數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用技術(shù)剖析

1、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用技術(shù)剖析題 目：數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技術(shù)姓 名：專(zhuān) 業(yè)：許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院年 月 日目 錄第一章 摘要3第二章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史32.1世界數(shù)控機(jī)床發(fā)展：32.2我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展概況：4第三章 數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)53.1程序編制及程序載體53.2輸進(jìn)裝置63.3數(shù)控裝置63.4驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置73.5輔助控制裝置73.6機(jī)床本體7第四章 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)84.1按加工工藝分類(lèi)84.2按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類(lèi)8第五章 數(shù)控機(jī)床的組成95.1控制介質(zhì)95.2輸入裝置95.3數(shù)控裝置105.5輔助控制裝置105.6機(jī)廉本體11第六章 數(shù)控系統(tǒng)的功能116.1控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)116.3編程單

2、元與坐標(biāo)移動(dòng)分布規(guī)律126.4最大指夸值126.5插補(bǔ)功能126.6固定循環(huán)加工功能126.7進(jìn)給功能136.8主軸速度功能136.1.0補(bǔ)償琦能136.1.1字符圖形顯示功能146.1.2程序編制功能146.1.3輸入、輸出和通信功能146.1.4自診斷功能14第七章 數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)157.1靈活性157.2通用性157.3豐富的數(shù)控功能157.4提高系統(tǒng)的可靠性157.5使用維修方便15第八章 零件的工藝分析168.1分析圖樣168.2加工設(shè)備的選用16第九章 零件的工藝設(shè)計(jì)和夾具的選擇179.1加工方法的選擇以下是幾種常見(jiàn)的平面加工方法179.2確定加工順序和工序18第十章 總結(jié)18第十

3、一章 參考文獻(xiàn)19第一章 摘要世界制造轉(zhuǎn)移，中國(guó)正在逐步成為世界工廠。在美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)發(fā)展的高技術(shù)密集時(shí)代與微電子時(shí)代。我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)過(guò)了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。在未來(lái)10年將是中國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展最佳時(shí)期。隨著中國(guó)重工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)，中國(guó)企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品及技術(shù)、質(zhì)量都將得到大幅提升，國(guó)產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國(guó)批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來(lái)很大的效益。但同時(shí)，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，在維修理論、

4、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來(lái)了很大的變化。在許多行業(yè)中，這些設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位，若在出現(xiàn)故障后不及時(shí)維修排除故障，就會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。我們現(xiàn)有的維修狀況和水平，與國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平還存在很大的差距，并且在數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)方面我國(guó)還沒(méi)有形成一套成熟的、完整的理論體系，這就給數(shù)控機(jī)床的維修與診斷帶來(lái)了很多的不便，因此，一篇講座形式的文章不可能把已經(jīng)形成了一門(mén)專(zhuān)門(mén)學(xué)科的數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)理論完整地表述出來(lái)，本文僅是將許多前輩的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)加以適當(dāng)?shù)臍w納整理，以求對(duì)該學(xué)科理論的發(fā)展及工程技術(shù)人員的實(shí)踐有所裨益。第二章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史2.1

5、世界數(shù)控機(jī)床發(fā)展：1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)自己造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)，工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1 952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床上，從而一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。這種機(jī)床是一種綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)景和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)電體化典型產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的自動(dòng)化機(jī)床。從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了50多年的歷程。前三代數(shù)控裝置屬于采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬件數(shù)控裝置，一般稱(chēng)

6、為NC數(shù)控系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，總體發(fā)展趨勢(shì)是：數(shù)控裝置由NC向CNC發(fā)展；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng)；提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和功能升級(jí)，滿(mǎn)足不同類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的需要；驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展；CNC裝置向人T智能化方向發(fā)展；采用新型的自動(dòng)編程系統(tǒng)；增強(qiáng)通信功能；數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高。2.2我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展概況：我國(guó)于1958年研制第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床發(fā)展過(guò)程大致可分為三大階段： a.第一階段由于我國(guó)基礎(chǔ)理論研究滯后，相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，特別是電子技術(shù)落后數(shù)控系統(tǒng)沒(méi)有突破，雖然我國(guó)起步不晚，但發(fā)展不快，20世紀(jì)6070年代，由于文革等因索，我

7、國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距開(kāi)始拉大。20世紀(jì)70年代國(guó)家組織數(shù)控機(jī)床攻關(guān)，取得一定成效，相繼推出一些數(shù)控機(jī)床品種，但從整體來(lái)看我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。b.第二階段從日、德、美、西先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞、匈、奧、韓等國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解頭了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。c.第三階段國(guó)家從科技攻關(guān)和技術(shù)改造兩方面對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)韭進(jìn)行了重點(diǎn)扶持，并加快了國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。普及型數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功為數(shù)控機(jī)床商品化和規(guī)?；a(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。一些數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠組建床身、箱體、主軸、軸套等成組單元，廠內(nèi)組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，生

8、產(chǎn)水平進(jìn)一步提高。CAD(1APPCAM開(kāi)始應(yīng)用，開(kāi)發(fā)能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，奠定了產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。第三章 數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)3.1程序編制及程序載體數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的工作指令。在對(duì)加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定零件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系上的相對(duì)位置，即零件在機(jī)床上的安裝位置；刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù)；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動(dòng)作等。得到零件的所有運(yùn)動(dòng)、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后，用由文字、數(shù)字和符號(hào)組成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼，按規(guī)定的方法和格式，編制零件加工的數(shù)控程序單。編制程序的工作可由人工進(jìn)行；對(duì)于外形復(fù)雜的零件，則要在專(zhuān)用的編程機(jī)或通用計(jì)算

9、機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)編程（APT）或CAD/CAM設(shè)計(jì)。3.2輸進(jìn)裝置輸進(jìn)裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。根據(jù)控制存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，輸進(jìn)裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。數(shù)控機(jī)床加工程序也可通過(guò)鍵盤(pán)用手工方式直接輸進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計(jì)算機(jī)用RS232C或采用網(wǎng)絡(luò)通訊方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。零件加工程序輸進(jìn)過(guò)程有兩種不同的方式：一種是邊讀進(jìn)邊加工（數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存較小時(shí)），另一種是一次將零件加工程序全部讀進(jìn)數(shù)控裝置內(nèi)部的存儲(chǔ)器，加工時(shí)再?gòu)膬?nèi)部存儲(chǔ)器中逐段逐段調(diào)出進(jìn)行加工。3.3數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸進(jìn)裝置

10、送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過(guò)程中必須按零件外形和尺寸的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即按圖形軌跡移動(dòng)。但輸進(jìn)的零件加工程序只能是各線段軌跡的出發(fā)點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值等數(shù)據(jù)，不能滿(mǎn)足要求，因此要進(jìn)行軌跡插補(bǔ)，也就是在線段的出發(fā)點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。 3.4驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置驅(qū)動(dòng)裝置接受來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它

11、的伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸進(jìn)到機(jī)床的數(shù)控裝置之后，數(shù)控裝置將反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制驅(qū)動(dòng)裝置按照指令設(shè)定值運(yùn)動(dòng)。3.5輔助控制裝置輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)編譯、邏輯判別和運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤(rùn)滑裝置的啟動(dòng)停止，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位分度等開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作

12、。由于可編程邏輯控制器（PLC）具有響應(yīng)快，性能可靠，易于使用、編程和修改程序并可直接啟動(dòng)機(jī)床開(kāi)關(guān)等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。3.6機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操縱機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。第四章 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)一般可根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)，按下面2種原則進(jìn)行分類(lèi)。4.1按加工工藝分類(lèi)指采用車(chē)、撞、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。在普通數(shù)

13、控機(jī)床上加刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置就成為數(shù)控加工中心，如鏜銑加工中心、車(chē)削中心、鉆削中心等。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。a.金屬成型類(lèi)(板材加工類(lèi)) 指采用擠、沖、壓、拉等成型工藝的數(shù)控機(jī)床，常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)撒控旋壓機(jī)等。b.特種加工主要有數(shù)控電火花線切割機(jī)，數(shù)控電火花成型機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。4.2按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類(lèi)a.點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制只要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行加工各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的，可以是幾個(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以是各坐標(biāo)依次運(yùn)動(dòng)。為了

14、實(shí)現(xiàn)既快精確的定位，兩點(diǎn)問(wèn)位穆的移動(dòng)一般采取先快速移動(dòng)，然后慢速趨近定位點(diǎn)，以保證定位精度。具有點(diǎn)位控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床等。b.點(diǎn)住直線控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床也稱(chēng)為平行控制數(shù)控機(jī)床，其特點(diǎn)是除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外，還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和路線(軌跡)，但其運(yùn)動(dòng)路線只是與機(jī)床坐標(biāo)軸平行的直線，或兩軸同時(shí)移動(dòng)時(shí)構(gòu)成的斜線，在移位的過(guò)程中刀具能以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削，一般只能加工矩形、臺(tái)階形零件。有直線控制功能的機(jī)床主要有比較簡(jiǎn)單的數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。這種機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也稱(chēng)為直線控鑭數(shù)控系統(tǒng)。c.輪廓控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制數(shù)控機(jī)床也稱(chēng)連續(xù)

15、控制數(shù)控機(jī)床-其控制特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度同時(shí)進(jìn)行控制。為了滿(mǎn)足刀具i昔工件輪廓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡符合工件加工輪廓的要求，必須將各坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的位移控制和速度控制按照規(guī)定的比例關(guān)系精確地協(xié)調(diào)起來(lái)，從而控制各坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)位移量與要求的輪廓相符合；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中刀具對(duì)工件表面進(jìn)行連續(xù)切削，可以進(jìn)行各種直線、圜弧、曲線的加工。這類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床、加丁中心等其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱(chēng)為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)。第五章 數(shù)控機(jī)床的組成一般由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)(包含伺服電機(jī)和檢測(cè)反饋裝置)、強(qiáng)電控制柜、機(jī)床本體和各類(lèi)輔助裝置組成。5.1控制介質(zhì)控制介質(zhì)稱(chēng)信息載體，是聯(lián)系人與數(shù)

16、控機(jī)床之間的中間媒介物質(zhì)。反映了數(shù)控加工中的全部信息。數(shù)控機(jī)床的加工程序可以存儲(chǔ)在控制 質(zhì)上。常用的控制介質(zhì)有穿孔紙帶、磁帶和磁盤(pán)等。5.2輸入裝置輸裝置的作用是將程序載體(信息載體)上的數(shù)控代碼傳遞并存人 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。5.3數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，其作用是：從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或 統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯，運(yùn)算處理后，輸出幾種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。5.4伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置伺服單元是CAN和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來(lái)自CNC裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令

17、的不同，伺服單元有脈沖式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類(lèi)可分為直流伺服單元和交流伺服單元。伺服單元還包括位置檢測(cè)裝置。位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)反饋到機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或接規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可臺(tái)稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置。CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說(shuō)，數(shù)控機(jī)床

18、功能的強(qiáng)弱主要取決于CNC裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。5.5輔助控制裝置  輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)翻譯、邏輯判斷和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令刀具的選擇和交換指令冷卻、潤(rùn)骨裝置的啟停，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)和夾緊，分度工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位分度等開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。5.6機(jī)廉本體數(shù)控機(jī)床的本體指其機(jī)械結(jié)構(gòu)宴體。它與傳統(tǒng)的普通機(jī)床相似，但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、

19、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機(jī)構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：a.采用高性能主軸及主傳動(dòng)部件。b.進(jìn)給傳動(dòng)采用高效傳動(dòng)件。一般采用滾珠絲杠副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。具有完善的刀具自動(dòng)交換和管理系統(tǒng)。c.機(jī)床本身具有很高的動(dòng)、靜剛度.d.采用全封閉罩殼。由于數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)完成加工的，為了操作安全等因素，一般采用移動(dòng)門(mén)結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼對(duì)機(jī)床的加工部件進(jìn)行全第六章 數(shù)控系統(tǒng)的功能CNC裝置采用微型計(jì)算機(jī)，應(yīng)用軟件可以實(shí)現(xiàn)很多功能。數(shù)控裝置的功能通常包括基本功能和選擇功能?；竟δ苁菙?shù)控系統(tǒng)必備的功能-選擇功能是供用戶(hù)根據(jù)機(jī)床特點(diǎn)和用途進(jìn)行選擇的功能。cNc裝置的功能主要反映在準(zhǔn)備功能

20、G指令代碼和輔助功能M指令代碼上。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型、用途、檔次的高低，cNc裝置的功能有很大的不同，以下介紹其主要功能。6.1控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)CNC裝置能控制的軸數(shù)以及能同時(shí)控制(即聯(lián)動(dòng))的軸數(shù)是其主要性 能之一。控制軸有移動(dòng)軸和回轉(zhuǎn)軸，有基車(chē)軸和附加軸。聯(lián)動(dòng)軸可以完成輪廓軌跡加工?？刂戚S數(shù)越多，特別是同時(shí)控制軸數(shù)越多，CNC裝置的功能越強(qiáng)，同時(shí)CNC裝置就越復(fù)雜，編制程序也越困難。6.2點(diǎn)住與連續(xù)移動(dòng)功能 點(diǎn)位移動(dòng)系統(tǒng)用于定位式的加工機(jī)床，如鉆床、沖床；連續(xù)(或稱(chēng)輪廓)系統(tǒng)用于刀具 軌跡連續(xù)形式的加工機(jī)床，如車(chē)床、銑床、復(fù)雜型面的加工中心等。連續(xù)控制系統(tǒng)必須有兩個(gè)以上進(jìn)給坐標(biāo)具有聯(lián)動(dòng)功能

21、。6.3編程單元與坐標(biāo)移動(dòng)分布規(guī)律多數(shù)系統(tǒng)編程單位與坐標(biāo)移動(dòng)分辨率一致。對(duì)于直線移動(dòng)坐標(biāo)，大部分系統(tǒng)為O001mm；近幾年開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，可達(dá)0 1咿。對(duì)于回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，大部分系統(tǒng)為o。01。有的系統(tǒng)允許編程單位與坐標(biāo)移動(dòng)分辨率不一致。6.4最大指夸值最大指令值是各種指令允許的最大輸人值。使用時(shí)需要根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況，在允許范圍內(nèi)使用。6.5插補(bǔ)功能現(xiàn)代的CNC裝置一般通過(guò)軟件進(jìn)行插補(bǔ)，特別是數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)是當(dāng)前的主要方法。插補(bǔ)計(jì)算實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，現(xiàn)在有采用高速微處理器的一級(jí)插補(bǔ)，以及粗插補(bǔ)和精插補(bǔ)分開(kāi)的二級(jí)插補(bǔ)。一般數(shù)控裝置都有直線和圓弧插樸高檔數(shù)控裝置還具有拋物線插樸、螺旋線插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、正弦插樸、

22、樣條插補(bǔ)等。6.6固定循環(huán)加工功能用數(shù)控機(jī)床加工零件，一些典型的加工工序，如鉆孔、攻絲、鏜孔、深孔鉆削、切螺紋等，所需完成的動(dòng)作循環(huán)十分典型，將這些典型動(dòng)作預(yù)先編好程序并存儲(chǔ)在內(nèi)存中。用G代碼進(jìn)行指定就形成了固定循環(huán)指令，使用固定循環(huán)指令可以簡(jiǎn)化編程。6.7進(jìn)給功能進(jìn)給功能用F指令直接指定各軸的進(jìn)給速度。a.切自4進(jìn)給速度一般進(jìn)給量為lm mmin100 mrain。在選用系統(tǒng)時(shí)，該指標(biāo)應(yīng)和坐標(biāo)軸移動(dòng)的分辨率結(jié)合起來(lái)考慮。  b.同步進(jìn)給速度為主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)連給軸的進(jìn)給量，單位為rrm。只有主軸上裝有位置編碼器(一般為脈沖編碼器)的機(jī)床才能指定同步進(jìn)給速度。c.快速進(jìn)給速度一般為進(jìn)給

23、速度的最高速度，它通過(guò)參數(shù)設(shè)定，用G00指定快速進(jìn)給速度。還可通過(guò)操作面板上的快速倍率開(kāi)關(guān)分擋。d.進(jìn)給倍率操作面板上設(shè)置了進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)，倍率可在o20。之間變化，每擋間隔lO。使用倍率開(kāi)關(guān)不用修改程序就可以改變進(jìn)給速度。 6.8主軸速度功能 a.主軸轉(zhuǎn)速的編碼方式一般用S代碼和2位或4位勢(shì)表示，單位rrain或nllnmin。b.恒定線速度功能對(duì)保證車(chē)床或磨床加工工件端面質(zhì)量很有意義。c.主軸定向準(zhǔn)停功能使主軸在周向的某一位置準(zhǔn)確停止，有自動(dòng)換刀功能的機(jī)床必須選取有這一功能的CNC裝置。6.9刀具功能這項(xiàng)功能包括：能選取的刀具數(shù)量和種類(lèi)；刀具的編碼方式；自動(dòng)換刀的方式，即固定刀位換刀還是隨機(jī)

24、換刀。6.1.0補(bǔ)償琦能a.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償和刀尖圓弧補(bǔ)償。這些功能可以補(bǔ)償?shù)毒吣p以及換刀時(shí)對(duì)準(zhǔn)正確位置。b.工藝量的補(bǔ)償包括坐標(biāo)軸的反向間隙補(bǔ)償、進(jìn)給傳動(dòng)件的傳動(dòng)誤差補(bǔ)償(如絲杠螺距誤差補(bǔ)償)、進(jìn)給齒條齒距誤差補(bǔ)償、機(jī)件的溫度變形誤差補(bǔ)償?shù)取?.1.1字符圖形顯示功能NC裝置可配置單色或彩色CRT，通過(guò)軟件和接口實(shí)現(xiàn)字符和圖形顯示。它可以顯示程序、參數(shù)個(gè)種補(bǔ)償量、坐標(biāo)位置故障信息、人機(jī)對(duì)話(huà)編程菜單、零件圖形、動(dòng)態(tài)刀具軌跡等。6.1.2程序編制功能a.手工編程用CNC系統(tǒng)配置的鍵盤(pán)按零件圖紙，遵循系統(tǒng)的指令規(guī)則輔零件加工程序。編程時(shí)機(jī)床不能加工因而耗費(fèi)機(jī)時(shí)t只適用于簡(jiǎn)單零件。b.背

25、景(后臺(tái))編程也叫在線編程在機(jī)床加工過(guò)程中進(jìn)行編程t因此不占機(jī)時(shí)。這種CNC裝置中內(nèi)部有專(zhuān)門(mén)用于編程的CPU。c.自動(dòng)編程CNC裝置內(nèi)有自動(dòng)騙程語(yǔ)言系統(tǒng)，由專(zhuān)門(mén)的CPU來(lái)管理編程。6.1.3輸入、輸出和通信功能一般的CNC裝置可以接多種輸、輸出外設(shè)，實(shí)現(xiàn)程序和參數(shù)的輸、輸出和存儲(chǔ)。在沒(méi)有背景編程和機(jī)內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助編程的情況下，為了節(jié)省機(jī)時(shí)，采取外部編程。其程序存儲(chǔ)在磁盤(pán)上。存儲(chǔ)在磁盤(pán)上的程序可以直接調(diào)數(shù)控裝置，也可直接通過(guò)通信的方式傳送到數(shù)控裝置。多數(shù)采用串行方式傳送信息，所以通常與CNC裝置的RS 232(、接口連接。6.1.4自診斷功能CNC裝置中設(shè)置了各種診斷程序，可以防止故障的發(fā)生或擴(kuò)大

26、。在故障出現(xiàn)后可迅速查明故障類(lèi)型及部位，以減少故障停機(jī)時(shí)間。 不同的CNC裝置設(shè)置的診斷程序不同，可以包含在系統(tǒng)程序中，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行檢查和診斷，也可作為服務(wù)性程序-在系統(tǒng)運(yùn)行前或故障停機(jī)后進(jìn)行診斷，查找故障部位。有的CNC裝置可以進(jìn)行遠(yuǎn)程通信診斷。總之，CNC數(shù)控裝置的功能多種多樣，而且隨著技術(shù)的發(fā)展功能越來(lái)越豐富。第七章 數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)7.1靈活性CNC裝置以固定接線的硬件結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的邏輯電路功能，只要改變相應(yīng)控制軟件就可改變和擴(kuò)展其功能t以滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需要。7.2通用性 CNC裝置硬件結(jié)構(gòu)有多種形式，模塊化硬件結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)易于擴(kuò)展，模塊化軟件能滿(mǎn)足各類(lèi)數(shù)控機(jī)床(如車(chē)床、銑床、加

27、工中心等)的不同控制要求；標(biāo)準(zhǔn)化的用戶(hù)接口，統(tǒng)一的用戶(hù)界面，既方便系統(tǒng)的維護(hù)方便用戶(hù)的培訓(xùn)。7.3豐富的數(shù)控功能利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力，使CNC裝置能方便地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜的數(shù)控功能，如二次曲線插補(bǔ)功能、曲面直接插樸功能、各類(lèi)固定循環(huán)、函數(shù)和子程序調(diào)用、動(dòng)態(tài)圖形顯示、刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能等。7.4提高系統(tǒng)的可靠性用戶(hù)的零件CNC程序在加工前一次送人系統(tǒng)的存儲(chǔ)器，經(jīng)檢查后系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行，避免了紙帶輸機(jī)故障引起的零件程序的錯(cuò)誤；許多功能由軟件實(shí)現(xiàn)硬件所需元器件數(shù)目就大為減少，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性得到改善。7.5使用維修方便CNC裝置有診斷程序，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息，使操作和維修人員

28、能了解故障部位。第八章 零件的工藝分析8.1分析圖樣1）尺寸標(biāo)注方法分析2）零件圖的完整性與正確性分析3）零件技術(shù)要求分析4）零件材料分析有機(jī)玻璃屬于高分子聚合物，由聚甲基丙烯酸甲酯聚合而成，英釋名叫“亞克力”。代號(hào)是PMA。密度是1.191.20g/cm3，硬度相當(dāng)于鋁，沒(méi)有固定熔點(diǎn)，在90攝氏度開(kāi)始軟化，在104攝氏度呈熔融狀態(tài)。透明度高為92，透過(guò)的紫外線多達(dá)73，與普通玻璃相比，機(jī)械強(qiáng)度、韌性是普通玻璃的10倍以上，重量?jī)H1/2，抗碎裂性是1218倍，有突出的耐候性、耐老化性，溶于三氯甲烷（氯仿），用油性記號(hào)筆在上面畫(huà)線不易脫落。8.2加工設(shè)備的選用在這里我們選擇的是VMC1100B數(shù)

29、控加工中心機(jī)床，技術(shù)參數(shù)如下表2.1表2.1VMC1100B行程 Unit 參數(shù)X軸行程 mm 1100Y軸行程 mm 560Z軸行程 mm 575主軸端面至工作臺(tái)面距離 mm 200-775工作臺(tái)中心至立柱導(dǎo)軌面距離 mm 590工作臺(tái)面積 mm 550×1200工作臺(tái)最大承重 kg 800T型槽槽寬 mm 4×18H8主軸轉(zhuǎn)速 rpm 8000主軸孔錐度 - BT-40(7:24)x、y軸快速位移 m/min 24z軸快速位移 m/min 18進(jìn)給速度范圍 m/min 115刀具數(shù) pcs 24刀具最大外徑/相鄰無(wú)刀 mm 100/180刀具最大長(zhǎng)度 mm 300換刀時(shí)

30、間(刀-刀) sec 1.8主軸電機(jī) kw 11/15X/Y/Z電機(jī) kw 3/3/4定位精度x mm 0.032定位精度y、z mm 0.025重復(fù)定位精度x mm 0.018重復(fù)定位精度y、z mm 0.015機(jī)床總高 mm 3162占地面積(長(zhǎng)×寬) mm 3340×3065機(jī)床重量(毛重) kg 8200第九章 零件的工藝設(shè)計(jì)和夾具的選擇9.1加工方法的選擇以下是幾種常見(jiàn)的平面加工方法由于在數(shù)控加工中心上加工零件，加工精度是很高的。所以我們根據(jù)加工的要求選擇方法省去了半精加工和精加工，粗銑直接就可以達(dá)到我們的要求了。加工工序的劃分：（1）：按所用刀具進(jìn)行劃分（2）：按安裝次數(shù)劃分（3）：按粗、精加工劃分（4）：按加工部位劃分在本設(shè)計(jì)中我們采用的是粗、精加工來(lái)劃分，所以我們劃分為一個(gè)階段即粗加工階段。9.2確定加工順序和工序量以及剛性和耐用度等。編程時(shí)，要規(guī)定刀具的結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸。對(duì)自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床，在刀具裝到機(jī)床上以前，要在機(jī)外預(yù)調(diào)裝置中，根據(jù)編程確定的參數(shù)，調(diào)整到規(guī)定的尺寸或測(cè)出精確的尺寸。在加工前，將刀具有關(guān)尺寸輸入到數(shù)控裝置。在銑削的加工中，我們經(jīng)常用到立銑刀。直徑小的立銑刀一般制成帶柄的形式，比如直柄立銑刀（ 2-7mm）。立銑刀直徑的選擇主要應(yīng)考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機(jī)床額定功率范圍以?xún)?nèi)。