第五章数控技术.ppt

1、第五章 数控技术,数控的基本概念 数控机床的分类 编程方法 计算机数控系统的组成、功能、 硬件和软件结构,数控技术,一种自动化技术 通过计算机用数字华信息控制生产过程 数控加工是制造业实现多品种、小批量生产自动化的最有效方式,数控技术的发展趋势,智能化 网络化 集成化 微机电控制系统 数字化,5.1 数控机床简介,数控（Numerical Control）：数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制 数控机床的组成 主机 控制装置 驱动装置 辅助装置 编程机及附属设备,数控机床,数控车床 加工中心,数控磨床 数控铣床 特种机床,主机,数控机床的主体，包括机车床身、立柱、主轴、进给机构等 特点

2、机械传动结构简单、传动链短 较高的动态刚度、阻尼系数、耐磨性、热变形小 高效率低摩擦的传动部件、滚珠丝杆、直线滚动导轨等,控制装置,核心部件，包括计算机、存储器、显示器、键盘、程序输入输出装置及相应的软件 主要功能有 多坐标控制: 多轴联动 多种函数插补: 直线、圆弧、抛物线等 代码转换: EIA/ISO、公/英制、二/十进制、绝对值/增量值等 人机对话: 程序、数据输入、编辑、修改 加工选择: 循环重复加工、凹凸面加工等 补偿功能: 刀具、传动间隙、螺距误差补偿 故障诊断 CRT显示: 图形、轨迹、字符显示 联网和通讯功能,驱动装置,执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、主轴电机、进给驱动单

3、元、进给电机等 执行数控装置发出的进给信号，完成点、线、面的加工， 要求： 有快速响应性 能灵敏而准确跟踪收到的数字指令信号,辅助装置 配套部件 包括配套部件，液压和气动装置，排屑装置，交换工作台，数控转台和数控分度头，刀具库等 开发和扩大数控机床的功能 编程机及附属设备 手工和自动编程设备 将程序在记录载体（纸带、磁带、磁盘等）上，使用时再输入到数控装置,数控机床的特点,适应性强 更换刀具、工件装夹方式、改变数控程序 适于多品种、小批量、品种变化快 自动化程度高 除了毛胚装夹，减轻了工人劳动强度 加工精度高、质量稳定 0.0050.01mm 生产效率高 易于建立计算机通讯网络 易与CAD连接

4、,数控机床的类型与功能,1.按加工方式分类 金属切削类（数控车床、加工中心） 金属成型类 （数控折弯机） 特种加工 （线切割、电火花） 2.按控制系统 点位 直线 轮廓控制,3.按执行机构的伺服系统 开环 无反馈信息 半闭环 反馈信息在（丝杠或伺服系统的）末端 闭环 反馈信息在工作台上,4.按数控装置类型 硬件式 集成电路和晶体管 软件式 小型通用计算机 + 软件 5. 按功能水平 高、中、低三档 分辨率和进给速度 伺服进给类型 连动轴数 通信功能 显示功能 带PLC否 主CPU,数控机床的坐标系统,使用一种坐标系统对切削刀具做静态或动态的定位 四种运动约束：x、y、z、旋转方向 旋转方向使用

5、右手定则来判断 标准采用右手定则，Z为主轴，离开工件方向为正、X为主要进给方向 数控机床的坐标系统由JB3051-83标准确定 机床坐标系统：按标准确定后不能变化 零件坐标系统：可变,增量坐标系统 绝对坐标系统 二者可以转化,数控机床加工零件的步骤,根据零件图样和工艺方案，编写程序单 根据程序单制作穿孔带（表5-4，5-5） 将穿孔带上的代码逐段输入到数控装置（阅读装置） ，或用键盘将程序直接输入数控装置 译码，运行后，控制伺服系统和其他辅助操作系统，完成加工零件过程,数控编程,数控加工是按照所编的加工程序在数控机床上执行的过程 数控系统的控制程序包括系统程序和零件程序两大类。 零件程序称为“

6、零件源程序”，就是通常数控程序 数控编程分为自动编程和手动编程两大类,手工编程一般步骤,(1) 工艺分析 确定零件的装夹方式，起点、加工路线，选择刀具和切削用量等 (2)根据加工路线、切削用量，进行程序分段，计算每个加工段的起点和终点坐标。 坐标计算是手工编程最重要、最繁琐的工作，可用数学计算或图解法求得 (3)根据机床指令格式和工艺要求编程 程序中要包含主轴转速、转向、进给速度、停车、换刀等准备和辅助功能。将程序以规定的文字符号和数字的形式填写程序单 (4)制作穿孔带、录音磁带、或者由计算机键盘直接输入计算机,手工编程注意事项,一般数控机床具有直线和圆弧插补功能，编程时，应将运动轨迹按直线和

7、不同曲率半径的圆弧分段输入。 有些数控机床没有刀具补偿功能，机床控制的是刀具的中心轨迹（或刀尖），编程要按照零件的轮廓线再加上刀具半径来计算加工路线的轨迹。此外零件轮廓有尖角时，要增加附加段。 圆弧跨越几个象限时，有些数控装置有跨象限自动修改加工指令功能，只需给出起点象限的加工指令即可。而有些数控装置没有这项功能，就需要按象限分段编写程序 编程时还需要考虑设备误差和磨损（丝杆和齿轮的间隙和磨损）、刀具安装误差、刀具磨损等影响加工质量的因素，有些数控装置有间隙补偿和刀具补偿等功能,程序格式,输送到数控机床的数字和文字信息代码的排列规定 程序段排列形式:(表5-1) (1)固定程序段程序格式 除程序段结束符号外，其他全部用数字表示。 每一组数字都有一定的位数和顺序，“0”不允许省略。 结束用“CR”、“EOB“、”NL”或“LF”。 (2)带分隔符的固定顺序程序格式 也称为列表顺序格式，由分隔符“Tab”的固定顺序来区分各段数字的坐标含义。 有些数控系统