《数控编程与加工技术》课件-项目1认识数控编程与加工技术

·}．t心

丿J盂念技之，

工．心云－IIJ三T程息E数项目1＼

认识数控编程与加工技术勹刘光定心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷＿．

我们了解数控机床是集机械、电气、液压、光学及微电子等技术千一体的自动化设备，能实现机械加工的高速度、高精度和高度自动化，在机械加工制造企业生产中占有很重要的地位。如我们为之自豪的国产航母技术、大飞机技术、高铁技术和航天技术等都离不开数控加工技术。一－心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷随着科学技术和社会生产的不断发展，人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。而普通机械加工难以满足其质量和生产的需求。机床数控技术在此时产生，不仅为复杂零件的加工提供了方便，而且加工精度高，一致性好，生产效率高，能够大大减轻人的劳动强度，因此很快受到了人们的关注。

＿＿七丿心＂J盂己技笃工云－IIJ五程息E数数控机床的基本概念与工作原理数控机床的基本组成与分类数控机床的加工特点和应用范围数控加工技术的发展过程心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

­}～－人

一程护数数控机床的基本概念与工作原理鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的基本概念鸯数字控制

(

Numerical

Control,NC

) ，简

称数控

：

就是用数字化的信息对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。

例

：

数控程序指令N30

G90GOlX35.0Y279.3Z-429.7S1000T02FSOOM0

7。数控系统(Numerical

ControlSyst

em

)

实现数字控制的装置。以计算机为核心的数控系统称为计算机数控系统(

Co

m

p

ut

erNumerical

Cont

rol

)

，简称CN

C系统。鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的基本概念鸯数控机床(

Num

ericalControlMachineTools)

：就是装备有计算机数控系统的自动化机床。·数控加工：是指在数控机床上进行工件切削加工的一种工艺方法。数控机床将加工过程的各种机床动作，由数字化的代码表示，通过某种载体将信息输入数控系统的计算机对数据进行处理，井控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床加工出所需要的工件。'敷 i程三百主百盂尸（二）数控机床的工作原理工作原理L数控机床的基本工作过程零件

1 处

理图样：

上计“l"令指入输二』程

序

编

制送进令命数

控装置伺服

I驱动系统机床

I加工主体制成零件图1.1数控机床工作过程框图＠零件加工工艺分析；＠数控加工程序的编制；©程序输入与处理；＠发出运动指令；＠位置控制和切削加工。鹦，程五 百孟尸（二）数控机床的工作原理工作原理2．数控加工流程图＠零件工艺分析＠编写零件的加工程序根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。按规定的程序代码、格式编写零件加工程序单；或用CAD/

CAM生成零件的加工程序。鹦，程三百主百盂尸（二）数控机床的工作原理｀2．数控加工流程图©零件的加工程序输入CNC系统＠刀具路径模拟＠零件加工操作面板输入、串行通信

(

DNC

)

输入、磁盘输入等。

机床空运行、软材料（铝、塑料）或工件材料首件试切，以检验CNC程序的正确性。通过对机床的正确操作，运行程序，完成零件的加工。心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

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一程护数数控机床的基本组成与分类'敷

i程三百主百尸盂

（一）数控机床的基本组成基本组成

1．数控机床的基本组成控制介质 数控装旦伺服系统机床检测＿反馈装旦图

1

.

2数控机床的组成＠

输入、输出装置（控制介质）：

程序、参数、数据等的输入通道。输入方式有磁盘、MDI（

手动数据输入）方式、RS

232接口、光电阅读机等。＠

数控装置：

是数控机床的核心。包括CPU、存储器、各种接口电路等硬件和相应的软件。'敷

i程三百主百尸盂

（一）数控机床的基本组成基本组成

1．数控机床的基本组成＠

伺服驱动装置

：接受 数

控装置来的指令

，将信号

进行调解、转换、放大后驱动伺服电机，带动机床执行部件运动。＠

检测反馈装置

：

速度、位置检测反馈装置

，由检

测

元

件

和相应的电路组成。＠

机床主机

：是

数

控机床的主体

，包括主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件等。＠机电接口等。'敷

i程三百主百尸盂

（二）数控机床的基本分类基本分类2．数控机床的分类＠按工艺方法分类金

属切削 类数 控机床

，如：

数

控

车

床、数控铣床、加工中心、数控钻床、数控错床、数控磨床等。控

机

床，如数

控

折

弯

机、

数

控弯

管

机等。控机床

，如数

控电

火花加

工

机床、

数

控

线

切

割

机床、金

属成型 类数特种 加

工

类数数控激光加工机床等。其

它类型数控机床

，如三坐标测量机等。鹦，程五

百盂尸（二）数控机床的基本分类｀基本分类2．数控机床的分类＠按控制运动轨迹分类点

位控制数控机床：

如右图所示．对千一些加工孔的数控机床，需严格控制点到点的距离

，不严格要求路径，运

I

I

Yf}.

y动中不加工。典型的机床有数控钻床I、

数控锥床、数控冲床等。z＿X＿GOO:

P-KJ601

:P-QYX.,l.ll

ll.R'敷

i程三百主百尸盂

（二）数控机床的基本分类基本分类2数控机床的分类＠按控制运动轨迹分类直线控制数控机床：如右图所示．特：点控制两相关点的位置，还要控制两相关点之间的移动速度和路线；路线由与各个轴线平行的直线段组成；

使用千数控车床、数控错铣床、加工中心等。鹦，程五

百盂尸（二）数控机床的基本分类鸯基本分类V02．数控机床的分类＠按控制运动轨迹分类轮廓控制数控机床：

如右图所示，加工平面曲线、空间曲线、空间曲面时

，需要多坐标联动。典型I

o机床有数控车床、数控铣床、加工中心等。轮廓控制也称连续轨迹控制，其特点是不仅对坐标的移动量进行控制，而且对各坐标的速度及它们之间的比率都要进行严格控制，以便加工出给定的轨迹。Lx'敷 i程三百主百盂尸（二）数控机床的基本分类基本分类数控机床的分类＠按控制方式分类开环控制数控机床：

如图1.4所示，没有检测反馈装置。工作台齿轮箱指令脉冲步进电机巴图1.4

开环控制数控机床系统框图'敷

i程三百主百尸盂

（二）数控机床的基本分类基本分类作台

上

，直接检测直(

2

)

数控机床的分类＠按控制方式分类闭环控制数控机床：

如图1.5所示

，检测元

件装在工线位移（检测元件：感应同步器、光栅）。工作台检测元件指令脉冲,

l.严图1.5

闭环控制数控机床系统框图'敷 i程三百主百盂尸（二）数控机床的基本分类基本分类2．数控机床的分类＠按控制方式分类半闭 环控制数控机床

：如图1

.6

所示

，检测丝杠或电动机轴旋转角位移（角位移检测元件：旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等）。测土二

AI 勹工夕』元件图1.6

半闭环控制数控机床系统框图'敷

i程三百主百尸盂

（二）数控机床的基本分类基本分类2．数控机床的分类＠按功能水平分类按照数控系统的功能水平，通常可把数控机床划分为低、中、高档三类，即经济型、普及型和高级型，如表所示。高档 中档无 q

献加8七O.lµm

lS~lOOm/minIµm

15~24m/mln职仁

半交、口

流伺致电讥控利系统功鲸主轴功陡分进伺匾霍动电机联动输败2~

4轴或2

~

5泊低档（经济型）机10

µm8~

1Sm/

mln开环步进电机2~

3泊通倌功觞- MAP, 联勋 睬

L唱重沿无

星示功隧

三组图形彩足

CR畦 酶

l 数码戏C

R呻 内蟆PLC

石I召．无

～＿＿，．心1占?J＿之术}立王技盂，身

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一程护数数控机床的加工特点和应用范围鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的加工特点rJ[1．适应性强，具有离柔性；2．加工精度高，产品质量稳定；3．自动化程度，高劳动强度低（改善劳动条；件）4

．生产效率高，减少辅助时间和机动时；间鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的加工特点[s．即

子的

经济姐

；rJ6

．有

利千生产管理的现代化；．［

7．价格颐 ；[ 8.调

试和维 修较复 杂。、丿、丿鹦，程五

百盂尸（二）数控机床的应用范围邮

复杂、精颐

或必须用数学方溆角定的复杂曲线、曲面类零件；多品种小批量生产的零件；需要频繁改型的零；件4

．价值昂贵、不允许报废的关键零；件5．希望最短生产周期的急需要件。心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

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一程护数数控加工技术的发展过程鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的产生鸯普通机床在加工具有精度要求高、形状复杂、加工批最小且改型频繁的—些零件时，存在效率低、劳动强度大等—系列的问题。而且，这类产品约占机橄制造工业产品总量的比重大。鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的产生鸯机

橄

加

工

工

艺

过

程的 自

动

化

是

实

现

机

械

产品 质

量与 生

产

率

“双 嬴＂ 的最里要的措施之一。它不仅能够提高产品的质量，提高生产效率，降低生产成本，还能够大大改善工人的劳动条件。电子技术、计算机技术、控制技术的发展也为实现机橄加工工艺过程的自动化提供了必要条件。鹦，程五

百盂尸（一）数控机床的产生鸯由

此，—种新

型的 数

字

程序控制机床应运而生并逐渐被市场所接受，为单件小批量生产精密复杂零件提供了自动化的加工手段。这就是数控机床。鹦，程五

百盂尸（二）数控机床的发展｀发展阶段时代特征计算机I数控装置数控 机

床为单件、小批生产的精密室1 笫

1

代|

”戏 、计霄阳

空售J的1

”

“电子管（世界上第

一台）控加工第

2

代品体行l957年l959年一台歌第邓奚成电路“”年1

%5 年的 N杂零件 提

供

了自 动化加 工手 段。 半

个世纪以来，数控技术得到了迅猛的发

II4代小平计算机展

，加

工

精

度和生产效率不断提高。第5代氓世计算机197.t年CMC1970年198碑（从191

开灼）.

、，．J.基于PC1990年．NC1990年C

`．七亟数控 机床的发展至今已经历了2

个阶 i

第矶段和 6 个时代，详

见

表

。'敷

i程三百主百尸盂

（三）先进数控加工技术随着微电 子技 术和计篱 机技 术的不断发展

，数控技术也随之不 断

更新 ，发

展非常迅速

，几

乎

每5

年更新换代—次

，其

在制造领域的加工优势逐渐体现出来。当今的数控机床已经在机械加工部门占有非常重要的地位，是计算机直接数控(DNC)

系统、柔性制造系统(FMS)

、计算机栠成制造系统(CIMS)

、自动化工厂(FA)

的基本组成单位。并向更高层次的自动化、柔性化、敏捷化、网络化和数字化制造方向推进

，是当前机 械制造业发展的方向。'敷

i程三百主百尸盂

（四）中国数控机床加工技术发展简述我国 从

1958 年开始研制数控机床

，

1

9

6

6年

研制

成功晶

体管数控系

统，并将样机应用千生产。196

8年成功研

制X5

3

K-1 立式

铣

床。20 世纪

70 年代初

，加

工

中

心

研制

成功。1988年

FM

S 通过验收投入运行

，用于 生

产伺

服电动机的零件。'敷

i程三百主百尸盂

（四）中国数控机床加工技术发展简述近年来

，在引 进、消化、吸收国外先进技术的基础上，我国 对数 控机床进行了大量的开发工作。—些高档次的数控系统，如五轴联动的数控系统，为柔性制造单元配套的数控系统陆续开发出来。目前我国数控机床生产已经初步建立了以中、低档为主的产业体系

，为今后的发展奠定了基础，与发达国家的差距在不断缩小。鹦，程五

百盂尸（四）中国数控机床加工技术发展简述 ｀通过认识数控加工技术，使同学们了解我国数控制造业发展历史，激发同学们强烈的民族自尊心和自信心，形成对振兴民族制造业的责任感和使命感。鹦，程五

百盂尸（五）数控机床加工技术发展趋势发展趋势运行高速化：主轴高速化：采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件等。加工高精化：提高机械设备的制造和装配精度；提离数控系统的控制精度；采用误差补偿技术。功能复合化：集钻、车、链、铣、庭为一体的“万能加工机床”等。鹦，程五

百盂尸（五）数控机床加工技术发展趋势发展趋势控制智能化：“不仅有体力，而且有头脑，自己管理自己”。驱

动

井

联

化

：设计

巧

妙

的

5杆井联机构数控机床。交互网络化

：除

有

RS232C串行接口、RS422等接口外，还带之间的数据通信和直接对有DNC接口

，可以实现几台数控机床几台数控机床进行控制。心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷理解数控机床基本概念与工作原理；理解数控机床基本组成与分类；了解数控机床的加工特点及发展。心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷．一1数控加工技术的概念是什么？其主要发展历程经过哪几个阶段？2数控机床的工作原理是什么数？控加工的特点有哪些？3数控机床由哪能几个部分组成？各个部分的基本功能是什么？4．数控机床按工艺用途分有哪些类型？＿＿·}．t心

丿J盂念技之，

工．心云－IIJ三T程息E数项目1＼

认识数控编程与加工技术勹刘光定心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷＿．

大家都知道“安全第一，预防为主”的安全生产宣传语，那么我们如何去做昵？一－心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷我们要进行安全教育、提高安全意识、做好安全防护工作是生产的前提和重要保障。

＿＿心心“丿？之木J怎技力-之工二加文『－程息E数安全文明生产安全操作规程心1占?J＿之术}立王技盂，身

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一程护数安全文明生产鹦，程五

百盂尸一、安全文明生产鸯·安全生产：在生产中，保证设备和人身不受伤害。·文明生产：在生产中，设备和工量刃辅具的正常使用，井保持设备、工量刃辅具和场地的清洁和- IJ J ， 丿

I有序。鹦，程五

百盂尸一、安全文明生产鸯·生产意义：保证人身和设备的安全；保证设备、工量刃辅具必备的精度和性能，·生产要求：牢固树立安全文明生产的意识；严格按照操作规程操以及足够的使用寿命。作设备，养成良好的操作习惯。'

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． 二一

诮心1占?J＿之术}立王技盂，身

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一程护数安全操作规程鹦，程五

百盂尸二、安全操作规程`1．进入车间之前

，检查

着

装

是

否

正

确禁止戴手套操作机床，禁止穿裙、穿拖鞋进入生产现场，女生必须戴好安全帽，不准在生产现场嬉戏打闹。信工作业人员安全鲁装示竟图'敷 i程三百主百盂尸＿、

安全操作规程2．按规范操作数控机床

，禁止擅自

操作数控机床n布、售益、，伉9兮视f,

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.

.

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.

..参........操作数控机床之前应熟悉数控机床的操作说明书，

听从安排，

严格操作规程操作。···••t龟冒Q

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雇，卢·厦．

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i程三百主百尸盂

二、安全操作规程3．开机前认真检查数控机床各项禁检查机床各部件是否完好，按钮是否能自动复位。'敷

i程三百主百尸盂

－＿、

安全操作规程'敷

i程三百主百尸盂

－＿、

安全操作规程5．开机后首先返回参考点

，然后

及

时

退

出

参

考

点回参考点的顺序：

＋X +Z退出参考点的顺序：

－X

-Z'敷

i程三百主百尸盂

＿、

安全操作规程'敷

i程三百主百尸盂

＿、

安全操作规程'敷

i程三百主百尸盂

－＿、

安全操作规程'敷

i程三百主百尸盂

＿、

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i程三百主百尸盂

＿、

安全操作规程屯'敷

i程三百主百尸盂

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安全操作规程'敷

i程三百主百尸盂

＿、

安全操作规程“U，II.j＇'敷

i程三百主百尸盂

＿、

安全操作规程鹦，程五

百盂尸（四）中国数控机床加工技术发展简述鸯通过认知安全文明生产技术，使同学们知道数控机床的操作规程以及安全文明生产，需要同学们在操作机床过程中培养以人为本、注意安全、严格遵守，有利于增强同学们“安全第一、预防为主”的工作意识，促进同学们数控机床安全规范操作技能水平的提升，为了未来职业岗位积累经验。心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷理解安全文明生产概念；注意安全规范操作；熟悉数控机床基本安全操作。心心＂3岁》云木夕}怎王技hIIJ兰­程，敷．一l

安

全文明生产的概念是什么？2．作为一名数控机床操作人，我员们思考一下数控机床安全文明操作包含什么昵？

＿＿～尸t＂"．J亏爪念技岂工iIIJ·}..夕二，人

4-－程护数项目且

认识数控编程与加工技术7刘光定心心＂3岁》云木怎技夕}干工hIIJ兰­程，敷＿．

1

．如图所示为普通机床设，备我们如何熟知普通机床设备的结构呢？答：我们通过金工实训混程的学习已经熟悉普通机床安全文明操作规程。-

--L勹 二三勹心心＂3岁》云木怎技夕}干工hIIJ兰­程，敷＿．

2. 那么如图所示为数控机床设备，我们又如何熟悉数控机床设备的结构以及功能昵？一－七丿心＂J盂己技笃工云－IIJ五程息E数认知数控车床设备认知数控铣床设备认知三轴加工中心设备心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

­}～－人

一程护数认知数控车床设备鹦，程五

百盂尸（一）数控车床的结构数控装置机床主体数控车床的结构驱动装置辅助装置鹦，程五

百盂尸（一）数控车床的结构数控系统面板操作控制面板系统显示屏其它功能部分1．数控装置鹦，程五

百盂尸（一）数控车床的结构电源模块主轴伺服电机轴伺服驱动器伺服电机2．驱动装置'敷 i程三百主百盂尸（一）数控车床的结构：3．机床主体： 主轴i(1)滚珠丝杠i刀架床身．．(2)L主轴电机(3)(4)上

导

轨

副(5)(6)(7)．尾座鹦，程五

百盂尸（一）数控车床的结构机床防护罩切削液马达切削液马达照明系统排屑系统4．辅助装置'敷

i程三百主百尸盂

（二）数控车床的辅具安全标牌工具柜工作日志木垫板心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

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一程护数认知数控铣床设备鹦，程五

百盂尸（一）数控铣床的结构数控装置机床主体数控铣床的结构驱动装置辅助装置鹦，程五

百盂尸（一）数控铣床的结构数控系统面板操作控制面板系统显示屏其它功能部分1．数控装置鹦，程五

百盂尸（一）数控铣床的结构电源模块主轴伺服电机轴伺服驱动器伺服电机2．驱动装置'敷 i程三百主百盂尸（一）数控铣床的结构：3．机床主体： 主轴i(1)立柱．(2)L主轴电机(3)(4)L 横

梁滚珠丝杠i(5)(6)L导轨副工作台．(7)(8)．床身鹦，程五

百盂尸（一）数控铣床的结构机床防护罩切削液马达润滑系统照明系统气动系统排屑系统4．辅助装置'敷

i程三百主百尸盂

（二）数控铣床的辅具安全标牌工作日志工具柜木垫板心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

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一程护数认知三轴加工中心设备鹦，程五

百盂尸（一）三轴加工中心的结构数控装置机床主体三轴加工中心的结构驱动装置辅助装置鹦，程五

百盂尸（一）三轴加工中心的结构数控系统面板操作控制面板系统显示屏其它功能部分1．数控装置鹦，程五

百盂尸（一）三轴加工中心的结构电源模块主轴伺服电机轴伺服驱动器伺服电机2．驱动装置'敷 i程三百主百盂尸（一）三轴加工中心的结构：3．机床主体： 主轴立柱滚珠丝杠工作台床身rrrr(1)

/(2)(3)．户(4)r4(5)

/(6)

/(7).,.(8)

/(9)LLLL主轴电机横梁导轨副自动换刀装置鹦，程五

百盂尸认知三轴加工中心设备机床防护罩切削液马达润滑系统照明系统气动系统排屑系统4．辅助装置'敷

i程三百主百尸盂

（二）三轴加工中心的辅具安全标牌工作日志工具柜木垫板心心＂3岁》云木怎技夕}干工hIIJ兰­程，敷能熟知数控车床设备的结构及功能；能熟知数控铣床设备的结构及功能；能熟知三轴加工中心设备的结构及功能；培养学生逻辑思维与辩证思维能力，以利千形成科学的世界观和方法论。～尸t＂"．J亏爪念技岂工iIIJ·}..夕二，人

4-－程护数项目

且

认识数控编程与加工技术7心心＂3岁》云木怎技夕}干工hIIJ兰­程，敷＿．

1

．如图所示为普通机床，我们如何熟知普通机床安全文明操作规程呢？答：我们通过金工实训混程的学习已经熟悉普通机床安全文明操作规程。-

--心心＂3岁》云木怎技夕}干工hIIJ兰­程，敷＿．

，｀-｀2.

如图所示为数控机床，我们又如何熟悉数控机床安全文明操作规程昵？一－七丿心＂J盂己技笃工云－IIJ五程息E数数控机床操作准备安全规程数控车床操作安全规程数控铣床操作安全规程心1占?J＿之术}立王技盂，身

1l

­}～－人

一程护数数控机床操作准备安全规程鹦，程五

百盂尸数控机床操作准备安全规程鸯｀实训必须按要求穿工作服和劳保鞋

，戴

护目镜；·女生要戴安全帽，禁止戴手套操作机床。所有实训步骤须在实训教师指导下进行，未经指导教师同意，不许开动数控机床。·数控机床开动时，严禁在数控机床周围婚戏、打闹。、、鹦，程五

百盂尸数控机床操作准备安全规程鸯·安装夹紧零件，保证零件牢牢固定在卡盘上。·启动数控机床前应检查是否已将扳手、附具等安装工具从数控机床上拿开。数控机床的开机、关机顺序一定要严格按照数控机床说明书规定操作；数控机床每次接通电源后，必须先完成各轴的返回参考点操作。、、鹦，程五

百盂尸数控机床操作准备安全规程鸯A·严格按照实训指导书推荐的刀具及切削用量，选择正确的刀具，合适的进给速度。a·轴启动开始之前一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门