機床數(shù)控技術(shù)培訓教材

1、機床數(shù)控技術(shù)培訓教材 目目 錄錄 第一部分第一部分 機床數(shù)控技術(shù)的基本知識機床數(shù)控技術(shù)的基本知識 第第二二部分部分 數(shù)控機床的手工編程與操作數(shù)控機床的手工編程與操作第一部分第一部分 機床數(shù)控技術(shù)的基本知識機床數(shù)控技術(shù)的基本知識蘭州交通大學機械工程實踐中心蘭州交通大學機械工程實踐中心1 有關(guān)機床數(shù)控的概念有關(guān)機床數(shù)控的概念1 1、數(shù)控（、數(shù)控（NCNC） 數(shù)字控制（數(shù)字控制（Numerical controlNumerical control）的簡）的簡稱。指用數(shù)字信息通過控制裝置實現(xiàn)對機稱。指用數(shù)字信息通過控制裝置實現(xiàn)對機械設(shè)備動作的控制。械設(shè)備動作的控制。2 2、數(shù)控系統(tǒng)（、數(shù)控系統(tǒng)（NCS

2、NCS） 數(shù)字控制系統(tǒng)（數(shù)字控制系統(tǒng)（Numerical Control Numerical Control SystemSystem）的簡稱。指采用數(shù)控技術(shù)的控制）的簡稱。指采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。3 3、數(shù)控設(shè)備（、數(shù)控設(shè)備（NCUNCU） 數(shù)字控制設(shè)備（數(shù)字控制設(shè)備（Numerical Control UNumerical Control U）的簡稱，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的受控設(shè)備。的簡稱，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的受控設(shè)備。 1 有關(guān)機床數(shù)控的概念（續(xù)）有關(guān)機床數(shù)控的概念（續(xù)）4 4、機床數(shù)控技術(shù)、機床數(shù)控技術(shù) 機床數(shù)字控制技術(shù)的簡稱，指用數(shù)字化的信息機床數(shù)字控制技術(shù)的簡稱，指用數(shù)字化的信息

3、對機床實行控制的一門技術(shù)。對機床實行控制的一門技術(shù)。5 5、數(shù)控機床、數(shù)控機床 數(shù)字控制機床（數(shù)字控制機床（Numerical Control toolsNumerical Control tools）的簡稱，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床，包含在數(shù)控的簡稱，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床，包含在數(shù)控設(shè)備中。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)設(shè)備中。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床作了如下定義：數(shù)控機床是一個裝有程序控機床作了如下定義：數(shù)控機床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其它符號編碼指令規(guī)定的程序。用號碼，或其它符號編碼指

4、令規(guī)定的程序。 2 數(shù)控機床的優(yōu)點數(shù)控機床的優(yōu)點2 數(shù)控機床的優(yōu)點數(shù)控機床的優(yōu)點(續(xù)續(xù))數(shù)控銑削加工的零件數(shù)控銑削加工的零件加工中心加工的零件加工中心加工的零件2 數(shù)控機床的優(yōu)點（續(xù)）數(shù)控機床的優(yōu)點（續(xù)）1 1、適合于復雜形狀零件的加工、適合于復雜形狀零件的加工2 2、加工精度和尺寸重復精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)、加工精度和尺寸重復精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定性好。定性好。 3 3、實現(xiàn)計算機控制，排除人為誤差。、實現(xiàn)計算機控制，排除人為誤差。 4 4、生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益明顯。、生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益明顯。5 5、減輕工人勞動強度，改善勞動條件，可以、減輕工人勞動強度，改善勞動條件，可以實現(xiàn)一人多機操作。實現(xiàn)

5、一人多機操作。6 6、可以精確地計算成本和安排生產(chǎn)進度，有、可以精確地計算成本和安排生產(chǎn)進度，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。3 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成 1 1、輸入輸出裝置、輸入輸出裝置2 2、數(shù)控系統(tǒng)（亦稱、數(shù)控系統(tǒng)（亦稱CNCCNC裝置）裝置）3 3、伺服系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)4 4、位置檢測裝置（亦稱反饋元件）、位置檢測裝置（亦稱反饋元件）5 5輔助裝置輔助裝置6 6機床本體機床本體3 數(shù)控機床的組成（續(xù)）數(shù)控機床的組成（續(xù)） 數(shù)控機床的邏輯組成數(shù)控機床的邏輯組成 3 數(shù)控機床的組成（續(xù)）數(shù)控機床的組成（續(xù)） FANUC FANUC 系列系列 150 150i i B B型

6、數(shù)控裝置型數(shù)控裝置 FANUC 系列系列 150i B型數(shù)控裝置型數(shù)控裝置 4 數(shù)控機床的工作過程數(shù)控機床的工作過程 數(shù)控機床加工一個零件的過程數(shù)控機床加工一個零件的過程 5 數(shù)控機床的應用范圍數(shù)控機床的應用范圍 數(shù)控機床的應用范圍數(shù)控機床的應用范圍 5 數(shù)控機床的應用范圍（續(xù)）數(shù)控機床的應用范圍（續(xù)）1 1 批量小而又多次重復生產(chǎn)的零件；批量小而又多次重復生產(chǎn)的零件；2 2 幾何形狀、結(jié)構(gòu)復雜的零件；幾何形狀、結(jié)構(gòu)復雜的零件；3 3 在加工過程中必須進行多種加工的零件；在加工過程中必須進行多種加工的零件；4 4 切削余量大的零件切削余量大的零件5 5 必須嚴格控制公差的零件必須嚴格控制公差的

7、零件6 6 需要頻繁改型的零件需要頻繁改型的零件7 7 加工過程中如果發(fā)生錯誤將會造成嚴重浪費加工過程中如果發(fā)生錯誤將會造成嚴重浪費的貴重零件的貴重零件8 8 需要全部檢驗的零件；需要全部檢驗的零件；6 數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類 1 1、開環(huán)控制數(shù)控機床、開環(huán)控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）2 2、閉環(huán)控制數(shù)控機床、閉環(huán)控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）3 3、半閉環(huán)控制數(shù)控機床、半閉環(huán)控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）二、按控制系統(tǒng)的特點分類二、按控制系統(tǒng)的特點分類 1 1、點

8、位控制數(shù)控機床、點位控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)） 1 1、點位控制數(shù)控機床、點位控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）2 2、直線控制數(shù)控機床、直線控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）2 2、直線控制數(shù)控機床、直線控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）3 3、輪廓控制數(shù)控機床、輪廓控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類（續(xù)）數(shù)控機床的分類（續(xù)）3 3、輪廓控制數(shù)控機床、輪廓控制數(shù)控機床6 數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的分類(續(xù)續(xù))三、按加工工藝及機床用途的類型分類三、按加工工藝及機床用途的類型分類1 1、金屬切削類、金屬切削

9、類2 2、金屬成型類、金屬成型類3 3、特種加工類、特種加工類4 4、測量繪圖類、測量繪圖類四、按同時控制坐標軸數(shù)分類四、按同時控制坐標軸數(shù)分類1 1、兩坐標數(shù)控機床、兩坐標數(shù)控機床2 2、5/25/2坐標數(shù)控機床（兩坐標半聯(lián)動）坐標數(shù)控機床（兩坐標半聯(lián)動）3 3、三坐標數(shù)控機床、三坐標數(shù)控機床4 4、多坐標數(shù)控機床、多坐標數(shù)控機床7 數(shù)控機床坐標系的確定數(shù)控機床坐標系的確定1、坐標軸的確定規(guī)則、坐標軸的確定規(guī)則 基本坐標：基本坐標： X、Y、Z軸軸由右手定則確定由右手定則確定回轉(zhuǎn)坐標：回轉(zhuǎn)坐標： A、B、C軸軸由右手螺旋法則確由右手螺旋法則確定定2、坐標軸的確定方法、坐標軸的確定方法 1）Z

10、軸軸 數(shù)控車床數(shù)控車床立式立式5 5軸數(shù)控銑床軸數(shù)控銑床立式立式3 3軸數(shù)控銑床軸數(shù)控銑床 3）Y軸軸 4）回轉(zhuǎn)坐標）回轉(zhuǎn)坐標 A、B、C+X立式立式5 5軸數(shù)控銑床軸數(shù)控銑床用右手螺旋法則判斷。用右手螺旋法則判斷。1、數(shù)控機床程序編制的內(nèi)容和步驟、數(shù)控機床程序編制的內(nèi)容和步驟 8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)1、程序的組成、程序的組成 8 8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)（續(xù)）2、程序代號、程序代號 8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)(續(xù)續(xù)) 3、程序段、程序段N30 G01 G42 X150. Y400. F200;8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)(續(xù)續(xù)

11、) 4、程序結(jié)束標志、程序結(jié)束標志 8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)(續(xù)續(xù)) 5、子程序、子程序 8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)(續(xù)續(xù)) 8 數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)（續(xù)）數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)（續(xù)）9 數(shù)控機床的插補功能數(shù)控機床的插補功能一、快速定位指令（一、快速定位指令（G00G00指令）指令）1 1功能：從所在點，按機床提供的快速進給速度移動到規(guī)定位功能：從所在點，按機床提供的快速進給速度移動到規(guī)定位置。置。2 2格式：格式：G00 X- Y- Z-G00 X- Y- Z-；3 3說明：說明：（1 1）G00G00模態(tài)指令；模態(tài)指令；（2 2）G00G00快速定位的速度與以前程序

12、段中的進給速度無關(guān)；快速定位的速度與以前程序段中的進給速度無關(guān)；（3 3）G00G00開始時刀具逐漸加速至設(shè)定速度，快速移動接開始時刀具逐漸加速至設(shè)定速度，快速移動接近目標點后，再減速至目標點；近目標點后，再減速至目標點；（4 4）不能用于切削加工。）不能用于切削加工。9 數(shù)控機床的插補功能數(shù)控機床的插補功能(續(xù)續(xù))二、直線插補（二、直線插補（G01G01指令）指令）1 1、功能：以給定的進給速度，采用直線插補、功能：以給定的進給速度，采用直線插補方式進行切削加工。方式進行切削加工。2 2、格式：、格式：G01 X- Y- Z- F-G01 X- Y- Z- F-；3 3、說明：、說明： 模態(tài)

13、指令；模態(tài)指令； 最初的最初的G01G01指令單節(jié)中的速度指令單節(jié)中的速度F F必須指必須指定，否則進給速度被認為是定，否則進給速度被認為是0 0，執(zhí)行程序時，執(zhí)行程序時，機械不能動，并產(chǎn)生警示。機械不能動，并產(chǎn)生警示。9 數(shù)控機床的插補功能數(shù)控機床的插補功能(續(xù)續(xù))三、圓弧插補指令（三、圓弧插補指令（G02G02，G03G03指令）指令）1 1、功能、功能 使刀具在給定平面內(nèi)，以給定的進給速度進行順時針使刀具在給定平面內(nèi)，以給定的進給速度進行順時針（逆時針）圓弧插補加工，切削出圓弧輪廓。（逆時針）圓弧插補加工，切削出圓弧輪廓。2 2、格式、格式 G17 G02 G17 G02（G03G03）

14、X- Y- I- J- F-X- Y- I- J- F-；XYXY平面平面 R- R- G18 G02 G18 G02（G03G03）X- Z- I- K- F-X- Z- I- K- F-；XZXZ平面平面 R- R- G19 G02 G19 G02（G03G03）Y- Z- J- K- F-Y- Z- J- K- F-；YZYZ平面平面 R- R-第二部分第二部分 數(shù)控機床的手工編程與操作數(shù)控機床的手工編程與操作蘭州交通大學機械工程實踐中心蘭州交通大學機械工程實踐中心1 數(shù)控車床的手工編程數(shù)控車床的手工編程 1. 熟悉數(shù)控車床的操作面板熟悉數(shù)控車床的操作面板 2. 采用單段運行方式練習數(shù)控

15、車床的常用加工指令操作采用單段運行方式練習數(shù)控車床的常用加工指令操作1 數(shù)控車床的手工編程數(shù)控車床的手工編程 3. 手工編程手工編程 如圖所示工件，毛坯為如圖所示工件，毛坯為45120棒材，材料為棒材，材料為45鋼，數(shù)控車削端面、鋼，數(shù)控車削端面、外圓。外圓。 （1）根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線）根據(jù)零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤夾持）對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤夾持45外圓，使工件伸出外圓，使工件伸出卡盤卡盤80，一次裝夾完成粗精加工。，一次裝夾完成粗精加工。2）工步順序）工步順序

16、粗車端面及粗車端面及40外圓，留外圓，留1精車余量。精車余量。 精車精車40外圓到尺寸。外圓到尺寸。1 數(shù)控車床的手工編程數(shù)控車床的手工編程(續(xù)續(xù))（2）選擇機床設(shè)備）選擇機床設(shè)備根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控車床即可達到要求。故選用根據(jù)零件圖樣要求，選用經(jīng)濟型數(shù)控車床即可達到要求。故選用SK50型數(shù)控臥式車床。型數(shù)控臥式車床。（3）選擇刀具）選擇刀具根據(jù)加工要求，選用兩把刀具，根據(jù)加工要求，選用兩把刀具，T01為為90粗車刀，粗車刀，T03為為90精車刀。精車刀。同時把兩把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀，把它們的刀偏同時把兩把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀，把它們的刀偏值輸入相

17、應的刀具參數(shù)中。值輸入相應的刀具參數(shù)中。（4）確定切削用量）確定切削用量切削用量的具體數(shù)值應根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗切削用量的具體數(shù)值應根據(jù)該機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗確定，詳見加工程序。確定，詳見加工程序。（5）確定工件坐標系、對刀點和換刀點）確定工件坐標系、對刀點和換刀點確定以工件右端面與軸心線的交點確定以工件右端面與軸心線的交點O為工件原點，建立為工件原點，建立XOZ工件坐工件坐標系。標系。采用手動試切對刀方法（操作與前面介紹的數(shù)控車床對刀方法基本相采用手動試切對刀方法（操作與前面介紹的數(shù)控車床對刀方法基本相同）把點同）把點O作為對刀點。換刀點設(shè)置在工件坐標系下作

18、為對刀點。換刀點設(shè)置在工件坐標系下X55、Z20處。處。1 數(shù)控車床的手工編程數(shù)控車床的手工編程(續(xù)續(xù))（6）編寫程序）編寫程序(以以SK50車床為例車床為例)按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序按該機床規(guī)定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：清單。該工件的加工程序如下： N0010 G59 X0 Z100 ；設(shè)置工件原點；設(shè)置工件原點N0020 G90 N0030 G92 X55 Z20 ；設(shè)置換刀點；設(shè)置換刀點N0040 M03 S600 N0050 M06 T01 ；?。蝗?號號90偏刀，粗車偏刀，粗車N

19、0060 G00 X46 Z0N0070 G01 X0 Z0N0080 G00 X0 Z1N0090 G00 X41 Z1N0100 G01 X41 Z-64 F80 ；粗車；粗車40外圓，留外圓，留1精車余量精車余量N0110 G28 N0120 G29 ；回換刀點；回換刀點N0130 M06 T03 ；??；取3號號90偏刀，精車偏刀，精車N0140 G00 X40 Z1N0150 M03 S1000N0160 G01 X40 Z-64 F40 ；精車；精車40外圓到尺寸外圓到尺寸N0170 G00 X55 Z20N0180 M05N0190 M022 數(shù)控車床的操作數(shù)控車床的操作 1.安裝

20、安裝 1）工裝夾具）工裝夾具; 2）工件毛坯）工件毛坯; 3）刀具）刀具 2.程序的輸入（手動輸入或程序的輸入（手動輸入或RS-232接口輸入）接口輸入） 3.對刀建立工件坐標系對刀建立工件坐標系 對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可以對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可以設(shè)在零件上、夾具上或機床上，對刀時應使對刀點與刀位點重合。設(shè)在零件上、夾具上或機床上，對刀時應使對刀點與刀位點重合。 1）外徑刀的對刀方法）外徑刀的對刀方法 Z向?qū)Φ度缦驅(qū)Φ度?a)所示。先用外徑刀將工件端面所示。先用外徑刀將工件端面(基準面基準面)車削出來；車削端車削出來；車削端面后，刀具可以沿面后，刀具可以沿X方向移動遠離工件，但不可方向移動遠離工件，但不可Z方向移動。方向移動。Z軸對刀輸入：軸對刀輸入：“Z0測量測量”。 X向?qū)Φ度缦驅(qū)Φ度?b)所示。車削任一外徑后，使刀具所示。車削