数控技术培训第一章绪论.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数控技术培训,2011.07,第一章 绪论,1.,什么叫数控技术？什么叫数控机床？什么叫数控系统？数控系统最基本的组成部分是什么？,数控技术，简称数控（,Numerical ControlNC,）是用数值数据的控制装置，在运行过程中不断地引入数值数据，从而对某一生产过程实现自动控制。,数控机床：机床的操作命令以数值数据的形式描述，工作过程按照规定的程序自动地进行，则这种机床称为数控机床。,数控系统：用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体成为数控系统。数控系统的核心是数控装置。,数控系统的最基本组成部分：输入,/,输出装置、数控装置、伺服驱动。,2.,在数控机床上进行零件加工，分哪几个步骤？数控机床最基本的组成部分是什么？,（,1,）根据被加工零件的图样与工艺方案，编写加工程序。,（,2,）将所编写的加工程序输入数控装置。,（,3,）数控装置对输入的程序（代码）进行译码、运算处理，并向个坐标轴的伺服驱动装置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号，以控制机床的各部件的运动。,（,4,）在运动过程中，数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、形成开关的状态等，并与程序的要求相比较，以决定下一步动作，直到加工出合格的零件。,（,5,）操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查，必要时还要对机床动作和加工程序进行调整，以保证机床安全、可靠的运行。,数控机床的最基本组成部分：输入,/,输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分,。,第二章,数控机床的机械结构,1.,数控机床机械结构的主要特点：,（,1,）,结构简单、操作方便、自动化程度高,（,2,）广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品。,（,3,）具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件。,（,4,）,对机械结构、零部件的要求高。,2.,数控机床对机械结构的基本要求：,（,1,）,具有较高的静、动刚度和良好的抗震性。,（,2,）,具有良好的热稳定性。,（,3,）,具有较高的运动精度与良好的低速稳定性。,（,4,）,具有良好的操作、安全防护性能。,3.,提高数控机床性能的措施：,（,1,）,合理选择数控机床的总体布局。,（,2,）,提高结构件的刚度。,（,3,）,提高机床的抗振性。,（,4,）,改善机床的热变形。,（,5,）,保证运动的精度和稳定性,5.,数控机床对主传动系统的基本要求：,（,1,）,为了达到最佳切削效果，一般都应在最佳切削条件下工作，因此，主轴一般都要求能够实现无极变速。,（,2,）,要求机床主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率，以适应高速、高效的加工需要。,（,3,）,为了降低噪声、减轻发热、减少振动，主传动系统应简单化结构，减少传动件。,（,4,）,在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动加紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证道具和主轴、刀库、机械手的正确啮合。,（,5,）为了扩大机床功能，实现对,C,轴位置（主轴回转角度）的控制，主轴还需要安装位置检测装置，以便实现对主轴位置的控制。,6.,主传动的无极变速方式主要以下三种：,（,1,）采用交流主轴驱动系统实现无极变速传动，在早期的数控机床或大型数控机床（主轴功率超过,100kw,）上，也有采用直流主轴驱动系统的情况。,（,2,）在经济型、普通型数控机床上，为了降低成本，可以采用变频器带变频电机或普通交流电动机实现无极变速的方式。,（,3,）在高速加工机床上，广泛使用主轴和电动机一体化的新颖功能部件,电主轴。电主轴的电动机转子和主轴一体，无需任何传动件，可以使主轴达到每分钟数万转、甚至十几万转的高速。,8.,电主轴的传动方式的特点：,（,1,）,机械结构最为简单，传动惯量小，因而快速响应好，能实现极高的速度，加（减）速度和定角度的快速准停（,C,轴控制）。,（,2,）,通过采用交流变频调速或磁场矢量控制的交流主轴驱动装置，输出功率大，调速范围宽，并有比较理想的转矩,功率特性。,（,3,）,可以实现主轴部件的单元化。电主轴可独立做成标准功能部件。,10.,数控机床进给传动系统的基本形式：,（,1,）,滚珠丝杠螺母副。,（,2,）,静压丝杠螺母副。,（,3,）,静压蜗杆蜗条幅和齿轮齿条幅。,（,4,）,直线电动机直接驱动。,11.,数控机床的进给运动 分类：,数控机床的进给运动可以分为直线运动和圆周运动两大类，圆周运动包括分度运动、连续圆周进给运动两种。,13.,数控机床对回转工作台的基本要求是什么？常用的回转工作台有哪几种？,数控机床对回转工作台的基本要求：分辨率小、定位精度高、运动平稳、动作迅速、转台刚性好。,常用的回转工作台种类：分度工作台、数控回转工作台。,第三章,数控加工技术,1.,数控加工的内容和步骤。,数控加工的内容：分析零件图样、工艺处理、数学处理、编写程序单、制备控制介质及程序校验、首件试加工及现场问题处理、形成规范的数控加工工艺文件、加工操作。,步骤：,（,1,）,分析零件图样。根据零件的材料、形状、尺寸、精度、毛坯形状和热处理要求等确定加工方案，选择合适的数控机床。,（,2,）,工艺处理,a.,确定加工方案。,b.,刀具、工件夹具的设计和选择。,c.,选择对刀点。“对刀点”是程序执行的起点，也称“程序原点”。对刀点的选择原则是：所选对刀点应使程序编制简单，对刀点应选在容易找正、并在加工过程中便于检查的位置上，减小加工误差。,d.,确定加工路线。确定加工路线时，是以刀具沿工件表面运动产生切削后形成零件的轮廓而形成的。确定加工路线时应主要考虑：尽量缩短进给路线，减少空进给行程，提高生产效率；保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量等。,e.,确定切削用量。切削用量包含切削深度和宽度，主轴转速和进给速度等。,（,3,）,数学处理,根据零件的几何尺寸、加工路线，计算出数控机床所需的输入数据。,（,4,）,编写零件加工程序单,（,5,）,制备控制介质及程序校验,控制介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、软磁盘和硬磁盘等。,（,6,）,数控加工工艺文件,数控加工工艺文件是指导数控加工的纲领性技术文件，它具有与机械制造工艺文件相同的作用。,3.,数控加工工序划分的原则：,（,1,）,工序集中原则。在数控机床上加工的零件尽可能安排较复杂的工序内容，减少零件的装夹次数。,（,2,）,先粗后精原则。,（,3,）,基准先行原则。在工序安排时，应首先安排零件粗精加工时要用到的定位基准面的加工。,（,4,）,先面后孔的原则。,4.,数控加工工序划分的方法：,（,1,）以一次安装、加工作为一道工序。,（,2,）以同一把刀具加工的内容划分工序。,（,3,）,以加工部位划分工序。,（,4,）以粗、精加工划分工序。,5.,数控加工路线的确定原则,:,（,1,）,使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量。,（,2,）,使数值计算容易，以减少编程工作量。,（,3,）尽量使进给路线最短，这样可使程序段数减少，缩短空走的时间。,7.,数控车床刀具分类：,（,1,）,按用途分类：外表面刀和内表面刀。,（,2,）,按车刀的结构分类：杠杆式、楔块式、楔块夹紧式、螺栓上压式、压孔式、上压式。,8.,数控铣床、加工中心用刀具分类：,（,1,）平底立铣刀,（,2,）端铣刀,（,3,）球头刀,（,4,）环形刀,（,5,）鼓形刀,（,6,）锥形刀,10.,数控车床常用的夹具有：加工盘、套类零件的自动定心三爪卡盘、加工轴类零件的拔盘、顶尖和自动定心跟刀架。,11.,数控铣床和加工中心用夹具有：通用夹具、组合夹具、专用夹具。,第四章 数控机床编程,1.,什么叫编程？数控机床常见的编程方法有哪几种？,为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作，必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统。这种数控系统可以识别的指令称为程序，制作程序的过程称为编程。,数控机床常见的编程方法有手工编程和自动编程两种。,数控机床的加工程序，以程序字作为最基本的单位，程序字的集合构成了程序段，程序段的集合构成了完整的加工程序。,程序的构成要素：程序号、程序结束标记、加工程序段。,2.,数控机床的加工程序。,3.,模态代码与单段有效代码。,模态代码：在某一程序段中指令之后，可以一直保持有效状态，直到撤销这些指令，这些代码指令，称为“模态代码”或“模态指令”。,单段有效代码：仅在编入的程序段生效的代码指令，称为“单段有效代码”或“单段有效指令”。,4.,什么叫子程序？子程序有哪些特点？子程序的调用有哪些指令格式,?,机床的加工程序可以分为主程序和子程序两种。主程序是零件加工程序的主体部分，它是一个完整的零件加工程序。主程序和被加工零件及加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求，都有唯一的主程序。,为了简化编程，有时可以将一个程序或多个程序中的重复的动作，编写为单独的程序，并通过程序调用的形式来执行这些程序，这样的程序成为子程序。,子程序有以下特点：,（,1,）,子程序可以被任何主程序或其他子程序所调用，并且可以多次循环执行。,（,2,）,被主程序调用的子程序，还可以调用其他子程序，这一切能成为子程序的嵌套。,（,3,）,子程序执行结束，能自动返回到调用的程序中。,（,4,）,子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用，它只能通过调用来实现加工中的局部动作。,子程序的调用指令：,M98 P,子程序的返回指令：,M99,5.,数控系统的机能说明：,（,1,）,插补机能：控制刀具（坐标轴）移动轨迹的机能，,G01,指定直线插补，,G02/G03,指定圆弧插补。,（,2,）,进给机能：控制刀台进给速度的机能，,F1,位数法，,F2,位数法，直接指令法。,（,3,）,主轴机能：控制主轴转速的机能，,S1,位数法，,S2,位数法，直接指令法。,（,4,）,辅助机能：控制机床辅助动作的机能，也称为,M,机能。,M00,M99,。,（,5,）刀具机能：指定或选择刀具的机能，也称为,T,机能。,T2,位数法，,T4,位数法。,6.,机床坐标系的建立与选择指令：,（,1,）,坐标系的规定,国际标准规定：数控机床的坐标系，采用右手定则的笛卡儿坐标系。,（,2,）坐标轴及方向规定,a.,Z,轴 规定与机床主轴轴线平行的坐标轴为,Z,轴，刀具远离工件的方向为,Z,轴的正向。,b.,X,轴,X,轴是刀具在定位平面的主要运动轴，它垂直于,Z,轴，平行于工件装夹表面。,c.,Y,轴 在,Z,、,X,轴确定后，通过右手定则确定。,d.,回转轴 绕,X,轴回转的坐标轴为,A,；绕,Y,轴回转的坐标轴为,B,；绕,Z,轴回转的坐标轴为,C,；,e.,附加坐标轴 平行于,X,轴的坐标轴为,U,；平行于,Y,轴的坐标轴为,V,；平行于,Z,轴的坐标轴为,W,；,（,3,）,自动回参考点及相关指令,（,G28,、,G29,、,G27,）,（,4,）,机床坐标系的选择（,G53,）它是单段有效指令。,7.,绝对编程与增量编程（,G90,，,G91,）,绝对编程,G90,：绝对式编程是通过坐标值指定位置的编程方法，它是以坐标原点作为基准，给出的绝对位置值。,增量编程,G91,：增量式编程是直接指定刀具移动量的编程方法，它是以刀具现在的位置作为基准，给出的相对位置值。,8.,基本移动指令的编程：,重点掌握,G00,G01,G02,G03,G04,9.,数控车床的程序编制,学习简单程序的编制，要求能够读懂程序；,10.,用户宏程序,：,用户宏程序其实质与子程序相似，它也是把一组实现某种功能的指令，以子程序的形式事先存储在系统存储器中，通过宏程序调用指令执行这一功能。在主程序中，只要编入相应的调用指令就能实现这些功能。,这一组以子程序的形式存储的指令成为用户宏程序本体，简称宏程序；调用宏程序的指令称为“用户宏程序命令”，或宏程序调用命令。,用户宏程序最大的特点：在用户宏程序本体中可以使用变量进行编程，并且可以用宏指令对这些变量进行赋值、运算等处理。,宏程序的调用指令：,G65 P,宏程序的返回指令：,M99,11.,宏程序变量的的种类,：,（,1,）,局部变量 指在各用户宏程序中可以独立使用的变量。局部变量的变量符号一般为,1,33,。,（,2,）,公共变量 指在主程序以及各用户宏程序中公用的变量。公共变量的变量符号一般为,100,149,，,500,531,。,（,3,）,系统变量 指变量的用途和性质在系统中固定不变的变量。系统变量的变量符号一般为,1000,以上。,a.,刀具补偿值变量,b.,接口输入信号变量,c.,接口输出信号变量,d.,位置信息变量,