數(shù)控編程與操作 第一章

1、數(shù)控編程與操作數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控車削加工及其編程數(shù)控鏜銑床的操作與編程數(shù)控快走絲線切割加工及其編程應(yīng)用MasterCAM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的使用與維護(hù)數(shù)控編程及加工數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的分類數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍數(shù)控機(jī)床的發(fā)展第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.1.1 幾個(gè)概念 數(shù)字控制（NC）借助數(shù)字、字符或其他符號(hào)對(duì)某一工作過程進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。 數(shù)控技術(shù)用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)采用數(shù)字控制技術(shù)的控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。 1.1 數(shù)控?cái)?shù)控技

2、術(shù)的基本概念技術(shù)的基本概念 第一章 數(shù)控機(jī)床概述031.2.1 數(shù)控機(jī)床的組成1.2 數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床的組成機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控機(jī)床一般由CNCCNC系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三部分組成。系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三部分組成。第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.3.1 按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分類1.3 數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床的分類機(jī)床的分類 1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床第一章 數(shù)控機(jī)床概述01 2直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床第一章 數(shù)控機(jī)床概述01 3輪廓控制的數(shù)控機(jī)床輪廓控制的數(shù)控機(jī)床第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.3.2 按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式進(jìn)行分類 機(jī)床構(gòu)造簡單，機(jī)床構(gòu)造簡單，沒有位置、速度沒有

3、位置、速度等檢測(cè)裝置和反饋裝等檢測(cè)裝置和反饋裝置。置。CNC裝置發(fā)出的指令信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后，裝置發(fā)出的指令信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后，通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)，指令信號(hào)單方向傳通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)，指令信號(hào)單方向傳送，不反饋回來。送，不反饋回來。 1開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床第一章 數(shù)控機(jī)床概述01 機(jī)床帶機(jī)床帶有位置、速度有位置、速度等檢測(cè)裝置，直接對(duì)執(zhí)行件的實(shí)際等檢測(cè)裝置，直接對(duì)執(zhí)行件的實(shí)際位移量進(jìn)行檢測(cè)，可將執(zhí)行件的位移反饋，并與指令值比位移量進(jìn)行檢測(cè)，可將執(zhí)行件的位移反饋，并與指令值比較，用比較差值進(jìn)行控制，直至差值消除為止。較，用比較差值進(jìn)行控

4、制，直至差值消除為止。2全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床全閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 第一章 數(shù)控機(jī)床概述01 機(jī)床機(jī)床不直接檢測(cè)不直接檢測(cè)執(zhí)行件的位移值，而是檢測(cè)與伺服驅(qū)動(dòng)執(zhí)行件的位移值，而是檢測(cè)與伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的傳動(dòng)件的角位移作為反饋值，檢測(cè)元件之電動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的傳動(dòng)件的角位移作為反饋值，檢測(cè)元件之后的傳動(dòng)件不在反饋環(huán)路之內(nèi)，因此傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差后的傳動(dòng)件不在反饋環(huán)路之內(nèi)，因此傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差仍會(huì)影響機(jī)床的加工精度。仍會(huì)影響機(jī)床的加工精度。 3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.3.2 按加工類型進(jìn)行分類 1. 普通數(shù)控機(jī)床普通數(shù)控機(jī)床 數(shù)控車床 數(shù)控鉆床 數(shù)控磨床 數(shù)控鏜床

5、 第一章 數(shù)控機(jī)床概述01 2. 加工中心機(jī)床加工中心機(jī)床 加工中心 第一章 數(shù)控機(jī)床概述013. 金屬成型類數(shù)控機(jī)床金屬成型類數(shù)控機(jī)床 數(shù)控折彎機(jī) 數(shù)控全自動(dòng)彎管機(jī) 數(shù)控旋壓機(jī) 第一章 數(shù)控機(jī)床概述014. 數(shù)控特種加工機(jī)床數(shù)控特種加工機(jī)床 數(shù)控電火花線切割機(jī)床 數(shù)控電火花成型加工機(jī)床 數(shù)控激光切割機(jī) 第一章 數(shù)控機(jī)床概述015. 其他類型的數(shù)控機(jī)床其他類型的數(shù)控機(jī)床 數(shù)控火焰切割機(jī) 數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.3.2 按數(shù)控系統(tǒng)功能水平進(jìn)行分類 按照功能水平劃分，數(shù)控機(jī)床可以分為：按照功能水平劃分，數(shù)控機(jī)床可以分為：u 高檔高檔u 中檔中檔u低檔低檔第一章 數(shù)控機(jī)床概述0

6、11.4.1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.4 數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍機(jī)床加工的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍加工精度高加工精度高 加工質(zhì)量穩(wěn)定加工質(zhì)量穩(wěn)定 自動(dòng)化程度高自動(dòng)化程度高 高柔性生產(chǎn)高柔性生產(chǎn)特點(diǎn)特點(diǎn)適減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度適減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 改善勞動(dòng)條件改善勞動(dòng)條件xt適應(yīng)性強(qiáng)適應(yīng)性強(qiáng)tAdd Your TextAdd Your TextAdd Your Text加工生產(chǎn)率高加工生產(chǎn)率高一機(jī)多用一機(jī)多用有利于生產(chǎn)管有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化理的現(xiàn)代化價(jià)格較貴價(jià)格較貴第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.4.2 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍1. 多品種、小批量生產(chǎn)的零件多品種、小批量生產(chǎn)的零件零件加工批量數(shù)與綜合費(fèi)用的關(guān)系 一、

7、一、 數(shù)控機(jī)床最適合加工的零件數(shù)控機(jī)床最適合加工的零件第一章 數(shù)控機(jī)床概述2. 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件零件復(fù)雜程度與批量數(shù)的關(guān)系第一章 數(shù)控機(jī)床概述3. 需要頻繁改型的零件需要頻繁改型的零件6. 周期性投產(chǎn)的零件周期性投產(chǎn)的零件7. 新產(chǎn)品試制中的零件新產(chǎn)品試制中的零件4. 價(jià)格昂貴、價(jià)格昂貴、 不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。5. 需要最小生產(chǎn)周期的急需零件。需要最小生產(chǎn)周期的急需零件。第一章 數(shù)控機(jī)床概述二、二、 典型數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用典型數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用1. 數(shù)控車床數(shù)控車床軸承內(nèi)圈滾珠絲杠帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件第一章 數(shù)控機(jī)床概述2. 數(shù)控銑

8、床數(shù)控銑床平面輪廓類零件變斜角類零件空間曲面輪廓零件第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.5.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史1.5 數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床的發(fā)展機(jī)床的發(fā)展v 第第1代數(shù)控機(jī)床：代數(shù)控機(jī)床：1952年年1959年采用電子管元件構(gòu)成年采用電子管元件構(gòu)成的專用數(shù)控裝置（的專用數(shù)控裝置（NC）。）。v 第第2代數(shù)控機(jī)床：從代數(shù)控機(jī)床：從1959年開始采用晶體管電路的年開始采用晶體管電路的NC系系統(tǒng)。統(tǒng)。v 第第3代數(shù)控機(jī)床：從代數(shù)控機(jī)床：從1965年開始采用小、中規(guī)模集成電年開始采用小、中規(guī)模集成電路的路的NC系統(tǒng)。系統(tǒng)。第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.5.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史1.5 數(shù)控?cái)?shù)控機(jī)床的發(fā)展機(jī)床的發(fā)展v 第第4代數(shù)

9、控機(jī)床：從代數(shù)控機(jī)床：從1970年開始采用大規(guī)模集成電路的年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)（小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)（CNC）。）。v 第第5代數(shù)控機(jī)床：從代數(shù)控機(jī)床：從1974年開始采用微型計(jì)算機(jī)控制的年開始采用微型計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)（系統(tǒng)（MNC）。）。第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.5.2 中國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展情況 1958年開始并試制成功年開始并試制成功第一臺(tái)電子管第一臺(tái)電子管數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床。1965年開始研制年開始研制晶體管晶體管數(shù)控系統(tǒng)，直到數(shù)控系統(tǒng)，直到20世紀(jì)世紀(jì)60年代末至年代末至70年年代初成功。從代初成功。從20世紀(jì)世紀(jì)80年代開始，先后從日本、美國、德

10、年代開始，先后從日本、美國、德國等國家引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。如北京機(jī)床研究所從日本國等國家引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。如北京機(jī)床研究所從日本FANUC公司引進(jìn)公司引進(jìn)FANUC3、FANUC5、FANUC6、FANUC7系列系列產(chǎn)品的制造技術(shù)；上海機(jī)床研究所引進(jìn)美國產(chǎn)品的制造技術(shù)；上海機(jī)床研究所引進(jìn)美國GE公司的公司的MTC-1數(shù)控系統(tǒng)等。數(shù)控系統(tǒng)等。 第一章 數(shù)控機(jī)床概述011.5.3 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的新趨勢(shì)1. 提高加工零件的精度、穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。提高加工零件的精度、穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。 2. 可實(shí)現(xiàn)高柔性生產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)?？蓪?shí)現(xiàn)高柔性生產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)。3. 加工工序相對(duì)集中，生產(chǎn)率高。加工工序相對(duì)集中，生產(chǎn)

11、率高。4. 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件。減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件。5. 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.5.4 開放式數(shù)控系統(tǒng)簡介1. 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 美國在美國在1987年提出了開發(fā)下一代控制器的計(jì)劃年提出了開發(fā)下一代控制器的計(jì)劃NGC(Next Generation Controller)，1994年又提出了年又提出了OMAC（Open Modular Architecture Control）計(jì)劃，重點(diǎn)開發(fā)以）計(jì)劃，重點(diǎn)開發(fā)以PC為平臺(tái)的開放式模塊化控制器。為平臺(tái)的開放式模塊化控制器。歐洲也在歐洲也在1992年開始年開始

12、OSACA(Open System Architecture for Controls within Automation system)計(jì)劃，目標(biāo)是研制出計(jì)劃，目標(biāo)是研制出開放式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。開放式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。第一章 數(shù)控機(jī)床概述日本，日本，1995年開展年開展OSEC(Open system Environment for Controller Architecture)的研究。項(xiàng)目分兩步進(jìn)行，第一步的研究。項(xiàng)目分兩步進(jìn)行，第一步是是“OSECII設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)”的研究，其實(shí)質(zhì)是建立一種有多家公的研究，其實(shí)質(zhì)是建立一種有多家公司支持的中性語言，以這種中性語言作為用戶與控制器的司支持

13、的中性語言，以這種中性語言作為用戶與控制器的交互界面。第二步是交互界面。第二步是“OSECII設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)”的研究，目標(biāo)是達(dá)到的研究，目標(biāo)是達(dá)到能實(shí)際安裝的完成度高的體系結(jié)構(gòu)。能實(shí)際安裝的完成度高的體系結(jié)構(gòu)。目前開放式數(shù)控的一個(gè)具體表現(xiàn)就是發(fā)展基于目前開放式數(shù)控的一個(gè)具體表現(xiàn)就是發(fā)展基于PC的數(shù)控的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的PC化正成為開放式數(shù)控系統(tǒng)一個(gè)潮流，化正成為開放式數(shù)控系統(tǒng)一個(gè)潮流，代表了代表了CNC發(fā)展的主要方向。發(fā)展的主要方向。第一章 數(shù)控機(jī)床概述2. 開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念 數(shù)控系統(tǒng)提供給用戶（機(jī)床或機(jī)械制造商）一個(gè)平臺(tái)，數(shù)控系統(tǒng)提供給用戶（機(jī)床或機(jī)械制造

14、商）一個(gè)平臺(tái)，使他們能夠在這個(gè)平臺(tái)上，根據(jù)設(shè)備所需的特定功能，開使他們能夠在這個(gè)平臺(tái)上，根據(jù)設(shè)備所需的特定功能，開發(fā)與之相應(yīng)的軟件和硬件，并與系統(tǒng)軟件集成為一個(gè)新的發(fā)與之相應(yīng)的軟件和硬件，并與系統(tǒng)軟件集成為一個(gè)新的應(yīng)用系統(tǒng)，使該設(shè)備具有較高的性價(jià)比，并大大縮短開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，使該設(shè)備具有較高的性價(jià)比，并大大縮短開發(fā)周期。周期。第一章 數(shù)控機(jī)床概述 目前，世界上各系統(tǒng)制造商推出或正在研究的具有開目前，世界上各系統(tǒng)制造商推出或正在研究的具有開放特點(diǎn)的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品大致可以分為如下三個(gè)層次：放特點(diǎn)的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品大致可以分為如下三個(gè)層次： 第一層次的開放是人機(jī)界面的開放。第一層次的開放是人機(jī)界面的開放。 第二層次的開放是控制系統(tǒng)