数控加工原理与编程基础知识

项目一

数控加工原理与编程基础第1节数控加工概述第2节数控机床坐标系统第3节数控编程基础第一节§1.1数控加工概述

一、数控、数控机床与数控加工数字控制：是以数字化信号对机构的运动过程进行控制的一种方法。简称为数控（NC）。数控机床：指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。数控加工：泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。数控机床与普通机床比较：

数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和动作自动控制的功能部件，使数控机床能够自动完成对零件加工的全过程。其控制的媒介：数字程序（学习重点）

二、不同加工方式示例

成型零件

成形车刀仿型加工靠模板数控加工

采用数控机床加工零件时,只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，数控机床便按照事先编好的加工程序,自动地对被加工零件进行加工.x-y数控拖板变频主轴机床本体数控系统及其操作面板行程开关控制电柜Z轴伺服电机§1.2数控机床组成

一、数控机床的组成数控机床组成输入输出装置数控装置伺服驱动系统机床本体二、数数控机机床各各部分分的作作用1.输输入入装置置作用：：输入入程序序（人人机））、控控制参参数、、补偿偿量等等方式：：键盘盘输入入纸带输输入（（穿孔孔纸带带）磁盘输输入（（硬盘盘、软软盘、、U盘盘）网络通通讯(RS232、、DNC、、TCP/IP）2.数数控控装置置（NC)___数控机机床大大脑作用：：数控控机床床核心心部件件（战战略物物资、、东芝芝事件件）☻接受输输入信信息☻运算与与处理理(译译码、、运算算、逻逻辑处处理)☻产生输输出脉脉冲（（动作作、运运动指指令））计算机机的功功能CNC：计计算机机数字字控制制装置置CNC系统统构成成CNC装置置控制软软件(软件件功能能)硬件电电路(硬件件功能能)主轴伺伺服单单元主轴驱动装装置可编程程控制制器进给伺伺服单单元进给驱动装装置测量装装置(位置置\速速度)程序序操作面面板输入输输出设设备机床床M.S.T\辅辅助指指令信信号主轴电电机主轴动动作完成进进给动动作PLC完成开开关动动作伺服驱驱动系系统进给电电机电→机机信号转转换\放大大经插补补运算算,输输出各各坐标标轴进进给速速度、、进给给方向向和位位移量量指令令经逻辑辑运算算,输输出主主轴变变速、、换向向和起起停信信号选择和和交换换刀具具的刀刀具指指令信信号辅助指指令信信号:冷却却、润润滑、、夹经经紧、、松开开、分分度等等.控制信信号3.伺伺服服系统统：数控机机床的的动力力装置置作用：：接受受数控控装置置的输输出驱动与与放大大实现电电→机转换换§1.3数数控控加工工原理理数控加加工过过程零件件图图纸纸工艺分分析数值计计算编制并并输入入程序序安装工工件对刀试试切加工检检验数控加加工原原理概概述数控加加工原原理就是将将零件件图形形和工工艺参参数、、加工工步骤骤等以以数字字信息息的形形式，，编成成程序序代码码输入入到机机床控控制系系统中中，再再由其其进行行运算算处理理后转转成驱驱动伺伺服机机构的的指令令信号号，从从而控控制机机床各各部件件协调调动作作，自自动完完成零零件的的加工工。三、数数控加加工的的特点点（优优点））1.加加工工精度度高，，加工工质量量稳定定☻数控机机床的的机械械精度度高☻数控机机床的的控制制精度度高（（0.001mm/P））☻无人为为误差差，加加工的的一致致性好好2.数数控加加工的的生产产效率率高☻极大地地缩短短加工工的辅辅助时时间（（快速速行程程、自自动换刀刀）☻免划线线工序序☻粗、精精加工工一次次装夹夹完成成☻无需中中途停停车检检测3.对对加工工对象象的适适应性性强.单件、、小批批生产产易于于获得得好效效益4.易易于实实现CAD/CAM一体体化及及构成成计算算机集集中控控制系系统.§1.4几几个个数控控加工工常用用术语语1、坐标联联动加加工数控机机床加加工时时的横横向、、纵向向等进进给量量都是是以轴轴坐标标数据据控制制的。。如：：两坐坐标车车床、、三坐坐标铣铣床、、五轴轴加工工中心心等。。坐标联联动：：坐标轴轴的非非独立立运动动。即即：一一个轴轴的运运动要要受到到其它它轴运运动的的制约约。2、脉脉冲当当量脉冲当当量:单位脉脉冲作作用下下进给给轴移移动的的距离离。单位：：mm/脉冲冲如如0.001mm/P脉冲当当量的的大小小与数控控系统统的水水平有有关。。0.05～0.001脉冲产产生：运动动控制制指令令（自自动））、按按键触触发发或手手摇脉脉冲发发生器器（手手动操操作））3、进进给速速度与与速度度修调调进给速速度：：单位时时间内内坐标标轴移移动的的距离离。（加工工时刀刀具相相对于于工件件的移移动速速度））单位：：mm/minmm/r速度修修调：通过过修调倍倍率对速度度进行行适量量修修调。。数控机机床在在加工工过程程中能能通过过速度度修调调实时调整进进给速速度和和主轴轴转速速，便便于加加工。。4.插插补补运算算在组成成轨迹迹的直直线段段或曲曲线段段的起起点和和终点点之间间，按按一定定的算法进行数据点点的密密化工作，，以确确定一一些中中间点点的方方法就就称之之为““插补”。计算插插补点点的运运算称称为插补运运算.插补运运算的的任务务就是是把这这种时实计算出出的各各个轴轴的位位移指指令输输入伺伺服系系统,实现现成形形运动动.逐点比比较法法逐点比比较法法插补运运算是是以区域判判别为特征征，每每走一一步都都要将将加工工点的的瞬时时坐标标与相相应给给定的的图形形上的的点相相比较较，判判别一一下偏偏差，，然后后决定定下一一步的的走向向。这这样就就能得得到一一个接近给给定图图形的的轨迹迹，其最最大偏偏差不不超过过一个个脉冲当当量逐点比比较法法图示示5.刀刀补补运算算零件的的加工工程序序一般般是按按零件件轮廓廓和工工艺要要求的的进给给路线线编制制的,而数数控机机床在在加工工过程程中所所控制制的是是刀具具中心心的运运动轨轨迹.不同的的刀具具,其其几何何参数数也不不相同同.加工前前必须须将编编程轨轨迹变变换成成刀具具中心心的轨轨迹,这样样才能能加工工出