CNC课程学习手册解读

1、4卅区字烷/CNC课程学习手册题 目CNC课程学习手册班 级09由.丫2姓 名袁惠学 号 09121037目录第一章绪论4第一节数控机床概述4一. 数控机床的特点 4二. 数控机床的构成 4三. 数控机床的工作原理 5第二节数控机床的分类5一. 按控制轨迹分类 5二按伺服系统分类5第二章数控系统的插补工作原理 5第一节概论5一. 插补的概念5二插补的方法与特点 6第二节逐点比较法6第三章数控机床加工程序的编号 6第一节编程基础6一 编程步骤6二编程代码与指令格式 7第二节编程实例9一. 车加工编程实例 9二. 铳加工编程实例 9第四章 数控加工程序的自动编制 11第一节自动编程概念 11一 计

2、算机辅助编程简介 11二. 计算机辅助编程的分类 11第二节APT语言简历11一. APT语句简介：11二. APT语句结构11三. APT语句的类型11第三节CAD/CAM 自动编程 122图形交互式自动编程的基本步骤 12第五章 计算机数控装置原理 13第一节CNC装置的功能 13一 CNC装置的功能13二 CNC数控装置工作过程 13第二节CNC数控装置的原理及结构 13一、硬件及其组成13二、软件功能及组成14第三节 显示及键盘工作原理 14一、显示原理 14二、键盘及工作原理 14第四节伺服电机升降速控制 14一、车床数控刀架工作顺序 15二、刀库的工作原理 15三、数控系统的 M功

3、能15第六节CNC装置的输入、输出与通信 15一、CNC与外部设备数据的传送要求 15二、网络通信基础 15第七节 内置式可编程控制器（PLC） 16一、PLC的工作原理 16二、PLC性能指标16三、PLC类型16四、PLC基本机构 16五、PLC控制程序的编制 16六、PLC的指令和程序编写 16第一章绪论第一节数控机床概述.数控机床的特点（1）广泛的适应性（2）精度高、质量稳定（3）生产效率高（4）减轻劳动强度，改善生产条件（5）能实现复杂零件的加工（6）有利于现代化生产管理 数控机床的应用特点还有：（1）采用数控加工的方法将给产品质量的稳定性提供可靠的保证。（2）数控机床的高柔性，可使

4、企业产品加速的更新换代。（3）对技术工人的要求不同。.数控机床的构成数控机床一般由数控系统、伺服系统、主传动系统、强电控制柜、机床本 体和各类辅助装置组成。数控系统操作系统程序介质零件 图纸接 口计算机CAD/CAM程序编制程序 编制加工工艺伺服护伺服1驱动电机强 电 柜接 口接 口主 控 制 系 统可 编 程 控 制 器 pic插位补置运控算制插位 补置 运控 算制主轴主轴驱动电机I电源位置检测机 床 本 体APC工件自动交换辅 助 装 置液压系统润滑装置冷却液装置排屑装置过载与限位保护ATC刀具自动交换图1-1数控机床的主要组成部分与基本工作过程的示意框图.数控机床的工作原理首先实现数控程

5、序的编制；再按编程手册规定编制数控加工程序单； 然后通 过输入设备输入，送入数控系统后再经过调试、修改、最后把储存起来加工时， 一方面通过插补运算器进行加工轨迹运算处理；另一方面，按照加工要求通过 PLC控制主轴及其它辅助装置协调工作。第二节数控机床的分类.按控制轨迹分类1. 点控制数控机床2. 直线控制数控机床3. 轮廓控制数控机床.按伺服系统分类1. 开环控制数控机床2. 闭环控制数控机床3. 混合控制数控机床第二章数控系统的插补工作原理第一节概论一.插补的概念插补就是根据索要加工的原件的尺寸和轮廓要求，按照刀具参数、进给速度和进 给方向的相关要求，用一定的算法，自动在起点和终点之间算出若

6、干中间点的坐 标值，然后自动对个坐标进行脉冲分配驱动，完成整个轨迹的运行插补的方法与特点1、脉冲增量插补。常用的插补方法有：（1）逐点比较法；（2）数字积分法；（3）数字脉冲乘 法器插补法；（4）矢量判别法；（5）比较积分法；（6）最小偏差法；（7）目标点 跟踪法；（8）单步追踪法；（9）直接函数法。2、数据采样插补常用的插补方法有：（1）直线函数法（2）扩展数学积分法（3） 二阶递归扩 展数学几分插补法（4）双数学几分插补法（5）角度逼近圆弧插补法第二节逐点比较法逐点比较法又称逐步逼近法，是普通数控系统中应用较多的一种插补算法 一.逐点比较法直线插补二逐点比较法圆弧插补第三章数控机床加工程序

7、的编号第一节编程基础一般来说，数控机床程序编制主要过程包括：分析零件图纸、进行工艺处理、 采取数学处理进行工艺处理；采取数学处理进行数值计算；编写零件加工程序单; 输入程序或制备控制介质；程序检验等。一.编程步骤1. 在线编程与离线编程2. 手工编程3. 数控加工程序编制的一般过程与步骤1 ）分析零件图样和工艺处理2）数学处理3 ）编写零件加工程序单4 ）操作键盘输入程序5 ）校验6)加工生产与复制程序存储介质编程代码与指令格式1.数控程序的指令代码代码(1)功能保持到被取 消或被同样字母 表示的程序指令 所代替功能仅在所出现 的程序段内有作 用(3)功能(4)G00a点定位G01a直线插补G

8、02a顺时针方向圆弧 插补G03a逆时针方向圆弧 插补G04*暂停G05#不指定G06a抛物线插补G07#不指定G08*加速G09*减速G10-G16#不指定G17cXY平面选择G18cXZ平面选择G19cYZ平面选择G20-G32#不指定G33a螺纹切削，等螺距G34a螺纹切削，等螺距G35a螺纹切削，等螺距G36-G39#永不指定G40d刀具补偿/刀具偏 置注销G41d刀具补偿-左G42d刀具补偿-右G43#(d)#刀具偏置-正G44#(d)#刀具偏置-负G45#(d)#刀具偏置+/+G46#(d)#刀具偏置+/-G47#(d)#刀具偏置-/-G48#(d)#刀具偏置-/+G49#(d)#

9、刀具偏置0/+G50#(d)#刀具偏置0/-G51#(d)#刀具偏置+/0G52#(d)#刀具偏置-/0G53f直线偏移，注销G54f直线偏移XG55f直线偏移丫G56f直线偏移ZG57f直线偏移XYG58f直线偏移XZG59f直线偏移YZG60h准确定位1 （精）G61h准确定位2 （中）G62h快速定位（粗）G63*攻丝G64-G67#不指定G68#(d)#刀具偏置，内角G69#(d)#刀具偏置，外角G70-G79#不指定G80e固定循环注销G81-G89e固定循环G90j绝对尺寸G91j增量尺寸G92*预置寄存G93k时间倒数进给率G94k每分钟进给G95k主轴每转进给G96i恒线速度G

10、97i每分钟转数（主 轴）G98-G99#不指定注：1.#号表示：如选作特殊用途，必须在程序格式说明中说明。2. 如在直线切削控制中没有刀具补偿，则 G43到G52可指定作其它用途。3. 栏括号中的字母（d）表示：可以被同栏中没有括号的字母d所注销或代替，亦可被有括号的字母（d）所注销或代替。4. G45到G52的功能科用于机床上任意两个预定的坐标。5. 控制机上没有G53到G59 G63功能时，可以指定作其他用途。 6*号表示功能仅在所出现的程序段内有效。1 ）准备功能G指令2 ）进给功能F指令3 ）主轴控制M指令及速度S指令4 ）刀具功能T指令5 ）辅助功能M指令2. 零件加工程序结构与格

11、式1 ）加工程序的结构2 ）程序段格式3. 主程序与子程序4. 变量参数编程与用户宏程序1 ）变量2）变量的演算3 ）变量的函数4 ）变量的赋值5 ）转向语句第二节编程实例一. 车加工编程实例毛坯外径24mm卡盘爪外长度40mm试绘制其数控加工程序。解：1.依据图样要求，确定工艺方案及工艺路线，倒角一车削为10外圆一倒角 f车削为16切削圆弧部分。2. 选择刀具3. 选择切割用量4. 编写加工程序单N010 G92 X55 Z47N020 G00 X4 Z34 S630 M03 T11 M08N030 G01 X10 Z31 F15N040 X10 Z17N050 X14 Z17N060 G0

12、1 X16 Z16N070 G01 X16 Z4N080 G02 X24 Z0 18 I0N090 G00 X55 T11 M05N100 M02.铣加工编程实例坯件加工前已有5mm深、25mm宽、65mn长的长槽，现编程将槽周边精铣一边, 使长槽宽30mm长70mm深5mn不变。工件材料：45钢；刀具：为5立铣刀 解：1.走刀路线 o p1p2p3 p4 p5p2 p6o2. 选择刀补：G413. 数字处理4. 编制程序0/0002#N010 G92 X0 Y0 Z50N020 G90 G01 X-5 Y0 F100 M03 S700N030 G01 Z-5 F500N35 G41 D01N

13、040 G03 X-20 Y15 1-15 J0 F100N050 G03 X-20 Y-15 I0 J-15N060 G01 X20 Y-15N070 G03 X20 Y15 I0 J15N080 G01 X-20 Y15N090 G03 X-35 Y0 I0 J-15N100 G00 X0 Y0 Z50 M05N110 M02第四章 数控加工程序的自动编制第一节自动编程概念一 计算机辅助编程简介数控机床程序编制是数控加工的关键。所谓自动编制，就是用计算机编程替代手工编制， 其过程是：编制人员根据 零件图和工艺要求，运用数控语言，编写零件加工的源程序，将它输入通用计算 机。计算机辅助编程的分

14、类1. 数控语言编程2. 图形交互式编程第二节APT语言简历APT语句简介:1. 标点符号（，/ =（）;2. 词汇3. 数字（包括09十个字符）；4. 名字；例：JOE =2);5. 句标号（由1 6个字母或数字组成。二. APT语句结构由上述各语句成分构成语句，还要有一定的格式三. APT语句的类型1. 几何定义语句2. 刀具运动语句3. 宏语句与循环语句4. 辅助机能语句第三节CAD/CAM自动编程1图形交互式自动编程的特点1. 这种编程方法既不像手工编程那样需要用复杂的数学手工计算算出各节 点的坐标数据，也不需要象APT语言编程那样用数控编程语言去编写描绘零件几 何形状加工走刀过程及后

15、置处理的源程序， 而是在计算机上直接面向零件的几何 图形以光标指点、菜单选择及交互对话的方式进行编程， 其编程结果也以图形的 方式显示在计算机上。所以该方法具有简便、直观、准确、便于检查的优点。2. 图形交互式自动编程软件和相应的 CAD软件是有机地联在一起的一 体化软件系统，既可用来进行计算机辅助设计，又可以直接调用设计好的零件图 进行交互编程，对实现 CAD/CAMH体化极为有利。3. 这种编程方法的整个编程过程是交互进行的，简单易学，在编程过程中可以随时发现问题并进行修改。4. 编程过程中，图形数据的提取、节点数据的计算、程序的编制及输出 都是由计算机自动进行的。因此，编程的速度快、效率

16、高、准确性好。5. 此类软件都是在通用计算机上运行的， 不需要专用的编程机，所以非 常便于普及推广。2图形交互式自动编程的基本步骤（1）几何造型（2）零件图纸及加工工艺分析（3）刀位轨迹的计算机及生成（4）后置处理（5）程序输出第五章计算机数控装置原理第一节 CNC装置的功能CNC装置的功能(1) 承担加工程序的输入及编辑。(2) 能识别和运行多种国际上的标准化的指令代码，随着CNC勺发展，这些加 工指令代码也不断增加。(3) 能提供高性能的进给控制功能。(4) 人机对话相当方便。(5) 能进行多机通信及DNC勺加工。(6) 具备一定的故障诊断、反馈控制功能。以上这些功能仅仅是CNC功能的主要

17、部分。随着现代数控的发展，很多新的 功能将不断增加及完善。CNC数控装置工作过程图5-1 数控装置的基本组成第二节 CNC数控装置的原理及结构CNC勺硬件结构一般分为俩类：一类是单 CPU吉构；另一类是多CPC结构。CNC勺软件结构一般分为俩类：一类是前后台型；另一类为中断型。 硬件和软件的结合才能真正构成 CNC装置，才能发展CNC勺各项功能。、硬件及其组成1、单CPL形式2、多CPL形式软件功能及组成1、前后台型2、中断型图5-2中断型软件结构原理框图第三节显示及键盘工作原理一、显示原理1、LED显示器2 、数码液晶显示器3、CRT显示器4 、图形液晶显示器二、键盘及工作原理通常对于编辑中

18、所用的键采用纵横扫描式读键。 有些键采用直接式，一个键一根 线。第四节伺服电机升降速控制数控装置的升降速控制直接影响到数控装置的性能指标。根据执行电机的特征， 现代数控中一般分为俩种升降速的方法。 一种是根据电机惯量的特征使按一阶系 统的过渡过程升降速，即按指数曲线；二是按梯形升降速曲线升、降。第五节 刀架、刀库及机械手控制刀架及机械手是数控装置很重要的辅助动作机件， 属于开关量控制的范围，是 般数控机械必须有的附件。一、车床数控刀架工作顺序二、刀库的工作原理数控车床通过PLC可以管理刀库，进行刀具自动变换。例如根据刀具和刀具座的 编号可简单地进行选刀、换刀控制。三、数控系统的M功能M功能是辅助功能。根据不同的 M的下标可产生相应的控制信号，例如产生控制 主轴的正反转动及停止，主轴齿轮箱的变速、冷却液的开、关，卡盘的夹紧和松 开，以及自动换刀装置的机械手取刀、换刀等功能信号。第六节