數(shù)控培訓(xùn)班理論課件

數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)第一章概述什么是數(shù)控機(jī)床？1、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生

1952年美國(guó)Parsons&MIT世界第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床2、數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床

數(shù)控--即數(shù)字控制（NumericalControl,NC），是采用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床--是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床

數(shù)字控制（NC）數(shù)控系統(tǒng)（NCSystem）數(shù)控裝置（NCU）計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）直接數(shù)字控制（DNC）手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDI）加工中心（MC）自動(dòng)換刀裝置（ATC）自動(dòng)托盤(pán)交換裝置（APC）柔性制造單元（FMC）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）3、數(shù)控機(jī)床的組成4、數(shù)控機(jī)床的工作原理輸入、輸出裝置計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置伺服驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)床本體數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)加工程序

數(shù)控裝置根據(jù)接受的信號(hào)，控制機(jī)床、刀具選擇等運(yùn)動(dòng)，使各裝置按照數(shù)控程序給定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出符合要求的零件。

1）存儲(chǔ)介質(zhì)

用于存放編好的數(shù)控程序。如：八單位標(biāo)準(zhǔn)穿孔紙帶、磁盤(pán)等。

2）輸入、輸出裝置

是機(jī)床與外部設(shè)備的接口.主要有：紙帶閱讀機(jī)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、RS232C串行通信口、MDI方式等。

3）數(shù)控裝置

是數(shù)控機(jī)床的核心，將接收的數(shù)字化信息經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換成各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，使設(shè)備按規(guī)定的動(dòng)作執(zhí)行。4）伺服系統(tǒng)

把來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。

常用的有：直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。

5）檢測(cè)反饋系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)機(jī)床實(shí)際情況的檢測(cè)、比較，計(jì)算出偏差，并發(fā)出糾正誤差指令，進(jìn)而提高機(jī)床的加工精度。

測(cè)量反饋系統(tǒng)可分為：半閉環(huán)和閉環(huán)兩種系統(tǒng)

6）機(jī)床的機(jī)械部件

加工運(yùn)動(dòng)的實(shí)際機(jī)械部件。

主要包括：主運(yùn)動(dòng)部件，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件、支承部件，還有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位部件等輔助裝置。7）可編程控制器(PLC)

數(shù)控設(shè)備用可編程控制器主要完成數(shù)控設(shè)備的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯順序控制，即用PLC程序代替用繼電器控制線路，實(shí)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的輔助功能、主軸轉(zhuǎn)速功能、刀具功能的譯碼和控制。 數(shù)控設(shè)備用PLC有內(nèi)裝型和獨(dú)立型兩種。內(nèi)裝型PLC從屬于CNC裝置，PLC硬件電路可與CNC裝置其它電路制作在同一塊印刷板上，也可以作成獨(dú)立的電路板。獨(dú)立型PLC獨(dú)立CNC裝置，本身具有完備的硬、軟件功能，可以獨(dú)立完成所規(guī)定的控制任務(wù)。5、數(shù)控機(jī)床的邏輯組成主軸伺服單元數(shù)控裝置輸出設(shè)備PLC進(jìn)給伺服單元主軸電機(jī)進(jìn)給電機(jī)位置檢測(cè)機(jī)床本體接口電路操作面板輸入設(shè)備6、數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)

按工藝用途分類(lèi)

1）數(shù)控車(chē)床（NCLathe）。

2）數(shù)控銑床（NCMillingMachine）。

3）加工中心（MachineCenter）。

4）數(shù)控鉆床（NCDrillingMachine）。

5）數(shù)控鏜床（NCBoringMachine）。

6）數(shù)控齒輪加工機(jī)床（NCGearHollingMachine）。

7）數(shù)控平面磨床（NCSurfaceGrindingMachine）。8）數(shù)控外圓磨床（NCExternalCylindricalGrindingMachine）。9）數(shù)控輪廓磨床（NCContourGrindingMachine）。10）數(shù)控工具磨床（NCToolGrindingMachine）。11）數(shù)控坐標(biāo)磨床（NCJigGrindingMachine）。12）數(shù)控電火花加工機(jī)床（NCDiesinkingElectricDischargeMachine）。13）數(shù)控線切割機(jī)床（NCWireElectricDischargeMachine）。14）數(shù)控激光加工機(jī)床（NCLaserBeamMachine）。15）數(shù)控沖床（NCPunchingPress）。16）數(shù)控超聲波加工機(jī)床（NCUltrasonicMachine）。17）其他（如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等）。按運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)方方式式分分類(lèi)類(lèi)1）點(diǎn)位位控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（PositioningControl）只控控制制刀刀具具相相對(duì)對(duì)于于工工件件定定位位點(diǎn)點(diǎn)的的位位置置，，不不控控制制點(diǎn)點(diǎn)與與點(diǎn)點(diǎn)之之間間的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌軌跡跡，，移移動(dòng)動(dòng)過(guò)過(guò)程程中中不不進(jìn)進(jìn)行行切切削削加加工工。。2)直線線控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（Straight-lineControl）控制制刀刀具具或或機(jī)機(jī)床床工工作作臺(tái)臺(tái)以以給給定定速速度度,沿平平行行于于某某一一坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸方方向向，，或或沿沿著著與與坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸成成一一定定角角度度的的斜斜線線方方向向，，由由一一個(gè)個(gè)位位置置到到另另一一個(gè)個(gè)位位置置的的精精確確移移動(dòng)動(dòng)并并進(jìn)進(jìn)行行切切削削加加工工。3）輪廓廓控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（ContourControl）能同同時(shí)時(shí)控控制制2~5個(gè)坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸，，使使刀刀具具和和工工件件按按平平面面、、曲曲面面或或空空間間曲曲面面輪輪廓廓的的規(guī)規(guī)律律進(jìn)進(jìn)行行相相對(duì)對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，加加工工出出復(fù)復(fù)雜雜的的零零件件。。運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌軌跡跡是是任意意斜斜率率的的直直線線、、圓圓弧弧、、螺螺旋旋線線等等。。按控控制制方方式式分分類(lèi)類(lèi)1）開(kāi)開(kāi)環(huán)環(huán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（OpenLoopControl）系統(tǒng)統(tǒng)沒(méi)沒(méi)有有位位置置反反饋饋元元件件，，通通常常用用功功率率步步進(jìn)進(jìn)電電機(jī)機(jī)或或電電液液伺伺服服電電機(jī)機(jī)作作為為執(zhí)執(zhí)行行機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)。。精度度主主要要取取決決于于伺伺服服元元件件和和機(jī)機(jī)床床傳傳動(dòng)動(dòng)元元件件的的精精度度、、剛剛度度和和動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)特特性性。特點(diǎn)點(diǎn)是是：系統(tǒng)統(tǒng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，調(diào)調(diào)試試維維修修方方便便，，工工作作穩(wěn)穩(wěn)定定，，成成本本較較低低，但但控制制精精度度較較低低。2）閉閉環(huán)環(huán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（ClosedLoopControl）在機(jī)機(jī)床床移移動(dòng)動(dòng)部部件件上上裝裝有有位置置檢檢測(cè)測(cè)裝裝置置，用偏偏差差進(jìn)進(jìn)行行控控制制，，使移移動(dòng)動(dòng)部部件件按按照照實(shí)實(shí)際際的的要要求求運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，最最終終實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)精精確確定定位位。。精度度主主要要取取決決于于測(cè)測(cè)量量元元件件的的精精度度。優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是是：精度度高高、、速速度度快快。。主要要用用于：：精度度要要求求較較高高的機(jī)床。3）半閉環(huán)控制制系統(tǒng)（Semi-closedLoopControl）位置檢測(cè)裝置置安裝在傳動(dòng)動(dòng)絲杠的端部部，間接測(cè)量量執(zhí)行部件的的實(shí)際位置。。特點(diǎn)：精度介于開(kāi)環(huán)環(huán)與閉環(huán)之間間，調(diào)試方便便，穩(wěn)定性好好，應(yīng)用較廣廣。按系統(tǒng)功能分分類(lèi)1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控控機(jī)床2）全功能型數(shù)數(shù)控機(jī)床

性能類(lèi)別CPU位數(shù)聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分辨率(um)進(jìn)給速度(m/min)顯示高級(jí)型325<0.1>24三維動(dòng)態(tài)普及型1630.1~1010~24字符圖形經(jīng)濟(jì)型8<3<10<10字符7、數(shù)控機(jī)床的的發(fā)展趨勢(shì)1）高速化2）高精度化3）多功能化4）智能化5）高可靠性6）綜合自動(dòng)化化、集成鏈接：數(shù)控機(jī)床的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)十五目標(biāo)數(shù)控機(jī)床年增增長(zhǎng)率:>18%到2005年產(chǎn)產(chǎn)量:25000~30000臺(tái)品種:2000種數(shù)控化率:20%2000年，號(hào)稱“數(shù)數(shù)控王國(guó)”的的日本的金切切機(jī)床產(chǎn)值數(shù)數(shù)控化率和產(chǎn)產(chǎn)量數(shù)控化率率更是分別高高達(dá)88.5%和59.4%。而我國(guó)機(jī)床床行業(yè)的產(chǎn)值值數(shù)控化率僅僅為22.7%，產(chǎn)量數(shù)控化化率為9.1%，與日本1976年的情況相近近。補(bǔ)充：CNC簡(jiǎn)介初步認(rèn)識(shí)：CNC裝置是數(shù)控加加工用專用計(jì)算機(jī)，除具有一般般計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)外，還有與與數(shù)控機(jī)床功功能有關(guān)的功功能模塊結(jié)構(gòu)構(gòu)和接口單元元。CNC裝置由硬件和和軟件組成，，軟件在硬件件的支持下運(yùn)運(yùn)行，離開(kāi)軟軟件，硬件便便無(wú)法工作，，兩者缺一不不可。輸入譯碼、預(yù)處理插補(bǔ)位置控制電機(jī)CNC系統(tǒng)的主要工工作過(guò)程1.正常工作前的的準(zhǔn)備工作在接通電源后后，CNC裝置將對(duì)數(shù)控控系統(tǒng)及數(shù)控控機(jī)床的各組組成部分的工工作狀態(tài)進(jìn)行行檢查和診斷斷，并設(shè)置初初始狀態(tài)。2.零件加工控制制信息的輸入入CNC系統(tǒng)具備了正正常工作條件件后，開(kāi)始輸輸入零件加工工程序、刀具具長(zhǎng)度補(bǔ)償數(shù)數(shù)值、刀具半半徑補(bǔ)償數(shù)值值以及工件坐坐標(biāo)系原點(diǎn)相相對(duì)機(jī)床原點(diǎn)點(diǎn)的坐標(biāo)值。。3.數(shù)控加工程序序的譯碼和預(yù)預(yù)處理加工控制信息息輸入后，啟啟動(dòng)加工運(yùn)行行，此時(shí)CNC裝置在系統(tǒng)控控制程序的作作用下，對(duì)數(shù)數(shù)控程序進(jìn)行行預(yù)處理，即即進(jìn)行譯碼和和預(yù)計(jì)算（刀刀補(bǔ)計(jì)算、坐坐標(biāo)變換等））。4.插補(bǔ)計(jì)算一個(gè)程序段的的加工控制信信息預(yù)處理完完畢后進(jìn)行插插補(bǔ)處理。所所謂“插補(bǔ)””就是指在一一條已知起點(diǎn)點(diǎn)和終點(diǎn)的曲曲線上進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化化。插補(bǔ)的任任務(wù)就是根據(jù)據(jù)進(jìn)給速度的的要求，在一一段零件輪廓廓的起點(diǎn)和終終點(diǎn)之間，計(jì)計(jì)算出若干個(gè)個(gè)中間點(diǎn)，分分別向各個(gè)坐坐標(biāo)軸發(fā)出方方向、大小和和速度都確定定的運(yùn)動(dòng)序列列指令。5.位置控制各個(gè)坐標(biāo)軸的的伺服系統(tǒng)將將插補(bǔ)結(jié)果作作為各個(gè)坐標(biāo)標(biāo)軸位置調(diào)節(jié)節(jié)器的指令值值，機(jī)床上位位置檢測(cè)元件件測(cè)得的位移移作為實(shí)際位位置值。位置置調(diào)節(jié)器將兩兩者進(jìn)行比較較，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)，輸出相應(yīng)應(yīng)的位置和速速度控制信號(hào)號(hào)，控制各軸軸伺服系統(tǒng)驅(qū)驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。通通過(guò)各個(gè)坐標(biāo)標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的合合成，產(chǎn)生數(shù)數(shù)控加工程序序所要求的工工件輪廓尺寸寸。CNC裝置的功能及及特點(diǎn)CNC裝置采用了微微處理器、存存儲(chǔ)器、接口口芯片等，通通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過(guò)去難以實(shí)實(shí)現(xiàn)的許多功功能，因此CNC裝置的功能要要比過(guò)去的NC裝置的功能豐豐富得多，更更加便于適應(yīng)應(yīng)數(shù)控機(jī)床的的復(fù)雜控制要要求。一、CNC裝置的功能數(shù)控裝置的功功能通常包括括基本功能和和選擇功能。。基本功能是是數(shù)控系統(tǒng)的的必備功能，，選擇功能是是供用戶根據(jù)據(jù)機(jī)床特點(diǎn)和和用途進(jìn)行選選擇的功能。。CNC裝置的功能主主要反映在準(zhǔn)準(zhǔn)備功能G指令代碼和輔輔助功能指令令代碼上。下下面簡(jiǎn)要介紹紹以下CNC裝置的功能。。㈠控制功能控制功能是指指CNC裝置能夠控制制的以及能夠夠同時(shí)控制的的軸數(shù)?？刂浦乒δ苁菙?shù)控控裝置的主要要性能指標(biāo)之之一?？刂戚S軸有移動(dòng)軸和和回轉(zhuǎn)軸，基基本軸和附加加軸?？刂戚S軸數(shù)越多，特特別是同時(shí)控控制軸數(shù)越多多，CNC裝置的功能越越強(qiáng)，同時(shí)CNC裝置就越復(fù)雜雜，編制零件件加工程序也也就越困難。。㈡準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能也稱稱G功能，用來(lái)指指令機(jī)床動(dòng)作作方式的功能能，包括基本本移動(dòng)、程序序暫停、平面面選擇、坐標(biāo)標(biāo)設(shè)定、刀具具補(bǔ)償、基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)返回、固固定循環(huán)等指指令。它用地地址G和它后續(xù)的兩兩位數(shù)字表示示。ISO標(biāo)準(zhǔn)中，準(zhǔn)備備功能從G00~G99共100種。㈢插補(bǔ)功能CNC裝置是通過(guò)軟軟件進(jìn)行插補(bǔ)補(bǔ)計(jì)算，連續(xù)續(xù)控制時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)性很強(qiáng)，計(jì)計(jì)算速度很難難滿足數(shù)控機(jī)機(jī)床對(duì)進(jìn)給速速度和分辨率率的要求。因因此實(shí)際的CNC裝置插補(bǔ)功能能被分為粗插插補(bǔ)和精插補(bǔ)補(bǔ)。進(jìn)行輪廓加工工的零件的形形狀，大部分分是直線和圓圓弧構(gòu)成，有有的是由更復(fù)復(fù)雜的曲線構(gòu)構(gòu)成，因此有有直線插補(bǔ)、、圓弧插補(bǔ)、、拋物線插補(bǔ)補(bǔ)、極坐標(biāo)插插補(bǔ)、螺旋線線插補(bǔ)、樣條條曲線插補(bǔ)等等。實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算算的方法有逐逐點(diǎn)比較法和和數(shù)字積分法法等。CNC系統(tǒng)中具有的的插補(bǔ)功能有有直線插補(bǔ)功功能、圓弧插插補(bǔ)功能、拋拋物線插補(bǔ)功功能以及螺旋旋線插補(bǔ)功能能等。直線和圓弧插插補(bǔ)功能采用用的插補(bǔ)算法法一般為脈沖沖增量插補(bǔ)算算法和數(shù)字增增量插補(bǔ)（數(shù)數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)補(bǔ)）算法。逐點(diǎn)比較法又又稱區(qū)域判別別法或醉步式式近似法?；舅枷胧潜槐豢刂茖?duì)象在在數(shù)控裝置的的控制下，按按要求的軌跡跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，每每走一步都要要和規(guī)定的軌軌跡比較，根根據(jù)比較的結(jié)結(jié)果決定下一一步的移動(dòng)方方向。逐點(diǎn)比比較法可以實(shí)實(shí)現(xiàn)直線和圓圓弧插補(bǔ)。逐點(diǎn)比較法的的應(yīng)用對(duì)象主主要在兩坐標(biāo)標(biāo)開(kāi)環(huán)CNC系統(tǒng)中應(yīng)用。。逐點(diǎn)比較法直直線插補(bǔ)算法法：⑴判別函數(shù)及判判別條件如圖所示，對(duì)對(duì)XY平面第一象限限直線段進(jìn)行行插補(bǔ)。直線線段起點(diǎn)位于于坐標(biāo)原點(diǎn)O，終點(diǎn)位于A（Xe,Ye）。設(shè)點(diǎn)點(diǎn)P（Xi，Yi）為任一一動(dòng)點(diǎn)。。若P點(diǎn)在直線線OA上，則：：XeYi–XiYe=0若P點(diǎn)在直線線OA上方，則則：XeYi–XiYe>0若P點(diǎn)在直線線OA下方，則則：XeYi–XiYe<0A(Xe,Ye）P(Xi,Yi）F＞0F＜0XY定義F=XeYi–XiYe偏差函數(shù)數(shù)，則可可得到如如下結(jié)論論：當(dāng)F=0時(shí)，加工工點(diǎn)P落在直線線上；當(dāng)F>0時(shí)，加工工點(diǎn)P落在直線線上方；；當(dāng)F<0時(shí)，加工工點(diǎn)P落在直線線下方；；⑵進(jìn)給方方向判別別①當(dāng)F>0時(shí)，應(yīng)該該向+X方向發(fā)一一脈沖，，使刀具具向+X方向前進(jìn)進(jìn)一步，，以接近近該直線線。②當(dāng)F<0時(shí)，應(yīng)該該向+Y方向發(fā)一一脈沖，，使刀具具向+Y方向前進(jìn)進(jìn)一步，，以接近近該直線線。③當(dāng)F=0時(shí)，既可可以向+X方向發(fā)一一脈沖，，也可以以向+Y方向前進(jìn)進(jìn)一步。。但通常常將F=0和F>0做同樣的的處理，，既都向向+X方向發(fā)一一脈沖。。⑶迭代法偏偏差函數(shù)數(shù)F的推導(dǎo)為了減少少計(jì)算量量，通常常采用迭迭代法計(jì)計(jì)算偏差差函數(shù)F:即每走一一步，新新加工點(diǎn)點(diǎn)的偏差差用前一一點(diǎn)的偏偏差遞推推出來(lái)。。①F≥0時(shí)，應(yīng)向向+X發(fā)出一進(jìn)進(jìn)給脈沖沖，刀具具從現(xiàn)加加工點(diǎn)（（Xi,Yi）向+X方向前進(jìn)進(jìn)一步，，達(dá)到新新加工點(diǎn)點(diǎn)（Xi+1,Yi），則新新加工點(diǎn)點(diǎn)的偏差差值為：：Fi+1,i=XeYi–Xi+1Ye=XeYi–(Xi+1)Ye=XeYi–XiYe-Ye=F––Ye②F<0時(shí)，應(yīng)向向+Y發(fā)出一進(jìn)進(jìn)給脈沖沖，刀具具從現(xiàn)加加工點(diǎn)（（Xi,Yi）向+Y方向前進(jìn)進(jìn)一步，，達(dá)到新新加工點(diǎn)點(diǎn)（Xi+1,Yi），則新新加工點(diǎn)點(diǎn)的偏差差值為：：Fi+1,i=XeYi+1–XiYe=Xe(Yi+1)––XiYe=XeYi–XiYe+Xe=F+XeN偏差計(jì)算偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給到達(dá)終點(diǎn)？插補(bǔ)結(jié)束Y插補(bǔ)開(kāi)始逐點(diǎn)比較較法工作作循環(huán)圖圖（4）插補(bǔ)步步驟例題：設(shè)欲加工工的直線線位于XY平面的第第一象限限，直線線的起點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)為為坐標(biāo)原原點(diǎn)，終終點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)為Xe=5，Ye=3。試用逐逐點(diǎn)比較較法對(duì)該該段直線線進(jìn)行插插補(bǔ)，并并畫(huà)出插插補(bǔ)軌跡跡。解插插補(bǔ)過(guò)程程運(yùn)算過(guò)過(guò)程如下下表所示示，表中中Xe，Ye是直線終終點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)，n為總步數(shù)數(shù)，n=|Xe|+|Ye|=8。脈沖個(gè)數(shù)偏差判別進(jìn)給方向偏差計(jì)算終點(diǎn)判別0F0=0,Xe=5,Ye=3n=81F0=0+XF1=F0-Ye=-372F1=-3<0+YF2=F1+Xe=263F2=2>0+XF3=F2-Ye=-154F3=-1<0+YF4=F3+Xe=445F4=4>0+XF5=F4-Ye=136F5=1>0+XF6=F5-Ye=-227F6=-2<0+YF7=F6+Xe=318F7=3>0+XF8=F7-Ye=00到達(dá)終點(diǎn)逐點(diǎn)比較較法直線線插補(bǔ)軌軌跡Y14X56OA(5,3)2378㈣固定循環(huán)環(huán)加工功功能用數(shù)控機(jī)機(jī)床加工工零件，，一些典典型的加加工工序序，如鉆鉆孔、攻攻絲、鏜鏜孔、深深孔鉆削削、切螺螺紋等，，所需完完成的動(dòng)動(dòng)作循環(huán)環(huán)十分典典型，將將這些典典型動(dòng)作作預(yù)先編編好程序序并存儲(chǔ)儲(chǔ)在存儲(chǔ)儲(chǔ)器中，，用G代碼進(jìn)行行指令。。固定循循環(huán)中的的G代碼指令令的動(dòng)作作程序要要比一般般的G代碼所指指令的動(dòng)動(dòng)作要多多得多，，因此使使用固定定循環(huán)功功能，可可以大大大簡(jiǎn)化程程序編制制。㈤進(jìn)給功能能進(jìn)給功能能用F直接指令令各軸的的進(jìn)給速速度⒈進(jìn)給給速度表表示刀刀具每分分鐘移動(dòng)動(dòng)的距離離,單位是mm/min⒉同步進(jìn)給給速度為為主軸軸每轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)進(jìn)給軸軸的進(jìn)給給量,單位是mm/r。⒊快速速進(jìn)給速速度它它是通過(guò)過(guò)參數(shù)設(shè)設(shè)定的，，用G00指令指定定，同時(shí)時(shí)可以通通過(guò)操作作面板上上的快速速倍率開(kāi)開(kāi)關(guān)修正正。⒋進(jìn)給給倍率操操作面面板上設(shè)設(shè)置了進(jìn)進(jìn)給倍率率開(kāi)關(guān)，，可以對(duì)對(duì)程序中中指定的的F值進(jìn)行修修正。倍倍率可在在0%~200%之間變化化。㈥主軸功能能主軸功能能就是指指定主軸軸轉(zhuǎn)速的的功能，，用地址址S和它后續(xù)續(xù)的數(shù)值值表示，，單位是是r/min。主軸的的轉(zhuǎn)向要要用M03、M04指令指定定。㈦輔助功功能輔助功能能是數(shù)控控加工中中不可缺缺少的輔輔助操作作，用地地址M和它后續(xù)續(xù)的數(shù)字字表示。。在ISO標(biāo)準(zhǔn)中，，可有M00~M99共100種。輔助助功能用用來(lái)規(guī)定定主軸的的起、停停，冷卻卻液的開(kāi)開(kāi)、關(guān)等等。㈧刀具功功能刀具功能能是用來(lái)來(lái)選擇刀刀具，用用地址T和它后續(xù)續(xù)的數(shù)值值表示。。刀具功功能一般般要和輔輔助功能能一起使使用。㈨補(bǔ)償功能能加工過(guò)程程中由于于刀具磨磨損或更更換刀具具，以及及機(jī)械傳傳動(dòng)中的的絲杠螺螺距誤差差和反向向間隙，，將使實(shí)實(shí)際加工工出的零零件尺寸寸與程序序規(guī)定的的尺寸不不一致，，造成加加工誤差差。因此此CNC裝置設(shè)計(jì)計(jì)了補(bǔ)償償功能，，它可以以把刀具具長(zhǎng)度、、刀具半半徑的補(bǔ)補(bǔ)償量、、絲杠的的螺距誤誤差和反反向間隙隙誤差的的補(bǔ)償量量輸入到到CNC裝置的存存儲(chǔ)器，，它就按按補(bǔ)償量量重新計(jì)計(jì)算刀具具的運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡和和坐標(biāo)尺尺寸，從從而加工工出符合合要求的的零件。。㈩字符顯顯示功能能CNC裝置可以以配置單單色或彩彩色CRT，通過(guò)軟軟件和接接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)字符和和圖形顯顯示?？煽梢燥@示示加工程程序、參參數(shù)、各各種補(bǔ)償償量、坐坐標(biāo)位置置、故障障信息、、零件圖圖形、動(dòng)動(dòng)態(tài)刀具具運(yùn)動(dòng)軌軌跡等。。（十一））自診斷斷功能CNC裝置中設(shè)設(shè)置了各各種診斷斷程序，，可以防防止故障障的發(fā)生生或擴(kuò)大大。在故故障出現(xiàn)現(xiàn)后可迅迅速查明明故障類(lèi)類(lèi)型及部部位，減減少因故故障而造造成的停停機(jī)時(shí)間間。（十二））通信功功能通常具有有RS232C接口，有有還備有有DNC接口?，F(xiàn)現(xiàn)在部分分?jǐn)?shù)控機(jī)機(jī)床還具具有網(wǎng)卡卡，可以以接入互互聯(lián)網(wǎng)。。（十三））在線編編程功能能此功能可可以在數(shù)數(shù)控加工工過(guò)程中中進(jìn)行，，因此不不占用機(jī)機(jī)時(shí)。在在線編程程時(shí)使用用的自動(dòng)動(dòng)編程軟軟件有：：人機(jī)交交互式自自動(dòng)編程程系統(tǒng)、、APT語(yǔ)言編程程系統(tǒng)、、藍(lán)圖直直接編程程系統(tǒng)等等。常見(jiàn)的數(shù)數(shù)控機(jī)床床重要部部件：CNC數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)伺伺服服電機(jī)感應(yīng)同步步器V2定尺滑尺正弦繞組組VsVc余弦繞組組編碼器光柵滾珠絲桿桿副直直線導(dǎo)軌軌副數(shù)控加工工的工藝藝分析1、工藝與與工步的的劃分?jǐn)?shù)控加工工工藝路路線設(shè)計(jì)計(jì)中應(yīng)注注意以下下幾個(gè)問(wèn)問(wèn)題：1)、工序的的劃分根據(jù)數(shù)控控加工的的特點(diǎn)，，數(shù)控加加工工序序的劃分分一般可可按下列列方法進(jìn)進(jìn)行：（1）以一次次安裝、、加工作作為一道道工序。。這種方方法適合合于加工工內(nèi)容較較少的零零件，加加工完后后就能達(dá)達(dá)到待檢檢狀態(tài)。。（2）以同一一把刀具具加工的的內(nèi)容劃劃分工序序。有些些零件雖雖然能在在一次安安裝中加加工出很很多待加加工表面面，但考考慮到程程序太長(zhǎng)長(zhǎng)，會(huì)受受到某些些限制，，如控制制系統(tǒng)的的限制（（主要是是內(nèi)存容容量），，機(jī)床連連續(xù)工作作時(shí)間的的限制（（如一道道工序在在一個(gè)工工作班內(nèi)內(nèi)不能結(jié)結(jié)束）等等。此外外，程序序太長(zhǎng)會(huì)會(huì)增加出出錯(cuò)與檢檢索的困困難。因因此程序序不能太太長(zhǎng)，一一道工序序的內(nèi)容容不能太太多。（3）以加工工部位劃劃分工序序。對(duì)于于加工內(nèi)內(nèi)容很多多的工件件，可按按其結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)將將加工部部位分成成幾個(gè)部部分，如如內(nèi)腔、、外形、、曲面或或平面，，并將每每一部分分的加工工作為一一道工序序。（4）以粗、、精加工工劃分工工序。對(duì)對(duì)于經(jīng)加加工后易易發(fā)生變變形的工工件，由由于對(duì)粗粗加工后后可能發(fā)發(fā)生的變變形需要要進(jìn)行校校形，故故一般來(lái)來(lái)說(shuō)，凡凡要進(jìn)行行粗、精精加工的的過(guò)程，，都要將將工序分分開(kāi)。2)、順序的的安排順順序的安安排應(yīng)根根據(jù)零件件的結(jié)構(gòu)構(gòu)和毛坯坯狀況，，以及定定位、安安裝與夾夾緊的需需要來(lái)考考慮。順順序安排排一般應(yīng)應(yīng)按以下下原則進(jìn)進(jìn)行：（（1）上道工工序的加加工不能能影響下下道工序序的定位位與夾緊緊，中間間穿插有有通用機(jī)機(jī)床加工工工序的的也應(yīng)綜綜合考慮慮；（（2）先進(jìn)行行內(nèi)腔加加工，后后進(jìn)行外外形加工工；（（3）以相同同定位、、夾緊方方式加工工或用同同一把刀刀具加工工的工序序，最好好連續(xù)加加工，以以減少重重復(fù)定位位次數(shù)、、換刀次次數(shù)與挪挪動(dòng)壓板板次數(shù)；；2、確定定位位和夾緊緊方案在確定定定位和夾夾緊方案案時(shí)應(yīng)注注意以下下幾個(gè)問(wèn)問(wèn)題：（1）盡可能能做到設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)、工藝藝基準(zhǔn)與與編程計(jì)計(jì)算基準(zhǔn)準(zhǔn)的統(tǒng)一一；（2）盡量將將工序集集中，減減少裝夾夾次數(shù)，，盡可能能在一次次裝夾后后能加工工出全部部待加工工表面；；（3）避免采采用占機(jī)機(jī)人工調(diào)調(diào)整時(shí)間間長(zhǎng)的裝裝夾方案案；（4）夾緊力力的作用用點(diǎn)應(yīng)落落在工件件剛性較較好的部部位。3、確定走刀刀路線和和安排加加工順序序走刀路線線就是刀刀具在整整個(gè)加工工工序中中的運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡，，它不但但包括了了工步的的內(nèi)容，，也反映映出工步步順序。。走刀路路線是編編寫(xiě)程序序的依據(jù)據(jù)之一。。確定走走刀路線線時(shí)應(yīng)注注意以下下幾點(diǎn)：：1）、尋求求最短加加工路線線如如加工工左圖所所示零件件上的孔孔系。中中圖的走走刀路線線為先加加工完外外圈孔后后，再加加工內(nèi)圈圈孔。若若改用右右圖的走走刀路線線，減少少空刀時(shí)時(shí)間，則則可節(jié)省省定位時(shí)時(shí)間近一一倍，提提高了加加工效率率。2）、最終終輪廓一一次走刀刀完成為保證工工件輪廓廓表面加加工后的的粗糙度度要求，，最終輪輪廓應(yīng)安安排在最最后一次次走刀中中連續(xù)加加工出來(lái)來(lái)。如如圖圖a為用行切切方式加加工內(nèi)腔腔的走刀刀路線，，這種走走刀能切切除內(nèi)腔腔中的全全部余量量，不留留死角，，不傷輪輪廓。但但行切法法將在兩兩次走刀刀的起點(diǎn)點(diǎn)和終點(diǎn)點(diǎn)間留下下殘留高高度，而而達(dá)不到到要求的的表面粗粗糙度。。所以如如采用b圖的走刀刀路線，，先用行行切法，，最后沿沿周向環(huán)環(huán)切一刀刀，光整整輪廓表表面，能能獲得較較好的效效果。圖圖c也是一種種較好的的走刀路路線方式式。3）、選擇擇切入切切出方向向考慮刀具具的進(jìn)、、退刀（（切入、、切出））路線時(shí)時(shí)，刀具具的切出出或切入入點(diǎn)應(yīng)在在沿零件件輪廓的的切線上上，以保保證工件件輪廓光光滑；應(yīng)應(yīng)避免在在工件輪輪廓面上上垂直上上、下刀刀而劃傷傷工件表表面；盡盡量減少少在輪廓廓加工切切削過(guò)程程中的暫暫停（切切削力突突然變化化造成彈彈性變形形），以以免留下下刀痕，，如圖所所示。4、確定刀具具與工件件的相對(duì)對(duì)位置對(duì)于數(shù)控控機(jī)床來(lái)來(lái)說(shuō)，在在加工開(kāi)開(kāi)始時(shí)，，確定刀刀具與工工件的相相對(duì)位置置是很重重要的，，這一相相對(duì)位置置是通過(guò)過(guò)確認(rèn)對(duì)對(duì)刀點(diǎn)來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的的。對(duì)刀刀點(diǎn)是指指通過(guò)對(duì)對(duì)刀確定定刀具與與工件相相對(duì)位置置的基準(zhǔn)準(zhǔn)點(diǎn)。對(duì)對(duì)刀點(diǎn)可可以設(shè)置置在被加加工零件件上，也也可以設(shè)設(shè)置在夾夾具上與與零件定定位基準(zhǔn)準(zhǔn)有一定定尺寸聯(lián)聯(lián)系的某某一位置置，對(duì)刀刀點(diǎn)往往往就選擇擇在零件件的加工工原點(diǎn)。。對(duì)刀點(diǎn)點(diǎn)的選擇擇原則如如下：（1）所選的的對(duì)刀點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)使程程序編制制簡(jiǎn)單；；（2）對(duì)刀點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)選擇擇在容易易找正、、便于確確定零件件加工原原點(diǎn)的位位置；（3）對(duì)刀點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)選在在加工時(shí)時(shí)檢驗(yàn)方方便、可可靠的位位置；（4）對(duì)刀點(diǎn)點(diǎn)的選擇擇應(yīng)有利利于提高高加工精精度。在使用對(duì)對(duì)刀點(diǎn)確確定加工工原點(diǎn)時(shí)時(shí)，就需需要進(jìn)行行“對(duì)刀”。所謂對(duì)對(duì)刀是指指使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合的操操作。每每把刀具具的半徑徑與長(zhǎng)度度尺寸都都是不同同的，刀刀具裝在在機(jī)床上上后，應(yīng)應(yīng)在控制制系統(tǒng)中中設(shè)置刀刀具的基基本位置置。“刀位點(diǎn)”是指刀具具的定位位基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)。如下下頁(yè)圖中中所示，，圓柱銑銑刀的刀刀位點(diǎn)是是刀具中中心線與與刀具底底面的交交點(diǎn)；球球頭銑刀刀的刀位位點(diǎn)是球球頭的球球心點(diǎn)或或球頭頂頂點(diǎn)；車(chē)車(chē)刀的刀刀位點(diǎn)是是刀尖或或刀尖圓圓弧中心心；鉆頭頭的刀位位點(diǎn)是鉆鉆頭頂點(diǎn)點(diǎn)。換刀點(diǎn)是是為加工工中心、、數(shù)控車(chē)車(chē)床等采采用多刀刀進(jìn)行加加工的機(jī)機(jī)床而設(shè)設(shè)置的，，因?yàn)檫@這些機(jī)床床在加工工過(guò)程中中要自動(dòng)動(dòng)換刀。。對(duì)于手手動(dòng)換刀刀的數(shù)控控銑床，，也應(yīng)確確定相應(yīng)應(yīng)的換刀刀位置。。為防止止換刀時(shí)時(shí)碰傷零零件、刀刀具或夾夾具，換換刀點(diǎn)常常常設(shè)置置在被加加工零件件的輪廓廓之外，，并留有有一定的的安全量量。五、數(shù)控控機(jī)床坐坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)1．?dāng)?shù)控控機(jī)床的的坐標(biāo)系系

在數(shù)數(shù)控機(jī)床床中，為為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)零件的的加工，，往往需需要控制制幾個(gè)方方向的運(yùn)運(yùn)動(dòng)，這這就需要要建立坐坐標(biāo)系，，以便區(qū)區(qū)別不同同運(yùn)動(dòng)方方向。為為了使編編出的程程序在不不同廠家家生產(chǎn)的的同類(lèi)機(jī)機(jī)床上有有互換性性，必須須統(tǒng)一規(guī)規(guī)定數(shù)控控機(jī)床的的坐標(biāo)方方向。我我國(guó)的JB3051-82標(biāo)準(zhǔn)為《數(shù)字控制制機(jī)床坐坐標(biāo)軸和和運(yùn)動(dòng)方方向的命命名》，其中的的規(guī)定與與國(guó)際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)ISO841中的規(guī)定定是相同同的。右手笛卡卡爾直角角坐標(biāo)系系（1）Z坐標(biāo)：平平行于主主軸，刀刀具離開(kāi)開(kāi)工件的的方向?yàn)闉檎?。?）X坐標(biāo)：Z坐標(biāo)垂直直，且刀刀具旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，所以以面對(duì)刀刀具主軸軸向立柱柱方向看看，向右右為正。。（3）Y坐標(biāo)：在在Z、X坐標(biāo)確定定后，用用右手直直角坐標(biāo)標(biāo)系來(lái)確確定。（（4）指定平平行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸軸可以采用用的附加加坐標(biāo)系系：第二二組U、V、W坐標(biāo)，第第三組P、Q、R坐標(biāo)。（5）指定定不平行行于X、Y、Z的坐標(biāo)軸軸也可以采采用的附附加坐標(biāo)標(biāo)系：第第二組U、V、W坐標(biāo)，第第三組P、Q、R坐標(biāo)。機(jī)床原點(diǎn)點(diǎn)的設(shè)置置機(jī)床原點(diǎn)點(diǎn)是指在在機(jī)床上上設(shè)置的的一個(gè)固固定點(diǎn)，，即機(jī)床床坐標(biāo)系系的原點(diǎn)點(diǎn)。它在在機(jī)床裝裝配、調(diào)調(diào)試時(shí)就就已確定定下來(lái)，，是數(shù)控控機(jī)床進(jìn)進(jìn)行加工工運(yùn)動(dòng)的的基準(zhǔn)參參考點(diǎn)。。（1）數(shù)控車(chē)車(chē)床的原原點(diǎn)在數(shù)控車(chē)車(chē)床上，，機(jī)床原原點(diǎn)一般般取在卡卡盤(pán)端面面與主軸軸中心線線的交點(diǎn)點(diǎn)處。同同時(shí)，通通過(guò)設(shè)置置參數(shù)的的方法，，也可將將機(jī)床原原點(diǎn)設(shè)定定在X、Z坐標(biāo)的正正方向極極限位置置上。（2）數(shù)控銑銑床的原原點(diǎn)在數(shù)控銑銑床上，，機(jī)床原原點(diǎn)一般般取在X、Y、Z坐標(biāo)的正正方向極極限位置置上。機(jī)床參考考點(diǎn)機(jī)床參考考點(diǎn)是用用于對(duì)機(jī)機(jī)床運(yùn)動(dòng)動(dòng)進(jìn)行檢檢測(cè)和控控制的固固定位置置點(diǎn)。機(jī)床參考考點(diǎn)的位位置是由由機(jī)床制制造廠家家在每個(gè)個(gè)進(jìn)給軸軸上用限限位開(kāi)關(guān)關(guān)精確調(diào)調(diào)整好的的，坐標(biāo)標(biāo)值已輸輸入數(shù)控控系統(tǒng)中中。因此此參考點(diǎn)點(diǎn)對(duì)機(jī)床床原點(diǎn)的的坐標(biāo)是是一個(gè)已已知數(shù)。。數(shù)控機(jī)床床開(kāi)機(jī)時(shí)時(shí)，必須須先確定定機(jī)床原原點(diǎn)，而而確定機(jī)機(jī)床原點(diǎn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)就是刀刀架返回回參考點(diǎn)點(diǎn)的操作作，這樣樣通過(guò)確確認(rèn)參考考點(diǎn)，就就確定了了機(jī)床原原點(diǎn)。只只有機(jī)床床參考點(diǎn)點(diǎn)被確認(rèn)認(rèn)后，刀刀具（或或工作臺(tái)臺(tái)）移動(dòng)動(dòng)才有基基準(zhǔn)。工件坐標(biāo)標(biāo)系的確確定編程坐標(biāo)標(biāo)系是編編程人員員根據(jù)零零件圖樣樣及加工工工藝等等建立的的