《金工實習》數(shù)控技術(shù)課件

《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第一部分數(shù)控機床基本知識劉瀟瀟機電工程學院制造自動化系12/9/20221《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第一部分數(shù)控機床基本知識劉瀟§1數(shù)控技術(shù)的一些概念1、數(shù)控（NC）數(shù)字控制（Numericalcontrol）的簡稱。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。2、數(shù)控系統(tǒng)（NCS）數(shù)字控制系統(tǒng)（NumericalControlSystem）的簡稱。指采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)。3、數(shù)控設(shè)備（NCU）數(shù)字控制設(shè)備（NumericalControlU）的簡稱，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的受控設(shè)備。12/9/20222§1數(shù)控技術(shù)的一些概念1、數(shù)控（NC）12/9/2022§1數(shù)控技術(shù)的一些概念4、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)字化的信息對機床實行控制的一門技術(shù)。5、數(shù)控機床數(shù)字控制機床（NumericalControltools）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)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用號碼，或其它符號編碼指令規(guī)定的程序。12/9/20223§1數(shù)控技術(shù)的一些概念4、機床數(shù)控技術(shù)12/9/2022《金工實習》數(shù)控技術(shù)課件《金工實習》數(shù)控技術(shù)課件§2數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展二、我國數(shù)控機床的發(fā)展

1958開始研制第一臺數(shù)控機床；1975研制第一臺加工中心；十五期間，數(shù)控機床年增長率:>18%到2005年產(chǎn)量：25000～30000臺品種：2000種數(shù)控化率：20%12/9/20226§2數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展二、我國數(shù)控機床的發(fā)展12/9/§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍一、數(shù)控機床的組成1、輸入輸出裝置2、數(shù)控系統(tǒng)（亦稱CNC裝置）3、伺服系統(tǒng)4、位置檢測裝置（亦稱反饋元件）5．輔助裝置6．機床本體12/9/20227§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍一、數(shù)控機床的組§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/20228§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍操作面板

它是操作人員與數(shù)控裝置進行信息交流的工具，是數(shù)控機床特有部件。

組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器；12/9/20229§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍操作面板12/9§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202210§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍控制介質(zhì)

是記錄零件加工程序的媒介；數(shù)控機床常用的控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備見表1。輸入輸出設(shè)備

是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進行交互的裝置，交互的信息通常是零件加工程序。12/9/202211§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍控制介質(zhì)12/9§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍表1控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備表12/9/202212§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍表1§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍CNC裝置（CNC單元）

它是CNC系統(tǒng)的核心；

組成：計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功功能模塊以及相應的控制軟件；

12/9/202213§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍CNC裝置（CN§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202214§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍伺服單元、驅(qū)動裝置

主軸伺服驅(qū)動裝置和主軸電機進給伺服驅(qū)動裝置和進給電機

測量裝置是位置和速度測量裝置，以實現(xiàn)進給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。12/9/202215§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍伺服單元、驅(qū)動裝§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍PLC用于完成與邏輯運算有關(guān)順序動作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機床I/O電路和裝置

實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏邏輯電路；12/9/202216§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍PLC12/9/§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍機床它是數(shù)控機床的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。

組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。12/9/202217§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍機床12/9/2§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程傳統(tǒng)加工方法與現(xiàn)代加工方法的比較12/9/202218§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程數(shù)控機床加工一個零件的過程12/9/202219§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程

數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程譯碼刀補處理插補處理PLC控制進給伺服系統(tǒng)切削運動、機床I/O裝置成形運動加工程序12/9/202220§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程

刀補處理（計算刀具軌跡）

用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機床在加工過程中控制的是刀刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件的輪廓軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。12/9/202221§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程

插補處理XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖12/9/202222§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍三、數(shù)控機床的應用范圍12/9/202223§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍三、數(shù)控機床的應§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的優(yōu)點1、適合于復雜異形零件的加工。2、加工精度和尺寸重復精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定性好；3、實現(xiàn)計算機控制，排除人為誤差。4、生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益明顯。5、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。6、柔性好，通用性強。7、可以精確地計算成本和安排生產(chǎn)進度，有利于生生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。12/9/202224§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的優(yōu)點1§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的缺點

任何事物都是兩重性。數(shù)控加工雖有上述各種優(yōu)點，同時在某些方面也存在不足之處：1、單位加工成本較高2、只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)（占機械加工總量70%~80%）加工中的調(diào)整相對復雜3、維修難度大

12/9/202225§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的缺點1§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍1、最適應類形狀復雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件；具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。12/9/202226§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍1、最適應類12§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍2、較適應類在通用機床上加工時極易受人為因素（如：情情緒波動、體力強弱、技術(shù)水平高低等）干擾零件價值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟損失的零件；在通用機床上加工時必須制造復雜專用工裝的零件；需要多次更改設(shè)計后才能定型的零件；在通用機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件；用通用機床加工時，生產(chǎn)率很低或體力勞動強度很大的零件。12/9/202227§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍2、較適應類12§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍3、不適應類裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標位置的；生產(chǎn)批量大的零件（當然不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工）；必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。

12/9/202228§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍3、不適應類12§4數(shù)控機床的分類一、按加工工藝及機床用途的類型分類

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)控齒輪加工機床、FMC等。

成型加工類：數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機等。

特種加工類：數(shù)控線切割機、電火花加工機、激光加工機等。

其它類型：數(shù)控裝配機、數(shù)控測量機、機器人等。12/9/202229§4數(shù)控機床的分類一、按加工工藝及機床用途的類型分類12§4數(shù)控機床的分類數(shù)控銑床12/9/202230§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202230§4數(shù)控機床的分類數(shù)控銑床12/9/202231§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202231§4數(shù)控機床的分類數(shù)控銑床12/9/202232§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202232§4數(shù)控機床的分類數(shù)控車床12/9/202233§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202233§4數(shù)控機床的分類數(shù)控車床12/9/202234§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202234§4數(shù)控機床的分類數(shù)控刀具12/9/202235§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202235§4數(shù)控機床的分類數(shù)控中心12/9/202236§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202236§4數(shù)控機床的分類錐度電火花切割機床12/9/202237§4數(shù)控機床的分類錐12/9/202237§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類

1、開環(huán)控制數(shù)控機床12/9/202238§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類12/9/202§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類

2、閉環(huán)控制數(shù)控機床12/9/202239§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類12/9/202§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類

3、半閉環(huán)控制數(shù)控機床12/9/202240§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類12/9/202§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類

1、點位控制數(shù)控機床12/9/202241§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類12/9/20§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類

2、點位直線控制數(shù)控機床12/9/202242§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類12/9/20§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類

3、輪廓控制數(shù)控機床12/9/202243§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類12/9/20§4數(shù)控機床的分類四、按聯(lián)動軸數(shù)分類1、2軸聯(lián)動（平面曲線）2、3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀）3、4軸聯(lián)動（空間曲面）4、5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動（空間曲面）12/9/202244§4數(shù)控機床的分類四、按聯(lián)動軸數(shù)分類12/9/20224§5數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

進入九十年代以以來隨著國際上計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計算機、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。運行高速化加工高精化功能復合化控制智能化體系開放化驅(qū)動并聯(lián)化交互網(wǎng)絡(luò)化12/9/202245§5數(shù)控機床的發(fā)展趨勢進入九十年代以《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第二部分數(shù)控編程基本知識劉瀟瀟機電工程學院制造自動化系12/9/202246《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第二部分數(shù)控編程基本知識劉瀟§1數(shù)控機床的坐標系一、坐標軸的確定規(guī)則1）假設(shè)：工件固定，刀具相對工件運動。2）標準：右手笛卡兒直角坐標系（拇指為X向，食指為Y向，中指為Z向）?；咀鴺耍?/p>

X、Y、Z軸由右手定則確定回轉(zhuǎn)坐標：

A、B、C軸由右手螺旋法則確定12/9/202247§1數(shù)控機床的坐標系一、坐標軸的確定規(guī)則1）假設(shè)：工件固§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法順序：先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸。1）Z軸有主軸的機床以平行于主軸的方向為Z坐標軸；通常規(guī)定機床的主軸作為Z坐標軸。沒有主軸的機床以垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向。

12/9/202248§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法1）Z軸有§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法+Z

數(shù)控車床12/9/202249§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法+Z數(shù)控車床12§1數(shù)控機床的坐標系立式3軸數(shù)控銑床+ZZ軸的確定方法12/9/202250§1數(shù)控機床的坐標系立+ZZ軸的確定方法12/9/202§1數(shù)控機床的坐標系雙立柱數(shù)控機床+ZZ軸的確定方法12/9/202251§1數(shù)控機床的坐標系雙+ZZ軸的確定方法12/9/202§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法臥式數(shù)控鏜銑床+Z12/9/202252§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法臥+Z12/9/202§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法

2）X軸X軸一般是水平方向，垂直于Z軸并平行于工件裝夾平面。

X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。12/9/202253§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法2§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(a)工件旋轉(zhuǎn)的機床(車床、磨床等)+Z

數(shù)控車床+X12/9/202254§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法+Z數(shù)控車床+X§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機床(銑床、鉆床、鏜床等)

立式3軸數(shù)控銑床+Z+XZ軸鉛直（立式）12/9/202255§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法立+Z+XZ軸鉛直（立§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機床(銑床、鉆床、鏜床等)

Z軸水平（臥式）臥式數(shù)控鏜銑床+Z+X12/9/202256§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥+Z§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機床(銑床、鉆床、鏜床等)

雙立柱數(shù)控機床+Z+X12/9/202257§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法雙+Z+X12/9/2§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法+Z+X

數(shù)控車床12/9/202258§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法+Z+X數(shù)控車床§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法立式3軸數(shù)控銑床+Z+XZ軸鉛直（立式）+Y12/9/202259§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法立+Z+XZ軸鉛直（立§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥式數(shù)控鏜銑床+Z+X+Y12/9/202260§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥+Z§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法雙立柱數(shù)控機床+Z+X+Y12/9/202261§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法雙+Z+X+Y12/9§2數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的基本概念

數(shù)控加工程序編制：從零件圖紙到制成控控制介質(zhì)的全過程。將零件的加工信息、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)(F、S、T)及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成代碼，按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個過程。12/9/202262§2數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的基本概念12/9/2022§2數(shù)控編程概述手動編程整個編程過程由人工完成。

自動編程編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。12/9/202263§2數(shù)控編程概述手動編程12/9/202263§2數(shù)控編程概述據(jù)國外統(tǒng)計

用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比平均約為30：1。數(shù)控機床不能開動的原因中，有20～30%是由于加工程序不能及時編制出造成的。12/9/202264§2數(shù)控編程概述據(jù)國外統(tǒng)計12/9/202264§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟12/9/202265§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟12/9§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟歸納總結(jié)上圖，數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容包括以下幾個方面：圖紙工藝分析計算運動軌跡編制程序及初步校驗制備控制介質(zhì)程序的校驗和試切12/9/202266§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟12/9§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法1、工序分析一般零件的工序分析包括：機床選擇合理選擇工序裝夾刀具、切削用量選擇誤差12/9/202267§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——對刀

就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。建議可選零件的設(shè)計基準、工藝基準或與之相關(guān)的位置；可選對刀方便，便于測量的位位置；也可選便于坐標計算的位置。12/9/202268§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——對刀點12/9/202269§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——刀位點12/9/202270§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——加工路線就是加工過程中刀具相對于工件的運動軌跡次序。建議盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程以提高生產(chǎn)率；盡量保證零件的加工精度、表面粗糙度和工藝要求；盡量簡化數(shù)值計算、減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。12/9/202271§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——加工路線（孔加工）12/9/202272§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——加工路線（車削和銑削）12/9/202273§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——旋轉(zhuǎn)體類12/9/202274§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——平面輪廓12/9/202275§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——空間輪廓（三軸兩聯(lián)動）12/9/202276§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法加工方法——空間輪廓（三軸聯(lián)動）12/9/202277§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述四、相對坐標編程與絕對坐標編程1、機床原點與機床坐標系

機床原點：機床坐標系的零點。這個原點是在機床調(diào)試完成后便確定了，是機床上固有的點。機床原點建立的過程實質(zhì)上就是機床坐標系建立的過程，是用回零的方式建立的。機床坐標系：以機床原點為坐標系原點的坐標系，是機床固有的座標系，它具有唯一性。機床坐標系是數(shù)控機床中所建立的工件坐坐標系的參考坐標系。注意：機床坐標系一般不作為編程坐標系，僅作為工件坐標系的參考坐標系。12/9/202278§2數(shù)控編程概述四、相對坐標編程與絕對坐標編程12/9/§1數(shù)控機床的坐標系四、相對坐標編程與絕對坐標編程2、工件原點與工件坐標系

工件原點：為編程方便在零件、工裝夾具上選定的某一點或與之相關(guān)的點。該點也可以與對刀點重合。工件座標系：以工件原點為零點建立的坐標系，編程時，所有的尺寸都基于此坐標系計算。工件原點偏置：工件隨夾具在機床上安裝后，工件原點與機床原點間的距離?，F(xiàn)代數(shù)控機床均可設(shè)置多個工件座標系，在加工時通過G指令進行換。12/9/202279§1數(shù)控機床的坐標系四、相對坐標編程與絕對坐標編程12/§1數(shù)控機床的坐標系四、絕對坐標編程與相對坐標編程

3、

絕對坐標編程：工件所有點的坐標值基于某一坐標坐標系（機床或工件）零點計量的編程方式。相對坐標編程：運動軌跡的終點坐標值是相對于起點計量的編程方式（增量坐標編程）。表達方式：G90/G91；X.Y.Z絕對，U.V.W相對。

12/9/202280§1數(shù)控機床的坐標系四、絕對坐標編程與相對坐標編程12/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)1、程序的組成12/9/202281§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)12/9/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)2、程序代號

放在程序的最開始，給零件加工程序一個編號，以便進行程序檢索，并說明該零件加工程序開始。

格式：O____說明：程序名由字母O(或P或符號％)以及1～8位數(shù)字組成。舉例：

O000112/9/202282§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)3、程序段由若干單節(jié)組成，每一個單節(jié)由程序段號(順序號）程序內(nèi)容、程序段結(jié)束符組成。

格式：N_G_X_Y_Z_F_S_T_M_；說明：N—程序段號，后跟1～5位數(shù)字；G、M—指令代碼，后跟2位數(shù)字；X、Y、Z±_._—進給坐標軸及進給量；F—進給速度功能；S—主軸功能；T—刀具功能；;—程序段結(jié)束符。舉例：N30G01G42X150.Y400.F200;12/9/202283§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)格式§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)4、程序結(jié)束標志

放在程序的末尾，說明該程序（或自程序）結(jié)束。格式：M02;或M30;或M99;說明：M02(或M30)為主程序結(jié)束標

志，M99為子程序結(jié)束標志。舉例：M02;12/9/202284§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)5、子程序

在程序中把某些固定順序或重復出現(xiàn)的程序單獨抽出來、編成一個程序供調(diào)用。

格式：與主程序同。說明：調(diào)用格式為M98P----L----。12/9/202285§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)子程序舉例12/9/202286§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)12/9/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)子程序舉例12/9/202287§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字一、數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)12/9/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字二、數(shù)控程序常見功能字

準備功能G指令輔助功能M指令主軸功能S指令進給功能F指令刀具功能T指令12/9/202288§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字二、數(shù)控程序常見功能字12/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字常用地址碼表功能地址碼意義程序號

順序號

準備機能O

N

G程序編號

順序編號

機床動作方式指令坐標指令X.Y.Z

A.B.C.U.V.W

R

I.J.K坐標軸移動指令

附加軸移動指令

圓弧半徑

圓弧中心坐標進給機能

主軸機能

刀具機能F

S

T進給速度指令

主軸轉(zhuǎn)速指令

刀具編號指令輔助機能M

B接通、斷開、啟動、停止指令

工作臺分度指令補償

暫停

子程序調(diào)用

重復

參數(shù)H.D

P.X

I

P.Q.R刀具補償指令

暫停時間指令

子程序號指定

固定循環(huán)重復次數(shù)

固定循環(huán)參數(shù)12/9/202289§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字常用地址碼表功能地址碼意義程§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字準備功能G指令

是使CNC機床準備好某種運動方式的指令。分為模態(tài)指令和非模態(tài)指令。組成：G后帶二位數(shù)字組成，從G00到G99共100種12/9/202290§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字準備功能G指令12/9/20§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字快速定位指令（G00）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。格式：G00X-Y-Z-；說明：G00是模態(tài)指令；G00快速定位的速度與以前程序段中的進給速度無關(guān)；G00開始時刀具逐漸加速至設(shè)定速度；不能用于切削加工。12/9/202291§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字快速定位指令（G00）格式：§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字直線插補指令（G01）功能：以給定的進給速度，采用直線插補方式進行切切削加工。格式：G01X-Y-Z-F-；說明：是模態(tài)指令；最初的G01指令單節(jié)中的速度F必須指定，否則進給速度被認為是0，執(zhí)行程序時，機械不能動，并產(chǎn)生警示。12/9/202292§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字直線插補指令（G01）格式：§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字圓弧插補（G02、G03）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（逆時針）圓弧插補加工，切削出圓弧輪廓。格式

G17G02（G03）X-Y-I-J-F-；XY平面R-G18G02（G03）X-Z-I-K-F-；XZ平面R-G19G02（G03）Y-Z-J-K-F-；YZ平面R-12/9/202293§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字圓弧插補（G02、G03）格§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字坐標平面選擇指令（G17、G18、G19）功能：表示規(guī)定的操作在XY,ZX,YZ坐標平面內(nèi)。

是模態(tài)指令（續(xù)效指令），缺省值為G17；程序段中的尺寸指令必須按平面指令的規(guī)定書寫。若數(shù)控系統(tǒng)只有一個平面的加工能力，可不必書寫。12/9/202294§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字坐標平面選擇指令（G17、G§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字坐標系選擇指令（G53、G54）功能：表示所選擇的編程坐標系是哪一個坐標系。

是模態(tài)指令（續(xù)效指令），缺省值為G53；G53——機床坐標系；G54——工件坐標系；在使用該指令后，其后的編程尺寸都是相對于相應坐標系的。這類指令只在絕對坐標（G90）下有意義，在相對坐標（G91）下無效。12/9/202295§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字坐標系選擇指令（G53、G5§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字輔助功能M指令作用：用于控制CNC機床開關(guān)量，如主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液的開停、工件的夾緊松開等。組成：M后帶二位數(shù)字組成。12/9/202296§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字輔助功能M指令12/9/20§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字部分M指令程序停止指令M00、M01和M02主軸轉(zhuǎn)動控制指令M03、M04和M05換刀指令M06冷卻液控制指令M07、M08和M09夾緊和松開指令M10和M11紙帶結(jié)束指令M30子程序調(diào)用指令M98和M9912/9/202297§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字部分M指令程序停止§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字進給速度功能F指令

續(xù)效代碼，一般直接指定，即F后跟的數(shù)字就是進給速度的大小，單位為mm/min。如F100表示進給速度為100mm/min。在程序啟動第一個G01或G02或G03功能時，必須同時驅(qū)動F功能。12/9/202298§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字進給速度功能F指令12/9/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字主軸轉(zhuǎn)速功能S指令

S代碼后的數(shù)值為主軸轉(zhuǎn)速，要求為整數(shù)單位為r/min；在零件加工之前一定要啟動主軸運轉(zhuǎn)（M03或M04）。12/9/202299§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字主軸轉(zhuǎn)速功能S指令12/9/§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字刀具功能T指令

Tnn代碼用于選擇刀具庫中的刀具，nn表示刀號12/9/2022100§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字刀具功能T指令12/9/20§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例12/9/2022101§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例12/9/202§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例圖中OXY為機機床上的機床坐標坐標系，O′X′Y′為編程用的工件坐標系。圖中的相對位置表示工件在機床上安裝后，工件坐標系與機床坐標系的相對位置。300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′5512/9/2022102§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例圖中OX§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55機床座標系下的絕對坐標編程N01G90G17G00G42D01X10

Y20S01M03M08*N02Z-12*N03G01X50F300*N04X40Y50*N05G03X30Y40J-10*N06G02X20Y30I-10*N07G01Y16*N08G00G40X0Y0Z0M02*12/9/2022103§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R1§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55工件坐標系下的絕對坐標編程（用G92指令）N01G92X10Y10*N02G90G17G00G42D01

X0Y100S01M03*N03Z-12*N04G01X400F300*N05X300Y400*N06G03X200Y300R100*N07G02X100Y200R100*N08G01X100Y0*N09G00G40X10Y10Z0

M02*12/9/2022104§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R1§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55在工件坐標系下的絕對坐標編程（用G54指令）取消N01程序段N02改成：N02G90G54G17G00G42D01X0Y100S01M03*其余同上。12/9/2022105§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R1§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R100R10010030100O′X′Y′OXYZ′55用相對坐標編程N01G91G17G42D01G00X10

Y10S01M03*N02Z-12*N03G01X300F300*N04X-100Y300*N05G03X-100Y-100R100*N06G02X-100Y-100R100*N07G01Y-100*N08G00G40X-10-Y10Z12M02*12/9/2022106§3數(shù)控程序結(jié)構(gòu)及常見功能字三、程序舉例300100R1A

A

A

BBBXXXYYYa）方案1b）方案2c）方案3

G00指令的運動軌跡12/9/2022107AAABBBXXXYYYa）方案1M代碼1．程序停止指令M00、M01和M022．主軸轉(zhuǎn)動控制指令M03、M04和M053．換刀指令M064．冷卻液控制指令M07、M08和M095．夾緊和松開指令M10和M116．改變運動方向指令M15和M167．主軸定向停止指令M198．

紙帶結(jié)束指令M309．

互鎖旁路指令M3112/9/2022108M代碼12/9/202210810．

改變進給范圍指令M36和M3711．

改變主軸轉(zhuǎn)速范圍指令M38和M3912．

刀具直線位移指令M55和M5613．

工件直線位移指令M61和M6214．

工件角度位移指令M71和M7215．

子程序調(diào)用指令M98和M9912/9/202210910．

改變進給范圍指令M36和M3712/9/20221四、G04——暫停指令功能：可使刀具作短時的無進給運動編程格式：G04X____或G04P____G04U____其中：X,P、U其后的數(shù)值表示暫停的時間，單位為ms或s.用途：用車削環(huán)槽、锪平面、鉆孔等光整加工用作時間匹配，對于那些動作較長的外部，或者為了使某一操作有足夠的時間可靠的完成，可在程序中插入該指令。12/9/202211012/9/2022110五、與坐標系有關(guān)的指令G90/G91、G92、G53～G59、G17～G19G90/G91指令：G90絕對坐標編程：指令表示程序中的編程尺寸是在某個坐標系下按其絕對坐標給定的。G91增量坐標編程：指令表示程序中編程尺寸是相對于本段的起點，即編程尺寸是本程序段各軸的移動增量，故G91又稱增量坐標指令。注意：這兩個指令是同組續(xù)效指令，也就是說在同一程序段中只允許用其中之一，而不能同時使用。在缺省的情況下（即無G90又無G91）,默認是在G90狀態(tài)下。12/9/2022111五、與坐標系有關(guān)的指令12/9/2022111G50、G92指令工件坐標原點設(shè)置坐標系設(shè)定的預置寄存指令，它只有在采用絕對坐標編程時才有意義。編程格式：

G92X

a_

Y_b

Z_c_a、b、c為當前刀位點在所設(shè)定工件坐標系中的坐標值12/9/2022112G50、G92指令工件坐標原點設(shè)置12/9/20221使用該指令，便建立了工件坐標系，數(shù)控系統(tǒng)在加工之前送入系統(tǒng)的某個單元，其后的加工程序中的編程尺寸都是在這個工件坐標系的尺寸。該指令還有補償工件在機床上安裝誤差的功能，即當首件零件加工完成后，測量工件尺寸精度。如果發(fā)現(xiàn)是由于工件安裝不準引起的誤差，則不必重新安裝工件，只需修改所設(shè)的坐標值，即可消除這一加工誤差。12/9/2022113使用該指令，便建立了工件坐標系，數(shù)控系統(tǒng)在加工之前送入系統(tǒng)的六、與刀具補償有關(guān)的指令G40G41G42指令——刀具半補償指令

編程格式：

12/9/2022114六、與刀具補償有關(guān)的指令12/9/2022114其中：G41：左刀補，即沿加工方向看刀具在左邊G42：右刀補，即沿加工方向看刀具在右邊G40：取消刀補D：偏置值寄存器選用指令。xx：刀具補償偏置值寄存器號G40、G44、G43指令——刀具長度補償指令12/9/2022115其中：G41：左刀補，即沿加工方向看刀具在左邊12/9/2G40、G44、G43指令——刀具長度補償指令該指令可以根據(jù)儲存在偏置寄存器D01~D99中的設(shè)定值（與終點坐標值進行加法（G43）或減法（G43）運算后）使刀具的實際移動距離增加或減少一個偏置值。12/9/2022116G40、G44、G43指令——刀具長度補償指令12/9/2G80、G81~G89——固定循環(huán)指令在用NC機床上加工零件，一些典型加工工序，如鉆孔、攻絲、深孔鉆削、切螺紋等，所完成的動作循環(huán)十分典型，將這些動作預先編好程序并存儲在存儲器中，并用相應的G代碼來指令。固定循環(huán)中的G代碼所指令的動作程序，要比一般G代碼所指令的動作要多得多，因此使用固定循環(huán)功能，可以大大簡化程序編制。12/9/2022117G80、G81~G89——固定循環(huán)指令12/9/20221G80——取消固定循環(huán)G81——鉆孔、中心孔G82——擴孔

G83——深孔G84——攻絲G85~G89——鏜孔12/9/2022118G80——取消固定循環(huán)G83——深孔12/9《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第一部分數(shù)控機床基本知識劉瀟瀟機電工程學院制造自動化系12/9/2022119《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第一部分數(shù)控機床基本知識劉瀟§1數(shù)控技術(shù)的一些概念1、數(shù)控（NC）數(shù)字控制（Numericalcontrol）的簡稱。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。2、數(shù)控系統(tǒng)（NCS）數(shù)字控制系統(tǒng)（NumericalControlSystem）的簡稱。指采用數(shù)控技術(shù)的控制系統(tǒng)。3、數(shù)控設(shè)備（NCU）數(shù)字控制設(shè)備（NumericalControlU）的簡稱，指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的受控設(shè)備。12/9/2022120§1數(shù)控技術(shù)的一些概念1、數(shù)控（NC）12/9/2022§1數(shù)控技術(shù)的一些概念4、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)字化的信息對機床實行控制的一門技術(shù)。5、數(shù)控機床數(shù)字控制機床（NumericalControltools）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)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用號碼，或其它符號編碼指令規(guī)定的程序。12/9/2022121§1數(shù)控技術(shù)的一些概念4、機床數(shù)控技術(shù)12/9/2022《金工實習》數(shù)控技術(shù)課件《金工實習》數(shù)控技術(shù)課件§2數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展二、我國數(shù)控機床的發(fā)展

1958開始研制第一臺數(shù)控機床；1975研制第一臺加工中心；十五期間，數(shù)控機床年增長率:>18%到2005年產(chǎn)量：25000～30000臺品種：2000種數(shù)控化率：20%12/9/2022124§2數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展二、我國數(shù)控機床的發(fā)展12/9/§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍一、數(shù)控機床的組成1、輸入輸出裝置2、數(shù)控系統(tǒng)（亦稱CNC裝置）3、伺服系統(tǒng)4、位置檢測裝置（亦稱反饋元件）5．輔助裝置6．機床本體12/9/2022125§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍一、數(shù)控機床的組§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/2022126§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍操作面板

它是操作人員與數(shù)控裝置進行信息交流的工具，是數(shù)控機床特有部件。

組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器；12/9/2022127§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍操作面板12/9§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/2022128§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍控制介質(zhì)

是記錄零件加工程序的媒介；數(shù)控機床常用的控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備見表1。輸入輸出設(shè)備

是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進行交互的裝置，交互的信息通常是零件加工程序。12/9/2022129§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍控制介質(zhì)12/9§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍表1控制介質(zhì)和輸入輸出設(shè)備表12/9/2022130§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍表1§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍CNC裝置（CNC單元）

它是CNC系統(tǒng)的核心；

組成：計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板，通訊接口板、特殊功功能模塊以及相應的控制軟件；

12/9/2022131§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍CNC裝置（CN§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/2022132§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍12/9/202§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍伺服單元、驅(qū)動裝置

主軸伺服驅(qū)動裝置和主軸電機進給伺服驅(qū)動裝置和進給電機

測量裝置是位置和速度測量裝置，以實現(xiàn)進給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。12/9/2022133§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍伺服單元、驅(qū)動裝§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍PLC用于完成與邏輯運算有關(guān)順序動作的I/O控制，它由硬件和軟件組成；機床I/O電路和裝置

實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件(由繼電器、電電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏邏輯電路；12/9/2022134§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍PLC12/9/§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍機床它是數(shù)控機床的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。

組成：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng)工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。12/9/2022135§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍機床12/9/2§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程傳統(tǒng)加工方法與現(xiàn)代加工方法的比較12/9/2022136§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程數(shù)控機床加工一個零件的過程12/9/2022137§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程

數(shù)控加工中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程譯碼刀補處理插補處理PLC控制進給伺服系統(tǒng)切削運動、機床I/O裝置成形運動加工程序12/9/2022138§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程

刀補處理（計算刀具軌跡）

用戶零件加工程序通常是按零件輪廓編制的，而數(shù)控機床在加工過程中控制的是刀刀具中心軌跡，因此在加工前必須將零件的輪廓軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的程序。12/9/2022139§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工作過程

插補處理XLY△Li△Xi△YiT0δP0Pe數(shù)控加工原理圖12/9/2022140§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍二、數(shù)控機床的工§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍三、數(shù)控機床的應用范圍12/9/2022141§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍三、數(shù)控機床的應§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的優(yōu)點1、適合于復雜異形零件的加工。2、加工精度和尺寸重復精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定性好；3、實現(xiàn)計算機控制，排除人為誤差。4、生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟效益明顯。5、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。6、柔性好，通用性強。7、可以精確地計算成本和安排生產(chǎn)進度，有利于生生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。12/9/2022142§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的優(yōu)點1§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的缺點

任何事物都是兩重性。數(shù)控加工雖有上述各種優(yōu)點，同時在某些方面也存在不足之處：1、單位加工成本較高2、只適宜于多品種小批量或中批量生產(chǎn)（占機械加工總量70%~80%）加工中的調(diào)整相對復雜3、維修難度大

12/9/2022143§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍數(shù)控機床的缺點1§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍1、最適應類形狀復雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件；具有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在一次裝夾中合并完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。12/9/2022144§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍1、最適應類12§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍2、較適應類在通用機床上加工時極易受人為因素（如：情情緒波動、體力強弱、技術(shù)水平高低等）干擾零件價值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟損失的零件；在通用機床上加工時必須制造復雜專用工裝的零件；需要多次更改設(shè)計后才能定型的零件；在通用機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件；用通用機床加工時，生產(chǎn)率很低或體力勞動強度很大的零件。12/9/2022145§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍2、較適應類12§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍3、不適應類裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標位置的；生產(chǎn)批量大的零件（當然不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工）；必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。

12/9/2022146§3數(shù)控機床的組成、工作過程及其應用范圍3、不適應類12§4數(shù)控機床的分類一、按加工工藝及機床用途的類型分類

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)控齒輪加工機床、FMC等。

成型加工類：數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機等。

特種加工類：數(shù)控線切割機、電火花加工機、激光加工機等。

其它類型：數(shù)控裝配機、數(shù)控測量機、機器人等。12/9/2022147§4數(shù)控機床的分類一、按加工工藝及機床用途的類型分類12§4數(shù)控機床的分類數(shù)控銑床12/9/2022148§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202230§4數(shù)控機床的分類數(shù)控銑床12/9/2022149§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202231§4數(shù)控機床的分類數(shù)控銑床12/9/2022150§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202232§4數(shù)控機床的分類數(shù)控車床12/9/2022151§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202233§4數(shù)控機床的分類數(shù)控車床12/9/2022152§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202234§4數(shù)控機床的分類數(shù)控刀具12/9/2022153§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202235§4數(shù)控機床的分類數(shù)控中心12/9/2022154§4數(shù)控機床的分類數(shù)12/9/202236§4數(shù)控機床的分類錐度電火花切割機床12/9/2022155§4數(shù)控機床的分類錐12/9/202237§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類

1、開環(huán)控制數(shù)控機床12/9/2022156§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類12/9/202§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類

2、閉環(huán)控制數(shù)控機床12/9/2022157§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類12/9/202§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類

3、半閉環(huán)控制數(shù)控機床12/9/2022158§4數(shù)控機床的分類二、按伺服系統(tǒng)類型分類12/9/202§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類

1、點位控制數(shù)控機床12/9/2022159§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類12/9/20§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類

2、點位直線控制數(shù)控機床12/9/2022160§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類12/9/20§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類

3、輪廓控制數(shù)控機床12/9/2022161§4數(shù)控機床的分類三、按控制系統(tǒng)的特點分類12/9/20§4數(shù)控機床的分類四、按聯(lián)動軸數(shù)分類1、2軸聯(lián)動（平面曲線）2、3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀）3、4軸聯(lián)動（空間曲面）4、5軸聯(lián)動及6軸聯(lián)動（空間曲面）12/9/2022162§4數(shù)控機床的分類四、按聯(lián)動軸數(shù)分類12/9/20224§5數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

進入九十年代以以來隨著國際上計算機技術(shù)突飛猛進的發(fā)發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷采用計算機、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。運行高速化加工高精化功能復合化控制智能化體系開放化驅(qū)動并聯(lián)化交互網(wǎng)絡(luò)化12/9/2022163§5數(shù)控機床的發(fā)展趨勢進入九十年代以《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第二部分數(shù)控編程基本知識劉瀟瀟機電工程學院制造自動化系12/9/2022164《金工實習》數(shù)控技術(shù)

第二部分數(shù)控編程基本知識劉瀟§1數(shù)控機床的坐標系一、坐標軸的確定規(guī)則1）假設(shè)：工件固定，刀具相對工件運動。2）標準：右手笛卡兒直角坐標系（拇指為X向，食指為Y向，中指為Z向）?；咀鴺耍?/p>

X、Y、Z軸由右手定則確定回轉(zhuǎn)坐標：

A、B、C軸由右手螺旋法則確定12/9/2022165§1數(shù)控機床的坐標系一、坐標軸的確定規(guī)則1）假設(shè)：工件固§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法順序：先確定Z軸，再確定X軸，最后確定Y軸。1）Z軸有主軸的機床以平行于主軸的方向為Z坐標軸；通常規(guī)定機床的主軸作為Z坐標軸。沒有主軸的機床以垂直于工件裝夾面的方向為Z坐標。刀具遠離工件的方向為Z軸的正方向。

12/9/2022166§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法1）Z軸有§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法+Z

數(shù)控車床12/9/2022167§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法+Z數(shù)控車床12§1數(shù)控機床的坐標系立式3軸數(shù)控銑床+ZZ軸的確定方法12/9/2022168§1數(shù)控機床的坐標系立+ZZ軸的確定方法12/9/202§1數(shù)控機床的坐標系雙立柱數(shù)控機床+ZZ軸的確定方法12/9/2022169§1數(shù)控機床的坐標系雙+ZZ軸的確定方法12/9/202§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法臥式數(shù)控鏜銑床+Z12/9/2022170§1數(shù)控機床的坐標系Z軸的確定方法臥+Z12/9/202§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法

2）X軸X軸一般是水平方向，垂直于Z軸并平行于工件裝夾平面。

X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向溜板，且刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸的正方向。12/9/2022171§1數(shù)控機床的坐標系二、坐標軸的確定方法2§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(a)工件旋轉(zhuǎn)的機床(車床、磨床等)+Z

數(shù)控車床+X12/9/2022172§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法+Z數(shù)控車床+X§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機床(銑床、鉆床、鏜床等)

立式3軸數(shù)控銑床+Z+XZ軸鉛直（立式）12/9/2022173§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法立+Z+XZ軸鉛直（立§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機床(銑床、鉆床、鏜床等)

Z軸水平（臥式）臥式數(shù)控鏜銑床+Z+X12/9/2022174§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥+Z§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法(b)刀具旋轉(zhuǎn)的機床(銑床、鉆床、鏜床等)

雙立柱數(shù)控機床+Z+X12/9/2022175§1數(shù)控機床的坐標系X軸的確定方法雙+Z+X12/9/2§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法+Z+X

數(shù)控車床12/9/2022176§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法+Z+X數(shù)控車床§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法立式3軸數(shù)控銑床+Z+XZ軸鉛直（立式）+Y12/9/2022177§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法立+Z+XZ軸鉛直（立§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥式數(shù)控鏜銑床+Z+X+Y12/9/2022178§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法Z軸水平（臥式）臥+Z§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法雙立柱數(shù)控機床+Z+X+Y12/9/2022179§1數(shù)控機床的坐標系Y軸的確定方法雙+Z+X+Y12/9§2數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的基本概念

數(shù)控加工程序編制：從零件圖紙到制成控控制介質(zhì)的全過程。將零件的加工信息、加工順序、零件輪廓軌跡尺寸、工藝參數(shù)(F、S、T)及輔助動作（變速、換刀、冷卻液啟停、工件夾緊松開等）等，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成代碼，按一定的格式編寫加工程序單，并將程序單的信息變成控制介質(zhì)的整個過程。12/9/2022180§2數(shù)控編程概述一、數(shù)控編程的基本概念12/9/2022§2數(shù)控編程概述手動編程整個編程過程由人工完成。

自動編程編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。12/9/2022181§2數(shù)控編程概述手動編程12/9/202263§2數(shù)控編程概述據(jù)國外統(tǒng)計

用手工編程時，一個零件的編程時間與機床實際加工時間之比平均約為30：1。數(shù)控機床不能開動的原因中，有20～30%是由于加工程序不能及時編制出造成的。12/9/2022182§2數(shù)控編程概述據(jù)國外統(tǒng)計12/9/202264§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟12/9/2022183§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟12/9§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟歸納總結(jié)上圖，數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容包括以下幾個方面：圖紙工藝分析計算運動軌跡編制程序及初步校驗制備控制介質(zhì)程序的校驗和試切12/9/2022184§2數(shù)控編程概述二、數(shù)控程序編制的基本內(nèi)容和步驟12/9§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法1、工序分析一般零件的工序分析包括：機床選擇合理選擇工序裝夾刀具、切削用量選擇誤差12/9/2022185§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法12§2數(shù)控編程概述三、數(shù)控加工的工序分析和數(shù)控加工方法工序分析——對刀

就是使“對刀點”與“刀位點”重合的操作。建議可選零件的設(shè)計基準、工藝基準或與之相關(guān)的位置；可選對刀方便，便于測量的位位置；也可選便于坐標計算的位置。12/9