数控车理实一体化教案(DOC38页)gffa.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.数控车理理实一体体化教案案20122.2(浙浙江ninngbooshii)第一章 数控机机床基本本知识一、数控控机床的的产生19477年,美美国巴森森兹(Parrsonn)公司司在生产产直升机机机翼检检验样板板时,提提出了数数控机床床的初始始设想,这这一设想想迎合了了美国空空军为开开发航天天及导弹弹产品的的需要,于于是在19449年与麻麻省理工工学院(MIT)合作作,开始始了三坐坐标铣床床的数控控化工作作,到19552年3月公布布了世界界上第一一台数控控机床
2、的的试制成成功,取取名为:“Nummeriicall Coontrrol”,这就是是第一台台数控机机床。从从此,其其它一些些国家,如如德国、日日本、英英国等国国都开始始研制数数控机床床,其中中发展最最快的还还是日本本,当今今著名的的数控系系统厂商商有:日日本的法法那科(FANNUC)、德德国的西西门子(SIEEMENNS)等公公司。19559年美国Keaaneyy&Trreckkre公司研研制出具具有刀库库、换刀刀装置和和回转工工作台的的新一代代数控机机床加工中中心(Macchinningg Ceenteer)诞生了了,并成成为数控控机床的的主力。自19552年开始始,经历历多次的的发展演演变
3、,数数控机床床的发展展大至可可分为几几下六个个阶段:第一阶段段:19552年Parrsonn公司与MIT合作开开发的第第一台电电子管数数控系统统。第二阶段段:19660年出现现晶体管管和印刷刷电路板板的数控控系统。第三阶段段:19665年出现现小规模模集成电电路的数数控系统统。第四阶段段:19770年小型型计算机机数控系系统硬件件的出现现,并以以软件形形式开始始实现数数控功能能的数控控系统。第五阶段段:19774年出现现了微处处理器或或微型计计算机数数控系统统。第六阶段段:20世纪90年代后后出现的的PC+NC智能数数控系统统。二、数控控技术的的基本概概念数字控制制(Nummeriicall
4、Coontrrol),简称NC,是用用数字化化信息实实现机床床控制的的一种方方法。数数字控制制机床(Nummeriicallly Conntroolleed MMachhinee Toool)是采用用了数字字控制技技术的机机床,也也称数控控机床。这这种NC机床是是由硬件件来实现现数控功功能。计计算机数数控(Commputter Nummeriicall Coontrrol),简称CNC,它是是采用微微处理器器或专用用微机的的数控系系统,由由事先存存入在存存储器中中的系统统程序来来控制,从从而实现现部分或或全部数数控功能能,这样样的机床床一般称称为CNC机床。三、数控控机床的的组成现代数控控机床
5、一一般由控控制介质质、数控控装置、伺伺服系统统、测量量反馈装装置和机机床主机机组成,如如图1-1所示。图1-1 数控机床的组成1、控制制介质控制介质质是存储储数控加加工所需需程序的的介质,目目前常用用的控制制介质有有穿孔带带、穿孔孔卡片、磁磁带和磁磁盘等。早早期常用用的控制制介质是是8单位标标准穿孔孔带。2、数控控装置数控装置置是数控控机床的的核心,它它能够完完成信息息的输入入、存储储、变换换、插补补运算以以及实现现各种控控制功能能。3、伺服服系统伺服系统统是接收收数控装装置的指指令,是是数控系系统的执执行部分分。它包包括伺服服驱动电电机、各各种伺服服驱动元元件和执执行机构构。每个个进给运运动
6、的执执行部件件都有相相应的伺伺服驱动动系统,而而整个机机床的性性能主要要取决于于伺服系系统。常常用的伺伺服驱动动元件有有交流伺伺服系统统和直流流伺服系系统。4、测量量反馈装装置测量反馈馈装置是是用来检检测速度度和位移移以及加加工状态态,并将将检测到到的信息息转化为为电信号号反馈给给数控装装置,通通过比较较,计算算出偏差差,并发发出纠正正误差指指令。测测量反馈馈装置可可分为半半闭环和和闭环两两种。5、机床床主体机床主体体是数控控机床的的本体,主主要包括括:床身身、主轴轴、进给给机构等等机械部部件,还还有冷却却、润滑滑、转位位部件,如如换刀装装置、夹夹紧装置置等辅助助装置。四、数控控机床的的分类(
7、一)、按按控制系系统的特特点分类类1、点位位控制数数控机床床(Possitiioinng CConttroll)这类机床床只控制制刀具从从一个坐坐标点到到另一个个坐标点点的位置置,而不不控制运运动的轨轨迹,因因为在移移动的过过程中不不进行任任何切削削加工。如如数控钻钻床、数数控坐标标镗铣床床和数控控冲床等等。2、直线线控制系系统(Strrainnghttlinne CConttroll)这类机床床不仅要要求控制制刀具从从一点到到另一点点的位置置,而且且还要具具有准确确的定位位功能。也也称点位位直线控控制系统统。这类类的机床床有:数数控车床床、数控控镗铣床床等。3、轮廓廓控制系系统(Connto
8、uur CConttroll)轮廓控制制系统是是对两个个或两个个以上的的坐标轴轴同时进进行控制制,具有有插补功功能。其其运动轨轨迹可是是任意斜斜率的直直线、圆圆弧、螺螺旋线等等。(二)、按按伺服系系统的类类型分类类1、开环环控制系系统(Opeen LLoopp Coontrrol)开环控制制系统是是没有检检测反馈馈装置,即即系统没没有位置置反馈元元件。这这类数控控机床其其精度主主要取决决于伺服服系统的的性能,优优点是比比较稳定定,调试试方便。2、闭环环控制系系统(cloosedd Looop Conntrool)这类机床床是在机机床移动动部件(工工作台)上上直接装装有位置置检测装装置,将将测量
9、的的结果直直接反馈馈到数控控装置中中,并与与输入的的指令进进行比较较,根据据差值不不断控制制运动,进进行误差差补偿,最最终实现现精确定定位。闭闭环控制制数控机机床主要要用在一一些精度度要求很很高的加加工中心心、数控控镗铣床床、超精精磨床等等。3、半闭闭环控制制系统(Semmi-cclossed Looop CConttroll)半闭环控控制系统统是在开开环系统统的丝杠杠或电机机上装有有检测元元件。这这类机床床具有稳稳定的控控制特性性。由于于采用了了高分辨辨率的测测量元件件,又可可以获得得比较满满意的精精度与速速度,故故大多数数数控机机床中采采用这种种半闭环环控制系系统。五、数控控机床的的特点数
10、控机床床与普通通机床相相比较,具具有以下下六个特特点。1、适应应范围广广在数控机机床上加加工零件件是按照照事先编编制好的的程序来来实现自自动化加加工,当当加工对对象改变变时,只只须重新新编制加加工程序序输入到到数控系系统中,即即可加工工各种不不同类型型的零件件。2、加工工精度高高由于数控控机床在在进给装装置中采采用了滚滚珠丝杠杠螺母机机构,又又增加了了消除丝丝杠螺母母间隙装装置。故故加工精精度一般般可达到到0.00050.1mmm之间间,同时时也保证证了较高高的质量量稳定性性。3、生产产率高数控机床床能有效效地减少少零件加加工时间间和辅助助时间,同同时在结结构设计计上也采采用了有有针对性性的设
11、计计,主轴轴转速和和进给量量的范围围也得到到了相应应增加,其其切削用用量是普普通机床床的十几几倍,再再加上自自动换刀刀装置等等辅助措措施,使使得数控控机床的的生产率率非常高高。4、加工工质量稳稳定、可可靠在同一台台数控机机床中,使使用相同同刀具加加工同一一类零件件时,其其走刀轨轨迹也是是完全一一致,因因此加工工出来的的零件质质量是比比较稳定定、可靠靠。5、改善善劳动条条件由于数控控机床能能够实现现自动化化或半自自动化;在加工工中,操操作者主主要是程程序的编编辑、输输入、装装卸、刀刀具准备备、加工工状态的的观察等等,其劳劳动量极极大地得得到了降降低。6、利于于生产管管理现代代化在数控机机床上加加
12、工时,可预先精确估计加工时间,所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息,易于实现加工信息的标准化,目前已与计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)有机地结合起来,是现代集成制造技术的基础。六、数控控车床工工作原理理图电机工作台丝杆信号齿轮主轴第二章KKENTT-188T编程2.11 KEENT-18TT编程知知识一 概要1 准备功能能G指令(1) 直线插补补(2) 圆弧插补补(3) 螺纹插补补2 进给功能能F为了切削削零件,用用指定的的速度使使刀具运运动称进进给,通常用mmm/mmin表示。3 坐标系与与刀具运运动(1) 参考点:机床零零点,某某个特定
13、定的位置置。主轴箱XZ(2) 机床坐标标系:(3) 工件坐标标系:(4) 绝对坐标标与增量量坐标:X、Z/U、W(5) 绝对坐标标绝对坐标标与原点点位置有有关ZX(直径)604020080604020(6) 增量坐标标BACD4 主轴功能能Sn=10000VV/Dr/miin。5 刀具功能能TT 0 10 1刀号 刀刀补号6 辅助功能能M有关主轴轴、冷却却和程序序等一些些辅助动动作。7 程序(1)程程序的构构成O11111刀具运动的顺序程序段;程序段;程序段;M30(2)程程序段Nooooo Gooo XXooooo.oo Zoooooo.ooMMoo Sooo Tooo CCR顺序号 准备功
14、功能 坐标 辅助功功能 主轴功功能 刀具功功能(3)主主程序与与子程序序。在工件的的不同的的地方加加工相同同的图形形时,可可以把这这部分作为为子程序序来用,以以缩短程程序,提提高编程程效率。8 刀具补偿偿需经过对对刀处理理,使刀刀具的刀刀尖补偿偿后能达达到重合合。二 控制轴1 控制轴数数两轴:XX轴和Z轴2 设定单位位公制:XX:0.0001Z:0.00013 最大行程程编程的最最大单位位999999999实际是达达不到。三 准备功能能G1 模态指令令与非模模态指令令:非模态:只有一一段有效效;模态态2.22准备功功能(G000、G011)1 快速定位位G000格式:N GG00 XX(U).
15、 ZZ(W). MM TT SS*5010050100ZXO50100ZXO50100如上图:刀具沿沿平行于于坐标轴轴的直线线快速走走刀N20 G000 X1150 Z255N30(G00)X500(Z255) G000模态指指令可省省, Z225,坐标标没发生生变化可可省或N20 G000(U0)W-775N30 G000 U-1000 (W0)绝对坐标标没有变变化U0可省,W0可省右图:斜斜线 N200 G000 XX50 Z255 或 NN20 G000 U-1500 W-75注意:(1)GG00模态指指令,可可以自保保,碰到到G01、G02等指令令后被相相应功能能代替。(2)GG00的
16、速度度在事先先设定(2000055000mmm/miin),F视为为无效,同同时必须须防止刀刀具与工工件发生生碰撞。(3)GG00可保留留前面所所设置好好的进给给速度。2 直线插补补G011N G011 X(U).Z(W).F*X(U)、Z(W):终终点坐标标F:刀具具进给速速度,范范围:0000mmm/mmin。ZX1035551222CBA如:AB:N30 G011 X224 ZZ35 F1220* N300 G001 WW-200 F1120*BC:N40 G011 X444 ZZ10 N440 U200 W-20用G000和G01举例:G00XX0Z22 G011Z0FF50X30Z-
17、330X50ZZ-600X622G00XX1000Z300G01 模态指指令,可可以自保保,与G1对应的X、Z、F也具有有相应的的模态功功能。第一次使使用G01等指令令应指明明进给速速度F。2.33准备功功能(G002、G033)1圆弧弧插补G022/G003LG02顺顺时针圆圆弧,G033 逆时针针圆弧。LG02或或G033后必须R半径,范范围9999.9999mmm,过任意意象限。LG02或或G033将被其其它模态态指令代代替。2G002/GG03举例(1).编写精精加工程程序O11111;M03SS8000T01101;G01 X322.;G00 X244.Z00; G033 X440.
18、 Z-228.RR4.; G01 X0 F50; GG01 Z-335.; X122.; GG02 X500.Z-40 R5.;G03XX22.Z-5R5; GG01XX45;G01 Z-221.; G000X2000Z1100;G02 X288.Z-24.R3.;M055;M300;2.44准备功功能(G004、G288、G500)1.暂停停在进行切切槽、钻钻孔、车车螺纹之之前,可可进行延延时。 G004 XX G044 P GG04 U00001-9999999.9999延时过程程中,主主轴转,刀刀具不做做任何运运动。例如要暂暂停2秒钟,则则可写成成如下指指令:GG04 X2.;或G044
19、 U22.;或G044 P22。 2.G228返回参参考点参考点事事先设定定,有很很多场合合如:需需进行换换刀、车车削完毕毕等时候候,可让让刀具返返回到设设置好的的参考点点。参考点中间点30205025程序段格格式:G28 X(U)Z(W)当G288后跟X(U)、Z(W)时,通通过中间间点返回回参考点点。注意:L由于返回回参考点点速度极极快,与与G00相同,因因此必须须防止刀刀具返回回时与工工件相碰碰撞。L单向返回回:G288 U00; G288 W00;举例:例(1)如如上图所所示返回回参考点点程序段段如下:通过中间间点(30,20)间接接返回程程序段N1200 G228 XX60 Z200
20、 *例(2)其其它情况况G28 U100:先向+X移动双双边10,再X向回零零。G28XX1000:X向退到到直径100,再X向回零零。G28WW10:先向+Z向移动10,再Z向回零零。G28ZZ-200:先移移动到Z-220处,再Z向回零零。例. 333、G550 坐标系系设定或或主轴最最大速度度设定 说明: G550指定用用于在程程序中设设定编程程坐标原原点的位位置,即即为预置置寄存指指令。大大多数系系统使用用G92指令作作为预置置寄存指指令。G50也也可用天天恒线速速度加工工中,限限制主轴轴最高转转速。格式:GG50 S;2.55 准备功功能(G332、G922)一G332螺纹纹插补(1
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