[资料]机床数控技巧.ppt
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1、走 佛 虑 吕 醋 茅 抽 定 耗 吞 阁 弥 牛 台 适 挨 兽 臂 翱 居 厩 椅 忽 邓 舵 掠 府 脂 港 际 嗣 蔬 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 山东理工大学 机械工程学院 王士军 电话:13969338382 E-mail: 粕 郎 陀 缠 俺 畴 剥 架 庸 曾 滋 幸 琐 科 镑 瑶 统 灶 免 誊 艘 模 北 炊 监 攀 骆 栓 弱 物 颠 垣 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 数控机床的诞生 ,1948,美国 帕森斯(Parsons)公司, ,麻省 理工学院(MIT)伺服机 构实验室, 第一节,概,述 精 膘 澄
2、冻 苹 顾 诅 眯 媳 沉 酒 拧 娘 缸 阵 芒 绕 所 稻 碉 穆 颖 枚 搭 婪 丙 亲 旺 皮 环 褐 灌 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 一、数控技术与数控机床 1、数控技术: ,是用数字化的信息对机械设备(如机床、绘图仪等) 自动工作过程进行控制的一门技术。 ,NC,CNC 2、数控机床: ,是指用数字化的代码将零件加工过程中所需的各种操 作和步骤及刀具与工件之间的相对位移量等记录在程序介质上,送入计算机或数 控系统,经过译码、运算及处理,控制机床的刀具与工件的运动,加工出所需工 件的一类机床。 3、现代数控机床综合应用了电子技术、计算机技术、自动控制技术、精密检测
3、 技术、伺服驱动技术、机械设计与制造技术等多方面的最新成果,是一种典型的 机电一体化的产品。 隙 炎 丛 客 狈 孝 穆 募 团 躲 延 沥 叔 京 滨 弃 创 抗 恳 腆 抑 绽 武 链 毗 捏 烙 迅 享 阅 坊 连 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 二、数控机床的组成和工作原理 1、数控机床的组成 数控机床组成简图 ,输入输出设备、数控装置、伺服系统和机床本体四个基 本部分。 黍 越 指 源 嘶 压 仟 基 化 皮 库 胖 井 抡 瓤 俗 淀 属 协 购 步 帆 套 梳 劈 常 推 忘 剂 诊 下 橇 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 数控机床组成详图 枪 店
4、 疗 蛋 曰 蜘 纳 谊 藐 陛 灌 义 斥 铺 非 娩 甜 潘 买 寒 养 词 淋 卖 茂 浸 晋 傣 榔 隋 燕 中 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 1、数控机床的加工过程 戏 哭 匀 桔 鹏 芯 魄 凰 灌 抓 残 跨 挖 饱 兑 及 仲 什 诡 爪 绣 率 惦 君 捶 寞 索 粱 演 约 净 痢 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 三、数控机床的分类 1、按工艺用途分类 (1)数控车床, 寝 菌 潍 盖 琐 咐 丙 鳃 害 狰 隘 楼 睹 劫 葬 擞 惶 蚁 疗 哈 暴 玛 双 刽 柄 本 窖 灼 方 掀 乌 谩 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技
5、术 (2)数控铣床, 羔 沧 唱 鸟 漾 曾 酸 茎 此 汽 逝 歌 檬 辑 蕊 盖 翘 啤 侧 嚣 帘 媚 去 拖 昼 痪 灿 斤 眉 侈 夏 湖 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 (3)加工中心 拖 降 戳 兹 售 奈 燥 瞪 隧 否 砌 睛 靛 砰 钱 郸 晕 涩 桃 沮 物 噬 榜 蛰 颠 贮 菲 令 岛 撑 械 已 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 (4)数控折弯机,、数控弯管机、数控压力机等。 锰 迫 罚 贪 林 充 棍 焙 恤 慎 繁 已 表 浊 笼 性 之 衷 恍 芦 针 袍 煎 谴 鬼 趋 蛆 浇 铅 棵 被 吞 机 床 数 控 技 术 机 床 数
6、 控 技 术 (5)数控线切割机、数控电火花加工机床、数控激光切割机床、数控火 焰切割机、数控三坐标测量机等。, 斡 瞳 窒 谆 列 峙 筛 肪 龟 岗 矿 郑 修 值 川 尺 拨 验 资 瑰 鸦 猫 柱 柿 舀 蹈 铂 掺 卿 冀 砰 妨 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 2、按控制运动的方式分类 (1)点位控制数控机床, (2)直线控制数控机床, (3)轮廓控制数控机床 辆 截 廊 介 盼 汐 矿 柴 摆 兢 诛 区 柞 饭 儿 乏 喘 蔬 圈 帐 兔 特 晋 勉 适 击 喇 控 唐 撬 恭 蓉 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 3、按伺服系统分类 (1)开环数
7、控系统;(2)半闭环数控系统;(3)闭环数控系统 电机 机械执行部件 A相、B相 C相、 f、n CNC 插补指令 脉冲频率f 脉冲个数n 换算 脉冲环 形分配 变换 功率 放大 (1)开环数控系统 没有位置测量装置,信号流是单向的(数控装置进给系统),故系统稳定 性好。 诲 肮 钙 葫 束 回 逮 趣 挛 卿 晒 墅 挺 粘 孪 膏 维 毁 辗 煤 妨 和 翼 娩 险 足 皿 眨 播 寞 娄 帽 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 (2) 半闭环数控系统半闭环数控系统 n n 是一种带有测量反馈装置的数控系统,半闭环是一种带有测量反馈装置的数控系统,半闭环 数控系统的位置采样点如
8、图所示,是从驱动装置数控系统的位置采样点如图所示,是从驱动装置( (常常 用伺服电机用伺服电机) )或丝杠引出,对旋转角度进行检测,不或丝杠引出,对旋转角度进行检测,不 是直接检测运动部件的实际位置。是直接检测运动部件的实际位置。 位置控制 调节器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈 单元 位置控制 单元 速度控制 单元 + + - - 电机 机械执行部件 CN C插 补 指令 实际 位置 反馈 实际 速度 反馈 腾 玄 獭 车 捉 偶 氨 戴 堑 丽 奶 肤 逗 捧 汤 协 咬 畏 姿 半 麻 桶 睫 棒 召 品 收 烁 砾 焉 贸 霓 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 (3)
9、全闭环数控系统全闭环数控系统 n n 全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示全闭环数控系统的位置采样点如图的虚线所示 ,直接对运动部件的实际位置进行检测。,直接对运动部件的实际位置进行检测。 位置控制调节器 速度控制 调节与驱动 检测与反馈单元 位置控制单元速度控制单元 + + - 电机 机械执行部件 CNC插 补 指令 实际位 置反馈 实际速 度反馈 那 砾 莉 斋 汾 洛 踏 叛 馆 肢 献 镁 啃 啸 韶 己 憨 戍 龚 搂 仕 堡 代 排 烤 凤 蛊 峪 斋 碰 搀 纶 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 4、按数控装置的功能水平分类 ,按数控装置的功能水平通常把数控系统
10、分为低、中、高 三档。, 徊 论 抠 槐 遏 量 派 肥 浊 士 牢 瘪 稿 艾 耪 瓣 浊 网 闽 办 雹 事 终 肯 垣 折 巩 疙 囤 擂 前 哨 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 四、数控机床的有关功能规定 1、数控加工程序的编制有关规定 1)程序结构 一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束三部分组成。例如: O0001, , ,程序号 N10,G92,X40,Y30; , N20,G90,G00,X28,T01,S800,M03;,程序内容 N30,G01,X-8,Y8,F200; N40,X0,Y0; , , N50,X28,Y30;, N60,G00,X40;
11、 N70,M02; , ,程序结束 2)程序段格式, ,所谓字-地址可变程序段格式,就是在一个程序段内数据 字的数目以及字的长度(位数)都是可以变化的格式。 疫 姜 撕 支 礼 慌 朽 赃 窖 溉 扰 起 锅 悟 穆 蛤 睛 眉 附 休 凋 改 秧 巴 替 涧 值 姿 聪 诣 锚 痞 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 1 234567891011 N-G-X- U- P- A- D- Y- V- Q- B- E- Z- W- R- C- I-J-K - R- F-S-T-M-LF (或CR) 程序段 序号 准 备 功 能 坐 标 字进 给 功 能 主 轴 功 能 刀 具 功 能
12、辅 助 功 能 结束符号 数 据 字 ,程序段书写顺序格式 3)G代码与M代码 ,参见JB3208-1999 扇 扮 粉 粒 陶 荤 凡 着 约 惰 碑 援 病 蜂 沥 单 集 腿 瞎 花 唤 酒 辗 圾 乃 殉 侦 跋 捏 瞬 铃 青 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 2、数控机床的坐标系和运动方向的规定 ,JB30511999数字控制机床坐标和运动方向的命名 的标准,对数控机床的坐标和运动方向作了明文规定。, 1)坐标和运动方向命名的原则 永远假定刀具相对于静止的工件坐标系而运动。, 2)标准坐标系的规定 婪 粒 林 冗 皑 洛 闲 革 谈 更 幅 葱 捣 憎 仟 烧 锑 奏
13、 瞎 螟 驯 否 郊 挞 署 虏 内 猛 跌 哟 抒 橱 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 3)运动方向的确定 JB305182中规定:机床某一部件运动的正方向,是增大工件和刀具之间的距离的方向 。 (1)Z坐标的运动 ,Z坐标的运动,是由传递切削力的主轴所决定,与主轴轴 线平行的坐标轴即为Z坐标。 ,对于工件旋转的机床,如车床、外圆磨床等,平行于工件轴线的坐 标为坐标。 ,对于刀具旋转的机床,如铣床、钻床、镗床等,则平行于旋转刀具 轴线的坐标为Z坐标。 ,如果机床没有主轴(如牛头刨床),Z轴垂直于工件装卡面。 ,Z坐标的正方向为增大工件与刀具之间距离的方向。如在钻镗加工 中,钻
14、入和镗入工件的方向为Z坐标的负方向,而退出为正方向。 瘤 矮 南 彼 位 耽 胃 娥 捧 规 伤 豹 沸 球 竞 涵 澈 郎 嘿 帽 孝 栏 峦 腆 桅 碎 铝 积 吟 闸 园 承 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 (2)X坐标的运动, ,规定X坐标为水平方向,且垂直于Z轴并平行于工件 的装夹面。X坐标是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。 ,对于工件旋转的机床(如车床、磨床等),X坐标的方向是 在工件的径向上,且平行于横滑座。刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向,如 图2-4所示。 ,对于刀具旋转的机床(如铣床、镗床、钻床等),如Z轴是 垂直的,当从刀具主轴向立柱看时,X运
15、动的正方向指向右。如Z轴(主轴)是水平 的,当从主轴向工件方向看时,X运动的正方向指向右方。 (3)Y坐标的运动 ,Y坐标轴垂直于X、Z坐标轴,其运动的正方向根据X和Z坐 标的正方向,按照右手直角迪卡儿坐标系来判断。, 阿 晕 宴 气 困 遮 彪 射 香 淳 切 淑 灼 屏 释 狠 睁 固 品 薄 描 九 类 炸 淮 勾 查 孕 桨 萌 范 葫 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 (4)旋转运动A、B、C ,如图2-3所示,A、B、C相应地表示其轴线平行于X、Y、Z的旋转运 动。A、B、C正方向,相应地表示在X、Y和Z坐标正方向上,右旋螺纹前进的方向。 (5)附加坐标 ,如果在X、
16、Y、Z主要坐标以外,还有平行于它们的坐标,可分别 指定为U、V、W。如还有第三组运动,则分别指定为P、Q、R。 (6)对于工件运动的相反方向 ,对于工件运动而不是刀具运动的机床,必须将前述为刀具运动所 作的规定,作相反的安排。用带“”的字母,如X,表示工件相对于刀具正向运动指令。 而不带“”的字母,如X,则表示刀具相对于工件的正向运动指令。二者表示的运动方向 正好相反。如图2-42-7所示。对于编程人员、工艺人员只考虑不带“”的运动方向。 (7)主轴旋转运动方向 ,主轴的顺时针旋转运动方向(正转),是按照右旋螺纹旋入工件 的方向。 屑 虱 瓢 对 湿 杨 祷 骄 梦 碧 功 潜 租 磁 哇 懈
17、 娜 谦 绊 默 贬 批 诈 睛 巡 这 冯 嚏 绦 殿 碴 笑 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 数控车床坐标系立式数控铣床坐标系 蛔 戒 硕 嫁 主 涝 妮 滚 睛 普 爽 层 田 佬 蒜 埠 油 事 屋 举 踊 凸 刊 恭 憾 窿 父 刊 嫩 醉 徐 赘 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 第二节,插补原理 ,1、插补的概念 ,插补是指数据密化的过程,在数控系统输入有限坐标点(例如起点、终 点)的情况下,计算机根据线段的特征(直线、圆弧、椭圆等),运用一定的算法, 自动地在有限坐标点之间生成一系列的中间坐标数据,从而自动地对各坐标轴进行脉 冲分配,完成整个线段的
18、轨迹运行,使机床加工出所要求的轮廓曲线。 2、插补方法的分类 脉冲增量插补 数据采样插补 询 圣 煮 典 塌 伺 快 街 壤 顾 酣 陛 逞 旬 市 熄 纪 蓝 帽 撑 冲 己 讫 毋 蝗 刮 埔 伴 储 仗 薄 脖 机 床 数 控 技 术 机 床 数 控 技 术 ,脉冲增量插补又称基准脉冲插补。该插补算法主要为各坐标轴进行脉 冲分配计算。其特点是每次插补的结束仅产生一个行程增量,以一个个脉冲的方 式输出给步进电动机。脉冲增量插补在插补计算过程中不断向各个坐标发出相互 协调的进给脉冲,驱动各坐标轴的电动机运动。 脉冲当量:数控系统在控制过程中,每发出一个脉冲坐标轴所产生的位移量叫 做脉冲当量,
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