1、數(shù)控銑床及加工中心編程任務(wù)二 數(shù)控銑床及加工中心基本工作原理數(shù)銑及加工中心編程數(shù)銑及加工中心編程概述任務(wù)一 數(shù)控銑床及加工中心的產(chǎn)生發(fā)展和分類 任務(wù)三 機(jī)床坐標(biāo)系的確定 項(xiàng)目一 項(xiàng)目一 數(shù)控銑床及加工中心概述學(xué)習(xí)目的： 1、了解數(shù)控銑床和加工中心的產(chǎn)生發(fā)展和分類； 2、理解數(shù)控銑床和加工中心基本工作原理； 3、掌握數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系的確定；技能要求： 1、熟悉數(shù)控銑床和加工中心的產(chǎn)生發(fā)展、分類特征； 2、理解數(shù)控銑床、加工中心基本工作原理； 3、熟練掌握數(shù)控銑床、加工中心坐標(biāo)系的確定。項(xiàng)目一任務(wù)一 數(shù)控銑床及加工中心的產(chǎn)生發(fā)展和分類任務(wù)導(dǎo)入：數(shù)控銑床及加工中心的介紹、發(fā)展和分類。一、數(shù)控

2、銑床及加工中心介紹1、數(shù)控銑床：數(shù)控（NC）機(jī)床：采用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床。計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer numerical control)（CNC系統(tǒng)）：采用存儲(chǔ)程序的專用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能，則稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。數(shù)控銑床：也稱作數(shù)控銑削機(jī)床，和鏜銑加工中心不同是，它沒有刀庫及自動(dòng)換刀裝置。項(xiàng)目一 小型數(shù)控銑床是指規(guī)格較小的升降臺(tái)式數(shù)控銑床，額定功率通常不是很高，其工作臺(tái)寬度多在400mm以下；規(guī)格較大的數(shù)控銑床，例如工作臺(tái)寬度在500mm以上的，其功能已向加工中心靠近，進(jìn)而演變成柔性加工單元。數(shù)控銑床能被CNC控制的坐標(biāo)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)多為三坐

3、標(biāo)。 其中能兩軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床，也稱兩軸半機(jī)床，即在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸中，任意兩軸可以聯(lián)動(dòng)，一般情況下，兩軸半控制的數(shù)控銑床上只能用來加工平面曲線的輪廓。 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床能進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)加工，可以加工空間曲面，目前以三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床為發(fā)展方向。對(duì)于有特殊要求的數(shù)控銑床，還可以加一個(gè)數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，即回轉(zhuǎn)的A坐標(biāo)或C坐標(biāo)，這種四坐標(biāo)或者五坐標(biāo)的數(shù)控銑床可用來加工螺旋槽、葉片等立體曲面零件。 數(shù)控銑床是一種用途廣泛的機(jī)床，主要用于完成銑削平面加工或鏜削加工的數(shù)控機(jī)床，有立式、臥式及龍門銑3種。主軸在空間處于垂直狀態(tài)的，稱為立式數(shù)控銑床；主軸在空間處于水平狀態(tài)的，稱為

4、臥式數(shù)控銑床。主軸可作垂直和水平轉(zhuǎn)換的，稱為立臥兩用數(shù)控銑床。項(xiàng)目一（1）立式數(shù)控銑床 如圖1.1.1所示為立式數(shù)控銑床。立式數(shù)控銑床是數(shù)控銑床中數(shù)量最多的一種，應(yīng)用范圍最廣。小型數(shù)控立式銑床的X、Y、Z方向的移動(dòng)一般都由工作臺(tái)完成，主運(yùn)動(dòng)為主軸旋轉(zhuǎn)，與普通立式升降臺(tái)銑床相似。中型數(shù)控立銑的縱向和橫向移動(dòng)一般由工作臺(tái)完成，且工作臺(tái)還可手動(dòng)升降，主軸除完成主運(yùn)動(dòng)外，還能沿垂直方向伸縮。大型數(shù)控立銑，由于需要考慮擴(kuò)大行程、縮小占地面積、剛性等技術(shù)問題，多采用龍門架沿床身作縱向移動(dòng)，主軸在龍門架的橫向與垂直溜板上運(yùn)動(dòng)。項(xiàng)目一（2）臥式數(shù)控銑床 臥式數(shù)控銑床的主軸水平布置，為了擴(kuò)大加工范圍和使用功能，

5、通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實(shí)現(xiàn)45軸加工。這樣不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來，而且可以實(shí)現(xiàn)在一次安裝中，通過轉(zhuǎn)盤改變工位，進(jìn)行“四面加工”。尤其是萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤可以把工件上各種不同角度的加工面擺成水平面來加工，可以省去許多專用夾具或?qū)Ｓ媒嵌瘸尚豌姷丁?duì)箱體類零件或在一次安裝中需要改變工位的工件來說，選擇帶數(shù)控轉(zhuǎn)盤的臥式數(shù)控銑床進(jìn)行加工是非常合適的。如圖1.1.2所示為臥式數(shù)控銑床。項(xiàng)目一（3）立、臥兩用數(shù)控銑床 立、臥兩用數(shù)控銑床的主軸方向可以變換，能達(dá)到在一臺(tái)機(jī)床上既可以進(jìn)行立式加工、又可以進(jìn)行臥式加工。立、臥兩用數(shù)控銑床的主軸方向的更換有手動(dòng)與自動(dòng)兩種。采用數(shù)控萬能主軸頭

6、的立、臥兩用數(shù)控銑床，其主軸頭可以任意轉(zhuǎn)換方向，可以加工出與水平面呈各種不同角度的工件表面。當(dāng)立、臥兩用數(shù)控銑床增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤后，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的“五面加工”，即除了工件與轉(zhuǎn)盤貼面的定位面外，其他表面都可以在一次安裝中進(jìn)行加工。因此，其加工性能非常優(yōu)越。項(xiàng)目一2、數(shù)控銑床組成結(jié)構(gòu) 由圖1.1.3可見，數(shù)控銑床一般由以下幾個(gè)部分組成：（1）數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工的核心，是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸入輸出接口等組成。（2）進(jìn)給伺服系統(tǒng) 數(shù)控銑床一般有多個(gè)進(jìn)給方向的運(yùn)動(dòng)控制，如前后、左右、上下方向的運(yùn)動(dòng)。各方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的機(jī)械

7、執(zhí)行部件都配有一套伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。項(xiàng)目一（3）主軸伺服系統(tǒng) 機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，隨切削加工情形的變化，要求主軸轉(zhuǎn)速能夠隨之變化。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床要求主軸具有很高的轉(zhuǎn)速和很寬的調(diào)速范圍，主軸的正反方向都可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和自動(dòng)加減速，并且可以在最高速與最低速間指令任意轉(zhuǎn)速，屬于無級(jí)調(diào)速方式。（4）輔助裝置 輔助裝置主要包括液壓控制系統(tǒng)、潤滑裝置、切削液裝置、排屑裝置、工件夾緊放松機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、過載和保護(hù)裝置等。（5）機(jī)床主體 銑床主體是數(shù)控銑床的機(jī)械部件，包括床身、主軸箱、銑頭、工作臺(tái)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。與傳統(tǒng)的普通銑床相比較，其整體布局、外觀造型、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工具系統(tǒng)等方面都發(fā)生了很大的變化。如：主傳動(dòng)

8、及主軸部件具有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優(yōu)點(diǎn)；進(jìn)給傳動(dòng)件具有傳動(dòng)鏈短、結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)；機(jī)床本身具有很高的動(dòng)、靜剛度；采用全封閉罩殼。項(xiàng)目一3、數(shù)控銑床的特點(diǎn) 數(shù)控銑床最大的特點(diǎn)是高柔性，所謂“柔性”即靈活、通用、萬能，可以適用加工不同形狀的工件。數(shù)控銑床的高效率主要是數(shù)控銑床高柔性帶來的，一般不需要使用專用夾具工藝裝備，在更換工件時(shí)，只需要調(diào)用存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的加工程序，裝夾工件和調(diào)整刀具數(shù)據(jù)即可，能大大縮短生產(chǎn)周期。 數(shù)控銑床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量都是無級(jí)變速的，因此，有利于選擇最佳切削用量，具有快進(jìn)、快退、快速定位功能，可大大減少輔助時(shí)間。采用數(shù)控銑床比普通銑床可提高生

9、產(chǎn)率35倍。對(duì)于復(fù)雜的成型面加工，生產(chǎn)率可提高十幾倍，甚至幾十倍。 數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并起動(dòng)，機(jī)床就能自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工，甚至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具裝備、加工形態(tài)的觀測(cè)、零件的檢驗(yàn)等工作。這樣可極大的降低勞動(dòng)強(qiáng)度。操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。項(xiàng)目一4、加工中心（Machining Center）：加工中心是一種集成化的數(shù)控加工機(jī)床，是在數(shù)控銑床的發(fā)展基礎(chǔ)上衍化而成的，它集銑削、鉆削、鉸削、鏜削及螺紋切削等工藝于一體，通常稱鏜銑類加工中心，習(xí)慣稱加工中心。（1）加工中心的分類 1）按照機(jī)床結(jié)構(gòu)分類 按照機(jī)床結(jié)構(gòu)分類，可分為立式、臥式、龍門式和萬能加

10、工中心。項(xiàng)目一2）按自動(dòng)換刀裝置分類按自動(dòng)換刀裝置分類，通常可以分為四類：轉(zhuǎn)塔頭加工中心、刀庫+主軸換刀加工中心、刀庫+機(jī)械手+主軸換刀加工中心、刀庫+機(jī)械手+雙主軸轉(zhuǎn)塔頭加工中心等。項(xiàng)目一3）按加工中心完成功能特征分類 按功能特征分類，可分為鏜銑、鉆削和復(fù)合加工中心；按工藝用途可分為鏜銑加工中心、車削加工中心、鉆削加工中心、攻螺紋加工中心及磨削加工中心等。4）按加工中心機(jī)械結(jié)構(gòu)特征分類 按工作臺(tái)種類分，加工中心工作臺(tái)有各種結(jié)構(gòu)，可分為單、雙和多工作臺(tái)。5）按主軸結(jié)構(gòu)特征分類 按主軸結(jié)構(gòu)特征分類，可分為單軸、雙軸、三軸及可換主軸箱的加工中心。項(xiàng)目一（2）加工中心的特點(diǎn) 加工中心作為一種高效多功

11、能的數(shù)控機(jī)床，在現(xiàn)代生產(chǎn)中扮演著重要角色。它可以自動(dòng)連續(xù)的完成銑、鉆、擴(kuò)、鉸、锪、攻螺紋等多工序加工，適合于小型板類、盤類、殼體類、模具等零件的多品種小批量加工。它除了具有數(shù)控機(jī)床的共同特點(diǎn)外，還具有其獨(dú)特的特點(diǎn)。 1）工序集中； 2）強(qiáng)力切削； 3）對(duì)加工對(duì)象的實(shí)用性強(qiáng)； 4）加工生產(chǎn)率高； 5）快速定位； 6）減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度； 7）隨機(jī)換刀； 8）經(jīng)濟(jì)效益高； 9）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。項(xiàng)目一5、數(shù)控銑床及加工中心主要技術(shù)參數(shù) 數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù)包括工作臺(tái)面積、各坐標(biāo)軸行程、主軸轉(zhuǎn)速范圍、切削進(jìn)給速度范圍、刀庫容量、換刀時(shí)間、定位精度、重復(fù)定位精度等。表1-1-1為DT450數(shù)

12、控銑床及立式加工中心技術(shù)參數(shù)說明。項(xiàng)目一表1-1-1 數(shù)控銑床/DT450立式加工中心技術(shù)參數(shù)說明機(jī)械規(guī)格DT450機(jī)械規(guī)格DT450行程X軸（mm）450Y軸電機(jī)（KW）1.1行程Y軸（mm）350Z軸電機(jī)（KW）1.1行程Z軸（mm）450控制器FANUC主軸端面至工作臺(tái)（mm）150600快速移動(dòng)速率（m/min）40/40/30工作臺(tái)尺寸（mm）700 x320切削進(jìn)給率（mm/min）1-20000最大承重（kg）150定位精度（mm）0.005/300主軸孔錐度規(guī)格BT40重復(fù)定位精度（mm）0.0025主軸轉(zhuǎn)速（rpm）10000氣壓（kg/cm2）6主軸電機(jī)（KW）5.5刀庫（

13、選裝）20（機(jī)械手）X軸電機(jī)（KW）1.1機(jī)器重量（kg）29206、數(shù)控銑床及加工中心技術(shù)參數(shù)識(shí)讀 數(shù)控銑床及加工中心主要技術(shù)參數(shù)識(shí)讀可分成尺寸參數(shù)、接口參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)、精度參數(shù)、其它參數(shù)幾個(gè)方面來認(rèn)識(shí)。（1）尺寸參數(shù)。 包括：工作臺(tái)面積（長、寬）、承重；主軸端面到工作臺(tái)的距離；交換工作臺(tái)尺寸數(shù)量及交換時(shí)間；作用：影響到加工工件的尺寸范圍大小重量編程范圍及刀具、工件、機(jī)床之間的干涉。（2）接口參數(shù)。 包括：工作臺(tái)T型槽數(shù)；槽寬槽間距；主軸孔錐度、直徑；最大刀具尺寸及重量；刀具容量交換時(shí)間（加工中心）等。作用：影響到工件、刀具安裝及加工適應(yīng)性和效率。（3）運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 包括：各坐標(biāo)行程

14、及擺角范圍；主軸轉(zhuǎn)速范圍；各坐標(biāo)快速進(jìn)給速度、切削進(jìn)給速度范圍。作用：響到加工性能及編程參數(shù)。（4）動(dòng)力參數(shù)。 內(nèi)容包括：主軸電機(jī)功率；伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。作用：影響到切削負(fù)荷。（5）精度參數(shù)。 內(nèi)容包括：定位精度和重復(fù)定位精度；回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度精度。作用：影響到加工精度及其一致性，（6）其它參數(shù)。 內(nèi)容包括：外形尺寸、重量。作用：影響到使用環(huán)境。項(xiàng)目一（2）機(jī)床規(guī)格的選擇 應(yīng)根據(jù)被加工典型工件大小尺寸選用相應(yīng)規(guī)格的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的主要規(guī)格包括工作臺(tái)尺寸、幾個(gè)數(shù)控進(jìn)給坐標(biāo)的行程范圍和主軸電動(dòng)機(jī)功率。選用合適的工作臺(tái)尺寸保證工件在其上面能順利裝夾；選擇合適的進(jìn)給坐標(biāo)行程保證工件的加工尺寸在各坐

15、標(biāo)有效行程內(nèi)。 CNC銑床或加工中心的工作臺(tái)面尺寸和三個(gè)直線坐標(biāo)行程都有一定比例關(guān)系，如機(jī)床的工作臺(tái)為500mm500mm，其X軸行程一般為700800mm，Y軸為550700mm，Z軸為500600mm，因此工作臺(tái)的大小基本確定了加工空間的大小。 此外，選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)還應(yīng)考慮工件與換刀空間的干涉及工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)與護(hù)罩等附件干涉等一系列問題，而且還要考慮機(jī)床工作臺(tái)的承載能力。對(duì)機(jī)床的主要的技術(shù)參數(shù)認(rèn)識(shí)是確定機(jī)床能否滿足加工的重要依據(jù)。項(xiàng)目一6、數(shù)控銑床及加工中心技術(shù)參數(shù)識(shí)讀 數(shù)控銑床及加工中心主要技術(shù)參數(shù)識(shí)讀可分成尺寸參數(shù)、接口參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)、精度參數(shù)、其它參數(shù)幾個(gè)方面來認(rèn)識(shí)。（1）尺

16、寸參數(shù)。 包括：工作臺(tái)面積（長、寬）、承重；主軸端面到工作臺(tái)的距離；交換工作臺(tái)尺寸數(shù)量及交換時(shí)間；作用：影響到加工工件的尺寸范圍大小重量編程范圍及刀具、工件、機(jī)床之間的干涉。（2）接口參數(shù)。 包括：工作臺(tái)T型槽數(shù)；槽寬槽間距；主軸孔錐度、直徑；最大刀具尺寸及重量；刀具容量交換時(shí)間（加工中心）等。作用：影響到工件、刀具安裝及加工適應(yīng)性和效率。（3）運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 包括：各坐標(biāo)行程及擺角范圍；主軸轉(zhuǎn)速范圍；各坐標(biāo)快速進(jìn)給速度、切削進(jìn)給速度范圍。作用：響到加工性能及編程參數(shù)。（4）動(dòng)力參數(shù)。 內(nèi)容包括：主軸電機(jī)功率；伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。作用：影響到切削負(fù)荷。（5）精度參數(shù)。 內(nèi)容包括：定位精度和重復(fù)定位精

17、度；回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度精度。作用：影響到加工精度及其一致性，（6）其它參數(shù)。 內(nèi)容包括：外形尺寸、重量。作用：影響到使用環(huán)境。項(xiàng)目一（3） 機(jī)床精度的選擇 選擇機(jī)床的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)被加工工件關(guān)鍵部位的加工精度要求來確定，一般來說，批量生產(chǎn)零件時(shí)，實(shí)際加工出的精度公差數(shù)值為機(jī)床定位精度公差數(shù)值的1.52倍。數(shù)控銑床和加工中心按精度分為普通型和精密型，其主要精度項(xiàng)目如表1-1-2所示。普通型CNC機(jī)床可批量加工IT8級(jí)精度的工件；精密型CNC銑床和加工中心加工精度可達(dá)IT56級(jí)，但對(duì)使用環(huán)境要求較嚴(yán)格，以及要有恒溫等工藝措施。CNC銑床和加工中心的直線定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運(yùn)動(dòng)元部件

18、的綜合精度。尤其是重復(fù)定位精度，它反映了該控制軸在全行程內(nèi)任意點(diǎn)定位穩(wěn)定性，這是衡量該控制軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。 銑圓精度是綜合評(píng)價(jià)CNC銑床和加工中心有關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運(yùn)動(dòng)特性和數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的指標(biāo)。由于數(shù)控機(jī)床具有一些特殊功能，因此，在加工中等精度的典型工件時(shí)，一些大孔徑圓柱面和大圓弧面可以采用高切削性能的立銑刀銑削，測(cè)定每臺(tái)機(jī)床的銑圓精度的方法是用一把精加工立銑刀銑削一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱試件，中小型機(jī)床圓柱試件的直徑一般在200300mm左右。將銑削后加工得到的標(biāo)準(zhǔn)圓柱試件放到圓度儀上，測(cè)出加工圓柱的輪廓線，取其最大包絡(luò)圓和最小包絡(luò)圓，兩者間的半徑差即為其精度。項(xiàng)目一（2）適合數(shù)控銑

19、削的加工內(nèi)容 數(shù)控銑床與普通銑床相比，具有加工精度高、加工零件的形狀復(fù)雜、加工范圍廣等特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，適合數(shù)控銑床加工的內(nèi)容主要有以下幾類： 1）曲線輪廓或曲面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)： 工件的平面曲線輪廓，指零件有內(nèi)、外輪廓為復(fù)雜曲線，被加工面平行或垂直于水平面。數(shù)控銑削加工時(shí)，一般只需用3坐標(biāo)數(shù)控銑床的兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)就可以把它們加工出來。 工件的曲面，一般指面上的點(diǎn)在三維空間坐標(biāo)變化的面，一般由數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)出的，加工時(shí)銑刀與加工面始終為點(diǎn)接觸。加工曲面類零件一般采用三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，往往要借助于計(jì)算機(jī)來編程加工。 2）在普通銑床上加工難度大的工件結(jié)構(gòu)：對(duì)尺寸繁多，劃線與檢測(cè)困難，普通銑床上加工

20、難以觀察和控制的零件適合數(shù)控銑床加工，宜選擇數(shù)控銑床加工。 3）當(dāng)在普通銑床上加工，難以保證工件尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等要求時(shí)，宜選擇數(shù)控銑床加工。 4）一致性要求好的零件：在批量生產(chǎn)中，由于數(shù)控銑床本身的定位精度和重復(fù)定位精度都較高，能夠避免在普通銑床加工時(shí)人為因素造成的多種誤差，故數(shù)控銑床容易保證成批零件的一致性，使其加工精度提高，質(zhì)量更加穩(wěn)定。項(xiàng)目一9、數(shù)控銑床的基本操作方法： （1） 激活機(jī)床； （2）機(jī)床回參考點(diǎn)； （3）加工前準(zhǔn)備。 1）備好加工程序； 2）通過夾具使零件在機(jī)床上準(zhǔn)確定位并牢固加緊； 3）對(duì)刀； 4）設(shè)置加工參數(shù)； （a）工件坐標(biāo)系設(shè)定； （b）刀具補(bǔ)償值的

21、設(shè)定。（4）自動(dòng)加工 在自動(dòng)加工模式下，調(diào)用已有程序，完成零件自動(dòng)加工。（5）檢測(cè)工件尺寸項(xiàng)目一二、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展1、產(chǎn)生：（1）機(jī)械產(chǎn)品的自身要求。（2）單件、多品種小批量零件約占80%以上。2、發(fā)展： 1952年 美國Parsons公司和MIT 三坐標(biāo)數(shù)控立銑床 1959年 采用晶體管和印制板電路第二代數(shù)控系統(tǒng) 1965年 出現(xiàn)小規(guī)模集成電路第三代數(shù)控系統(tǒng) 1970年 出現(xiàn)小型計(jì)算機(jī)代替專用硬接線裝置 第四代數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)） 1974年 以微處理為核心的數(shù)控系統(tǒng)第五代智能控制數(shù)控系統(tǒng)（Microcomputer Numerical Control）（MNC系統(tǒng)）3、我國： 19

22、58年起步 20世紀(jì)60年代末70年代初研制出一些晶體管式數(shù)控系統(tǒng) 20世紀(jì)80年代初： 1985年進(jìn)入實(shí)用階段 19861990數(shù)控機(jī)床大發(fā)展時(shí)期 目前各類數(shù)控機(jī)床有300多種。項(xiàng)目一三、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 1、高可靠性 （1）提高元器件和系統(tǒng)的可靠性； （2）采用抗干擾技術(shù)，提高數(shù)控系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力； （3）使數(shù)控系統(tǒng)項(xiàng)目化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化； （4）提高自診斷及保護(hù)功能。 2、高柔性化 柔性：指機(jī)床適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。 3、高精度化 （1）利用數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能；（2）采用高分辨率，高響應(yīng)性的絕對(duì)位置傳感技術(shù)；（3）提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體中基礎(chǔ)大件的結(jié)構(gòu)剛性和熱穩(wěn)定性。 4、高速度化

23、（1）機(jī)械方面：提高切削速度和減少輔助時(shí)間； （2）數(shù)控系統(tǒng)：CPU。 5、復(fù)合化 （1）工序復(fù)合化； （2）功能復(fù)合化。 6、制造系統(tǒng)自動(dòng)化項(xiàng)目一四、數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床可以根據(jù)不同的方法進(jìn)行分類，常用的分類方法有按數(shù)控機(jī)床加工原理分類、按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類和按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類。（一）按數(shù)控機(jī)床加工原理分類 按數(shù)控機(jī)床加工原理可把數(shù)控機(jī)床分為普通數(shù)控機(jī)床和特種加工數(shù)控機(jī)床。 1、普通數(shù)控機(jī)床 如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、車削中心等各種普通數(shù)控機(jī)床，其加工原理是用切削刀具對(duì)零件進(jìn)行切削加工。 2、特種加工數(shù)控機(jī)床 如線切割數(shù)控機(jī)床，對(duì)硬度很高的工件進(jìn)行切割加工；如電火花成型加

24、工數(shù)控機(jī)床，采用電火花原理對(duì)工件的形腔進(jìn)行加工。項(xiàng)目一（二）按數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡分類 數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡主要有三種形式：點(diǎn)位控制運(yùn)動(dòng)、直線控制運(yùn)動(dòng)和連續(xù)控制運(yùn)動(dòng)。1、點(diǎn)位控制運(yùn)動(dòng) 點(diǎn)位控制運(yùn)動(dòng)指刀具相對(duì)工件的點(diǎn)定位，一般對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡無特殊要求，為提高生產(chǎn)效率和保證定位精度，機(jī)床設(shè)定快速進(jìn)給，臨近終點(diǎn)時(shí)自動(dòng)降速，從而減少運(yùn)動(dòng)部件因慣性而引起的定位誤差。2、直線控制運(yùn)動(dòng) 直線控制運(yùn)動(dòng)指刀具或工作臺(tái)以給定的速度按直線運(yùn)動(dòng)。3、連續(xù)控制運(yùn)動(dòng) 連續(xù)控制運(yùn)動(dòng)也稱為輪廓控制運(yùn)動(dòng)，指刀具或工作臺(tái)按工件的輪廓軌跡運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為任意方向的直線、圓弧、拋物線或其它函數(shù)關(guān)系的曲線。這種數(shù)控系統(tǒng)有一個(gè)軌跡插補(bǔ)器，根據(jù)運(yùn)

25、動(dòng)軌跡和速度精確計(jì)算并控制各個(gè)伺服電機(jī)沿軌跡運(yùn)動(dòng)。項(xiàng)目一（三）按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類 由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖或電壓信號(hào)，通過伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類有三種形式：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 1、開環(huán)控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)，無位置測(cè)量元件，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算，輸出指令脈沖控制步進(jìn)電機(jī)工作，如圖1.1.11所示，這種控制方式對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不檢測(cè)，無反饋控制信號(hào)，因此稱之為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備成本低，調(diào)試方便，操作簡單，但控制精度低，工作速度受到步進(jìn)電機(jī)的限制。項(xiàng)目一 2、閉環(huán)控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)絕大多數(shù)采用伺服電

26、機(jī)，有位置測(cè)量元件和位置比較電路。 如圖1.1.12所示，測(cè)量元件安裝在工作臺(tái)上，測(cè)出工作臺(tái)的實(shí)際位移值反饋給數(shù)控裝置。位置比較電路將測(cè)量元件反饋的工作臺(tái)實(shí)際位移值與指令的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作，直至到達(dá)實(shí)際位置，誤差值消除，此稱之為閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高，但要求機(jī)床的剛性好，對(duì)機(jī)床的加工、裝配要求高，調(diào)試較復(fù)雜，而且設(shè)備的成本高。項(xiàng)目一3、半閉環(huán)控制系統(tǒng) 如圖1.1.13所示這種控制系統(tǒng)的位置測(cè)量元件不是測(cè)量工作臺(tái)的實(shí)際位置，而是測(cè)量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，經(jīng)過推算得出工作臺(tái)位移值，反饋至位置比較電路,與指令中的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作。這種用推

27、算方法間接測(cè)量工作臺(tái)位移，不能補(bǔ)償數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)鏈零件的誤差，因此稱之為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)試比閉環(huán)控制系統(tǒng)容易，設(shè)備的成本介于開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)之間。項(xiàng)目一（四）按所用數(shù)控裝置類型分類 1、硬件式數(shù)控機(jī)床（NC機(jī)床） 組成：晶體管和集成電路 特點(diǎn)：通用性、靈活性差，制造周期長、成本高 2、軟件式數(shù)控機(jī)床（CNC機(jī)床） 組成：采用小型或微型計(jì)算機(jī)，加上通用或?qū)Ｓ么笠?guī)模集成電路 特點(diǎn)：高柔性項(xiàng)目一（五）按加工方式分類1、金屬切削類數(shù)控機(jī)床1）數(shù)控車床（NC Lathe）。 2）數(shù)控銑床（NC Milling Machine）。 3）加工中心（Machine

28、Center）。 4）數(shù)控鉆床（NC Drilling Machine）。 5）數(shù)控鏜床（NC Boring Machine）。 6）數(shù)控齒輪加工機(jī)床（NC Gear Holing Machine）。 7）數(shù)控平面磨床（ NC Surface Grinding Machine）。2、金屬成型類數(shù)控機(jī)床3、數(shù)控特種加工機(jī)床1）數(shù)控電火花加工機(jī)床（NC Die sinking Electric Discharge Machine）。2）數(shù)控線切割機(jī)床（NC Wire Electric Discharge Machine）。3）數(shù)控激光加工機(jī)床（NC Laser Beam Machine）。4）其它

29、類型數(shù)控機(jī)床（六）按功能方式分類高、中、低檔三類經(jīng)濟(jì)型數(shù)控：在我國指由單板機(jī)、單片機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成數(shù)控系統(tǒng)和其它功能簡單、價(jià)格低的數(shù)控系統(tǒng)。項(xiàng)目一任務(wù)二 數(shù)控銑床及加工中心基本工作原理任務(wù)導(dǎo)入： 數(shù)控銑床及加工中心是怎么工作的，有什么組成？一、數(shù)控機(jī)床的工作原理 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要按照零件圖的工藝要求，將零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，也就是將刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、加工過程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、切削液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編寫成數(shù)控程序，然后通過介質(zhì)或機(jī)床面板手動(dòng)輸入到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后

30、發(fā)出各種控制命令來驅(qū)動(dòng)機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使各坐標(biāo)軸、主軸及相關(guān)的輔助動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)完成零件的加工。 數(shù)控機(jī)床零件加工的步驟： 1、分析零件圖，確定加工方案，用規(guī)定代碼編程； 2、輸入數(shù)控裝置； 3、數(shù)控裝置對(duì)程序進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)運(yùn)算，向機(jī)床各伺服機(jī)構(gòu)和輔助控制裝置發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)引加工零件。項(xiàng)目一二、數(shù)控機(jī)床的組成1、程序載體 程序包括加工零件所需的全部信息和刀具相對(duì)工件的位移信息。 載體穿孔紙帶、磁帶、磁盤（軟盤、硬盤、內(nèi)存RAM）。2、輸入裝置 作用：將程序載體內(nèi)有關(guān)加工的信息讀入CNC裝置。 穿孔紙帶光電閱讀機(jī) 磁帶錄放機(jī) 磁盤驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)卡 MDI手

31、動(dòng)輸入3、CNC裝置 作用：接收輸入裝置輸入的加工信息，完成數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷、輸入輸出控制等功能。4、伺服系統(tǒng) 作用：將數(shù)控裝置發(fā)來的各種動(dòng)作指令，轉(zhuǎn)化成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。5、位置反饋系統(tǒng)6、機(jī)床本體（1）主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) （2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) （3）輔助部分（液壓、氣動(dòng)、冷卻、潤滑）項(xiàng)目一任務(wù)三 數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系的確定任務(wù)導(dǎo)入： CNC銑床及加工中心坐標(biāo)系的規(guī)定？消除CNC銑床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的差別的方法？一、數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系統(tǒng) 數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系按我國JB3051-82標(biāo)準(zhǔn)制定，與ISO841等效。其中規(guī)定原則如下：刀具相對(duì)靜止工件而運(yùn)動(dòng)的原則。1、數(shù)控銑床及加工中心坐

32、標(biāo)系的規(guī)定。 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決定。 笛卡兒坐標(biāo)系只表明了六個(gè)坐標(biāo)之間的關(guān)系，而對(duì)于數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)方向的判斷則有如下規(guī)定： 原則一：刀具相對(duì)于靜止的工件坐標(biāo)而運(yùn)動(dòng)： 原則二：坐標(biāo)正方向判斷順序先Z后X再Y。 在數(shù)控機(jī)床上，機(jī)床的動(dòng)作是由數(shù)控裝置來控制的，為了確定數(shù)控機(jī)床上的成形運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)，必須先確定機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的位移和運(yùn)動(dòng)的方向，這就需要通過坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)坐標(biāo)系被稱之為機(jī)床坐標(biāo)系。 項(xiàng)目一 在銑床上，有機(jī)床的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)以及垂向運(yùn)動(dòng)。在數(shù)控加工中就應(yīng)該用機(jī)床坐標(biāo)系來描述。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床坐標(biāo)系中X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系決

33、定：（1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90。則大拇指代表X坐標(biāo)，食指代表Y坐標(biāo)，中指代表Z坐標(biāo)。 （2）大拇指的指向?yàn)閄坐標(biāo)的正方向，食指的指向?yàn)閅坐標(biāo)的正方向，中指的指向?yàn)閆坐標(biāo)的正方向。（3）圍繞X、Y、Z坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)分別用A、B、C表示，根據(jù)右手螺旋定則，大拇指的指向?yàn)閄、Y、Z坐標(biāo)中任意軸的正向，則其余四指的旋轉(zhuǎn)方向即為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的正向。項(xiàng)目一2、數(shù)控銑床及加工中心坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方向的規(guī)定（1）z軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)規(guī)定與主軸線平行的坐標(biāo)軸為z坐標(biāo)（z軸），并取刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)檎较颉?（2）x軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)x軸規(guī)定為水平平行于工件裝夾表面。 （3）y軸坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)y坐標(biāo)軸

34、垂直于x、z坐標(biāo)軸。當(dāng)x軸、z軸確定之后，按笛卡兒直角坐標(biāo)系右手定則法判斷，y軸方向就惟一地被確定了。根主軸時(shí)，則選取一個(gè)垂直于工件裝夾表面的主軸為z軸（如龍門銑床）。 （4）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A、B和C旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用A、B和C表示，規(guī)定其分別為繞x、y和z軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。A、B和C的正方向，相應(yīng)地表示在x、y和z坐標(biāo)軸的正方向上，按右手螺旋前進(jìn)方向。項(xiàng)目一3、數(shù)控銑床及加工中心機(jī)械原點(diǎn)及工作坐標(biāo)系（1）機(jī)械原點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也稱機(jī)械原點(diǎn)、參考點(diǎn)或零點(diǎn)。 而機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)是三維面的交點(diǎn)，無法直接感覺和測(cè)量，只有通過各坐標(biāo)軸的零點(diǎn)，做相應(yīng)的平行切面，這些切面的交點(diǎn)，即為機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)（機(jī)械原點(diǎn)），這個(gè)原點(diǎn)

35、是機(jī)床一經(jīng)設(shè)計(jì)和制造出來，就已經(jīng)確定下來的。（2）工作坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系） 編程時(shí)一般選擇工件上的某一點(diǎn)作為程序原點(diǎn)，并以這個(gè)原點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立一個(gè)新的坐標(biāo)系，這個(gè)新的坐標(biāo)系就是工作坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）。 編程原點(diǎn)選擇原則：原則1：編程原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。原則2：盡量選擇便于對(duì)刀的位置。 項(xiàng)目一工作坐標(biāo)系的設(shè)定： 方法一 ：在機(jī)床坐標(biāo)系中直接設(shè)定加工原點(diǎn)。 編程原點(diǎn)設(shè)置在工件軸心線與工件底端面的交點(diǎn)上。 方法二：通過刀具起始點(diǎn)來設(shè)定加工坐標(biāo)系。 加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)可設(shè)定在相對(duì)于刀具起始點(diǎn)的某一符合加工要求的空間點(diǎn)上。（3）工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系 機(jī)床坐標(biāo)系是

36、機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制的參考基準(zhǔn)。而工件坐標(biāo)系是編程時(shí)的參考基準(zhǔn)；機(jī)床坐標(biāo)系建立在機(jī)床上，是固定的物理點(diǎn)。而工件坐標(biāo)系是建立在工件上，是根據(jù)編程習(xí)慣位置可變的。在加工時(shí)通過對(duì)刀手段確定工件原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)的位置關(guān)系，將工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系建立固聯(lián)關(guān)系。項(xiàng)目一任務(wù)一 數(shù)控銑床及加工中心數(shù)控系統(tǒng)的介紹 任務(wù)二 數(shù)控銑床及加工中心機(jī)床面板操作 項(xiàng)目二數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ)數(shù)銑及加工中心編程項(xiàng)目二 數(shù)控銑床及加工中心編程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的：1、學(xué)習(xí)并掌握數(shù)控銑床及加工中心數(shù)控系統(tǒng)；2、熟練掌握數(shù)控銑床及加工中心操作面板的使用。技能要求：1、熟悉數(shù)控銑床及加工中心數(shù)控系統(tǒng)介紹；2、掌握數(shù)控銑床及加工中心操作面板的使

37、用。項(xiàng)目二任務(wù)一 數(shù)控銑床及加工中心數(shù)控系統(tǒng)的介紹任務(wù)導(dǎo)入： CNC銑床及加工中心有哪些系統(tǒng)？1、FANUC（法那科）數(shù)控系統(tǒng) FANUC數(shù)控系統(tǒng)由日本富士通公司研制開發(fā)。系統(tǒng)操作界面如圖2.1.1所示。項(xiàng)目二項(xiàng)目二圖2.1.1 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)操作界面（1）編輯鍵介紹 替代鍵。用輸入的數(shù)據(jù)替代光標(biāo)所在的數(shù)據(jù)。 刪除鍵。刪除光標(biāo)所在的數(shù)據(jù)；或者刪除一個(gè)數(shù)控程序或者刪除全部數(shù)控程序。 插入鍵。把輸入域之中的數(shù)據(jù)插入到當(dāng)前光標(biāo)之后的位置。 修改鍵。消除輸入域內(nèi)的數(shù)據(jù)。 回撤換行鍵。結(jié)束一行程序的輸入并且換行。 上檔鍵。 數(shù)控程序顯示與編輯頁面。 位置顯示頁面。位置顯示有三種方式，用PAGE

38、按鈕選擇。 參數(shù)輸入頁面。按第一次進(jìn)入坐標(biāo)系設(shè)置頁面，按第二次進(jìn)入刀具補(bǔ)償參數(shù)頁面進(jìn)入不同的頁面以后，用PAGE 按鈕切換。 復(fù)位鍵。 向上翻頁。 向下翻頁。 向上移動(dòng)光標(biāo)。 向下移動(dòng)光標(biāo)。 向左移動(dòng)光標(biāo)。 向右d移動(dòng)光標(biāo)。 輸入鍵。把輸入域內(nèi)的數(shù)據(jù)輸入?yún)?shù)頁面或者輸入一個(gè)外部的數(shù)控程序。項(xiàng)目二（2）機(jī)床操作按鈕介紹 AUTO：自動(dòng)加工模式。 EDIT：編輯模式。 MDI：手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入。 INC： 增量進(jìn)給。 HND：手輪模式移動(dòng)機(jī)床。 JOG：手動(dòng)模式，手動(dòng)連續(xù)移動(dòng)機(jī)床。 DNC：用232電纜線連接PC機(jī)和數(shù)控機(jī)床 ，選擇程序傳輸加工。 REF：回參考點(diǎn) 。 程序運(yùn)行開始；模式選擇旋鈕在“A

39、UTO”和“MDI”位置時(shí)按下有效，其余時(shí)間按下無效。 程序主軸正轉(zhuǎn) 手動(dòng)主軸反轉(zhuǎn) 手動(dòng)停止主軸運(yùn)行停止；在程序運(yùn)行中，按下此按鈕停止程序運(yùn)行。 手動(dòng)項(xiàng)目二項(xiàng)目二項(xiàng)目二2、SIMEMENS（西門子）數(shù)控系統(tǒng) SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)由德國西門子公司研制開發(fā)。系統(tǒng)操作界面如圖2.1.2所示。項(xiàng)目二項(xiàng)目二3、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng) 目前，常用于銑床的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有北京凱恩地?cái)?shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、北京航天數(shù)控系統(tǒng)等。系統(tǒng)操作如圖2.1.3所示。4、其他數(shù)控系統(tǒng) 除了以上三類主流數(shù)控系統(tǒng)外，國內(nèi)使用較多的數(shù)控系統(tǒng)還有： 日本三菱數(shù)控系統(tǒng) 法國施耐德數(shù)控系統(tǒng) 西班牙的法格數(shù)控系統(tǒng) 美國的A-B數(shù)控系統(tǒng)。項(xiàng)目二任務(wù)

40、二 數(shù)控銑床及加工中心機(jī)床面板操作任務(wù)導(dǎo)入： 在生產(chǎn)過程中，控制數(shù)控銑床及加工中心的數(shù)控系統(tǒng)品牌很多，采用不同品牌的數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控銑/加工中心的操作面板也各不相同，本課題僅介紹常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)操作。一、認(rèn)識(shí)FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)面板各按鍵及功能 FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)面板主要由三部分組成，即CRT顯示屏、編輯面板及操作面板。 FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)CRT顯示屏及按鍵 FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)CRT顯示屏及按鍵分布見圖2.2.1。項(xiàng)目二 圖2.2.1 FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)CRT顯示屏 CRT顯

41、示屏下方的軟鍵，其功能是可變的。在不同的方式下，軟鍵功能依據(jù)CRT畫面最下方顯示的軟鍵功能提示。如圖2.2.2所示。項(xiàng)目二FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)編輯面板按鍵FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)編輯面板如圖2.2.3所示，其各按鍵名稱及用途見表2-2-1、2-2-2所示。項(xiàng)目二項(xiàng)目二項(xiàng)目二二、掌握FANUC 0i Mate-MC數(shù)控系統(tǒng)常用的幾項(xiàng)基本操作1、開機(jī)操作 打開機(jī)床總電源按系統(tǒng)電源開鍵，直至CRT顯示屏出現(xiàn)“NOT READY”提示后旋開急停旋鈕，當(dāng)“NOT READY”提示消失后，開機(jī)成功。注意：在開機(jī)前，應(yīng)先檢查機(jī)床潤滑油是否充足，電源柜門是否關(guān)好，操作面板各

42、按鍵是否處于正常位置，否則將可能影響機(jī)床正常開機(jī)。機(jī)床回零操作 將操作模式旋鈕旋至回零模式將快速倍率旋鈕旋至最大倍率100%依次按+Z、+X、+Y軸進(jìn)給方向鍵（必須先按+Z，確保回零時(shí)不會(huì)使刀具撞上工件），待CRT顯示屏中各軸機(jī)械坐標(biāo)值均為零時(shí)（如圖2.2.4a），回零操作成功。項(xiàng)目二機(jī)床回零操作應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）、當(dāng)機(jī)床工作臺(tái)或主軸當(dāng)前位置接近機(jī)床零點(diǎn)或處于超程狀態(tài)時(shí)，此時(shí)應(yīng)采用手動(dòng)模式，將機(jī)床工作臺(tái)或主軸移至各軸行程中間位置，否則無法完成回零操作。 （2）、機(jī)床正在執(zhí)行回零動(dòng)作時(shí)，不允許旋動(dòng)操作模式旋鈕，否則回零操作失敗。（3）、回零操作做完后將操作模式旋鈕旋至手動(dòng)模式依次按住各軸選擇

43、鍵-X、-Y、-Z，給機(jī)床回退一段約100mm左右的距離（如圖2.2.4b所示）3、關(guān)機(jī)操作（1）按下急停旋鈕按系統(tǒng)電源關(guān)鍵關(guān)閉機(jī)床總電源，關(guān)機(jī)成功。注意：關(guān)機(jī)后應(yīng)立即進(jìn)行加工現(xiàn)場(chǎng)及機(jī)床的清理與保養(yǎng)。4、手動(dòng)模式操作 操作模式旋鈕旋至手動(dòng)模式分別按住各軸選擇鍵+Z、+X、+Y、-X、-Y、-Z即可使機(jī)床向“鍵名”的軸和方向連續(xù)進(jìn)給，若同時(shí)按快速移動(dòng)鍵，則可快速進(jìn)給通過調(diào)節(jié)進(jìn)給倍率旋鈕、快速倍率旋鈕，可控制進(jìn)給、快速進(jìn)給移動(dòng)的快慢。項(xiàng)目二5、手輪模式操作 操作模式旋鈕旋至手輪模式通過手輪上的軸向選擇旋鈕可選擇軸向運(yùn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪脈沖器，軸正移，反之，則軸負(fù)移通過選擇脈動(dòng)量1、10、100（分別

44、是0.001、0.01、0.1 毫米/格）來確定進(jìn)給快慢,手輪構(gòu)造見圖2.2.5。項(xiàng)目二6、手動(dòng)數(shù)據(jù)模式（MDI模式） 將操作模式旋鈕旋至MDI模式按編輯面板上的程序鍵，選擇程序屏幕按下對(duì)應(yīng)CRT顯示區(qū)的軟鍵【（MDI）】，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加入程序號(hào)O0000用通常的程序編輯操作編制一個(gè)要執(zhí)行的程序,在程序段的結(jié)尾不能加M30（在程序執(zhí)行完畢后，光標(biāo)將停留在最后一個(gè)程序段）。如圖2.2.6a中所示輸入若干段程序，將光標(biāo)移到程序首句，按循環(huán)啟動(dòng)鍵即可運(yùn)行。 若只需在MDI輸入運(yùn)行主軸轉(zhuǎn)動(dòng)等單段程序，只需在程序號(hào)O0000后輸入所需運(yùn)行的單段程序光標(biāo)位置停在末尾（如圖中2.2.6b所示），按循環(huán)啟動(dòng)鍵循

45、環(huán)啟動(dòng)鍵即可運(yùn)行。 要?jiǎng)h除在MDI方式中編制的程序可輸入地址O0000，然后按下MDI面板上的刪除鍵或直接按復(fù)位鍵。項(xiàng)目二7、程序編輯操作 創(chuàng)建新程序： 將程序保護(hù)鎖調(diào)到開啟狀態(tài)將操作模式旋鈕旋至編輯模式按程序鍵按下軟鍵【（LIB）】進(jìn)入列表頁面（如圖2.2.7a所示）按地址鍵O，輸入一個(gè)系統(tǒng)中尚未建立的程序號(hào)（如圖2.2.7a所示O1）按插入鍵，創(chuàng)建完成(如圖2.2.7b所示窗口)。項(xiàng)目二8、打開程序 將程序保護(hù)鎖調(diào)到開啟狀態(tài)將操作模式旋鈕旋至編輯模式按程序鍵，按下軟鍵【（LIB）】（如圖2.2.8a所示CRT顯示區(qū)即將所有建立過的程序列出）按地址鍵O，輸入程序號(hào)2（必須是系統(tǒng)已經(jīng)建立過的程

46、序號(hào)）按向下方向鍵，打開完成（如圖2.2.8 b）。項(xiàng)目二9、程序的字錄入和修改 創(chuàng)建或進(jìn)入一個(gè)新的程序應(yīng)用替換鍵、刪除鍵、插入鍵、取消鍵等完成對(duì)程序的錄入和修改，在每個(gè)程序段尾按分段鍵完成一段。 如圖2.2.9a)所示在程序編輯模式編輯程序O2，將光標(biāo)在G17處輸入G18，按下替換鍵則程序編輯結(jié)果為圖2.2.9b)所示，此時(shí)光標(biāo)在G18處。按 刪除鍵則程序編輯結(jié)果為圖2.2.9c)所示，此時(shí)光標(biāo)在G40處。 如圖2.2.9d所示輸入G17按插入鍵則程序編輯結(jié)果為圖2.2.9e)所示，取消鍵的功用是取消前面錄入的一個(gè)字符。項(xiàng)目二10、程序編輯的字檢索 在編輯模式中打開某個(gè)程序輸入要檢索的字，例

47、如：X37向上檢索按下向上方向鍵向下檢索按下向下方向鍵，光標(biāo)即停在字符X37位置。注意：在檢索程序的檢索方向必須存在所檢索的字符，否則系統(tǒng)將報(bào)警。11、程序的復(fù)制 拷貝一個(gè)完整的程序：將操作模式旋鈕旋至編輯模式按程序鍵按軟鍵【（操作）】按軟件擴(kuò)展鍵按軟鍵【（EX-EDT）】按軟鍵【（COPY）】按軟鍵【（ALL）】輸入新的程序名（只輸數(shù)字部分）并按輸入鍵按軟鍵【（EXEC）】。拷貝程序的一部分：將操作模式旋鈕旋至編輯模式按程序鍵按軟鍵【（操作）】按軟件擴(kuò)展鍵按軟件【（EX-EDT）】按軟鍵【（COPY）】將光標(biāo)移動(dòng)到要拷貝范圍的開頭，按軟鍵【（CRSR）】將光標(biāo)移動(dòng)到要拷貝范圍的末尾，按軟鍵【

48、（CRSR）】 或【（BTTM）】(如按【（BTTM）】則不管光標(biāo)的位置直到程序結(jié)束的程序都將被拷貝)輸入新的程序名（只輸數(shù)字部分）并按輸入鍵按軟件【（EXEC）】。項(xiàng)目二12、程序的刪除 刪除一個(gè)完整的程序：將操作模式旋鈕旋至編輯模式按下軟鍵【（LIB）】（如圖2.2.10a所示）按程序鍵鍵入地址鍵O鍵入要?jiǎng)h除的程序號(hào)（如圖2.2.10a中鍵入O1）按刪除鍵，刪除完成(結(jié)果如圖2.2.10b中所示)。刪除內(nèi)存中的所有程序：將操作模式旋鈕旋至編輯模式按下軟鍵【（LIB）】按程序鍵鍵入地址鍵O鍵入-9999按刪除鍵，刪除完成。 刪除指定范圍內(nèi)的多個(gè)程序：將操作模式旋鈕旋至編輯模式按下軟鍵【（LI

49、B）】按按程序鍵輸入OXXXX,OYYYY(XXXX代表將要?jiǎng)h除程序的起始程序號(hào)，YYYY代表將要?jiǎng)h除程序的終止程序號(hào))按刪除鍵即刪除從No xxxx-No yyyy之間的程序。項(xiàng)目二13、刀具補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定操作 按刀偏設(shè)定鍵按軟鍵【（補(bǔ)正）】，出現(xiàn)如圖2-12所示畫面按光標(biāo)移動(dòng)鍵，將光標(biāo)移至需要設(shè)定刀補(bǔ)的相應(yīng)位置（如圖2.2.11a光標(biāo)停在D01位置）輸入補(bǔ)償量（如圖2.2.11a輸入刀補(bǔ)值6.1）按輸入鍵（結(jié)果如圖2.2.11b所示）。項(xiàng)目二14、空運(yùn)行操作 在自動(dòng)運(yùn)行加工程序之前,需先對(duì)加工程序進(jìn)行檢查。檢查可以采用機(jī)床鎖住運(yùn)行（該方式只能檢查程序的語法錯(cuò)誤，檢查不出NC數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，因此很少

50、用到該功能）及空運(yùn)行操作。 空運(yùn)行操作中通過觀察刀具的加工路徑及其模擬軌跡，發(fā)現(xiàn)程序中存在的問題。空運(yùn)行的進(jìn)給是快速的，所以空運(yùn)行操作前要實(shí)行刀具長度補(bǔ)償。即將工件坐標(biāo)系在Z軸方向抬高才能安全進(jìn)行空運(yùn)行操作，否則會(huì)以G00進(jìn)給速度銑削，從而導(dǎo)致撞刀等事故！項(xiàng)目二操作步驟：（1）抬刀及設(shè)置刀具補(bǔ)償 按下刀偏設(shè)定鍵按軟鍵【（坐標(biāo)系）】，進(jìn)入如圖2.2.12a所示頁面確認(rèn)光標(biāo)停在番號(hào)00的Z坐標(biāo)位置。輸入50，再按輸入鍵（如圖2.2.12b所示頁面）即將工件坐標(biāo)系在Z軸方向抬高50mm設(shè)置好刀具半徑補(bǔ)償參數(shù)。項(xiàng)目二（2）啟動(dòng)程序空運(yùn)行 按前面講解的操作打開某個(gè)內(nèi)存中的程序按復(fù)位鍵使確認(rèn)光標(biāo)在程序首的

51、位置將操作模式旋鈕旋至自動(dòng)模式按空運(yùn)行鍵（如圖2.2.13所示）。調(diào)整進(jìn)給倍率到2%10%，按循環(huán)啟動(dòng)鍵，當(dāng)程序執(zhí)行過了Z軸的定位后，可將進(jìn)給倍率恢復(fù)到120%。項(xiàng)目二15、檢查程序 我們可以通過觀察刀具的加工路徑及其模擬軌跡（按圖形畫面顯示鍵進(jìn)入“圖形顯示”頁面按下軟件【（參數(shù)）】，在該頁面中設(shè)置圖形顯示的參數(shù)，設(shè)置好顯示參數(shù)后按下軟件【（圖形）】即可進(jìn)入加工程序模擬圖形顯示頁面。），觀察程序的路徑、程序是否正確。如有錯(cuò)誤則反復(fù)修改、運(yùn)行，直至路徑、程序正確。16、自動(dòng)運(yùn)行操作（1）撤消空運(yùn)行：按空運(yùn)行鍵確認(rèn)空運(yùn)行指示燈滅。（2）撤銷抬刀及設(shè)置刀具補(bǔ)償 按下刀偏設(shè)定鍵按軟鍵【（坐標(biāo)系）】，進(jìn)

52、入如圖2-12所示頁面。確定光標(biāo)停在番號(hào)00的Z坐標(biāo)位置輸入0，再按輸入鍵將工件坐標(biāo)系在Z軸方向抬高值撤銷設(shè)置好刀具半徑補(bǔ)償參數(shù)。（3）啟動(dòng)程序自動(dòng)運(yùn)行 按前面講解的操作打開某個(gè)內(nèi)存中的程序并使確認(rèn)光標(biāo)在程序首的位置將操作模式旋鈕旋至自動(dòng)模式按軟鍵【（檢視）】（如圖214所示，在此頁面可以觀察程序運(yùn)行時(shí)的各軸移動(dòng)剩余量、當(dāng)前刀號(hào)、當(dāng)前轉(zhuǎn)速等信息）按下循環(huán)啟動(dòng)鍵（在自動(dòng)運(yùn)行前按下單段執(zhí)行按鍵、選擇停止鍵、跳段執(zhí)行鍵等可在自動(dòng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。）。 程序運(yùn)行過程中將主軸背率旋鈕和進(jìn)給倍率旋鈕調(diào)至適當(dāng)值，保證加工正常（在程序第一次運(yùn)行時(shí)，Z軸的進(jìn)給一定要逐步減慢，確保發(fā)現(xiàn)下刀不對(duì)時(shí)可及時(shí)停止

53、）。注：在加工中如遇突發(fā)事件，應(yīng)立即按下急停按鈕！項(xiàng)目二項(xiàng)目三 數(shù)控加工任務(wù)一 數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ) 任務(wù)二 數(shù)銑及加工中心的加工工藝特點(diǎn) 工藝數(shù)銑及加工中心編程項(xiàng)目三 數(shù)控加工工藝學(xué)習(xí)目的： 1、學(xué)習(xí)并掌握數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)。 2、理解數(shù)銑及加工中心的加工工藝特點(diǎn)。技能要求： 1、理解數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)。 2、掌握數(shù)銑及加工中心的加工工藝特點(diǎn)。項(xiàng)目三任務(wù)一 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)任務(wù)導(dǎo)入： 數(shù)控機(jī)床有很高的加工精度，能夠獲得良好的加工質(zhì)量，但是如果數(shù)控工藝考慮不周和計(jì)算與編程時(shí)粗心大意，任然會(huì)產(chǎn)生加工失誤工件報(bào)廢，因此加工中要求編程人員必須具備較扎實(shí)的工藝基本知識(shí)和較豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。一、數(shù)控加工

54、工藝的特點(diǎn) 1、數(shù)控加工的工藝內(nèi)容明確且具體 進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)，數(shù)控機(jī)床接受數(shù)控系統(tǒng)的指令，完成各種運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加工要求。因此，在編制加工程序之前，需要對(duì)影響加工過程的各種工藝因素，如切削用量、進(jìn)給路線、刀具的幾何形狀，甚至工步的劃分與安排等一一作出定量描述，對(duì)每一個(gè)問題都要給出確切的答案和選擇，而不能像用通用機(jī)床加工那樣，在大多數(shù)情況下，許多具體的工藝問題是由操作工人依據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定的。也就是說，本來由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時(shí)調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時(shí)就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先具體設(shè)計(jì)和明確安排的內(nèi)容。項(xiàng)目三2、數(shù)控加工的工藝要求相當(dāng)準(zhǔn)確而且嚴(yán)密 數(shù)控

55、加工不能像通用機(jī)床加工那樣，可以對(duì)加工過程中初相的問題由操作者根據(jù)情況自由地進(jìn)行調(diào)整。比如加工內(nèi)螺紋，在普通機(jī)床上操作時(shí)可以隨時(shí)根據(jù)孔中是否擠滿了切屑而決定是否需要退一下刀或先清理一下切屑；而數(shù)控機(jī)床并不知道孔中是否擠滿了切屑以及何時(shí)需要退一次刀以待清除切屑后再進(jìn)行加工。因此，在數(shù)控機(jī)床的工藝設(shè)計(jì)中必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，做到萬無一失。在實(shí)際工作中，一個(gè)字符、一個(gè)小數(shù)點(diǎn)或一個(gè)逗號(hào)的差錯(cuò)都有可能釀成重大機(jī)床事故和質(zhì)量事故。 根據(jù)大量加工實(shí)力分析，數(shù)控工藝考慮不周和計(jì)算與編程時(shí)粗心大意是造成數(shù)控加工失誤的主要原因。因此，要求編程人員除必須具備較扎實(shí)的工藝基本知識(shí)和較豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)外，還

56、必須具有耐心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。3、數(shù)控加工的工序相對(duì)集中 一般來說，在普通機(jī)床上是根據(jù)機(jī)床的種類進(jìn)行單工序加工，而在數(shù)控機(jī)床上往往是在工件的一次裝夾中完成鉆、擴(kuò)、鉸、銑、鏜、攻螺紋等多工序的加工。這種“多序合一”的現(xiàn)象也屬于“工序集中”的范疇，極端情況下，在一臺(tái)加工中心上可以完成工件的全部加工內(nèi)容。項(xiàng)目三二、數(shù)控銑削加工工藝主要內(nèi)容 概括起來數(shù)控銑削加工工藝主要包括如下內(nèi)容： 1、選擇適合在數(shù)控銑床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。 數(shù)控機(jī)床相對(duì)于普通機(jī)床有其自身的特點(diǎn)，并非所有的零件都適合在數(shù)控機(jī)床上加工，在考慮產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、加工成本等因素的前提下，根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，按零件對(duì)數(shù)控加工的工藝

57、適應(yīng)性將零件區(qū)分為以下幾類。 1）優(yōu)先類：結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，加工精度要求高，普通加工設(shè)備無法加工或雖能加工但加工質(zhì)量很難保證的零件；用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線曲面輪廓零件；加工中心難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒形零件；工序易于集中的零件。 2）適應(yīng)類：在普通機(jī)床上加工時(shí)易受人為因素干擾，零件價(jià)值又高，一旦質(zhì)量失控便造成重大經(jīng)濟(jì)損失的零件；在普通機(jī)床上加工必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件；需要多次更改設(shè)計(jì)才能定型的零件；在普通機(jī)床上加工需要長時(shí)間調(diào)整的零件；普通機(jī)床上加工生產(chǎn)效率很低勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件。 3）不宜類：生產(chǎn)批量大的零件；裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件。 項(xiàng)

58、目三2、制訂零件的數(shù)控銑削加工工藝時(shí)，應(yīng)該考慮，數(shù)控銑床的工藝范圍比普通銑床寬，但其價(jià)格較普通銑床高得多，因此，選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時(shí)，應(yīng)從實(shí)際需要和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面考慮。3、分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，確定零件的加工方案，制定數(shù)控銑削加工工藝路線。如：劃分工序、安排加工順序，處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。4、數(shù)控銑削加工工序的制定，如選取零件的定位基準(zhǔn)，夾具方案的確定、劃分工步、選取刀輔具、確定切削用量等。5、調(diào)整數(shù)控銑削加工工序的程序，選取對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，確定刀具補(bǔ)償，確定加工路線。6、處理數(shù)控銑床上的部分工藝指令。項(xiàng)目三三、機(jī)械加工工藝過程及組成1、生產(chǎn)過程 機(jī)械產(chǎn)品制造

59、時(shí)，由原材料到該機(jī)械產(chǎn)品出廠的全部勞動(dòng)過程稱為機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。2、工藝過程 在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程稱為工藝過程，如毛坯的制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等。而在工藝過程中，用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為合格零件的那部分工藝過程稱為機(jī)械加工工藝過程。數(shù)控加工過流程如圖3.1.1所示。項(xiàng)目三項(xiàng)目三圖3.1.1 工藝過程（1）工序 機(jī)械加工工藝過程一般由一個(gè)或若干個(gè)工序組成。而工序又可分為安裝、工位、工步和進(jìn)給，它們按一定順序排列，逐步改變毛坯的形狀、尺寸和材料的性能，使之成為合格的零件。 工序是指一個(gè)(或一組)工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)(如一臺(tái)

60、設(shè)備)對(duì)一個(gè)(或同時(shí)對(duì)幾個(gè))工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工序是工藝過程的基本單元，劃分工序的主要依據(jù)是零件加工過程中工作地點(diǎn)(設(shè)備)是否變動(dòng)，以及該工序的工藝過程是否連續(xù)。 1）安裝 機(jī)械加工中，使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。 2）工位 為了減少工件的安裝次數(shù)，在大批量生產(chǎn)時(shí)，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個(gè)不同位置進(jìn)行加工。工件在一次安裝下相對(duì)于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個(gè)加工位置所完成的那部分工藝過程稱為工位。圖3.1.2所示為一種用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在次安裝中順次完成裝卸工件、鉆