)。 F表示循環(huán)切削過(guò)程中的進(jìn)給速度，該值可沿用到后序程序中去，也可以沿用循環(huán)程序前已經(jīng)指令的F值。R表示錐面切削起點(diǎn)處的X坐標(biāo)減終點(diǎn)主X坐標(biāo)之值的二分之一(R值有正/負(fù)之分)。

11、2） 端面切削循環(huán)（G94）G94X(U)_Z(W)_F_;G94 X(U)_Z(W)_R_F_; 其中，X(U)_Z(W)_、F含義與G90相同，R值錐面切削起點(diǎn)處的Z坐標(biāo)減去其終點(diǎn)處的Z坐標(biāo)值(R值有正/負(fù)之分)。3） 多重復(fù)合循環(huán)粗、精車指令及格式（G70、G71、G72、G73、G74、G75、G76）其中G70為精車循環(huán)指令，不能單獨(dú)使用，需跟在粗車復(fù)合循環(huán)指令G71、G72、G73之后。（1） 內(nèi)、外圓粗車復(fù)合固定循環(huán)指令（G71）G71U(d）R(e)；G71P（ns）Q(nf)U（u）W(w)F； 其中d為X向背吃刀量（半徑量指定）不帶符號(hào)，且為模態(tài)值；e為退刀量，其值為模態(tài)值

12、；ns為精車程序第一個(gè)程序段的段號(hào)；nf為精車程序最后一個(gè)程序段號(hào)；u為X方向精車余量的大小和方向用直徑量指定，外圓的加工余量為著正，內(nèi)孔加工余量為負(fù)；w為Z方向精車余量的大小和和方向；F為進(jìn)給速度。 （2） 端面粗車循環(huán)（G72）G72W(d）R(e)； G72 P（ns）Q(nf)U（u）W(w)F； 其中，d為Z向背吃刀量，不帶符號(hào)，且為模態(tài)值；其余參數(shù)與G71指令的參數(shù)意義相同。 G72循環(huán)所加工的輪廓形狀，必須采用單調(diào)遞增或單調(diào)遞減的形式。(如下圖所示) （3） 仿形車粗車復(fù)合固定循環(huán)指令（G73） G73U(i）W(k）R(d）; G73 P（ns）Q(nf)U（u）W(w)F 其

13、中，i為X軸方向的退刀量的大小和方向（半徑量指定），該值是模態(tài)值；k為Z軸方向的退刀量的大小和方向，該值是模態(tài)值；d為分層次數(shù)（粗車重復(fù)加工次數(shù)）;其余次參數(shù)請(qǐng)參照G71指令。 軌跡圖如下： 多重復(fù)合循環(huán)軌跡圖（4） 端面切槽循環(huán)指令（G74） G74R(e); G74X(U)_Z(W)_P(i)Q(k)R（d）F; 其中，i為刀具完成一次軸向切削后，在X方向的偏移量，該值用不帶符號(hào)的半徑量表示；k為Z方向的每次切深量，用不帶符號(hào)的值表示；e為退刀量，其值為模態(tài)值；X(U)_Z(W)_為切槽終點(diǎn)處坐標(biāo)；d為刀具在切削底部的Z向退刀量，F(xiàn)為徑向切削時(shí)的進(jìn)給速度。 端面切槽循環(huán)軌跡圖（5） 徑向切

14、槽循環(huán)指令（G75） G75 R(e);G75 X(U)_Z(W)_P(i)Q(k)R（d）F;其中,e為退刀量，其值為模態(tài)值；X(U)_Z(W)_為切槽終點(diǎn)處坐標(biāo)；d為刀具在切削底部的Z向退刀量，F(xiàn)為徑向切削時(shí)的進(jìn)給速度。i為X方向的每次切深量，用不帶符號(hào)的半徑量表示；k為刀具完成一次徑向切削后，在Z方向的偏移量，用不帶符號(hào)的值量表示。 徑向切槽循環(huán)軌跡圖(6)螺紋切削復(fù)合固定循環(huán)指令（G76）G76P(m)（r）(a)Q(dmin)R(d);G76X(U)_Z(W)_R(i)_P(k)Q(d)F_;其中，m為精加工重復(fù)次數(shù)0199；r為倒角量，即螺紋切削退尾處（45°）的Z向退刀

15、距離。A為刀尖角度（螺紋牙型角）。dmin為最小切深，該值用不帶小數(shù)的半徑量表示；d為精加工余量，該值用帶小數(shù)的半徑量表示；X(U)_Z(W)為螺紋切削終點(diǎn)處的坐標(biāo)；i為螺紋半徑差。如果i=0，則進(jìn)行圓柱螺紋切削；k為牙型編程高度。該值用不帶小數(shù)的半徑量表示；d為第一切削深度，該值用不帶小數(shù)的半徑量表示；F為導(dǎo)程（螺距）。 G76循環(huán)的運(yùn)動(dòng)軌跡及進(jìn)刀軌跡圖（6） 螺紋切削單一固定循環(huán)指令（G92） G92X(U)_Z(W)_F_R_; 其中，X(U)_Z(W)_為螺紋切削終點(diǎn)處的坐標(biāo)，U和W后面數(shù)值的符號(hào)取決于螺紋的錐度方向；F為螺紋導(dǎo)程的大小；R為圓錐螺紋切削起點(diǎn)處的X坐標(biāo)之值的1/2。R值

16、為零時(shí)，在程序中可省略不寫，此時(shí)的螺紋為圓柱螺紋。 軌跡圖略2.子程序的調(diào)用指令及格式（M98）1) 子程序的格式，在大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)中，子程序和主程序并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。子程序和主程序在程序號(hào)及程序內(nèi)容方面基本相同，僅結(jié)束標(biāo)記不同。主程序用M02或M30表示結(jié)束，而子程序則用M99表示子程序結(jié)束，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)返回主程序功能。現(xiàn)在在這里就我們常用的方式來(lái)舉例說(shuō)明主程序、子程序的用法及格式。 在工作中我們有時(shí)加工的產(chǎn)品可能由于長(zhǎng)度短，一次裝夾只做一件效率太低，如果我們把材料伸出長(zhǎng)一點(diǎn)，且能夠保證足夠的剛性，可以一次裝夾做34件或更多。在只需加入工件坐標(biāo)系（G55、G56、G57、G58、G59）用以下的程序可實(shí)現(xiàn)。 主程序：O0001 子程序:O0002 N1 N1 G99M3S-T- G99M-S- G0； G0 ;M98P0002； M99 G55M98P0002; G56M98P0002； G57M98P0002； G58M98P0002； G0； M30六、數(shù)控車床的日常保養(yǎng)1.導(dǎo)軌潤(rùn)滑油箱 檢查油量，及時(shí)添加潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油泵是否定時(shí)啟動(dòng)打油及停止。2. 主軸潤(rùn)滑恒溫油箱工作是否正常，油量是否充足，溫度范圍是否合適。3