数控加工原理与编程基础知识

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,*,项目一,数控加工原理与编程基础,第1节 数控加工概述,第2节 数控机床坐标系统,第3节 数控编程基础,第一节 1.1数控加工概述,一、数控、数控机床与数控加工,数字控制：,是以,数字化信号,对机构的运动 过程进行控制的一种方法。简称为数控（,NC,）。,数控机床：,指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。,数控加工：,泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。,数控机床与普通机床比较：,数控机床在普通机床基础上增加了对机床运动和动作,自动控制,的功能部件，使数控机床能够,自动完成,对零件加工的全过程,。,其控制的媒介：数字程序（学习重点）,二、不同加工方式示例,成型零件,成形车刀,仿 型 加 工,靠模板,数 控 加 工,采用数控机床加工零件时,只需要将,零件图形,和,工艺参数,、,加工步骤,等以数字信息的形式，,编成程序,代码输入到机床,控制系统,中，数控机床便按照事先编好的加工程序,自动地对被加工零件进行加工.,x-y数控拖板,变频主轴,机床本体,数控系统及其操作面板,行程开关,控制电柜,Z轴伺服电机,1.2 数控机床组成,一、数控机床的组成,数控机床组成,输入输出装置,数控装置,伺服驱动系统,机床本体,二、数控机床各部分的作用,1. 输入装置,作用：输入程序（人机）、控制参数、补偿量等,方式：键盘输入,纸带输入（穿孔纸带）,磁盘输入（硬盘、软盘、U盘）,网络通讯(RS232、DNC、TCP/IP）,2. 数控装置（NC)_,数控机床大脑,作用：数控机床核心部件（战略物资、东芝事件）,接受输入信息,运算与处理(译码、运算、逻辑处理),产生输出脉冲（动作、运动指令）,计算机的功能,CNC：计算机数字控制装置,CNC系统构成,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,经插补运算,输出各坐标轴进给速度、进给方向和位移量指令,经逻辑运算,输出主轴变速、换向和起停信号,选择和交换刀具的刀具指令信号,辅助指令信号:冷却、润滑、夹经紧、松开、分度等.,控制信号,3. 伺服系统：,数控机床的动力装置,作用：接受数控装置的输出,驱动与放大,实现电,机转换,1.3 数控加工原理,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,数控加工原理概述,数控加工原理,就是将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动完成零件的加工。,三、数控加工的特点（优点）,1. 加工精度高，加工质量稳定,数控机床的机械精度高,数控机床的控制精度高（0.001mm/P）,无人为误差，加工的一致性好,2. 数控加工的生产效率高,极大地缩短加工的辅助时间（快速行程、自,动换刀）,免划线工序,粗、精加工一次装夹完成,无需中途停车检测,3. 对加工对象的适应性强.,单件、小批生产易于获得好效益,4.易于实现CAD/CAM一体化及构成计算机集中控制系统.,1.4 几个数控加工常用术语,1、,坐标联动加工,数控机床加工时的横向、纵向等进给量都是以轴坐标数据控制的。如：两坐标车床、三坐标铣床、五轴加工中心等。,坐标联动：,坐标轴的非独立运动。即：一个轴的运动要受到其它轴运动的制约。,2、脉冲当量,脉冲当量,:,单位脉冲作用下进给轴移动的距离。,单位：,mm/,脉冲 如,0.001mm/P,脉冲当量的大小,与数控系统的水平有关。,0.05,0.001,脉冲产生,：运动控制指令（自动）、按键触 发或手摇脉冲发生器（手动操作）,3、进给速度与速度修调,进给速度：,单位时间内坐标轴移动的距离。,（加工时刀具相对于工件的移动速度）,单位：mm/min mm/r,速度修调,：通过,修调倍率,对速度进行适量 修调。,数控机床在加工过程中能通过速度修调,实时,调整进给速度和主轴转速，便于加工。,4. 插补运算,在组成轨迹的直线段或曲线段的起点和终点之间，按一定的,算法,进行,数据点的密化,工作，以确定一些中间点的方法就称之为“,插补,”。,计算插补点的运算称为,插补运算.,插补运算的任务就是把这种,时实,计算出的各个轴的位移指令输入伺服系统,实现成形运动.,逐点比较法,逐点比较法,插补运算是以,区域判别,为特征，每走一步都要将加工点的瞬时坐标与相应给定的图形上的点相比较，判别一下偏差，然后决定下一步的走向。这样就能得到一个,接近给定图形的轨迹,，其最大偏差不超过一个,脉冲当量,逐点比较法图示,5. 刀补运算,零件的加工程序一般是按零件轮廓和工艺要求的进给路线编制的,而数控机床在加工过程中所控制的是刀具中心的运动轨迹,.,不同的刀具,其几何参数也不相同,.,加工前必须将编程轨迹变换成刀具中心的轨迹,这样才能加工出符合要求的零件,.,刀补运算,就是完成这种转换的程序,.,返回上层,