畢業(yè)設(shè)計(jì)論文FANUC數(shù)控系統(tǒng)零件的加工方法與編程姓名戴榮華學(xué)號(hào)0612205160專業(yè)數(shù)控專業(yè)班級(jí)06大專數(shù)控設(shè)備班導(dǎo)師姓名卞洪元2010年11月15日摘要論文首先簡(jiǎn)單的介紹數(shù)控機(jī)床的概述、機(jī)床的組成，機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其次，論文分析了零件的組成表面粗糙度，尺寸精度分析，編制了工藝卡和零件的加工程序。最后，論文對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、發(fā)展加工工藝的分析刀具編程。目錄摘要2目錄3第一章前言411本課題研究的意義412本課題目前的現(xiàn)狀613本課題研究的目814完成本課題的可行性分析8第二章零件加工分析921零件922零件的結(jié)構(gòu)分析1023零件的表面分析1024零件加工的工藝過(guò)程11第三章FANVC系統(tǒng)設(shè)備與編程1631FANVC系統(tǒng)設(shè)備的選用1632數(shù)控機(jī)床設(shè)備的簡(jiǎn)介2233零件表面基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算2434刀具明細(xì)表如2112635零件的加工程序27第四章總結(jié)30參考文獻(xiàn)31第一章前言11本課題研究的意義111數(shù)控機(jī)床的概述數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)字化信息處理實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)控制的一門技術(shù)。采用數(shù)字化信息處理控制的機(jī)床，稱為數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。112數(shù)控機(jī)床的組成1輸入輸出裝置輸入裝置的作用是將記錄在信息載體上的數(shù)控加工程序讀入數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器。目前廣泛應(yīng)用的輸入方式是利用數(shù)控機(jī)床上的通訊接口通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于簡(jiǎn)單的數(shù)控加工程序可采用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式，利用數(shù)控系統(tǒng)控制面板上的輸入鍵直接將零件的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器。2數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心。其主要作用是對(duì)輸入的零件加工程序的命令進(jìn)行信息處理后，輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（如伺服系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、PLC等），完成零件加工程序所要求的工作。數(shù)控系統(tǒng)有硬件和軟件組成。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)普遍采用通用計(jì)算機(jī)其主要硬件部分，包括CPU、存儲(chǔ)器、系統(tǒng)總線和輸入輸出接口等。軟件部分主要是主控制系統(tǒng)軟件，其控制方式有數(shù)據(jù)運(yùn)算處理控制和時(shí)序邏輯控制兩大類，主控制器內(nèi)的插補(bǔ)運(yùn)算模塊根據(jù)讀入的零件加工程序，通過(guò)譯碼、編譯等信息處理后，進(jìn)行相應(yīng)的軌跡插補(bǔ)運(yùn)算，并通過(guò)與其相應(yīng)的各坐標(biāo)伺服系統(tǒng)位置、速度反饋信號(hào)比較，進(jìn)而控制機(jī)床的各坐標(biāo)軸的移動(dòng)。時(shí)序邏輯控制主要由可編程控制器PLC完成，它根據(jù)機(jī)床加工過(guò)程中的各個(gè)動(dòng)作要求進(jìn)行協(xié)調(diào)，按各檢測(cè)進(jìn)行邏輯判斷，從而控制機(jī)床有條不紊地按序工作。3可編程邏輯控制系統(tǒng)可編程邏輯控制系統(tǒng)主要功能是接受可編程控制器PLC輸出的主軸變速和換向，啟動(dòng)或停止，刀具選擇或更換，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位和緊鎖，工件夾緊或松夾，切削液的開啟或關(guān)閉等輔助操作信號(hào)。經(jīng)功率放大后直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件，完成數(shù)控加工自動(dòng)操作。4伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用是接受來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)的位置控制信息，撿起轉(zhuǎn)換成相應(yīng)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和精確定位運(yùn)動(dòng)，完成數(shù)控機(jī)床最后的控制環(huán)節(jié)，因此，其伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性將直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面加工質(zhì)量。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸伺服和進(jìn)給伺服兩個(gè)單元。主軸伺服單元截水溝來(lái)自PLC的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速指令，進(jìn)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)給伺服單元在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)接受數(shù)控系統(tǒng)的位移指令，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)完成速度控制和反饋控制。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行器件有功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。5位置檢測(cè)系統(tǒng)位置檢測(cè)系統(tǒng)的作用是通過(guò)傳感器檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角位移或數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的直線位移，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)中的位置比較環(huán)節(jié)對(duì)控制位移量與實(shí)際位移量進(jìn)行比較，根據(jù)比較的差值調(diào)整控制信號(hào)，提高控制精度。6機(jī)床主體機(jī)床主體指的是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，是實(shí)現(xiàn)零件加工的執(zhí)行部件。它主要由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、支撐件、特殊裝置、刀具和輔助裝置等組成。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分與普通機(jī)床相似，但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和變速系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，在精度、剛度、抗振性等方面要求較高，因而采取了一些特殊結(jié)構(gòu)，如滾珠絲杠副，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。113數(shù)控機(jī)床（車床）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在大批量生產(chǎn)條件下，采用機(jī)械加工自動(dòng)化可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。大批量生產(chǎn)中加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)是工藝過(guò)程的嚴(yán)格性，從而可以建立自動(dòng)流水線。對(duì)于小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，由于生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品品種的變換頻繁，批量小，加工方法的區(qū)別大，因此實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化存在相當(dāng)?shù)碾y度，不能采用大批量生產(chǎn)的剛性自動(dòng)化方式。因此，大力發(fā)展柔性制造技術(shù)成為機(jī)械加工自動(dòng)化必然出路。柔性制造技術(shù)實(shí)際上是由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造技術(shù)，包含計(jì)算機(jī)數(shù)控的單臺(tái)加工設(shè)備和各種規(guī)模的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。所以數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的重要設(shè)備。與其它加工設(shè)備相比，數(shù)控機(jī)床具有如下特點(diǎn)1）適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件或小批量復(fù)雜工件在數(shù)控機(jī)床上改變加工工件時(shí)，只需要重新編制新工件的加工程序，更換新的穿孔帶或用手動(dòng)方式輸入工件程序，就能實(shí)現(xiàn)新工件加工。數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，只需要簡(jiǎn)單的夾具，所以改變加工工件后,也不需要制造特別的工夾具，更不需要新重調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床特別適合單件、小批量及試制產(chǎn)品的工件加工。2）加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍可達(dá)0001MM/P，傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度熱穩(wěn)定性，工件加工精度高，進(jìn)給系統(tǒng)采用消除間隙措施，并對(duì)反向間隙與絲杠螺距誤差等由數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，所以加工精度高。特別是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工完全是自動(dòng)進(jìn)行的，這就消除了操作者人為產(chǎn)生的誤差，使同一批工件的尺寸一致性好，加工質(zhì)量十分穩(wěn)定。3）生產(chǎn)率高工件加工所需時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間。數(shù)控機(jī)床能有效減少這兩部分時(shí)間。數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)速范圍大，機(jī)床剛性好，快速移動(dòng)和停止采用了加速、減速措施，因而既能提高空行程運(yùn)動(dòng)速度，又能保證定位精度，有效地降低加工時(shí)間。數(shù)控機(jī)床更換工件時(shí)，不需要調(diào)整機(jī)床。同一批工件加工質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)需停機(jī)檢驗(yàn)，故輔助時(shí)間大大縮短。特別是使用自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控加工中心機(jī)床，可以在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)多工序加工，生產(chǎn)效率的提高更加明顯。4減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)進(jìn)行的，工件加工過(guò)程不需要人的干預(yù)，加工完畢后自動(dòng)停車，這就使工人勞動(dòng)條件大為改善。5）良好的經(jīng)濟(jì)效益雖然數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的設(shè)備費(fèi)用較大，但是使用數(shù)控機(jī)床可節(jié)省許多其它費(fèi)用。例如，工件加工前不用劃線工序，工件安裝、調(diào)整、加工和檢驗(yàn)所花費(fèi)的時(shí)間少，特別是不要設(shè)計(jì)制造專用工件夾具，加工精度穩(wěn)定，廢品率低，減少了調(diào)度環(huán)節(jié)等，所以總體成本下降，可獲得良好經(jīng)濟(jì)效益。6）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，特別是數(shù)控機(jī)床上使用計(jì)算機(jī)控制，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)算機(jī)管理與控制奠定了基礎(chǔ)。12本課題目前的現(xiàn)狀121數(shù)控機(jī)床的發(fā)展近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)械所代替。目前國(guó)外機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到85以上，而我國(guó)的機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率不足20，隨著我國(guó)機(jī)制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機(jī)床的使用、維修、維護(hù)人員在全國(guó)各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計(jì)、加工中心操作、模具設(shè)計(jì)與制造、電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)人才無(wú)法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場(chǎng)上的這類人才儲(chǔ)備并不大，企業(yè)要在人才市場(chǎng)上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)、CAD/CAM工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國(guó)各人才市場(chǎng)招聘頻率最高的職位之一。在各種招聘會(huì)上，數(shù)控專業(yè)人才更是企業(yè)熱衷于標(biāo)注“急聘”、“高薪誠(chéng)聘”等字樣的少數(shù)職位之一，以致出現(xiàn)了“月薪6000元難聘數(shù)控技工”，“年薪16萬(wàn)元招不到數(shù)控技工”的現(xiàn)象。據(jù)報(bào)載，我國(guó)高級(jí)技工正面臨著“青黃不接”的嚴(yán)重局面，原有技工年齡已大，中年技工為數(shù)不多，青年技工尚未成熟。在制造業(yè)，能夠熟練操作現(xiàn)代化機(jī)床的人才已成稀缺，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)技術(shù)工人中，高級(jí)技工占35，中級(jí)工占35，初級(jí)工占60。而發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)工人中，高級(jí)工占35、中級(jí)工占50、初級(jí)工占15。這表明，我們的高級(jí)技工在未來(lái)510年內(nèi)仍會(huì)有大量的人才缺口。隨著產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，就業(yè)結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。企業(yè)對(duì)較高層次的第一線應(yīng)用型人才的需求將明顯增加。而借助國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)期，與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化匹配、培養(yǎng)相當(dāng)數(shù)量的具有高等文化水平的職業(yè)人才，成為迫切要求。而對(duì)于數(shù)控加工專業(yè)，不僅要求從業(yè)人員有過(guò)硬的實(shí)踐能力，更要掌握系統(tǒng)而扎實(shí)的機(jī)加理論知識(shí)。因此，既有學(xué)歷又有很強(qiáng)操作能力的數(shù)控加工人才更是成為社會(huì)較緊缺、企業(yè)最急需的人才122我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)點(diǎn)的工作母機(jī)。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來(lái)一直受到世界各國(guó)的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。我國(guó)數(shù)控車床從20世紀(jì)70年代初進(jìn)入市場(chǎng)，至今通過(guò)各大機(jī)床廠家的不懈努力，通過(guò)采取與國(guó)外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施，使得我國(guó)的機(jī)床制造水平有了很大的提高，其產(chǎn)量在金屬切削機(jī)床中占有較大的比例。目前，國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。13本課題研究的目131理論方面（1）掌握數(shù)控的有關(guān)特點(diǎn)應(yīng)用原理（2）學(xué)會(huì)有關(guān)方面的計(jì)算（3）學(xué)會(huì)對(duì)圖紙的分析及其相關(guān)的程序（4）掌握有關(guān)刀具方面的知識(shí)（5）了解機(jī)械制造相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)（6）通過(guò)高級(jí)工筆試132操作方面（1）按照機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制零件圖（2）學(xué)會(huì)加工過(guò)程中各階段所需刀具的修磨、裝夾和使用（3）分析零件的加工工藝（4）編寫程序，加工零件（5）加工時(shí)必須符合安全生產(chǎn)的規(guī)定（6）零件加工成型得到保證14完成本課題的可行性分析憑借著五年所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)，通過(guò)了數(shù)控中級(jí)工、高級(jí)工、普通車床、鉗工等的考核，可以完成本論文的編寫并與所學(xué)專業(yè)相對(duì)應(yīng)，其具有充分的參考資料（例數(shù)控加工技術(shù)、數(shù)控編程、機(jī)械制造基礎(chǔ)、金屬工藝、CAD/CAM制圖等），和專業(yè)老師的耐心輔導(dǎo)。綜合以上分析完成本課題第二章零件加工分析21零件該零件圖如圖2122圖21圖2222零件的結(jié)構(gòu)分析該零件是配合件，該零件是由球、圓弧、內(nèi)外螺紋、退刀槽、及倒角組成，其中多個(gè)尺寸直徑有較嚴(yán)格的尺寸的公差。件1的毛坯材料規(guī)格為45鋼，50MM，長(zhǎng)度為75MM。件2的毛坯規(guī)格為45鋼，50MM，長(zhǎng)度為55MM。23零件的表面分析一、零件的形狀件1的外圓輪廓從左到右依次由40MM的球，R10的圓弧，22M的外圓，R5的倒角，48MM的外圓，32MM的退刀槽和M3615的螺紋。二、尺寸分析外輪廓分析件120MM的球其上偏差05下偏差0。5R10的圓弧22MM的外圓其上偏差0下偏01R5的到角48MM的外圓其上偏差05下偏0532MM的退刀槽M3615的螺紋最大直徑3601P3585最小直徑3603P3555件2右端42MM的外圓其上偏差0下偏差005內(nèi)孔從左到右由20MM的內(nèi)圓弧22MM的內(nèi)圓其上偏差005下偏差0直徑366的退刀槽M3615的螺紋，最大直徑3601P3585最小直徑3603P3555三、退刀槽的作用防止零件與刀具相撞24零件加工的工藝過(guò)程件11夾毛坯伸出長(zhǎng)度40MM，車端面粗精車外圓48005長(zhǎng)32MM2車退刀槽寬6MM直徑32MM3車螺紋M36154先車一夾套，套在螺紋上用卡盤夾住車端面保證總長(zhǎng)在725粗精車球40MM6粗精車外圓弧R107粗精車外圓22MM8粗精車外圓弧R5件21夾毛坯伸出長(zhǎng)都25MM，車端面，粗精車外圓直徑42MM長(zhǎng)21MM2用20MM的麻花鉆，鉆通孔3鏜孔，直徑22MM的內(nèi)孔和R20MM的內(nèi)圓弧長(zhǎng)47MM4調(diào)頭夾直徑42MM的外圓用端面定，車端面控制總長(zhǎng)為53MM5鏜孔，車內(nèi)退刀槽寬6MM內(nèi)直徑38MM6車內(nèi)螺紋M36157粗精車48MM長(zhǎng)32MM和42MM長(zhǎng)16MM的外圓零件加工件1的工藝過(guò)程如表23工序號(hào)工序工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備1車夾零件伸長(zhǎng)35MM粗、精車48MM的外圓32MM的退刀槽和36MM的外圓數(shù)控車2車螺紋車M3615的螺紋數(shù)控車3車做一夾套，套在螺紋上用卡盤夾著，車右端保證總長(zhǎng)在72MM，車SR20的球，R10的圓弧22MM的外圓和R5的圓弧數(shù)控車表23零件加工件2的工藝過(guò)程如表24工序號(hào)工序工序內(nèi)容夾工簡(jiǎn)圖設(shè)備1鉆夾零件，伸長(zhǎng)36MM，用20MM的鉆頭鉆一通孔數(shù)控車2車車42MM長(zhǎng)25MM的外圓和48MM的外圓數(shù)控車3鏜鏜內(nèi)圓弧R20MM和22MM的內(nèi)圓和38MM的槽數(shù)控車4車調(diào)頭車左端，端面保證總長(zhǎng)在53MM，車42MM長(zhǎng)16MM的外圓數(shù)控車5鏜車一M3615的螺紋數(shù)控車表2425零件加工的工藝卡片零件件1的加工工藝卡片如表25工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具型號(hào)主軸轉(zhuǎn)速R/MIN進(jìn)給速度轉(zhuǎn)/MIN背吃刀量備注1車外圓T040430尖刀粗車1000、精車1200粗車F03精車F0215MM數(shù)控車2車外螺紋T0303螺紋650數(shù)控車表25零件件2的加工工藝卡片如表26工步號(hào)工不內(nèi)容刀具號(hào)刀具型號(hào)主軸轉(zhuǎn)速R/MIN進(jìn)給速度轉(zhuǎn)/MIN背吃刀量MM備注1車外圓T010190刀粗車1000、精車1500F03/F011MM數(shù)控車2鉆孔尾座鉆頭400數(shù)控車3鏜孔T0202鏜刀粗車600、精車1000F03/F0103MM數(shù)控車4車內(nèi)螺紋T0404螺紋刀600數(shù)控車表26第三章FANVC系統(tǒng)設(shè)備與編程31FANVC系統(tǒng)設(shè)備的選用311數(shù)控系統(tǒng)概述數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)之一。而數(shù)控機(jī)床則是數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛和最為典型的一類系統(tǒng)。所以，本章首先闡述數(shù)控機(jī)床的基本概念、結(jié)構(gòu)組成、分類方法、顯著特點(diǎn)以及發(fā)展過(guò)程，然后著重講解計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的基本工作原理、內(nèi)部信息流的處理過(guò)程及其各種功能，最后簡(jiǎn)單介紹數(shù)控機(jī)床與現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)之間的關(guān)系。312數(shù)控系統(tǒng)組成1、輸入零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸入，可采用光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC接口、網(wǎng)絡(luò)等多種形式。CNC裝置在輸入過(guò)程中通常還要完成無(wú)效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作。2、譯碼不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲(chǔ)器方式，都是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等、加工速度信息F代碼和其他輔助信息M、S、T代碼等按照一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。在譯碼過(guò)程中，還要完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警。3、刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。目前在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ€包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判別，這就是所謂的C刀具補(bǔ)償。4、進(jìn)給速度處理編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理。5、插補(bǔ)插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。插補(bǔ)程序在每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過(guò)若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作。6、位置控制位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電動(dòng)機(jī)。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度。7、I/0處理I/O處理主要處理CNC裝置面板開關(guān)信號(hào)，機(jī)床電氣信號(hào)的輸入、輸出和控制如換刀、換擋、冷卻等。8、顯示CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等。有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示。9、診斷對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定位，包括聯(lián)機(jī)診斷和脫機(jī)診斷313FANUC系統(tǒng)設(shè)備的選用3131常用數(shù)控系統(tǒng)西門子,法蘭克,施耐德,三凌其中西門子法蘭克最常用3132FANUC系統(tǒng)特點(diǎn)日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，在市場(chǎng)的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他的數(shù)控系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝，各個(gè)控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。（2）具有很強(qiáng)的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為045，相對(duì)濕度為75。（3）有較完善的保護(hù)措施。FANUC對(duì)自身的系統(tǒng)采用比較好的保護(hù)電路。（4）FANUC系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項(xiàng)功能。對(duì)于一般的機(jī)床來(lái)說(shuō)，基本功能完全能滿足使用要求。（5）提供大量豐富的PMC信號(hào)和PMC功能指令。這些豐富的信號(hào)和編程指令便于用戶編制機(jī)床側(cè)PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。（6）具有很強(qiáng)的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口，使通用計(jì)算機(jī)PC和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)高速的DNC操作。（7）提供豐富的維修報(bào)警和診斷功能。FANVC維修手冊(cè)為用戶提供了大量的報(bào)警信息，并且以不同的類別進(jìn)行分類。2主要系列（1）高可靠性的POWERMATE0系列用于控制2軸的小型車床，取代步進(jìn)電機(jī)的伺服系統(tǒng)；可配畫面清晰、操作方便，中文顯示的CRTMDI，也可配性能價(jià)格比高的DPLMDI。（2）普及型CNC0D系列0TD用于車床，0MD用于銑床及小型加工中心，0GCD用于圓柱磨床，0GSD用于平面磨床，0PD用于沖床。（3）全功能型的0C系列0TC用于通用車床、自動(dòng)車床，0MC用于銑床、鉆床、加工中心，0GCC用于內(nèi)、外圓磨床，0GSC用于平面磨床，0TTC用于雙刀架4軸車床。（4）高性能價(jià)格比的0I系列整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能。0IMBMA用于加工中心和銑床，4軸4聯(lián)動(dòng)；0ITBTA用于車床，4軸2聯(lián)動(dòng)，0IMATEMA用于銑床，3軸3聯(lián)動(dòng)；0IMATETA用于車床，2軸2聯(lián)動(dòng)。（5）具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型CNC16I/18I21I系列控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡(luò)功能，超高速串行數(shù)據(jù)通訊。其中FSL6IMB的插補(bǔ)、位置檢測(cè)和伺服控制以納米為單位。16I最大可控8軸，6軸聯(lián)動(dòng)；18I最大可控6軸，4軸聯(lián)動(dòng)；21I最大可控4軸，4軸聯(lián)動(dòng)。3133FANUC系統(tǒng)編程方法及指令G功能指令是用地址符號(hào)G和后面的數(shù)字表示的，具體含義見表27（表27）G指令功能G00定位G01直線插補(bǔ)G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G20英寸輸入G21毫米輸入G40取消刀補(bǔ)G41左刀補(bǔ)G42右刀補(bǔ)G70精加工循環(huán)G71外圓粗車固定循環(huán)G72端面車削固定循環(huán)G73排屑鉆孔循環(huán)G90絕對(duì)值編程G91增量值編程G98固定循環(huán)返回到初始點(diǎn)G99固定循環(huán)返回到R點(diǎn)M功能指令是用地址字M及后面的數(shù)字表示的，具體含義見表28表28指令功能M00程序停止M01程序選擇停止M02程序結(jié)束M03主軸正傳M04主軸反轉(zhuǎn)M05主軸停止M06刀具自動(dòng)交換M07切削液開（有些廠家設(shè)定為M07）M08切屑液關(guān)M09主軸定向M30程序結(jié)束并返回M98調(diào)用子程序M99調(diào)用子程序結(jié)束并返回32數(shù)控機(jī)床設(shè)備的簡(jiǎn)介該畢業(yè)設(shè)計(jì)零件加工所選用的CNC系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)的華中“世紀(jì)星”系列數(shù)控系統(tǒng)，下面是有關(guān)CNC系統(tǒng)的設(shè)備介紹華中“世紀(jì)星”系列數(shù)控系統(tǒng)（HNC21/22T、HNC21/22M）采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入工業(yè)PC，配置77或104彩色液品顯示屏和通用工程面板，集成進(jìn)給軸接口、主軸口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口于一體，支持硬盤等程序儲(chǔ)存方式以及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能；具有低價(jià)格、高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)。主要用于車、銑加工中心等各類數(shù)控機(jī)床的控制。HNC21/22M銑削系統(tǒng)的主要功能（1）最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為4軸。（2）可選用各種類型的脈沖式、模擬式交流伺服驅(qū)動(dòng)單元或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元以及HSV11系列串行口伺服驅(qū)動(dòng)單元。（3）除標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板外，配置40路開關(guān)量輸入和32路開關(guān)量輸出接口、主軸控制與編碼器接口。（4）采用77（HNC22M為104）彩色液晶顯示器（分辨率為680X480），全漢字操作界面、故障診斷與報(bào)警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡(jiǎn)便，易于掌握和使用。（5）采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)、固定旋環(huán)、旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像，刀具補(bǔ)償、宏程序等功能。（6）小線段連續(xù)加工功能，特別適合CAD/CAM設(shè)計(jì)的復(fù)雜模具零件加工。（7）加工斷點(diǎn)保存/恢復(fù)功能，方便用戶使用。（8）反向間隙和單、雙向螺距誤差補(bǔ)償功能。（9）巨量程序加工能力，不需DNC，配置硬盤可直接加工單個(gè)高達(dá)2GB的G代碼程序。（10）內(nèi)置RS232通訊接口，輕松實(shí)現(xiàn)機(jī)床數(shù)據(jù)通訊。（11）6MBFLASHRAM（可擴(kuò)充至72MB）程序斷電儲(chǔ)存，16MBRAM（可擴(kuò)充至764MB）加工內(nèi)存緩沖區(qū)。形槽值，至尺寸要求33零件表面基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算零件的表面基點(diǎn)坐標(biāo)圖29210圖29A點(diǎn)坐X0,Z0B點(diǎn)坐標(biāo)X14,Z34C點(diǎn)坐標(biāo)X11,Z41D點(diǎn)坐標(biāo)X11,Z55E點(diǎn)坐標(biāo)X16,Z60F點(diǎn)坐標(biāo)X24,Z60G點(diǎn)坐標(biāo)X24,Z66H點(diǎn)坐標(biāo)X16Z66I點(diǎn)坐標(biāo)X16,Z72J點(diǎn)坐標(biāo)X18Z74K點(diǎn)坐標(biāo)X18Z90L點(diǎn)坐標(biāo)X16,Z92M點(diǎn)坐標(biāo)X0,Z92圖210A點(diǎn)坐標(biāo)X0,Z0B點(diǎn)坐標(biāo)X21,Z0C點(diǎn)坐標(biāo)X21,Z25D點(diǎn)坐標(biāo)X24,Z25E點(diǎn)坐標(biāo)X24,Z37F點(diǎn)坐標(biāo)X21,Z37G點(diǎn)坐標(biāo)X21,Z53H點(diǎn)坐標(biāo)X0,Z531點(diǎn)坐標(biāo)X0,Z02點(diǎn)坐標(biāo)X11,Z167033點(diǎn)坐標(biāo)X11,Z274點(diǎn)坐標(biāo)X19,Z275點(diǎn)坐標(biāo)X19,Z336點(diǎn)坐標(biāo)X18,Z337點(diǎn)坐標(biāo)X18,Z5334刀具明細(xì)表如211序號(hào)刀具刀號(hào)主軸轉(zhuǎn)速R/MIN進(jìn)給速度、轉(zhuǎn)/MIN被吃刀量MM190T01011000/1500F03/F0112切槽刀T0202450F00513外螺紋刀T0303650430T04041000/1200F03/F02155內(nèi)螺紋刀T01016006鏜刀T0202600F03/F011表21135零件的加工程序零件的加工程序件1如表212左端右端螺紋外輪廓（90刀）外輪廓（30尖刀）O0001O0004M03S1000T0101G99M03S1000T0404G99G00Z5G00Z5X50X50G71U1R1G73U15R15G71P10Q20U05W0F03G73P10Q20U05W0F03N10G00X50N10G00XOG01X358G01Z0Z20G03X14Z342R20N20G00X50G02X11Z414R10G00X100G01Z55Z100G02X16Z60R5M05G01X24M30Z70螺紋退刀槽G00X50O0002X100G99M03S450T0202Z100G00Z5M05X18M00Z26G99M03T0404S1200G01X38F005刀寬6MMG00X50G04X1Z5G01X18G70P10Q20F02G00Z100G00X100X100Z100M05M05M30M30外螺紋O0003M03S650T0303G99G00Z5X38G76P010060Q89R01G76X3405Z22P975Q300F15G00X100Z100M05M30表212零件的加工程序件2如表213已經(jīng)是通孔左端右端O000590刀O000790刀G99M03S1000T0101G99M03S1000T0101G00X50G00X50Z5Z5G71U1R1G71U1R1G71P10Q20U05W0F03G71P10Q20U05W0F03N10G00X42N10G00X42G01Z20G01Z25X50X48G00X100Z40Z100G00X100M05Z100M00M05G99M03S1500T0101M00G00X50G99M03S1500T0101Z5G00X50G70P10Q20F01Z5G00X100G70P10Q20F01Z100G00X100M05Z100M30M05O0006內(nèi)螺紋M30G99M0