數(shù)控機(jī)床介紹

《數(shù)控車(chē)床編程與操作》項(xiàng)目一數(shù)控車(chē)床概述及基本編程指令吳治國(guó)整理數(shù)控車(chē)床主要用來(lái)加工軸類(lèi)零件的內(nèi)外圓柱面，圓錐面，螺紋表面，成形回轉(zhuǎn)體面等.對(duì)于盤(pán)類(lèi)零件可以進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔，絞孔，鏜孔等。機(jī)床還可以完成車(chē)端面，切槽，倒角等加工，數(shù)控車(chē)床是目前國(guó)內(nèi)使用極為廣泛的一種數(shù)控機(jī)床。先來(lái)認(rèn)識(shí)它的結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)，掌握編程基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)習(xí)情境任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)一、數(shù)控設(shè)備的產(chǎn)生和發(fā)展1.數(shù)控的基本概念NC

數(shù)字控制:是以數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。出現(xiàn)的年代：1952-1965CNC

計(jì)算機(jī)數(shù)字控制:由硬件和軟件共同完成數(shù)控的功能，具有柔性。1974年以后數(shù)控機(jī)床：指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床。

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(guò)程。任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)2.數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生與常用的數(shù)控系統(tǒng)

1948年，美國(guó)帕森(Parsons)公司在研制加工直升機(jī)螺旋槳葉片輪廓用檢查樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想，在麻省理工學(xué)院(MIT)的協(xié)助下，于1952年研制成功了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)直線(xiàn)插補(bǔ)且連續(xù)控制的立式數(shù)控銑床。1958年由清華大學(xué)和北京第一機(jī)床廠合作研制了我國(guó)第一臺(tái)數(shù)控銑床。我國(guó)在數(shù)控車(chē)床上常用的數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC(發(fā)那科或法那科)公司的0T、0iT、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE等，德國(guó)SIEMENS(西門(mén)子)公司的802S、802C、802D、840D等，以及美國(guó)ACRAMATIC數(shù)控系統(tǒng)、西班牙FAGOR數(shù)控系統(tǒng)等。

國(guó)產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品有：廣州數(shù)控設(shè)備廠GSK980T系列、華中數(shù)控公司的世紀(jì)星21T、北京機(jī)床研究所的1060系列、無(wú)錫數(shù)控公司的8MC/8TC數(shù)控系統(tǒng)、北京凱恩帝數(shù)控公司KND-500系列、北京航天數(shù)控集團(tuán)的CASNUC-901(902)系列、大連大森公司的R2F6000型等。任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)二、認(rèn)識(shí)數(shù)控車(chē)床

1.數(shù)控車(chē)床的用途

數(shù)控車(chē)床是數(shù)字程序控制車(chē)床的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床，主要用于軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件的加工。它是目前國(guó)內(nèi)使用極為廣泛的一種數(shù)控機(jī)床，約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的25%。加工零件的尺寸精度可達(dá)IT5～I(xiàn)T6，表面粗糙度可達(dá)1.6μm以下。任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)2.數(shù)控車(chē)床的分類(lèi)1)按車(chē)床主軸位置分類(lèi)(1)臥式數(shù)控車(chē)床臥式數(shù)控車(chē)床如圖1-2(a)所示

(2)立式數(shù)控車(chē)床車(chē)床主軸垂直于水平面

如圖1-2(b)所示。(a)臥式數(shù)控車(chē)床(b)立式數(shù)控車(chē)床圖1-2數(shù)控車(chē)床

任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)2)按加工零件的基本類(lèi)型分類(lèi)(1)卡盤(pán)式數(shù)控車(chē)床(2)頂尖式數(shù)控車(chē)床

3)按刀架數(shù)量分類(lèi)(1)單刀架數(shù)控車(chē)床

(2)雙刀架數(shù)控車(chē)床任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)4)按功能分類(lèi)(1)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床(2)普通數(shù)控車(chē)床

(3)車(chē)削加工中心

(4)FMC車(chē)床

任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)5)按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類(lèi)(1)開(kāi)環(huán)控制

不帶反饋的控制系統(tǒng)，一般適用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和舊機(jī)床數(shù)控化改造。任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)(2)半閉環(huán)控制

開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的絲杠上裝有角位移測(cè)量裝置，中檔數(shù)控機(jī)床廣泛采用半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)(3)閉環(huán)控制

在機(jī)床移動(dòng)部件上直接裝有位置檢測(cè)裝置，適用于精度要求很高的數(shù)控機(jī)床任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)3.數(shù)控車(chē)床的結(jié)構(gòu)與數(shù)控系統(tǒng)的基本功能1—腳踏開(kāi)關(guān)；2—對(duì)刀儀；3—主軸卡盤(pán)；4—主軸箱；5—防護(hù)門(mén)；6—壓力表7、8—防護(hù)罩；9—轉(zhuǎn)臂；10—操作面板；11—回轉(zhuǎn)刀架；12—尾座；13—滑板；14—床身數(shù)控車(chē)床的總體結(jié)構(gòu)任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)4.數(shù)控車(chē)床的主要技術(shù)參數(shù)和型號(hào)表6-5

銑削加工六方形子程序任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)三、數(shù)控車(chē)床的工作原理表6-5

銑削加工六方形子程序表6-6

銑削加工帶圓角凸臺(tái)子程序任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)四、數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)數(shù)控車(chē)床與普通車(chē)床相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)。(1)數(shù)控車(chē)床一般具有手動(dòng)加工(用電手輪)、機(jī)動(dòng)加工和控制程序自動(dòng)加工等功能，加工過(guò)程中一般不需要人工干預(yù)。普通車(chē)床只具有手動(dòng)加工和機(jī)動(dòng)加工功能，加工過(guò)程全部由人工干預(yù)。(2)數(shù)控車(chē)床一般具有CRT屏幕顯示功能。顯示加工程序、多種工藝參數(shù)、加工時(shí)間、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡以及工件圖形等。數(shù)控車(chē)床一般還具有自動(dòng)報(bào)警顯示功能，根據(jù)報(bào)警信號(hào)或報(bào)警提示，可以迅速地查找車(chē)床故障。而普通車(chē)床不具備上述功能。(3)數(shù)控車(chē)床的主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)采用直流或交流無(wú)級(jí)調(diào)速伺服電動(dòng)機(jī)。一般沒(méi)有主軸變速箱和進(jìn)給變速箱，傳動(dòng)鏈短。而普通車(chē)床主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)一般采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，由變速箱實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速以滿(mǎn)足工藝要求，機(jī)床傳動(dòng)鏈長(zhǎng)。(4)數(shù)控車(chē)床一般具有工件測(cè)量系統(tǒng)。加工過(guò)程中一般不需要進(jìn)行工件尺寸的人工測(cè)量。而普通車(chē)床在加工過(guò)程中，必須由人工不斷地進(jìn)行測(cè)量，以保證工件的加工精度。表6-5

銑削加工六方形子程序表6-6

銑削加工帶圓角凸臺(tái)子程序任務(wù)一數(shù)控車(chē)床認(rèn)識(shí)五、數(shù)控車(chē)床的應(yīng)用范圍

數(shù)控車(chē)床最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件。(1)形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件。(2)多品種、小批量生產(chǎn)的零件。(3)需要頻繁改型的零件。(4)需要最短周期的急需零件。(5)價(jià)值昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。(6)批量較大、精度要求高的零件。1．機(jī)床的坐標(biāo)軸

笛卡兒右手直角坐標(biāo)系任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系在數(shù)控車(chē)床上，一般來(lái)講，通常使用的有兩個(gè)坐標(biāo)系：一個(gè)是機(jī)床坐標(biāo)系：另外一個(gè)是工件坐標(biāo)系，也叫程序坐標(biāo)系。一、機(jī)床坐標(biāo)系Z軸

數(shù)控車(chē)床是以機(jī)床主軸軸線(xiàn)方向?yàn)閆軸方向刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向X軸

X軸位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)，垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的方向，且刀具遠(yuǎn)離主軸軸線(xiàn)的方向?yàn)閄軸的正方向。任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

直徑編程與半徑編程

編制軸類(lèi)工件的加工程序時(shí)，因其截面為圓形，所以尺寸有直徑指定和半徑指定兩種方法，采用哪種方法要由系統(tǒng)的參數(shù)決定。采用直徑編程時(shí)，稱(chēng)為直徑編程法；采用半徑編程時(shí)，稱(chēng)為半徑編程法。車(chē)床出廠時(shí)均設(shè)定為直徑編程，所以在編程時(shí)與X軸有關(guān)的各項(xiàng)尺寸一定要用直徑值編程；如果需用半徑編程，則要改變系統(tǒng)中相關(guān)的幾項(xiàng)參數(shù)，使系統(tǒng)處于半徑編程狀態(tài)。任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

常見(jiàn)的數(shù)控車(chē)床刀架坐標(biāo)系統(tǒng)

任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

帶臥式刀塔的數(shù)控車(chē)床坐標(biāo)系

任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系2．機(jī)床原點(diǎn)、參考點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)也稱(chēng)為機(jī)械原點(diǎn)，是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，為車(chē)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)就已經(jīng)確定下來(lái)。參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一固定點(diǎn)，其位置由Z向與X向的機(jī)械擋塊來(lái)確定。當(dāng)機(jī)床回參考點(diǎn)后，顯示的Z與X的坐標(biāo)值均為零。

任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)床原點(diǎn)和參考點(diǎn)任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

3．工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系

工件原點(diǎn)是人為設(shè)定的，設(shè)定的依據(jù)是既要符合圖樣尺寸的標(biāo)注習(xí)慣，又要便于編程。通常工件原點(diǎn)選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面。以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立一個(gè)Z軸與X軸的直角坐標(biāo)系，稱(chēng)為工件坐標(biāo)系。任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系

工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系任務(wù)二數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令一、數(shù)控編程與數(shù)控系統(tǒng)

輸入數(shù)控系統(tǒng)中的、使數(shù)控機(jī)床執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的、具有特定代碼和其他符號(hào)編碼的一系列指令，稱(chēng)為數(shù)控程序(NCProgram)或零件程序(PartProgram)。生成用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工的數(shù)控程序的過(guò)程，稱(chēng)為數(shù)控編程(NCProgram)。

數(shù)控系統(tǒng)的種類(lèi)繁多，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)兼容，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上相應(yīng)制定了JB3208—1999標(biāo)準(zhǔn)。由于數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等因素，導(dǎo)致不同系統(tǒng)間存在部分不兼容，如FANUC-0i系統(tǒng)編制的程序無(wú)法在SIEMENS系統(tǒng)上運(yùn)行.任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令二、數(shù)控程序編制的基本方法1.編程方法手工編程

自動(dòng)編程2.編程步驟1)程序的結(jié)構(gòu)一個(gè)數(shù)控程序由程序號(hào)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束組成。程序號(hào)由英文字母O加上4位數(shù)字構(gòu)成，程序結(jié)束用M02或M30指令。O1000;}程序號(hào)N10T0101;N20G00X50.Z60.S300M03;程序內(nèi)容…N30G01X100.Y500.F0.2;N200M30;}程序結(jié)束3．程序的結(jié)構(gòu)任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令(1)程序號(hào)。在數(shù)控裝置中，程序的記錄是由程序號(hào)來(lái)辨別的，調(diào)用某個(gè)程序可通過(guò)程序號(hào)來(lái)調(diào)出，編輯程序也要首先調(diào)出程序號(hào)。程序號(hào)由4位數(shù)(1～9999)表示。程序編號(hào)方式為：O____;可以在程序編號(hào)的后面注上程序的名字并用括號(hào)括起。程序名可用16位字符表示，要求有利于理解。程序編號(hào)要單獨(dú)使用一個(gè)程序段。(2)程序內(nèi)容。程序內(nèi)容部分是整個(gè)程序的核心。主要用來(lái)使數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成零件的加工。零件加工程序，由若干個(gè)程序段組成；每個(gè)程序段一般占一行，由段結(jié)束符號(hào)“;”隔開(kāi)。(3)程序結(jié)束。程序結(jié)束是以程序結(jié)束指令M02或M30作為整個(gè)程序結(jié)束的符號(hào)，用來(lái)結(jié)束零件加工。任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令每個(gè)程序段由若干個(gè)字組成；每個(gè)字又由地址碼和若干個(gè)數(shù)字組成，字母、數(shù)字、符號(hào)統(tǒng)稱(chēng)為字符。程序段的構(gòu)成主要是由程序段序號(hào)和各種功能指令構(gòu)成的，格式如下：NGX(U)Z(W)FMST；N為程序段序號(hào)；G為準(zhǔn)備功能；X(U)、Z(W)為工件坐標(biāo)系中X、Z軸移動(dòng)終點(diǎn)位置(相對(duì)移動(dòng)量)；F為進(jìn)給功能指令；M為輔助功能指令；S為主軸功能指令；T為刀具功能指令。2)程序段的構(gòu)成任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令

1）準(zhǔn)備功能（G功能）

2）輔助功能（M功能）任務(wù)三數(shù)控車(chē)床的基本編程指令三、數(shù)控車(chē)床編程基本功能指令表1-1G指令的有關(guān)規(guī)定和含義

表1-2M代碼的說(shuō)明3）F、S、T功能（1）F功能。用來(lái)指定進(jìn)給速度，由地址F和其