《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案

1、數(shù)控加工工藝及設(shè)備教案內(nèi) 容備 注第一章 數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)第一節(jié) 機(jī)床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述一、機(jī)床中有關(guān)數(shù)控的基本概念1數(shù)字控制（數(shù)控）及數(shù)控技術(shù)一般意義的數(shù)字控制是指用數(shù)字化信息對(duì)過(guò)程進(jìn)行的控制，是相對(duì)模擬控制而言的。機(jī)床中的數(shù)字控制是專指用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的工作過(guò)程進(jìn)行的可編程自動(dòng)控制，簡(jiǎn)稱為數(shù)控（NC）。這種用數(shù)字化信息進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)就叫數(shù)控技術(shù)。2數(shù)控系統(tǒng) 是實(shí)現(xiàn)數(shù)控技術(shù)相關(guān)功能的軟硬件模塊的有機(jī)集成系統(tǒng)，是數(shù)控技術(shù)的載體，它能自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床運(yùn)動(dòng)并加工零件。在其發(fā)展過(guò)程中有硬件數(shù)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)兩類。早期的數(shù)控系統(tǒng)主要由數(shù)

2、控裝置、主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，數(shù)字信息由數(shù)字邏輯電路來(lái)處理，數(shù)控系統(tǒng)的所有功能都由硬件實(shí)現(xiàn)，故又稱為硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。3計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 是以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)，由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計(jì)算機(jī)、輸入輸出設(shè)備、可編程邏輯控制器（PLC）、存儲(chǔ)器、主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，習(xí)慣上又稱為CNC系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)已基本取代硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。4開(kāi)放式CNC系統(tǒng) 國(guó)際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)提出的開(kāi)放式CNC系統(tǒng)的定義是：一個(gè)開(kāi)放式CNC系統(tǒng)應(yīng)保證使開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件能在不同廠商提供的不同的軟硬件平臺(tái)上運(yùn)行，且能與其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。根據(jù)這一定義，開(kāi)放式CNC系統(tǒng)至少包括

3、以下五個(gè)特征：（1）對(duì)使用者是開(kāi)放的：應(yīng)可以采用先進(jìn)的圖形交互方式支持下的簡(jiǎn)易編程方法，使得數(shù)控機(jī)床的操作更加容易；（2）對(duì)機(jī)床制造商是開(kāi)放的：應(yīng)允許機(jī)床制造商在開(kāi)放式CNC系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)專用的功能模塊及用戶操作界面；（3）對(duì)硬件的選擇是開(kāi)放的：即一個(gè)開(kāi)放式CNC系統(tǒng)應(yīng)能在不同的硬件平臺(tái)上運(yùn)行；（4）對(duì)主軸及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是開(kāi)放的：即能控制不同廠商提供的主軸及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；（5）對(duì)數(shù)據(jù)傳輸及交換等是開(kāi)放的。開(kāi)放式CNC系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的方向。5數(shù)控機(jī)床是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對(duì)其加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的機(jī)床。國(guó)際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的

4、機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼或其它符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。二、 數(shù)控機(jī)床的組成1計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（CNC裝置）計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的核心。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，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），完成零件加工程序或操作者所要求的工作。它主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通訊接口板、擴(kuò)展功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等模塊組成。2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)裝置包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置及主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置及進(jìn)給電機(jī)。測(cè)量裝置是指位置和速度測(cè)量裝置，它是實(shí)現(xiàn)主軸、進(jìn)給速度閉環(huán)控制和進(jìn)給位置閉

5、環(huán)控制的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的成形運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度和位置，特點(diǎn)是能靈敏、準(zhǔn)確地跟蹤C(jī)NC裝置的位置和速度指令。3控制面板控制面板又稱操作面板，是操作人員與數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行信息交互的工具。操作人員可以通過(guò)它對(duì)數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行操作、編程、調(diào)試或?qū)C(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，也可以通過(guò)它了解或查詢數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）的運(yùn)行狀態(tài)。它是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)輸入輸出部件，主要由按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤一樣）和顯示器等部分組成。4控制介質(zhì)與程序輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介，是人與機(jī)床建立

6、聯(lián)系的介質(zhì)。程序輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過(guò)輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的介質(zhì)上。目前數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和程序輸入輸出設(shè)備是磁盤和磁盤驅(qū)動(dòng)器等。此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可利用通訊方式進(jìn)行信息交換。這種方式是實(shí)現(xiàn)CADCAM的集成、FMS（柔性制造系統(tǒng)）和CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的基本技術(shù)。目前在數(shù)控機(jī)床上常用的通訊方式有：（1）串行通訊；（2）自動(dòng)控制專用接口；（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5PLC、機(jī)床I/O電路和裝置PLC是用于進(jìn)行與邏輯運(yùn)算、順序動(dòng)作有關(guān)的I/O控制，它由硬件和軟件組成；

7、機(jī)床I/O電路和裝置是用于實(shí)現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，是由繼電器、電磁閥、行程開(kāi)關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。它們共同完成以下任務(wù)：（1）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(kāi)關(guān)動(dòng)作；（2）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。6機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對(duì)象，是實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。它主要由主運(yùn)動(dòng)部件（主軸、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、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、自動(dòng)工件交換（APC）系統(tǒng)、自動(dòng)刀具交換（ATC）系統(tǒng)和輔

8、助裝置（如冷卻、潤(rùn)滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。三、 數(shù)控機(jī)床的分類1按控制功能分類（1）點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床僅能控制兩個(gè)坐標(biāo)軸帶動(dòng)刀具或工作臺(tái)，從一個(gè)點(diǎn)（坐標(biāo)位置）準(zhǔn)確地快速移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)（坐標(biāo)位置），然后控制第三個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行鉆、鏜等切削加工。它具有較高的位置定位精度，在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行切削加工，因此對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒(méi)有要求。點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床主要用于加工平面內(nèi)的孔系，主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。（2）直線控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，從一個(gè)點(diǎn)以一條直線準(zhǔn)確地移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)，移動(dòng)過(guò)程中能進(jìn)行切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍

9、內(nèi)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶著多軸箱軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆、鏜等切削加工，它可以算作一種直線控制的數(shù)控機(jī)床。（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床具有控制幾個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，即多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)的能力，使刀具相對(duì)于工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)切削加工。這類數(shù)控機(jī)床有用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是這種類型。若根據(jù)其聯(lián)動(dòng)軸數(shù)還可細(xì)分為2軸（、軸聯(lián)動(dòng)或、軸聯(lián)動(dòng)）、2.5軸（任意2軸聯(lián)動(dòng)，第3軸周期進(jìn)給）、3軸（、3軸聯(lián)動(dòng)）、4軸（、和或4軸聯(lián)動(dòng)）、5軸（、和、或、和、或、和、5軸聯(lián)動(dòng)）聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸

10、數(shù)越多，則加工程序的編制越難，通常3軸聯(lián)動(dòng)以上的零件加工程序只能采用自動(dòng)編程系統(tǒng)編制。2按進(jìn)給伺服系統(tǒng)類型分類按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無(wú)位置測(cè)量反饋裝置可分為開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床，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。（1）開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)數(shù)控機(jī)床采用開(kāi)環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒(méi)有位置測(cè)量反饋裝置，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。但由于無(wú)位置反饋，精度相對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)來(lái)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。該系統(tǒng)一般以步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)

11、，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。（2）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測(cè)點(diǎn)是從驅(qū)動(dòng)電機(jī)（常用交、直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來(lái)間接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量，而不是直接檢測(cè)工作臺(tái)的實(shí)際位置。由于在半閉環(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)，可獲得較穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)穩(wěn)定性雖不如開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。另外，在位置環(huán)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)的誤差可得到某種程度的糾正，位置環(huán)外不能直接消除的如絲杠螺距誤差、齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差等，可通過(guò)軟件補(bǔ)償這類誤差來(lái)提高運(yùn)動(dòng)精度，因此在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。（3）閉環(huán)數(shù)控機(jī)床閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置檢測(cè)點(diǎn)是工作臺(tái)

12、，它直接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位置進(jìn)行檢測(cè)。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。但由于位置環(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，很容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都有相當(dāng)?shù)碾y度，對(duì)其組成環(huán)節(jié)的精度、剛性和動(dòng)態(tài)特性等都有較高的要求，價(jià)格昂貴。這類系統(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。3按工藝用途（機(jī)床類型）分類（1）切削加工類 即具有切削加工功能的數(shù)控機(jī)床。在金屬切削機(jī)床常用的車床、銑床、刨床、磨床、鉆床、鏜床、插床、拉床、切斷機(jī)床、齒輪加工機(jī)床等中，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)發(fā)了數(shù)控機(jī)床，而且品種

13、越來(lái)越細(xì)。比如，在數(shù)控磨床中不僅有數(shù)控外圓磨床，數(shù)控內(nèi)圓磨床，集可磨外圓、內(nèi)圓于一機(jī)的數(shù)控萬(wàn)能磨床，數(shù)控平面磨床，數(shù)控坐標(biāo)磨床，數(shù)控工具磨床，數(shù)控?zé)o心磨床，數(shù)控齒輪磨床，還有專用或?qū)ｉT化的數(shù)控軸承磨床，數(shù)控外螺紋磨床，數(shù)控內(nèi)螺紋磨床，數(shù)控雙端面磨床，數(shù)控凸輪軸磨床，數(shù)控曲軸磨床，能自動(dòng)換砂輪的數(shù)控導(dǎo)軌磨床（又稱導(dǎo)軌磨削中心）等等，還有工藝范圍更寬的車削中心、加工中心、柔性制造單元（FMC）等。（2）成型加工類 是具有通過(guò)物理方法改變工件形狀功能的數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控沖床、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。（3）特種加工類 是具有特種加工功能的數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控電火花線切割機(jī)床，數(shù)控電火花成型機(jī)床

14、，帶有自動(dòng)換電極功能的“電加工中心”，數(shù)控激光切割機(jī)床，數(shù)控激光熱處理機(jī)床，數(shù)控激光板料成型機(jī)床，數(shù)控等離子切割機(jī)等。（4）其它類型 一些廣義上的數(shù)控設(shè)備。如數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)、機(jī)器人等。四、數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)特征和主要輔助裝置1數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)特征（1）機(jī)床剛性提高，抗振性能大為改善；（2）機(jī)床熱變形降低；（3）機(jī)床中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)減少；（4）機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)副間的摩擦系數(shù)較小；（5）機(jī)床功能部件增多。2數(shù)控機(jī)床的主要輔助裝置數(shù)控機(jī)床的輔助裝置是一個(gè)完整的機(jī)器或裝置，其作用是完成配合機(jī)床對(duì)零件加工的輔助工作。諸如切削液或油液處理系統(tǒng)中的冷卻過(guò)濾裝置，油液分離裝置，吸塵吸霧裝置，潤(rùn)滑裝置及輔助主

15、機(jī)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和控制的氣、液動(dòng)裝置等，雖然這些裝置在某些自動(dòng)化或精密型非數(shù)控機(jī)床上已配備使用，但是，數(shù)控機(jī)床要求配備的裝置的質(zhì)量、性能更為精化。除上述通用輔助裝置外，還有對(duì)刀儀、自動(dòng)排屑器、物料儲(chǔ)運(yùn)及上下料裝置等。五、 數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能和可靠性指標(biāo)1規(guī)格指標(biāo)規(guī)格指標(biāo)是指數(shù)控機(jī)床的基本能力指標(biāo)，主要有以下幾方面：（1）行程范圍和擺角范圍 行程范圍是指坐標(biāo)軸可控的運(yùn)動(dòng)區(qū)間，它反映該機(jī)床允許的加工空間，一般情況下工件輪廓尺寸應(yīng)在加工空間的范圍之內(nèi)。擺角范圍是指擺角坐標(biāo)軸可控的擺角區(qū)間，也反映該機(jī)床的加工空間。（2）工作臺(tái)面尺寸 它反映該機(jī)床安裝工件的最大范圍，通常應(yīng)選擇比最大加工工件稍大一點(diǎn)的面積，

16、這是因?yàn)橐A(yù)留夾具所需的空間。（3）承載能力 它反映該機(jī)床能加工零件的最大重量。（4）主軸功率和進(jìn)給軸扭矩 它反映該機(jī)床的加工能力，同時(shí)也可間接反映機(jī)床的剛度和強(qiáng)度。（5）控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 數(shù)控機(jī)床的控制軸數(shù)通常是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的進(jìn)給軸數(shù)。數(shù)控機(jī)床控制軸數(shù)與數(shù)控裝置的運(yùn)算處理能力、運(yùn)算速度及內(nèi)存容量等有關(guān)。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)是指數(shù)控機(jī)床同時(shí)控制多個(gè)進(jìn)給軸，使它們按規(guī)定的路線和進(jìn)給速度所確定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給軸數(shù)目。它反映數(shù)控機(jī)床的曲面加工能力。（6）刀庫(kù)容量 是指刀庫(kù)能存放加工所需刀具的數(shù)量，它反映該機(jī)床能加工工序內(nèi)容的多少。目前常見(jiàn)的中小型加工中心多為1660把，大型加工中心達(dá)100把以上。2

17、性能指標(biāo)（1）分辨率與脈沖當(dāng)量 分辨率是指兩個(gè)相鄰的分散細(xì)節(jié)之間可以分辨的最小間隔。對(duì)測(cè)量系統(tǒng)而言，分辨率是可以測(cè)量的最小增量；對(duì)控制系統(tǒng)而言，分辨率是可以控制的最小位移增量。數(shù)控裝置每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，反映到機(jī)床移動(dòng)部件上的移動(dòng)量，通常稱為脈沖當(dāng)量。脈沖當(dāng)量是設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的原始數(shù)據(jù)之一，其數(shù)值的大小決定數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和加工表面質(zhì)量越高。（2）最高主軸轉(zhuǎn)速和最大加速度 最高主軸轉(zhuǎn)速是指主軸所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速，它是影響零件表面加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素之一。最大加速度是反映主軸速度提速能力的性能指標(biāo)，也是加工效率的重要指標(biāo)。（3）最高

18、快移速度和最高進(jìn)給速度 最高快移速度是指進(jìn)給軸在非加工狀態(tài)下的最高移動(dòng)速度，最高進(jìn)給速度是指進(jìn)給軸在加工狀態(tài)下的最高移動(dòng)速度，它們也是影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素。另外，還有換刀速度和工作臺(tái)交換速度，它們也是影響生產(chǎn)效率的性能指標(biāo)。3可靠性指標(biāo)（1）平均無(wú)故障時(shí)間MTBF（Mean time between failures）它是指一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在使用中平均兩次故障間隔的時(shí)間，即數(shù)控機(jī)床在壽命范圍內(nèi)總工作時(shí)間和總故障次數(shù)之比，即很顯然，這段時(shí)間越長(zhǎng)越好。（2）平均修復(fù)時(shí)間MTTR（Mean time to restore。）它是指一臺(tái)數(shù)控機(jī)床從開(kāi)始出現(xiàn)故障直到能正常工作所用的

19、平均修復(fù)時(shí)間，即考慮到實(shí)際系統(tǒng)出現(xiàn)故障總是難免的，故對(duì)于可維修的系統(tǒng)，總希望一旦出現(xiàn)故障，修復(fù)的時(shí)間越短越好，即希望MTTR越短越好。（3）平均有效度A如果把MTBF看作設(shè)備正常工作的時(shí)間，把MTTR看作設(shè)備不能工作的時(shí)間，那么正常工作時(shí)間與總時(shí)間之比稱為設(shè)備的平均有效度A，即平均有效度反映了設(shè)備提供正確使用的能力，是衡量設(shè)備可靠性的一個(gè)重要指標(biāo)。六、數(shù)控機(jī)床的精度項(xiàng)目及檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的精度項(xiàng)目主要包括幾何精度、定位精度和切削精度。1主要幾何精度項(xiàng)目及檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的幾何精度是綜合反映機(jī)床的關(guān)鍵零部件及其組裝后的幾何形位誤差的指標(biāo)。該指標(biāo)可分為兩類：一類是對(duì)機(jī)床的基礎(chǔ)件和運(yùn)動(dòng)大件（如床身、立柱、工

20、作臺(tái)、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺(tái)面的平面度，各坐標(biāo)方向移動(dòng)的直線度和相互垂直度，、（立式）或、（臥式）坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面的平行度，坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面T形槽側(cè)面的平行度等；另一類是對(duì)機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動(dòng)，主軸孔的徑向跳動(dòng)，主軸箱移動(dòng)時(shí)主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺(tái)面的垂直度（立式）或平行度（臥式）等。以臥式加工中心為例，主要有以下各項(xiàng)：（1）、坐標(biāo)的相互垂直度；（2）工作臺(tái)面的平面度；（3）軸和軸移動(dòng)工作臺(tái)面的平行度；（4）主軸回轉(zhuǎn)軸心線對(duì)工作臺(tái)面的平行度；（5）主軸在、各軸方向移動(dòng)的直線度；（6）軸移動(dòng)工作臺(tái)邊界定位基準(zhǔn)面的平行度； （7）工作

21、臺(tái)中心線到邊界定位器基準(zhǔn)面之間的距離精度；（8）主軸軸向跳動(dòng)；（9）主軸孔徑向跳動(dòng)。幾何精度常用檢測(cè)工具有精密水平儀、精密方箱、直角尺、平尺、千分表、測(cè)微儀、高精度主軸心棒等。2定位精度的項(xiàng)目及檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床定位精度是指機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控裝置的控制下空載運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的位置準(zhǔn)確程度。根據(jù)各軸能達(dá)到的位置精度就能判斷出加工時(shí)零件所能達(dá)到的精度。（l）直線運(yùn)動(dòng)定位精度 是指數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件沿某一坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)際值與給定值的接近程度，其誤差稱為直線運(yùn)動(dòng)定位誤差。 （1-1） （1-2）=1，2，3 代表向每一目標(biāo)趨近的次數(shù)；=1，2，3 代表目標(biāo)位置。次單向趨近目標(biāo)位置時(shí)，可得到單向平均位置偏差和的

22、值。 （1-3） （1-4）這樣可得到從正、負(fù)方向趨近目標(biāo)位置時(shí)的反向差值。 （1-5）次單向趨近目標(biāo)位置時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和為 （1-6） （1-7）定位精度可分為單向定位精度和雙向定位精度二種。單向定位精度是取正、負(fù)方向趨近目標(biāo)位置時(shí)定位誤差中的最大值。正、負(fù)方向趨近目標(biāo)位置時(shí)的定位精度如下： （1-8） （1-9）雙向定位精度為、中的最大值與、中的最小值之差值，即 （1-10）正常情況下，實(shí)際加工的某一坐標(biāo)軸任意兩點(diǎn)間的距離誤差大約為該軸雙向定位精度的2倍。（2）直線運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度 是指在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，應(yīng)用相同程序、相同代碼加工一批零件，所得到結(jié)果的一致程度。一般情況下，重復(fù)定位精度是

23、正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是反映軸運(yùn)動(dòng)精度穩(wěn)定性的最基本指標(biāo)。重復(fù)定位精度為標(biāo)準(zhǔn)偏差和中最大值的6倍，即 （1-11）（3）直線運(yùn)動(dòng)的反向誤差直線運(yùn)動(dòng)的反向誤差也叫失動(dòng)量，是該坐標(biāo)軸進(jìn)給傳動(dòng)鏈上驅(qū)動(dòng)部件（如伺服電動(dòng)機(jī)、伺服液壓馬達(dá)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等）的反向死區(qū)及各機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)副的反向間隙和彈性變形等誤差的綜合反映。誤差越大，則定位精度和重復(fù)定位精度也越差。 （1-12）（4）直線運(yùn)動(dòng)的原點(diǎn)返回精度（回零精度） 是指數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸達(dá)到規(guī)定零點(diǎn)的準(zhǔn)確程度，其誤差稱為回零誤差。實(shí)質(zhì)上是該坐標(biāo)軸上一個(gè)特殊點(diǎn)的重復(fù)定位精度。（5）分度精度 是指分度工作臺(tái)在分度時(shí)指令要求回轉(zhuǎn)的角度值

24、與實(shí)際回轉(zhuǎn)的角度值的差值。 （1-13）3切削精度的項(xiàng)目及檢驗(yàn)機(jī)床的切削精度是一項(xiàng)綜合精度指標(biāo)，它不僅反映了機(jī)床的幾何精度和定位精度，同時(shí)還反映了試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差。（1）鏜孔精度檢查（2）端銑刀銑削平面精度檢查（3）直線銑削精度檢查 （4）斜線銑削精度檢查（5）圓弧銑削精度檢查七、數(shù)控機(jī)床的主要功能1多軸控制功能是指CNC系統(tǒng)能控制和能聯(lián)動(dòng)控制數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的功能。CNC系統(tǒng)的控制進(jìn)給軸有：移動(dòng)軸和回轉(zhuǎn)軸，基本軸和附加軸。2準(zhǔn)備功能即G功能指令機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的功能。3多種函數(shù)插補(bǔ)功能和固定循環(huán)功能插補(bǔ)功能是指數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行零件表面（平面或空

25、間曲面）加工軌跡插補(bǔ)運(yùn)算的功能。一般CNC系統(tǒng)僅具有直線和圓弧插補(bǔ)，較為高檔的數(shù)控系統(tǒng)還具有拋物線、橢圓、極坐標(biāo)、正弦線、螺旋線以及樣條曲線等插補(bǔ)功能。在數(shù)控加工中，有些加工內(nèi)容如鉆孔、鏜孔、攻螺紋等，所做的動(dòng)作需要循環(huán)且十分典型，數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先將這些循環(huán)動(dòng)作用G代碼進(jìn)行定義，在加工時(shí)使用這類G代碼，可大大簡(jiǎn)化編程工作量，此即固定循環(huán)功能。4補(bǔ)償功能（1）刀具半徑和長(zhǎng)度補(bǔ)償功能 該功能能實(shí)現(xiàn)按零件輪廓編制的程序控制刀具中心的軌跡，以及在刀具半徑和長(zhǎng)度發(fā)生變化（如刀具更換、刀具磨損）時(shí)，可對(duì)刀具半徑或長(zhǎng)度作相應(yīng)的補(bǔ)償。該功能由G指令或T指令實(shí)現(xiàn)。（2）傳動(dòng)鏈誤差、反向間隙誤差補(bǔ)償功能 螺距誤差補(bǔ)償

26、可預(yù)先測(cè)量出螺距誤差和反向間隙，然后按要求輸入CNC裝置相應(yīng)的儲(chǔ)存單元內(nèi)，在加工過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。（3）智能補(bǔ)償功能 外界干擾產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，可采用人工智能、專家系統(tǒng)等方法建立模型，實(shí)施智能補(bǔ)償。如熱變形引起的誤差，裝置將會(huì)在相應(yīng)地方自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。5主軸功能是指數(shù)控系統(tǒng)對(duì)切削速度的控制功能。主要有以下五種控制功能：（1）主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）實(shí)現(xiàn)刀具切削點(diǎn)切削速度的控制功能，單位為rmin（mmin）。（2）恒線速度控制實(shí)現(xiàn)刀具切削點(diǎn)的切削速度為恒速的控制功能。（3）主軸定向控制實(shí)現(xiàn)主軸周向定位于特定點(diǎn)的控制功能。（4）C軸控制實(shí)現(xiàn)主軸周向任意位置的控制功能。（5）切削倍率實(shí)現(xiàn)人工實(shí)時(shí)修調(diào)切削

27、速度，即通過(guò)面板的倍率開(kāi)關(guān)在0200之間對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)。6進(jìn)給功能是指數(shù)控系統(tǒng)對(duì)進(jìn)給速度的控制功能。主要有以下三種控制功能：（1）進(jìn)給速度控制刀具或工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度，單位為mmmin；（2）同步進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)切削速度和進(jìn)給速度的同步，單位為mmr，用于加工螺紋；（3）進(jìn)給倍率實(shí)現(xiàn)人工實(shí)時(shí)修調(diào)進(jìn)給速度，即通過(guò)面板的倍率開(kāi)關(guān)在0200之間對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)。7宏程序功能通過(guò)編輯子程序中的變量來(lái)改變刀具路徑和刀具位置的功能。8輔助功能即M功能規(guī)定主軸的起、停、轉(zhuǎn)向，工件的夾緊和松開(kāi)，冷卻泵的接通和斷開(kāi)等機(jī)床輔助動(dòng)作的功能。9刀具管理功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具幾何尺寸和刀具壽命的管理及刀具選擇功能。刀具幾何尺寸是

28、指刀具的半徑和長(zhǎng)度，這些參數(shù)供刀具補(bǔ)償功能使用。刀具壽命是指總計(jì)切削時(shí)間，當(dāng)某刀具的時(shí)間壽命到期時(shí)，CNC系統(tǒng)將提示用戶更換刀具。另外，CNC系統(tǒng)都具有T功能即刀具號(hào)管理功能，它用于標(biāo)識(shí)刀庫(kù)中的刀具和自動(dòng)選擇加工刀具。10人機(jī)對(duì)話功能在CNC裝置中配有單色或彩色陰極射線管，俗稱顯示器（CRT），通過(guò)軟件可實(shí)現(xiàn)字符和圖形的顯示，以方便用戶操作和使用。主要功能有：菜單結(jié)構(gòu)的操作界面；數(shù)據(jù)及零件加工程序的輸入及環(huán)境編輯；系統(tǒng)和機(jī)床參數(shù)、狀態(tài)、故障信息的顯示、查詢等。11自診斷功能是指CNC系統(tǒng)防止故障發(fā)生及故障診斷、故障定位和防止故障擴(kuò)大的功能。12通訊功能通訊功能是指CNC裝置與外界進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)

29、交換的功能。第二節(jié) 數(shù)控加工原理與數(shù)控加工工藝概述數(shù)控加工 是根據(jù)零件圖樣及工藝要求等原始條件編制零件數(shù)控加工程序（簡(jiǎn)稱為數(shù)控程序），輸入數(shù)控系統(tǒng)，控制數(shù)控機(jī)床中刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而完成零件的加工。數(shù)控加工技術(shù) 是將普通金屬切削加工、計(jì)算機(jī)數(shù)控、計(jì)算機(jī)輔助制造等技術(shù)綜合的一門先進(jìn)加工技術(shù)。在以上各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步推動(dòng)下，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展下，數(shù)控加工技術(shù)正從深度、廣度上對(duì)機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行革命性的變革。一、數(shù)控加工原理1數(shù)控加工的過(guò)程首先要將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即將刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、加工過(guò)程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、冷卻液的開(kāi)關(guān)、工件和刀具的交換等控制和

30、操作，都按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標(biāo)軸、主軸以及輔助動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)完成零件的加工。2數(shù)控加工中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程（1）譯碼譯碼程序的主要功能是將用文本格式（通常用ASC碼）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成刀補(bǔ)處理程序所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式），該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來(lái)描述一個(gè)程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括：、等坐標(biāo)值，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，G代碼，M代碼，刀具號(hào)，子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標(biāo)志的存放順序和格式。（2）刀補(bǔ)處理（計(jì)算刀具中心軌跡）為方便編程，零件

31、加工程序通常是按零件輪廓或按工藝要求設(shè)計(jì)的進(jìn)給路線編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中控制的是刀具中心（準(zhǔn)確說(shuō)是刀位點(diǎn)）軌跡，因此在加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的處理程序。（3）插補(bǔ)計(jì)算數(shù)控編程提供了刀具運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、終點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)軌跡，而刀具怎么從起點(diǎn)沿運(yùn)動(dòng)軌跡走向終點(diǎn)則由數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件來(lái)控制。該程序以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期定時(shí)運(yùn)行，它將由各種線形（直線、圓弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度，實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)進(jìn)給軸在內(nèi)的位移指令（、），并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)。（4）PLC控制CNC系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的控制分為對(duì)各坐標(biāo)軸的速度和位置的“軌跡控制”和對(duì)

32、機(jī)床動(dòng)作的“順序控制” 或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開(kāi)關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開(kāi)關(guān)信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯關(guān)系對(duì)諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開(kāi)，液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。PLC控制就是實(shí)現(xiàn)上述功能的功能模塊。數(shù)控加工原理就是將預(yù)先編好的加工程序以數(shù)據(jù)的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)譯碼、刀補(bǔ)處理、插補(bǔ)計(jì)算等數(shù)據(jù)處理和PLC協(xié)調(diào)控制，最終實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)化加工。二、 數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的概念、主要內(nèi)容及特點(diǎn)（一）數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的概念1數(shù)控加工工藝 是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種

33、方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過(guò)程。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來(lái)的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。2數(shù)控加工工藝過(guò)程 是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。（二）數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工工藝過(guò)程的主要內(nèi)容（1）選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容；（2）對(duì)零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析；（3）零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定；（4）數(shù)控加工工藝方案的制定；（5）工步、進(jìn)給路線的確定；（6）選擇數(shù)控機(jī)床的類型；（7）刀具、夾具、量具的選擇和設(shè)計(jì)；（8）切削參數(shù)的確定；（9）

34、加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改； （10）首件試加工與現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理；（11）數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔。（三） 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)1數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體、詳細(xì)2數(shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密、精確3制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計(jì)算4制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時(shí)要考慮進(jìn)給速度對(duì)加工零件形狀精度的影響5制定數(shù)控加工工藝時(shí)要特殊強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性6數(shù)控加工工藝的特殊要求7數(shù)控加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改是數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)特殊內(nèi)容三、數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系1數(shù)控程序 輸入數(shù)控機(jī)床，執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的一系列指令，稱為數(shù)控程序或零件程序。2數(shù)控編程 即把零件的工

35、藝過(guò)程、工藝參數(shù)及其它輔助動(dòng)作，按動(dòng)作順序和數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令、格式，編成加工程序，再記錄于控制介質(zhì)即程序載體（磁盤等），輸入數(shù)控裝置，從而指揮機(jī)床加工并根據(jù)加工結(jié)果加以修正的過(guò)程。3數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系 數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒(méi)有符合實(shí)際的、科學(xué)合理的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序。而數(shù)控編程就是將制定的數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系統(tǒng)一、 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系1標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒定則?；咀鴺?biāo)軸為、并構(gòu)成直角坐標(biāo)系，相應(yīng)每個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別為、?；咀鴺?biāo)軸、的關(guān)系及其正方向用右手直角定則判定，拇

36、指為軸，食指為軸，中指為軸，圍繞、各軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及其正方向、分別用右手螺旋定則判定，拇指為、的正向，四指彎曲的方向?yàn)閷?duì)應(yīng)的、的正向。與、相反的方向相應(yīng)用帶“”的、表示。注意，、之間不符合右手直角笛卡兒定則。由于數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸既可以是刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)，也可以是反之，所以ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：（l）不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)，或是工件運(yùn)動(dòng)、刀具靜止，在確定坐標(biāo)系時(shí)，一律看作是刀具相對(duì)靜止的工件運(yùn)動(dòng)。（2）機(jī)床的直線坐標(biāo)軸、的判定順序是：先軸，再軸，最后按右手定則判定軸。（3）坐標(biāo)軸名（、）不帶“”的表示刀具運(yùn)動(dòng)；帶“”的表示工件運(yùn)動(dòng)，如圖1-16所示。（4）增大工件與刀具之間距離的方向?yàn)?/p>

37、坐標(biāo)軸正方向。2坐標(biāo)軸判定的方法和步驟（1）軸規(guī)定平行于機(jī)床主軸軸線的坐標(biāo)軸為軸。對(duì)于有多個(gè)主軸或沒(méi)有主軸的機(jī)床（如刨床），標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定垂直于工件裝夾面的軸為軸。對(duì)于能擺動(dòng)的主軸，若在擺動(dòng)范圍內(nèi)僅有一個(gè)坐標(biāo)軸平行主軸軸線，則該軸即為軸，若在擺動(dòng)范圍內(nèi)有多個(gè)坐標(biāo)軸平行主軸軸線，則規(guī)定其中垂直于工件裝夾面的坐標(biāo)軸為軸。規(guī)定刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檩S的正方向（）。（2）軸對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，軸的方向是在工件的徑向上，且平行于橫滑座，刀具離開(kāi)工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)檩S正方向；對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的立式機(jī)床，規(guī)定水平方向?yàn)檩S方向，且當(dāng)從刀具（主軸）向立柱看時(shí)，正向在右邊；對(duì)于刀具旋轉(zhuǎn)的臥式機(jī)床，規(guī)定水平方向仍為軸方向，且從

38、刀具（主軸）尾端向工件看時(shí)，右手所在方向?yàn)檩S正方向。（3）軸軸垂直于、坐標(biāo)軸。軸的正方向根據(jù)和坐標(biāo)軸的正方向按照右手直角笛卡兒定則來(lái)判斷。（4）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、和、和表示其軸線分別平行于、和坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。、和的正方向可按右手螺旋定則確定。（5）附加坐標(biāo)軸的定義如果在、坐標(biāo)以外，還有平行于它們的坐標(biāo)，可分別指定為、。若還有第三組運(yùn)動(dòng)，則分別指定為、和。（6）主軸正旋轉(zhuǎn)方向與軸正方向的關(guān)系主軸正旋轉(zhuǎn)方向 從主軸尾端向前端（裝刀具或工件端）看順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為主軸正旋轉(zhuǎn)方向。對(duì)于普通臥式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與軸正方向相同。對(duì)于鉆、鏜、銑、加工中心機(jī)床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橛倚菁y進(jìn)入工件的方向，與軸正

39、方向相反。所以不能誤認(rèn)為軸正方向即為主軸正旋轉(zhuǎn)方向。二、機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系1機(jī)床坐標(biāo)系與機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)（1）機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，是用來(lái)確定工件坐標(biāo)系的基本坐標(biāo)系，是確定刀具（刀架）或工件（工作臺(tái)）位置的參考系，并建立在機(jī)床原點(diǎn)上。機(jī)床坐標(biāo)系各坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)正方向按前述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系規(guī)定設(shè)定。（2）機(jī)床原點(diǎn)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測(cè)量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始點(diǎn)。（3）機(jī)床參考點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)，它也是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，通常不同于機(jī)床原點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，加工中心的參考點(diǎn)

40、設(shè)在工作臺(tái)位于負(fù)極限位置時(shí)的一基準(zhǔn)點(diǎn)上。2工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（1）工件坐標(biāo)系編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。（2）工件坐標(biāo)系原點(diǎn)也稱為工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，一般用G92或G54G59指令指定。（3）工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸的確定坐標(biāo)原點(diǎn)選定后，接著就是坐標(biāo)軸的確定。工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸確定的原則為：根據(jù)工件在機(jī)床上的安放方向與位置決定軸方向，即工件安放在數(shù)控機(jī)床上時(shí)，工件坐標(biāo)系的軸與機(jī)床坐標(biāo)系軸平行，正方向一致，在工件上通常與工件主要定位支撐面垂直；然后，選擇零件尺寸較長(zhǎng)方向或切削時(shí)的主要進(jìn)給方向?yàn)檩S方向，在機(jī)床上安放后，其方位與機(jī)床坐標(biāo)系軸方位平行，正向一致；過(guò)原點(diǎn)與、軸垂直為軸，根據(jù)右手定則，確定軸的正方向。3裝夾原點(diǎn) 有的機(jī)床還有一個(gè)重要的原點(diǎn)，即裝夾原點(diǎn)，是工件在機(jī)床上安放時(shí)的一個(gè)重要參考點(diǎn)。第四節(jié) 插補(bǔ)原理及與加工精度和加工效率的關(guān)系一、數(shù)控加工軌跡控制原理插補(bǔ)原理插補(bǔ)的任務(wù)就是要根據(jù)進(jìn)給速度的要求，完成在輪廓起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的中間點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算。目前常用的插補(bǔ)方法有兩類：脈沖增量插補(bǔ)法和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)法。（一）脈沖增量插補(bǔ) 脈沖增量插補(bǔ)是模擬硬件插補(bǔ)的原理，把計(jì)算機(jī)每次插補(bǔ)運(yùn)算產(chǎn)生的指令輸出到伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)給脈沖進(jìn)給，以驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。計(jì)算機(jī)每發(fā)出一個(gè)脈沖，工作