上 午 10時 55分 1邢 臺 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 機 電 系數(shù) 控 技 術(shù) 教 研 室 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 內(nèi) 容 提 要 ：實 訓(xùn) 目 的 與 要 求數(shù) 控 加 工 的 基 本 知 識數(shù) 控 機 床 的 分 類數(shù) 控 機 床 的 工 作 原 理 及 組 成數(shù) 控 加 工 的 基 本 術(shù) 語實 訓(xùn) 內(nèi) 容 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分1、 實 訓(xùn) 目 的通 過 對 數(shù) 控 加 工 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 知 識 的 學(xué) 習(xí) 和 訓(xùn) 練 ， 了 解 和 掌 握數(shù) 控 機 床 的 加 工 原 理 、 基 本 組 成 部 分 和 機 械 結(jié) 構(gòu) ， 為 數(shù) 控加 工 技 術(shù) 實 訓(xùn) 打 下 基 礎(chǔ) 。2、 實 訓(xùn) 要 求了 解 數(shù) 控 加 工 技 術(shù) 的 基 本 知 識 ： 數(shù) 控 加 工 的 基 本 概 念 ， 數(shù)控 機 床 的 產(chǎn) 生 與 發(fā) 展 ， 數(shù) 控 機 床 的 機 械 結(jié) 構(gòu) 的 特 點 ， 數(shù) 控機 床 的 分 類 等 ； 理 解 并 掌 握 數(shù) 控 機 床 的 工 作 原 理 及 組 成 ，掌 握 數(shù) 控 加 工 的 基 本 術(shù) 語 ； 完 成 數(shù) 控 機 床 認(rèn) 識 實 訓(xùn) 的 內(nèi) 容 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分1、 產(chǎn) 生 背 景從 工 業(yè) 化 革 命 以 來 人 們 實 現(xiàn) 機 械 加 工 自 動 化 的 手 段 有 ：v自 動 機 床 v組 合 機 床v專 用 自 動 生 產(chǎn) 線它 們 存 在 固 有 的 缺 點 ：v初 始 投 資 大v準(zhǔn) 備 周 期 長v柔 性 差 主軸承蓋加工數(shù)控組合機床 軸 承 蓋 加 工 自 動 線 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分上 述 方 法 僅 適 用 批 量 較 大 的 零 件 生 產(chǎn) 。 然 而 ， 隨 著 市 場 競 爭的 日 趨 激 烈 產(chǎn) 品 更 新 換 代 周 期 縮 短 ， 批 量 大 的 產(chǎn) 品 越 來 越 少 ，而 小 批 量 產(chǎn) 品 的 生 產(chǎn) 所 占 的 比 重 越 來 越 大 ， 約 占 總 加 工 量 的80 以 上 。 在 航 空 、 航 天 、 重 型 機 床 以 及 國 防 部 門 尤 其 如 此 。因 此 ， 迫 切 需 要 一 種 精 度 高 、 柔 性 好 的 加 工 設(shè) 備 來 滿 足 上 述需 求 ， 這 是 機 床 數(shù) 控 技 術(shù) 產(chǎn) 生 和 發(fā) 展 的 內(nèi) 在 動 力 。 另 一 方 面 ，電 子 技 術(shù) 和 計 算 機 技 術(shù) 的 飛 速 發(fā) 展 則 為 NC機 床 的 進(jìn) 步 提 供 了堅 實 的 技 術(shù) 基 礎(chǔ) ， 這 是 機 床 NC技 術(shù) 產(chǎn) 生 和 發(fā) 展 的 可 能 性 。NC技 術(shù) 正 是 在 這 種 背 景 下 誕 生 和 發(fā) 展 起 來 的 。 它 極 其 有 效 地滿 足 了 上 述 要 求 ， 為 小 批 量 、 精 密 復(fù) 雜 的 零 件 生 產(chǎn) 提 供 了 自動 化 加 工 手 段 。 它 的 產(chǎn) 生 給 自 動 化 技 術(shù) 帶 來 了 新 的 概 念 ， 推動 了 加 工 自 動 化 技 術(shù) 的 發(fā) 展 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分2、 發(fā) 展 沿 革v1952研 制 了 世 界 第 一 臺 三 坐 標(biāo) 立 式 數(shù) 控 銑 床 。v50-60年 代 ， 發(fā) 展 到 NC（ 硬 件 數(shù) 控 ） 階 段 。v70年 代 ， 發(fā) 展 到 CNC（ 計 算 機 數(shù) 控 ） 階 段 。v80年 代 ， 出 現(xiàn) 高 速 高 精 度 CNC的 開 發(fā) 和 應(yīng) 用 階 段 。v90年 代 ， 基 于 PC的 開 放 式 CNC的 開 發(fā) 與 應(yīng) 用 。v當(dāng) 代 ， 也 主 要 是 基 于 PC的 CNC開 放 式 系 統(tǒng) ， 軟 件 有 所 提 高 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 一 、 按 加 工 工 藝 方 法 分 類1、 一 般 數(shù) 控 機 床q 切 削 加 工 類 ： 捷克托斯數(shù)控鏜床 CKA6150數(shù) 控 車 床 哈 挺 數(shù) 控 磨 床 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q成 型 加 工 類 ：數(shù) 控 折 彎 機 數(shù) 控 彎 管 機 數(shù) 控 型 材 彎 弧 機 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分火 花 成 型 線 切 割 機 火 花 小 孔激光加工 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分三坐標(biāo)測量機CNC影 像 儀 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分德 馬 吉 立 式 加 工 中 心2、 帶 自 動 換 刀 裝 置 的 數(shù) 控 機 床 （ 加 工 中 心 ）臥 式 加 工 中 心 德馬吉萬能車削中 心 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q點 位 控 制 數(shù) 控 系 統(tǒng)僅 能 實 現(xiàn) 刀 具 相 對 于 工 件從 一 點 到 另 一 點 的 精 確 定位 運 動 ；對 軌 跡 不 作 控 制 要 求 ；運 動 過 程 中 不 進(jìn) 行 任 何 加工 。適 用 范 圍 ： 數(shù) 控 鉆 床 、 數(shù)控 鏜 床 、 數(shù) 控 沖 床 和 數(shù) 控測 量 機 。二 、 按 控 制 系 統(tǒng) 功 能 特 點 分 類 刀具 BA 工件1 23 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q點 位 直 線 控 制 數(shù) 控 系 統(tǒng) 點 位 直 線 控 制 數(shù) 控 機 床 的 特 點 是機 床 移 動 部 件 不 僅 要 實 現(xiàn) 由 一 個位 置 到 另 一 個 位 置 的 精 確 移 動 定位 ， 而 且 能 夠 實 現(xiàn) 平 行 坐 標(biāo) 軸 方向 的 直 線 切 削 加 工 運 動 。 點 位 直 線 數(shù) 控 機 床 雖 然 擴 大 了 點位 控 制 數(shù) 控 機 床 的 工 藝 范 圍 ， 但它 的 應(yīng) 用 仍 然 受 到 了 很 大 的 限 制 運 動 過 程 中 不 進(jìn) 行 任 何 加 工 。 適 用 范 圍 ： 簡 易 數(shù) 控 車 床 、 數(shù) 控銑 鏜 床 。 刀具工件 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q輪 廓 控 制 數(shù) 控 系 統(tǒng) 輪 廓 控 制 (連 續(xù) 控 制 )系 統(tǒng) ： 具有 控 制 幾 個 進(jìn) 給 軸 同 時 諧 調(diào) 運動 (坐 標(biāo) 聯(lián) 動 )， 使 工 件 相 對 于刀 具 按 程 序 規(guī) 定 的 軌 跡 和 速 度運 動 ， 在 運 動 過 程 中 進(jìn) 行 連 續(xù)切 削 加 工 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 。 適 用 范 圍 ： 數(shù) 控 車 床 、 數(shù) 控 銑床 、 加 工 中 心 等 用 于 加 工 曲 線和 曲 面 的 機 床 。 現(xiàn) 代 的 數(shù) 控 機床 基 本 上 都 是 裝 備 的 這 種 數(shù) 控系 統(tǒng) 。 刀具工件 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 三 、 按 伺 服 系 統(tǒng) 的 特 點 分 類q 按 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 進(jìn) 給 伺 服 子 系 統(tǒng) 有 無 位 置測 量 裝 置 可 分 為 開 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 和 閉 環(huán) 數(shù)控 系 統(tǒng) ， 在 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 中 根 據(jù) 位 置 測量 裝 置 安 裝 的 位 置 又 可 分 為 全 閉 環(huán) 和 半閉 環(huán) 兩 種 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q開 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 沒 有 位 置 測 量 裝 置 ， 信 號 流 是 單 向 的 （ 數(shù) 控 裝 置 進(jìn) 給 系統(tǒng) ） ， 故 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 性 好 。 電 機 機 械 執(zhí) 行 部 件A相 、 B相C相 、 f、 nCNC插 補 指 令 脈 沖 頻 率 f脈 沖 個 數(shù) n換 算 脈 沖 環(huán)形 分 配變 換 功 率放 大 CNC數(shù)控系統(tǒng) 步進(jìn)電動機 工 作 臺 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 無 位 置 反 饋 ， 精 度 相 對 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 來 講 不 高 ， 其精 度 主 要 取 決 于 伺 服 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 和 機 械 傳 動 機 構(gòu)的 性 能 和 精 度 。q 一 般 以 功 率 步 進(jìn) 電 機 作 為 伺 服 驅(qū) 動 元 件 。q 這 類 系 統(tǒng) 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 工 作 穩(wěn) 定 、 調(diào) 試 方 便 、維 修 簡 單 、 價 格 低 廉 等 優(yōu) 點 ， 在 精 度 和 速 度 要求 不 高 、 驅(qū) 動 力 矩 不 大 的 場 合 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。一 般 用 于 經(jīng) 濟(jì) 型 數(shù) 控 機 床 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 半 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng)半 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 位 置 采 樣 點 如 圖 所 示 ， 是 從 驅(qū)動 裝 置 (常 用 伺 服 電 機 )或 絲 杠 引 出 ， 采 樣 旋 轉(zhuǎn) 角度 進(jìn) 行 檢 測 ， 不 是 直 接 檢 測 運 動 部 件 的 實 際 位 置 。位 置 控 制 調(diào) 節(jié) 器 速 度 控 制調(diào) 節(jié) 與 驅(qū) 動 檢 測 與 反 饋 單 元位 置 控 制 單 元 速 度 控 制 單 元+ - - 電 機 機 械 執(zhí) 行 部 件CNC插 補指 令 實 際 位置 反 饋 實 際 速度 反 饋 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分伺服電動機G 編碼器CNC數(shù)控系統(tǒng) 伺服驅(qū)動系統(tǒng) 工作臺位置測量反饋信號 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 半 閉 環(huán) 環(huán) 路 內(nèi) 不 包 括 或 只 包 括 少 量 機 械 傳 動 環(huán)節(jié) ， 因 此 可 獲 得 穩(wěn) 定 的 控 制 性 能 ， 其 系 統(tǒng) 的 穩(wěn)定 性 雖 不 如 開 環(huán) 系 統(tǒng) ， 但 比 閉 環(huán) 要 好 。 由 于 絲 杠 的 螺 距 誤 差 和 齒 輪 間 隙 引 起 的 運 動 誤差 難 以 消 除 。 因 此 ， 其 精 度 較 閉 環(huán) 差 ， 較 開 環(huán)好 。 但 可 對 這 類 誤 差 進(jìn) 行 補 償 ， 因 而 仍 可 獲 得滿 意 的 精 度 。 半 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 調(diào) 試 方 便 、 精 度 也較 高 ， 因 而 在 現(xiàn) 代 CNC機 床 中 得 到 了 廣 泛 應(yīng) 用 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 全 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng)全 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 位 置 采 樣 點 如 圖 的 虛 線 所 示 ，直 接 對 運 動 部 件 的 實 際 位 置 進(jìn) 行 檢 測 。位 置 控 制 調(diào) 節(jié) 器 速 度 控 制調(diào) 節(jié) 與 驅(qū) 動 檢 測 與 反 饋 單 元位 置 控 制 單 元 速 度 控 制 單 元+ - - 電 機 機 械 執(zhí) 行 部 件CNC插 補指 令 實 際 位置 反 饋 實 際 速度 反 饋 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分工作臺伺服電動機 位置測量反饋信號伺服驅(qū)動系統(tǒng)CNC數(shù)控系統(tǒng) 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 從 理 論 上 講 ， 可 以 消 除 整 個 驅(qū) 動 和 傳 動 環(huán) 節(jié) 的誤 差 、 間 隙 和 失 動 量 。 具 有 很 高 的 位 置 控 制 精度 。 由 于 位 置 環(huán) 內(nèi) 的 許 多 機 械 傳 動 環(huán) 節(jié) 的 摩 擦 特 性 、剛 性 和 間 隙 都 是 非 線 性 的 ， 故 很 容 易 造 成 系 統(tǒng)的 不 穩(wěn) 定 ， 使 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 、 安 裝 和 調(diào) 試 都相 當(dāng) 困 難 。 該 系 統(tǒng) 主 要 用 于 精 度 要 求 很 高 的 鏜 銑 床 、 超 精車 床 、 超 精 磨 床 以 及 較 大 型 的 數(shù) 控 機 床 等 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分l 按 聯(lián) 動 軸 數(shù) 分q 2軸 聯(lián) 動 （ 平 面 曲 線 ）q 3軸 聯(lián) 動 （ 空 間 曲 面 ， 球 頭 刀 ）q 4軸 聯(lián) 動 （ 空 間 曲 面 ）q 5軸 聯(lián) 動 及 6軸 聯(lián) 動 （ 空 間 曲 面 ） 。聯(lián) 動 軸 數(shù) 越 多 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 控 制 算 法 就 越 復(fù) 雜 。 四 、 按 控 制 系 統(tǒng) 的 功 能 水 平 分 類 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 圖 不 同 聯(lián) 動 軸 數(shù) 所 能 加 工 的 型 面(a) 二 軸 聯(lián) 動 ； (b) 二 軸 半 聯(lián) 動 ； (c) 三 軸 聯(lián) 動ZX Y YO(a) (b) (c) 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分圖 五 軸 聯(lián) 動 銑 削 曲 面 零 件 Z nP(X, Y, Z) O刀位點Z BY C X 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分圖 六 軸 加 工 中 心 坐 標(biāo) 示 意 圖 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分l 按 數(shù) 控 系 統(tǒng) 類 型 分 類q 經(jīng) 濟(jì) 型 數(shù) 控 系 統(tǒng) （ 又 稱 簡 易 數(shù) 控 系 統(tǒng) ） 這 一 檔 次 的 數(shù) 控 機 床 僅 能 滿 足 一 般 精 度 要 求 的 加 工 ，能 加 工 形 狀 較 簡 單 的 直 線 、 斜 線 、 圓 弧 及 帶 螺 紋 的零 件 ， 采 用 的 微 機 系 統(tǒng) 為 單 板 機 或 單 片 機 系 統(tǒng) ， 具有 數(shù) 碼 顯 示 ， CRT字 符 顯 示 功 能 ， 機 床 進(jìn) 給 由 步 進(jìn)電 動 機 實 現(xiàn) 開 環(huán) 驅(qū) 動 ， 控 制 的 軸 數(shù) 和 聯(lián) 動 軸 數(shù) 在 3軸 或 3軸 以 下 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 普 及 型 數(shù) 控 系 統(tǒng) （ 通 常 稱 之 為 全 功 能 數(shù) 控 系 統(tǒng) ）這 類 數(shù) 控 系 統(tǒng) 功 能 較 多 ， 除 了 具 有 一 般 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的功 能 以 外 ， 還 具 有 一 定 的 圖 形 顯 示 功 能 及 面 向 用 戶的 宏 程 序 功 能 等 ， 采 用 的 微 機 系 統(tǒng) 為 16位 或 32位 微處 理 機 ， 具 有 RS-232C通 信 接 口 ， 機 床 的 進(jìn) 給 多 用交 流 或 直 流 伺 服 驅(qū) 動 ， 一 般 系 統(tǒng) 能 實 現(xiàn) 4軸 或 4軸 以下 聯(lián) 動 控 制 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 高 檔 數(shù) 控 系 統(tǒng) 采 用 的 微 機 系 統(tǒng) 為 32位 以 上 微 處 理 機 系 統(tǒng) ， 機 床 的 進(jìn) 給大 多 采 用 交 流 伺 服 驅(qū) 動 ， 除 了 具 有 一 般 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 功 能 以外 ， 應(yīng) 該 至 少 能 實 現(xiàn) 5軸 或 5軸 以 上 的 聯(lián) 動 控 制 。 具 有 三維 動 畫 圖 形 功 能 和 宜 人 的 圖 形 用 戶 界 面 ， 同 時 還 具 有 豐 富的 刀 具 管 理 功 能 、 寬 調(diào) 速 主 軸 系 統(tǒng) 、 多 功 能 智 能 化 監(jiān) 控 系統(tǒng) 和 面 向 用 戶 的 宏 程 序 功 能 ， 還 有 很 強 的 智 能 診 斷 和 智 能工 藝 數(shù) 據(jù) 庫 ， 能 實 現(xiàn) 加 工 條 件 的 自 動 設(shè) 定 ， 且 能 實 現(xiàn) 與 計算 機 的 聯(lián) 網(wǎng) 和 通 信 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 基 于 PC的 開 放 式 數(shù) 控 系 統(tǒng) 用 通 用 微 機 技 術(shù) 開 發(fā) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 可以 得 到 強 有 力 的 硬 件 與 軟 件 支 持 ，這 些 軟 件 和 硬 件 的 技 術(shù) 是 開 放 式的 ， 此 時 的 通 用 微 機 除 了 具 備 本身 的 功 能 外 ， 還 具 備 了 全 功 能 數(shù)控 系 統(tǒng) 的 所 有 功 能 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分工 藝分 析 數(shù) 控加 工程 序工序卡 B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A B A L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up J R S T E65“ 4 32？ 1 98: 7 YX VU SRP Q NMK L IHF G DCA BE S C1 4 彩 色顯 示 器空 運 行 Z 軸 鎖 定 MST 鎖 定任 選 程 序 段 機 床 鎖 定 快 進(jìn)+JOG -JOG 主 軸 正 轉(zhuǎn) 主 軸 停 主 軸 反 轉(zhuǎn)急 停超 程 解 除 循 環(huán) 驅(qū) 動 進(jìn) 給 保 持 冷 卻 液 開 關(guān) 刀 松 /刀 緊 主 軸 修 調(diào) 16010進(jìn) 給 修 調(diào) 16050403020100電 源關(guān) 開 1 自 動 方 式 選 擇 回 零手 搖點 動步 進(jìn)單 段 驅(qū) 動 器NC機 床 電 源X Y Z A主 軸超 程 報 警 手 搖 脈 沖 發(fā) 生 器2010 0 90增 量 倍 率 100010 1001坐 標(biāo) 軸 選 擇 Z YX 傳 統(tǒng) 加 工數(shù) 控 加 工傳 統(tǒng) 加 工 與 數(shù) 控 加 工 的 比 較 圖 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分微型計算機 機床本體數(shù)控系統(tǒng)工藝處理 編制工件加工程序 加工好的零件零件圖0112 數(shù) 控 加 工 過 程 示 意 圖 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分?jǐn)?shù) 控 機 床 加 工 零 件 的 工 作 過 程 分 以 下 幾 個 步 驟 ：v根 據(jù) 被 加 工 零 件 的 圖 樣 與 工 藝 方 案 ， 用 規(guī) 定 的 代碼 和 程 序 格 式 編 寫 加 工 程 序v所 編 寫 程 序 指 令 輸 入 數(shù) 控 裝 置v數(shù) 控 裝 置 將 程 序 (代 碼 )進(jìn) 行 譯 碼 、 運 算 之 后 ， 向 機床 各 個 坐 標(biāo) 的 伺 服 機 構(gòu) 和 輔 助 控 制 裝 置 發(fā) 出 信 號 ，以 驅(qū) 動 機 床 的 各 運 動 部 件 ， 并 控 制 所 需 要 的 輔 助動 作 ， 最 后 加 工 出 合 格 的 零 件 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元計 算 機數(shù) 控裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助 控制機構(gòu)進(jìn)給傳動機構(gòu)主運動機構(gòu)鍵 盤 輸 入 輸 出設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分B A C K SPA C EC TRLIN SC RTA B A LT0SH IFT ZEN D WH OM E TPgDn OPgUp J R ST E65“ 4 32？ 1 98: 7 YX VU SRP Q NMK L IHF G DCA BESC14彩 色 顯 示 器 空 運 行 Z 軸 鎖 定 MST 鎖 定任 選 程 序 段 機 床 鎖 定 快 進(jìn)+JOG -JOG 主 軸 正 轉(zhuǎn) 主 軸 停 主 軸 反 轉(zhuǎn)急 停超 程 解 除 循 環(huán) 驅(qū) 動 進(jìn) 給 保 持 冷 卻 液 開 關(guān) 刀 松 /刀 緊 主 軸 修 調(diào) 16010進(jìn) 給 修 調(diào) 16050403020100電 源關(guān) 開1 自 動 方 式 選 擇 回 零手 搖點 動步 進(jìn)單 段 驅(qū) 動 器NC機 床 電 源X Y Z A主 軸超 程 報 警 手 搖 脈 沖 發(fā) 生 器2010 0 90增 量 倍 率 100010 1001坐 標(biāo) 軸 選 擇 Z YX q操 作 面 板它 是 操 作 人 員 與 數(shù) 控 裝置 進(jìn) 行 信 息 交 流 的 工 具 。組 成 ： 按 鈕 站 、 狀 態(tài) 燈 、按 鍵 陣 列 （ 功 能 與 計 算機 鍵 盤 一 樣 ） 和 顯 示器 ； 。它 是 數(shù) 控 機 床 特 有 部 件 。 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元 計 算 機數(shù) 控 裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進(jìn)給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵 盤 輸 入 輸 出 設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 控 制 介 質(zhì) 與 輸 入 輸 出 設(shè) 備控 制 介 質(zhì) 是 記 錄 零 件 加 工 程 序 的 媒 介輸 入 輸 出 設(shè) 備 是 CNC系 統(tǒng) 與 外 部 設(shè) 備 進(jìn) 行 交 互 裝置 。 交 互 的 信 息 通 常 是 零 件 加 工 程 序 。 即 將 編 制好 的 記 錄 在 控 制 介 質(zhì) 上 的 零 件 加 工 程 序 輸 入 CNC系 統(tǒng) 或 將 調(diào) 試 好 了 的 零 件 加 工 程 序 通 過 輸 出 設(shè) 備存 放 或 記 錄 在 相 應(yīng) 的 控 制 介 質(zhì) 上 。數(shù) 控 機 床 常 用 的 控 制 介 質(zhì) 和 輸 入 輸 出 設(shè) 備 見 表 1： 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元 計 算 機數(shù) 控 裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進(jìn)給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵 盤 輸 入 輸 出 設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分控 制 介 質(zhì) 輸 入 設(shè) 備 輸 入 設(shè) 備穿 孔 紙 帶 紙 帶 閱 讀 機 紙 帶 穿 孔 機磁 帶 磁 帶 機 或 錄 音 機磁 盤 磁 盤 驅(qū) 動 器 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q通 訊 現(xiàn) 代 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 除 采 用 輸 入 輸 出 設(shè) 備 進(jìn) 行 信息 交 換 外 ， 一 般 都 具 有 用 通 訊 方 式 進(jìn) 行 信 息 交 換 的能 力 。 它 們 是 實 現(xiàn) CAD/CAM的 集 成 、 FMS和 CIMS的 基 本 技 術(shù) 。 采 用 的 方 式 有 ： 串 行 通 訊 （ RS-232等 串 口 ） 、 自 動 控 制 專 用 接 口 和 規(guī) 范 （ DNC方 式 ， MAP協(xié) 議 等 ） 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) （ internet， LAN等 ） 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q CNC裝 置 (CNC單 元 ) 組 成 ： 計 算 機 系 統(tǒng) 、 位 置 控 制 板 、 PLC接 口 板 ， 通 訊 接 口 板 、特 殊 功 能 模 塊 以 及 相 應(yīng) 的 控 制 軟 件 。 作 用 ： 根 據(jù) 輸 入 的 零 件 加 工 程 序 進(jìn) 行 相 應(yīng) 的 處 理 （ 如 運 動軌 跡 處 理 、 機 床 輸 入 輸 出 處 理 等 ） ， 然 后 輸 出 控 制 命 令 到相 應(yīng) 的 執(zhí) 行 部 件 (伺 服 單 元 、 驅(qū) 動 裝 置 和 PLC等 )， 所 有 這 些工 作 是 由 CNC裝 置 內(nèi) 硬 件 和 軟 件 協(xié) 調(diào) 配 合 ， 合 理 組 織 ， 使 整個 系 統(tǒng) 有 條 不 紊 地 進(jìn) 行 工 作 的 。 CNC裝 置 是 CNC系 統(tǒng) 的 核心 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元 計 算 機數(shù) 控 裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進(jìn)給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵 盤 輸 入 輸 出 設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q 伺 服 單 元 、 驅(qū) 動 裝 置 和 測 量 裝 置 伺 服 單 元 和 驅(qū) 動 裝 置主 軸 伺 服 驅(qū) 動 裝 置 和 主 軸 電 機進(jìn) 給 伺 服 驅(qū) 動 裝 置 和 進(jìn) 給 電 機 測 量 裝 置 位 置 和 速 度 測 量 裝 置 。 以 實 現(xiàn) 進(jìn) 給 伺 服 系 統(tǒng) 的 閉 環(huán) 控 制 。 作 用 保 證 靈 敏 、 準(zhǔn) 確 地 跟 蹤 CNC裝 置 指 令 ：進(jìn) 給 運 動 指 令 ： 實 現(xiàn) 零 件 加 工 的 成 形 運 動 （ 速 度 和 位 置 控制 ） 。主 軸 運 動 指 令 ， 實 現(xiàn) 零 件 加 工 的 切 削 運 動 （ 速 度 控 制 ） 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元 計 算 機數(shù) 控 裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進(jìn)給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵 盤 輸 入 輸 出 設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分q PLC、 機 床 I/O電 路 和 裝 置 PLC (Programmable Logic Controller)： 用 于 完 成 與 邏 輯 運算 有 關(guān) 順 序 動 作 的 I/O控 制 ， 它 由 硬 件 和 軟 件 組 成 ； 機 床 I/O電 路 和 裝 置 ： 實 現(xiàn) I/O控 制 的 執(zhí) 行 部 件 (由 繼 電 器 、 電 磁閥 、 行 程 開 關(guān) 、 接 觸 器 等 組 成 的 邏 輯 電 路 ； 功 能 ：接 受 CNC的 M、 S、 T指 令 ， 對 其 進(jìn) 行 譯 碼 并 轉(zhuǎn) 換 成 對 應(yīng) 的 控 制 信 號 ，控 制 輔 助 裝 置 完 成 機 床 相 應(yīng) 的 開 關(guān) 動 作接 受 操 作 面 板 和 機 床 側(cè) 的 I/O信 號 ， 送 給 CNC裝 置 ， 經(jīng) 其 處 理 后 ，輸 出 指 令 控 制 CNC系 統(tǒng) 的 工 作 狀 態(tài) 和 機 床 的 動 作 。 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元 計 算 機數(shù) 控 裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進(jìn)給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵 盤 輸 入 輸 出 設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分l 機 床q機 床 ： 數(shù) 控 機 床 的 主 體 ， 是 實 現(xiàn) 制 造 加 工的 執(zhí) 行 部 件 。q組 成 ： 由 主 運 動 部 件 、 進(jìn) 給 運 動 部 件 （ 工作 臺 、 拖 板 以 及 相 應(yīng) 的 傳 動 機 構(gòu) ） 、 支 承件 （ 立 柱 、 床 身 等 ） 以 及 特 殊 裝 置 （ 刀 具自 動 交 換 系 統(tǒng) 工 件 自 動 交 換 系 統(tǒng) ） 和 輔 助裝 置 （ 如 排 屑 裝 置 等 ） 。 機 床 I/O電 路 和 裝 置 測 量 裝 置 主 軸 驅(qū) 動 裝 置 進(jìn) 給 驅(qū) 動 裝 置 主 軸 伺 服 單 元 進(jìn) 給 伺 服 單 元 計 算 機數(shù) 控 裝 置 操 作 面 板 PLC 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進(jìn)給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵 盤 輸 入 輸 出 設(shè) 備 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分1、 數(shù) 字 控 制 （ Numerical Control NC） 是 一種 借 助 數(shù) 字 、 字 符 或 其 它 符 號 對 某 一 工 作過 程 （ 如 加 工 、 測 量 、 裝 配 等 ） 進(jìn) 行 可 編程 控 制 的 自 動 化 方 法 。2 、 數(shù) 控 技 術(shù) （ N u m e r i c a l C o n t r o l Technology） 采 用 數(shù) 字 控 制 的 方 法 對 某 一工 作 過 程 實 現(xiàn) 自 動 控 制 的 技 術(shù) 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分3、 數(shù) 控 機 床 （ Numerical Control Machine Tools） 是 采 用 數(shù) 字 控 制 技 術(shù) 對 機 床 的 加 工過 程 進(jìn) 行 自 動 控 制 的 一 類 機 床 。 它 數(shù) 控 技術(shù) 典 型 應(yīng) 用 的 例 子 。4、 數(shù) 控 系 統(tǒng) （ Numerical Control System）實 現(xiàn) 數(shù) 字 控 制 的 裝 置 。5、 計 算 機 數(shù) 控 系 統(tǒng) （ Computer Numerical Control CNC ） 以 計 算 機 為 核 心 的 數(shù) 控 系統(tǒng) 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分6、 坐 標(biāo) 聯(lián) 動 ： 坐 標(biāo) 軸 的 非 獨 立 運 動 。 即 ： 一 個 軸的 運 動 要 受 到 其 它 軸 運 動 的 制 約 。7、 坐 標(biāo) 聯(lián) 動 加 工 ： 數(shù) 控 機 床 加 工 時 的 橫 向 、 縱 向等 進(jìn) 給 量 都 是 以 軸 坐 標(biāo) 數(shù) 據(jù) 控 制 的 。 如 ： 兩 坐 標(biāo)車 床 、 三 坐 標(biāo) 銑 床 、 五 軸 加 工 中 心 等 。8、 脈 沖 當(dāng) 量 ： 相 對 于 數(shù) 控 系 統(tǒng) 發(fā) 出 的 每 個 進(jìn) 給 脈沖 信 號 ， 機 床 移 動 部 件 的 位 移 量 。 也 稱 為 最 小 設(shè)定 （ 移 動 ） 單 位 ， 數(shù) 控 機 床 根 據(jù) 其 精 度 的 不 同 ，常 用 的 脈 沖 當(dāng) 量 為 0.0lmm， 0.005mm， 及0.001mm。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分9、 進(jìn) 給 速 度 ： 單 位 時 間 內(nèi) 坐 標(biāo) 軸 移 動 的 距 離 。（ 加 工 時 刀 具 相 對 于 工 件 的 移 動 速 度 ） 單 位 ：mm/min 或 mm/r。10、 速 度 修 調(diào) ： 通 過 修 調(diào) 倍 率 對 速 度 進(jìn) 行 適 量 修 調(diào) 。數(shù) 控 機 床 在 加 工 過 程 中 能 通 過 速 度 修 調(diào) 實 時 調(diào) 整進(jìn) 給 速 度 和 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ， 便 于 加 工 。11、 插 補 ： 在 組 成 軌 跡 的 直 線 段 或 曲 線 段 的 起 點 和終 點 之 間 ， 按 一 定 的 算 法 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 點 的 密 化 工 作 ，以 確 定 一 些 中 間 點 的 方 法 就 稱 之 為 “ 插 補 ” 。 計算 插 補 點 的 運 算 稱 為 插 補 運 算 . 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分12、 刀 補 運 算 ： 零 件 的 加 工 程 序 一 般 是 按 零 件 輪 廓 和 工 藝 要求 的 進(jìn) 給 路 線 編 制 的 ， 而 數(shù) 控 機 床 在 加 工 過 程 中 所 控 制 的是 刀 具 中 心 的 運 動 軌 跡 。 不 同 的 刀 具 ， 其 幾 何 參 數(shù) 也 不 相同 ， 加 工 前 必 須 將 編 程 軌 跡 變 換 成 刀 具 中 心 的 軌 跡 ， 這 樣才 能 加 工 出 符 合 要 求 的 零 件 。 刀 補 運 算 就 是 完 成 這 種 轉(zhuǎn) 換的 程 序 。13、 機 床 坐 標(biāo) 系 ： 是 數(shù) 控 機 床 安 裝 調(diào) 試 時 便 設(shè) 定 好 的 一 固 定的 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 。14、 編 程 坐 標(biāo) 系 ： 是 在 對 圖 紙 上 零 件 編 程 時 就 建 立 的 ， 程 序數(shù) 據(jù) 便 是 基 于 該 坐 標(biāo) 系 的 坐 標(biāo) 值 。15、 工 件 坐 標(biāo) 系 ： 編 程 坐 標(biāo) 系 在 機 床 上 的 具 體 體 現(xiàn) ， 由 相 應(yīng)的 編 程 指 令 建 立 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分項 目 1： 數(shù) 控 車 床 的 認(rèn) 識 實 訓(xùn)1 技 能 要 求 ：了 解 數(shù) 控 車 床 的 機 械 結(jié) 構(gòu) 的 特 點 和 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) ， 理 解 并 掌 握 數(shù) 控 車 床 的 工作 原 理 及 組 成 ， 對 數(shù) 控 車 床 操 作 加 工 步 驟 有 基 本 認(rèn) 識 。2 訓(xùn) 練 內(nèi) 容 ：（ 1） 數(shù) 控 車 床 的 工 作 原 理（ 2） 數(shù) 控 車 床 的 組 成 及 作 用（ 3） 數(shù) 控 車 床 的 坐 標(biāo) 系 統(tǒng)（ 4） 數(shù) 控 車 床 操 作 開 機 關(guān) 機（ 5） 手 動 操 作 數(shù) 控 車 床 的 方 法3 訓(xùn) 練 步 驟 ： （ 1） 數(shù) 控 車 床 開 機（ 2） 講 解 數(shù) 控 車 床 的 組 成 、 作 用 和 坐 標(biāo) 系 統(tǒng)（ 3） 講 解 數(shù) 控 車 床 的 操 作 方 法（ 4） 以 簡 單 軸 類 工 件 為 例 ， 通 過 示 范 “ 工 藝 分 析 編 制 程 序 程 序 輸入 和 調(diào) 試 裝 夾 工 件 對 刀 啟 動 程 序 試 加 工 工 件 檢 驗 ” ， 進(jìn) 一 步講 解 數(shù) 控 車 床 工 作 原 理 和 加 工 步 驟 全 過 程 。 單元1 數(shù)控加工技術(shù)基礎(chǔ) 上 午 10時 55分項 目 2： 數(shù) 控 加 工 中 心 認(rèn) 識 實 訓(xùn)1 技 能 要 求 ：了 解 加 工 中 心 的 機 械 結(jié) 構(gòu) 的 特 點 和 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) ， 理 解 并 掌 握 加 工 中 心 的 工作 原 理 及 組 成 ， 對 加 工 中 心 操 作 加 工 步 驟 有 基 本 認(rèn) 識 。2 訓(xùn) 練 內(nèi) 容 ：（ 1） 加 工 中 心 的 工 作 原 理（ 2） 加 工 中 心 的 組 成 及 作 用（ 3） 加 工 中 心 的 坐 標(biāo) 系 統(tǒng)（ 4） 加 工 中 心 操 作 開 機 關(guān) 機（ 5） 加 工 中 心 手 動 操 作 的 方 法3 訓(xùn) 練 步 驟 ：（ 1） 數(shù) 控 車 床 開 機（ 2） 講 解 數(shù) 控 車 床 的 組 成 、 作 用 和 坐 標(biāo) 系 統(tǒng)（ 3） 講 解 數(shù) 控 車 床 的 操 作 方 法（ 4） 以 簡 單 軸 類 工 件 為 例 ， 通 過 示 范 “工 藝 分 析 編 制 程 序 程 序 輸 入和 調(diào) 試 裝 夾 工 件 對 刀 啟 動 程 序 試 加 工 工 件 檢 驗 ”， 進(jìn) 一 步 講解 數(shù) 控 車 床 工 作 原 理 和 加 工 步 驟 全 過 程 。