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1、 数控加工原理和程序编制l第一节 概述l第二节 数控加工程序编制第一节 概述l一、数控加工的基本概念l二、数控机床的组成、分类及发展l三、数控加工程序编制的内容与步骤l四、程序编制方法数控加工的基本概念1、数控加工 （1）数控机床：数字控制机床，是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图样要求的形状和尺寸，自动将零件加工出来。 （2）数控加工：简称NC(数字控制)即利用数字化信号，对机床运动进行控制。是数控机床对零件进行加工的一种特殊工艺方法。数控加工的基本概
2、念（3）数控机床的特点加工精度高，质量稳定。能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。生产效率高。对产品改型设计的适应性强。减轻工人劳动强度，改善劳动条件。监控能力强，具有故障诊断的能力。投资大，成本高，工人素质要求高。复杂零件的加工 立体曲面类零件立体曲面类零件:加工面为加工面为空间曲面的零件称为立体空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面加工面不能展成平面 箱体类零件：箱体类零件：一般是指具一般是指具有孔系和平面，内部有一有孔系和平面，内部有一定型腔，在长、宽、高方定型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件向有一定比例的零件 异型件：异型
3、件：外形不规则的外形不规则的零件，大多要点、线、零件，大多要点、线、面多工位混合加工面多工位混合加工 数控加工的基本概念2、数控加工平面轮廓切削点的计算数控加工的基本概念3、工件轮廓的生成方法（插补运算）l直线插补：具有沿直线分配脉冲功能的插补方式叫做直线插补。l圆弧插补：具有沿圆弧分配脉冲功能的插补方式叫做圆弧插补。数控加工的基本概念4、数控加工作业过程数控加工的基本概念5、数控加工中的几个术语（1）坐标轴与运动方向（2）机床坐标系与工件坐标系（3）绝对坐标（G90）与相对坐标（G91）坐标轴与运动方向数控机床的组成、分类及发展1、数控机床的组成数控机床的组成、分类及发展2、数控机床的分类l
4、按机床类型分：数控钻床、数控镗床、数控车床、数控铣床、加工中心、电火花机床(数控线切割机床)l按加工功能分类： 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l按所用的伺服系统不同分类 1)开环数控机床：不带数控反馈系统 2)闭环数控机床：带反馈系统数控机床的组成、分类及发展3、数控机床的发展 第一代：1952年美国麻省研究笫一台电子管数控机床 第二代：1959年晶体管和印刷电路板出现，代替电子管 第三代：1965年数控机床，采用集成电路,体积大大减少 第四代：60年代末出现了DNC计算机控制系统(群控系统)与CNC小型机控制系统 第五代：1974年使用微处理器与半导体
5、存储器的微机控制系统。功能加强，体积减小，价格降低 80年代随着软件技术的发展，出现了自动编程的数控装置 目前由于软件功能进一步提高，出现了CAD/CAM一体化的计算机辅助编程的数控加工系统。如CAXA电子图板、Ug等软件，都具备这些功能。 数控加工程序编制的内容与步骤l分析零件图样l确定加工工艺l数值计算l计算切点交点，以便为数控编程确定程序段l编写零件加工程序l制作信息载体(穿孔纸带)l校对(仿真)l试加工(石膏)程序编制方法l1、手工编程l2、自动编程l3、CAD/CAM集成第二节 数控加工程序编制l一、零件编程的通用标准l二、点位、直线控制系统的程序编制l三、轮廓控制系统的程序编制零件
6、编程的通用标准1、穿孔带零件编程的通用标准2、代码l代码是数控系统传递信息的语言，一般用8 位二进制数来表示，也就是穿孔纸带上的一行孔表示一个代码。如：11000110 表示进给速度 F(ISO标准)，以不同位置孔的组合表示各种数字、字母、符号。不同字母又代表不同指令，控制机床作不同运动。l目前使用的代码有ISO (国际标准化组织 )，EIA(美国电子工业协会)两种， ISO代码是补偶代码，第8位是补偶位，EIA是补奇代码，第5位是补奇位。所为补奇补偶是防止穿孔纸带穿错，产生读带错误。一般大都采用ISO标准代码。它较有规律性。如：5,6孔代表数字，7孔有孔，代表字母，给逻辑判断带来方便。零件编
7、程的通用标准3、程序格式 程序格式就是关于字符在穿孔带上排列的顺序和含义的规定，每种机床的数控系统，都根据功能要求，规定有一定的程序格式。编程时必须按格式书写。 (1) 程序的组成 一个完整的零件加工程序是由若干程序段组成；一个程序段是由若干代码字组成；每个代码字则由文字(地址符)和数字(有些数字还带符号)组成。字母、数字、符号统称字符。零件编程的通用标准（2）地址程序段格式的组成 程序段的格式有两种，即地址格式和分隔符顺序格式。数控机床常用的是地址程序段格式。 所谓程序段格式，就是在一个程序段中对字的排列顺序，书写方式，程序段的长度等加以限制。 零件编程的通用标准程序段内字的顺序： 程序段结
8、束辅助功能字刀具功能字主轴转速功能字进给功能字 尺寸字准备功能字顺序号字LFMTSF.YXGN点位、直线控制系统的程序编制编制点位控制系统加工程序时应注意以下几个问题l进给路线要短：刀具从一个位置移到另一位置，虽然路线不加限制，但路线要短， 避免与机床、夹具相碰l定位要准确：编程时的坐标尺寸应尽量与图纸标注尺寸一致，避免换算。若图样尺寸为链式标注，编程时宜采用增量坐标指令；若图样尺寸为坐标式标注，编程时适用绝对坐标编程。点位、直线控制系统的程序实例 轮廓控制系统的程序编制 轮廓控制系统又称连续控制系统。它同时控制机床的几个坐标轴动作。以实现预先确定的效果，加工出某一形状的轮廓。 轮廓控制系统的
9、加工程序编制工作最大的困难之处是数学处理比较复杂，数学处理的主要任务是根据零件形状，按照已经确定的进给路线和允许的编程误差，计算出数控系统的输入数据，也就是零件轮廓上或刀具中心轨迹上一些点的坐标数据。 轮廓控制系统的程序编制1、基点和节点的计算l基点：几何元素的交点、切点。例：直线与圆弧切点或交点，圆弧与圆弧的切点或交点，两直线的交点。l节点：加工曲线时，数控系统是用直线插补、圆弧插补来迫近，这些迫近线段的交点称为节点。轮廓控制系统的程序编制2、刀具中心轨迹的计算 数控铣床的控制系统要求程编给出刀具中心轨迹上的基点或节点的坐标数据，以控制刀心运动轨迹，由铣刀切削刃加工出零件轮廓。具有刀具偏移功
10、能的控制系统程编时，实际上只需算出零件轮廓上的基点或节点的坐标数据、给出刀具半径大小及刀具偏移指令，数控系统即可自动进行刀具偏移计算，算出所需的刀具中心轨迹坐标，控制刀具运动。对于没有刀具偏移运算的数控系统，则必须计算出铣刀中心轨迹的基点和节点，作为编程的依据。轮廓控制系统的程序编制3、辅助程序的计算 起刀点，切入点的确定，加工完成后刀具返回起刀点处的程序都是辅助程序轮廓控制系统的程序编制4、增量计算增量坐标系统的数控装置，输入的数据是用增量坐标指令l直线段：需要算出直线终点相对于直线起点的坐标增量 G01直线插补 G91相对坐标编程 N001 G01 G91 X Y (X=Xi+1-Xi, Y=Yi+1-Yi) G90是绝对坐标编程 N002 G01 G90 Xi+1 Yi+1l圆弧段：G90绝对坐标编程，G90X,Y,Z (X,Y,Z就是圆弧终点坐标) G91相对坐标编程 G91X,Y,Z (X,Y,Z应为相对于起点的增量坐标) 同时无论G90还是G91都要加上I,J,K； I,J,K表示圆弧中心相对于圆弧起点的X,Y,Z方向的坐标分量 轮廓控制系统的程序编制5、脉冲数的计算 有些数控机床坐标值的输入是用脉冲数表示，大多现代数控机床直接给出毫米数。一脉冲=0.01mm轮廓控制系统的程序实例
