数控加工技术实训

1、2021-12-281单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础1、实训目的通过对数控加工技术基础知识的学习和训练，了解和掌握数控机床的加工原理、基本组成部分和机械结构，为数控加工技术实训打下基础。2、实训要求了解数控加工技术的基本知识：数控加工的基本概念，数控机床的产生与发展，数控机床的机械结构的特点，数控机床的分类等；理解并掌握数控机床的工作原理及组成，掌握数控加工的基本术语；完成数控机床认识实训的内容。 2021-12-28单元1 数控加工技术基础1、产生背景从工业化革命以来人们实现机械加工自动化的手段有：v自动机床 v组合机床v专用自动生产线它们存在固有的缺点

2、：v初始投资大v准备周期长v柔性差主主轴轴承承盖盖加加工工数数控控组组合合机机床床轴承盖加工自动线轴承盖加工自动线2021-12-28单元1 数控加工技术基础上述方法仅适用批量较大的零件生产。然而，随着市场竞争的日趋激烈产品更新换代周期缩短，批量大的产品越来越少，而小批量产品的生产所占的比重越来越大，约占总加工量的80以上。在航空、航天、重型机床以及国防部门尤其如此。因此，迫切需要一种精度高、柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机床数控技术产生和发展的内在动力。另一方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为NC机床的进步提供了坚实的技术基础，这是机床NC技术产生和发展的可能性。NC技术正是在这种

3、背景下诞生和发展起来的。它极其有效地满足了上述要求，为小批量、精密复杂的零件生产提供了自动化加工手段。它的产生给自动化技术带来了新的概念，推动了加工自动化技术的发展。2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础捷克托斯数控镗床CKA6150数控车床哈挺数控磨床2021-12-28单元1 数控加工技术基础q成型加工类：成型加工类：数控折弯机数控弯管机数控型材弯弧机2021-12-28单元1 数控加工技术基础火花成型线切割机火花小孔激光加工2021-12-28单元1 数控加工技术基础三坐标测量机CNC影像仪2021-12-28单元1 数控加工技术基础德马

4、吉立式加工中心2、带自动换刀装置的数控机床（加工中心）卧式加工中心德马吉万能车削中心2021-12-28单元1 数控加工技术基础二、按控制系统功能特点分类刀具BA工 件1232021-12-28单元1 数控加工技术基础刀具工件2021-12-28单元1 数控加工技术基础刀具工件2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础电机机械执行部件A相、B相C相、f、nCNC插补指令脉冲频率f脉冲个数n换算脉冲环形分配变换功率放大CNC数控系统步进电动机工作台2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础位置控制调节器位

5、置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行部件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈2021-12-28单元1 数控加工技术基础伺服电动机G编码器CNC数控系统伺服驱动系统工作台位置测量反馈信号2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础位置控制调节器位置控制调节器速度控制速度控制调节与驱动调节与驱动检测与反馈单元检测与反馈单元位置控制单元位置控制单元速度控制单元速度控制单元+-电机电机机械执行部件机械执行

6、部件CNC插补插补指令指令实际位实际位置反馈置反馈实际速实际速度反馈度反馈2021-12-28单元1 数控加工技术基础工作台伺服电动机位置测量反馈信号伺服驱动系统CNC数控系统2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础 四、按控制系统的功能水平分类2021-12-28单元1 数控加工技术基础 图图 不同联动轴数所能加工的型面不同联动轴数所能加工的型面(a) 二轴联动；二轴联动； (b) 二轴半联动；二轴半联动； (c) 三轴联动三轴联动ZXYYO(a)(b)(c)2021-12-28单元1 数控加工技术基础图图 五轴联动铣削曲面零件五轴联动铣削曲面

7、零件 ZnP(X, Y, Z )O刀位点ZBYCX2021-12-28单元1 数控加工技术基础图图 六轴加工中心坐标示意图六轴加工中心坐标示意图2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础工艺工艺分析分析数控数控加工加工程序程序工序卡B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？

8、198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C1 4 彩 色显 示 器空运行Z 轴锁定MST 锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA主轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YX传统加工数控加工传统加工与数控加工的比较图2021-12-28单元1 数控加工技术基础微型计算机机床本体数控系统工艺处理编制工件加工程序加工好的零件零

9、件图0112数控加工过程示意图数控加工过程示意图2021-12-28单元1 数控加工技术基础数控机床加工零件的工作过程分以下几个步骤：v根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序v所编写程序指令输入数控装置v数控装置将程序(代码)进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件 2021-12-28单元1 数控加工技术基础 机床I/O电路和装置测量装置主轴驱动装置进给驱动装置主轴伺服单元进给伺服单元计算机数 控装 置操作面板PLC计计算算机机数数控控系系统统机机 床床辅助控制机构进给

10、传动机构主运动机构键盘输入输出设备2021-12-28单元1 数控加工技术基础B A C KSPA C EC TRLIN SC RTA BA LT0SH IFT ZEN D WH OM E TPgDn OPgUp JR ST E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABESC14彩 色显 示 器空运行Z 轴锁定MST 锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转 主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA主

11、轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YX 机床I/O电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机数 控 装 置 操作面板 PLC 计计算算机机数数控控系系统统 机机 床床 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 2021-12-28单元1 数控加工技术基础 机床I/O电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机数 控 装 置 操作面板 PLC 计计算算机机数数控控系系统统 机机 床床 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 2

12、021-12-28单元1 数控加工技术基础控制介质控制介质输入设备输入设备输入设备输入设备穿孔纸带纸带阅读机纸带穿孔机磁带磁带机或录音机磁盘磁盘驱动器2021-12-28单元1 数控加工技术基础2021-12-28单元1 数控加工技术基础 机床I/O电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机数 控 装 置 操作面板 PLC 计计算算机机数数控控系系统统 机机 床床 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 2021-12-28单元1 数控加工技术基础 机床I/O电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服

13、单元 计算机数 控 装 置 操作面板 PLC 计计算算机机数数控控系系统统 机机 床床 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 2021-12-28单元1 数控加工技术基础 机床I/O电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机数 控 装 置 操作面板 PLC 计计算算机机数数控控系系统统 机机 床床 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 2021-12-28单元1 数控加工技术基础 机床I/O电路和装置 测量装置 主轴驱动装置 进给驱动装置 主轴伺服单元 进给伺服单元 计算机数 控 装 置 操作面板 PLC

14、 计计算算机机数数控控系系统统 机机 床床 辅助控制机构 进给传动机构 主运动机构 键盘 输入输出 设备 2021-12-28单元1 数控加工技术基础1、数字控制（Numerical Control NC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。2 、 数 控 技 术 （ N u m e r i c a l C o n t r o l Technology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。2021-12-28单元1 数控加工技术基础3、数控机床（Numerical Control Machine Tools） 是采用数

15、字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。它数控技术典型应用的例子。4、数控系统（Numerical Control System）实现数字控制的装置。5、计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）以计算机为核心的数控系统。2021-12-28单元1 数控加工技术基础6、坐标联动：坐标轴的非独立运动。即：一个轴的运动要受到其它轴运动的制约。7、坐标联动加工：数控机床加工时的横向、纵向等进给量都是以轴坐标数据控制的。如：两坐标车床、三坐标铣床、五轴加工中心等。8、脉冲当量：相对于数控系统发出的每个进给脉冲信号，机床移动部件的位移量。也称为最小设定（移

16、动）单位，数控机床根据其精度的不同，常用的脉冲当量为0.0lmm，0.005mm，及0.001mm。2021-12-28单元1 数控加工技术基础9、进给速度：单位时间内坐标轴移动的距离。（加工时刀具相对于工件的移动速度） 单位：mm/min 或 mm/r。10、速度修调：通过修调倍率对速度进行适量修调。数控机床在加工过程中能通过速度修调实时调整进给速度和主轴转速，便于加工。11、插补：在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的算法进行数据点的密化工作，以确定一些中间点的方法就称之为“插补”。计算插补点的运算称为插补运算.2021-12-28单元1 数控加工技术基础12、刀补运算：零件

17、的加工程序一般是按零件轮廓和工艺要求的进给路线编制的，而数控机床在加工过程中所控制的是刀具中心的运动轨迹。不同的刀具，其几何参数也不相同，加工前必须将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹，这样才能加工出符合要求的零件。刀补运算就是完成这种转换的程序。13、机床坐标系：是数控机床安装调试时便设定好的一固定的坐标系统。14、编程坐标系：是在对图纸上零件编程时就建立的，程序数据便是基于该坐标系的坐标值。15、工件坐标系：编程坐标系在机床上的具体体现，由相应的编程指令建立。2021-12-28单元1 数控加工技术基础项目1：数控车床的认识实训1技能要求：了解数控车床的机械结构的特点和坐标系统，理解并掌握数控车床的工作原理及组成，对数控车床操作加工步骤有基本认识。2训练内容：（1）数控车床的工作原理（2）数控车床的组成及作用（3）数控车床的坐标系统（4）数控车床操作开机关机（5）手动操作数控车床的方法3训练步骤： （1）数控车床开机（2）讲解数控车床的组成、作用和坐标系统（3）讲解数控车床的操作方法（4）以简单轴类工件为例，通过示范“工艺分析编制程序程序输入和调试装夹工件对刀启动程序试加工工件检验”，进一步讲解数控车床工作原理和加工步骤全过程。 2021-12-28单元1 数控加工技