数控机床编程与操作基础培训教材

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,*,第一讲 数控机床编程与操作基础,数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，在数控加工中占据了重要地位。世界上首台数控机床就是一部三坐标铣床，这主要因于铣床具有,X、Y、Z,三轴向可移动的特性，更加灵活，且可完成较多的加工工序。现在数控铣床已全面向多轴化发展。目前迅速发展的加工中心和柔性制造单元也是在数控铣床和数控镗床的基础上产生的。,一、数控铣床的分类,1,数控铣床按其主轴位置的不同分三类,（图,21,）,（,1,）数控立式铣床,其主轴垂直于水平面。,小型,数控铣床一般都采用工作台移动、升降及主轴不动方式，与普通立式升降台铣床结构相似；,中型,数控铣床一般采用纵向和横向工作台移动方式，且主轴沿垂直溜板上下运动；,大型,数控铣床因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及刚性等技术问题，往往采用龙门架移动方式，其主轴可以在龙门架的纵向与垂直溜板上运动，而龙门架则沿床身作纵向移动，这类结构又称之为,龙门数控铣床,。,（,2,）卧式数控铣床,其主轴平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现,4,至,5,坐标，进行“四面加工”。,（,3,）立、卧两用数控铣床,它的主轴方向可以更换（有手动与自动两种），既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，其使用范围更广，功能更全。当采用数控万能主轴头时，其主轴头可以任意转换方向，可以加工出与水平面呈各种不同角度的工件表面。当增加数控转盘后，就可以实现对工件的“五面加工”。,2,从机床数控系统控制的坐标轴数量分类,有,2.5,坐标联动数控铣床,（只能进行,X,、,Y,、,Z,三个坐标中的任意,2,个坐标轴联动加工）、,3,坐标联动数控铣床,、,4,坐标联动数控铣床,、,5,坐标联动数控铣床,。,图,2-1,各类数控铣床示意图,a),卧式升降台铣床,b),立式升降台铣床,c),龙门式轮廓铣床,d),卧式镗铣床,return,立式数控铣床,常见数控铣床,立式加工中心,卧式加工中心,五轴联动加工中心,龙门式加工中心,二、数控铣床的传动系统与主轴部件,XK5040A,型数控铣床的布局图,1-,底座,2-,强电柜,3-,变压器箱,4-,垂直升降进给伺服电动机,5-,主轴变速手柄和按钮板,6-,床身,7-,数控柜,8-,保护开关,9-,挡铁,10-,操纵台,11-,保护开关,12-,横向溜板,13-,纵向进给伺服电动机,14-,横向进给伺服电动机,15-,升降台,16-,纵向工作台,三、,数,数控,铣,铣床,的,的用,途,途,一般,的,的数,控,控铣,床,床是,指,指规,格,格较,小,小的,升,升降,台,台式,数,数控,铣,铣床,，,，数,控,控铣,床,床多,为,为三,坐,坐标,、,、两,轴,轴联,动,动的,机,机床,。,。,一般,情,情况,下,下，,在,在数,控,控铣,床,床上,只,只能,用,用来,加,加工,平,平面,曲,曲线,的,的轮,廓,廓。,与普,通,通铣,床,床相,比,比，,数,数控,铣,铣床,的,的加,工,工精,度,度高,，,，精,度,度稳,定,定性,好,好，,适,适应,性,性强,，,，操,作,作劳,动,动强,度,度低,，,，特,别,别适,应,应于,板,板类,、,、盘,类,类、,壳,壳具,类,类、,模,模具,类,类等,复,复杂,形,形状,的,的零,件,件或,对,对精,度,度保,持,持性,要,要求,较,较高,的,的中,、,、小,批,批量,零,零件,的,的加,工,工。,1,、数,控,控铣,削,削的,主,主要,加,加工,对,对象,：,：,1,）平,面,面类,零,零件,加工,面,面平,行,行或,垂,垂直,于,于水,平,平面,，,，或,加,加工,面,面与,水,水平,面,面的,夹,夹角,为,为定,角,角的,零,零件,为,为,平面,类,类零,件,件,(,见图,1),。其,特,特点,是,是各,个,个加,工,工面,是,是平,面,面，,或,或可,以,以展,开,开成,平,平面,。,。,2,）变,斜,斜角,类,类零,件,件,加工,面,面与,水,水平,面,面的,夹,夹角,呈,呈连,续,续变,化,化的,零,零件,称,称为,变斜,角,角类,零,零件,（图,2,）。变,斜,斜角,类,类零,件,件的,变,变斜,角,角加,工,工面,不,不能,展,展开,为,为平,面,面，,但,但在,加,加工,中,中，,加,加工,面,面与,铣,铣刀,圆,圆周,接,接触,的,的瞬,间,间为,一,一条,线,线。,最,最好,采,采用,四,四坐,标,标或,五,五坐,标,标数,控,控铣,床,床摆,角,角加,工,工。,3,）曲面,类,类零件,加工面,为,为空间,曲,曲面的,零,零件称,为,为,曲面类,零,零件,(,如图,3),。曲面,类,类零件,的,的加工,面,面不能,展,展开为,平,平面，,加,加工时,，,，加工,面,面与铣,刀,刀始终,为,为点接,触,触。一,般,般采用,三,三轴联,动,动数控,铣,铣床加,工,工；当,曲,曲面较,复,复杂、,通,通道较,狭,狭窄、,会,会伤及,毗,毗邻表,面,面及需,刀,刀具摆,动,动时，,要,要采用,四,四轴甚,至,至五轴,联,联动数,控,控铣床,加,加工。,a),带平面,轮,轮廓的,平,平面零,件,件,b),带斜平,面,面的平,面,面零件,c),带正圆,台,台和斜,筋,筋的平,面,面零件,图,1,平面类,零,零件,图,2,变斜角,零,零件,图,3,叶轮,return,2,、数控,机,机床铣,削,削,加工内,容,容的选,择,择,1,）采用,数,数控铣,削,削加工,内,内容,(1),工件上,的,的曲线,轮,轮廓内,、,、外形,，,，特别,是,是由数,学,学表达,式,式给出,的,的非圆,曲,曲线与,列,列表曲,线,线等曲,线,线轮廓,。,。,(2),已给出,数,数学模,型,型的空,间,间曲线,。,。,(3),形状复,杂,杂，尺,寸,寸繁多,，,，划线,与,与检测,困,困难的,部,部位。,(4),用通用,铣,铣床加,工,工时难,以,以观察,、,、测量,和,和控制,进,进给的,内,内、外,凹,凹槽。,(5),以尺寸,协,协调的,高,高精度,孔,孔或面,。,。,(6),能在一,次,次安装,中,中顺带,铣,铣出来,的,的简单,表,表面或,形,形状。,(7),采用数,控,控铣削,能,能成倍,提,提高生,产,产率，,大,大大减,轻,轻体力,劳,劳动的,一,一般加,工,工内容,。,。,(1),需要进,行,行长时,间,间占机,和,和进行,人,人工调,整,整的粗,加,加工内,容,容，如,以,以毛坯,粗,粗基准,定,定位划,线,线找正,的,的加工,。,。,(2),必须按,专,专用工,装,装协调,的,的加工,内,内容,(,如标准,样,样件、,协,协调平,板,板、模,胎,胎等,),。,(3),毛坯上,的,的加工,余,余量不,太,太充分,或,或不太,稳,稳定的,部,部位。,(4),简单的,粗,粗加工,面,面。,(5),必须用,细,细长铣,刀,刀加工,的,的部位,，,，一般,指,指狭长,深,深槽或,高,高筋板,小,小转接,圆,圆弧部,位,位。,2,）不宜,采,采用数,控,控铣削,加,加工内,容,容,四、认,识,识,FANUC,数控系,统,统数控,铣,铣床操,作,作面板,显示器,机床控制面板,手摇脉冲发生器（手轮）,NC,键盘,急停按钮,1,、机,床,床坐标,系,系（机,床,床上固,有,有的坐,标,标系）,1,）机床,坐,坐标系,的,的确定,（,1,）机床,相,相对运,动,动的规,定,定,编程时,，,，假定,工,工件静,止,止，刀,具,具运动,，,，实际,恰,恰相反,；,；,五、,数,数控机,床,床的坐,标,标系,（,2,）机床,坐,坐标系,的,的规定,在数控,机,机床上,，,，机床,的,的动作,是,是由数,控,控装置,来,来控制,的,的，为,了,了确定,数,数控机,床,床上的,成,成形运,动,动和辅,助,助运动,，,，必须,先,先确定,机,机床上,运,运动的,位,位移和,运,运动的,方,方向，,这,这就需,要,要通过,坐,坐标系,来,来实现,，,，这个,坐,坐标系,被,被称之,为,为机床坐,标,标系。,数控机,床,床的坐,标,标轴和,运,运动方,向,向均已,标,标准化,，,，这给,数,数控系,统,统和机,床,床的设,计,计、程,序,序编制,和,和使用,维,维修带,来,来极大,的,的便利,。,。,右手笛,卡,卡儿直,角,角坐标,系,系决定标,准,准机床,坐,坐标系,中,中,X,、,Y,、,Z,坐标轴,的,的相互,关,关系：,大拇指,X,坐标；,食,食指,Y,坐标；,中,中指,Z,坐标；,各指的,指,指向为,该,该坐标,的,的正方,向,向；,右手螺,旋,旋定则,（,（大拇,指,指的指,向,向为各,坐,坐标的,正,正向，,四,四指的,旋,旋转方,向,向为旋,转,转坐标,的,的正向,）,）,决定围,绕,绕,X,、,Y,、,Z,坐标旋,转,转的旋,转,转坐标,，,，用,A,、,B,、,C,表示；,(a),右手直,角,角坐标,系,系统,(b)X,、,Y,、,Z,移动轴,A,、,旋转,轴,轴,数控立,式,式铣床,的,的坐标,系,系,返回,（,3,）坐标,轴,轴方向,的,的确定,Z,坐标：,规定平,行,行于主,轴,轴轴线,（,（若没,有,有主轴,，,，则规,定,定垂直,于,于工件,装,装夹表,面,面）的,坐,坐标为,Z,坐标；,若有几,根,根主轴,，,，则,Z,坐标为,平,平行与,垂,垂直于,工,工件装,夹,夹表面,的,的一根,主,主轴；,若主轴,能,能摆动,（,（在摆,动,动范围,内,内），,Z,坐标就,是,是只与,标,标准坐,标,标系的,一,一个坐,标,标平行,的,的坐标,或,或是能,与,与标准,坐,坐标系,的,的多个,坐,坐标平,行,行，但,垂,垂直于,工,工件装,夹,夹表面,的,的坐标,；,；,Z,轴的正方向是使刀,具,具远离,工,工件的,方,方向；,在刀具,旋,旋转的,机,机床上,：,：,若,Z,轴是水,平,平的，则从,主,主轴向,工,工件看,（,（从机,床,床后面,向,向前看,）,），,X,轴的正,向,向指向,右,右边；,若,Z,轴是垂,直,直的，从主,轴,轴向立,柱,柱看（,从,从机床,正,正面看,）,），对,于,于,单立柱,机,机床,，,X,轴的正,向,向指向,右,右边；,对于,双立柱,机,机床,，从主,轴,轴向左,侧,侧立柱,看,看时，,X,轴的正,向,向指向,右,右边；,X,坐标：,Z,Y,X,卧式数,控,控铣床,的,的坐标,系,系,返回,Z,Y,X,数控龙,门,门铣床,的,的坐标,系,系,返回,在工件,旋,旋转的,机,机床上,，,，,X,轴的运,动,动方向,是,是在工,件,件的径,向,向并平,行,行于横,向,向拖板,，,，刀具,离,离开工,件,件旋转,中,中心的,方,方向为,X,轴的正,向,向；,确定,XZ,的坐标,的,的正方,向,向后，,用,用右手,直,直角坐,标,标系确,定,定,Y,坐标的,方,方向；,Y,坐标：,（,4,）机床,原,原点的,设,设置,机床原,点,点是指在,机,机床上,设,设置的,一,一个固,定,定点，,即,即机床,坐,坐标系,的,的原点,。,。,它在机,床,床装配,、,、调试,时,时就已,确,确定下,来,来，是,数,数控机,床,床进行,加,加工运,动,动的基,准,准参考,点,点，在,数,数控机,床,床的使,用,用说明,书,书上均,有,有说明,；,；,数控铣,床,床的原,点,点,在数控,铣,铣床上,，,，机床,原,原点一,般,般取在,X,、,Y,、,Z,坐标的,正,正方向,极,极限位,置,置上,工件坐标系,原点,机床坐标系,原点,（,1,）机床参,考,考点是用于,对,对机床,运,运动进,行,行检测,和,和控制,的,的固定,位,位置点,。,。,（,2,）机床,参,参考点,的,的位置,是,是由机,床,床制造,厂,厂家在,每,每个进,给,给轴上,用,用限位,开,开关精,确,确调整,好,好的，,坐,坐