第一章 数控机床概述 §1-1数控机床的产生和发展 一、

欢迎老师的光临。培训目标1，了解和确定加工坐标系概念2，了解如何设置加工坐标系3，了解加工坐标系确定原则4，机床加工坐标系(FANUC0M)设置步骤焦点，困难 1，加工坐标系概念2，如何设置加工坐标系3，CNC铣床(FANUC0M)2，计算机数控(CNC):为部分或全部基本数控功能(称为计算机数控)存储程序的专用计算机。第1章数控机床概述1-1数控机床的创建与开发，2、数控机床的创建与开发1、机器产品的自身要求生成单、多种小批量零件约80%以上2、开发1952年美国Parsons公司和MIT 3坐标数控立式铣床数控机床实用步骤-管零件1959年采用晶体管和PCB电路-第二代CNC系统1965年出现了小规模集成电路-第三代CNC系统1970年出现了小型计算机，取代了专用硬电缆设备第四代CNC系统(CNC系统)，1974年以微处理为核心的CNC系统第五代CNC系统(MNC系统) 我国从1958年开始到20世纪60年代末70年代初-开发了几个基于晶体管的数控系统，于1980年代初进入了1985年的实用阶段。1986-1990年数控机床大发展时期，300多种教室摘要这门课主要是学习数控编程的基础，数控机床的出现和发展。1-2数控机床工作原理和配置演示活动挂图：1、数控机床工作原理数控机床部件加工步骤：1、分析零件图、确定加工程序、代码编程2、数控设备输入3、数控设备解码、运算、机械角度伺服机构和辅助控制单元发送信号-驱动托架-穿孔磁带、磁带、磁盘(软盘、硬盘、内存RAM)2、输入设备角色：CNC设备穿孔磁带-光电阅读器磁带-光电阅读器磁带-刻录机磁盘-驱动器和驱动器卡MDI-手动输入，3，CNC设备角色4、伺服系统角色：将CNC设备发出的各种运动命令转换为机器移动零件的运动。5、位置反馈系统6、机床本体主要运动系统进料运动系统辅助部分(液压、气动、冷却、润滑)，1、CNC机床特性适合复杂零件加工，CNC设备具有良好的计算能力适应性和灵活性强的加工精度，高加工质量稳定闭环控制，提高精度，自动加工避免了人为错误生产效率高的零件加工时间第三，在适用的情况下，课堂摘要学习数控机床的工作原理和配置，这主要是学好数控编程过程的基础。工作 P221，3，5，CNC机床可按多种方法分类，一般分类方法按CNC机床加工原理分类，按CNC机床运动轨迹分类，按进料伺服系统控制方法分类。首先，根据数控机床加工原理分类的数控机床可以分为普通数控机床和特殊加工数控机床。1)一般CNC机床，如CNC车床、CNC铣床、加工中心、车削中心，原则是用切削刀具加工零件。2)用线切割数控机床等特殊加工数控机床加工高硬度毛坯。与Edm CNC机床一样，使用Edm原理加工工件的型腔。1-3数控机床分类，数控机床运动轨迹主要由点控制运动、直线控制运动和连续控制运动三种形式组成。1)点控制运动点控制运动表示刀具相对于工件的点位置，通常对刀具运动轨迹没有特殊要求，为了提高生产率并确保位置精度，机床设置了快速进给，接近端点时自动降速，以减少由于运动零件惯性引起的位置错误。2)直线控制运动直线控制运动是指刀具或桌子以给定速度直线移动。3)连续控制运动连续控制运动也称为轮廓控制运动，刀具或工作台按操作的轮廓轨迹移动，表示运动轨迹为任意方向的直线、圆弧、抛物线或其它函数关系的曲线。此数控系统具有轨迹插补器，可根据运动轨迹和速度精确计算和控制单个伺服电动机沿轨迹的运动。其次，通过伺服系统控制机器的每个运动零件的运动，根据由NC设备发出脉冲或电压信号的CNC机床运动轨迹。数控机床采用进料伺服系统控制方式，分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统三种形式。(1)开环控制系统该控制系统是步进电动机，没有位置测量元件，输入数据是数控系统运算，输出命令脉冲控制步进电动机运行，如图1-1所示，对执行机制没有检测，没有反馈控制信号，因此称为开环控制系统。开环控制系统设备成本低，易于调试，操作简单，但控制精度低，操作速度受步进电机的限制。图1-1开环控制系统，3，进给伺服系统控制方法，图1-2闭环控制系统，图1-2闭环控制系统，3)半闭环控制系统(图1-3)该控制系统的位置测量组件不是测量表的实际位置，而是测量伺服电动机的角，估计表偏移值，然后反馈到位置比较电路，指令的间接测量表位移的这种方法不能补偿CNC机床驱动链零件的误差，因此称为半闭环控制系统。半闭环控制系统比开环控制系统控制精度高，调试比闭环控制系统容易，设备的成本在开环和闭环控制系统之间。图1-3半闭环控制系统，1)基于硬件的CNC机床(NC机床)配置：晶体管和集成电路特性：通用性、灵活性不足、制造周期长度、成本高2)基于软件的CNC机床(cNC机床)配置：小型或小型计算机2) CNC铣削机床。3)加工中心。4) CNC钻孔工具(NCDrillingMachine)。5) CNC镗床。6) CNC齿轮加工机床(NCGearHollingMachine)。7) CNC曲面磨床(NCSurfaceGrindingMachine)。2，金属成型CNC机床3，CNC专用加工机床1) NC EDM机器(ncdiessinkingeletricdiscmgemchine)。2) CNC线切割机(NCWireElectricDischargeMachine)。3) CNC激光加工机(NCLaserBeamMachine)。4、不同类型的数控机床，5，根据加工方法分类，高、中、低经济数控：在我国由单板计算机、单片机和步进电机组成的数控系统等简单、低成本的数控系统教室摘要，6，按功能分类，1-4数控技术开发高灵活性：机床适应加工对象变化的能力3，高精度利用CNC系统的补偿功能采用高分辨率、响应快的绝对位置检测技术提高数控机床主体中基本大部件的结构刚度和热稳定性，4，高速机械方面：提高切削速度和减少辅助时间 CNC系统：CPU5，复合工艺复合功能复合化6 、主题：1.2.3加工坐标系、1、加工坐标系的确定加工坐标系是相对于确定的加工原点设置的坐标系。加工原点，也称为程序原点，表示装配零件后其编程原点在机床坐标系中的位置。加工过程中，CNC机床根据工件组装后确定的加工原点位置和程序要求进行加工。程序员可以根据零件图案选择编程原点、设置编程坐标系、计算坐标值，而不管工件毛坯夹具的实际位置。加工工人在装配工件和调试程序时，可将编程原点转换为加工原点，确定加工原点的位置，在NC系统中进行设置(即，提供原点设置值)，然后设置加工坐标系，从而确定刀具起点相对于刀具当前位置的坐标值。加工时，NC机床使用加工原点角度尺寸的坐标值，以便根据加工坐标系的精确位置开始加工。图1.12中的O3是加工原点。方法1:直接在“机床”坐标系中设置加工原点。例如：以1.12为例，在构成FANUC-OM系统的垂直CNC铣床上设定加工原点03。(1)加工坐标系的选取编程原点设置在工件轴心线与工件底面的交点处。如果将工作台工作面尺寸设置为800mm320mm，工件夹在工作台中间，则确定加工坐标系的位置，加工原点03位于机床原点O1处的X3、Y3、Z3。和x3=-345.700mm，y3=-196.220mm，z3=-53.165mm .2，设定加工座标系统，(2)设定加工座标系统指令，1) g54至g59设定加工座标系统G54对应于1号工件坐标系，其他的就像这样。您可以在MDI方式的参数设定页面上设定加工座标系统。如果所选加工原点O3的坐标值x3=-345.700 mmy 3=-196.220 mmz 3=-53.165mm设置为G54，则工件加工坐标1设置为数控系统。设置页面如图1.14所示。g54到g59是设定加工座标系的指令，2) g54到g59出现在加工程式中时，选取对应的加工座标系。方法2:通过刀具起点设置加工坐标系。(1)加工坐标系的选定加工坐标系的原点可设置在相对于刀具起点满足加工要求的空间点上。当刀具重新引导到参考点时，请注意，无论刀具运动如何，数控系统都知道其位置。也就是说，刀具起点是已知点。(2)用于设置加工坐标系的命令图1.15设置加工坐标系，G92是设置加工坐标系的命令。程序中出现G92程序段时，刀具通过刀具起始点(即当前位置)设置加工坐标系。G92指令的程式设计格式：执行程式区段时，会根据刀具起点设定加工原点，如图1.15所示。如图1.15所示，使用G92设置加工坐标系相当于从加工坐标系确定刀具起点的坐标值，并将其写入G92编程格式。示例：在图1.16中，使用G92命令在a=50mm、b=50mm和c=10mm处设置加工坐标系。设定程式以设定加工座标系的指令G92X50Y50Z10，G92，1.2.4机械加工座标系设定范例下的CNC铣削机床(FANUC0M)加工座标系设定为范例，选取加工零件阵列(如图1.17所示)，确定程式设计原点位置后，您可以设定加工座标系，如下所示：1、机床重新参照点准备，检查机床坐标系；2、夹紧工件毛坯通过夹具定位零件，使工件的位置基准与机器运动方向相同。3、刀具测量用直径为10的标准测量杆、3英尺对刀测量的X=-437.726、Y=-298.160进行测量，如图1.18所示。Z=-31.833，如图1.19所示。4、计算设置根据设置计算前面测试的每个数据，如图1.18所示。X座标设定：X=-437.726 5 0.1 40=-392.626mm，注意：-437.726mm x座标显示值；5mm是测量杆半径值。0.1mm是插头厚度。40.0编程原点到工件在x坐标方向上指定基准位置的距离。图1.19Z方向刀具方法Y坐标设置：Y=-298.160 5 0.1 46.5=-246.46mm注意：-298.160mm是坐标显示值，如图1.18所示；5mm是测量杆半径值。0.1mm是插头厚度。46.5编程原点到工件在y坐标方向上指定基准位置的距离。Z坐标设置：Z=-31.833-0.2=-32.033mm。注意：-31.833显示坐标的值。-0.2是插头厚度，如图1.19所示。计算结果：x-392.626；y-246.460；Z-32.033。5、将开关置于“加工坐标系设置MDI方法”中，然后转至“加工坐标系设置”页面。如果输入数据为： X=-392.626y=-246.460 z=-32.033，则加工原点在“机床”坐标系中X=-392.626；y=-246.460；位于Z=-32.033的位置。6、对设定值校正初学者，在执行加工原点设定后，应进一步校正设定值，以确保参数正确。校准操作的具体过程是设置G54加工坐标系，然后再次进行机械参考点操作，显示值X 392.626、Y 246.460和Z 32.033。这表示设置了G54加工坐标系后，机床原点在加工坐标系中的位置被指定为X 392.626、Y 246.460、Z 32.033。这也表明G54的设置是正确的。大多数控制系统使用带有位置测量元件和位置比较电路的伺服电动机。如图1-2所示，测量组件安装在工作台上，测量工作台的实际位移值反馈给数控装置。位置比较电路将测量元件反馈的表中的实际位移值与命令中的位移值进行比较，用比较的错误值控制伺服电动机操作，直到到达实际位置，这称为闭环控制。闭环控制系统控制精度高，但机器刚度好，对机器