数控机床基础知识PPT课件

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1、,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,*,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,*,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,*,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

2、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,*,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,*,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,*,数控加工编程与操作,学时：,42,学时,第,1,章 数控加工编程基础,能力目标,1,、明确两坐标系的在编程中的作用（机床、编程）；,2,、确定

3、坐标系中各坐标轴；,3,、区分绝对坐标和增量坐标编程并合理使用；,4,、明确并记住数控编程中常用的指令代码的含义及格式；,5,、明确程序格式及组成；,6,、具备计算基点、节点坐标的能力,。,掌握,1,、数控编程的步骤；,2,、从零件图样分析到控制介质的制作。,了解,数控编程的方法，包括手动编程和自动编程，以及自动编程所涉及到的各种软件。,1.1,数控加工编程概述,1.1.1,数控编程的方法,（,1,）手工编程,（,2,）自动编程,手工编程：,由程序员根据工件的尺寸、结构和机床,的加工特点来编制整个加工程序的过程。,应用范围：,对于一些几何形状不复杂、结构简单的零件，计算容易，程序不长，一般都采

4、用手工编程，即经济又实用，因而仍被广泛采用。,手工编程特点：,耗费时间较长，容易出现错误，无法胜 任复杂形状零件的编程。,（,1,）手工编程,自动编程：部分或全部的编程工作都是由计算机自动完成。,应用范围：解决在手工编程时繁琐的数值运算，解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。,自动编程的特点：计算速度快，准确率高，编程效率高。,（,2,）自动编程,1.1.2,数控编程的步骤,数控编程前，应该了解哪两个内容？,1.,零件图样分析,通过对工件的材料、形状、尺寸、精度及技术要求分析，确定毛坯材料、形状、尺寸和热处理的方法，根据数控机床加工精度、适应性等特点，分析工件在数控机床上进行加工的可

5、行性，确定加工机床的种类和相关参数，对于批量小、形状复杂、精度要求高的工件，尤其适合于在数控机床上加工。,2.,制定工艺方案,这项工作的内容包括：确定工件的定位基准；选用夹具及装夹方法；确定加工所用刀具；选择正确的对刀点；确定合理的走刀路线；选用合理的切削用量；进给速度和主轴转速等切削参数；确定加工过程中是否需要提供冷却液、是否需要换刀、何时换刀等。在安排工序时，要根据数控加工的特点按照工序集中的原则，尽可能的在一次装夹中完成所有的加工内容。,3.,数值计算,数值计算又称数据处理，在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算零件轮廓数据及刀具中心运动轨迹，以获得刀具中心（或刀

6、尖）运行轨迹数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补的功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，一般需要使用计算机辅助计算，否则难以完成。数值计算的最终目的是为了获得编程需要的所有相关位置坐标数据。,4.,编写程序单,在完成上述几个步骤之后，程序员即可根据已确定的工艺方案及数值计算获得的数据，按照数控系统要求的程序格式和代码格式编写相应的加工程序单。这就要求程序员除应了解所用数控机床及系统的功

7、能、熟悉程序指令外，还应具备与机械加工有关的工艺知识，才能编制出正确、实用的加工程序。,5.,制作控制介质,程序单是制作控制介质的依据，控制介质是程序单的载体。程序单完成后，程序员或机床操作员可以通过键盘或,CNC,机床的操作面板，在,EDIT,方式下直接将程序信息键入,CNC,系统程序存储器中；也可以根据,CNC,系统输入、输出装置的不同，先将程序单的程序制作成或转移至某种控制介质上。控制介质大多采用穿孔带，也可以是磁带、磁盘等信息载体，利用穿孔带阅读机或磁带机、磁盘驱动器等输入（输出）装置，可将控制介质上的程序信息输入到,CNC,系统程序存储器中。,6.,程序校验,将编写好的加工程序输入数

8、控系统，就可控制数控机床的加工工作。在正式加工之前，必须对程序进行校验，在某些情况下，需要对工件做首件试切。在一般情况下，可采用机床空运转的方式，来检查机床动作和运动轨迹的正确性，以检验程序。在具有图形模拟显示功能的数控机床上，可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程，对程序进行检查。以上校验方法，只能证明轨迹的正确与否，无法查出被加工工件的精度。对于形状复杂和精度要求高的零件，通过首件试切，检查试件，不仅可确认程序是否正确，还可知道加工精度是否符合要求。若能采用与被加工零件材料相同的材料进行试切，则更能反映实际加工效果，当发现加工的零件不符合加工技术要求，产生误差时，分析误差产生的原因，

9、可修改程序或采取尺寸补偿等措施加以修正，然后再检验，再分析，再修正，经过多次反复校验，直到获得完全满足加工要求的程序为止。,数控机床坐标,系是为了确定工件在机床中的位置，机床运动部件特殊位置及运动范围，即描述机床运动，产生数据信息而建立的几何坐标系。通过机床坐标系的建立，可确定数控机床各运动件的位置关系，保证数控机床的正确运动。,ISO,国际标准统一规定了数控机床各坐标轴的代码和运动的正、负方向，给数控系统和数控机床的设计、使用和维修带来了很大的方便。,1.2,数控机床的坐标系,1.2.1,数控机床坐标系与坐标轴确定原则,1.,数控机床坐标系,数控机床常用坐标系是标准坐标系，又称基本坐标系，依

10、据右手笛卡儿直角坐标系建立。其三个坐标轴分别用,X,、,Y,、,Z,表示，如图,1-2,（,a,）,所示。伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为,90,。则大拇指代表,X,坐标，食指代表,Y,坐标，中指代表,Z,坐标。大拇指的指向为,X,坐标的正方向，食指的指向为,Y,坐标的正方向，中指的指向为,Z,坐标的正方向。围绕,X,、,Y,、,Z,坐标旋转的旋转坐标分别用,A,、,B,、,C,表示，根据右手螺旋定则，如图,1-2,（,b,）,所示，大拇指的指向为,X,、,Y,、,Z,坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标,A,、,B,、,C,的正向,如图,1-2,（,c,）,所示。,（,a

11、,）（,b,）（,c,）,图,1-2,数控机床坐标系,2.,坐标轴的确定原则,（,1,）刀具相对于工件运动的原则 根据该原则，编程人员在不知是刀具移向工件还是工件移向刀具的情况下，只需根据零件图纸，确定零件的加工过程。,（,2,）标准坐标系原则 数控机床使用的标准坐标系为右手笛卡儿直角坐标系。通过它可以确定机床运动件的运动方向及移动尺寸，以完成一系列的成形运动和辅助运动,（,3,）运动方向的原则 数控机床某一部件运动的正方向，是增大工件与刀具距离的方向。,3.,坐标轴的确定,（,1,）,Z,轴标准规定，机床以传递切削力的主轴所决定，与主轴轴线平行或重合的标准坐标轴即为,Z,坐标轴（如：铣床、钻

12、床、车床、磨床等）；如果机床有几个主轴，则选一垂直于装夹平面的主轴作为主要主轴；如机床没有主轴（龙门刨床），则规定垂直于工件装夹平面为,Z,轴。（,2,）,X,轴,X,坐标一般是水平的，平行于装夹平面。对于工件旋转的机床（如车、磨床等），,X,坐标的方向在工件的径向上；对于刀具旋转的机床则作如下规定：当,Z,轴水平时，从刀具主轴后向工件看，正,X,为右方向。当,Z,轴垂直于工作台时，对于单立柱式，从立柱向主轴看，正,X,为右方向；龙门式，从刀具主轴右侧看，正,X,为右方向。,（,3,）,Y,、,A,、,B,、,C,及、等轴 在确定,Z,轴和,X,轴后，即可按右手笛卡儿坐标系来确定,Y,轴，,A

13、,，,B,，,C,表示绕,X,，,Y,，,Z,轴的旋转运动轴，正方向按照右手螺旋法则确定；若在,X,、,Y,、,Z,主要直线运动之外还有第二组平行于它们的坐标运动就称为附加坐标轴，它们应分别被指定为、，即第二直角坐标系，可用、轴表示,如,图,1-3,所示。,图,1-3,第二直角坐标系,（,4,）坐标方向判定 当某一坐标轴上刀具相对于工件移动时，用不加撇号的字母表示该轴运动的正方向；当某一坐标轴上工件相对于刀具移动时，则用加撇号的字母（例如：,A,、,X,等）表示。加与不加撇号所表示的运动方向正好相反，如图,1-2,（,c,）,所示。,1.2.2,机床坐标系,机床坐标系是在机床上具有固定的坐标原

14、点的坐标系，是机床固有的坐标系，如图,1-4,所示。机床坐标系是在机床出厂时就已经由厂家设定好的，是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。,图,1-4,机床坐标系,数控机床原定与参考点,机床坐标原点,机床参考点,1.2.4.,数控机床工件坐标系,数控机床的机床坐标系是工件加工中非常重要的坐标系，它是其他坐标系以及设计和加工零件时的重要基准。但是，由于它是一个固定的点，当以机床坐标系原点作为工件程序编制的原点时，非常的不方便。所以，为简化编程过程和降低数值计算的难度，选择在被加工工件上的一个固定点作为坐标原点，以平行机床坐标系各坐标轴的轴线作为新的坐标轴，建立起新的坐标系，这个坐标系就是工件

15、坐标系，也被称为编程坐标系。由于工件坐标系的建立是由程序员或机床操作员来完成，同时为了使得工件在编程和加工中更加的简单、明了、方便、快捷，所以工件坐标系选择时尽量遵循以下原则：,（,1,）应使工件的零点与工件的尺寸基准重合；,（,2,）当工件图中的尺寸容易换算成坐标值时，尽量直接使用图纸尺寸作为坐标值；,（,3,）工件零点应该选在容易找正，在加工过程中容易测量的位置。,工件坐标系,1.2.5.,绝对坐标与相对坐标编程,（,1,）绝对坐标编程,（,2,）相对坐标编程,（,1,）绝对坐标编程,编程时，将工件放置在直角坐标系中，或者在工件上建立直角坐标系，即工件坐标系。工件上各点相对于坐标原点的坐标

16、值称为绝对坐标值，如图,1-8,所示，利用绝对坐标值进行编程称为绝对坐标编程。,。,图,1-8,（,2,）相对坐标编程,编程时，工件上各点相对于前一点坐标的坐标值称为相对坐标值，如图,1-9,所示，利用相对坐标值进行编程称为相对坐标编程。,图,1-9,1.3,程序编制的结构,程序是数控机床实现自动运行的根本。不同的机床生产厂家按照自己不同的程序编制习惯和要求，制定不同的程序语言，然后由指令和数字按照一定的格式排列而成，所以编程之前，必须先了解程序的指令、结构和编程规则才可以编制出正确的数控加工程序,。,编程指令,1.,G,功能,G,功能代码在使用中要注意以下几点：,（,1,）,G,代码是数控机床的常用,G,功能代码，不同系统，不同系列的,G,代码含义有差异，具体差异请参考相应的编程说明书。,（,2,）,G,代码分模态代码和非模态代码。,（,3,）不同组的,G,代码可以在同一程序段中被指定，如果同组多个,G,代码在同一程序段中被顺序指定，则最后指定的,G,代码有效。,（,4,）当机床电源打开或重置时，有部分功能代码被设置为默认值，即开机有效。,特别说明：,G,代码分模态代码和非模态代码,