數(shù)控機床加工和數(shù)控機床編程及加工

§2.4數(shù)控機床加工數(shù)字控制機床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。

?一、概述（一）數(shù)控機床的產(chǎn)生1．結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、精度、性能日趨提高，→效率、精度、自動化↑2．自動生產(chǎn)線，專用機床的出現(xiàn)：生產(chǎn)周期，準備時間長，產(chǎn)品更新慢；3．70～80%為單件、小批生產(chǎn)，一般用通用機床加工，對曲面、曲線或復(fù)雜零件靠樣板或劃線加工，或用靠模，精度和效率低；4．1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。1952年，美國PARSONS公司與麻省理工學(xué)院（MIT）合作，研制了第一臺三坐標數(shù)控銑床：電子計算機，自動控制，伺服驅(qū)動，精密檢測，新型結(jié)構(gòu)等新技術(shù)成果，主要加工曲面零件?1959年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進入了第二代，體積縮小，成本有所下降；

1960年以后，較為簡單和經(jīng)濟的點位控制數(shù)控鉆床，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展，使數(shù)控機床在機械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣

1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。

60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)(簡稱CNC),使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。

?1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴大了一倍，而體積則縮小為原來的1/20，價格降低了3/4

?（二）特點及應(yīng)用1．自動化程度高，能適應(yīng)不同零件的自動加工，生產(chǎn)準備周期短，利于更新?lián)Q代；2．生產(chǎn)率、加工精度高，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定（2）采用較大切削用量，自動換速，自動換刀，無需工序間檢測；較普通機床提高3～4倍（3）機床本身精度高，可利用軟件進行精度校正和補償3．工序集中——一機多用4．能高效、優(yōu)質(zhì)完成復(fù)雜型面零件的加工，5．高技術(shù)設(shè)備?（三）基本工作原理1．工藝與表面成型方法與普通機床相同，關(guān)鍵是自動控制原理與方法；2．?dāng)?shù)控機床使以數(shù)字化信息實現(xiàn)控制的；3．加工程序：與加工零件有關(guān)的信息，如工件與刀具運動規(guī)機的尺寸參數(shù)（進給尺寸）；切削加工工藝參數(shù)（主軸變速，刀具更換，冷卻開停，工件夾緊、松開等）加工信息；用規(guī)范的文字、數(shù)字和符號組成的代碼，按一定格式編寫成的加工程序單。4．輸入加工程序5．?dāng)?shù)控裝置進行譯碼，寄存，運算后，控制伺服機構(gòu)實現(xiàn)各功能。?（四）數(shù)控機床的組成程序編制輸入裝置數(shù)控裝置CNC伺服驅(qū)動及位置檢測輔助控制及強電控制裝置機床主運動進給運動輔助動作控制介質(zhì)數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)機床測量裝置?1．程序編制及程序載體（1）編程①對加工零件進行工藝分析，再確定：②零件坐標系在機床坐標系上的相對位置，即零件安裝位置；③刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)④加工工藝路線或加工順序。工藝參數(shù)，以及輔助動作等。⑤程序載體制定工藝運動軌跡計算編寫程序單制備控制介質(zhì)首件試切程序校核機床加工修改零件圖?（2）輸入裝置：數(shù)控代碼轉(zhuǎn)化成電脈沖并送存在數(shù)控裝置中，光電閱讀機，錄放機，軟盤驅(qū)動器，鍵盤輸入等（3）數(shù)控裝置，及強電控制裝置①核心：接受輸入裝置的脈沖信號，經(jīng)系統(tǒng)軟件或邏輯電路進行譯碼，運算處理或輸出各種信號和指令，控制機床各個部分進行規(guī)定有序的動作。②輸出信號：由插補運算決定的各坐標軸的進給位移量、進給方向和速度的指令，伺服系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行部件*主軸變速、換向，停啟等*選擇、交換刀具，控制冷卻，潤滑，工件松開夾緊，分度等

?③強電控制裝置：介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的控制系統(tǒng)主要作用：主運動變速，刀具選擇交換，輔助動作等指令，經(jīng)編譯、判斷、功率放大后，直接驅(qū)動相應(yīng)電器，液壓，氣動機械部件，完成動作（4）伺服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測：①由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動電機組成，與執(zhí)行部件和傳動部件組成進給系統(tǒng)②由指令控制執(zhí)行部件的進給速度，方向，位移③伺服系統(tǒng)有開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)之分（5）機床的機械部分，刀庫，機械手

?（五）數(shù)控機床分類1．按控制刀具相對工件移動的軌跡分（1）點位控制系統(tǒng)：點位控制是只控制刀具或工作臺從一點移至另一點的準確定位，然后進行定點加工，而點與點之間的路徑不需控制。采用這類控制的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標鏜床等。

（2）直線控制系統(tǒng)：直線控制是除控制直線軌跡的起點和終點的準確定位外，還要控制在這兩點之間以指定的進給速度進行直線切削。采用這類控制的有平面銑削用的數(shù)控銑床，以及階梯軸車削和磨削用的數(shù)控車床和數(shù)控磨床等。

（3）連續(xù)控制系統(tǒng)連續(xù)軌跡控制(或稱輪廓控制)能夠連續(xù)控制兩個或兩個以上坐標方向的聯(lián)合運動。

?2．按檢測及反饋分：（1）開環(huán)：開環(huán)伺服機構(gòu)是由步進電機驅(qū)動線路，和步進電機組成。每一脈沖信號使步進電機轉(zhuǎn)動一定的角度，通過滾珠絲杠推動工作臺移動一定的距離。這種伺服機構(gòu)比較簡單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。步進電機驅(qū)動電路步進電機工作臺脈沖指令?（2）閉環(huán)：位置檢測器安裝在工作臺上，可直接測出工作臺的實際位置，故反饋精度高于半閉環(huán)控制，但掌握調(diào)試的難度較大，常用于高精度和大型數(shù)控機床。閉環(huán)伺服機構(gòu)所用伺服馬達與半閉環(huán)相同，位置檢測器則用長光柵、長感應(yīng)同步器或長磁柵。比較環(huán)節(jié)驅(qū)動電路執(zhí)行元件信號處理電路工作臺反饋信號閉環(huán)伺服系統(tǒng)檢測元件脈沖指令?（3）半閉環(huán)：位置檢測器裝在絲杠或伺服馬達的端部，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測出工作臺的位置。常用的伺服馬達有寬調(diào)速直流電動機、寬調(diào)速交流電動機和電液伺服馬達。比較環(huán)節(jié)驅(qū)動電路執(zhí)行元件信號處理電路工作臺反饋信號半閉環(huán)伺服系統(tǒng)脈沖指令?二、數(shù)控加工程序編制*什么是數(shù)控編程：將從零件圖紙到獲得數(shù)控機床所需的控制介質(zhì)的全過程稱為數(shù)控編程，*程序單：記錄工藝過程、工藝參數(shù)的表格*對普通機床：由工藝人員制定零件加工工藝規(guī)程（一）一般方法和步驟1．分析零件圖，確定工藝過程分析內(nèi)容：材料，形狀，尺寸，精度，毛坯形狀及熱處理等確定是否適宜在數(shù)控機床上加工，以及哪種（車銑磨等）確定工藝方法和加工路線，選定刀具和切削用量基本原則：充分發(fā)揮機床功效，加工路線短，減少換刀次數(shù)。

?2．運動軌跡的坐標計算（1）根據(jù)零件圖樣尺寸和所確定的加工路線及設(shè)定的坐標系，計算出數(shù)控機床所需輸入的參數(shù)，如：起點，終點等；圓刀具：刀具中心軌跡，非圓曲線，進行節(jié)點計算。（2）點位控制的一般只需簡單的換算；（3）對輪廓控制：如形狀簡單（直線，圓弧），一般只算出交點，切點；當(dāng)形狀復(fù)雜時，通用計算機；3．編寫加工程序單：根據(jù)計算出的加工路線數(shù)據(jù)和一確定的工藝參數(shù)，刀位參數(shù)，結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)對輸入信息的要求，按規(guī)定的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序單。4．程序輸入：手動輸入，介質(zhì)輸入，通信輸入5．程序校驗?（二）編程方法1．手工編程：全部由人工完成，運用于形狀簡單的零件，坐標計算簡單，主要直線，圓弧組成的輪廓；2．自動編程：復(fù)雜零件，非圓曲線，曲面的表面，或程序量大，或進型復(fù)雜的工步與工藝處理的零件（如數(shù)控車削，加工中心等）（通用計算機+自動穿孔機）

??（三）程序編制的有關(guān)指令代碼*一般以機床說明書為準1．早期使用穿孔紙帶，另有磁帶，磁盤（或MDI）（1）優(yōu)點：能清楚的反應(yīng)數(shù)字，文字，符號，最終變成二進制的數(shù)字指令機械式代碼，便于長期保存存儲的程序量大（2）標準紙帶五孔（寬17.5mm），用于線切割；八孔（25.4mm），用于數(shù)控機床根據(jù)孔道上有孔、無孔的不同組合表示各種代碼?（3）EIA(ElectronicsIndustriesAssociation)和ISO(InternationalOrganizationforStandardization)的主要區(qū)別：（4）代碼規(guī)律：所有數(shù)字符在b5和b6有孔；字母字符A-O在b7上有孔；

?2．?dāng)?shù)控機床的坐標（1）右手直角坐標系*常以刀具移動時坐標正向為程序編制正向

?*Z軸坐標：規(guī)定平行于主軸軸線的坐標為Z坐標無主軸時，規(guī)定平行與工件裝夾表面的方向為Z坐標方向；正方向位刀具離開工件方向。*X軸坐標：如刀具旋轉(zhuǎn)，Z軸水平，則從刀具（主軸）向工件看時，X軸的正方向指向右邊；Z軸垂直，則從主軸向立柱看：單柱，X軸正向指向右雙柱：從主軸向左立柱看，X正向指向右邊若工件旋轉(zhuǎn)機床：X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸正向。*Y軸坐標：由右手坐標系定??Z軸垂直，則從主軸向立柱看：單柱，X軸正向指向右雙柱：從主軸向左立柱看，X正向指向右邊若工件旋轉(zhuǎn)機床：X軸的運動方向是工件的徑向并平行于橫向拖板，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向是X軸正向。*Y軸坐標：由右手坐標系定?XZ?xZY?（2）機床坐標系及機床原點<1>機床坐標系是機床上固有的坐標系，有固定的原點<2>基準線；基準面<3>目的：確定機床的運動方向和移動距離，確定工件位置，機床運動部件的特殊位置，（換刀點，參考點等）以及運動范圍；<4>機床原點：由廠商確定*參考點：為縮短返回原點的時間，根據(jù)實際加工需要設(shè)置機床原點。

?（3）工件坐標系<1>以工件設(shè)計尺寸為依據(jù)建立的坐標系，目的是方便編程；<2>編程尺寸按工件坐標系中的尺寸確定；<3>工件原點偏置：測得的工件原點與機床原點之間的距離稱為工件原點偏置，加工前預(yù)存到數(shù)控系統(tǒng)中，加工時，偏置量自動加到工件坐標上，使機床實現(xiàn)準確的坐標運動所以：編程人員可以不考慮工件在機床上的安裝位置，直接按圖紙尺寸編程。

?（4）絕對坐標與增量坐標<1>絕對坐標系：所有坐標點均以某一固定原點計量的坐標系；

增量坐標系：以運動軌跡的終點為起點計量的坐標系<2>絕對坐標：以坐標原點為基準確定的坐標G90G01X30Y40<3>相對坐標：零件上后一點的坐標相對于前一點的增量G91G01X-20Y-10AyXuvBC40303050?3．G指令、M指令及其他指令（1）準備功能G指令<1>用來規(guī)定刀具和工件的相對運動軌跡（插補功能），機床坐標系，坐標平面，刀具補償，坐標偏置等<2>G00～G99共100種，分模態(tài)代碼，非模態(tài)代碼（2）輔助功能M指令<1>作用：控制機床開、關(guān)功能的指令，如：開、停冷卻，主軸正反轉(zhuǎn)，程序結(jié)束等<2>M00～M99共100個?序號代碼組別功能

序號代碼組別功能

1234*G00G01G02G0301快速定位直線差補圓弧差補(順時針)圓弧差補(逆時針)1718G50G6500坐標系設(shè)定,主軸最大速度設(shè)定調(diào)用宏指令19202122232425G70G71G72G73G74G75G7600精車循環(huán)外圓粗車循環(huán)端面粗車循環(huán)固定形狀粗車循環(huán)端面鉆孔循環(huán)外圓車槽循環(huán)多頭螺紋循環(huán)56G04G1000暫停數(shù)據(jù)設(shè)定

78G20*G2106英制輸入公制輸入

910*G25G2608主軸速度波動檢測斷主軸速度波動檢測通262728G90G92G9401外圓車削循環(huán)螺紋車削循環(huán)端面車削循環(huán)1112G27G2800參考點返回檢查參考點返回

13G3201螺紋切削29303132G96*G97G98*G99

主軸恒線速控制取消主軸恒線速控制每分鐘進給每轉(zhuǎn)進給

141516*G40G41G4207取消刀尖半徑補償?shù)都獍霃阶笱a償?shù)都獍霃接已a償

?序號代碼功能

序號代碼功能12345678M00M01M02M03M04M05M08M09程序停止選擇停止程序結(jié)束主軸正轉(zhuǎn)主軸反轉(zhuǎn)主軸停止冷卻開冷卻關(guān)9101112131415M23M24M25M26M30M98M99切削螺紋倒角切削螺紋不倒角誤差檢測誤差檢測取消復(fù)位并返回程序開始調(diào)子程序返回主程序?（3）F、S、T指令<1>F指令——進給速度指令代碼法：FXXXX——進給速度的序號直接指定法：F100表進給速度100mm/min——常用<2>S指令——主軸轉(zhuǎn)速指令（r/min）<3>T指令：——刀具指令TXXXX——刀具編號?（四）程序結(jié)構(gòu)和格式1．程序的構(gòu)成例：%開始O020調(diào)出加工程序編號020N001G01X80Z-30F0.2S300T0101M03LFN002X120Z-60LF

N125G00X500Z-200M02EM?程序由程序段（block）組成，每個程序段由按一定順序和規(guī)則排列的字（Word）組成。字是由表示地址的英文字母、特殊文字和數(shù)字集合而成。字表示某一功能的一組代碼符號，如X2500為一個字，表示X向尺寸為2500mm。程序段的格式較多，應(yīng)用較廣泛的是“可變程序段、文字地址程序段”格式(Wordaddressformat)。

?N102G01x+3200y+2500z-150F850S24T12M05*順序號字準備功能字尺寸字進給功能字程序結(jié)束符輔助功能字刀具功能字主軸功能字2．程序段格式（1）字地址程序段格式（2）特點：<1>程序簡單直觀，不易出錯；<2>各字的先后排列并不嚴格<3>數(shù)據(jù)位數(shù)可多可少（<最大許用位數(shù)）<4>不需要的字以及與上一段程序段相同的續(xù)效數(shù)字可以不寫

?3．主程序和子程序（1）子程序（2）子程序以外的為主程序

主程序%N001…..N002…..…呼叫子程序…呼叫子程序…主程序結(jié)束子程序子程序名N501…..N502…..…子程序結(jié)束返回主程序?（五）數(shù)控銑床的加工和程序編制1．平面輪廓的加工：直線+圓弧，兩坐標聯(lián)動（1）G41左刀補（2）G42右刀補*當(dāng)平面輪廓為任意曲面時，可用直線或圓弧逼近

?例：材料為Q195，立銑刀φ10mm，刀號T01，在XK0816A銑床上，每邊余量2mmN0010G00Z5T01S1000M03N0020G41G01X0Y0F300N0030Z-5N0040G91G01X20Y40N0050X10N0060G03X20YOI10J0N0070G01X10N0080X20Y-40N0090X-85N0100G90G00Z15N0110G40G01X0Y0F300N0120M05N0130M0250403020101020304050607080901015?10203040102030yxO機起刀點機床原點編程原點O工1010ABCDE1243657以絕對坐標編程G92X-10Y-10N01G90G17G00X10Y10LFN02G01X30F100LFN03G03X40Y20I0J-10LFN04G02X30Y30I0J-10LFN05G01X10Y20LFN06Y10LFN07G00X-10Y-10M02LF?10203040102030yxO機起刀點機床原點編程原點O工1010ABCDE1243657以相對坐標編程N01G91G17X20Y20LFN02G01X20F100LFN03G03X10Y10I0J-10LFN04G02X-10Y10I0J-10LFN05G01X-20Y-10LFN07G00X-20Y-20M02LF?2．曲面輪廓的加工曲面形狀，刀具形狀（球、柱等）→二軸半，三軸，四軸，五軸等（1）二軸半或2（1/2）坐標聯(lián)動——行切法*△X的確定：表面粗糙度及刀頭半徑*球頭銑刀半徑：盡量取大，但應(yīng)小于最小曲率半徑*殘留溝紋△x的選?。焊鶕?jù)表面粗糙度的要求及刀頭不干涉相鄰表面的原則?（2）三坐標聯(lián)動加工*X、Y、Z三坐標可同時插補聯(lián)動*常用行切法*銑刀中心線軌跡是一條空間曲線*用于復(fù)雜空間曲面的精確加工，多用自動編程?（3）四坐標聯(lián)動：適于加工直紋扭曲面（4）五坐標聯(lián)動：XYZ外，兩個圓周進給坐標軸

?nO刀位點θP(x,y,z)ZYX五坐標聯(lián)動加工?3．棱角過渡的處理（1）問題：銑棱角輪廓時，若刀心位移量與輪廓尺寸相同時，刀心軌跡不連續(xù)（外輪廓），或干涉（內(nèi)輪廓）現(xiàn)象。（2）舉例：?（六）手工編程：以XK5040為例1．坐標軸的定義*用I、J、K表示起點，X、Y、Z表終點

xzy???2．采用輪廓控制方式，能同時控制機床兩個坐標運動，所以直線、圓弧必須在XY、YZ、ZX平面中的一個平面，規(guī)定：G17表XY；G18——ZXG19——YZ曲線定義：G01直線G02順圓，G03逆圓進給速度：F0～F7，實現(xiàn)10～1200mm/min無級調(diào)速M02——結(jié)束3．輔助定義：G37：實現(xiàn)刀具半徑偏移后的圓弧圖形；G37在G41時，刀在工件左，G37在G42時，刀在工件右（向刀具前進方向看）G38：用于直線時，按給定方向走一刀具半徑值，用于圓弧時，走一段圓弧G39：用于在給定的直線基礎(chǔ)上加長或縮短一個刀具半徑值，G41時加長；G42時縮短。?4．編程舉例N001G01G17Y+4000F7CRN002G18Z-3000CRN003G17G39G42Y-2023F0CRN004G03G37G42J2023X-1000Y+1732CRN005G01G91X-1500Y-866CRN006G03I1500J866X-1000CRN007I1000X-500Y-866CRN008G01X+1500Y-866CRN009G03I1000J1732Y-2023CRN010J2023X+2023CRN011I2023Y+2023CRN012G01G39Y+200F7CRN013G18Z+3000CRN014G17Y-4000CRM02?（七）計算機零件程序編制1．手工編程的不足：工作量大，容易出錯，對于形狀復(fù)雜零件及空間曲面難以勝任，計算量大，時間長。2．自動編程系統(tǒng)（1）硬件：微機+外設(shè)（打印機，繪圖機，穿孔機等）（2）軟件：翻譯程序，主信息程序（前處理程序）和后處理程序——系統(tǒng)程序?三、數(shù)控裝置（一）數(shù)控裝置的一般結(jié)構(gòu)輸入裝置輸入回路運算器控制器輸出回路驅(qū)動裝置輸入部分運控部分輸出部分數(shù)控裝置的一般結(jié)構(gòu)1、輸入部分*包括指令信息的輸入裝置和輸入回路譯碼器：文字碼送到文字碼寄存器；數(shù)字碼（1）坐標數(shù)字送往運算器，（2）與文字碼結(jié)合產(chǎn)生指令?*兩類指令：操作指令（M、S、T）；送往主控制器和繼電器運算指令（G指令，坐標指令），送往運算器（1）輸入裝置1）光電閱讀機2）手動輸入與刀具補償輸入：在控制臺上操作3）計算機輸入（2）奇偶校驗（3）譯碼器：輸入代碼變成控制機床動作的代號?2、運控部分（1）運算器：根據(jù)輸入部分送來的加工指令及尺寸數(shù)據(jù)進行邏輯演算和數(shù)學(xué)演算，給出進給方向，進給步樹等各種信號；1）邏輯運算：加工指令判別，相限判別，終點判斷等2）數(shù)字運算：*輔助運算：十翻二，變部運算，*插補運算：脈沖分配器控制器：又叫主控器，使各部分協(xié)調(diào)工作。?十翻二運算變補運算其它輔助運算插補運算輸出控制器運算器工作流程數(shù)據(jù)輸入控制器指令進給輔助運算△x△y△z?數(shù)的表示形式

在生活中表示數(shù)的時候一般都是把正數(shù)前面加一個“+”，負數(shù)前面加一個“-”，但是在數(shù)字設(shè)備中，把“+”用“0”表示，“-”用“1”表示。

真值原碼反碼補碼正數(shù)+X0X0X0X?原碼：一個整數(shù)，按照絕對值大小轉(zhuǎn)換成的二進制數(shù)，稱為原碼。比如00000000000000000000000000000101是5的原碼。反碼：將二進制數(shù)按位取反，所得的新二進制數(shù)稱為原二進制數(shù)的反碼。取反操作指：原為1，得0；原為0，得1。（1變0;0變1）11111111111111111111111111111010和00000000000000000000000000000101互為反碼。補碼：反碼加1稱為補碼。也就是說，要得到一個數(shù)的補碼，先得到反碼，然后將反碼加上1，所得數(shù)稱為補碼。111111111111111111111011?比如：00000000000000000000000000000101的反碼是：11111111111111111111111111111010。補碼為：11111111111111111111111111111010+1=11111111111111111111111111111011負數(shù)的減法運算也要設(shè)法化為加法來做,可以和常規(guī)的加法運算使用同一加法器電路,從而簡化了計算機的設(shè)計?3、輸出裝置（1）任務(wù)：把計算結(jié)果按程序指令的要求送出去，將電信號轉(zhuǎn)化為具有一定功率和扭矩輸出的機械量。（2）組成：環(huán)形分配器，功率放大電路，步進電機。（二）插補原理

逐點比較法，數(shù)字積分法，時差法，?插補要解決的問題：讓單獨的坐標分別運動合成理想的軌跡；幾個坐標同時進，還是每次進一個；判斷進給那一個坐標使下一步誤差更??；進多少；如果同時進給，各個坐標進給的比例是多少；選用什么樣的實際軌跡合成后與理想軌跡誤差最小。?曲線方程Y=F（X）本身就代表坐標量之間的制約，函數(shù)關(guān)于表示X與Y一一對應(yīng)，對于曲線上的某一點的鄰域，其坐標增量關(guān)系也是確定的，即給X1一個增量△X存在一個△Y使Y1+△Y=F（X1+△X）這是△X與△Y之間有一種制約，那就是由△X找到一個△Y使F（X1+△X）等于或接近于Y1+△Y，插補就是這種尋找△X與△Y之間制約的方法。?四、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)（一）概述開環(huán)，閉環(huán)和半閉環(huán)（二）常用驅(qū)動元件步進電機（三）位置檢測*數(shù)字式：光電脈沖編碼裝置，光柵等，分辨率高，價格低，抗干擾性差，*模擬式：磁柵，旋轉(zhuǎn)變壓器，同步感應(yīng)器：制造簡單，抗干擾性好。?1、編碼盤：將轉(zhuǎn)角或位移轉(zhuǎn)化為相應(yīng)代碼，指示絕對位置，無累計誤差，精度不高。接觸式：簡單，體積小，信號強，轉(zhuǎn)速低，壽命不長光電式：速度高，精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜電磁式：壽命長，轉(zhuǎn)速高，精度高?2、光柵測量裝置（1）組成：光源，二塊光柵，光電元件（2）光柵：50，100，200/mm長光柵（標尺光柵）：移動短光柵（指示光柵）：固定（3）莫爾條紋節(jié)距：W=ω/θ放大作用ω?tI（4）運動方向的判斷指示光柵相對于標尺光柵逆時針轉(zhuǎn)+θ，當(dāng)標尺光柵右移時，莫爾條紋下移。?3．自動編程過程（1）第一階段*工藝分析匯編語言源程序（由人工完成）*編寫源程序：按自動編程系統(tǒng)所規(guī)定的“語言”和“與法”來描述被加工零件的幾何形狀，加工時刀具相對工件的運動軌跡，以及必要的工藝參數(shù)。*源程序不能用于控制數(shù)控機床（2）第二階段借助編譯程序和PC對源程序進行處理后，自動打印程序單和數(shù)控穿孔紙帶*程序員：熟悉系統(tǒng)規(guī)定的語言和源程序的書寫方法，了解數(shù)控機床對程序編制的要求。?4．自動編程的發(fā)展：（1）1955年美國研制出APT-I（AutomaticallyProgrammedTools）系統(tǒng)；（2）70年代發(fā)展成APT-Ⅳ系統(tǒng)：功能強大，需要一臺大型通用計算機，可以用于解決自由曲線，去面零件的2-5坐標加工的自動編程（3）小型機編程系統(tǒng)ADAPT（4）日本：FAPT，HAPT：小而專，分別針對車、銑等（5）德國：EXAPT：可自動選擇加工順序和工藝參數(shù)（6）我國：70年代：SKC，ZCX等系統(tǒng)現(xiàn)在：HZAPT、EAPT、SAPT等5．APT簡介：

?POINT點LINE線ARC圓弧FILLET倒圓角CURVE曲線SURFACE面RECTANGLE矩形DRAFTING制圖?HORIZONTAL水平線VERTICAL垂直線ENDPOINLE端點線MULTI折線POLAR極座標線TANGENT切線

?圖5-15自動編程過程零件圖零件源程序翻譯處理刀具軌跡處理后處理CRT顯示繪圖檢查系統(tǒng)處理程序加工程序單穿孔紙帶??Po=point/0,0,0;Pa=point/-63.8,0,0;C1=circle/0,0,0,63.8;C3=circle/0,0,0,64;C6=circle/-1.07,16,0,46;C7=circle/0,0,0,61;C10=circle/0,0,0,236;C11=circle/0,0,0,238.8;C12=circle/0,0,0,69;C13=circle/64,0,0,21L11=line/Po,atangl,155045’,xaxis;L12=line/Po,atangl,-98059’,xaxis;O4=point/ylarge,intof,L11,C10;:定義坐標原點定義A點定義AB圓弧定義CD圓弧定義FG圓弧定義GH圓弧定義過O4的圓弧定義OO4直線定義OO1直線?Pb=point/-103.8,40,0;Pc=point/-103.8,-40,0;C15=circle/-103.8,0,0,40Cutter/5;Spindle/900,clw;Coolnt/on;Tlrgt;From/-63,8,0,0;Godown/20;Fedrat/200;Go/to,Pb;Clw/C15,tanto,C1Fedrat/20;Cclw/C1,tanto,C2;定義起刀點b定義由起刀點切入工件的圓弧主軸順時針旋轉(zhuǎn)刀具與工件右邊相切刀具起始語言進給速度200mm/minB點起刀順時針C15與C1相切逆時針相切?Clw.C2,on,C6,ylarge;Cclw/C6,on,C7,ylarge;Cclw/C7,tanto,C8;Clw/C8,on,C1,Ysmall;Cclw/C1,tanto,C15;Goup/20;Coolnt/off;Fini;順時針C2與C3相交x取大值刀具退回20mm結(jié)束?%N01T5M6*換刀N02G01F2023*N03G42N04X-63800Y0Z0S900M13N05Z-20230N06G03X-9962Y-63018I0J0F20N07G02X-5697Y-63764I-37278J-235871N08G03X0Y-64000I0J0N09X63999Y-275N10X63999Y-274I63999J-274N11X63728Y24I63999J-274N12G02X44784Y19679I65750J20927N13G03X14786Y59181I-1070J16000?N14X0Y61000I0J0N15X55508Y25296I-J0N16G02X-62850Y10971I-214751J97868N17G03X63800Y0I0J0N18G00Z20230N19M09M02?塔輪磁傳感器發(fā)磁體墊片?機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控機床編程及加工機械工程實驗教學(xué)中心實驗?zāi)康耐ㄟ^數(shù)控機床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計算機上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過程校驗程序，然后在數(shù)控機床上對工件進行加工；結(jié)合機械加工工藝，實現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機床的編程格式和能識別的語言記錄在程序單上的全過程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機床，數(shù)控機床的CNC裝置對程序經(jīng)過處理之后，向機床各坐標的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動機床完成相應(yīng)的運動。數(shù)控編程的目的機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過程；②計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對程序及首件試加工。數(shù)控編程的內(nèi)容機械工程實驗教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗及試切數(shù)控機床機械工程實驗教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標準硬件系統(tǒng)