数控技术总复习思考题.ppt
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1、第1章 绪 论,课程内容,第1章 概论 第2章 数控加工的程序编制 第3章 计算机数控装置的插补原理 第4章 计算机数控装置 第5章 数控检测装置 第6章 数控伺服系统,第1章 绪 论,第1章 概论,数控技术的基本概念 数控机床的工作原理及组成 数控机床的分类 数控机床的加工特点,1.1 数控技术的基本概念,1.什么是机床?2.什么叫数控?3.何谓数控技术?P171 4.何谓数控机床?5.数控技术和其它学科、概念之间的关系?,数控(Numerical Control)数字控制是一种自动控制技术,是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控机床(NC Machine)数控机床就
2、是采用了数控技术的机床,或装备了数控系统的机床。数控技术是现代先进制造技术的基础,其技术水平和普及程度是衡量国家综合国力和工业现代化程度的重要标志。国际信息处理联盟(IFIP-International Federation of Information Processing)第五技术委员会对数控机床的定义是:数控机床是一个装有程序控制系统的机床,该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。即数控机床是采用了数控技术的机床或装备了数控装置的机床。,1.1 数控技术的基本概念,数控系统 数控系统是一种程序控制系统,它能逻辑地处理输入到系统中具有特定代码的程序,并将其译码,从而使
3、机床运动并加工零件。这里主要指由硬件搭成的系统。计算机数控系统(Computerized Numerical Control SystemCNC)计算机数控系统由装有数控系统程序的专用计算机、输入输出设备、可编程序控制器(PLC)、存储器、主轴驱动及进给驱动装置等部分组成。数控程序(NC Program)输入数控系统中的、使数控机床执行一个确定的加工任务的、具有特定代码和其它符号编码的一系列指令。,1.1 数控技术的基本概念,数控编程 生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。数控加工 根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序,输入数控系统,控制数控机床中刀具与工件的相对运动,从
4、而完成零件的加工。,数控机床的组成,CNC机床的组成和工作原理,CNC装置控制软件(软件功能)硬件电路(硬件功能),主轴伺服单元,主轴驱动装置,可编程控制器,进给伺服单元,进给驱动装置,测量装置(位置速度),程 序,操作面板,输入输出设备,机 床,M.S.T辅助指令信号,主轴电机,主轴动作,完成进给动作,PLC,完成开关动作,伺服驱动系统,进给电机电机,信号转换放大,数控技术由机床、数控系统和外围技术组成,如下图:,数控机床的组成,数控机床的工作原理,数控加工过程,零 件 图 纸,工艺分析,数值计算,编制并输入程序,安装工件,对刀试切,加工检验,数控加工系统及其组成环节,1.2 数控机床的分类
5、,1、按运动控制的特点分类2、按伺服系统的类型分类 3、按工艺方法分类4、按功能水平分类,高档中档低档,金属切削类数控机床 金属成型类及特种加工类数控机床,开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床半闭环控制的数控机床,点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制的数控机床,课后复习题,P16 1-5,课后习题,P146 1、3、4、7、10、12、15,课后习题,VS,VS,P2501、2、4、6、10、11、12,课后习题,P3181、2、3、5、7、8,第1章 绪 论,第2章 概论,概述 数控编程的基础 数控标准 数控系统的指令代码 手工编程 自动编程 程序编制中的数学处理,2.1.1 数控
6、编程的基本概念根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和格式编制数控加工指令序列。2.1.2 数控编程方法1)手工编程2)自动编程,以自动编程语言为基础的方法以计算机辅助设计为基础的方法,2.1 概 述,2.2 数控编程的基础2.2.1 编程的几何基础 1机床坐标系机床上固有的坐标系数控机床的主轴与机床坐标系的Z轴重合或平行,2机床零点与参考点 机床零点:机床坐标系的零点。(基准点)参考点:由挡铁和限位开关预先确定好的点。返回参考点,3.工件坐标系与工件零点 用于确定工件几何图形上各几何要素的位置而建立的坐标系选择工件零点的原则:便于将工件图的尺寸
7、方便地转化编程的坐标值和提高加工精度4编程零点 5.绝对尺寸与增量尺寸从工件坐标系的原点进行标注的尺寸相对它前一点的位置增量进行标注的尺寸,2.2.2 编程的工艺基础 数控编程的特点:需要处理工艺问题1.加工工件的选择 2.加工工序的划分 刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法 3.工件的装卡方式(1)尽量采用组合夹具(2)选择合理的零件定位、夹紧的部位 避免干涉,便于测量(3)选择合理的夹紧力位置和方向 减少变形(4)装卡、定位要考虑到重复安装的一致性,先平面,后孔先简单,后复杂先精度低,后精度高,4.加工路线的确定 应尽量减少进、退刀等辅助时间。铣削时,要尽量采用顺铣加工方式。
8、选择合理的进、退刀位置。加工路线一般是先加工外轮廓,再加工内轮廓。5.切削用量的选择 考虑机床、刀具、工件材料、冷却液等因素,2.2.3 数控程序编制的内容与步骤,2.3 数控标准 2.3.1 数控程序编制的国际标准和国家标准1.ISO代码和EIA代码国际标准化协会 美国电子工业协会2.数控标准的内容:数控的名词术语;数控机床的坐标轴和运动方向;数控机床的字符编码(ISO代码、EIA代码)数控编程的程序段格式;准备机能(G代码)和辅助机能(M代码);进给功能、主轴功能和刀具功能。,2.3.2 程序结构与程序段格式 1.加工程序的结构 加工程序主程序和子程序 程序段(block)字(word)地
9、址和数据2.程序段格式,NGX.Y.FSTMLF,程序段序号,准备机能字,坐标字,进给功能字,主轴转速功能字,刀具功能字,辅助功能字,结束符,常用地址字符地址字意 义A、B、C围绕X、Y、Z轴旋转的旋转轴角度尺寸字F、S、T进给速度指定机能、主轴速度机能、刀具机能G准备机能I、J、K插补参数M辅助机能N程序段序号U、V、W与X、Y、Z轴平行的第2移动坐标尺寸字X、Y、Z主坐标轴X、Y、Z移动坐标尺寸字,2.4 数控系统的指令代码 2.4.1 国际标准化组织准规定的准备功能指令代码G代码(见教材表2.2)模态代码:一经在一个程序段中指定,其功能一直保持到被取消或被同组其它G代码所代替非模态代码:
10、的功能仅在所出现的程序段内有效同组的两个代码不能出现在一个程序段中不同组的G代码根据需要可以在一个程序段中出现,2.4.3 G代码功能介绍(以FANUC系统为例),1.与坐标系有关的G代码2.坐标值尺寸G代码3.关于参考点的G代码4.插补功能G代码5.进给功能G代码6.切削速度控制G代码7.主运动速度G代码8.补偿功能G代码9.固定循环指令,M代码指令主要用于数控机床开关量的控制。如程序结束,主轴的正、反转,冷却液的开、停等。M00暂停指令M02、M30程序结束指令。M03、M04和M05主轴正转、反转和停止。M08和M09冷却液开、关指令。M98、M99子程序调用和返回指令。见表2.17,2
11、.4.4 辅助功能指令M代码,2.5 手工编程,1.孔加工程序编制2.数控车削加工程序编制3.数控铣削加工程序编制看书中的典型例题(以车、铣为主),2.6.3 图形交互自动编程系统自动编程系统:和CAD数据库及CAPP系统有效的连接;三维设计、分析、NC加工于一体。常见的CAD/CAM系统:Solid worksPro/EngineeringMasterCAMI-DEASUGCAXA主要处理过程:1几何造型2刀具走刀路径的产生3后置处理,第1章 绪 论,第3章 计算机数控装置的插补原理,概述 基准脉冲插补 数据采样插补 曲面直接插补,3.1 概述 3.1.1插补的基本概念 数控系统根据零件轮廓
12、线型的有限信息,计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。插补有二层意思:一是用小线段逼近产生基本线型(如直线、圆弧等);二是用基本线型拟和其它轮廓曲线。插补运算具有实时性,直接影响刀具的运动。插补运算的速度和精度是数控装置的重要指标。插补原理也叫轨迹控制原理。五坐标插补加工仍是国外对我国封锁的技术。,数控轨迹插补,路径、轨迹与轨迹插补:路径表示刀具将要走过的道路,只具有几何形状的概念,没有时间上的概念。轨迹表示刀具不仅要沿给定的路径运动,而且还规定了完成这一运动所需的时间,即轨迹不但具有几何形状的概念,而且还包含速度和加速度等物理概念。插补是根据给定的基本数控曲线、刀具路径或零件
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