《機(jī)床數(shù)控技術(shù) 第4版》課件全套 李郝林 第1-9章 概述、數(shù)控加工程序編制 -自由曲線及曲面的加工

機(jī)床數(shù)控技術(shù)內(nèi)容提要本章主要介紹數(shù)控技術(shù)、數(shù)控機(jī)床的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、工作原理及分類；數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍及發(fā)展動(dòng)向。2第一章數(shù)控機(jī)床概述自從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)創(chuàng)立以來，它給機(jī)械制造業(yè)帶來革命性的變化?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上；數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段；是國家的戰(zhàn)略技術(shù)；基于它的相關(guān)產(chǎn)業(yè)是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)；專家們預(yù)言:

二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。第一節(jié)數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)字控制與數(shù)控技術(shù)數(shù)字控制（NumericalControlNC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。數(shù)控技術(shù)（NumericalControlTechnology）采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControlCNC）以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。第一章數(shù)控機(jī)床概述第二節(jié)數(shù)控機(jī)床的組成第一章數(shù)控機(jī)床概述第一章數(shù)控機(jī)床概述

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤

輸入輸出

設(shè)備

第一章數(shù)控機(jī)床概述操作面板它是操作人員與數(shù)控裝置進(jìn)行信息交流的工具。組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤一樣）和顯示器；。它是數(shù)控機(jī)床特有部件。第一章數(shù)控機(jī)床概述第一章數(shù)控機(jī)床概述

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤

輸入輸出

設(shè)備

第一章數(shù)控機(jī)床概述控制介質(zhì)與輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介；輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)或?qū)⒄{(diào)試好了的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的控制介質(zhì)上。數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備見表1：第一章數(shù)控機(jī)床概述表1控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備表第一章數(shù)控機(jī)床概述通訊

現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)除采用輸入輸出設(shè)備進(jìn)行信息交換外，一般都具有用通訊方式進(jìn)行信息交換的能力。它們是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術(shù)。采用的方式有：串行通訊（RS-232等串口）；自動(dòng)控制專用接口和規(guī)范（DNC方式，MAP協(xié)議等）；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（internet，LAN等）。第一章數(shù)控機(jī)床概述

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤

輸入輸出

設(shè)備

第一章數(shù)控機(jī)床概述

CNC裝置(CNC單元)組成：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理（如運(yùn)動(dòng)軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處理等），然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件(伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等)，所有這些工作是由CNC裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)配合，合理組織，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地進(jìn)行工作的。CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心第一章數(shù)控機(jī)床概述

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤

輸入輸出

設(shè)備

第一章數(shù)控機(jī)床概述伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測(cè)量裝置

伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸電機(jī)進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給電機(jī)測(cè)量裝置位置和速度測(cè)量裝置。以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。作用保證靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置指令：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指令：實(shí)現(xiàn)零件加工的成形運(yùn)動(dòng)（速度和位置控制）。主軸運(yùn)動(dòng)指令，實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)（速度控制）第一章數(shù)控機(jī)床概述

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤

輸入輸出

設(shè)備

第一章數(shù)控機(jī)床概述PLC、機(jī)床I/O電路和裝置PLC(ProgrammableLogicController)：用于完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)順序動(dòng)作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機(jī)床I/O電路和裝置：實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路；功能：接受CNC的M、S、T指令，對(duì)其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作；接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/O信號(hào)，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動(dòng)作。第一章數(shù)控機(jī)床概述

機(jī)床I/O電路和裝置

測(cè)量裝置

主軸驅(qū)動(dòng)裝置

進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置

主軸伺服單元

進(jìn)給伺服單元

計(jì)算機(jī)數(shù)

控

裝

置

操作面板

PLC

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)

機(jī)

床

輔助控制機(jī)構(gòu)

進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

鍵盤

輸入輸出

設(shè)備

第一章數(shù)控機(jī)床概述機(jī)床機(jī)床：數(shù)控機(jī)床的主體，是實(shí)現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。組成：由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)工件自動(dòng)交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。數(shù)控機(jī)床的種類很多，從不同角度對(duì)其進(jìn)行考查，就有不同的分類方法，通常有以下幾種不同的分類方法：第一章數(shù)控機(jī)床概述

按工藝用途分類切削加工類：數(shù)控鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、加工中心、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、FMC等。成型加工類：數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控彎管機(jī)等。特種加工類：數(shù)控線切割機(jī)、電火花加工機(jī)、激光加工機(jī)等。其它類型：數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、機(jī)器人等。第三節(jié)數(shù)控機(jī)床的分類第一章數(shù)控機(jī)床概述銑床第一章數(shù)控機(jī)床概述銑床第一章數(shù)控機(jī)床概述銑床第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控車床第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控車床第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控刀具第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控加工中心第一章數(shù)控機(jī)床概述錐度電火花線切割機(jī)床第一章數(shù)控機(jī)床概述按控制功能分類點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精確定位運(yùn)動(dòng)；對(duì)軌跡不作控制要求；運(yùn)動(dòng)過程中不進(jìn)行任何加工。適用范圍：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和數(shù)控測(cè)量機(jī)。第一章數(shù)控機(jī)床概述輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)輪廓控制(連續(xù)控制)系統(tǒng)：具有控制幾個(gè)進(jìn)給軸同時(shí)諧調(diào)運(yùn)動(dòng)(坐標(biāo)聯(lián)動(dòng))，使工件相對(duì)于刀具按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工的數(shù)控系統(tǒng)。適用范圍：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等用于加工曲線和曲面的機(jī)床?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是裝備的這種數(shù)控系統(tǒng)。第一章數(shù)控機(jī)床概述

按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分2軸聯(lián)動(dòng)（平面曲線）3軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面，球頭刀）4軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）5軸聯(lián)動(dòng)及6軸聯(lián)動(dòng)（空間曲面）聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復(fù)雜。第一章數(shù)控機(jī)床概述

按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測(cè)量裝置可分為開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測(cè)量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。第一章數(shù)控機(jī)床概述

開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)沒有位置測(cè)量裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件A相、B相C相、…f、nCNC插補(bǔ)指令脈沖頻率f脈沖個(gè)數(shù)n換算脈沖環(huán)形分配變換功率放大第一章數(shù)控機(jī)床概述開環(huán)系統(tǒng)無位置反饋，精度相對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來講不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能和精度。一般以功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。這類系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動(dòng)力矩不大的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。一般用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。第一章數(shù)控機(jī)床概述

半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖所示，是從驅(qū)動(dòng)裝置(常用伺服電機(jī))或絲杠引出，采樣旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)，不是直接檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋第一章數(shù)控機(jī)床概述半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此可獲得穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。由于絲杠的螺距誤差和齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差難以消除。因此，其精度較閉環(huán)差，較開環(huán)好。但可對(duì)這類誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因而仍可獲得滿意的精度。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)試方便、精度也較高，因而在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。第一章數(shù)控機(jī)床概述

全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置采樣點(diǎn)如圖的虛線所示，直接對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。位置控制調(diào)節(jié)器速度控制調(diào)節(jié)與驅(qū)動(dòng)檢測(cè)與反饋單元位置控制單元速度控制單元++--電機(jī)機(jī)械執(zhí)行部件CNC插補(bǔ)指令實(shí)際位置反饋實(shí)際速度反饋第一章數(shù)控機(jī)床概述從理論上講，可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量。具有很高的位置控制精度。由于位置環(huán)內(nèi)的許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，故很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都相當(dāng)困難。該系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。第一章數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床的確具有普通機(jī)床所不具備的許多優(yōu)點(diǎn)。而且它的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，但是在目前還不能完全取代普通機(jī)床，也就是說，它不能以最經(jīng)濟(jì)的方式來解決加工制造中所有問題。為了更好地說明這個(gè)問題，有必要先初步了解一下采用數(shù)控機(jī)床加工的優(yōu)缺點(diǎn)。第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控加工的優(yōu)點(diǎn)自動(dòng)化程度高，可以減輕工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度加工的零件一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)效率較高便于產(chǎn)品研制便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造。第四節(jié)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)第一章數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控加工的缺點(diǎn)任何事物都是兩重性。數(shù)控加工雖有上述各種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在某些方面也存在不足之處：單位加工成本較高。只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)（占機(jī)械加工總量70%~80%）加工中的調(diào)整相對(duì)復(fù)雜維修難度大第一章數(shù)控機(jī)床概述

產(chǎn)生背景從工業(yè)化革命以來人們實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)化的手段有：自動(dòng)機(jī)床；組合機(jī)床；專用自動(dòng)生產(chǎn)線。第五節(jié)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展動(dòng)向第一章數(shù)控機(jī)床概述這些設(shè)備的使用大大地提高了機(jī)械加工自動(dòng)化地程度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了制造業(yè)地發(fā)展。但它也存在固有的缺點(diǎn)：初始投資大；準(zhǔn)備周期長；柔性差。第一章數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力：市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大批量產(chǎn)品越來越少，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的比重越來越大，迫切需要一種精度高、柔性好加工設(shè)備來滿足上述需求。數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)：電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展則為NC機(jī)床的進(jìn)步提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)正是在這種背景下誕生和發(fā)展起來的。它的產(chǎn)生給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，推動(dòng)了加工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。第一章數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生20世紀(jì)40年代世界上誕生了第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，使數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)成為可能。1948年美國帕森斯（parsonsco.）在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了用電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)床加工復(fù)雜曲線樣板的新概念，并受美國空軍的委托與麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)研究所進(jìn)行合作研制，于1952研制成功了世界上第一臺(tái)用專用電子計(jì)算機(jī)控制的三坐標(biāo)立式銑床。數(shù)控機(jī)床是一種裝有計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)能夠處理加工程序，控制機(jī)床完成各種加工運(yùn)動(dòng)。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床能夠完成平面曲線和空間曲面的加工，加工精度和生產(chǎn)率都比較高，因而應(yīng)用日益廣泛。第一章數(shù)控機(jī)床概述

發(fā)展沿革1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第一臺(tái)三座標(biāo)數(shù)控機(jī)床。1955年，第一臺(tái)工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國Bendix公司生產(chǎn)出來。從1952年至今，NC機(jī)床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷的五代。第一章數(shù)控機(jī)床概述第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點(diǎn)是體積小，功耗低，可靠性進(jìn)一步提高。

以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實(shí)現(xiàn)，故歷史上又稱其為“硬線NC”。第一章數(shù)控機(jī)床概述第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)取代專用計(jì)算機(jī)，其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)，它具有價(jià)格低，可靠性高和功能多等特點(diǎn)。第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價(jià)格進(jìn)一步降低，體積進(jìn)一步縮小，使實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化成為可能。這一代又可分為六個(gè)發(fā)展階段：1979年：系統(tǒng)采用CRT顯示，VLIC，大容量磁泡存儲(chǔ)器，可編程接口和遙控接口等。1974年：系統(tǒng)以位片微處理器為核心，有字符顯示，自診斷功能。第一章數(shù)控機(jī)床概述1981年：具有人機(jī)對(duì)話、動(dòng)態(tài)圖形顯示、實(shí)時(shí)精度補(bǔ)償功能。1986年：數(shù)字伺服控制誕生，大慣量的交直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)用階段。1988年：采用高性能32位機(jī)為主機(jī)的主從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。1994年：基于PC的NC系統(tǒng)誕生，使NC系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)入了開放型、柔性化的新時(shí)代，新型NC系統(tǒng)的開發(fā)周期日益縮短。它是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。第一章數(shù)控機(jī)床概述

發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)入九十年代以來，隨著國際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，使其朝著下述方向發(fā)展運(yùn)行高速化加工高精化功能復(fù)合化控制智能化體系開放化驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化交互網(wǎng)絡(luò)化第一章數(shù)控機(jī)床概述

運(yùn)行高速化、加工高精化

速度和精度是數(shù)控設(shè)備的兩個(gè)重要指標(biāo)，它們是數(shù)控技術(shù)永恒追求的目標(biāo)。因?yàn)樗苯雨P(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。新一代數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。第一章數(shù)控機(jī)床概述運(yùn)行高速化：使進(jìn)給率、主軸轉(zhuǎn)速、刀具交換速度、托盤交換速度實(shí)現(xiàn)高速化，并且具有高加（減）速率。進(jìn)給率高速化：在分辨率為1

m時(shí)，F(xiàn)max=240m/min。在Fmax下可獲得復(fù)雜型面的精確加工。主軸高速化：采用電主軸（內(nèi)裝式主軸電機(jī)），即主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸就是主軸部件。主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/min。主軸轉(zhuǎn)速的最高加（減）速為1.0g

，即僅需1.8秒即可從0提速到15000r/min。換刀速度

0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）工作臺(tái)（托盤）交換速度6.3秒。第一章數(shù)控機(jī)床概述

加工高精化：提高機(jī)械設(shè)備的制造和裝配精度；提高數(shù)控系統(tǒng)的控制精度；采用誤差補(bǔ)償技術(shù)。

提高CNC系統(tǒng)控制精度采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，使CNC控制單位精細(xì)化，采用高分辨率位置檢測(cè)裝置，提高位置檢測(cè)精度（日本交流伺服電機(jī)已有裝上106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測(cè)器，其位置檢測(cè)精度能達(dá)到0.01

m/脈沖）；位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法。第一章數(shù)控機(jī)床概述采用誤差補(bǔ)償技術(shù)采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù);設(shè)備的熱變形誤差補(bǔ)償和空間誤差的綜合補(bǔ)償技術(shù)。研究結(jié)果表明，綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60％～80％。三井精機(jī)的JidicH5D型超精密臥式加工中心的定位精度為±0.1

m。第一章數(shù)控機(jī)床概述

由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)水平的提高，數(shù)控裝置、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置的性能也隨之提高，使得現(xiàn)代的數(shù)控設(shè)備在新的技術(shù)水平下，可同時(shí)具備運(yùn)行高速化、加工高精化的性能。第一章數(shù)控機(jī)床概述

功能復(fù)合化

復(fù)合化是指在一臺(tái)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)多種工藝手段加工的方法。鏜銑鉆復(fù)合—加工中心（ATC）、五面加工中心（ATC，主軸立臥轉(zhuǎn)換）；車銑復(fù)合—車削中心（ATC，動(dòng)力刀頭）；銑鏜鉆車復(fù)合—復(fù)合加工中心（ATC，可自動(dòng)裝卸車刀架）；銑鏜鉆磨復(fù)合—復(fù)合加工中心（ATC，動(dòng)力磨頭）；可更換主軸箱的數(shù)控機(jī)床—組合加工中心；第一章數(shù)控機(jī)床概述

控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，并為滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化發(fā)展需求，數(shù)控技術(shù)智能化程度不斷提高，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一章數(shù)控機(jī)床概述

加工過程自適應(yīng)控制技術(shù)

通過監(jiān)測(cè)加工過程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損以及破損狀態(tài)，機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)；并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)修調(diào)加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度，吃刀量）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度以及設(shè)備運(yùn)行的安全性。第一章數(shù)控機(jī)床概述MitsubishiElectric公司的用于數(shù)控電火花成型機(jī)床的“MiracleFuzzy”基于模糊邏輯的自適應(yīng)控制器，可自動(dòng)控制和優(yōu)化加工參數(shù)；日本牧野在電火花NC系統(tǒng)Makino_Mce20中，用專家系統(tǒng)代替人進(jìn)行加工過程監(jiān)控。以色列的外置式力自適應(yīng)控制器意大利Mandelli公司數(shù)控系統(tǒng)的可編程功率自適應(yīng)控制功能。第一章數(shù)控機(jī)床概述

加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇

將工藝專家或技工的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工工藝水平，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的。采用經(jīng)過優(yōu)化的加工參數(shù)編制的加工程序，可使加工系統(tǒng)始終處于較合理和較經(jīng)濟(jì)的工作狀態(tài)。第一章數(shù)控機(jī)床概述

智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù)

智能故障診斷技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實(shí)現(xiàn)故障快速準(zhǔn)確定位的技術(shù)。智能故障自修復(fù)技術(shù)：指能根據(jù)診斷確定故障原因和部位，以自動(dòng)排除故障或指導(dǎo)故障的排除技術(shù)。智能自修復(fù)技術(shù)集故障自診斷、故障自排除、自恢復(fù)、自調(diào)節(jié)于一體，并貫穿于加工過程的整個(gè)生命周期。智能故障診斷技術(shù)在有些日本、美國公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中已有應(yīng)用，基本上都是應(yīng)用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。智能化自修復(fù)技術(shù)還在研究之中。第一章數(shù)控機(jī)床概述

智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置

目前已開始研究能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置。這種驅(qū)動(dòng)裝置能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)及負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并自動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行。第一章數(shù)控機(jī)床概述

智能4M數(shù)控系統(tǒng)

在制造過程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，將測(cè)量(Measurement)、建模(Modelling)、加工(Manufacturing)、機(jī)器操作(Manipulator)四者（即4M）融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、裝夾、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。第一章數(shù)控機(jī)床概述

體系開放化定義（IEEE，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）：具有在不同的工作平臺(tái)上均能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能、且可以與其他的系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行互操作的系統(tǒng)。開放式數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)構(gòu)件（軟件和硬件）具有標(biāo)準(zhǔn)化(Standardization)與多樣化(Diversification)和互換性(Interchangeability)的特征；允許通過對(duì)構(gòu)件的增減來構(gòu)造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“積木式”的集成。構(gòu)造應(yīng)該是可移植的和透明的。第一章數(shù)控機(jī)床概述開放體系結(jié)構(gòu)CNC的優(yōu)點(diǎn)向未來技術(shù)開放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長生命周期；標(biāo)準(zhǔn)化的人機(jī)界面：標(biāo)準(zhǔn)化的編程語言，方便用戶使用，降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動(dòng)消耗；第一章數(shù)控機(jī)床概述向用戶特殊要求開放：更新產(chǎn)品、擴(kuò)充能力、提供可供選擇的硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求，給用戶提供一個(gè)方法，從低級(jí)控制器開始，逐步提高，直到達(dá)到所要求的性能為止。另外用戶自身的技術(shù)訣竅能方便地融入，創(chuàng)造出自己的名牌產(chǎn)品；可減少產(chǎn)品品種，便于批量生產(chǎn)、提高可靠性和降低成本，增強(qiáng)市場(chǎng)供應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。第一章數(shù)控機(jī)床概述

開放式數(shù)控裝置的概念結(jié)構(gòu)硬件配置單元軟件配置單元標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)硬件數(shù)控系統(tǒng)基本硬件數(shù)控功能應(yīng)用程序DOS(WINDOWS)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)RTM應(yīng)用程序接口NC構(gòu)件庫第一章數(shù)控機(jī)床概述

國內(nèi)外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究進(jìn)展美國：NGC(TheNextGenerationWork-station/MachineController)和OMAC(OpenModularArchitectureController)計(jì)劃歐共體：OSACA（OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)計(jì)劃日本：OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)計(jì)劃華中I型——基于IPC的CNC開放體系結(jié)構(gòu)航天I型CNC系統(tǒng)——基于PC的多機(jī)CNC開放體系結(jié)構(gòu)第一章數(shù)控機(jī)床概述

驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化并聯(lián)加工中心（又稱6條腿數(shù)控機(jī)床、虛軸機(jī)床）是數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上取得的重大突破。驅(qū)動(dòng)桿機(jī)架

動(dòng)平臺(tái)主軸電機(jī)伺服電機(jī)主軸刀具柔性夾具工件靜平臺(tái)并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖第一章數(shù)控機(jī)床概述第一章數(shù)控機(jī)床概述第一章數(shù)控機(jī)床概述

特點(diǎn):并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)器人與傳統(tǒng)加工技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物；由于它沒有傳統(tǒng)機(jī)床所必需的床身、立柱、導(dǎo)軌等制約機(jī)床性能提高的結(jié)構(gòu)，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。第一章數(shù)控機(jī)床概述

鑒于并聯(lián)機(jī)床具有許多傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的卓越性能，它作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。近年來，受到了國際機(jī)床行業(yè)的高度重視。在近幾年的國際知名機(jī)床博覽會(huì)上，一些世界著名的機(jī)床廠商都展出了他們研制的并聯(lián)機(jī)床，得到了行家們的高度評(píng)價(jià)，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”，“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。第一章數(shù)控機(jī)床概述

交互網(wǎng)絡(luò)化

支持網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，既滿足單機(jī)需要，又能滿足FMC、FMS、CIMS對(duì)基層設(shè)備集成要求的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是形成“全球制造”的基礎(chǔ)單元。網(wǎng)絡(luò)資源共享。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)視、控制。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)與教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)控）數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、電子商務(wù)等）。第一章數(shù)控機(jī)床概述習(xí)題與思考題1-1．名詞解釋：數(shù)字控制、數(shù)控機(jī)床、點(diǎn)位控制系統(tǒng)、輪廓控制系統(tǒng)、開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)1-2.NC機(jī)床由哪幾部分組成，試用框圖表示各部分之間的關(guān)系，并簡述各部分的基本功能。1-3．試從控制精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性三方面，比較開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)劣？1-4．從NC系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床來看，NC機(jī)床各分為幾類，它們各用于什么場(chǎng)合？第一章數(shù)控機(jī)床概述閱讀報(bào)告請(qǐng)?jiān)谙铝械膶ｎ}中選擇一項(xiàng)，查閱相關(guān)資料并寫出讀書報(bào)告：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)；進(jìn)給伺服系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)展趨勢(shì)；主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸電機(jī)發(fā)展趨勢(shì)；數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)；國外最新數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床介紹、比較（至少6種）要求：閱讀00年以后的文獻(xiàn)資料，并在上交時(shí)附上相應(yīng)的參考文獻(xiàn)或網(wǎng)址。閱讀報(bào)告的字?jǐn)?shù)不得少于3500漢字。第一章數(shù)控機(jī)床概述自學(xué)任務(wù)

內(nèi)容：數(shù)控加工程序的手工編程方法（兩次課的時(shí)間）

要求：熟悉數(shù)控加工的G、M、F、S等指令的意義和使用方法；能正確理解數(shù)控機(jī)床的機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系的概念，并會(huì)判別數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系；會(huì)編制簡單的數(shù)控加工程序。

參考書的章節(jié)：廖效果《數(shù)控技術(shù)》湖北科學(xué)技術(shù)出版社武漢，2000第二章的手工編程部分。其它相關(guān)參考書的相關(guān)章節(jié)。第一章數(shù)控機(jī)床概述機(jī)床數(shù)控技術(shù)2024/10/712:06數(shù)控81本章內(nèi)容編程的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控銑床的程序編制數(shù)控車床的程序編制自動(dòng)加工技術(shù)主要內(nèi)容第一節(jié)編程的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)編程的基礎(chǔ)知識(shí)83數(shù)控加工程序的編制：我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機(jī)床的程序代碼并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制。編程的基礎(chǔ)知識(shí)一、程序編制的內(nèi)容和步驟1.分析零件圖樣2.確定加工工藝過程3.計(jì)算走刀軌跡4.編寫數(shù)控加工程序5.程序校驗(yàn)和首件試加工84計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡圖紙工藝分析程序編制制備控制介質(zhì)校驗(yàn)和試切零件圖紙錯(cuò)誤修改數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識(shí)用筆代替刀具、坐標(biāo)紙代替工件進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)繪圖在具有圖形顯示功能的機(jī)床上，用靜態(tài)顯示（機(jī)床不動(dòng)）或動(dòng)態(tài)顯示（模擬工件的加工過程）的方法首件試切方法不僅可查出程序單和控制介質(zhì)是否有錯(cuò)，還可知道加工精度是否符合要求2024/10/712:06數(shù)控85常用的校驗(yàn)和試切方法：程序編制的方法：手工編程和自動(dòng)編程兩種2024/10/712:06數(shù)控86UG;Pro/E;SolidCAM;MasterCAM手動(dòng)編程：整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高。自動(dòng)編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。二、程序編制的方法手工編程：適用場(chǎng)合，幾何形狀不太復(fù)雜的零件自動(dòng)編程：適用于場(chǎng)合形狀復(fù)雜的零件，雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個(gè)孔的零件）雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大的零件（如輪廓加工時(shí)，非圓曲線的計(jì)算）87二、程序編制的方法88三、程序的結(jié)構(gòu)和格式數(shù)控程序由程序編號(hào)、程序內(nèi)容和程序結(jié)束段組成。數(shù)控89三、程序的結(jié)構(gòu)和格式N10

GＸＸX30.0Z20.0ＦＸＸＳＸＸＸＴＸＸＸＸＭＸＸＬＦ程序段序號(hào)準(zhǔn)備功能字坐標(biāo)功能字進(jìn)給功能字主軸轉(zhuǎn)速度刀具功能字輔助功能字程序段結(jié)束字程序格式字2024/10/712:06數(shù)控901.機(jī)床坐標(biāo)系

機(jī)械坐標(biāo)系，它用以確定工件、刀具等在機(jī)床中的位置，是機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸及運(yùn)動(dòng)方向按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，是機(jī)床上的固有坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)又稱機(jī)床零點(diǎn)，它是其他所有坐標(biāo)系，如工件坐標(biāo)系以及機(jī)床參考點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。四、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向規(guī)定

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系數(shù)控機(jī)床的每個(gè)進(jìn)給軸(直線進(jìn)給、圓進(jìn)給)定義為坐標(biāo)系中的一個(gè)坐標(biāo)軸；數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)：右手直角笛卡爾坐標(biāo)系。2024/10/712:06數(shù)控91四、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向規(guī)定基本坐標(biāo)系：直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系（X.Y.Z）。

坐標(biāo)軸相互關(guān)系：由右手定則決定?；剞D(zhuǎn)坐標(biāo)系：繞X.Y.Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A.B.C表示，坐標(biāo)軸相互關(guān)系由右手螺旋法則而定。2024/10/712:06數(shù)控92XYZX、Y、Z+A、+B、+CXZY+C+B+A四、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向規(guī)定2024/10/712:06數(shù)控93坐標(biāo)軸正方向：定義為刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的方向

編程時(shí)不必知道機(jī)床運(yùn)動(dòng)的具體配置，就能正確地進(jìn)行編程。附加坐標(biāo)軸：平行于基本坐標(biāo)系中坐標(biāo)軸的進(jìn)給軸，用U.V.W表示。四、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向規(guī)定

Z坐標(biāo)（軸）方位Z坐標(biāo)平行主軸軸線的進(jìn)給軸。主軸能擺動(dòng)：在擺動(dòng)的范圍內(nèi)只與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系中的某一坐標(biāo)平行時(shí)，則這個(gè)坐標(biāo)便是Z坐標(biāo)；2024/10/712:06數(shù)控942024/10/712:06數(shù)控95各坐標(biāo)軸及正方向？2024/10/712:06數(shù)控96

數(shù)控裝置上電時(shí)并不知道機(jī)床零點(diǎn)，為了正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系，通常在每個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)范圍內(nèi)設(shè)置一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)（測(cè)量起點(diǎn)），機(jī)床起動(dòng)時(shí)，通常要進(jìn)行機(jī)動(dòng)或手動(dòng)回參考點(diǎn)，以建立機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床參考點(diǎn)

2.工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，又稱為編程坐標(biāo)2024/10/712:06數(shù)控97四、數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向規(guī)定第二節(jié)數(shù)控銑床的程序編制一數(shù)控銑床的功能概述一數(shù)控銑床的功能概述

數(shù)控銑床主要功能包括：1）點(diǎn)位控制功能

實(shí)現(xiàn)對(duì)相互位置精度要求較高的孔系加工。2）連續(xù)輪廓控制功能

實(shí)現(xiàn)直線、圓弧的插補(bǔ)功能及非圓曲線的加工。3）刀具半徑補(bǔ)償功能

可以根據(jù)零件的標(biāo)注尺寸來編程，不必考慮所用刀具的實(shí)際半徑尺寸，減少編程時(shí)的復(fù)雜數(shù)值計(jì)算。4）刀具長度補(bǔ)償功能

可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩拈L短，以適應(yīng)加工中對(duì)刀具長度尺寸調(diào)整的要求。

二

數(shù)控銑床編程基礎(chǔ)1）G：準(zhǔn)備功能碼(G功能字)2）X、Y、Z：坐標(biāo)字3）F：進(jìn)給功能字(F字)4）S：主軸轉(zhuǎn)速功能字(S字)5）M：輔助功能碼(M功能字)6）D：刀具功能字(D字)

準(zhǔn)備功能G代碼是使數(shù)控機(jī)床建立起做某種加工方式的指令。1準(zhǔn)備功能G代碼它用G和兩位數(shù)字來表示，從G00到G99共100種G代碼有模態(tài)和非模態(tài)之分。模態(tài)G代碼：一旦執(zhí)行就一直保持有效，直到同一模態(tài)組的另一個(gè)G代碼替代為止。非模態(tài)G代碼：只有在它所在的程序段內(nèi)有效。同一程序段出現(xiàn)非同組的幾個(gè)代碼，并不影響G代碼的續(xù)效性。同組代碼不能同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)程序段中。

坐標(biāo)字由坐標(biāo)名、帶＋、-符號(hào)的絕對(duì)坐標(biāo)值(或增量坐標(biāo)值)構(gòu)成。2坐標(biāo)字X、Y、Z：X、Y、Z方向的主運(yùn)動(dòng)U、V、W：分別對(duì)應(yīng)平行X、Y、Z坐標(biāo)的第二坐標(biāo)A、B、C：分別對(duì)應(yīng)繞X、Y、Z坐標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)I、J、K：圓弧中心坐標(biāo)，圓弧的起點(diǎn)相對(duì)于圓心的增量坐標(biāo)，分別對(duì)應(yīng)于X、Y、Z坐標(biāo)方向。表示坐標(biāo)名的英文字母的含義如下所示：3進(jìn)給功能字(F字)它由地址碼F和后面表示進(jìn)給速度值的若干位數(shù)字構(gòu)成。用它規(guī)定直線插補(bǔ)G01和圓弧插補(bǔ)G02／G03方式下，刀具中心的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度。進(jìn)給速度是指沿各坐標(biāo)軸方向速度的矢量和；進(jìn)給速度的單位取決于數(shù)控系統(tǒng)的工作方式和用戶的規(guī)定。它可以是mm/min、in/min、r／min。例如在米制編程的零件程序中F220就是表示進(jìn)給速度為220mm/min。4主軸轉(zhuǎn)速功能字(S字)

S字用來規(guī)定主軸轉(zhuǎn)速，它由S字母后面的若干位數(shù)字組成，這個(gè)數(shù)值就是主軸的轉(zhuǎn)速值，單位是r/min。例如：S300表示主軸的轉(zhuǎn)速為300r／min。5輔助功能字(M功能)M輔助碼：是控制機(jī)床開關(guān)功能的指令，如切削液打開，主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等。M地址字后接2位數(shù)值，M00～M99，部分已國際標(biāo)準(zhǔn)化。在同一程序段中，既有M代碼，又有G代碼時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定的參數(shù)來決定執(zhí)行先后順序：1)輔助功能代碼與坐標(biāo)移動(dòng)指令同時(shí)執(zhí)行。2)在執(zhí)行坐標(biāo)移動(dòng)指令之前執(zhí)行輔助功能，通常稱之為“前置”。3)在坐標(biāo)移動(dòng)指令完成以后執(zhí)行輔助功能，稱為“后置”。M代碼也分成模態(tài)和非模態(tài)兩種。如：M03,M04M代碼可以分成兩大類，一是基本M代碼，另一類是用戶M代碼?；綧代碼是由數(shù)控系統(tǒng)定義的；用戶M代碼則是由數(shù)控機(jī)床制造商定義的。輔助功能字(M功能)（1）M00程序暫停指令當(dāng)程序執(zhí)行到含有M00程序段時(shí)，先執(zhí)行該程序段的其它指令，最后執(zhí)行M00指令，但不返回程序開始處，再啟動(dòng)后，接著執(zhí)行后面的程序。輔助功能字(M功能)(2)M02：程序結(jié)束指令現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)，零件加工程序都先輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，執(zhí)行程序時(shí)從內(nèi)存中調(diào)出，按先后順序執(zhí)行，這時(shí)，M02和M30代碼的功能就是一樣的。執(zhí)行到M02(或M30)時(shí)程序執(zhí)行停止，指針重新設(shè)置到第一個(gè)程序段。再啟動(dòng)時(shí)，從第一句再次執(zhí)行該零件程序。（3）M03/M04主軸正反轉(zhuǎn)該輔助代碼與S功能字聯(lián)合使用，用來啟動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)如：M03S1000輔助功能字(M功能)6刀具偏置字(D字和H字)在程序中，D字（或H）后接一個(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具直徑值調(diào)出，當(dāng)使用刀具補(bǔ)償被G41，G42（或G43）調(diào)用時(shí)，這個(gè)值就是刀具直徑（或長度）的補(bǔ)償值。(1)G54建立工件坐標(biāo)系如何返回機(jī)床坐標(biāo)系？與G55、G56、G57、G58、G59可選擇6個(gè)坐標(biāo)系7一些準(zhǔn)備G代碼指令G54：X-50

Y-50

Z-10建立了原點(diǎn)在O′加工坐標(biāo)系G55：X-100

Y-100

Z-20建立了原點(diǎn)在O″的加工坐標(biāo)系2）坐標(biāo)平面設(shè)定指令（G17，G18，G19）

G17表示選擇

XY平面；G18表示選擇

ZX平面；G19表示選擇

YZ平面。一般，數(shù)控車床默認(rèn)在ZX平面內(nèi)加工，數(shù)控銑床默認(rèn)在XY平面內(nèi)加工

3）

絕對(duì)坐標(biāo)及增量坐標(biāo)編程指令

G90表示程序段的坐標(biāo)字為絕對(duì)坐標(biāo)；

G91表示程序段的坐標(biāo)字為增量坐標(biāo)。4）G00快速點(diǎn)定位命令刀具以點(diǎn)位控制方式移動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置（點(diǎn)）格式：G00X—Y—Z—其中：X、Y、Z為目標(biāo)點(diǎn)增量或絕對(duì)坐標(biāo)。

G00的定位過程：從程序段執(zhí)行開始，加速到指定的速度，然后按此速度移動(dòng)，最后減速到達(dá)終點(diǎn)。速度值由具體數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床決定，程序段中不能用F功能字指定。AB速度時(shí)間運(yùn)動(dòng)的幾種方式：（1）按機(jī)床設(shè)定速度先令某軸移動(dòng)到位后再令另一軸移動(dòng)到位；（2）各軸按相同速度一齊移動(dòng)，此時(shí)若X、Y、Z坐標(biāo)要求行程不相等，各軸到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間不同，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為一空間折線；（3）令各鈾以不同的速度(各軸移動(dòng)速度比等于各軸移動(dòng)距離比)移動(dòng)，同時(shí)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，刀具運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線。

編程前應(yīng)了解機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的G00指令各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的情況，避免刀具與工件或夾具碰撞。直線插補(bǔ)指令用于產(chǎn)生按指定進(jìn)給速度F實(shí)現(xiàn)空間直線運(yùn)動(dòng)。程序格式：G01X～Y～Z～F～其中：X、Y、Z的值是直線插補(bǔ)的終點(diǎn)坐標(biāo)值。例：實(shí)現(xiàn)圖中從A點(diǎn)到B點(diǎn)的直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),其程序段為：絕對(duì)方式編程：G90G01X10Y10F100增量方式編程：G91G01X-10Y-20F100（1）直線插補(bǔ)指令G018輪廓插補(bǔ)命令(2)圓弧插補(bǔ)指令順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（G02）逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（G03）方向：從XY平面（ZX平面，YZ平面）的Z軸（Y軸，X軸）的正向往負(fù)向觀察XYG17G03G02ZXG18G03G02YZG19G03G02格式：G03XxYyIiJjFf或G03XxYyRrFfx,y----終點(diǎn)坐標(biāo)(與G90和G91有關(guān))I,j----圓心坐標(biāo)(增量值，與G90和G91無關(guān))r------圓弧半徑(負(fù)值表示大于180度圓弧)f------切向速度例：G03X100.Y100.I50.J50.F100.

或

G03X100.Y100.R50.F100.圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖指定圓心、絕對(duì)編程方式：

G01X200.0Y40.0；

G90G03X140.0Y100.0I-60.0F300；

G02X120.0Y60.0I-50.0；90120140200R60R501006040OYXCBA編程基礎(chǔ)圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖指定圓心的，增量編程方式：

G91G03X-60.0Y60.0I-60.0F300；

G02X-20.0Y-40.0I-50.0；90120140200R60R501006040OYXCBA圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖指定半徑、絕對(duì)編程方式：G01X200.0Y40.0；G90G03X140.0Y100.0R60.0F300G02X120.0Y60.0R50.0；90120140200R60R501006040OYXCBA圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖指定半徑的，增量編程方式：

G91G03X-60.0Y60.0R60.0F300；

G02X-20.0Y-40.0R50.0；

90120140200R60R501006040OYXCBA

刀具具有一定的半徑，刀具中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與被加工零件的輪廓軌跡不重合，必須使刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡偏離輪廓一個(gè)刀具半徑值，這種偏移叫做刀具半徑補(bǔ)償。(2)刀具半徑補(bǔ)償指令(G41/G42/G40)G41為刀具半徑左補(bǔ)償，定義為假設(shè)工件不動(dòng)，沿刀具運(yùn)動(dòng)方向向前看，刀具在零件左側(cè)的刀具半徑補(bǔ)償。（刀具繞工件順時(shí)針運(yùn)動(dòng)）

G42為刀具半徑右補(bǔ)償，定義為假設(shè)工件不動(dòng)，沿刀具運(yùn)動(dòng)方向向前看，刀具在零件右側(cè)的刀具半徑補(bǔ)償。（刀具繞工件逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)）G40為補(bǔ)償撤消指令。G41/G42G00/G01X～Y～D～//建立補(bǔ)償程序段

…………

…………G40G00/G01X～Y～

//補(bǔ)償撤消程序段

//輪廓切削程序段程序格式：

G41/G42程序段中的X、Y值是建立補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)值；G40程序段中的X、Y值是撤消補(bǔ)償直線段的終點(diǎn)坐標(biāo)；D為刀具半徑補(bǔ)償代號(hào)地址字，后面一般用兩位數(shù)字表示代號(hào)，代號(hào)與刀具半徑值一一對(duì)應(yīng)。編程基礎(chǔ)?

刀補(bǔ)建立?刀補(bǔ)進(jìn)行?刀補(bǔ)撤銷編程基礎(chǔ)（1）建立和取消刀補(bǔ)只能由G00、G01切線進(jìn)入或切出,不能使用圓弧指令。（2）必須在切入工件前完成刀具半徑補(bǔ)償，建立補(bǔ)償可在工件外或廢料中進(jìn)行，不能在切入工件的同時(shí)進(jìn)行刀具補(bǔ)償，這樣會(huì)產(chǎn)生過切現(xiàn)象。（3）刀具半徑補(bǔ)償結(jié)束用G40撤銷，撤銷時(shí)也要防止過切。（4）刀具半徑補(bǔ)償只能在平面內(nèi)補(bǔ)償，不要在刀具補(bǔ)償狀態(tài)下，連續(xù)出現(xiàn)第三軸的移動(dòng)指令。注意事項(xiàng)編程基礎(chǔ)設(shè)定加工坐標(biāo)系為（X0，Y0，Z0）；主軸轉(zhuǎn)速度800r/min進(jìn)給速度150mm/min；采用T01號(hào)刀具XYP1(250,550)P2(250,900)P3(450,900)P4(500,1150)P5(900,1150)C1(700,1300)R250C2(1550,1550)R650R650C3(-150,1150)P6(950,900)P7(1150,900)P8(1150,550)P9(700,650)綜合實(shí)例N00G92X0Y0Z0；N10G90G17M03S800；N20G01G41X250.0Y550.0D01；N30G01Y900.0F150；N40X450.0；N50G03X500.0Y1150.0R650.0；N60G02X900.0Y1150.0R-250.0；N70G03X950.0Y900.0R650.0；N80G01X1150.0；N90Y550.0；N100X700.0Y650.0；N110X250.0Y550.0；N120G01G40X0Y0；N130M30XYP1(250,550)P2(250,900)P3(450,900)P4(500,1150)P5(900,1150)C1(700,1300)R250C2(1550,1550)R650R650C3(-150,1150)P6(950,900)P7(1150,900)P8(1150,550)P9(700,650)綜合實(shí)例第三節(jié)數(shù)控車削加工程序編制1.數(shù)控車削加工的主要對(duì)象：1）精度要求高的回轉(zhuǎn)零件2）表面質(zhì)量要求高的零件3）表面形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件2.數(shù)控車床的主要功能能加工回轉(zhuǎn)類零件的端面、軸肩、內(nèi)外圓柱面和圓錐面、曲面、溝槽、螺紋等形狀。

一、數(shù)控車床編程基礎(chǔ)3.數(shù)控車床程序編制的特點(diǎn)：1）可以絕對(duì)值編程和增量值編程2）徑向尺寸編程（直徑編程或半徑編程）3）具備不同形式的回定循環(huán)，可過行多次循環(huán)切削4）具有刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能4.數(shù)控車床機(jī)床的坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)的建立：用回參考點(diǎn)方式建立數(shù)控車床的機(jī)床原點(diǎn)多定在卡盤后端面的中心。機(jī)床參考點(diǎn)是用來確立機(jī)床坐標(biāo)系的參照點(diǎn)是各坐標(biāo)軸測(cè)量的起點(diǎn)是機(jī)床上固有的點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床開機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通常都要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作，進(jìn)行一次位置校準(zhǔn)，以正確地在機(jī)床工作時(shí)建立機(jī)床坐標(biāo)系。設(shè)置加工坐標(biāo)系（2）

直接設(shè)置工件坐標(biāo)系

編程格式G50X～Z～

式中X、Z的值是起刀點(diǎn)相對(duì)于加工原點(diǎn)的位置。例：如圖所示設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下：

G50X128.7Z375.1坐標(biāo)系設(shè)定指令（1）

編程格式G54～G595

常用功能字

1）F功能F指定的兩種方式：每分鐘進(jìn)給量編程格式G98F**每分鐘進(jìn)給量，單位為mm/min。

例：G98F100表示進(jìn)給量為100mm/min。每轉(zhuǎn)進(jìn)給量編程格式G99F**

主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r。

例：G99F0.2表示進(jìn)給量為0.2mm/r。2）S功能缺省格式：編程格式

S～

S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。恒線速格式：編程格式

G96S～

S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度：m/min。

例：G96S150

對(duì)圖中所示的零件，為保持A、B、C各點(diǎn)的線速度在150m/min，則各點(diǎn)在加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速分別為：A：n=1000×150÷(π×40)=1193r/min

B：n=1000×150÷(π×60)=795r/min

C：n=1000×150÷(π×70)=682r/min

恒線速取消

編程格式

G97S～

S后面的數(shù)字表示恒線速度取消后的主軸轉(zhuǎn)速，如S未指定，將保留G96的最終值。

例：G97S3000表示恒線速取消后主軸轉(zhuǎn)速3000r/min。3）T功能T功能指令用于選擇加工所用刀具。編程格式T～T后面有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。若有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。

例：T0302表示選用3號(hào)刀及2號(hào)刀具長度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑補(bǔ)償值。T0300表示取消刀具補(bǔ)償。4）M功能M00：程序暫停，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLESTART）使程序繼續(xù)運(yùn)行；

M01：計(jì)劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效；

M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；

M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；

M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止；

M08：冷卻液開；

M09：冷卻液關(guān)；

M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。二、基本編程指令1.G指令部分1)直線插補(bǔ)指令（G01）

直線插補(bǔ)指令用于直線或斜線運(yùn)動(dòng)?？墒箶?shù)控車床沿x軸、z軸方向執(zhí)行單軸運(yùn)動(dòng)。輸入格式：

G01X(U)

Z(W)

F

；相對(duì)編程絕對(duì)編程絕對(duì)方式編程：相對(duì)方式編程：A->B->C?N010G01X75Z50F0.2A->BN020G01X100F0.2B->CN010G01U0W-75F0.2A->BN020G01U25F0.2B->C2)圓弧插補(bǔ)指令（G02/G03）

輸入格式：順圓

G02X

Z

I

K

F

；或G02X

Z

R

F

；逆圓

G03X

Z

I

K

F

；或G03X

Z

R

F

；（1）用增量坐標(biāo)U、W也可以；

X、Z–

指定的終點(diǎn)U、W–

起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的距離I－圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)之X軸的坐標(biāo)增量K－圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)之Z軸的坐標(biāo)增量R–

圓弧半徑(最大180度)。圓弧編程實(shí)例A->B

練習(xí)：B->AABOG02X50.0Z30.0I25.0F0.3；G02U20.0W-20.0I25.0F0.3；G02X50.0Z30.0R25.0F0.3；G02U20.0W-20.0R25.0F0.3；絕對(duì)圓心絕對(duì)半徑相對(duì)半徑相對(duì)圓心3)暫停指令（G04）

G04X(U)(P)

；指令暫停進(jìn)刀的時(shí)間。停留1.5秒：G04X1.5G04U1.5G04P1500G04X

；秒G04U

；秒G04P

；毫秒

可用于切槽、臺(tái)階端面等需要刀具在加工表面作短暫停留的場(chǎng)合4）螺紋車削指令（G32）

(1)圓柱螺紋編程格式G33Z___K___G33Z___K___SF___

順時(shí)針運(yùn)行使用M03生成右旋螺紋逆時(shí)針運(yùn)行使用M04生成左旋螺紋

(2)圓錐螺紋編程格式G33X___Z___K___G33X___Z___K___SF___G33X___Z___I___G33X___Z___I___SF___

編程示例

如圖所示，帶有小于45角的圓錐螺紋車削編程

程序代碼：N10G01X50Z0S500F100M03;回到起點(diǎn)，激活主軸N20G33X110Z-60K4;圓錐螺紋：X和Z上的終點(diǎn)，使用K在Z方向上給定的螺紋，（錐角小于45?）N30G00Z0M30;退刀，程序結(jié)束5）車削循環(huán)指令（CYCLE95）

編程格式：CYCLE95(NPP,MID,FALZ,FALX,FAL,FF1,FF2,FF3,VARI,DT,DAM,__VRT)NPP：輪廓子程序名MID：進(jìn)刀深度FALZ：縱向軸中精加工余量FALX：平面軸中精加工余量FAL：與輪廓相符的精加工余量FF1：粗加工進(jìn)給，無底切FF2：在底切時(shí)插入進(jìn)給FF3：精加工進(jìn)給VARI：加工方式DT：精加工斷屑停留時(shí)間DAM：位移長度，__VRT：精加工時(shí)從輪廓退刀位移，增量

MID：進(jìn)刀深度FF1：粗加工進(jìn)給，無底切FF2：在底切時(shí)插入進(jìn)給FF3：精加工進(jìn)給進(jìn)刀深度這個(gè)參數(shù)用來定義粗加工循環(huán)時(shí)最大允許的進(jìn)給深度。該參數(shù)給出了最大可能的進(jìn)刀深度，但當(dāng)前粗加工中所有實(shí)際進(jìn)刀深度由循環(huán)自動(dòng)計(jì)算得到。所需的粗加工步數(shù)由總深度和將總深度平均分配的切削深度來決定加工示例：試編制程序加工如下圖零件工藝分析：用三爪卡盤一次裝夾，分2次走刀工藝步驟：車端面-各外圓粗車加工-各外圓精車加工-切斷工藝過程程序代碼：NO010G94G00X100Z150；換刀參考點(diǎn)N0020T1D1；換1號(hào)刀N0030M03S800；啟動(dòng)主軸N0040G00X38Z0.1；快速定位至(38，0.1)點(diǎn)N0050G01X-1F50；車端面N0060G00X35Z2；快速定位至(35，2)點(diǎn)，外圓循環(huán)起點(diǎn)N0070CYCLE95(“B2”,3,0.02,0.5,150,60,60,9,,,0);毛坯切削循環(huán)N0080G00X100Z150；快速返回?fù)Q刀點(diǎn)N0090T2D1；換2號(hào)刀：切斷刀并調(diào)入1號(hào)刀偏值N0100M03S800；主軸在高速擋位正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為800r/minN0110G42G00X35Z2；快速移動(dòng)到加工起點(diǎn)，加刀尖半徑右補(bǔ)償N0120B2；外圓精車子程序N0130G00X100Z150；快速返回到換刀點(diǎn)N0140T3D1N0150M03S600N0160G00X35Z-63；N0170G01X30F50；N0180G00X35；

N0190G00Z-61；N0200G01X34；N0210X30W-2；倒角NO220G01X0；切斷N0230G00X100；NO240Z150；NO250M30；結(jié)束B2.SPF；輪廓子程序名N0010G0G41X0；N0020G01Z0F100；N0030G03X24Z-12R12F50；N0040G01Z-42；NO050G02X34Z-47R5；N0060G01G40Z-70N0070G01X36；精加工輪廓最后一個(gè)坐標(biāo)N0080M02子程序結(jié)束第四節(jié)自動(dòng)編程技術(shù)1概述

CAD/CAM是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign)和計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing)的簡稱。CAD主要解決設(shè)計(jì)問題，CAM則是以CAD中建立的零件模型為基礎(chǔ)，進(jìn)一步設(shè)定工藝參數(shù)，自動(dòng)生成NC代碼，通過數(shù)控機(jī)床加工零件，完成傳統(tǒng)機(jī)床難以達(dá)到的高難度、高精度、高質(zhì)量的加工。CAD造型加工工藝分析加工面選擇工藝參數(shù)確定刀軌文件生成刀位驗(yàn)證編輯修改后置處理加工仿真機(jī)床加工加工參數(shù)庫刀具庫材料庫1CAD/CAM自動(dòng)編程過程Pro/Engineer軟件UG軟件MasterCAM軟件CATIACIMATRONI-DEASSOLIDWOKSCAXA-ME2常見CAD/CAM自動(dòng)編程軟件（1）數(shù)學(xué)處理能力強(qiáng)（2）能快速、自動(dòng)生成數(shù)控程序（3）后置處理程序靈活多變（4）程序自檢、糾錯(cuò)能力強(qiáng)（5）便于實(shí)現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)的通訊

3自動(dòng)編程主要特點(diǎn)機(jī)床數(shù)控技術(shù)

第一節(jié)概述一、數(shù)控加工工藝的特點(diǎn) 1.數(shù)控加工工藝的內(nèi)容十分具體 2.數(shù)控加工的工藝處理相對(duì)嚴(yán)密二、數(shù)控加工工藝處理的主要內(nèi)容 1.選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的零件的內(nèi)容 2.對(duì)被加工零件的圖樣進(jìn)行工藝分析 3.設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序 4.選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的位置，確定加工路線，刀補(bǔ)。 5.分配數(shù)控加工中的容差。 6.數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔。第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理一、選擇數(shù)控加工的零件

1.最適應(yīng)類 1）形狀復(fù)雜，加工精度要求高。 2）用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或者曲面輪廓零件。 3）具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的內(nèi)腔殼體或者盒型零件。 4）必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸等多工序的零件。第二節(jié)選擇數(shù)控加工的零件及數(shù)控加工的內(nèi)容第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理

2.較適應(yīng)類 1）在通用機(jī)床上加工時(shí)極易受人為因素的干擾，零件價(jià)值高的零件。 2）在通用機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件。 3）多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件。 4）通用機(jī)床上加工需要作長時(shí)間調(diào)整的零件。 5）通用機(jī)床加工生產(chǎn)效率很低的零件。 3.不適應(yīng)類 1）生產(chǎn)批量大的零件。 2）裝夾困難的零件。 3）加工余量很不穩(wěn)定。 4）必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。二、選擇數(shù)控加工的內(nèi)容第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理一、分析零件圖樣中的尺寸標(biāo)注方法是否適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)二、分析構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件是否充分三、分析零件定位的基準(zhǔn)的可靠性第三節(jié)數(shù)控加工零件的工藝性分析第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理一、加工工序劃分

在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點(diǎn)。第四節(jié)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理2.以粗精加工劃分工序

數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對(duì)工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。對(duì)軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時(shí)，對(duì)一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。3.按所用刀具劃分工序

數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時(shí)間，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時(shí)應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個(gè)部位時(shí)，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。1.根據(jù)裝夾定位劃分工序一、走刀路線（加工路線）的確定在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說是刀位點(diǎn)）相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。

確定加工路線的原則：（1）必須保證被加工零件的尺寸精度和表面粗糙度要求。第五節(jié)數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理切向切入徑向切入第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理n個(gè)))(1)1(2bananb+-=-+=（黃線長紅線長ba+切入/出段+切入/出段（2）走刀路線盡量短，為了提高生產(chǎn)效率，在確定加工路線時(shí)應(yīng)盡量縮短加

工路線，減少刀具空行程時(shí)間。（3）為了減少編程工作量，還應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量減少，程序短。第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理三、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)： 1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)

準(zhǔn)備時(shí)間。

2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。

3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。

4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。四、刀具的選擇五、確定對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)六、切削用量的確定二、定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定七、數(shù)控編程的誤差控制第五節(jié)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理八、數(shù)控加工工藝分析實(shí)例

數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理三、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定1．夾具的選擇

數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)：

第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡便性和精確性。

2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。2.工件裝夾方法的確定

與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理四、刀具的選擇

工件裝夾方式在機(jī)床確定后，通過確定工件原點(diǎn)來確定了工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運(yùn)動(dòng)軸代碼控制刀具作相對(duì)位移。例如：某程序開始第一個(gè)程序段為N0010G90G00X100Z20，是指刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)下X=100mmZ=20mm處。究竟刀具從什么位置開始移動(dòng)到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。

第三章數(shù)控機(jī)床程序編制中的工藝處理五、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置1．對(duì)刀點(diǎn)的定義

在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是：

1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制。

2）易于找正并在加工過程中便于檢查。

3）引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓或孔的中心與端面的交點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心；平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銑刀