數(shù)控機(jī)床編程與操作培訓(xùn)教程VIP

1、第1章 概 述 數(shù)控機(jī)床編程與操作 主 編：王世輝 副主編：黃應(yīng)勇 曾 林 第1章 概 述 第1章 概 述1.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展的歷史沿革1.2 數(shù)控機(jī)床的基本組成及工作原理1.3 數(shù)控機(jī)床的分類1.4 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)及應(yīng)用1.5 CNC裝置插補(bǔ)原理簡介第1章 概 述 1.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展的歷史沿革u1.1.1 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的誕生的誕生1952年3月 有信息存儲和處理功能 采用脈沖乘法器原理的插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床 電子管元件 u1.1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)第五代微型機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 硬件式數(shù)

2、控系統(tǒng)，也稱為NC數(shù)控系統(tǒng) 軟件式數(shù)控系統(tǒng)，稱之為計(jì)算機(jī)數(shù)字控制或簡稱為CNC系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)直接數(shù)控系統(tǒng)DNCDNC（Direct Numerical Control）柔性制造單元FMCFMC(Flexible Manufacturing Cell）柔性制造系統(tǒng)FMSFMS（Flexible Manufactu Manufacturing System）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMSCIMS（Computer Integrated Manufacturing System） 新的生產(chǎn)模式： 第1章 概 述 u1.1.3 我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡介我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡介20世紀(jì)80年代 北京機(jī)床研究所從日

3、本FANUC公司引進(jìn)FANUC5、7、3、6數(shù)控系統(tǒng) 第1章 概 述 1.2 數(shù)控機(jī)床的基本組成及工作原理 數(shù)控機(jī)床又稱CNC（Computer Numerical Control）機(jī)床，是由電子計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娮佑?jì)算裝置對數(shù)字化的信息進(jìn)行處理而實(shí)現(xiàn)自動控制的機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。 把數(shù)字化了的刀具移動軌跡刀具移動軌跡的信息輸入數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼、運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)控制刀具與工件的相對運(yùn)動控制刀具與工件的相對運(yùn)動，加工出所需要零件的一種機(jī)床即為數(shù)控機(jī)床。 u1.2.1 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床的組成的組成數(shù)控機(jī)床一般由程序

4、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、強(qiáng)電控制裝置、檢測裝置輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、強(qiáng)電控制裝置、檢測裝置和主機(jī)和主機(jī)六部分組成 程序輸入裝置數(shù)控裝置強(qiáng)電控制裝置伺服系統(tǒng)檢測裝置主機(jī)第1章 概 述 1、程序輸入裝置、程序輸入裝置 程序輸入裝置的作用是將程序載體（包括穿孔紙帶、磁帶、磁盤）上的數(shù)控代碼信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號傳送至數(shù)控裝置。 現(xiàn)在對于微機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床可用操作面板上的鍵盤直接把加工程序輸入數(shù)控裝置。 2 2、數(shù)控裝置（、數(shù)控裝置（CNCCNC裝置）裝置） 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的控制核心，其功能是接受程序輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)譯碼、處理與計(jì)算，發(fā)出相應(yīng)的脈沖送給伺服系統(tǒng)，通過伺服

5、系統(tǒng)使機(jī)床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動。 數(shù)控裝置的基本工作過程 （1）譯碼）譯碼 將程序段中的各種信息，按一定語法規(guī)則翻譯成數(shù)控裝置能識別的語言，并以一定的格式存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)間。 （2 2）刀具補(bǔ)償）刀具補(bǔ)償 包括刀具長度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償 （3 3）進(jìn)給速度處理）進(jìn)給速度處理 編程所給定的刀具移動速度是加工軌跡切線方向的速度，速度處理就是將其分解成各運(yùn)動坐標(biāo)方向的分速度 第1章 概 述 3、伺服系統(tǒng)、伺服系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，是以機(jī)床移動部件（工作臺）的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng) 功能是接受數(shù)控裝置輸出的脈沖信號指令，使機(jī)床上的移動部件作相應(yīng)的移動 每一個(gè)脈沖信號指令使機(jī)床移動部件

6、產(chǎn)生的位移量稱為脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量，常用的脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖或0.001mm/脈沖。 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)按其控制方式，可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)三大類。 4 4、強(qiáng)電控制裝置、強(qiáng)電控制裝置 5 5、檢測裝置、檢測裝置 6 6、主機(jī)、主機(jī) （4 4）插補(bǔ)）插補(bǔ) （5 5）位置控制）位置控制 一般數(shù)控裝置能對直線、圓弧進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算 在閉環(huán)CNC裝置中，位置控制的作用是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，把插補(bǔ)計(jì)算得到的理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制進(jìn)給電動機(jī)。 第1章 概 述 u1.2.2 數(shù)控機(jī)床基本工作原理數(shù)控機(jī)床基本工作原理數(shù)控機(jī)床加工是把刀具與工件的運(yùn)動運(yùn)動坐標(biāo)分

7、解分解成最小的單位量（即最小位移量最小位移量），由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)工件程序的要求，向各坐標(biāo)軸發(fā)出脈沖指令脈沖指令，使各坐標(biāo)移動若干個(gè)最小位移量，從而實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對運(yùn)動，以完成零件的加工。 X12X1Y Y2iXYiXY01LL2iLL第1章 概 述 伺服電機(jī)驅(qū)動器數(shù)控裝置程序輸入裝置X脈沖指令Z脈沖指令Y脈沖指令伺服電機(jī)驅(qū)動器伺服電機(jī)驅(qū)動器伺服電動機(jī)X向移動Y向移動伺服電動機(jī)伺服電動機(jī)Z向移動進(jìn)給系統(tǒng)工作原理進(jìn)給系統(tǒng)工作原理 由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和放大后，使伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動，通過齒輪副或同步帶輪傳動（或直接）經(jīng)滾珠絲杠，最后驅(qū)動機(jī)床工作臺運(yùn)動，再與選定的主軸轉(zhuǎn)速相配合，便可

8、加工出不同形狀的工件 第1章 概 述 1.3 數(shù)控機(jī)床的分類u1.3.1 按加工方式分類按加工方式分類1、普通數(shù)控機(jī)床2、加工中心加工中心是帶有刀庫和自動換刀系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床 3、數(shù)控特種加工機(jī)床4、其他類型的數(shù)控機(jī)床u1.3.2 按控制運(yùn)動的方式分類按控制運(yùn)動的方式分類1、點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床2、 直線控制數(shù)控機(jī)床3、輪廓控制數(shù)控機(jī)床第1章 概 述 u1.3.3 按同時(shí)控制軸數(shù)分類按同時(shí)控制軸數(shù)分類 1、二坐標(biāo)機(jī)床2、三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床 3、 坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床2124、多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床 u1.3.4按伺服系統(tǒng)分類按伺服系統(tǒng)分類 1、開環(huán)伺服數(shù)控機(jī)床2、閉環(huán)伺服數(shù)控機(jī)床工作臺步進(jìn)電動機(jī)脈沖指令步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器變

9、速箱變速箱伺服放大器伺服電動機(jī)工作臺進(jìn)給脈沖比較環(huán)節(jié)檢測裝置反饋脈沖直線位移檢測器第1章 概 述 角位移檢測器反饋脈沖檢測裝置比較環(huán)節(jié)進(jìn)給脈沖工作臺伺服電動機(jī)伺服放大器變速箱 3、半閉環(huán)伺服數(shù)控機(jī)床第1章 概 述 1.4 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)及應(yīng)用u1.4.1 數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)1、具有高度柔性 2、加工精度高，尺寸一致性好 一般數(shù)控機(jī)床的定位精度為0.01mm，重復(fù)定位精度為0.005mm 3、生產(chǎn)效率高 4、減輕勞動強(qiáng)度，且可能實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作 5、經(jīng)濟(jì)效益明顯 6、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 第1章 概 述 u1.4.2數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 1、批量小而又多次生產(chǎn)的零件；2、幾何形狀復(fù)雜的零件；3、在加工過程中必須進(jìn)行多種加工的零件；4、切削余量大的零件；5、必須嚴(yán)格控制公差的零件；6.、工藝設(shè)計(jì)會變化的零件；7、加工過程中如果發(fā)生錯(cuò)誤將會造成嚴(yán)重浪費(fèi)的貴重零件；8、需全部檢驗(yàn)的零件。 第1章 概 述 1.5 CNC裝置插補(bǔ)原理簡介 常用的插補(bǔ)方法有：逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法、數(shù)字積分插補(bǔ)法、時(shí)間分割插補(bǔ)法及樣條插補(bǔ)法 u1.5.1 逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法的基本原理逐點(diǎn)比較插補(bǔ)