数控加工工艺与编程

第一章概述数控加工工艺及编程第一代:1952年,美国麻省理工学院研制,电子管控制的第一台三坐标联动的铣床；第二代:1959年,出现了晶体管控制的“加工中心”；1.1数控加工技术概况

第四代:1967年以计算机作为控制单元的数控制系统.

第五代:1970年,美国英特尔开发使用了微处理器,进入计算机数控即是CNC。第三代:1965年,出现了小规模集成电路，使数控系统的可靠性得到了进一步的提高；以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻辑数控系统,称为普通数控系统,即NC系统.1.2数控加工的特点

与普通机床加工相比，数控机床的特点：1.自动化程度高；2.具有加工复杂形状零件的能力；3.生产准备周期短；4.加工精度高、质量稳定；5.生产效率高；6.易于建立计算机通信网络；工艺分析数控加工程序工序卡零件图机床加工零件产品通用机床的加工工艺分析数控加工程序工序卡零件图程序设计数控装置(穿孔纸带等)(伺服系统)机床加工零件产品介质输入手动输入微机编程输入1.3数控机床的加工原理工艺分析数控加工程序工序卡传统加工数控加工零件图程序设计数控装置(穿孔纸带等)(伺服系统)机床加工零件产品介质输入手动输入微机直接输入插补原理与计算机数控系统1.插补的概念:采用小段直线或圆弧拟合理想轮廓线。2.插补方法逐点插补法：代数运算法、醉步法数字积分法时间分割法逐点插补法的四个步骤1.偏差判别；2.坐标进给；3.偏差计算；4.终点判别。(1)直线插补原理(偏差Fn≥0在线上)(2)圆弧插补原理(Fn≥0在圆上)(3)逐点比较法的象限处理直线插补：四个象限有四组计算公式；顺时针圆弧插补：四个象限有四组计算公式；逆时针圆弧插补：四个象限有四组计算公式；插补原理——轨迹控制原理。1.4数控加工的主要应用对象（1）形状复杂、加工精度高或用数学方法定义的复杂曲线、曲面。（2）公差带小、互换性高、要求精确复制的零件。（3）用通用机床加工调整、制造复杂的零件。（4）高价值的零件。（5）小批量生产的零件。（6）需要钻、镗、绞、攻螺纹、铣联合加工的零件。1.5数控控编程程技术术1.5.1程程序序编制制的内内容：：（1））分析析工件件零件件图，，确定定工艺艺过程程（确确定加加工方案、、选择择合适适的机机床、、刀具具、夹夹具；；确定定走刀刀路线及切切削用用量））。（2））数学学处理理。（3））编写写程序序单。。（4））制作作程序序介质质、输输入程程序。。（5））程序序校验验和试试切。。下下下1.5.2程程序序编制制的方方法：：手工工编程程、自自动编编程1.手手工编编程：：适合合于工工件形形状不不复杂杂、计计算简简单、、程序段段不长长的点点位加加工及及平面面轮廓廓加工工场合合。手工编编程是是自动动编程程的基基础。。手工编编程过过程：：零件图图样确定工工艺过过程数学处处理编写加加工程程序单单制备控控制介介质程序效效验和和首件件试切切数控机机床修改2.自自动编编程:借助助编程程软件件用计计算机机辅助助生成成加工工程序序。(适用于于工件件形状状复杂杂、编编程工工作量量大、、不具具备刀刀具半径自自动补补偿功功能的的机床床或联联动轴轴数超超过两两轴以以上的的加工编程程场合合)1.5.3数数控控编程程技术术的发发展概概况1.5.4技技术术现状状与趋趋势1.6数控控技术术的发发展趋趋势1.6.2数数控控机床床的发发展趋趋势1.6.1数数控控系统统的发发展趋趋势本章重重点与与难点点：重点：数控加工的特点；数控加工机床的工作原理；自动编程、手动编程的特点。完1.2数控机机床的的组成成控制介介质：：人际际联系系(人人机对对话)的中中间媒媒介物物———穿孔纸带带、穿穿孔卡卡片、、磁带带、磁磁盘等等。控制装装置：：接受受加工工信息息经系系统软软件或或逻辑辑电路路进行行译码、、运算算和逻逻辑处处理后后，发发出相相应的的脉冲冲给伺伺服系系统。。伺服系系统：：将来来自数数控装装置的的脉冲冲信号号转换换为机机床移移部件的的运动动(按按数控控程序序预定定要求求的动动作)。反馈装装置：：检测测数控控机床床坐标标轴的的实际际移动动速度度和位位移，并并将信信息反反馈到到数控控装置置或伺伺服驱驱动中中构成成闭环环控制系统统。机床本本体：：1.3数数控控机床床的控控制对对象1.主主运动动控制制：机机床主主轴的的正、、反转转的自自动换换挡及及无极调速速。2.进给运运动控控制:数控机机床的的主要要控制制功能能。3.输输入/输出出(I/o)控控制:对机机床的的各种种状态态进行行控制制(主轴轴的运运动状状态、、冷却却和润润滑装装置运运动状状态、、刀具具自动交换换、工工件的的夹紧紧与松松开、、工作作台的的转位位等)。1.6数数控控机床床的分分类金属切切削类类数控控机床床：数数控车车(铣铣.刨刨.磨磨.钻钻.镗镗等)金属成成形类类数控控机床床：数数控折折弯(弯管管.成成形等等)数控特特种加加工机机床：：数控控线切切割(电火火花等等)按用途途分其他类类数控控机床床：数数控三三坐标标测量量机.雕刻刻机等等点位控控制数数控机机床：：数控控镗(钻.冲.点焊焊)图图1—3直线控控制数数控机机床：：简易易数控控车(镗等等)图图1—4轮廓控控制数数控机机床：：数控控车(铣.磨等等)图图1—5按运动动方式分分按控制制原理分分开环控控制数数控机机床：：无反反馈装装置(图1—9)闭环控控制数数控机机床：：检测测实际际位移移(图图1——10)半闭环环控制制数控控机床床：检检测伺伺服转转角(图1—11)按数控控系统统类型型分：：经济济型系系统、、普及及型系系统、、高档档系统统、PC开开放系系统。。下下下点位控控制数数控机机床三轴联联动数数控铣铣机床床轮廓控控制数数控机机床五轴联联动数数控铣铣机床床下直线控控制数数控机机床指令脉冲驱动电路步进电机机床工作台（1））开环环数控机床床（3））半闭闭环控制数数控机床床指令值+角位移反馈速度反馈位置比较电路速度控制电路伺服电机机床工作台（2））闭环环控制制数控机机床指令值+角位移反馈速度反馈位置比较电路速度控制电路伺服电机机床工作台下小型计计算机机（1970年年）、、微处处理器器或微微型计计算机机（1974年年）和和基于于PC-NC的的智能能数控控系统统（90年年代后后）。。这种种数控控系统统又称称为软软线数数控，，即计计算机机数控控系统统，简简称CNC（ComputerNumericalControl））PC————可编编程序序控制制器。电子管管（1952年年）、、晶体体管和和印刷刷电路路板（（1960年））、小小规模模集成成电路路（1965年年）、、前三三代数数控系系统是是属于于采用用专用用控制制计算算机的的硬逻逻辑（（硬线线）数数控系系