數(shù)控技術概論第一頁，共38頁。1.1

數(shù)控技術基礎第二頁，共38頁。數(shù)控機床主要由以下6部分組成(如圖1.1所示)。圖1.1數(shù)控機床的組成1．計算機數(shù)控裝置(CNC裝置)

計算機數(shù)控裝置是計算機數(shù)控系統(tǒng)的核心，其主要作用是根據(jù)輸入的工件加工程序或操作命令進行譯碼、運算、控制等相應的處理，然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件(伺服單元、驅(qū)動單元和PLC等)，完成工件加工程序或操作者所要求的工作。它主要由計算機系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通信接口板、擴展功能模板以及相應的控制軟件的模塊組成。第三頁，共38頁。2．伺服單元、驅(qū)動裝置和測量裝置伺服單元和驅(qū)動裝置包括主軸伺服驅(qū)動裝置、主軸電動機、進給伺服驅(qū)動裝置及進給電動機。測量裝置是指位置和速度檢測裝置，它是實現(xiàn)主運動和進給運動的速度、位置閉環(huán)控制的必要裝置。主軸運動的伺服系統(tǒng)的主要作用是實現(xiàn)工件加工的切削運動，其控制量為速度；進給伺服系統(tǒng)的主要作用是實現(xiàn)工件加工的成形運動，其控制量為速度和位置，特點是能靈敏、準確地實現(xiàn)CNC裝置的位置和速度指令。3．機床本體機床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實現(xiàn)加工工件的執(zhí)行部件。主要組成有：主運動部件(主軸、主運動傳動機構(gòu))、進給運動部件(工作臺、拖板及相應的傳動機構(gòu))、支撐件(立柱、床身等)以及特殊裝置、自動工件交換(APC)系統(tǒng)、自動刀具交換(ATC)系統(tǒng)和輔助裝置(如冷卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等)。4．控制介質(zhì)與程序I/O(輸入/輸出)設備控制介質(zhì)是記錄工件加工程序的媒介，是人與機床建立聯(lián)系的介質(zhì)。程序I/O(輸入/輸出)設備是CNC系統(tǒng)與外部設備進行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的工件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的工件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的介質(zhì)上。目前數(shù)控機床常用的控制介質(zhì)和程序輸入/輸出設備是磁盤和磁盤驅(qū)動器等。此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可利用通信方式進行信息交換。這種方式是實現(xiàn)CAD(計算機輔助設計)與CAM(計算機輔助制造)的集成，F(xiàn)MS(柔性制造系統(tǒng))和CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))應用的基本技術。目前在數(shù)控機床上常用的通信方式有：串行通信、自動控制專用接口、網(wǎng)絡技術。第四頁，共38頁。5．PLC及機床I/O(輸入/輸出)電路和裝置

PLC是用于進行與邏輯運算、順序動作有關的I/O控制部件，它由硬件和軟件組成。機床I/O電路和裝置是用于實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件，是由繼電器、電磁閥、行程開關和接觸器等組成的邏輯電路。它們共同完成以下任務。(1) 接受CNC的M、S、T指令，對其進行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應的開關動作。(2) 接受操作面板和機床側(cè)的I/O信號，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令，控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。6．控制面板控制面板又稱操作面板，是操作人員與數(shù)控機床(系統(tǒng))進行信息交互的工具。操作人員可以通過控制面板對數(shù)控機床(系統(tǒng))進行操作、編程、調(diào)試或?qū)C床參數(shù)進行設定和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機床(系統(tǒng))的運行狀態(tài)。它是數(shù)控機床的一個I/O部件，主要由按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列(功能與計算機鍵盤一樣)和顯示器等部分組成。第五頁，共38頁。1．按控制功能分類(1)點位控制機床點位控制數(shù)控機床只控制刀具或工作臺，從一個點(坐標位置)準確、快速地移動到下一個點(坐標位置)，然后控制第3個坐標軸進行切削加工。它具有較高的位置定位精度，在移動過程中不進行切削加工，所以對運動軌跡沒有要求。點位控制數(shù)控機床主要用于加工平面內(nèi)的孔系，主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床和三坐標測量機等。(2)直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺，按規(guī)定的進給速度，從一個點以直線方式準確地移動到下一個點。移動過程中能進行直線的切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶著多軸箱軸向進給進行鉆、鏜等切削加工，它可以算做一種直線控制的數(shù)控機床。(3)輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床具有控制幾個軸同時協(xié)調(diào)運動的能力，即坐標軸聯(lián)動，使刀具相對于工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運動，能在運動過程中進行連續(xù)切削加工。這類數(shù)控機床有用于加工曲線和曲面形狀工件的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。現(xiàn)代的數(shù)控機床基本上都是這種類型。若根據(jù)其聯(lián)動軸數(shù)還可細分為2軸(X、Y軸聯(lián)動或X、Z軸聯(lián)動)、2.5軸(任意2軸聯(lián)動，第3軸周期進給)、3軸(X、Y、Z3軸聯(lián)動)、4軸(X、Y、Z和A或B4軸聯(lián)動)、5軸(X、Y、Z和A、B或X、Y、Z和A、C或X、Y、Z和B、C5軸聯(lián)動)聯(lián)動數(shù)控機床。聯(lián)動軸數(shù)越多，加工程序的編寫越難，通常3軸聯(lián)動以上的工件加工程序只能采用自動編程系統(tǒng)編寫。第六頁，共38頁。2．按進給伺服系統(tǒng)類型分類(1) 開環(huán)數(shù)控機床開環(huán)數(shù)控機床采用開環(huán)進給伺服系統(tǒng)。如圖1.2所示為開環(huán)進給伺服系統(tǒng)簡圖。由圖可知，開環(huán)進給伺服系統(tǒng)沒有位置反饋裝置，信號流是單向的(數(shù)控裝置→進給系統(tǒng))，故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。但由于無位置反饋，精度(相對閉環(huán)系統(tǒng))不高，其精度主要取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)和機械傳動機構(gòu)的性能和精度。該系統(tǒng)一般以步進電機為伺服驅(qū)動元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價格低廉等優(yōu)點，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力距不大的場合得到了廣泛應用。

圖1.2開環(huán)進給伺服系統(tǒng)簡圖第七頁，共38頁。(2) 半閉環(huán)數(shù)控機床半閉環(huán)數(shù)控機床的進給伺服系統(tǒng)如圖1.3所示。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測點是從驅(qū)動電動機(常用交、直流伺服電動機)或絲杠端引出，通過檢測電動機和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺的位移量，而不是直接檢測工作臺的實際位置。由于在半閉環(huán)環(huán)路內(nèi)不包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，可獲得較穩(wěn)定的控制性能，其系統(tǒng)穩(wěn)定性雖不如開環(huán)系統(tǒng)，但比閉環(huán)要好。另外，在位置環(huán)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)的運動誤差可得到某種程度的糾正，位置環(huán)外不能直接消除的絲杠螺距誤差、齒輪間隙引起的運動誤差等，可通過軟件補償來提高運動精度，所以在現(xiàn)代CNC機床中得到了廣泛的應用。圖1.3半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)簡圖第八頁，共38頁。(3) 閉環(huán)數(shù)控機床閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)(如圖1.4所示)直接對工作臺的實際位置進行檢測。理論上講，可以消除整個驅(qū)動和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動量，具有很高的位置控制精度。但由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是非線性的，很容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此閉環(huán)系統(tǒng)的設計、安裝和調(diào)試都有相當?shù)碾y度，對其環(huán)節(jié)的精度、剛性和傳動特性等都有較高的要求，故價格昂貴。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機床等。圖1.4閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)簡圖第九頁，共38頁。3．按工藝用途分類(1) 切削加工類此類是指即具有切削加工功能的數(shù)控機床。在金屬切削機床常用的車床、銑床、刨床、磨床、鉆床、鏜床、拉床、切斷機床、齒輪加工機床等中，國內(nèi)外都開發(fā)了數(shù)控機床，而且品種分得越來越細。比如，在數(shù)控磨床中不僅有數(shù)控外圓磨床，數(shù)控內(nèi)圓磨床，集磨外圓，內(nèi)圓于一機的數(shù)控萬能磨床，數(shù)控平面磨床，數(shù)控坐標磨床，數(shù)控工具磨床，數(shù)控無心磨床，數(shù)控齒輪磨床，還有專用或?qū)ｉT化的數(shù)控軸承磨床、數(shù)控外螺紋磨床、數(shù)控內(nèi)螺紋磨床、數(shù)控雙端面磨床、數(shù)控凸輪軸磨床、數(shù)控曲軸磨床，能自動換砂輪的數(shù)控導軌磨床等，還有工藝范圍更廣的車削中心、加工中心和柔性制造單元等。(2) 成型加工類此類是指具有通過物理方法改變工件形狀功能的數(shù)控機床，如數(shù)控折彎機、數(shù)控沖床、數(shù)控彎管機和數(shù)控旋壓機等。(3) 特種加工類此類是指具有特種加工功能的數(shù)控機床，如數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、帶有自動換電極功能的“電加工中心”、數(shù)控激光切割機床、數(shù)控激光熱處理機床、數(shù)控激光板料成型機床和數(shù)控等離子切割機等。(4) 其他類型此類是指一些廣義上的數(shù)控設備，如數(shù)控裝配機、數(shù)控測量機和機器人等。第十頁，共38頁。1．多軸控制功能多軸控制功能是指CNC系統(tǒng)能控制和能聯(lián)動控制數(shù)控機床各坐標軸的進給運動的功能。CNC系統(tǒng)的控制進給軸有：移動軸和回轉(zhuǎn)軸、基本軸和附加軸。2．準備功能準備功能即G功能——指令機床運動方式。插補功能是指數(shù)控系統(tǒng)進行工件表面加工軌跡插補運算的功能。一般CNC系統(tǒng)僅具有直線和圓弧插補，較為高檔的數(shù)控系統(tǒng)還具有拋物線、橢圓、極坐標、正旋線、螺旋線以及樣條曲線等插補功能。在數(shù)控加工中，有些加工內(nèi)容如鉆孔、鏜孔、攻螺紋等，所做的動作需要循環(huán)且十分典型，數(shù)控系統(tǒng)預先將這些循環(huán)動作用G代碼進行定義，在加工時使用這類G代碼可大大簡化編程工作量，即為固定循環(huán)功能。3．補償功能(1)刀具半徑和長度補償功能該功能實現(xiàn)用工件輪廓編寫的程序，按刀具中心軌跡運動，以及在刀具半徑和長度發(fā)生變化時，可對刀具半徑或長度做相應的補償。該功能由G指令或T指令實現(xiàn)。第十一頁，共38頁。(2) 傳動鏈誤差、反向間隙誤差補償功能螺距誤差補償可預先測量出螺距誤差和反向間隙，然后按要求輸入CNC裝置的存儲單元內(nèi)，在加工過程中進行實時補償。(3) 智能補償功能對由于外界干擾所產(chǎn)生的隨機誤差，可采用人工智能、專家系統(tǒng)等方法建立模型，實施智能補償。如熱變形引起的誤差，裝置將會在相應部位自動進行補償。4．主軸功能主軸功能是指數(shù)控系統(tǒng)對切削速度的控制功能，主要有以下5種控制功能。(1) 主軸轉(zhuǎn)速：實現(xiàn)刀具切削點切削速度的控制功能。單位為r/min。(2) 恒線速度控制：實現(xiàn)刀具切削點的切削速度為恒速的控制功能。單位為m/min。(3) 主軸定向控制：實現(xiàn)主軸周向定位于定點的控制功能。(4) C軸控制：實現(xiàn)主軸周向任意位置的控制功能。(5) 切削倍率：實現(xiàn)人工實時修調(diào)切削速度，即通過面板的倍率開關在0～200%之間對其進行實時修調(diào)。

第十二頁，共38頁。5．進給功能進給功能指數(shù)控系統(tǒng)對進給速度的控制功能，主要有以下3種控制功能。(1) 進給速度：控制刀具或工作臺的運動速度。單位為mm/min。(2) 同步進給速度：實現(xiàn)切削速度和進給速度的同步。單位為mm/r。用于加工螺紋。(3) 進給倍率：實現(xiàn)人工實時修調(diào)進給速度，即通過面板的倍率開關在0～200%之間對其進行實時修調(diào)。6．宏程序功能宏程序功能通過編輯子程序中的變量來改變刀具路徑和刀具位置的功能。7．輔助功能輔助功能即M功能——規(guī)定主軸的啟、停、轉(zhuǎn)向，工件的夾緊和松開，冷卻泵的接通和斷開等機床輔助動作的功能。8．刀具管理功能刀具管理功能是實現(xiàn)對刀具幾何尺寸和刀具壽命的管理及刀具選擇的功能。刀具幾何尺寸是指刀具的半徑和長度，這些參數(shù)供刀具補償功能使用。刀具壽命是指總計切削時間，當某刀具的時間壽命到期時，CNC系統(tǒng)將提示用戶更換刀具。另外，CNC系統(tǒng)都具有T功能，即刀具號管理功能，它用于標識刀庫中的刀具和自動選擇加工刀具。

第十三頁，共38頁。9．人機對話功能在CNC裝置中配有單色或彩色陰極射線管顯示器(CRT)，通過軟件實現(xiàn)字符和圖形的顯示，以方便用戶操作和使用。主要功能有：菜單結(jié)構(gòu)的操作界面；數(shù)據(jù)及工件加工程序的輸入及編輯；系統(tǒng)和機床參數(shù)、狀態(tài)、故障信息的顯示及查詢等。10．自診斷功能自診斷功能是指CNC系統(tǒng)防止故障發(fā)生、進行故障診斷、故障定位和防止故障擴大的功能。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)或多或少都具有自診斷功能，這些自診斷功能主要用軟件來實現(xiàn)。具有此功能的CNC系統(tǒng)，可以防止故障的發(fā)生或能夠在故障出現(xiàn)后迅速查明故障的類型或部位，減少故障停機時間，防止故障擴大。CNC裝置的診斷程序既可以在系統(tǒng)軟件中、在系統(tǒng)運行過程中進行檢查，也可以作為服務性程序，在系統(tǒng)運行前或故障停機后進行診斷以查找故障的部位。有些CNC裝置還可以進行遠程通信診斷。11．通信功能通信功能是指CNC裝置與外界進行信息和數(shù)據(jù)交換的功能。通常CNC系統(tǒng)都具有RS-232C接口，可與其他計算機進行通信，傳達工件加工程序，有的還有DNC接口，以實現(xiàn)直接數(shù)控，更高級的系統(tǒng)還可以使用MAP協(xié)議、Internet或LAN，構(gòu)成FMS、CIMS等大的集成制造系統(tǒng)。第十四頁，共38頁。本節(jié)所選用的術語主要是參照國際標準化組織1980年頒布的ISO2806《機床數(shù)字控制詞匯》國際標準以及日本和美國標準及中國的GB8129—87等標準。(1) 軸：機床上的部件可沿其做直線移動或回轉(zhuǎn)運動的基準方向。(2) 機床坐標系：以機床上的某一固定點為基準的笛卡兒坐標系。(3) 工件坐標系：以工件上的某一固定點為基準的笛卡兒坐標系。(4) 機床原位：當機床所有部件都處于原始位置上時，機床坐標系的一種狀態(tài)。(5) 機械原點：機床出廠前已調(diào)整好的、與機床坐標系原點保持精確位置關系的點。(6) 機床基準點：給機床部件設定的零點。(7) 絕對尺寸(絕對坐標)：某一點距離坐標系原點的直線距離或角度。(8) 絕對程序編寫：采用絕對尺寸(絕對坐標)字的程序編寫。(9) 增量尺寸(增量坐標)：在一系列點的增量中，各點距前一點的距離或角度值。(10) 增量程序編寫：采用增量尺寸(增量坐標值)字的程序編寫。(11) 語言：用來傳達信息的表示方法、約定和規(guī)則的集合。(12) 格式：信息的規(guī)定安排形式。(13) 坐標尺寸字：定義絕對尺寸的字。(14) 程序段：作為一個單元處理的一組字、一組字符或一組數(shù)字，在控制帶上，各個程序段通常用“程序段結(jié)束”字符來分隔。第十五頁，共38頁。(15) 計算機數(shù)控：這是一種數(shù)控系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，采用存儲程序的專用計算機實現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能。(16) 加工程序：為完成加工，用特定的語言和格式書寫的順序指令集，被存放在適當?shù)妮斎虢橘|(zhì)上，完全能用于直接操作。(17) 零件程序：為完成加工，按某種語言或某種格式書寫的順序指令集。零件程序?qū)懺谳斎虢橘|(zhì)上，需經(jīng)處理，得到加工程序。(18) 后置處理程序：這是一種計算機程序，它把前置處理程序的輸出改編成加工程序，以便在機床和控制機的成套裝置上制造工件。(19) 子程序：可由適當?shù)臋C床控制指令調(diào)用的一段加工程序。(20) 刀具軌跡：由刀具上給定的一點所描述的軌跡。(21) 進給保持：在加工程序執(zhí)行期間，暫時中斷進給的功能。(22) 間隙距離：當?shù)毒邚目焖僮優(yōu)檫M給移動時，為了防止碰刀，在刀具和工件之間留出的距離。(23) 零點偏置：數(shù)控系統(tǒng)中規(guī)定可以使測量系統(tǒng)的坐標原點在指定范圍內(nèi)相對機床零點移動。(24) 刀具補償：垂直于刀具軌跡的位移，用來修正刀具實際半徑或直徑與其程序規(guī)定的值之差。(25) 固定循環(huán)：這是預先給定的一系列操作，用來控制機床軸的位移，或使主軸運轉(zhuǎn)，從而完成各項加工，如鏜、鉆、攻螺紋等。第十六頁，共38頁。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心，數(shù)控機床根據(jù)功能和性能要求，配置不同的數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)不同，其指令代碼也有差別，因此，編程時應按所使用數(shù)控系統(tǒng)代碼的編程規(guī)則進行編程。FANUC(日本)、SIEMENS(德國)、FAGOR(西班牙)、HEIDENHAIN(德國)、MITSUBISHI(日本)等公司的數(shù)控系統(tǒng)及相關產(chǎn)品，在數(shù)控機床行業(yè)占據(jù)主導地位；我國數(shù)控產(chǎn)品以華中數(shù)控、航天數(shù)控為代表，也已將高性能數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化。1．FANUC數(shù)控系統(tǒng)可靠型PowerMate0系列：用于控制2軸的小型車床，取代步進電機的伺服系統(tǒng)；可配畫面清晰、操作方便，有中文顯示的CRT/MDI，也可配性能/價格比高的DPL/MDI。普及型CNC0-D系列：0-TD用于銑床及小型加工中心；0-GCD用于圓柱磨床；0-GSD用于平面磨床；0-PD用于沖床。全功能型的0-C系列：0-TC用于通用車床、自動車床；0-MC用于銑床、鉆床、加工中心；0-GCC用于內(nèi)、外圓磨床；A0-GSC用于平面磨床；0-TTC用于雙刀架4軸車床。高性能/價格比的0i系列：整體軟件功能包，高速、高精度加工；并具有網(wǎng)絡功能。0i-MB/MA用于加工中心和銑床；4軸4聯(lián)動；0i-TB/TA用于車床；4軸2聯(lián)動；0i-MATEMA用于銑床，3軸3聯(lián)動；0i-MATETA用于車床，2軸2聯(lián)動。具有網(wǎng)絡功能的超小型、超薄型CNC16i/18i/21i系列：控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡功能，超高速串行數(shù)據(jù)通信能力。其中FS16i-MB的插補、位置檢測和伺服控制以nm(納米)為單位。第十七頁，共38頁。16i最大可控8軸、6軸聯(lián)動；18i最大可控6軸、4軸聯(lián)動；21i最大可控4軸、4軸聯(lián)動。除此之外，還有實現(xiàn)機床個性化的CNC16/18/160/180系列。2．SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK802S/C：用于車床、銑床等，可控3個進給軸和1個旋轉(zhuǎn)軸。802S適于步進電機驅(qū)動；802C適于伺服電機驅(qū)動，具有數(shù)字I/O接口。SINUMERIK802D：控制4個進給軸和1個旋轉(zhuǎn)軸，PLCI/O模塊，具有圖形式循環(huán)編程，車削、銑削/鉆削工藝循環(huán)，F(xiàn)RAME(包括移動、旋轉(zhuǎn)和縮放)等功能，為復雜加工任務提供智能控制。SINUMERIK810D：用于數(shù)字閉環(huán)驅(qū)動控制，最多可控6軸緊湊型可編程I/O。SINUMERIK840D：全數(shù)字模塊化數(shù)控設計，用于復雜機床、模塊化旋轉(zhuǎn)加工機床和傳送機床，最大可控31個坐標軸。3．FAGOR數(shù)控系統(tǒng)CNC8070是目前FAGOR最高檔的數(shù)控系統(tǒng)，代表FAGOR頂級水平。它是CNC技術與PC技術的結(jié)晶，是與PC兼容的數(shù)控系統(tǒng)，采用PentiumCPU，可運行Windows和MS-DOS；可控制16軸+3電子手輪+2主軸；可運行VisualBasic、VisualC++，程序段處理時間小于1ms；PLC可達成1024輸入點/1024輸出點；具有以太網(wǎng)、CAN、SERCOS通信接口；可選用±10V模擬量接口。

第十八頁，共38頁。8055系列數(shù)控系統(tǒng)是FAGOR高檔數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)7軸7聯(lián)動+主軸+手輪控制；按其處理速度不同分為8055/A、8055/B、8055/C

3種檔次；適用于車床、車削中心、銑床、加工中心及其他數(shù)控設備；具有連續(xù)數(shù)字化仿形、RTCP補償、內(nèi)部邏輯分析、SERCOS接口、遠程診斷等許多高級功能。8040/8055-I標準系列屬中高檔數(shù)控系統(tǒng)，采用中央單元與顯示單元合為一體的結(jié)構(gòu)。8040可控制4軸4聯(lián)動+主軸+2個手輪；8055-I可實現(xiàn)7軸7聯(lián)動+主軸+2個手輪。兩者用戶內(nèi)存均可達到1MB且具有±10V模擬量接口及數(shù)字化SERCOS光纜接口，可配置帶CAN接口的分布式PLC。8040/8055-i/8055TCO/MCO系列是一種開放式的數(shù)控系統(tǒng)，可供OEM再開發(fā)成為專用數(shù)控系統(tǒng)，適用于任何機床設備。8040/8055-i/8055TC/MC系列是人機對話式數(shù)控系統(tǒng)，其主要特點是無須采用ISO代碼編程，可將工件圖中的數(shù)據(jù)通過人機交互圖形界面直接輸入系統(tǒng)，從而實現(xiàn)編程。人稱傻瓜式數(shù)控系統(tǒng)。8025/8035系列：8025系列是FAGOR公司的中檔數(shù)控系統(tǒng)，適用于銑床、加工中心、車床及其他數(shù)控設備，可控2～5軸不等，該數(shù)控系統(tǒng)具有操作面板、顯示器，中央單元合一的緊湊結(jié)構(gòu)；8035是8040/8055-i/8055的簡化型，同時也是8025的更新?lián)Q代產(chǎn)品，采用32位CPU。第十九頁，共38頁。4．華中數(shù)控系統(tǒng)華中數(shù)控以“世紀星”系列數(shù)控單元為典型產(chǎn)品，HNC-21T為車削系統(tǒng)，最大聯(lián)動軸數(shù)為4軸；HNC-21M為銑削系統(tǒng)，最大聯(lián)動軸數(shù)為4軸，采用開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC。伺服系統(tǒng)的主要產(chǎn)品包括：HSV-11系列交流伺服驅(qū)動裝置、HSV-16系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動裝置、步進電機驅(qū)動裝置、交流伺服主軸驅(qū)動裝置與電機、永磁同步交流伺服電機等。5.北京航天數(shù)控系統(tǒng)其主要產(chǎn)品為CASNUC2100數(shù)控系統(tǒng)，是以PC機為硬件基礎的模塊化、開放式的數(shù)控系統(tǒng)，可用于車床、銑床、加工中心等8軸以下機械設備的控制，具有2軸、3軸、4軸聯(lián)動功能。

第二十頁，共38頁。1.2.1職業(yè)概況1.2.2職業(yè)技能基本要求1.2.3技能要求1.2.4數(shù)控機床安全操作規(guī)范第二十一頁，共38頁。1．職業(yè)名稱加工中心操作工。2．職業(yè)定義操作加工中心機床，進行工件多工序組合切削加工的人員。

3．職業(yè)等級本職業(yè)共設4個等級，分別為中級(國家職業(yè)資格四級)、高級(國家職業(yè)資格三級)、技師(國家職業(yè)資格二級)、高級技師(國家職業(yè)資格一級)。4．職業(yè)環(huán)境室內(nèi)、常溫。5．職業(yè)能力特征具有較強的計算能力和空間感、形體知覺及色覺，手指、手臂靈活，動作協(xié)調(diào)。6．基本文化程度高中畢業(yè)(含同等學歷)。7．培訓要求(1) 培訓期限全日制職業(yè)學校教育，根據(jù)其培養(yǎng)目標和教學計劃確定。晉級培訓期限：中級不少于400標準學時；高級不少于4000標準學時；技師不少于350標準學時；高級技師不少于350標準學時。第二十二頁，共38頁。(2) 培訓教師基礎理論課教師應具備本科或本科以上學歷，具有一定教學經(jīng)驗；培訓初級、中級人員的教師必須具備本職業(yè)高級以上的職業(yè)資格證書；培訓高級或技師人員的教師必須具備相關專業(yè)講師以上教師資格或本職業(yè)高級技師職業(yè)資格證書；培訓高級技師的教師必須具備相關專業(yè)高級講師(副教授)以上資格或其他相關的職業(yè)資格證書。(3) 培訓場地設備滿足教學需要的標準教室；加工中心機床及完成加工所需的工件、刀具、夾具、量具和機床輔助設備等。8．鑒定要求(1) 適用對象從事和準備從事本職業(yè)的人員。(2) 申報條件——中級(具備以下條件之一者)① 取得相關職業(yè)(工種)初級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事相關職業(yè)3年以上，經(jīng)本職業(yè)正規(guī)培訓達到規(guī)定的標準學時，并取得畢(結(jié))業(yè)證書。② 取得相關職業(yè)(工種)中級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作1年以上，經(jīng)本職業(yè)中級正規(guī)培訓達到規(guī)定的標準學時數(shù)，并取得畢(結(jié))業(yè)證書。③ 取得中等職業(yè)學校數(shù)控機床專業(yè)或大專(含大專)以上相關專業(yè)畢業(yè)證書。——高級(具備以下條件之一者)① 取得本職業(yè)中級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事相關職業(yè)4年以上，經(jīng)本職業(yè)高級正規(guī)培訓達到規(guī)定的標準學時數(shù)，并取得畢(結(jié))業(yè)證書。第二十三頁，共38頁。② 取得本職業(yè)中級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作7年以上。③ 取得高級技工學?；蚪?jīng)勞動保障行政部門審核認定，以高級技能為培養(yǎng)目標的高等職業(yè)院校本專業(yè)畢業(yè)證書。④ 具有相關專業(yè)大專學歷，并取得本職業(yè)中級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作2年以上?！紟?具備以下條件之一者)① 取得本職業(yè)高級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事相關職業(yè)5年以上，經(jīng)本職業(yè)正規(guī)培訓達到規(guī)定的標準學時數(shù)，并取得畢(結(jié))業(yè)證書。② 取得本職業(yè)高級職業(yè)資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作8年以上。③ 大學本科相關專業(yè)或高級技工學校本專業(yè)畢業(yè)且具有本職業(yè)高級職業(yè)資格證書，連續(xù)從事職業(yè)工作2年以上?！呒壖紟?具備以下條件之一者)① 取得本職業(yè)技師資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作3年以上，經(jīng)本職業(yè)高級技師正規(guī)培訓達到規(guī)定的標準學時數(shù)，并取得畢(結(jié))業(yè)證書。② 取得本職業(yè)技師資格證書后，連續(xù)從事本職業(yè)工作5年以上。(3) 鑒定方式分為理論知識考試和技能操作考核部分。理論知識考試采用筆試，技能操作考核采用現(xiàn)場實際操作方式。兩項考試均采用百分制，達到60分以上者為合格；技師和高級技師鑒定還需進行綜合評審。(4) 考評員和監(jiān)考人員的配備理論知識的考核每標準考場配備兩名監(jiān)考員；技能考試每臺設備配備兩名監(jiān)考人員；每次鑒定組成3～5人的考評小組。第二十四頁，共38頁。(5) 鑒定時間各等級理論知識時間為120分鐘；各等級技能操作考核時間：中級不少于300分鐘，高級不少于360分鐘，技師不少于420分鐘。(6) 鑒定場所、設備理論知識考試在標準教室進行，鑒定設備為加工中心機床，工件、夾具、量具、刀具及機床附件等為必備儀器設備。第二十五頁，共38頁。1．職業(yè)道德(1) 職業(yè)道德的基本知識(2) 職業(yè)守則① 愛崗敬業(yè)，終于職守。② 努力鉆研業(yè)務，刻苦學習，勤于思考，善于觀察。③ 工作認真負責，嚴于職守，吃苦耐勞。④ 遵守操作規(guī)程，堅持安全生產(chǎn)。⑤ 團結(jié)同志，互相幫助，主動配合。⑥ 著裝整潔，愛護設備，保持工作環(huán)境的清潔有序，做到文明生產(chǎn)。2．基礎知識(1) 數(shù)控應用技術基礎① 數(shù)控機床工作原理(組成結(jié)構(gòu)、插補原理、控制原理、伺服系統(tǒng))。② 編程方法(常用指令代碼、程序格式、子程序、固定循環(huán))。(2) 安全衛(wèi)生、文明生產(chǎn)。① 安全操作規(guī)程。② 事故防范、應變措施及記錄。③ 環(huán)境保護(車間粉塵、噪音、強光、有害氣體的防范)。第二十六頁，共38頁。本標準對中級、高級、技師、高級技師的技能要求依次遞進，高級別包括低級別的要求。表1.1中級的技能要求職業(yè)功能工作內(nèi)容技能要求相關知識工藝準備讀圖1．能夠讀懂機械制圖中的各種線型和標注尺寸2．能夠讀懂標準件和常用的表示法3．能夠讀懂一般工件的三視圖、局部視圖和剖視圖4．能夠讀懂工件的材料、加工部位、尺寸公差及技術要求1．機械制圖國家標準2．標準件和常用件的規(guī)定劃法3．工件三視圖、局部視圖和剖視圖的表達方法4．公差配合的基本概念5．形狀、位置公差與表面粗糙度的基本概念6．金屬材料的性質(zhì)編制簡單的加工工藝1．能夠制定簡單的加工工藝2．能夠合理選擇切削用量1．加工工藝的基本概念2．鉆、銑、擴、鉸、鏜、攻絲等工藝特點3．切削用量的選擇原則4．加工余量的選擇方法工件的定位和裝夾1．能夠正確使用臺鉗、壓板等通用夾具2．能夠正確選擇工件的定位基準3．能夠用量表找正工件4．能夠正確夾緊工件1．定位夾緊原理2．臺鉗、壓板等通用夾具的調(diào)整及使用方法3．量表的使用方法

第二十七頁，共38頁。職業(yè)功能工作內(nèi)容技能要求相關知識工藝準備刀具準備1．能夠依據(jù)加工工藝卡選取刀具2．能夠在主軸或刀庫上正確裝卸

刀具3．能夠用刀具預調(diào)儀在機內(nèi)測量刀具的半徑及長度4．能夠準確輸入刀具有關參數(shù)1．刀具的種類及用途2．刀具系統(tǒng)的種類及結(jié)構(gòu)3．刀具預調(diào)儀的使用方法4．自動換刀裝置及刀庫的使用方法5．刀具長度補償值、半徑補償值及刀號等參數(shù)的輸入方法編制程序編制孔類加工程序1．能夠手工編制鉆、擴、鉸、鏜等孔類加工程序2．能夠使用固定循環(huán)及子程序1．常用數(shù)控指令(G代碼、M代碼)的含義2．S指令、T指令和F指令的含義3．數(shù)控指令的結(jié)構(gòu)與格式4．固定循環(huán)指令的含義5．子程序的嵌套編制二維輪廓程序1．能夠手工編制平面銑削程序2．能夠手工編制含直線插補、圓弧插補二維輪廓的加工程序1．幾何圖形中直線與直線、直線與圓弧、圓弧與圓弧交點的計算方法2．刀具半徑補償?shù)淖饔没静僮骷叭粘＞S護日常維護1．能夠進行加工前的電、氣、液、開關等的常規(guī)檢查2．能夠在加工完畢后清理機床及周圍環(huán)境1．加工中心操作規(guī)程2．日常保養(yǎng)的內(nèi)容基本操作1．能夠按操作規(guī)程啟動及停止機床2．正確使用操作面板上的各種功

能鍵3．能夠通過操作面板手動輸入加工程序及有關參數(shù)4．能夠通過紙帶閱讀機、磁帶機及計算機等輸入加工程序5．能夠進行程序的編輯、修改6．能夠設定工件坐標系7．能夠正確調(diào)入調(diào)出所選刀具8．能夠正確進行機內(nèi)對刀9．能夠進行程序單步運行、空運行10．能夠進行加工程序的試切削并做出正確判斷11．能夠正確使用交換工作臺1．加工中心機床操作手冊2．操作面板的使用方法3．各種輸入裝置的使用方法4．機床坐標系與工件坐標系的含義及其關系5．相對坐標系、絕對坐標系的含義6．找正器(尋邊器)的使用方法7．機內(nèi)對刀方法8．程序試運行的操作方法第二十八頁，共38頁。職業(yè)功能工作內(nèi)容技能要求相關知識工件加工孔加工能夠?qū)慰走M行鉆、擴、鉸切削加工麻花鉆、擴孔鉆及鉸刀的功用平面銑削能夠銑削平面、垂直面、斜面、階梯面等，尺寸公差等級IT9，表面粗糙度達Ra6.3μm1．銑刀的種類及功用2．加工精度的影響因素3．常用金屬材料的切削性能平面內(nèi)、外輪廓銑削能夠銑削二維直線、圓弧輪廓的工件，且尺寸公差等級達IT9，表面粗糙度Ra6.3μm運行給定程序能夠檢查及運行給定的三維加工程序1．三維坐標的概念2．程序檢查方法精度檢驗內(nèi)、外徑檢驗1．能夠使用游標卡尺測量工件內(nèi)、外徑2．能夠用內(nèi)徑百(千)分表測量工件內(nèi)徑3．能夠用外徑千分尺測量工件外徑1．游標卡尺的使用方法2．內(nèi)徑百(千)分表的使用方法3．外徑千尺的使用方法長度檢驗1．能夠使用游標卡尺測量工件長度2．能夠用外徑千分尺測量工件長度深、高度檢驗能夠使用游標卡尺或深、高度尺測量深、高度1．深度尺的使用方法2．高度尺的使用方法角度檢驗能夠使用角度尺檢驗工件角度角度尺的使用方法機內(nèi)檢測能夠利用機床的位置顯示功能自檢工件的有關尺寸機床坐標的位置顯示功能第二十九頁，共38頁。2．高級高級的技能要求見表1.2。表1.2高級的技能要求職業(yè)功能工作內(nèi)容技能要求相關知識工藝準備讀圖及繪圖1．能夠讀懂裝配圖2．能夠繪制工件圖、軸側(cè)圖及草圖3．能夠讀懂工件的展開圖、局部視圖、旋轉(zhuǎn)視圖1．裝配圖畫法2．工件圖、軸側(cè)圖畫法3．工件的展開圖、局部視圖、旋轉(zhuǎn)視圖的畫法加工工藝制定1．能夠制定加工中心的加工工藝2．能夠填寫加工中心程序卡1．加工中心工藝的制定方法2．有關機械加工精度的因素3．加工余量的確定第三十頁，共38頁。職業(yè)功能工作內(nèi)容技能要求相關知識工藝準備工件的定位和裝夾1．能夠合理選擇組合夾具和專用夾具2．正確安裝調(diào)整夾具1．組合夾具和專用夾具的特點及應用2．夾具在交換工作臺上的正確安裝選擇刀具能夠依據(jù)加工需要選用適當種類、形狀、材料的刀具各種刀具的幾何角度、功能及刀具材料的切削性能編制程序使用用戶宏程序能夠利用已有宏程序編制加工程序用戶宏程序的使用方法編制二維半程序1．能夠手工編制較復雜的二維輪廓銑削程序2．能夠根據(jù)加工要求手工編制二維半加工程序1．較復雜二維節(jié)點的計算2．球、錐、臺等幾何體輪廓節(jié)點計算機床維護常規(guī)維護能夠根據(jù)說明書內(nèi)容完成機床定期及不定期維護保養(yǎng)1．機床維護知識2．液壓油、潤滑油的使用知識3．液壓、氣壓元件的結(jié)構(gòu)及其工作原理故障排除能夠閱讀各類報警信息，排除編程錯誤、超程、欠壓、缺油、急停等一般故障各類報警號提示內(nèi)容及解除方法工件加工孔系加工能夠?qū)紫颠M行鉆、擴、鉸等切削加工，尺寸精度公差達IT8，表面粗糙度達Ra3.2μm1．鏜刀種類及其應用2．切削液的合理使用攻絲加工能夠用絲錐加工螺紋孔絲錐夾頭的構(gòu)造及使用平面及輪廓銑銷1．能夠有效利用刀具補償進行銑削加工2．能夠銑削較復雜的平面輪廓，尺寸公差等級達IT8，表面粗糙度Ra3.2μm影響加工精度的因素及提高加工精度的措施運行給定程序能夠讀懂、檢查并運行給定的三維以上加工程序三維坐標的概念精度檢驗精度檢驗及分析1．能夠根據(jù)測量結(jié)果分析產(chǎn)生加工誤差的原因2．能夠通過修正刀補值和修正程序來減少加工誤差1．工件精度檢驗項目及測量方法2．產(chǎn)生加工誤差的各種因素培訓指導指導工作1．能夠指導加工中心中級操作工工作2．能夠協(xié)助培訓加工中心中級操作工第三十一頁，共38頁。3．技師技師的技能要求見表1.3。表1.3技師的技能要求職業(yè)功能工作內(nèi)容技能要求相關知識工藝準備讀圖繪圖1．能夠根據(jù)復雜裝配圖拆畫工件圖2．能夠繪制工裝草圖3．能夠測繪工件4．能夠用計算機繪圖1．工件的測繪方法2．計算機輔助繪圖方法加工工藝制定1．能夠?qū)ぜ募庸すに嚪桨高M行合理分析2．能夠制定工件加工工藝規(guī)程1．機械制造工藝知識2．典型工件加工方法夾具設計1．能夠設計專用夾具2．能夠制作簡單夾具夾具設計原理刀具準備1．能夠依據(jù)切削條件估算刀具使用

壽命2．能夠合理選用新型刀具3．能夠根據(jù)刀具壽命設置有關參數(shù)1．刀具使用壽命的影響因素2．刀具使用壽命參數(shù)設定方法3．刀具新材料、新技術知識編制程序編制宏程序能夠根據(jù)加工要求編制加工宏程序宏程序概念及其編制方法計算機輔助編程1．能夠利用計算機軟件編制非圓曲線輪廓的銑削程序2．能夠利用計算機軟件編制三維或三維以上銑削程序1．計算機基礎知識2．CAD/CAM軟件使用方法機床維護機床精度的檢驗1．能夠進行機床幾何精度檢驗2．能夠進行機床定位精度檢驗3．能夠進行機床切削精度檢驗4．能夠進行機床床身水平調(diào)整1．機床幾何精度檢驗內(nèi)容及方法2．機床定位精度檢驗內(nèi)容及方法3．機床切削精度檢驗內(nèi)容及方法4．機床水平調(diào)整方法故障分析能夠分析氣路、液路、電機及機械

故障1．液壓、氣壓回路的工作原理2．機床常用電器及電機3．機械傳動及常用機構(gòu)第三十二頁，共38頁。工件加工孔及孔系鏜削1．能夠鏜削尺寸公差等級達IT7，表面粗糙度達Ra1.6μm的孔及孔系2．能夠完成孔的掉頭鏜削1．高精度孔的鏜削方法及切削液選用2．切削液的合理使用三維曲面銑削能夠銑削三維曲面，且尺寸公差等級達IT9，表面粗糙度達Ra6.3μm三維曲面加工方法工件加工平面及輪廓銑削能夠銑削各類平面及二維平面輪廓，尺寸公差等級達IT8，表面粗糙度Ra1.6μm影響工件表面質(zhì)量的因素及提高工件表面質(zhì)量的措施精度檢驗精度檢驗能夠根據(jù)測量結(jié)果分析產(chǎn)生加工誤差的主要原因，并提出改進措施影響工件加工精度的主要因素質(zhì)量管理能夠進行產(chǎn)品抽樣檢驗，建立質(zhì)量管理圖并進行統(tǒng)計分析質(zhì)量管理