數(shù)控編程項目一

數(shù)控編程與操作技術(shù)一、課程紹介1、本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)和機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)課。2、技術(shù)環(huán)節(jié)多，實(shí)踐性強(qiáng)，需要理論聯(lián)系實(shí)際且要求動手能力強(qiáng)。3、本課程兩個核心，一是數(shù)控機(jī)床及其操作技術(shù)，二是數(shù)控程序的編制及管理。二、專業(yè)課的學(xué)習(xí)方法探討1、選擇適當(dāng)?shù)膮⒖紩?、做課堂筆記。以聽為主，重點(diǎn)記錄。3、練習(xí)題必做。4、理論課、仿真課、實(shí)訓(xùn)課三位一體。第一篇數(shù)控車床編程與操作項目一數(shù)控車床基本知識一、名詞解釋：1、機(jī)床—能夠復(fù)制機(jī)器的機(jī)器。--工作母機(jī)。2、數(shù)控—數(shù)字控制（NumericalControl)簡稱NC。3、數(shù)控技術(shù)—是指用數(shù)字化信號對設(shè)備運(yùn)行及其加工過程進(jìn)行控制的一種自動化技術(shù)，它是一種可編程的自動控制方式。（設(shè)備就是指的數(shù)控機(jī)床）數(shù)控技術(shù)內(nèi)容包括：數(shù)控程序編寫的基礎(chǔ)知識，程序結(jié)構(gòu)編程方法。數(shù)控機(jī)床的加工工藝知識，數(shù)控機(jī)床及其操作知識和與之相適應(yīng)的刀具知識。計算機(jī)自動編程知識等眾多技術(shù)環(huán)節(jié)。4、程序—數(shù)值和符號（數(shù)字化信號）組成的指令集合。5、數(shù)控機(jī)床—裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床（NumericallyControlledMachineTool）——采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床6、數(shù)控車床—用于加工回轉(zhuǎn)體表面的數(shù)控機(jī)床。（工件完成回轉(zhuǎn)刀具實(shí)現(xiàn)進(jìn)給）7、柔性制造系統(tǒng)FMS—FlexibleManufacturingSystem8、柔性制造單元FMC—FlexibleManufacturingCell9、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS—ComputerIntegratedManufactuingSystem10、CNC—ComputerNumericalControl11、MNC—Micro-ComputerNumericolControl二、數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)和發(fā)展1、一九五二年世界第一臺數(shù)控機(jī)床誕生。美國、麻省理工學(xué)院、立式數(shù)控銑床。2、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)、信息傳遞技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展。1500種、5—6軸聯(lián)動、螺距誤差補(bǔ)償、高精度伺服系統(tǒng)。3、數(shù)控機(jī)床跟隨計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，經(jīng)歷了兩個階段，共六代系統(tǒng)。（1）數(shù)控階段（NC階段）第一代：采用電子管元件的專用NC系統(tǒng)1948年，美國帕森斯公司首先提出了采用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工的方案。1952年誕生了世界上第一臺數(shù)控機(jī)床，是一臺立式數(shù)控銑床，成功實(shí)現(xiàn)了三軸聯(lián)動。1954年底第一臺工業(yè)用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)出來。第二代：1959年采用晶體管電路的NC系統(tǒng)同年，出現(xiàn)了帶有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。從1960年開始，德國、日本等工業(yè)國家都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)和使用數(shù)控機(jī)床。第三代：1965年采用小、中規(guī)模集成電路的NC系統(tǒng)

NC階段的特點(diǎn)：由硬件數(shù)字邏輯電路“搭”成專用的計算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)。又稱為普通數(shù)控系統(tǒng)或硬件數(shù)控系統(tǒng)。（2）計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC階段）

第四代：1970年采用小型計算機(jī)的NC系統(tǒng)許多功能可通過軟件實(shí)現(xiàn)，通用性強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床從此進(jìn)入CNC（ComputerNumericalControl）階段。

第五代：1974年采用微處理器的數(shù)控系統(tǒng)第六代：1990年，基于PC機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)（3））我國國數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)發(fā)展發(fā)展史史1958年年開始始研制制，清清華大大學(xué)1966年年生產(chǎn)產(chǎn)第一一臺晶晶體管管數(shù)控控機(jī)床床1970年年后進(jìn)進(jìn)入第第三代代數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)的研研發(fā)，，但發(fā)發(fā)展緩緩慢80年年代后后開始始飛速速發(fā)展展，技技術(shù)引引進(jìn)，，消化化吸收收，自自主研研發(fā)相比先先進(jìn)的的工業(yè)業(yè)國家家，我我國在在數(shù)控控領(lǐng)域存在在一定定的差差距：：我國數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的的生產(chǎn)產(chǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足足不了了國內(nèi)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)的需需要。。我國機(jī)機(jī)床行行業(yè)““大而而不強(qiáng)強(qiáng)”,“低低端混混戰(zhàn)，，高端端失守守”。。數(shù)控系系統(tǒng)是是我國國最為為薄弱弱的環(huán)環(huán)節(jié)。。三、數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的的組成成、功功能及及工作作原理理1、數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的的組成成（1））輸入入輸出出裝置置（2））計算算機(jī)數(shù)數(shù)控裝裝置（（數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)）（3））伺服服系統(tǒng)統(tǒng)（4））測量量反饋饋裝置置（5））輔輔助助控控制制裝裝置置（6））機(jī)機(jī)床床本本體體數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的組組成成示示意意圖圖CNC裝裝置置————數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的核核心心伺服服單單元元、、驅(qū)驅(qū)動動裝裝置置和和測測量量裝裝置置伺服服單單元元和和驅(qū)驅(qū)動動裝裝置置組組成成數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)，，是是數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的執(zhí)行行部分分，，包包括括進(jìn)進(jìn)給給伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)和和主主軸軸伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)。。進(jìn)給給伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)零零件件加加工工所所需需的的成成型型運(yùn)運(yùn)動動，，控控制制機(jī)機(jī)床床移移動動部部件件的的位位置置和和速速度度；；主軸軸伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)零零件件加加工工的的切切削削運(yùn)運(yùn)動動，，控控制制機(jī)機(jī)床床主主軸軸的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速。。測量量裝裝置置的的作作用用是是檢檢測測機(jī)機(jī)床床移移動動部部件件的的位位置置和和速速度度，，并并將將信信號號反反饋饋回回CNC系系統(tǒng)統(tǒng)，，比比較較程程序序設(shè)設(shè)定定值值和和實(shí)實(shí)際際值值之之間間的的誤誤差差，，并并進(jìn)進(jìn)行行糾糾正正，，從從而而提提高高機(jī)機(jī)床床的的加加工工精精度度。。包包括括位位置置和和速速度度測測量量裝裝置置。。2、、數(shù)數(shù)控控系系統(tǒng)統(tǒng)的的主主要要功功能能（1））多多軸軸驅(qū)驅(qū)動動與與控控制制X、、Y、、Z——直直線線移移動動坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸A、、B、、C——回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸多軸軸聯(lián)聯(lián)動動可可描描繪繪空空間間任任何何立立體體圖圖形形兩軸軸聯(lián)聯(lián)動動可可描描繪繪平平面面中中任任意意曲曲線線（（數(shù)數(shù)控控車車））三軸軸聯(lián)聯(lián)動動可可描描繪繪空空間間任任意意曲曲面面（（數(shù)數(shù)控控銑銑））（2））插插補(bǔ)補(bǔ)功功能能插補(bǔ)補(bǔ)——密密化化““起起點(diǎn)點(diǎn)和和終終點(diǎn)點(diǎn)之之間間數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)的的密密化化””通常常數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床上上都都有有直直線線插插補(bǔ)補(bǔ)和和圓圓弧弧插插補(bǔ)補(bǔ)功功能能。。直線線插插補(bǔ)補(bǔ)、、圓圓弧弧插插補(bǔ)補(bǔ)示示意意圖圖（3））進(jìn)進(jìn)給給功功能能快速速進(jìn)進(jìn)給給（（空空行行程程））、、插插補(bǔ)補(bǔ)進(jìn)進(jìn)給給、、點(diǎn)點(diǎn)動動、、加加減減速速功功能能等等。。（4））主主軸軸功功能能恒轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速、、恒恒線線速速度度、、主主軸軸定定向向停停車車、、無無級級調(diào)調(diào)速速、、恒恒扭扭矩矩功功能能。。（5））刀刀具具系系統(tǒng)統(tǒng)刀具具系系統(tǒng)統(tǒng)加加自自動動換換刀刀裝裝置置（6））刀刀具具補(bǔ)補(bǔ)償償功功能能（7））機(jī)機(jī)械械誤誤差差補(bǔ)補(bǔ)償償功功能能（8））操操作作功功能能（9））程程序序管管理理功功能能（10））圖圖形形顯顯示示功功能能（11））輔輔助助編編輯輯功功能能（12））自自診診斷斷報報警警功功能能*（（13））通通訊訊功功能能3、、數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的工工作作原原理理工作作原原理理——根根據(jù)據(jù)零零件件圖圖樣樣，，進(jìn)進(jìn)行行工工藝藝分分析析，，確確定定加加工工方方案案。。然然后后將將零零件件圖圖及及其其工工藝藝信信息息數(shù)數(shù)字字化化處處理理，，并并用用程程序序表表示示出出來來。。并并用用程程序序指指揮揮機(jī)機(jī)床床動動作作，，完完成成零零件件的的加加工工。。數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的工工作作原原理理示示意意圖圖形（（零零件件圖圖紙紙））編寫寫數(shù)數(shù)控控程程序序輸入入到到CNC系系統(tǒng)統(tǒng)CNC系系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)發(fā)出出脈脈沖沖信信號號驅(qū)動動機(jī)機(jī)床床各各部部件件完完成成零零件件的的加加工工分析析零零件件圖圖紙紙（包包括括零零件件的的狀狀態(tài)態(tài)、、尺尺寸寸和和工工藝藝要要求求））數(shù)(數(shù)數(shù)控控程程序序））形（（成成型型零零件件））四、、數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床分分類類1、、按按加加工工方方式式分分一般般數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床、、加加工工中中心心（（帶帶刀刀庫庫和和自自動動換換到到裝裝置置））（（含含有有車車、、鏜鏜、、銑銑、、鉆鉆、、螺螺紋紋加加工工等等多多種種加加工工方方法法的的數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床））現(xiàn)現(xiàn)場場參參觀觀。。2、按按數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)功能能分點(diǎn)位控控制、、點(diǎn)位位直線線控制制、輪輪廓控控制（1））點(diǎn)位位控制制數(shù)控控機(jī)床床實(shí)現(xiàn)從從一點(diǎn)點(diǎn)到另另一點(diǎn)點(diǎn)的精精確、、快速速定位位。在兩點(diǎn)點(diǎn)間移移動時時沒有有切削削加工工。不要求求軌跡跡和速速度。。代表機(jī)機(jī)床：：數(shù)控控鉆床床、數(shù)數(shù)控鏜鏜床、、數(shù)控控沖床床等，，主要要用于于平面面內(nèi)孔孔系的的加工工。（2））點(diǎn)位位直線線控制制數(shù)控控機(jī)床床控制刀刀具或或工作作臺以以一定的的速度度沿直直線從一個個點(diǎn)移移動到到另一一個點(diǎn)點(diǎn)。移動過過程中中進(jìn)行行切削削加工工。代表機(jī)機(jī)床：：簡易易數(shù)控控車、、數(shù)控控銑（3））輪廓廓控制制數(shù)控控機(jī)床床可以同同時控控制兩兩個或或兩個個以上上的坐坐標(biāo)軸軸進(jìn)行行加工工連續(xù)控控制加加工過過程中中每個個點(diǎn)的的坐標(biāo)標(biāo)和速速度，，以形形成所所需的的曲線線或曲曲面。。根據(jù)聯(lián)聯(lián)動軸軸數(shù)可可細(xì)分分為2軸聯(lián)聯(lián)動、、2.5軸軸聯(lián)動動、3軸聯(lián)聯(lián)動、、4軸軸聯(lián)動動、5軸聯(lián)聯(lián)動。。除了少少數(shù)專專用數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床，，如數(shù)數(shù)控鉆鉆床、、沖床床等以以外，，現(xiàn)代代數(shù)控控機(jī)床床都具具有輪輪廓控控制功功能。。3、按按伺服服控制制方式式分開環(huán)控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床（（沒有有檢測測反饋饋裝置置）、、閉環(huán)環(huán)控制制數(shù)控控機(jī)床床（檢檢測反反饋裝裝置安安裝在在工作作臺上上）半閉環(huán)環(huán)控制制數(shù)控控機(jī)床床（檢檢測反反饋裝裝置安安裝在在伺服服電機(jī)機(jī)軸或或絲杠杠端頭頭上，，檢測測角位位移））（1））開環(huán)環(huán)數(shù)控控機(jī)床床特點(diǎn)：：無測測量反反饋裝裝置；；伺服服驅(qū)動動原件件為步步進(jìn)電電機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、工作作穩(wěn)定、、調(diào)試維維修方便便、價格格低缺點(diǎn)：控控制精度度不高應(yīng)用：用用于經(jīng)濟(jì)濟(jì)型數(shù)控控機(jī)床或或舊機(jī)床床數(shù)控化化改造。。（2）半半閉環(huán)數(shù)數(shù)控機(jī)床床特點(diǎn)：有有測量反反饋裝置置；間接接測量工工作臺的的位移；；伺服驅(qū)驅(qū)動元件為直直流、交交流伺服服電機(jī)。。優(yōu)點(diǎn)：控控制精度度高于開開環(huán)控制制系統(tǒng)，，穩(wěn)定性性較好，，成本低低，調(diào)試維修修比較方方便。缺點(diǎn)：部部分誤差差無法消消除。應(yīng)用：兼兼顧開環(huán)環(huán)與閉環(huán)環(huán)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，應(yīng)用用廣泛。。（3）閉閉環(huán)數(shù)控控機(jī)床4、按數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)的功能能水平分分分辨率——最小脈脈沖當(dāng)量量。它指指數(shù)控機(jī)機(jī)床可移移動的最最小位移移量。單單位μm,該該值越小小越好。。聯(lián)動軸數(shù)數(shù)—越多多越好通訊功能能—越強(qiáng)強(qiáng)大越好好功能水平指標(biāo)低檔中檔高檔分辨率（μｍ）1010.1進(jìn)給速度（m/min）8～1515～2415～100伺服系統(tǒng)類型開環(huán)、步進(jìn)電機(jī)半閉環(huán)或閉環(huán)、直流或交流伺服系統(tǒng)聯(lián)動軸數(shù)２～3軸2～4軸3～５軸通信能力無RS-232C或直接數(shù)控接口遵循自動化協(xié)議，具有連網(wǎng)功能顯示功能數(shù)碼管顯或單顯CRT較齊全的CRT顯示（文字、二維圖象等）三維圖顯，圖形編程等內(nèi)裝ＰＬＣ與否無有主ＣＰＵ8bit16bit、32bit或32bit以上數(shù)控機(jī)床床精度指指標(biāo)單位位移移精度（（脈沖當(dāng)當(dāng)量）：：CNC發(fā)發(fā)出一個個脈沖信信號，機(jī)機(jī)床工作作臺移動動的一個個基本長長度單位位。脈沖當(dāng)量量越小，，機(jī)床加加工精度度越高，，表面質(zhì)質(zhì)量越好好。普通數(shù)控控機(jī)床的的脈沖當(dāng)當(dāng)量為0.001mm，精密密數(shù)控機(jī)機(jī)床的脈脈沖當(dāng)量量一般為為0.0001mm。。定位精度