《数控加工编程技术》 课件 -项目1数控机床概述

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数控加工中心编程与应用01020304数控机床概述项目一任务1.1任务1.1

数控机床认知任务1.1作为装备制造类专业的学生,需要了解数控机床的产生及未来发展趋势,对标企业，紧跟行业发展方向,了解行业最前沿的知识,认识到数控机床在现代制造中的重要性。任务目标任务描述1.了解数控机床的产生及发展历程；2.能够简述我国数控机床发展历程和未来发展趋势；3.认识数控机床在现代制造业中的重要性。任务资讯问题1：什么是数控机床、数控编程任务1.1数控(numericalcontrol，NC)是数字控制的简称,数控技术是利用数字化信息对机械械运动及加工过程进行控制的一种方法。数控机床:用数控技术控制的机床称为数控机床。数控编程:将被加工零件的工艺过程、工艺参数、运动要求以数字指令形式(数控语言)记录在介质上,并输人数控系统。数控加工:泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。任务资讯问题2：为什么会产生数控机床任务1.1

随着社会生产和科学技术的不断进步,各类工业新产品层出不穷。机械制造产业作为国民工业的基础,其产品更是日趋精密复杂,特别是在宇航、航海、军事等领域所需的机械零件,精度要求更高、形状更为复杂且往往批量较小,加工这类产品需要经常改装或调整设备。普通机床或专业化程度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时,随着市场竞争的日益加剧,企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率,提高产品质量并降低生产成本。一种新型的生产设备--数控机床就应运而生了。帕森斯公司与麻省理工学院伺服机构实验室(ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology)合作,于1952年成功试制世界上第一台数控机床试验性样机。1959年,美国克耐·杜列克公司(Keaney&Trecker)首次成功开发了加工中心(machiningcenter)。任务资讯问题3：数控机床历史历程及发展现状是怎样的?任务1.1

第1代数控机床：1952

1959

年

,采用电子管元件构成的专用数控装置(NC),如

图所示

。任务1.1

第2代数控机床：从1959

年开始,

采用晶体管电路的

NC

系统

,

如图所示

。任务1.1

第3代数控机床:从1965年开始,采用小、中规模集成电路的NC系统，如图所示。任务1.1

第4代数控机床:

从1970年开始,采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的NC系统(CNC),如图所示。任务1.1

第5代数控机床:

从1974年开始,采用微型计算机控制的NC系统(MNC),如图所示。任务1.1

第6代数控机床:

从20世纪80年代开始,进入开放式、网络化和软件化数控阶段,如图所示。任务1.1

第7代数控机床:

从2010年后，融合智能传感、物联网/工业互联网、大数据、云计算、人工智能、数字孪生和赛博物理系统的智能数控装置及智能机床逐渐走向成熟,如图所示。任务资讯问题5：我国数控机床发展历程及发展现状是怎样的?任务1.1

1958年第一台国产数控机床研制成功,由此开始了数控机床的发展历程(见图),这个历程可划分为:初始发展阶段、持续攻关和产业化发展阶段、高速发展和转型升级阶段。任务1.1任务拓展简述我国数控机床发展情况PART01简述目前我国数控机床技术水平和国外先进技术仍存在差距的原因。PART02任务1.2任务1.2

数控编程基础认知任务1.2

在编制数控加工程序前，应首先了解程序编制的主要工作内容,程序编制的工作步骤、每一步应遵循的原则、数控机床的坐标系统等。上述内容都是编制数控加工程序的重要基础,应当熟练掌握。任务目标任务描述1.掌握数控编程中的基本术语，如数控机床、数控系统、程序、代码、工件坐标系等；2.了解数控加工的基本过程和数控编程的内容；3.学习数控机床坐标系统,建立数控加工立体空间。任务资讯问题1：数控程序编制的内容及步骤是什么?任务1.2

编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要工作,理想的数控程序不仅能够保证加工出符合零件图样要求的合格零件,还应使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控机床能够安全、高效地工作。数控程序编制的内容及步骤:数控编程是指从零件图样到获得数控加工程序的全部工作过程,如图所示。任务资讯问题2：什么是数控机床的坐标系?任务1.2在数控机床上加工工件,刀具与工件的相对运动是以数字形式体现的,因此必须建立相应的坐标系,才能明确刀具与工件的相对位置。为了保证数控机床正确运动,保持工作的一致性,简化程序的编制方法,并使所编程序具有互换性,IS0标准和我国国家标准都规定了数控机床坐标轴及其运动方向。在数控机床上,机床的动作由数控装置控制,为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动,必须先确定机床上运动的位移和方向,这就需要通过坐标系实现,这个坐标系称为机床坐标系。任务资讯问题3：机床坐标轴用什么表示,相互的关系是怎样的?(1)基本坐标轴国标规定直线进给坐标轴用x、Y2表示通常称为基本坐标轴(2)右手直角笛卡儿法则--xy坐标轴的相互关系符合右手直角笛卡儿法则。如图所示,右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直,大拇指的指向为x轴的正方向,食指指向y轴的正方向,中指指向z轴的正方向。右手笛卡尔坐标系(3)围绕x、y、轴旋转的圆周进给坐标轴分别用a、b、c表示,根据右手螺旋定则,分别以大拇指的指向为+x、+y、+z方向,其余四指则分别指向+a、+6、+c轴的旋转方向,如图1-2-2(b)(c)所示。任务资讯问题4：如何确定机床坐标轴运动方向？(1)通常把传递切削力的主轴定为z轴。对于工件旋转的机床(如车床、磨床等),工件转动的轴为z轴;对于刀具旋转的机床(如镗床、铣床、钻床等),刀具转动的轴为z轴,如图1-2-3和图1-2-4所示。z轴的正方向取刀具远离工件的方向。（2）在工件的径向上,且平行于横向滑座,刀具远离工件旋转中心的方向为x轴的正向;对于刀具旋转的机床(如铣床、镗床、钻床等),若z轴是垂直的,面对刀具主轴向立柱看时,x轴正向指向右;若z轴是水平的,当从主轴向工件看时,x轴正向指向右。（3）当x轴与z轴确定之后,y轴垂直于x轴和z轴,其方向可按右手直角笛卡儿法则确定。任务资讯问题5：什么是机床原点与机床参考点？

机床原点又称机械原点,是机床坐标系的原点。该点是机床上一个固定的点,其位置是由机床设计和制造单位确定的,通常不允许用户改变。机床原点是工件坐标系、机床参考点的基准点,也是制造和调整机床的基础。

数控车床的机床原点一般设在卡盘后端面的中心,有的设在进给行程的终点。数控铣床的机床原点,各生产厂不一致,有的设在机床工作台的中心,有的设在进给行程的终点。

机床参考点是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点,是机床坐标系中一个固定不变的位置点。机床参考点已由机床制造厂测定后输入数控系统,用户不得更改。一般数控车床、数控铣床的机床原点和机床参考点位置如图所示,也有些数控机床的机床原点与机床参考点重合。任务资讯问题6：什么工件坐标系与工件原点？

工件坐标系是由编程人员根据零件图样及加工工艺,以零件上某一固定点为原点建立的坐标系,又称编程坐标系或工件坐标系。工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点。

在数控车床上加工工件时,工件原点一般设在主轴中心线与工件右端面(或左端面)的交点处,如图所示。数控车床工件原点设置

数控铣床上加工工件时,工件原点一般设在进刀方向一侧工件外轮廓表面的某个角上或对称中心上,z轴的编程原点通常选