1、數(shù)控技術(shù),CNC,課程內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo),本課程以數(shù)控加工信息流為主線，以數(shù)控技術(shù)的基本概念、數(shù)控機(jī)床的組成及特點(diǎn)、數(shù)控加工編程基礎(chǔ)知識(shí)為先導(dǎo)，以機(jī)床數(shù)控裝置、伺服裝置、檢測(cè)裝置的組成與控制原理、數(shù)控程序的編制與零件加工方法為重點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生了解典型的機(jī)電一體化設(shè)備數(shù)控機(jī)床；掌握機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的組成與控制原理；初步掌握一般零件車(chē)、銑數(shù)控程序的編制與加工方法; 了解數(shù)控機(jī)床的典型機(jī)械結(jié)構(gòu)等知識(shí)。,通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生可進(jìn)一步認(rèn)識(shí)專(zhuān)業(yè)與專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)融合、機(jī)電知識(shí)融合的重要性，為今后從事工程技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。 本課程采用板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合的方式進(jìn)行課堂教學(xué).,第二章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ),第一節(jié) 概 述 用數(shù)控技

2、術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。 它是用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程控制的一種方法。,1.數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別,普通機(jī)床,數(shù)控機(jī)床,指揮系統(tǒng),2.數(shù)控編程的概念,數(shù)控編程即數(shù)控加工程序的編制。 數(shù)控編程就是把零件加工的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)（進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速等）、位移數(shù)據(jù)（幾何形狀和幾何尺寸等）及開(kāi)關(guān)命令（換刀、冷卻液開(kāi)/關(guān)和工件裝卸等）等信息用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能代碼和格式按加工順序編寫(xiě)成加工程序單，并記錄在信息載體上，即制作成控制介質(zhì)。,控制介質(zhì)可以是：穿孔紙帶、鍵盤(pán)、磁盤(pán)等各種可以記載二進(jìn)制信息的媒體。通過(guò)數(shù)控機(jī)床的輸入裝置，將信息載體上的數(shù)控加工程序輸入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，從而指揮數(shù)控

3、機(jī)床按數(shù)控程序的內(nèi)容加工出合格的零件。,例：如圖在數(shù)控銑床上加工一臺(tái)階零件時(shí)編寫(xiě)加工程序的過(guò)程。,假如有下列加工任務(wù)：銑刀必須以1200轉(zhuǎn)/分的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，快速運(yùn)動(dòng)到起點(diǎn)P1，銑刀垂直向下運(yùn)行深至5毫米，然后按一定的進(jìn)給速度向右縱向銑削臺(tái)階面到P2點(diǎn)。,P2,P1,下表為已知信息對(duì)應(yīng)功能代碼：,數(shù)控加工程序可寫(xiě)為： N1 M03 S1200 （主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速1200 r/min） N2 T1 M06 (換1號(hào)刀具) N3 G00 X50 Y50 Z5（刀具中心快速移動(dòng)到P1） N4 G01 Z-5 F60 M07 （刀具以每分鐘60毫米的速度向下切深5mm, 并打開(kāi)冷卻液） N5 G01

4、X20 Y20 F80 （刀具以每分鐘80毫米的速度銑削到P2點(diǎn)） N6 G00 Z5 （快速抬刀到工件表面5mm處） N7 M30 （程序結(jié)束）,3. 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟,數(shù)控編程中手工編程的步驟一般分為以下幾個(gè)過(guò)程：,4. 數(shù)控編程的種類(lèi),數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 手工編程是由人工完成刀具軌跡計(jì)算及加工程序的編制工作。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長(zhǎng)時(shí)，采用手工編程方便、經(jīng)濟(jì)。 自動(dòng)編程是計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng)編程軟件完成對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)生成加工程序并在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)地顯示出刀具的加工軌跡。對(duì)于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算繁鎖時(shí)，

5、采用自動(dòng)編程。,第二節(jié) 編程的基礎(chǔ)知識(shí),數(shù)控機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定 數(shù)控加工程序是有標(biāo)準(zhǔn)可循，有一定的格式要求的。常用的是ISO標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)）和EIA標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)工業(yè)電子協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）。目前我國(guó)采用的是JB3208-1999數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)和軸名稱(chēng)及其運(yùn)動(dòng)的方向的命名標(biāo)準(zhǔn)。,（1）標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定,為了精確控制機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，也叫機(jī)床坐標(biāo)系。 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用右手直角笛卡兒標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。,坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)，圍繞X、Y、Z各軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸為A、B、C。用右手直角笛卡兒坐標(biāo)法則可判X、Y、Z三軸的關(guān)系和正方向；用右手螺旋法則可判

6、定三個(gè)直角坐標(biāo)軸與A、B、C三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的關(guān)系和A、B、C軸的正方向。,（2）坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向命名的原則,這一原則規(guī)定，不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動(dòng)，還是工件運(yùn)動(dòng)、刀具靜止，在編寫(xiě)程序時(shí)一律規(guī)定為刀具相對(duì)于靜止的工件而運(yùn)動(dòng)。機(jī)床某一部件運(yùn)動(dòng)的正方向，是增大工件與刀具之間距離的方向。,（3） 數(shù)控機(jī)床直角坐標(biāo)軸、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸、附加坐標(biāo)軸的確定,Z軸坐標(biāo) 由傳遞切削力的主軸所決定，規(guī)定為平行于機(jī)床主軸的坐標(biāo)軸。Z軸的正方向是增大工件與刀具之間距離的方向。 X 軸坐標(biāo) 作為水平的、平行于工件裝夾平面的軸，它平行于主要的切削方向。對(duì)于工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床(如車(chē)床)，X軸方向是指直徑方向。正方向是

7、增大工件與刀具之間距離的方向。 Y軸坐標(biāo)根據(jù)笛卡兒坐標(biāo)法則 判斷。,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸A、B和C分別表示其軸線平行于X、Y、Z坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其正方向是按照右旋螺紋前進(jìn)的方向。 附加坐標(biāo)軸的確定： 對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)：X、Y、Z為主坐標(biāo)系，或稱(chēng)第一坐標(biāo)系。若有平行于X、Y、Z的第二組坐標(biāo)和第三組坐標(biāo)則分別指定為U、V、W和P、Q、R?？拷鬏S的直線運(yùn)動(dòng)為第一坐標(biāo)系，稍遠(yuǎn)的為第二組坐標(biāo)。 對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，除A、B、C之外，若還有第二組坐標(biāo)，則分別指定為D、E、F。,（4） 機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)與聯(lián)動(dòng),數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制。不同的數(shù)控系統(tǒng)控制的坐標(biāo)軸數(shù)不同，數(shù)控系統(tǒng)可以控制坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)或坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。 數(shù)控系

8、統(tǒng)控制的坐標(biāo)軸數(shù)越多，同時(shí)聯(lián)動(dòng)的軸越多，系統(tǒng)功能就越強(qiáng)，價(jià)格也就越昂貴。,車(chē)削中心坐標(biāo)軸示意圖,葉輪加工圖,2. 程序代碼與程序段格式,（1）程序代碼指令功能介紹 程序代碼通常分為G代碼和M代碼。 1） G代碼 稱(chēng)為準(zhǔn)備功能代碼，又稱(chēng)G指令。該功能主要命令數(shù)控機(jī)床進(jìn)行何種運(yùn)動(dòng)，為控制系統(tǒng)的插補(bǔ)運(yùn)算作準(zhǔn)備。 G代碼由地址符G后跟兩位數(shù)字組成，從G00至G99共100種,2）M代碼 稱(chēng)為輔助功能代碼，又稱(chēng)M功能。該功能主要是為數(shù)控機(jī)床加工、操作而設(shè)定的工藝性指令。如主軸的正反轉(zhuǎn)，冷卻液的開(kāi)、關(guān)等。數(shù)控機(jī)床檔次越高，M功能就用的越多。 M代碼由地址符M后跟2位數(shù)字組成，從M00至M99共100種。,（2）程序段格式,數(shù)控加工程序由若干程序段組成,而程序段是由若干程序字組成的,包括用英文字母表示的地址符和跟隨其后的數(shù)字、字符。程序段格式是指程序段的書(shū)寫(xiě)規(guī)則,分為固定程序段格式和可變程序段格式。 字地址程序段格式以地址符開(kāi)頭,后面是由數(shù)字組成的信息單元“字”,每個(gè)字根據(jù)地址確定其含義,因此不需要的字和與上一程序段相同的字都