数控机床的主要技术指标和数控机床编程及加工

数控机床的主要技术指标

一、数控机床的精度指标1、定位精度和重复定位精度

定位精度：是指数控机床工作台等移动部件在确定的终点所达到的实际位置的精度。重复定位精度：是指在同一台数控机床上，应用相同程序相同代码加工同一批零件，所得到的连续结果的一致程度。一般情况下，重复定为精度是成正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一项非常重要的指标。一、数控机床的精度指标2.分度精度：分度精度是指分度工作台在分度时，理论要求回转的角度值和实际回转的角度值的差值。分度精度既影响零件加工部位的空间角度位置，也影响孔系加工的同轴度。一、数控机床的精度指标3、脉冲当量脉冲当量：是指数控系统每发出一个脉冲，机床运动机构就产生一个相应的位移量，一个脉冲所对应的这个位移量称为脉冲当量脉冲当量是设计机床的原始数据之一，其数值的大小决定数控机床的加工精度和表面质量。二、数控机床的运动性指标1、主轴转速数控机床的主轴一般均采用直流或者交流电机驱动，选用高精密的轴承支承，保证主轴具有较宽的调速范围和足够高的回转精度、刚度及抗震性。目前，数控机床的主轴转速普遍达到了5000~10000，甚至更高，特别是电主轴的出现，适应了高速和高精度的要求。电主轴电主轴是电机内装式主轴单元的简称。其主要特点是将电机置于主轴内部，通过驱动电源直接驱动主轴进行工作，实现了电机、主轴的一体化功能。传统机床主轴是通过传动装置带动主轴旋转而工作的。电主轴的高速、高精和无级变速更利于提高机床的品质，因而广泛应用于车、磨、钻、铣等多种机床。

电主轴►结构紧凑，机械效率高，噪声低，振动小，精度高。

►易于实现高速化，动态精度和静态精度高，稳定性更好。

►可在额定转速范围内实现无级变速，以适应各种工况和负载变化的要求。

►利用驱动控制技术，可以实现准停、准位、准速功能，适应车削中心、加工中心及其它数控机床的需要。

►电主轴的支撑形式有高速精密滚动轴承，气静压轴承；润滑方式有油脂、油雾、油气等；电主轴的输出特性有恒转矩和恒功率两种形式电主轴►磨削用电主轴主要应用于高速磨削以提高磨削线速度和表面质量为目的，如轴承磨床、各种内圆磨床、外圆磨床等。

►铣削用电主轴与数控铣、雕铣机及并联机床相配套，进行高速铣削和雕刻加工，适用于常规零件、工模具、木工件加工。分自动换刀和手动换刀两种，自动换刀主轴带有自动松拉刀系统，刀具更换方便快捷；手动换刀主轴结构简单，经济实惠、适合不需频繁换刀的机床。

►高速离心机用电主轴广泛用于分离、粉碎、雾化、试验等高速离心领域。

►高速车削用电主轴能获得好的加工精度和表面粗糙度，特别适应于铝、铜类有色金属零件的加工。

►高速旋蹍用电主轴用于加工空调设备的内螺纹铜管，方便高效。

►特殊用途的电主轴用于驱动、试验、切割等以满足用户特殊需要。电主轴电主轴配套电源的选择

►电主轴采用变频器作为驱动电源，主轴的参数不同，对变频器的要求也不同。选择变频器要与电主轴的参数相匹配，其中变频器额定电流至少为电主轴的1.3倍，最好在1.5倍以上。电主轴电主轴的润滑与冷却►主轴常用的润滑方式有三种：油脂、油雾和油气。油脂润滑结构简单，使用方便、绿色环保；油雾润滑可以适应较高的转速，目前应用也最为广泛，但它对环境有一定的影响；油气润滑效果最好，可适应更高的转速，对环境无污染，但油气润滑装置价格较高。油雾、油气润滑采用的油品一般为32号汽轮机油。二、数控机床的运动性指标数控机床的进给速度是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的主要因素，目前国内数控机床的进给速度可达10~15m/min，国外为15~30m/min二、数控机床的运动性指标数控机床的坐标轴X、Y、Z的行程大小，构成数控机床的空间加工范围，既加工零件的大小。行程是直接体现机床的加工能力的指标参数。二、数控机床的运动性指标数控机床的摆角的大小也直接影响加工零件空间部位的能力。但摆角太大又造成机床的刚度下降，因此给机床设计带来许多的困难。二、数控机床的运动性指标刀库容量及换刀时间直接影响生产率。刀库容量：目前中小型加工中心有16~60把，大型100把以上。换刀时间：将主轴上使用的刀具与装在刀库上的刀具进行交换所需要的时间。国内换刀时间10~20s内能完成，国外仅为4~5s。三、数控机床的主要技术指标可控轴数是机床数控装置能够控制的坐标轴数目，其中包括移动轴和旋转轴。联动轴数是指机床数控装置的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目，与可控轴数不同，一般有两轴联动、两周半联动，三周联动，四周联动和五轴联动。三、数控机床的主要技术指标脉冲当量是数控系统重要的精度指标。包含两方面：a.机床坐标轴可达到的控制精度，表示每发出一个脉冲，坐标轴移动的距离，称为时间脉冲当量或者外部脉冲当量b.内部最小运算单位，为内部脉冲当量，内部脉冲当量一般比实际脉冲当量设置的要小，目的是在运算过程中不损失精度。数控系统在输出位移量之前，自动将内部脉冲转化为外部脉冲三、数控机床的主要技术指标三、数控机床的主要技术指标刀具的切削进给速度有mm/min和mm/r两种形式，可以通过操作面板上的进给速率开关调整，调整范围一般为10~200%,每档一般间隔10%。三、数控机床的主要技术指标主轴转速指定用r/min。机床的控制面板设有主轴倍率开关，可在不修改程序的情况下改变主轴转速，典型的调节范围为50~120%，每档间隔5%。另外机床的的端面切削的恒定切削中，可用m/min为单位的主轴恒线速表示的方法。三、数控机床的主要技术指标插补功能越强，说明数控系统能够加工的轮廓越多。目前数控系统不仅可用插补直线、圆弧，还可用插补抛物线、椭圆、正弦曲线，螺旋曲线和样条函数等。三、数控机床的主要技术指标7.准备功能（G功能）准备功能用来指令机床的动作方式，包括基本移动、程序暂停、平面选择、坐标设定、刀具补偿、参考点返回、固定循环和公/英制的选择。三、数控机床的主要技术指标8.辅助功能（M功能）辅助功能用来规定主轴的启停转向，冷却液的接通和断开，刀库的启停辅助功能的使用有前作用M功能和后作用M功能两种。三、数控机床的主要技术指标用来选择刀具的功能用T指令，数控系统应该能根据T指令从一定容量的刀库中选择加工所需刀具。目前数控系统还可进行刀具半径补偿、刀具长度补偿及刀具寿命管理和自动刀具测量等。三、数控机床的主要技术指标零件程序管理功能反映在数控系统中可同时存储零件程序的个数，还有一个重要技术指标是容量，它表示可存储程序的长度。有两种表示方法：一种是直接给出容量，如64K等，另一种是给出可存储的纸带的长度，如120m等三、数控机床的主要技术指标加工过程中，机械传动链中存在的反向间隙（齿隙）和螺距误差，导致实际加工出的零件尺寸与程序规定的尺寸不一致，造成加工误差。因此需要数控系统采用反向间隙补偿和螺距误差补偿功能，把误差的补偿量输入数控系统的存储器，按补偿量重新计算刀具的坐标尺寸，从儿加工出符合要求的零件。三、数控机床的主要技术指标12自动加减速控制为保证伺服电机在启动、停止或速度突变时不产生冲击、丢步、超程或震荡，必须对送到伺服电机的进给频率或电压进行控制。在电机启动及进给速度大幅度上升时，控制加在伺服电机上的进给频率或电压逐渐增大；而当电机停止及进给大幅下降时，控制加在伺服电机上的进给频率或电压减小数控系统中的自动加速控制多用软件实现，它可在插补前进行，称插补前加速，或者在插补后进行，称为插补后减速。三、数控机床的主要技术指标M、S、T功能不仅在数控系统内部要处理，而且要以BCD码的形式输出，M、S、T的输出位数是一项重要指标。另外数控系统还有其他一些开关量接口，如外部急停信号，循环启动信号和进给保持信号等。三、数控机床的主要技术指标目前数控系统一般有内装型PLC。PLC的性能包括输入/输出点数、编辑语言、指令条数、程序容量等无内装型PLC控制系统，复杂的程序控制要借助外部的PLC。三、数控机床的主要技术指标数控系统一般都有RS232接口，还配有DNC接口，并设有缓冲区，进行高速传输。高级型数控系统还可用于MAP相连，接入工厂的通信网络，以适应FMS、CIMS的要求。三、数控机床的主要技术指标自诊断功能数控系统中设有各种诊断程序，在故障发生后可迅速查明故障类型和部位，及时排除以减少故障停机时间和防止故障的扩大。思考：

名词解释：1、定位精度2、重复定位精度3、分度精度4、脉冲当量5、可控轴数6、联动轴数思考

简答：1、数控系统的精度指标有哪些？2、数控机床的运动性指标有哪些？思考

判断：填空：机械工程实验教学中心数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。数控编程的目的机械工程实验教学中心数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。数控编程的内容机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定义开关1有效M20√M21自定义开关1无效M21√8M22自定义开关2有效M22√M23自定义开关2无效M23√9S主轴转速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍在程序管理界面下，可进行有关数控加工程序文件的各种操作，如读入程序、编辑修改及查错编译等。每一个工件程序由若干个程序段组成；每一个程序段完成一个加工步骤；每一个程序指令有程序段号和若干个指令代码组成，指令代码在程序段中的位置可以是任意的，同组指令在同一程序段中不能重复使用；最后一个程序段由指令代码M02作为程序结束标志。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍

在运行加工程序之前，必须通过参数设置对机床和刀具进行调整，使其与加工要求相符，这样才能正确地进行加工或模拟加工。OpenSoftCNC软件系统的参数主要有以下内容：①基本设置设置可修改的基本参数。②刀具设置设置刀具编号、类型和刀具补偿等参数。③轴参设置设置和查看坐标轴参数。④工件坐标设置设置