1、機械工程實踐中心課件機械工程實踐中心課件機床數控技術機床數控技術 目目 錄錄 第一部分第一部分 機床數控技術的基本知識機床數控技術的基本知識 第第二二部分部分 數控機床的手工編程與操作數控機床的手工編程與操作第一部分第一部分 機床數控技術的基本知識機床數控技術的基本知識蘭州交通大學機械工程實踐中心蘭州交通大學機械工程實踐中心1 有關機床數控的概念有關機床數控的概念1 1、數控（、數控（NCNC） 數字控制（數字控制（Numerical controlNumerical control）的的簡稱。指用數字信息通過控制裝置實現對簡稱。指用數字信息通過控制裝置實現對機械設備動作的控制。機械設備動作的

2、控制。2 2、數控系統（、數控系統（NCSNCS） 數字控制系統（數字控制系統（Numerical Control Numerical Control SystemSystem）的簡稱。指采用數控技術的控制）的簡稱。指采用數控技術的控制系統。系統。3 3、數控設備（、數控設備（NCUNCU） 數字控制設備（數字控制設備（Numerical Control Numerical Control U U）的簡稱，指裝備了數控系統的受控設備。）的簡稱，指裝備了數控系統的受控設備。 1 有關機床數控的概念（續）有關機床數控的概念（續）4 4、機床數控技術、機床數控技術 機床數字控制技術的簡稱，指用數字化

3、機床數字控制技術的簡稱，指用數字化的信息對機床實行控制的一門技術。的信息對機床實行控制的一門技術。5 5、數控機床、數控機床 數字控制機床（數字控制機床（Numerical Control Numerical Control toolstools）的簡稱，指裝備了數控系統的機床，）的簡稱，指裝備了數控系統的機床，包含在數控設備中。國際信息處理聯盟第五包含在數控設備中。國際信息處理聯盟第五技術委員會對數控機床作了如下定義：數控技術委員會對數控機床作了如下定義：數控機床是一個裝有程序控制系統的機床，該系機床是一個裝有程序控制系統的機床，該系統能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其它符統能夠邏輯地處理具有

4、使用號碼，或其它符號編碼指令規定的程序。號編碼指令規定的程序。 2 數控機床的優點數控機床的優點2 數控機床的優點數控機床的優點(續續)數控銑削加工的零件數控銑削加工的零件加工中心加工的零件加工中心加工的零件2 數控機床的優點（續）數控機床的優點（續）1 1、適合于復雜形狀零件的加工、適合于復雜形狀零件的加工2 2、加工精度和尺寸重復精度高，加工質量穩、加工精度和尺寸重復精度高，加工質量穩定性好。定性好。 3 3、實現計算機控制，排除人為誤差。、實現計算機控制，排除人為誤差。 4 4、生產效率高，經濟效益明顯。、生產效率高，經濟效益明顯。5 5、減輕工人勞動強度，改善勞動條件，可以、減輕工人勞

5、動強度，改善勞動條件，可以實現一人多機操作。實現一人多機操作。6 6、可以精確地計算成本和安排生產進度，有、可以精確地計算成本和安排生產進度，有利于生產管理的現代化。利于生產管理的現代化。3 數控機床的組成數控機床的組成 1 1、輸入輸出裝置、輸入輸出裝置2 2、數控系統（亦稱、數控系統（亦稱CNCCNC裝置）裝置）3 3、伺服系統、伺服系統4 4、位置檢測裝置（亦稱反饋元件）、位置檢測裝置（亦稱反饋元件）5 5輔助裝置輔助裝置6 6機床本體機床本體3 數控機床的組成（續）數控機床的組成（續） 數控機床的邏輯組成數控機床的邏輯組成 3 數控機床的組成（續）數控機床的組成（續） FANUC FA

6、NUC 系列系列 150150i i B B型數控裝置型數控裝置 FANUC 系列系列 150i B型數控裝置型數控裝置 4 數控機床的工作過程數控機床的工作過程 數控機床加工一個零件的過程數控機床加工一個零件的過程 5 數控機床的應用范圍數控機床的應用范圍 數控機床的應用范圍數控機床的應用范圍 5 數控機床的應用范圍（續）數控機床的應用范圍（續）1 1 批量小而又多次重復生產的零件；批量小而又多次重復生產的零件；2 2 幾何形狀、結構復雜的零件；幾何形狀、結構復雜的零件；3 3 在加工過程中必須進行多種加工的零件；在加工過程中必須進行多種加工的零件；4 4 切削余量大的零件切削余量大的零件5

7、 5 必須嚴格控制公差的零件必須嚴格控制公差的零件6 6 需要頻繁改型的零件需要頻繁改型的零件7 7 加工過程中如果發生錯誤將會造成嚴重浪費加工過程中如果發生錯誤將會造成嚴重浪費的貴重零件的貴重零件8 8 需要全部檢驗的零件；需要全部檢驗的零件；6 數控機床的分類數控機床的分類二、按伺服系統類型分類二、按伺服系統類型分類 1 1、開環控制數控機床開環控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）2 2、閉環控制數控機床、閉環控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）3 3、半閉環控制數控機床、半閉環控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）二、按控制系統的

8、特點分類二、按控制系統的特點分類 1 1、點位、點位控制數控機床控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續） 1 1、點位控制數控機床、點位控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）2 2、直線控制數控機床、直線控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）2 2、直線控制數控機床、直線控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）3 3、輪廓控制數控機床、輪廓控制數控機床6 數控機床的分類（續）數控機床的分類（續）3 3、輪廓控制數控機床、輪廓控制數控機床6 數控機床的分類數控機床的分類(續續)三、按加工工藝及機床用途的類型分類三、按加工工藝及機

9、床用途的類型分類1 1、金屬切削類金屬切削類2 2、金屬成型類、金屬成型類3 3、特種加工類、特種加工類4 4、測量繪圖類、測量繪圖類四、按同時控制坐標軸數分類四、按同時控制坐標軸數分類1 1、兩坐標數控機床、兩坐標數控機床2 2、5/25/2坐標數控機床（兩坐標半聯動）坐標數控機床（兩坐標半聯動）3 3、三坐標數控機床、三坐標數控機床4 4、多坐標數控機床、多坐標數控機床7 數控機床坐標系的確定數控機床坐標系的確定1、坐標軸的確定規則、坐標軸的確定規則 基本坐標：基本坐標： X、Y、Z軸軸由右手定則確定由右手定則確定回轉坐標：回轉坐標： A、B、C軸軸由右手螺旋法則由右手螺旋法則確定確定2、

10、坐標軸的確定方法、坐標軸的確定方法 1）Z軸軸 數控車床數控車床立式立式5 5軸數控銑床軸數控銑床立式立式3 3軸數控銑床軸數控銑床 3）Y軸軸 4）回轉坐標）回轉坐標 A、B、C+X立式立式5 5軸數控銑床軸數控銑床用右手螺旋法則判斷。用右手螺旋法則判斷。1、數控機床程序編制的內容和步驟、數控機床程序編制的內容和步驟 8 數控加工程序的結構數控加工程序的結構1、程序的組成、程序的組成 8 8 數控加工程序的結構（續）數控加工程序的結構（續）2、程序代號、程序代號 8 數控加工程序的結構數控加工程序的結構(續續) 3、程序段、程序段N30 G01 G42 X150. Y400. F200;8

11、數控加工程序的結構數控加工程序的結構(續續) 4、程序結束標志、程序結束標志 8 數控加工程序的結構數控加工程序的結構(續續) 5、子程序、子程序 8 數控加工程序的結構數控加工程序的結構(續續) 8 數控加工程序的結構（續）數控加工程序的結構（續）9 數控機床的插補功能數控機床的插補功能一、快速定位指令（一、快速定位指令（G00G00指令）指令）1 1功能：從所在點，按機床提供的快速進給速度移功能：從所在點，按機床提供的快速進給速度移動到規定位置。動到規定位置。2 2格式：格式：G00 X- Y- Z-G00 X- Y- Z-；3 3說明：說明：（1 1）G00G00模態指令；模態指令；（2

12、 2）G00G00快速定位的速度與以前程序段中的進給速度快速定位的速度與以前程序段中的進給速度無關；無關；（3 3）G00G00開始時刀具逐漸加速至設定速度，快速移動開始時刀具逐漸加速至設定速度，快速移動接近目標點后，再減速至目標點；接近目標點后，再減速至目標點；（4 4）不能用于切削加工。）不能用于切削加工。9 數控機床的插補功能數控機床的插補功能(續續)二、直線插補（二、直線插補（G01G01指令）指令）1 1、功能：以給定的進給速度，采用直線插補、功能：以給定的進給速度，采用直線插補方式進行切削加工。方式進行切削加工。2 2、格式：、格式：G01 X- Y- Z- F-G01 X- Y-

13、 Z- F-；3 3、說明：說明： 模態指令；模態指令； 最初的最初的G01G01指令單節中的速度指令單節中的速度F F必須指必須指定，否則進給速度被認為是定，否則進給速度被認為是0 0，執行程序時，執行程序時，機械不能動，并產生警示。機械不能動，并產生警示。9 數控機床的插補功能數控機床的插補功能(續續)三、圓弧插補指令三、圓弧插補指令（G02G02，G03G03指令）指令）1 1、功能、功能 使刀具在給定平面內，以給定的進給速度進使刀具在給定平面內，以給定的進給速度進行順時針（逆時針）圓弧插補加工，切削出圓弧行順時針（逆時針）圓弧插補加工，切削出圓弧輪廓。輪廓。2 2、格式、格式 G17

14、G02G17 G02（G03G03）X- Y- I- J- F-X- Y- I- J- F-；XYXY平面平面 R- R- G18 G02 G18 G02（G03G03）X- Z- I- K- F-X- Z- I- K- F-；XZXZ平面平面 R-R- G19 G02 G19 G02（G03G03）Y- Z- J- K- F-Y- Z- J- K- F-；YZYZ平面平面 R-R-第二部分第二部分 數控機床的手工編程與操作數控機床的手工編程與操作蘭州交通大學機械工程實踐中心蘭州交通大學機械工程實踐中心1 數控車床的手工編程數控車床的手工編程 1. 熟悉數控車床的操作面板熟悉數控車床的操作面板

15、 2. 采用單段運行方式練習數控車床的常用加工指令操采用單段運行方式練習數控車床的常用加工指令操作作1 數控車床的手工編程數控車床的手工編程 3. 手工編程手工編程 如圖所示工件，毛坯為如圖所示工件，毛坯為45120棒材，材料為棒材，材料為45鋼，數控車削端鋼，數控車削端面、外圓。面、外圓。 （1）根據零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線）根據零件圖樣要求、毛坯情況，確定工藝方案及加工路線1）對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤夾持）對短軸類零件，軸心線為工藝基準，用三爪自定心卡盤夾持45外圓，使工外圓，使工件伸出卡盤件伸出卡盤80，一次裝夾完成粗精加工。，一次裝夾完成粗

16、精加工。2）工步順序）工步順序 粗車端面及粗車端面及40外圓，留外圓，留1精車余量。精車余量。 精車精車40外圓到尺寸。外圓到尺寸。1 數控車床的手工編程數控車床的手工編程(續續)（2）選擇機床設備）選擇機床設備根據零件圖樣要求，選用經濟型數控車床即可達到要求。故根據零件圖樣要求，選用經濟型數控車床即可達到要求。故選用選用SK50型數控臥式車床。型數控臥式車床。（3）選擇刀具）選擇刀具根據加工要求，選用兩把刀具，根據加工要求，選用兩把刀具，T01為為90粗車刀，粗車刀，T03為為90精車刀。同時把兩把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都精車刀。同時把兩把刀在自動換刀刀架上安裝好，且都對好刀，把它們的

17、刀偏值輸入相應的刀具參數中。對好刀，把它們的刀偏值輸入相應的刀具參數中。（4）確定切削用量）確定切削用量切削用量的具體數值應根據該機床性能、相關的手冊并結合切削用量的具體數值應根據該機床性能、相關的手冊并結合實際經驗確定，詳見加工程序。實際經驗確定，詳見加工程序。（5）確定工件坐標系、對刀點和換刀點）確定工件坐標系、對刀點和換刀點確定以工件右端面與軸心線的交點確定以工件右端面與軸心線的交點O為工件原點，建立為工件原點，建立XOZ工件坐標系。工件坐標系。采用手動試切對刀方法（操作與前面介紹的數控車床對刀方采用手動試切對刀方法（操作與前面介紹的數控車床對刀方法基本相同）把點法基本相同）把點O作為對

18、刀點。換刀點設置在工件坐標系作為對刀點。換刀點設置在工件坐標系下下X55、Z20處。處。1 數控車床的手工編程數控車床的手工編程(續續)（6）編寫程序）編寫程序(以以SK50車床為例車床為例)按該機床規定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成按該機床規定的指令代碼和程序段格式，把加工零件的全部工藝過程編寫成程序清單。該工件的加工程序如下：程序清單。該工件的加工程序如下： N0010 G59 X0 Z100 ；設置工件原點；設置工件原點N0020 G90 N0030 G92 X55 Z20 ；設置換刀點；設置換刀點N0040 M03 S600 N0050 M06 T01 ；取；取

19、1號號90偏刀，粗車偏刀，粗車N0060 G00 X46 Z0N0070 G01 X0 Z0N0080 G00 X0 Z1N0090 G00 X41 Z1N0100 G01 X41 Z-64 F80 ；粗車；粗車40外圓，留外圓，留1精車余量精車余量N0110 G28 N0120 G29 ；回換刀點；回換刀點N0130 M06 T03 ；取；取3號號90偏刀，精車偏刀，精車N0140 G00 X40 Z1N0150 M03 S1000N0160 G01 X40 Z-64 F40 ；精車；精車40外圓到尺寸外圓到尺寸N0170 G00 X55 Z20N0180 M05N0190 M022 數控車

20、床的操作數控車床的操作 1.安裝安裝 1）工裝夾具）工裝夾具; 2）工件毛坯）工件毛坯; 3）刀具）刀具 2.程序的輸入（手動輸入或程序的輸入（手動輸入或RS-232接口輸入）接口輸入） 3.對刀建立工件坐標系對刀建立工件坐標系 對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可以設在零件上、夾具上或機床上，對刀時應使對刀點與刀位點重合。以設在零件上、夾具上或機床上，對刀時應使對刀點與刀位點重合。 1）外徑刀的對刀方法）外徑刀的對刀方法 Z向對刀如向對刀如(a)所示。先用外徑刀將工件端面所示。先用外徑刀將工件端面(基準面基準面)車削出來

21、；車削出來；車削端面后，刀具可以沿車削端面后，刀具可以沿X方向移動遠離工件，但不可方向移動遠離工件，但不可Z方向移動。方向移動。Z軸對刀輸入：軸對刀輸入：“Z0測量測量”。 X向對刀如向對刀如(b)所示。車削任一外徑后，使刀具所示。車削任一外徑后，使刀具Z向移動遠離工向移動遠離工件，待主軸停止轉動后，測量剛剛車削出來的外徑尺寸。例如，測件，待主軸停止轉動后，測量剛剛車削出來的外徑尺寸。例如，測量值為量值為50.78mm, 則則X軸對刀輸入：軸對刀輸入：“X50.78測量測量”。 2 數控車床的操作數控車床的操作(續續) 2）內孔刀的對刀方法）內孔刀的對刀方法 類似外徑刀的對刀方法。類似外徑刀的對刀方法。 Z向