工业机器人应用(FANUC) 课件全套 项目1-7 走进机器人数控加工- 机器人数控进行加工典型工件

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从企业到大学机器人数控加工发展历史及现状目录一、机器人数控加工发展历史及现状三、机器人数控加工发展方向二、数控加工发展模式学习目标1.了解机器人数控加工发展历史及现状通过学习了解数控加工发展历史及现状通过学习数控加工发展模式，了解机器人数控加工发展方向2.了解机器人数控加工发展方向一、机器人数控加工发展历史及现状机器人发展和数控加工技术的发展可以说是同源，各自在不同的领域得到巨大的发展。先说机器人（Robot），是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。再说数控加工技术，要引入数字控制（NumericalControl）的概念，简称“数控（NC）”。数控是采用数字化信息实现加工自动化的控制技术。数控设备是采用了数控技术的机械设备，也可以说装备了数控系统的机械设备。一、机器人数控加工发展历史及现状数控技术起源于航空工业的需要，20世纪40年代后期，美国一家直升机公司提出了数控机床的初始设想。1、数控技术起源50年代初，美国Parsons（帕森斯）公司和麻省理工学院（简称“MIT”）共同成功开发了第一代数控机床（CNC）。一、机器人数控加工发展历史及现状1959年，美国Keaney&Trecker（卡耐特雷克）在数控铣床的基础上开发出数控加工中心，有刀具库且具备刀具自动交换装置，通过穿孔带的指令主动选择刀具，并通过机械手把刀具安装在机床主轴上，可完成对工件加工。1961年Unimation公司生产第一台工业机器人，取名为“Unimate”。一、机器人数控加工发展历史及现状60年代，主要研究第一代可编程机器人，其推动了机器人技术得到非常大的发展。同时，60年代也是数控技术迅速发展的时期。1967年，英国最早将几台数控机床连接组合成具备柔性的加工系统，为柔性制造FMS。后续美国、欧洲和日本也接着开发和利用此系统。70年代，出现了第二代感知机器人，发展成计算机数控系统（简称“CNC”）。80年代，成为第三代智能机器人的发展阶段，使得机器人的应用达到了崭新的水平。同时出现了计算机集成制造系统（简称“CIMS”）。90年代，国际上开始发展了基于PC-NC的智能数控系统。进入21世纪，工业机器人技术将向具有多感知能力、行走能力、对环境自主性强的智能机器人的方向发展。一、机器人数控加工发展历史及现状在数控机床加工应用领域，本土机床上下料机器人与数控机床的融合应用已在先端发展之列。从行业应用层次来看，也发生较大改变：(1)工作岛：单对单联动机加、单对多联机加工。一、机器人数控加工发展历史及现状(2)柔性制造系统(FMS)：基于网络控制的柔性机加线，应用PLC控制平台，通过工业以太网总线方式，将多台机器人、多台数控机床及其辅助设备进行联网组线，按节拍进行有序自动生产。一、机器人数控加工发展历史及现状(3)数字化车间：借助CAD\CAM\CAPPS\MES辅助生产工具、物流技术及传感技术，具备生产过程监控、在线故障实时反馈、加工工艺数据管理、刀具信息管理、设备维护数据管理、产品信息记录等功能，满足无人化加工需求，实现加工系统的生产计划、作业协调集成与优化运行。一、机器人数控加工发展历史及现状(4)智慧工厂：借助智能化车间布局和ERP信息化管理系统，将最大限度地给传统生产方式带来革新。信息管理系统的数据库可以通过网关与各种外部的信息系统进行接口，将车间接入ERP系统，查询车间生产状态，实现企业资源的高效配置;借助其短信平台、邮件平台，可以向管理员进行设备故障、生产进度等信息的实时汇报。二、数控加工发展模式目前数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。数控技术关系到国家战略地位和国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现制造业生产过程自动化，已经成为当今制造业的发展方向。机械制造的竞争，实质上是数控的竞争。三、机器人数控加工发展方向目前国际上对机器人数控加工的发展现状主要有两个方向：一是机器人的智能化、多传感器、多控制器，先进的控制算法、复杂的机电控制系统；二是与生产加工相联系，在满足工作要求的基础上，主要采用性价比高的模块，大量采用工业控制器，市场化、模块化的元件。总结通过本节的学习，大家对机器人数控加工发展历史及现状有了一个基本的认识和了解，为后续的深入学习做好准备。经

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从企业到大学数控加工基本概念目录一、数控加工定义三、数控加工缺点二、数控加工优点学习目标1.理解数控加工定义通过学习数控技术起源，数控特点和数控系统，理解数控加工定义通过学习了解数控加工优点和缺点2.理解数控加工优缺点一、数控加工定义数控机床发展的初期是以连续轨迹的数控机床为主，连续轨迹控制又称轮廓控制，要求刀具相对于零件按规定轨迹运动。以后大力发展点位控制数控机床，点位控制是指刀具从某一点向另一点移动，最后能准确地到达目标而不管移动路线如何。1、数控技术起源

（a）点位控制（b）点位直线控制（c）连续轨迹控制一、数控加工定义数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度要求高等问题和实现高效率和自动化加工的有效途径。2、数控技术定义一、数控加工定义我国于1958年由清华大学和北京第一机床厂合作研制了第一台数控铣床X53K1。2、数控技术定义一、数控加工定义2、数控技术定义高速五轴机器人加工中心：常应用于精加工，铸造切边，模具成型，钻孔，车螺纹，修边，曲面加工，焊料加工。一、数控加工定义数控加工的最大特点是用穿孔带(或磁带)控制机床进行自动加工。3、数控技术特点飞机和火箭制造发动机制造连续控制点位控制连续控制一、数控加工定义先进的数控加工技术：4、数控系统计算机数控小型或微型计算机，代替控制器，存贮在软件执行。直接数控一台计算机控制多台理想的控制系统连续改变加工参数自适应控制数控的发展硬件、软件的发展。一、数控加工定义先进的数控加工技术：4、数控系统计算机辅助编程（自动编程）：写出程序计算机翻译RS232\RS422\网卡APT语言，它大体上分为主处理程序和后置处理程序。一、数控加工定义4、数控系统APT:AutomaticallyProgrammedToolsAPT语言，它大体上分为主处理程序和后置处理程序。主处理程序程序翻译，算出刀具轨迹后置处理程序把刀具轨迹编成数控机床的零件加工程序二、数控加工优点大量减少工装数量质量稳定，加工精度和重复精度高减少准备、机床调整、检验和切削时间加工复杂型面和无法观测的加工部位标题1标题2标题3标题4三、数控加工缺点缺点机床设备费用昂贵要求维修人员具有较高水平。总结通过本节的学习，要理解两个方面的内容：1、数控加工定义。2、数控加工优点及缺点经

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从企业到大学数控加工机器人的分类目录一、六轴关节数控机器人二、桁架式机械手一、六轴关节数控机器人六轴关节机器人可以降低废品率和产品成本，提高了机床的利用率，降低了工人误操作带来的残次零件风险等，其带来的一系列效益也十分明显，例如减少人工用量、减少机床损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力，比传统的自动化工艺更加先进。二、桁架式机械手桁架式机械手又称之为数控CNC机械手、机床机械手、数控车床机械手，桁架式机械手是一种模拟人手操作的自动机械。它可按固定程序抓取﹑搬运物件或操持工具完成某些特定操作。CNC机械手可以代替人从事单调、重复、繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全。1、桁架式机械手简介二、桁架式机械手桁架式机械手是一种建立在直角X，Y，Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备。其控制核心通过工业控制器（例：PLC、运动控制）实现。2、桁架式机械手工作原理二、桁架式机械手2、桁架式机械手工作原理桁架机器人单机版桁架机器人双联机桁架机器人多联机桁架机器人二、桁架式机械手单臂：一个机械手臂负责两台机床上下料。双臂：两个机械手臂各自对应一台机床。单臂双联机双臂双联机双联机桁架机械手根据产品的工艺需要二、桁架式机械手机械手由结构框架、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件、工装夹具以及控制柜，六部分组成。其中：3、桁架式机械手组成结构二、桁架式机械手（1）结构框架：由立柱等结构件组成，其作用是将各轴架空至一定高度，多由铝型材或方管，矩形管，圆管等焊接件构成。3、桁架式机械手组成结构二、桁架式机械手（2)

X轴组件、Y轴组件、Z轴组件：三个运动组件为桁架机械手的核心组件，其定义规则遵循笛卡尔坐标系；各轴组件通常由结构件、导向件、传动件、传感器检测元件以及机械限位组件等五部分组成。3、桁架式机械手组成结构二、桁架式机械手（3）工装夹具：根据工件形状大小材质等有不同形式如：真空吸盘吸取，卡盘夹取，托取或针式夹具插取、磁力吸取等形式。3、桁架式机械手组成结构二、桁架式机械手（4）控制柜：其相当于与桁架机械手的大脑作用，通过工业控制器，采集各传感器或按钮的输入信号，来发送指令给个执行元件按既定动作去执行。3、桁架式机械手组成结构总结通过本节的学习，要理解两个方面的内容：1、六轴关节数控机器人的特点。2、桁架式机械手的特点。经

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从企业到大学机器人数控加工评价标准目录一、ISO标准三、NMTBA标准二、VDI3441标准四、JIS标准一、ISO标准为了标定机床的定位精度，必须在运动轴向上建立一些目标位置点，然后根据目标位置点对应的一系列实际位置点计算标准不确定度的分布情况。这种方法基于最差定位精度的情形，并且包含了所有的可能。1、ISO标准简介一、ISO标准所有正态最上端曲线和最下端曲线的展宽即为定位精度，由于存在反向量差，双向靠近时发散度大，精度值也更大。重复精度是指目标点处一条正态曲线最大展宽。因此这种方法基于最差定位精度的情形，并且包含了所有的可能。1、ISO标准简介一、ISO标准2、ISO标准评价指标平均位置偏差反向差值定位精度重复精度指某一位置处定位偏差的代数平均值指分别从不同方向接近目标点时的平均定位偏差的差值，评价时以最大反向差值做为依据。指与极限值的最大差值。指正态曲线的最大展宽，大小取决于扩展不确定度的覆盖因子。二、VDI3441标准欧洲机床生产商，特别是德国厂家，一般采用VDI3441标准。该标准定位精度由四项指标组成：定位不确定度（P），定位发散度（Ps），反向量差（U），位置偏差（Pa）。1、VDI3441标准简介二、VDI3441标准定位不确定度P与国标ISO标准中的定位精度差不多，都是计算沿轴向正态曲线的最大展宽，唯一的不同是VDI标准将两根正态曲线合为一体，通过先取其平均值，再进行六次平均标准差得出，然后将反向量差除以2，每一半加至平均正态曲线的一端，这条合并的曲线即为发散度。重复精度是由目标点对应的最大定位发散度加上反向误差而得，但是值得注意的是德国VDI标准的包含因子为3。1、VDI3441标准简介二、VDI3441标准A、位置偏差：沿轴向的目标点与对应的实际位置点平均值之间的最大差值。B、反向量差：与ISO标准的反向差值一样。C、定位精度：该项指标反向差值参与了运算。D、重复精度：包含因子为3。2、VDI3441标准评价指标三、NMTBA标准美国机床生产商通常采用NMTBA（NationalMachineToolBuilder‘sAssn）标准。1、NMTBA标准简介三、NMTBA标准美国NMTBA标准与ISO标准很相似，但是区别有两点：第一，NMTBA标准以正负值表示，而VDI和ISO标准以绝对值表示，实际上绝对值与正值和负值相等，只是技术上表述不一样而已。第二，NMTBA标准采用“滑动尺”，这样精度便把轴的长度联系起来了。但是ISO标准与轴的长度无关。1、NMTBA标准简介三、NMTBA标准A、定位精度：与ISO相似，但是采用分步。B、重复精度：与德国VDI标准相似，分为单向重复和双向重复。2、NMTBA标准评价指标四、JIS标准日本机床生产商标定“精度”时，通常采用JISB6201或JISB6336或JISB6338标准。JISB6201一般用于通用机床和普通数控机床；JISB6336一般用于加工中心，JISB6338则一般用于立式加工中心。1、JIS标准简介四、JIS标准A、定位精度：实际位置与对应目标位置差值的最大值。B、重复精度：在任意一点相同方向重复定位7次，误差读数以在目标点的最大分散度除以2，再加上“±”值。2、JIS标准评价指标总结综上所述，四种标准中，ISO标准和德VDI3441国标准均比美国NMTBA标准和JIS-B6330标准精度要求高，而且前两者评价项目更全面。总结通过本节的学习，要理解两个方面的内容：1、学习理解数控加工评价四个标准。2、理解四个标准的比较情况。项目二

机器人数控加工规划数控加工刀具基本知识及选用学习目标1.了解机器人数控加工的刀具基本知识通过学习了解和掌握机器人数控加工刀具的知识通过学习数控加工刀具选用标准，掌握刀具的选用方法2.掌握数控加工刀具的选用机器人数控加工工装选用工装：即工艺装备:指制造过程中所用的各种工具的总称。机器人数控加工工装选用刀具：数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。刀具按照结构的分类刀具材料应具备的基本性能02强度和韧性防止刀具断裂、崩刃硬度和耐磨性60HRC01耐热性能承受高的切削温度03工艺性能和经济性好的性能，高的性价比041.刀具的种类1.1常见的刀具1.1.1铣刀

1.1.10T型刀1.1.2丝攻1.1.11燕尾槽刀1.1.3钻头

1.1.12特殊成型刀1.1.4绞刀1.1.13其他…..1.1.5镗孔刀1.1.6沉头刀1.1.7钢圆锯1.1.8倒角刀1.1.9內角R刀1.刀具的种类1.2按刃部制作方式分类1.2.1

舍弃式刀具1.2.2整体式刀具1.2.3焊刃式刀具1.刀具的种类1.3.2球刀1.3.3圆鼻刀(牛鼻刀)ＲＲ1.3铣刀刀头的形状1.3.1平刀９０°2.铣刀各部位名称2.1铣刀类型一刀径（Φ､ｍｍ）柄径（Φ、ｍｍ）刃长（ｍｍ）全长（ｍｍ）OSG刀具表示方式

:刀径

全长

×刃长

×柄径

ＥＤＳΦ１０７０×１８×１０2.铣刀各部位名称2.2铣刀类型二OSG刀具表示方式

:刀径×有效长

全长

×刃长

×柄径刀径（Φ､ｍｍ）柄径（Φ、ｍｍ）有效长（ｍｍ）全长（ｍｍ）刃长（ｍｍ）LN-ＥＤＳΦ１×

1245×1.5×43.刀具的材质4.刀具涂层的使用4.1涂层的作用

让切屑把热量带走,隔绝热源导热到刀具增加刀具表面硬度4.1.2导热性(隔绝):4.1.3磨擦系数:磨擦系数大的刀具,容易产生积屑瘤4.1.1硬度

:6.刀具夹持方式6.1侧面锁定型式夹头优点:1.成本低2.容易购买缺点:1.很难保证刀具的平衡2.不适合高速加工6.刀具夹持方式6.2卡盘型夹头优点:1.夹紧力强2.同心度较好3.适合多种尺寸的刀具4.刚性优于弹簧夹型夹头5.成本不高,清洗方便缺点:1.每个夹头适用的刀柄有限2.为防止刀具损伤必须使用专用扳手来紧固夹头.6.刀具夹持方式6.3弹簧夹型夹头优点:1.夹紧力强2.同心度好3.适合多种尺寸的刀具4.成本低,方便清洗缺点:1.每把刀具的同心度都必须经过检验2.难保持制造商指明的平衡标准3.使用者需要一定的技术6.刀具夹持方式6.4液压型夹头优点:1.夹紧力可满足加工需求2.同心度较好3.很好的动平衡性能缺点:1.刀柄尺寸必须与夹头内径匹配2.通常为保持适当的长径比,刀柄不能太长3.成本较高6.刀具夹持方式6.5热缩性夹头优点:1.极强的刀具挟持力2.优异的同心性3.优异的动平衡性能缺点:容易因使用者操作不当而损坏6.刀具夹持方式δ＝6.6.1当装夹长度增加为原本2

倍时,让刀量变成8倍6.6.2当刀径增加为原本2

倍时,让刀量变成1/16

倍6.6刀具装夹的长度与让刀量之间的关系6.74ｘPｘL3EｘD4ＰδＬＤ6.刀具夹持方式6.10长径比(LDR)与切削速度的关系ＤL当长径比(LDR)在1:5以内,进给率可以达到90%~100%.当刀径比在1:7~8,进给率仅可以达到50%.当刀径比在1:10以下,进给率仅可以达到30%.9.顺铣和逆铣切削厚度由最零逐渐加到最大切削厚度由最大逐渐减小到零10.步距与切深10.1步距(Rd)与切深(Ad)的解释10.1.1类型一AdRdAdRd11.切削参数计算公式11.1线速度(外周刃端的速度)11.1.1:定义:什么是线速度→工具的外周刃在回转时,单位时间内（1分钟内）能前进多少距离（单位ｍ／ｍｉｎ)11.切削参数计算公式11.1.2:线速度计算公式π・D・N1000V==一分钟内前进的距离（单位ｍ／ｍｉｎ)=圆周率

×(转速/分)

换算成ｍ

Ｎ：转速（min-1）

Ｄ：刃径（mm）11.切削参数计算公式11.1.3:线速度计算公式举例一刃径

=Φ10转速

=500(min-1)切削速度

V=?

m/minV==3.1415×10×5001000=15.7（m/min）π・D・N100011.切削参数计算公式11.2进给速度与每刃进给量(单刃切削量)工作台在单位时间(1分钟)内移动多少距离（毫米）→单位(mm/min)什么是进给速度？什么是每刃进给量？与切削速度无关，是体现刀具负荷的指标→单位(mm/刃)11.切削参数计算公式11.2.2:进给速度计算公式F=f

×

n

×

NF=工作台进给的速度(mm/min)f=每刃的进给量(mm/刃)n=刃数N=转速(min-1)11.切削参数计算公式11.2.3:进给速度计算公式举例一进给速度

每刃进给量例：进给速度＝１６０mm/min

转速＝８００min-1

刃数＝４f=FN

×

n160800

×

4

=

=

0.05(mm/刃)14.数控刀具选用1）刀具材料的选用原则：数控刀具材料主要有金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂层刀具、硬质合金刀具和高速钢刀具等。刀具高硬钢耐热合金钛合金镍基高温合金铸铁纯钢高硅铝合金FRP复材料PCD××◎×××◎◎PCBN◎◎○◎◎◎●●陶瓷刀具◎◎×◎◎●××涂层硬质合金○◎◎●◎◎●●TiCN基硬合金●×××◎●××钨钢●◎×○◎●◎◎注1：符号含义是：◎-优，○-良，●-尚可，×-不合适。注2：PCD为聚晶金刚石刀具，FCBN为聚晶立方氮化硼刀具。14.数控刀具选用2）根据数控刀具的参数计算切削用量来判定选用。（1）线速度的计算。线速度是刀具的外周刃在回转时，在单位时间（如1分钟）内能够前进的距离，单位为m/min。线速度V的计算：D为刀具的直径（可简称“刀径”），D单位为mm，N为主轴转速，N单位为r/min，V为线速度，V单位是m/min。14.数控刀具选用2）根据数控刀具的参数计算切削用量来判定选用。（2）进给速度计算。进给速度，工作台在单位时间(如1分钟)内移动的距离，单位为mm/min。进给速度分为切削进给速度F和进给速度Vp，切削进给速度F计算如公式2-3所示，进给速度Vp计算其中f为每刃的进给量，f和切削速度无关，是反映刀具负荷的指标，单位为mm/刃，n为刃数，N为主轴转速，N单位为r/min，Kp为进给率下切系数。总结通过本节的学习，要理解两个方面的内容：1、机器人数控加工工装的定义。2、数控加工刀具的基本知识和选用。项目二

机器人数控加工规划数控加工电主轴基本知识及选用学习目标1.了解机器人数控加工的电主轴基本知识通过学习了解和掌握机器人数控加工电主轴的知识通过学习数控加工电主轴选用标准，掌握电主轴的选用方法2.掌握数控加工电主轴的选用机器人数控加工工装选用工装：即工艺装备:指制造过程中所用的各种工具的总称。1.数控加工主轴基本知识数控加工主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（轮或带轮）等组成主轴部件衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。动、静刚度2.主轴基本知识机床主轴根据驱动方式分为机械主轴和电主轴。机械主轴是外置的电动机通过皮带或联轴器驱动主轴旋转；电主轴是由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，由于没有中间传动环节，有时又称它为“直接传动主轴”。2.主轴基本知识电主轴（high-frequencyspindle）在JB/T10801.1-2014

电主轴第1部分:术语和分类中的定义：集成电动机功能的主轴单元，即将电动机内置于主轴单元中，形成电动机、主轴一体化的精密轴系组件。代号：D。2.主轴基本知识结构形式3.电主轴基本知识结构简单紧凑便于专业化生产运行平稳延长寿命电机内置及直接驱动好处带轮或者齿轮传动高速下加剧振动提高主轴刚度，提高系统固有频率高速下快速准停，直接驱动少转动惯量坏处不利于散热，需要专业的冷却装置。5.电主轴原理与结构1、轴壳：主要部件，尺寸精度和位置精度，两端开放型。2、转轴：主要回转主体，制造精度，动平衡测试。3、轴承：核心支承部件，大小、布置和润滑方法。4、定子与转子：矽钢片，转子铁芯、鼠笼、转轴。5.电主轴原理与结构工作原理：高速电主轴电机的绕组相位互差120°,通后,三相绕组各自形成一个正弦交变磁场,合成一个强度不变、磁极朝一定方向恒速旋转的磁场,磁场转速就是电主轴的同步转速。5.电主轴原理与结构工作原理：公式：n=60f/pn：异步电动机的同步转速f:输入电机定子绕组电流的频率P：电机定子的极对数5.电主轴原理与结构转速：通过利用变换输入电动机定子绕组的电流的频率和激磁电压来获得各种转速。转向：改变电主轴输入电流的相序,便可改变电主轴的旋转方向。6.电主轴融合的技术陶瓷材料（主要指si3n4工程陶瓷）因具有密度小、弹性模量高、热膨胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能，从而成为制造高速精密轴承的理想材料。7.电主轴分类按照用途来分类：用途加工中心用电主轴数控车床用电主轴磨削用电主轴钻削用电主轴雕铣用电主轴特殊用电主轴8.电主轴基本参数电主轴型号：按照JB∕T10801.1-2014电主轴第1部分：术语和分类的标准有安装外径尺寸、用途分类、最高转速、轴承支撑和润滑方式、额定功率、改型等代号组成。8.电主轴基本参数电主轴型号：用途分类代号用大写拼音字母表示：安装外径尺寸代号用阿拉伯数字表示，单位是毫米（mm）。比如：安装外径尺寸24cm，代号表示为“240”8.电主轴基本参数电主轴型号：轴承支撑和润滑方式代号用大写拼音字母表示：最高转速代号用最高转速的千分之一表示，单位是转每分（r/min）。比如：最高转速为12000r/min，表示为“12”8.电主轴基本参数电主轴型号：改型代号可按拼音字母顺序给出，尽量避免使用定义过的字母。额定功率代号用阿拉伯数字表示，单位是千瓦（kW）。比如：额定功率为12000W，表示为“12”9.电主轴基本参数转速

n=60f/p，电主轴一般为异步电动机。输出功率用P表示。一般随电源频率和电压而变化。输出转矩用M表示，最大转矩表示电主轴的过载能力。额定转矩表示负载能力，最大转矩一般是额定转矩的2倍左右。瞬间最大负载转矩不能超过电主轴的最大转矩，工作转矩稍小于电主轴的额定转矩。9.电主轴基本参数转矩和转速、功率的关系：恒转矩调速一般用于磨削用电主轴或者小型铣削用电主轴，注重考核高速时候的性能。恒功率调速一般在起步或者低速阶段采用恒转矩调速。在高速时候采用恒功率调速。公式：9.电主轴基本参数Dmn值电主轴刚度和转速的综合特征参数，Dm为轴承中径,n为电主轴工作转速。Dmn值越大,其电主轴性能越高。Dmn值恒定,n越大，则Dm

值越小，刚性差。在保证高转速，尽可能加大主轴的直径，提高刚性。Dmn值<1.2×106时,

可采用油脂润滑；Dmn值>1.2×106时,

要求采用油雾润滑；Dmn值>2×106时,必须采用油气润滑。9.电主轴基本参数刚度和精度和电主轴的前后轴承的配置方式、主要零件的制造精度、选用滚动轴承的尺寸的大小和精度等级、装配的技艺水平和预加载荷有关。10.电主轴选用选用步骤：1.根据应用场合。确认主轴的大类。然后到电主轴手册中找到对应的大类。10.电主轴选用2.根据负载工况和扭矩要求。计算出需要的功率，以及此功率对应的转速。电主轴手册中找到满足功率、转速要求的型号。功率、转速确定，电主轴的外径确定。常用电主轴外径一般是φ80，φ100，φ120，φ140等。10.电主轴选用3.确认需要的刀柄类型。同一种型号电主轴有几种刀柄类型可供选择。10.电主轴选用4.确认是否需要刚性攻丝。若需要，需要配相应编码器。10.电主轴选用5.确认换刀方式。电主轴有自动和手动换刀两种方式。自动换刀方式须配拉刀机构，长度会增加。10.电主轴选用6.确认电主轴冷却方式。一般有自冷，风冷，水冷和油冷几种方式。水冷用的最多根据电主轴的发热量配相应的功率的冷却水系统。10.电主轴选用7.确认润滑方式。一般有油脂润滑，油雾润滑，油气润滑。油脂润滑转速相应要低。油雾，油气润滑转速高，但要配相应润滑系统。10.电主轴选用8.确认主电源电压。一般为AC380V/220V。10.电主轴选用9.根据最高转速，算出对应的频率。选用最大频率满足要求的变频器。11.数控加工主轴选用选用实践：1）结合机器人数控加工需求，需要满足平面和曲面铣削加工，因此选用雕铣用电主轴，考虑国产品牌，选用振宇品牌的雕铣用电主轴，在此品牌的相应的选型手册。2）使用变频器输入给电机定子绕组电流的频率f是300Hz，电机定子的极对数p是1，假设额定转差率SN很小，可忽略，已知所需的电主轴额定转矩M为2.38Nm。已知额定转差率SN=0，额定转速nN=n1・(1-SN)，又由公式可得，n1=60f/p，则额定转速nN=n1・(1-SN)=(60f/p)・(1-SN)=(60x300/1)x(1-0)=18000(r/min)；11.数控加工主轴选用选用实践：由公式可得，M=975Px9.8/nN得到，P=M・nN/(975x9.8)=2.38x18000/(975x9.8)=4.48（kW）。由上所得，所需的电主轴转速18000r/min，功率是4.5kW。在选型手册上选择对应的型号，在电主轴规格表选择电主轴型号所在范围为4.5kw-ER32带和4.5kw-ER32不带。11.数控加工主轴选用选用实践：3）其他方面的选型（1）选择电主轴带夹头螺母的形式夹持刀柄，对应型号为EM32UM，夹持刀具范围为（3-20）mm。（2）根据需求，不需要刚性攻丝。选择手动换刀的方式。采用风扇冷却的方式，适合4.5kW小功率的电主轴。（3）18000转每分钟的电主轴为高速电主轴，可选择油气润滑的方式。（4）主电源电压为AC

220V或380V。（5）已知电主轴最高转速18000r/min，对应的频率为300Hz。总结通过本节的学习，要理解两个方面的内容：1、数控加工主轴基本知识。2、数控加工主轴的选用方法。项目二

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从企业到大学数控加工工艺目录一、数控加工工艺定义三、典型轴类零件数控加工工艺分析二、数控加工工艺内容学习目标1.掌握机器人数控加工工艺通过学习了解和掌握机器人数控加工工艺定义和工艺内容通过学习理解典型轴类零件数控加工工艺分析2.理解典型轴类零件数控加工工艺分析一、数控加工工艺定义数控加工工艺就是加工零件时所运用的各种方法和技术手段，包含数控加工的内容，进行工艺分析和零件图形的数据处理，制定工艺方案，确定工步和给进路线，选择/设计刀具、夹具和量具，确定切削参数，编写、校验和修改加工程序等。1、数控技术工艺定义一、数控加工工艺定义总的来说，数控加工工艺就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。1、数控技术工艺定义一、数控加工工艺定义2、数控加工程序编程方法01手动编程人工按数控系统所规定的指令格式编写。02自动编程计算机编程，以语言和绘画为基础的自动编程方法。自动编程：1、配套硬件和软件；2、编程前必须要做准备工作及编程后的善后处理工作。二、数控加工工艺内容数控加工工艺过程是一般由一个或若干个顺次排列的工序组成。01020304工序一个或几个安装工位一个或几个工步安装一个或几个工位工步一个或几个走刀二、数控加工工艺内容数控加工工艺过程是一般由一个或若干个顺次排列的工序组成。二、数控加工工艺内容（1）选择并确定进行数控加工的零件及内容（2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析（3）数控加工的工艺设计（4）对零件图纸的数学处理（5）编写加工程序单（6）按程序单制作控制介质（7）程序的校验与修改（8）首件试加工与现场问题处理（9）数控加工工艺文件的定型与归档三、典型轴类零件数控加工工艺分析(1)工作任务某制造企业设计生产一种新型的轴类零件，在正式投入生产前一周内采用数控车床完成样件试制。三、典型轴类零件数控加工工艺分析(1)设计轴类零件的加工流程三、典型轴类零件数控加工工艺分析(3)分析零件图和制订加工工艺

分析零件图：零件只需要两次装夹掉头加工就能完成，有外圆、内孔、外螺纹加工，同时薄壁处有2.5mm，但此处的精度要求只有0.04mm。三、典型轴类零件数控加工工艺分析(3)分析零件图和制订加工工艺

制订加工工艺：根据数车加工顺序安排基本原则，结合本零件A安排工序为：下料至毛坯长度为75mm→夹持毛坯至50mm处光端面和钻中心孔→夹持毛坯至10mm处并用尾座顶尖顶住加工锥度和圆弧面→掉头夹持在Ф48圆柱面处车Ф28台阶面。三、典型轴类零件数控加工工艺分析(3)分析零件图和制订加工工艺工序工步号工步内容刀具转速进给背吃刀量11车端面端面刀13001001mm2钻内孔中心孔Ф3中心钻9001502mm3车锥度和圆弧面93°外圆车刀8001202mm21车Ф28台阶面93°外圆车刀500502mm轴类加工工步表三、典型轴类零件数控加工工艺分析(3)分析零件图和制订加工工艺

编制加工程序程序号程序备注N10T0101调用1号35°外圆刀N20M03S1200主轴正转转速1200转N30G42G00X36Z2M08建立刀具半径补偿N40G73U10R8仿形粗车符合循环N50G73P60Q120U0.1W0.3

N60G01X34Z0F100

N70G02X48Z-15.2R20

N80G01Z-26.2

N90X33.86Z35.63

N100G02X38.26Z44.48R6

N110G03X40Z-53R5

N120G01Z-55

N130X42

N140G70P60Q120F120精车N150G00X100Z50M09

N160M05主轴停止N170M30程序结束光标返回程序原点三、典型轴类零件数控加工工艺分析(3)分析零件图和制订加工工艺

零件精度检测零件名称xxx图号xxx检测人xxx备注尺寸精度序号公称尺寸表面粗糙度Ra量具检验结果

实测尺寸表面粗糙度1Ф481.6

2Ф283.2

3Ф343.2

总结通过本节的学习，要理解三个方面的内容：1、数控加工工艺定义。2、数控加工工艺内容。3、典型轴类零件数控加工工艺分析。项目二

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从企业到大学数控加工轨迹生产与优化目录一、数控高速加工轨迹要求二、数控高速加工轨迹优化学习目标1.理解数控高速加工轨迹要求通过学习了解和掌握数控高速加工工具轨迹必须满足的要求以AutoCAD的PowerMill软件为例，了解PowerMill特点，通过学习掌握数控加工刀具轨迹的优化策略2.掌握数控高速加工轨迹优化一、数控高速加工工具轨迹要求

高速条件下的刀具轨迹应该具有良好的平滑性，高的加工精度。01不能碰撞刀具不能碰撞任何工件，卡具等；02光滑刀具轨迹必须光滑，轨迹变化不能过于剧烈；03震动控制加工过程引起的震动应在加工系统控制范围内；04进给调整进给速度能随着轨迹的曲率变化进行随时调整；05均匀深度切削深度尽可能均匀。PowerMILL特点

刀具路径检查和加工仿真

PowerMILL能实现全程无过切无碰撞。它提供过切检查和刀具夹持碰撞检查。碰撞检查可以检查碰撞出现的深度，避免碰撞所需的最小刀具长度及出现碰撞的刀具路径区域。系统提供的仿真功能包括刀路切削仿真，完整加工仿真。仿真功能能检查过切，碰撞，顺铣，逆铣和加工质量等切削状况。二、数控高速加工轨迹优化（1）

对临近零件轮廓的刀具路径为尖角过渡的优化使用PowerMill软件对以上尖角过渡的刀具路径进行优化，在高速加工中提供了一种策略，名称为轮廓光顺，即是启用轮廓的圆弧拟合，避免外角方向发生急剧变化。二、数控高速加工轨迹优化（2）对远离零件轮廓的刀具路径为尖角的优化使用PowerMill软件对以上情况进行优化，采用了PowerMill软件专有的高速加工策略，名称为“赛车线光顺”，即是在防止刀具路径中的尖锐拐角造成的机床受力突然改变的情况下，将标准偏移替换为可实现更高进给率的偏移。二、数控高速加工轨迹优化（3）对零件狭小角落、狭长过道和狭窄槽的刀具路径的优化使用PowerMill软件对以上情况进行优化，采用了PowerMill软件专有的高速加工策略，名称为“摆线移动”，即是在刀具路径中增加摆线，限制刀具过载移动，减少刀具的侧吃刀量，延长刀具寿命，节省加工成本。总结通过本节的学习，要理解三个方面的内容：1、数控高速加工轨迹要求。2、数控高速加工轨迹优化主要的三种情况。从行业到专业

从企业到大学工作站总体布局目录一、工作站总体布局二、工作站的功能和优势学习目标1.理解机器人数控加工工作站总体布局通过学习理解机器人数控加工工作站总体布局通过学习了解机器人数控加工工作站的功能和优势2.了解机器人数控加工工作站的特点一、工作站总体布局

工业机器人数控加工工艺实训平台是典型的机电一体化装置。

工作站由

FANUC机器人、空气压缩机、数控加工工具、工业吸尘器、数控加工工作台、合金刀具、电控柜等装配而成。总结通过本节的学习，要理解的内容：1、数控加工工作站总体布局。2、工作站的功能和优势。从行业到专业

从企业到大学机器人数控加工工作站机械部分安装目录二、机器人数控加工工作站机械部分安装一、数控加工机器人工作站组成及功能学习目标1.掌握FAUNC数控加工机器人工作站组成及功能通过学习了解和掌握机器人工作站组成及功能通过了解FAUNC数控加工机器人工作站整体装配情况，掌握机械部分安装。2.掌握FAUNC数控加工机器人工作站机械部分安装一、数控加工机器人工作站组成及功能（1）手部：机器人手部也称为末端执行器，是机器人直接用于抓取工件或加持专用工具进行操作的部件，它具有模仿人手的功能，安装于机器人手臂的前端，与机器人最末端一个轴（法兰盘）相连。（2）腕部：腕部是连接机器人手部和臂部的部件，是操作机中结构最复杂的部分。（3）臂部：机器人臂部用以连接机器人基座和腕部，用以将机器人的腕部送达指定位置的部分。（4）基座：处在机器人的最底部，是机器人的基础部分，起支撑作用。1、工业机器人本体组成一、数控加工机器人工作站组成及功能（1）机器人采用FANUC机器人M-10iD12，由机器人与外部传感器与电动执行元件的配合实现了机器人数控加工功能，再通过机器人本身的控制程序进行相应的流程控制，完美的实现对工件的加工要求。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能（2）空气压缩机采用上海捷豹2530型无油静音空压机，该空压机卧式布置，机箱结构紧凑，占地面积小效率高、振动小，使用方便，灵活轻巧等特点。该空压机配合除尘枪的使用，使刀具及工件的清洁更加高效方便。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能（3）数控加工工具采用振宇方形风冷电主轴，该主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化工具设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。轴承采用复合陶瓷轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能（4）工业吸尘器采用凯德威DL1280工业吸尘器，该吸尘器吸力大，工作效率高，具有缺相、过载、漏电保护。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能（5）数控加工工作台数控加工工作台底座部分采用钢板焊接后表面喷塑处理，高度850mm，台面采用800×600mm的多孔板，整体采用膨胀螺栓与地面固定，工件在工装上固定夹紧后通过销钉固定在工作台上。本工作台安装方便，可适用各种形式的工装夹具快速安装、拆卸、更换。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能（6）合金刀具采用台湾SGO加长双刃铣刀。材料为优质合金钨钢,具有硬度高、坚韧抗断、耐磨性好等优点。刀柄直径Φ6mm、Φ4mm，包括立铣刀和球头铣刀两种不同类型的，通过更换不同刀具可加工不同材质（如亚克力、密度板、红木、硬木、黄花梨等）的工件，以适应不同的加工要求。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能（7）电气控制柜电气控制柜箱体和门材料为钢板，浸涂底漆，外经粉末涂层，织纹；安装板材料为钢板，门四周带有密封圈，锁具材料为锌压铸件，控制柜防护等级IP66，控制柜整体尺寸600×1000×250mm，安装板尺寸535×955×3mm；安装有急停开关、指示灯、操作按钮等，可对整个工作站的供电、运行、指示等进行控制。2、数控加工机器人工作站组成及其功能一、数控加工机器人工作站组成及功能工业机器人数控加工工艺实训工作站采用最新的工业机器人技术和自动化技术，将工业机器人技术和自动化技术相融合，可以充分学习工业机器人技术机器应用，使学生全面了解工业机器人在数控加工上的运用。该实训工作站采用FANUC机器人，配合ROBOTGUIDE仿真软件，雕刻机电主轴，通过配套设备，实现不同的教学实训。3、数控加工机器人工作站整体装配一、数控加工机器人工作站组成及功能3、数控加工机器人工作站整体装配二、机器人数控加工工作站机械部分安装该工作站由FANUC机器人、空气压缩机、数控加工工具、工业吸尘器、数控加工工作台、合金刀具、电气控制柜、安全防护屋（铝型材）装配而成。1、工作站组成二、机器人数控加工工作站机械部分安装机器人与基座采用螺钉紧密固定，使其稳固性加强。基座与地面采用膨胀螺栓牢牢固定，使其机器人在运行阶段不会发生晃动，导致设备与人身的损伤。2、FANUC机器人安装二、机器人数控加工工作站机械部分安装空压机底部配有轱辘（轮子），可手动拖动变换位置。3、空气压缩机安装二、机器人数控加工工作站机械部分安装将工业吸尘器直接放置在工作站内不影响机器人运行的位置，放置在地面即可。4、工业吸尘器安装二、机器人数控加工工作站机械部分安装根据工作站总体布局图规划的位置进行安装，测量好横向尺寸和纵向尺寸，使用膨胀螺栓进行牢牢固定，加强其稳定性。5、数控加工工作台安装二、机器人数控加工工作站机械部分安装电气控制柜放置于围拦安全屋外，方面进行数控加工的相关操作。用膨胀螺栓进行固定。6、电气控制柜安装二、机器人数控加工工作站机械部分安装采用铝型材、铁丝网、钢化玻璃搭建装配而成。装有推拉门并设有自动运行报警装置。地脚采用膨胀螺栓进行固定，四周高度采用激光水平移进行测量。7、安全防护屋安装总结通过本节的学习，要理解的内容：1、数控加工机器人工作站组成及功能。2、机器人数控加工工作站机械部分安装。经

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从企业到大学机器人数控加工工作站电气部分安装目录二、按照电气接线图连接一、安装前要求三、按照信号接线图连接四、设备安全性接线要求学习目标1.了解按照电气接线图、信号接线图连接通过学习了解机器人工作站电气安装方法。通过学习掌握设备安全性接线要求。2.掌握设备安全性接线要求一、安装前要求电线路连接操作人员必须为专业人员，要持有电工证，进行现场必须穿（戴）好劳动防护用品。线路上禁止带负荷接电或断电，禁止带电操作等。所有绝缘、检验工具，应定期检查、校验。二、按照电气接线图连接根据主电路和各设备的电气接线图进行接线。主要有主电路接线图和各设备的接线图。二、按照电气接线图连接根据主电路和各设备的电气接线图进行接线。主要有主电路接线图和各设备的接线图。二、按照电气接线图连接根据主电路和各设备的电气接线图进行接线。主要有主电路接线图和各设备的接线图。三、按照信号接线图连接工业机器人数控加工工艺实训平台采用西门子PLC模块协调控制各设备，按照PLC和各设备的信号接线图进行信号连接。三、按照信号接线图连接工业机器人数控加工工艺实训平台采用西门子PLC模块协调控制各设备，按照PLC和各设备的信号接线图进行信号连接。四、设备安全性接线要求①电气装置出现故障时，可以保护人员安全，防止触电；②电气装置出现故障时，可以迅速切断电源，防止故障扩大；③防止电气干扰，不允许接地线串联布线，需每个电器件单独布线，集中接在接地排上（如电机、伺服驱动器以及周边辅助设备），屏蔽线必须可靠接地。（1）设备每个电气装置都必须有单独、可靠接地。设备接地有以下作用：四、设备安全性接线要求①防止设备生产时有金属粉尘或油进入电控柜造成电气短路，损坏电器元件。②所有的电线尽量在电气柜底部进出，防止顶部有东西掉进电控箱内。（2）设备电气柜要密封好。四、设备安全性接线要求①防止电线、气管被割破裸露造成人员触电；②在设备任何位置电气、气动线路必须增加保护套。（3）设备电线、气管穿过薄板时的，薄板开口处加保护套。四、设备安全性接线要求①电外围加以保护，避免电线或气管磨损；线或气管在生产时会活动的，要有充分空间和保护。②整机外围电气线路采用护套线或穿管保护，不允许出现裸露导线的情况。③动力线路与信号线路尽量分开布线，避免信号被干扰，对模拟量传感器、高频信号线路采用优质双绞屏蔽线缆。（4）设备布线注意事项。四、设备安全性接线要求①外围设备与主控箱的连接线采用快速插拔装置，便于设备维修。②外围电气装置采用航空插头，航空插头带电端必须为母头。（5）设备上所有外围设备要用快速接头连接。四、设备安全性接线要求①避免气管爆裂或排气，影响电气元件安全。②柜内电线、气管布线要整齐美观，使用线槽走线。（5）电控柜和气控柜分开，禁止在电控柜安装气动元件。总结通过本节的学习，要理解的内容：1、按照电气接线图、信号接线图连接。2、设备安全性接线要求。从行业到专业

从企业到大学机器人数控加工工作站控制目录一、机器人程序二、数控加工程序学习目标1.掌握机器人程序通过学习掌握机器人程序，了解用户报警、时钟等指令。通过学习了解数控加工程序，了解数控加工指令。2.了解数控加工程序机器人的程序由机器人作业动作相应的指令及附带信息组成。通过相应的指令可以驱动机器人、设置与读取机器人I\O，实现对机器人与外部设备的控制沟通等等功能。一、机器人程序在编程过程中，用户报警指令，时钟指令，运行速度指令，注释指令，消息指令也会用到。1）用户报警指令：UALM[i]UALM[i]i：用户报警号（1）当程序中执行该指令时，机器人会报警并显示报警消息。（2）要使用该指令，首先设置用户报警。（3）依次按键选择【MENU】（菜单）→【SETUP】（设置）→F1【TYPE】（类型）→【Useralarm】（用户报警）即可进入用户报警设置画面。1）用户报警指令：UALM[i]可把光标移至该位置，按【ENTER】（回车）键后可输入报警内容。一、机器人程序1）用户报警指令：UALM[i]在程序中该指令被执行时，机器人会出现报警及其相应的报警信息（报警代码：INTP-213）。一、机器人程序2）计时器指令：TIMER[i]TIMER[i]=（Processing）i：计时器号【Processing：START，STOP，RESET】TIMER[1]=RESET

计时器清零TIMER[1]=START

计时器开始计时..TIMER[1]=STOP

计时器结束计时查看计时器时间：（1）依次按键选择【MENU】（菜单）→0

NEXT（下页）→【STATUS】（状态）→F1【TYPE】（类型）；（2）选择【Prg

Timer】（程序计时器）即可进入程序计时器一览显示画面。一、机器人程序2）计时器指令：TIMER[i]一、机器人程序3）倍率指令：OVERRIDEOVERRIDE=(value)%【value=1

to

100】。4）注释指令：!(Remark)!(Remark)【Remark

：注解，最多可以有32

字符。】5）消息指令：Message[message]Message[message]【message：消息，最多可以有24

字符。】当程序中运行该指令时，屏幕中将会弹出含有message的画面。6）参数指令：Parameter

nameParameter

name$(参数名)=value

参数名需手动输入，value

值为R[]、常数、PR[]Value=$(参数名)参数名需手动输入，value

值为R[]、PR[]一、机器人程序二、数控加工程序数控加工程序由若干程序段组成，程序的开头是程序名，由结束指令进行程序结束。（本例基于广数GSK980—TD系统进行）广数系统的数控车床程序的建立过程是：按下编辑按钮--输入程序号---按下ENTER键----进入数控编程界面。二、数控加工程序数控加工指令主要包括G代码、M代码、F代码、T代码及S代码，不同代码具有相应的功能，从而完成数控设备启停、切削、定位、刀具更换、润滑、速度给定等功能。如下的程序：O1215；程序名N10G90G00X50.0Y60.0S300；

绝对值编程，快速定位N20T0100M03;换1号刀，开机N30G01X10.0Y50.0F150

；

直线插补……N110M30；

程序结束指令举例二、数控加工程序以数控车加工一个ϕ30mm的圆锥工件为例，进行编程说明。圆锥体工件如图所示。二、数控加工程序1）加工工艺分析该工件切削部分是一个圆锥,切削余量不大，外圆车刀一次加工皆可。此外，没其他技术要求，确定主轴转速为800r/min，进给速度0.15mm/r(120mm/min)。2）加工步骤分析先刀具快速从换刀点移动到工件切入点,切入点应与毛坯有一段距离，防止刀具和工件接触,将刀具损坏；然后加工圆锥，横向退刀；最后快速回换刀点,程序结束。3）加工用刀、夹、量具刀具:90度外圆车刀T01号刀；夹具:三爪卡盘；量具:一般精度游标卡尺即可；二、数控加工程序4）加工程序。以广数系统为例，加工程序表如表所示。O1215;程序名O1215;程序开始G90G98;选定每分钟进给（或每转进给）以绝对值编程M03S800F120;设定转速与进给速度T0101;选定1号刀具G0X100Z100;快速移动到换刀点M00;暂停，检验换刀点是否正确G0X32Z2;快速靠近进刀点（X、Y各离2mm）G1X26Z0;进刀至外圆切入点G1X30Z-15;加工圆锥G1X32Z-15;X向退刀G0X100;X向快速退刀Z100;Z向快速退刀M05;主轴停止M30;程序停止总结通过本节的学习，要理解和掌握的内容：1、掌握机器人程序，了解用户报警、时钟等指令。2、了解数控加工程序，了解数控加工指令。经

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从企业到大学机器人数控加工硬件的准备目录一、工业机器人数控加工平台安全检查介绍二、设备上电检查三、系统上电运行四、点动机器人安全操作流程五、机器人运行前后和运行过程中注意事项学习目标1.了解工业机器人数控加工平台安全检查通过学习了解对工业机器人数控加工平台安全检查内容。通过学习掌握机器人运行前后检查和注意事项，掌握点动机器人安全操作流程。2.掌握机器人运行前后检查和注意事项一、工业机器人数控加工平台安全检查介绍安全是人们从事生产活动的第一要务，操作工业机器人之前需要严格掌握其安全操作规程，保证人身安全和设备安全。安全使用数控加工机器人前，必须先了解机器人所要求的环境要求、安全操作规程以及安全设备。本实验是对工业机器人数控加工工艺实训平台进行安全检查介绍，确保设备安全后才能启动系统进行操作。工业机器人数控加工工艺实训平台安全检查介绍设备上电（漏电）检查时，至少需要两名操作人员，佩戴好安全鞋、安全帽等物品；测量是否漏电时，注意安全，必要时佩戴绝缘手套；启动系统之前请确认硬件安装稳固且上电正常。（1）首先检测机器人控制柜地线是否漏电。如下图所示：二、设备上电检查（2）然后检测机器人底座接地端是否漏电。如下图所示：（3）检测气线路有没有虚接；三相电供电有无欠压、缺相等故障；保护装置有无粘连，能否正常开合等。二、设备上电检查（1）第一步：确保控制柜开关已经合闸。如下图所示：（2）第二步：点击“电源启动”按钮。如下图所示：三、系统上电运行（3）系统上电后用万用表测量每根相线与地线的电压是否为110V（±10%）。如下图所示：三、系统上电运行（4）系统上电后用万用表测量每跟相线之间的电压是否为220V（±10%）。如下图所示：三、系统上电运行（1）确保控制柜开关已经合闸，按下“电源启动”按钮，系统上电开机。如下图所示：四、点动机器人安全操作流程（2）确保安全门已经关闭，三色报警灯未出现红色报警指示，机器人示教器上没有出现安全报警。如下图所示：四、点动机器人安全操作流程（3）开机后将机器人控制器打到非AUTO状态（一般为T1模式），示教器打到ON有效状态。如下图所示：四、点动机器人安全操作流程（4）确保机器人位置正常，防止启动后回到HOME位置出现碰撞等情况。如下图所示：四、点动机器人安全操作流程（5）切换到演示程序并在手动状态下执行。（6）降低机器人运行速度，按下运行按钮，程序将按顺序执行，测试流程是否正确，如果不正确则按照故障说明进行排查。四、点动机器人安全操作流程（1）运行前检查：A、确保设备已经安全接地。B、确保急停按钮稳定有效。C、确保保护装置稳定有效。（2）运行过程中注意事项：A、设备运行中确保安全门已经关闭，不要靠近机器人高速运动过程中有效行程范围，手动操作机器人过程中将速度调低，与机器人保持安全距离。B、方形风冷电主轴高速运转中请远离，避免误操作造成安全事故，避免衣物头发等卷入刀具中造成安全事故。C、在工作中避免衣物以及头发靠近工业吸尘器，以免吸尘器吸入造成安全事故。D、上电中不要打开控制柜门，禁止设备带电操作和检修，非专业人员禁止对设备进行拆卸、维修。五、机器人运行前后和运行过程中注意事项（3）运行后整理：A、设备操作完成后手动将机器人回到HOME位置。如下图所示：五、机器人运行前后和运行过程中注意事项（3）运行后整理：B、按下“电源断开”按钮对设备进行断电。如下图所示：五、机器人运行前后和运行过程中注意事项（3）运行后整理：C、将铣刀卸下清洁留存，避免丢失和误操作造成人身伤害。如下图所示：五、机器人运行前后和运行过程中注意事项（3）运行后整理：D、设备断电后，需要盘好示教器线缆，将示教器悬挂，整理好现场后方可离开。如下图所示：五、机器人运行前后和运行过程中注意事项总结通过本节的学习，要理解和掌握的内容：1、掌握对工业机器人数控加工平台安全检查。2、掌握机器人运行前后检查和注意事项，掌握点动机器人安全操作流程。项目四机器人数控加工工作站控制和准备机器人数控加工的工艺准备目录一、离线编程和软件仿真二、机器人数控加工的工艺准备学习目标1.了解离线编程，掌握使用离线编程软件仿真通过学习了解和掌握工业机器人离线编程，掌握软件仿真通过学习机器人数控加工的工艺准备，掌握其流程和方法2.掌握机器人数控加工的工艺准备的流程和方法一、离线编程和软件仿真什么是工业机器人的离线编程？

借助编程工具创建机器人可以识别的程序并让机器人执行此程序以完成某项工作任务，这个过程就是机器人编程过程。区别于在线编程，离线编程最大的区别是脱机。一、离线编程和软件仿真在线编程与离线编程的比较示教编程离线编程需要实际机器人系统和工作环境编程时机器人停止工作在实际系统上试验程序编程的质量取决于编程者的经验难以实现复杂的机器人运行轨迹需要机器人系统和工作环境的图形模型编程时不影响机器人工作通过仿真试验程序可用CAD方法进行最佳轨迹规划可实现复杂运行轨迹的编程一、离线编程和软件仿真离线编程主要工作流程：

机器人离线编程不仅要在计算机上建立起机器人系统的物理模型，而且要对其进行编程和动画仿真，以及对编程结果后置处理。一、离线编程和软件仿真离线编程误差

误差的来源主要有两类：第一种是外部误差，包括机器人和工装的安装误差，工装的加工误差等。第二种是内部误差，即机器人本体在加工制造时产生的误差。离线编程之PowerMillRobot