數(shù)控加工原理與編程基礎(chǔ)知識

項目一

數(shù)控加工原理與編程基礎(chǔ)第1節(jié)數(shù)控加工概述第2節(jié)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)第3節(jié)數(shù)控編程基礎(chǔ)第一頁，共二十八頁。第一節(jié)§1.1數(shù)控加工概述

一、數(shù)控、數(shù)控機(jī)床與數(shù)控加工數(shù)字控制：是以數(shù)字化信號對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程進(jìn)行控制的一種方法。簡稱為數(shù)控（NC）。數(shù)控機(jī)床：指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對加工過程進(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程。第二頁，共二十八頁。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床比較：

數(shù)控機(jī)床在普通機(jī)床基礎(chǔ)上增加了對機(jī)床運(yùn)動和動作自動控制的功能部件，使數(shù)控機(jī)床能夠自動完成對零件加工的全過程。其控制的媒介：數(shù)字程序（學(xué)習(xí)重點）

第三頁，共二十八頁。二、不同加工方式示例

成型零件第四頁，共二十八頁。

成形車刀第五頁，共二十八頁。仿型加工靠模板第六頁，共二十八頁。數(shù)控加工

第七頁，共二十八頁。

采用數(shù)控機(jī)床加工零件時,只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)中，數(shù)控機(jī)床便按照事先編好的加工程序,自動地對被加工零件進(jìn)行加工.第八頁，共二十八頁。x-y數(shù)控拖板變頻主軸機(jī)床本體數(shù)控系統(tǒng)及其操作面板行程開關(guān)控制電柜Z軸伺服電機(jī)§1.2數(shù)控機(jī)床組成

一、數(shù)控機(jī)床的組成第九頁，共二十八頁。數(shù)控機(jī)床組成輸入輸出裝置數(shù)控裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)床本體第十頁，共二十八頁。二、數(shù)控機(jī)床各部分的作用1.輸入裝置作用：輸入程序（人機(jī)）、控制參數(shù)、補(bǔ)償量等方式：鍵盤輸入紙帶輸入（穿孔紙帶）磁盤輸入（硬盤、軟盤、U盤）網(wǎng)絡(luò)通訊(RS232、DNC、TCP/IP）第十一頁，共二十八頁。2.數(shù)控裝置（NC)___數(shù)控機(jī)床大腦作用：數(shù)控機(jī)床核心部件（戰(zhàn)略物資、東芝事件）

?接受輸入信息

?運(yùn)算與處理(譯碼、運(yùn)算、邏輯處理)

?產(chǎn)生輸出脈沖（動作、運(yùn)動指令）計算機(jī)的功能

CNC：計算機(jī)數(shù)字控制裝置第十二頁，共二十八頁。CNC系統(tǒng)構(gòu)成CNC裝置控制軟件(軟件功能)硬件電路(硬件功能)主軸伺服單元主軸驅(qū)動裝置可編程控制器進(jìn)給伺服單元進(jìn)給驅(qū)動裝置測量裝置(位置\速度)程序操作面板輸入輸出設(shè)備機(jī)床M.S.T\輔助指令信號主軸電機(jī)主軸動作完成進(jìn)給動作PLC完成開關(guān)動作伺服驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)給電機(jī)電→機(jī)信號轉(zhuǎn)換\放大第十三頁，共二十八頁。經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算,輸出各坐標(biāo)軸進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量指令經(jīng)邏輯運(yùn)算,輸出主軸變速、換向和起停信號選擇和交換刀具的刀具指令信號輔助指令信號:冷卻、潤滑、夾經(jīng)緊、松開、分度等.控制信號第十四頁，共二十八頁。3.伺服系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床的動力裝置

作用：接受數(shù)控裝置的輸出驅(qū)動與放大實現(xiàn)電→機(jī)轉(zhuǎn)換

第十五頁，共二十八頁?！?.3數(shù)控加工原理數(shù)控加工過程

零件圖紙工藝分析數(shù)值計算編制并輸入程序安裝工件對刀試切加工檢驗第十六頁，共二十八頁。數(shù)控加工原理概述

數(shù)控加工原理就是將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編成程序代碼輸入到機(jī)床控制系統(tǒng)中，再由其進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動伺服機(jī)構(gòu)的指令信號，從而控制機(jī)床各部件協(xié)調(diào)動作，自動完成零件的加工。第十七頁，共二十八頁。三、數(shù)控加工的特點（優(yōu)點）1.加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定

?數(shù)控機(jī)床的機(jī)械精度高

?數(shù)控機(jī)床的控制精度高（0.001mm/P）

?無人為誤差，加工的一致性好第十八頁，共二十八頁。2.數(shù)控加工的生產(chǎn)效率高?極大地縮短加工的輔助時間（快速行程、自動換刀）

?免劃線工序

?粗、精加工一次裝夾完成

?無需中途停車檢測第十九頁，共二十八頁。3.對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng).單件、小批生產(chǎn)易于獲得好效益4.易于實現(xiàn)CAD/CAM一體化及構(gòu)成計算機(jī)集中控制系統(tǒng).第二十頁，共二十八頁?！?.4幾個數(shù)控加工常用術(shù)語1、坐標(biāo)聯(lián)動加工數(shù)控機(jī)床加工時的橫向、縱向等進(jìn)給量都是以軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)控制的。如：兩坐標(biāo)車床、三坐標(biāo)銑床、五軸加工中心等。

坐標(biāo)聯(lián)動：坐標(biāo)軸的非獨立運(yùn)動。即：一個軸的運(yùn)動要受到其它軸運(yùn)動的制約。

第二十一頁，共二十八頁。2、脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量:單位脈沖作用下進(jìn)給軸移動的距離。單位：mm/脈沖如0.001mm/P

脈沖當(dāng)量的大小與數(shù)控系統(tǒng)的水平有關(guān)。0.05～0.001

脈沖產(chǎn)生：運(yùn)動控制指令（自動）、按鍵觸發(fā)或手搖脈沖發(fā)生器（手動操作）第二十二頁，共二十八頁。3、進(jìn)給速度與速度修調(diào)

進(jìn)給速度：單位時間內(nèi)坐標(biāo)軸移動的距離。（加工時刀具相對于工件的移動速度）單位：mm/minmm/r

速度修調(diào)：通過修調(diào)倍率對速度進(jìn)行適量修調(diào)。數(shù)控機(jī)床在加工過程中能通過速度修調(diào)實時調(diào)整進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速，便于加工。第二十三頁，共二十八頁。4.插補(bǔ)運(yùn)算

在組成軌跡的直線段或曲線段的起點和終點之間，按一定的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)點的密化工作，以確定一些中間點的方法就稱之為“插補(bǔ)”。計算插補(bǔ)點的運(yùn)算稱為插補(bǔ)運(yùn)算.插補(bǔ)運(yùn)算的任務(wù)就是把這種時實計算出的各個軸的位移指令輸入伺服系統(tǒng),實現(xiàn)成形運(yùn)動.第二十四頁，共二十八頁。逐點比較法

逐點比較法插補(bǔ)運(yùn)算是以區(qū)域判別為特征，每走一步都要將加工點的瞬時坐標(biāo)與相應(yīng)給定的圖形上的點相比較，判別一下偏差，然后決定下一步的走向。這樣就能得到一個接近給定圖形的軌跡，其最大偏差不超過一個脈沖當(dāng)量

第二十五頁，共二十八頁。逐點比較法圖示第二十六頁，共二十八頁。5.刀補(bǔ)運(yùn)算零件的加工程序一般是按零件輪廓和工藝要求的進(jìn)給路線編制的,而數(shù)控機(jī)床在加工過程中所控制的是刀具中心的運(yùn)動軌跡.不同的刀具,其幾何參數(shù)也不相同.加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡,這樣才能加工出符合要求的零件.刀補(bǔ)運(yùn)算就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序.返回上層第二十七頁，共二十八頁。內(nèi)容總結(jié)項目一

數(shù)控加工原理與編程基礎(chǔ)。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程?！?.2數(shù)控機(jī)床組成

一、數(shù)控機(jī)床的組成。M.S.T\輔助指令信號。經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算,輸出各坐標(biāo)軸進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量指令。選擇和交換刀具的刀具指令信號。4.易于實現(xiàn)CAD/CAM一體化及構(gòu)成計算機(jī)集中控制系統(tǒng).。數(shù)控機(jī)床加工時的橫向、縱向等