数控编程项目一

数控编程与操作技术一、课程绍介1、本课程是数控技术专业和机电一体化专业的专业课。2、技术环节多，实践性强，需要理论联系实际且要求动手能力强。3、本课程两个核心，一是数控机床及其操作技术，二是数控程序的编制及管理。二、专业课的学习方法探讨1、选择适当的参考书。2、做课堂笔记。以听为主，重点记录。3、练习题必做。4、理论课、仿真课、实训课三位一体。第一篇数控车床编程与操作项目一数控车床基本知识一、名词解释：1、机床—能够复制机器的机器。--工作母机。2、数控—数字控制（NumericalControl)简称NC。3、数控技术—是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，它是一种可编程的自动控制方式。（设备就是指的数控机床）数控技术内容包括：数控程序编写的基础知识，程序结构编程方法。数控机床的加工工艺知识，数控机床及其操作知识和与之相适应的刀具知识。计算机自动编程知识等众多技术环节。4、程序—数值和符号（数字化信号）组成的指令集合。5、数控机床—装备了数控系统的机床称为数控机床。数控机床（NumericallyControlledMachineTool）——采用了数控技术的机床6、数控车床—用于加工回转体表面的数控机床。（工件完成回转刀具实现进给）7、柔性制造系统FMS—FlexibleManufacturingSystem8、柔性制造单元FMC—FlexibleManufacturingCell9、计算机集成制造系统CIMS—ComputerIntegratedManufactuingSystem10、CNC—ComputerNumericalControl11、MNC—Micro-ComputerNumericolControl二、数控机床的出现和发展1、一九五二年世界第一台数控机床诞生。美国、麻省理工学院、立式数控铣床。2、电子技术、计算机技术、自动控制技术、精密测量技术、信息传递技术等现代技术的进步促进了数控技术的迅速发展。1500种、5—6轴联动、螺距误差补偿、高精度伺服系统。3、数控机床跟随计算机技术的发展而发展，经历了两个阶段，共六代系统。（1）数控阶段（NC阶段）第一代：采用电子管元件的专用NC系统1948年，美国帕森斯公司首先提出了采用数字控制技术进行机械加工的方案。1952年诞生了世界上第一台数控机床，是一台立式数控铣床，成功实现了三轴联动。1954年底第一台工业用数控机床生产出来。第二代：1959年采用晶体管电路的NC系统同年，出现了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。从1960年开始，德国、日本等工业国家都陆续开发、生产和使用数控机床。第三代：1965年采用小、中规模集成电路的NC系统

NC阶段的特点：由硬件数字逻辑电路“搭”成专用的计算机作为数控系统。又称为普通数控系统或硬件数控系统。（2）计算机数控系统（CNC阶段）

第四代：1970年采用小型计算机的NC系统许多功能可通过软件实现，通用性强，数控机床从此进入CNC（ComputerNumericalControl）阶段。

第五代：1974年采用微处理器的数控系统第六代：1990年，基于PC机的数控系统（3））我国国数控控系统统的发发展发展史史1958年年开始始研制制，清清华大大学1966年年生产产第一一台晶晶体管管数控控机床床1970年年后进进入第第三代代数控控系统统的研研发，，但发发展缓缓慢80年年代后后开始始飞速速发展展，技技术引引进，，消化化吸收收，自自主研研发相比先先进的的工业业国家家，我我国在在数控控领域存在在一定定的差差距：：我国数数控机机床的的生产产远远远满足足不了了国内内生产产的需需要。。我国机机床行行业““大而而不强强”,“低低端混混战，，高端端失守守”。。数控系系统是是我国国最为为薄弱弱的环环节。。三、数数控机机床的的组成成、功功能及及工作作原理理1、数数控机机床的的组成成（1））输入入输出出装置置（2））计算算机数数控装装置（（数控控系统统）（3））伺服服系统统（4））测量量反馈馈装置置（5））辅辅助助控控制制装装置置（6））机机床床本本体体数控控机机床床的的组组成成示示意意图图CNC装装置置————数数控控机机床床的的核核心心伺服服单单元元、、驱驱动动装装置置和和测测量量装装置置伺服服单单元元和和驱驱动动装装置置组组成成数数控控机机床床的的伺伺服服系系统统，，是是数数控控机机床床的的执行行部分分，，包包括括进进给给伺伺服服系系统统和和主主轴轴伺伺服服系系统统。。进给给伺伺服服系系统统实实现现零零件件加加工工所所需需的的成成型型运运动动，，控控制制机机床床移移动动部部件件的的位位置置和和速速度度；；主轴轴伺伺服服系系统统实实现现零零件件加加工工的的切切削削运运动动，，控控制制机机床床主主轴轴的的转转速速。。测量量装装置置的的作作用用是是检检测测机机床床移移动动部部件件的的位位置置和和速速度度，，并并将将信信号号反反馈馈回回CNC系系统统，，比比较较程程序序设设定定值值和和实实际际值值之之间间的的误误差差，，并并进进行行纠纠正正，，从从而而提提高高机机床床的的加加工工精精度度。。包包括括位位置置和和速速度度测测量量装装置置。。2、、数数控控系系统统的的主主要要功功能能（1））多多轴轴驱驱动动与与控控制制X、、Y、、Z——直直线线移移动动坐坐标标轴轴A、、B、、C——回回转转坐坐标标轴轴多轴轴联联动动可可描描绘绘空空间间任任何何立立体体图图形形两轴轴联联动动可可描描绘绘平平面面中中任任意意曲曲线线（（数数控控车车））三轴轴联联动动可可描描绘绘空空间间任任意意曲曲面面（（数数控控铣铣））（2））插插补补功功能能插补补——密密化化““起起点点和和终终点点之之间间数数据据点点的的密密化化””通常常数数控控机机床床上上都都有有直直线线插插补补和和圆圆弧弧插插补补功功能能。。直线线插插补补、、圆圆弧弧插插补补示示意意图图（3））进进给给功功能能快速速进进给给（（空空行行程程））、、插插补补进进给给、、点点动动、、加加减减速速功功能能等等。。（4））主主轴轴功功能能恒转转速速、、恒恒线线速速度度、、主主轴轴定定向向停停车车、、无无级级调调速速、、恒恒扭扭矩矩功功能能。。（5））刀刀具具系系统统刀具具系系统统加加自自动动换换刀刀装装置置（6））刀刀具具补补偿偿功功能能（7））机机械械误误差差补补偿偿功功能能（8））操操作作功功能能（9））程程序序管管理理功功能能（10））图图形形显显示示功功能能（11））辅辅助助编编辑辑功功能能（12））自自诊诊断断报报警警功功能能*（（13））通通讯讯功功能能3、、数数控控机机床床的的工工作作原原理理工作作原原理理——根根据据零零件件图图样样，，进进行行工工艺艺分分析析，，确确定定加加工工方方案案。。然然后后将将零零件件图图及及其其工工艺艺信信息息数数字字化化处处理理，，并并用用程程序序表表示示出出来来。。并并用用程程序序指指挥挥机机床床动动作作，，完完成成零零件件的的加加工工。。数控控机机床床的的工工作作原原理理示示意意图图形（（零零件件图图纸纸））编写写数数控控程程序序输入入到到CNC系系统统CNC系系统统发发出出脉脉冲冲信信号号驱动动机机床床各各部部件件完完成成零零件件的的加加工工分析析零零件件图图纸纸（包包括括零零件件的的状状态态、、尺尺寸寸和和工工艺艺要要求求））数(数数控控程程序序））形（（成成型型零零件件））四、、数数控控机机床床分分类类1、、按按加加工工方方式式分分一般般数数控控机机床床、、加加工工中中心心（（带带刀刀库库和和自自动动换换到到装装置置））（（含含有有车车、、镗镗、、铣铣、、钻钻、、螺螺纹纹加加工工等等多多种种加加工工方方法法的的数数控控机机床床））现现场场参参观观。。2、按按数控控系统统功能能分点位控控制、、点位位直线线控制制、轮轮廓控控制（1））点位位控制制数控控机床床实现从从一点点到另另一点点的精精确、、快速速定位位。在两点点间移移动时时没有有切削削加工工。不要求求轨迹迹和速速度。。代表机机床：：数控控钻床床、数数控镗镗床、、数控控冲床床等，，主要要用于于平面面内孔孔系的的加工工。（2））点位位直线线控制制数控控机床床控制刀刀具或或工作作台以以一定的的速度度沿直直线从一个个点移移动到到另一一个点点。移动过过程中中进行行切削削加工工。代表机机床：：简易易数控控车、、数控控铣（3））轮廓廓控制制数控控机床床可以同同时控控制两两个或或两个个以上上的坐坐标轴轴进行行加工工连续控控制加加工过过程中中每个个点的的坐标标和速速度，，以形形成所所需的的曲线线或曲曲面。。根据联联动轴轴数可可细分分为2轴联联动、、2.5轴轴联动动、3轴联联动、、4轴轴联动动、5轴联联动。。除了少少数专专用数数控机机床，，如数数控钻钻床、、冲床床等以以外，，现代代数控控机床床都具具有轮轮廓控控制功功能。。3、按按伺服服控制制方式式分开环控控制数数控机机床（（没有有检测测反馈馈装置置）、、闭环环控制制数控控机床床（检检测反反馈装装置安安装在在工作作台上上）半闭环环控制制数控控机床床（检检测反反馈装装置安安装在在伺服服电机机轴或或丝杠杠端头头上，，检测测角位位移））（1））开环环数控控机床床特点：：无测测量反反馈装装置；；伺服服驱动动原件件为步步进电电机优点：结结构简单单、工作作稳定、、调试维维修方便便、价格格低缺点：控控制精度度不高应用：用用于经济济型数控控机床或或旧机床床数控化化改造。。（2）半半闭环数数控机床床特点：有有测量反反馈装置置；间接接测量工工作台的的位移；；伺服驱驱动元件为直直流、交交流伺服服电机。。优点：控控制精度度高于开开环控制制系统，，稳定性性较好，，成本低低，调试维修修比较方方便。缺点：部部分误差差无法消消除。应用：兼兼顾开环环与闭环环的优点点，应用用广泛。。（3）闭闭环数控控机床4、按数数控系统统的功能能水平分分分辨率——最小脉脉冲当量量。它指指数控机机床可移移动的最最小位移移量。单单位μm,该该值越小小越好。。联动轴数数—越多多越好通讯功能能—越强强大越好好功能水平指标低档中档高档分辨率（μｍ）1010.1进给速度（m/min）8～1515～2415～100伺服系统类型开环、步进电机半闭环或闭环、直流或交流伺服系统联动轴数２～3轴2～4轴3～５轴通信能力无RS-232C或直接数控接口遵循自动化协议，具有连网功能显示功能数码管显或单显CRT较齐全的CRT显示（文字、二维图象等）三维图显，图形编程等内装ＰＬＣ与否无有主ＣＰＵ8bit16bit、32bit或32bit以上数控机床床精度指指标单位位移移精度（（脉冲当当量）：：CNC发发出一个个脉冲信信号，机机床工作作台移动动的一个个基本长长度单位位。脉冲当量量越小，，机床加加工精度度越高，，表面质质量越好好。普通数控控机床的的脉冲当当量为0.001mm，精密密数控机机床的脉脉冲当量量一般为为0.0001mm。。定位精度