數(shù)控機床與編程緒

論數(shù)控技術(shù)

零件的共同特點專業(yè)核心課，4學(xué)分，16（理論）+16（實踐），線上線下混合教學(xué)理實一體項目教學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)控車床的編程與操作，使用數(shù)控車床加工零件課程要求

紀(jì)律遲到\早退，手機，點名（三次沒到取消考試資格）！課堂提問\隨堂練習(xí)\仿真演示平時作業(yè)三次未完成取消考試資格！考核平時成績40%&期末考試60%紀(jì)律遲到\早退，手機點名（三次沒到取消考試資格）！課堂提問\隨堂練習(xí)\仿真演示平時作業(yè)三次未完成取消考試資格！課程考核方式過程考核50%理論考核25%操作考核25%教學(xué)評價：階段評價、目標(biāo)評價、理論與實踐一體化評價項目的完成過程加工質(zhì)量出勤作業(yè)筆試考核每人單獨做一個課程主要內(nèi)容數(shù)控機床基本知識：產(chǎn)生、發(fā)展、工作原理等數(shù)控編程基礎(chǔ)：坐標(biāo)系、程序格式、基本指令等數(shù)控工藝基礎(chǔ)：工藝路線擬定、刀具選擇、切削用量選擇等典型數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控車削加工：主要指令、工藝及程序編制方法等數(shù)控銑削加工：主要指令、工藝及程序編制方法等數(shù)控技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)的概念數(shù)控技術(shù)：NC（NumericalControl）自動控制技術(shù)采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)用數(shù)字化信號對機械設(shè)備控制技術(shù)機器人投籃數(shù)控機器人機器人削面機

數(shù)控加工技術(shù)的概念零件數(shù)控銑加工數(shù)控車加工數(shù)控加工技術(shù)：數(shù)控機床上加工零件的工藝方法用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進(jìn)行控制的一種方法能有效解決品種多變、形狀復(fù)雜、精度高等零件工藝問題現(xiàn)代數(shù)控功能均采用微型計算機來實現(xiàn),因此又稱為計算機數(shù)字控制技術(shù),簡稱計算機數(shù)控(ComputerNumericalControl,CNC)。數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展

數(shù)控機床(NumericalControlMachineTools）)世界上第一臺數(shù)控機床1952年,美國麻省理工學(xué)院研制，電子管控制的第一臺三坐標(biāo)聯(lián)動的銑床1959年北京第一機床廠&清華大學(xué)1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機床的設(shè)想。1949年，該公司與美國麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時的數(shù)控裝置采用電子管元件。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

近年來，又出現(xiàn)了數(shù)控機床為基本加工單元的計算機集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufacturingSystem,，簡稱CIMS），實現(xiàn)了生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計及制造、經(jīng)營等過程的計算機集成管理和控制。

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段；

數(shù)控機床是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標(biāo)志。

數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的重要性東芝事件中國加入WTO

世界制造中心數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用技能型人才嚴(yán)重短缺“高薪難聘數(shù)控操作工”成為社會關(guān)注的熱點問題

數(shù)控技能型高素質(zhì)人才培養(yǎng)的緊迫性

企業(yè)急需藍(lán)領(lǐng)、銀領(lǐng)、金領(lǐng)1.2數(shù)控機床的構(gòu)成與工作原理數(shù)控機床的組成CNC裝置控制軟件(軟件功能)硬件電路(硬件功能)主軸伺服單元主軸驅(qū)動裝置可編程控制器進(jìn)給伺服單元進(jìn)給驅(qū)動裝置測量裝置(位置\速度)程序操作面板輸入輸出設(shè)備機床M.S.T\輔助指令信號主軸電機主軸動作完成進(jìn)給動作PLC完成開關(guān)動作伺服驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)給電機電→機信號轉(zhuǎn)換\放大1.3數(shù)控機床的特點

1.對加工對象的適應(yīng)性強

2.加工精度高

3.生產(chǎn)效率高

4.自動化程度高，勞動強度低

5.良好的經(jīng)濟效益

6.便于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化數(shù)控機床工作原理

數(shù)控編程的方法手工編程（1）人工完成各個階段的工作，效率低，易出錯;（2）每個點的坐標(biāo)都需要計算，工作量大、難檢查;（3）對復(fù)雜形狀的零件，如螺旋槳的葉片形狀，不但計算復(fù)雜，有時也難以實現(xiàn)但上述問題若由計算機進(jìn)行處理，難題就迎刃而解了。自動編程

對幾何形狀不復(fù)雜，加工程序不長、計算不繁瑣的零件，如點位加工或幾何形狀不復(fù)雜的輪廓加工，一般選用手工編程。一.按工藝用途分類

1.金屬切削類數(shù)控機床：數(shù)控機床的主流1.4數(shù)控機床的類型及應(yīng)用2.板材成形類數(shù)控機床3.特種加工數(shù)控機床：線切割機床、火花成形機床等2、按數(shù)控機床運動軌跡控制方式分類（1）點位控制數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床的特點是,只要求控制刀具相對于工件在機床加工空間內(nèi)從某一加工點運動到另一加工點的精確坐標(biāo)位置,而對兩點之間的運動軌跡原則上不進(jìn)行控制,且在運動過程中不作任何加工,如圖1-2所示。圖1-2數(shù)控鉆床點位控制示意圖（2）直線控制數(shù)控機床：數(shù)控系統(tǒng)只具備單個坐標(biāo)的運動控制能力，而不能聯(lián)動控制。（3）輪廓控制數(shù)控機床：機床的數(shù)控系統(tǒng)具有能夠?qū)Χ€或二個以上坐標(biāo)的位移和速度進(jìn)行連續(xù)控制的能力，最終由坐標(biāo)合成的軌跡能夠滿足零件輪廓的要求圖1-3數(shù)控車床連續(xù)控制示意圖3、按伺服系統(tǒng)控制方式分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機床開環(huán)控制的數(shù)控機床上沒有位置檢測與反饋裝置,數(shù)控系統(tǒng)僅按照數(shù)控加工程序的規(guī)定發(fā)出位置控制指令信號,而對機床的實際執(zhí)行情況不加任何檢測,因此機床結(jié)構(gòu)簡單、成本低,但加工精度也低。這類機床一般是負(fù)載不大、精度不高的經(jīng)濟型數(shù)控機床,常采用步進(jìn)電動機或電液步進(jìn)電動機作為執(zhí)行元件,其結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。圖1-4開環(huán)控制數(shù)控機床（2）閉環(huán)控制數(shù)控機床閉環(huán)控制數(shù)控機床上有完善的位置檢測與反饋裝置,直接對機床末端執(zhí)行部件的實際位置進(jìn)行檢測與反饋,并根據(jù)指令位置與實際位置的偏差對機床運動進(jìn)行控制圖1-5閉環(huán)控制數(shù)控機床（2）半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床是介于開環(huán)和閉環(huán)控制數(shù)控機床之間的一類機床,其控制原理與閉環(huán)控制數(shù)控機床相同,所不同的是其檢測元件不直接檢測機床末端執(zhí)行部件的實際位置,而是通過對執(zhí)行元件的輸出或伺服傳動機構(gòu)中間某個環(huán)節(jié)的輸出進(jìn)行檢測,依據(jù)檢測點到末端執(zhí)行部件的傳動關(guān)系推算出末端執(zhí)行部件的實際位置,其結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。圖1-6半閉環(huán)控制數(shù)控機床4．混合控制數(shù)控機床：指數(shù)控機床進(jìn)給軸的位置控制方式混合使用了開環(huán)、閉環(huán)或半閉環(huán)的控制方式。4、按數(shù)控機床功能強弱分類（1）經(jīng)濟型數(shù)控機床經(jīng)濟型數(shù)控機床又稱簡易數(shù)控機床,主要采用功能較弱、價格低廉的經(jīng)濟型數(shù)控裝置,多為開環(huán)控制（2）全功能數(shù)控機床全功能數(shù)控機床又稱普及型數(shù)控機床,采用功能完善、價格較高的數(shù)控裝置(如日本的FANUC、德國的SIEMENS以及國產(chǎn)的廣州GSK、華中HNC等系統(tǒng)中的中高端數(shù)控裝置等),采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制,。（3）高端數(shù)控機床高端數(shù)控機床是指五軸以上閉環(huán)聯(lián)動控制、能加工復(fù)雜形狀零件的數(shù)控機床,或者工序高度集中、具備高度柔性、智能化的數(shù)控機床,或者可進(jìn)行超高速、精密、超精密甚至納米加工的數(shù)控機床,這類機床性能很好,但價格也很高,以往僅用在特別需要的場合,近年來在我國制造業(yè)快速發(fā)展的驅(qū)動下,高端數(shù)控機床的需求呈快速上升趨勢。高端數(shù)控機床的脈沖當(dāng)量一般為0.1μm,甚至更小。5、按控制聯(lián)動坐標(biāo)軸數(shù)分類按所能控制聯(lián)動坐標(biāo)軸數(shù)目的不同,數(shù)控機床還可分成兩坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)和五坐標(biāo)等數(shù)控機床。兩坐標(biāo)數(shù)控機床主要用于加工二維平面輪廓;三坐標(biāo)數(shù)控機床主要用于加工三維立體輪廓;四坐標(biāo)和五坐標(biāo)數(shù)控機床主要用于加工空間復(fù)雜曲面、特殊零件型面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、難加工的箱體類零件。范圍內(nèi)。1.5數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢采用開放式體系結(jié)構(gòu)以通用PC為基礎(chǔ)、體系結(jié)構(gòu)開放和智能化方向發(fā)展可實現(xiàn)聲控自動編程、圖形掃描自動編程等利用多CPU的優(yōu)勢，實現(xiàn)故障自動排除增強通信功能，提高進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)能力。性能大大提高向智能化方向發(fā)展具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償、運動參數(shù)動態(tài)補償?shù)裙δ軘?shù)控機床發(fā)展趨勢高速、高效化高精度化高可靠性智能化數(shù)控編程自動化復(fù)合化出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況數(shù)控加工的特點自動化程度高具有加工復(fù)雜形狀的能力

生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短

加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定

生產(chǎn)效率高

易于建立計算機通信網(wǎng)絡(luò)

主要不足：數(shù)控機床價格昂貴，加工成本高，技術(shù)復(fù)雜，對工藝和編程要求較高，加工中難以調(diào)整，維修困難等

ThankYou!教師介紹數(shù)控技術(shù)第一臺數(shù)控機床的誕生

1949年，美國空軍為了能在短時間內(nèi)制造出經(jīng)常變更設(shè)計的火箭零件，與帕森斯公司和麻省理工學(xué)院伺服機構(gòu)研究所(ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteoftechnology)合作，于1952年研制成功世界上第一臺數(shù)控機床——三坐標(biāo)立式銑床?？煽刂沏姷哆M(jìn)行連續(xù)空間曲面的加工，揭開了數(shù)控機床發(fā)展的序幕。數(shù)控技術(shù)一、數(shù)控車床發(fā)展數(shù)控機床美國麻省理工學(xué)院于1952年成功研制了世界上第一臺數(shù)控銑床。1955年用于制造航空零件的數(shù)控銑床正式問世！以后其他一些工業(yè)國家，如德國，日本，英國，俄羅斯等相繼開始開發(fā)，研制和應(yīng)用數(shù)控機床。我國第一臺數(shù)控機床于1958年，由清華大學(xué)研制最早的樣機！1966年我國誕生了第一臺用直線——圓弧插補的晶體管數(shù)控系統(tǒng)。1970年初研制成功集成電路數(shù)控系統(tǒng)！數(shù)控技術(shù)一、數(shù)控車床發(fā)展數(shù)控機床1.原因—社會生產(chǎn)發(fā)展（軍備競賽的產(chǎn)物）

2.目的—解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問題我國第一臺數(shù)控機床數(shù)控技術(shù)一、數(shù)控車床發(fā)展普通車床主運動：主軸帶工件旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運動：刀架運動（軸向、徑向）運動控制：手柄加工對象：回轉(zhuǎn)體主軸刀架尾座機械加工的最主要機床之一缺點：勞動強度大，尺寸精度控制難，無法加工不規(guī)則形狀數(shù)控技術(shù)數(shù)控車床主運動：主軸帶工件旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運動：刀架運動（軸向、徑向）運動控制：系統(tǒng)加工對象：回轉(zhuǎn)體區(qū)別：多了系統(tǒng)，少了手柄控制系統(tǒng)優(yōu)點：勞動強度低，尺寸精度高，可以加工不規(guī)則形狀手柄沒了一、數(shù)控車床發(fā)展數(shù)控技術(shù)二、基本概念計算機數(shù)字控制機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件.簡稱CNC

什么是數(shù)控機床？教師介紹數(shù)控技術(shù)1.原因—社會生產(chǎn)發(fā)展（軍備競賽的產(chǎn)物）

2.目的—解決單件、中小批量精密復(fù)雜零件的加工問題我國第一臺數(shù)控機床數(shù)控技術(shù)二、基本概念

數(shù)控車床能做什么？數(shù)控車床加工范圍非常之廣,可以車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面,車端面,切槽,切斷,車螺紋，可以鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋，加裝某些附件,還可以進(jìn)行鏜削、磨削、研磨、拋光等數(shù)控技術(shù)二、基本概念

數(shù)控車床有什么優(yōu)點？

1.復(fù)雜零件加工

2.高精度

3.加工穩(wěn)定可靠

4.高柔性

5.高生產(chǎn)率

6.勞動條件好

7.有利于管理現(xiàn)代化

8.投資大，使用費用高

9.生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜

10.維修困難數(shù)控技術(shù)三、數(shù)控車床的組成及工作過程

數(shù)控車床組成床身主軸箱數(shù)控裝置潤滑系統(tǒng)液壓系統(tǒng)尾座數(shù)控機床排屑器刀架進(jìn)給系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)數(shù)控技術(shù)三、數(shù)控車床的組成及工作過程

數(shù)控車床編程流程零件圖樣加工工藝編程代碼加工程序程序校驗零件加工零件檢測零件圖樣加工工藝三維建模加工軌跡后處理零件加工零件檢測數(shù)控技術(shù)四、數(shù)控車床分類按功能及檔次分經(jīng)濟型全功能車銑復(fù)合數(shù)控技術(shù)四、數(shù)控車床分類按主軸位置分臥式立式數(shù)控技術(shù)按床身結(jié)構(gòu)分四、數(shù)控車床分類數(shù)控技術(shù)四、數(shù)控車床分類按刀架結(jié)構(gòu)分方刀架轉(zhuǎn)塔刀架排刀數(shù)控技術(shù)四、數(shù)控車床分類按控制方式分開環(huán)閉環(huán)半閉環(huán)數(shù)控技術(shù)五、數(shù)控車床發(fā)展趨勢高速化高精度化自動化復(fù)合化網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控技術(shù)五、數(shù)控車床發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)五、數(shù)控車床發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)五、數(shù)控車床發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)四、課后作業(yè)3、通過網(wǎng)絡(luò)，自主學(xué)習(xí)數(shù)控車床坐標(biāo)系1、簡要描述數(shù)控車床與普通車床的區(qū)別。提交網(wǎng)絡(luò)平臺下次課提問2、查閱資料，了解數(shù)控行業(yè)內(nèi)知名的“東芝事件”，簡要描述該事件過程并撰寫一篇不少于300字的小文章，重點說明數(shù)控技術(shù)對國家制造業(yè)的重要性。（頁邊距2.5，行距20磅，小四宋體，必須插入一張圖片）師生互動數(shù)控技術(shù)車削加工范圍

師生互動數(shù)控技術(shù)車削加工范圍

車削加工范圍非常之廣,可以車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面,車端面,切槽,切斷,車螺紋，可以鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋，加裝某些附件,還可以進(jìn)行鏜削、磨削、研磨、拋光等教師介紹數(shù)控技術(shù)三、數(shù)控車床介紹按軸線位置立式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床車削中心普通數(shù)控車床經(jīng)濟型