第一章概述數(shù)控加工工藝及編程第一代:1952年,美國(guó)麻省理工學(xué)院研制,電子管控制的第一臺(tái)三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的銑床；第二代:1959年,出現(xiàn)了晶體管控制的“加工中心”；1.1數(shù)控加工技術(shù)概況

第四代:1967年以計(jì)算機(jī)作為控制單元的數(shù)控制系統(tǒng).

第五代:1970年,美國(guó)英特爾開(kāi)發(fā)使用了微處理器,進(jìn)入計(jì)算機(jī)數(shù)控即是CNC。第三代:1965年,出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步的提高；以上三代數(shù)控系統(tǒng)都是采用專用控制硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng),稱為普通數(shù)控系統(tǒng),即NC系統(tǒng).1.2數(shù)控加工的特點(diǎn)

與普通機(jī)床加工相比，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：1.自動(dòng)化程度高；2.具有加工復(fù)雜形狀零件的能力；3.生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短；4.加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定；5.生產(chǎn)效率高；6.易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)；工藝分析數(shù)控加工程序工序卡零件圖機(jī)床加工零件產(chǎn)品通用機(jī)床的加工工藝分析數(shù)控加工程序工序卡零件圖程序設(shè)計(jì)數(shù)控裝置(穿孔紙帶等)(伺服系統(tǒng))機(jī)床加工零件產(chǎn)品介質(zhì)輸入手動(dòng)輸入微機(jī)編程輸入1.3數(shù)控機(jī)床的加工原理工藝分析數(shù)控加工程序工序卡傳統(tǒng)加工數(shù)控加工零件圖程序設(shè)計(jì)數(shù)控裝置(穿孔紙帶等)(伺服系統(tǒng))機(jī)床加工零件產(chǎn)品介質(zhì)輸入手動(dòng)輸入微機(jī)直接輸入插補(bǔ)原理與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)1.插補(bǔ)的概念:采用小段直線或圓弧擬合理想輪廓線。2.插補(bǔ)方法逐點(diǎn)插補(bǔ)法：代數(shù)運(yùn)算法、醉步法數(shù)字積分法時(shí)間分割法逐點(diǎn)插補(bǔ)法的四個(gè)步驟1.偏差判別；2.坐標(biāo)進(jìn)給；3.偏差計(jì)算；4.終點(diǎn)判別。(1)直線插補(bǔ)原理(偏差Fn≥0在線上)(2)圓弧插補(bǔ)原理(Fn≥0在圓上)(3)逐點(diǎn)比較法的象限處理直線插補(bǔ)：四個(gè)象限有四組計(jì)算公式；順時(shí)針圓弧插補(bǔ)：四個(gè)象限有四組計(jì)算公式；逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)：四個(gè)象限有四組計(jì)算公式；插補(bǔ)原理——軌跡控制原理。1.4數(shù)控加工的主要應(yīng)用對(duì)象（1）形狀復(fù)雜、加工精度高或用數(shù)學(xué)方法定義的復(fù)雜曲線、曲面。（2）公差帶小、互換性高、要求精確復(fù)制的零件。（3）用通用機(jī)床加工調(diào)整、制造復(fù)雜的零件。（4）高價(jià)值的零件。（5）小批量生產(chǎn)的零件。（6）需要鉆、鏜、絞、攻螺紋、銑聯(lián)合加工的零件。1.5數(shù)控控編程程技術(shù)術(shù)1.5.1程程序序編制制的內(nèi)內(nèi)容：：（1））分析析工件件零件件圖，，確定定工藝藝過(guò)程程（確確定加加工方案、、選擇擇合適適的機(jī)機(jī)床、、刀具具、夾夾具；；確定定走刀刀路線及切切削用用量））。（2））數(shù)學(xué)學(xué)處理理。（3））編寫寫程序序單。。（4））制作作程序序介質(zhì)質(zhì)、輸輸入程程序。。（5））程序序校驗(yàn)驗(yàn)和試試切。。下下下1.5.2程程序序編制制的方方法：：手工工編程程、自自動(dòng)編編程1.手手工編編程：：適合合于工工件形形狀不不復(fù)雜雜、計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、、程序段段不長(zhǎng)長(zhǎng)的點(diǎn)點(diǎn)位加加工及及平面面輪廓廓加工工場(chǎng)合合。手工編編程是是自動(dòng)動(dòng)編程程的基基礎(chǔ)。。手工編編程過(guò)過(guò)程：：零件圖圖樣確定工工藝過(guò)過(guò)程數(shù)學(xué)處處理編寫加加工程程序單單制備控控制介介質(zhì)程序效效驗(yàn)和和首件件試切切數(shù)控機(jī)機(jī)床修改2.自自動(dòng)編編程:借助助編程程軟件件用計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)輔助助生成成加工工程序序。(適用于于工件件形狀狀復(fù)雜雜、編編程工工作量量大、、不具具備刀刀具半徑自自動(dòng)補(bǔ)補(bǔ)償功功能的的機(jī)床床或聯(lián)聯(lián)動(dòng)軸軸數(shù)超超過(guò)兩兩軸以以上的的加工編程程場(chǎng)合合)1.5.3數(shù)數(shù)控控編程程技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展概概況1.5.4技技術(shù)術(shù)現(xiàn)狀狀與趨趨勢(shì)1.6數(shù)控控技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展趨趨勢(shì)1.6.2數(shù)數(shù)控控機(jī)床床的發(fā)發(fā)展趨趨勢(shì)1.6.1數(shù)數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)發(fā)展趨趨勢(shì)本章重重點(diǎn)與與難點(diǎn)點(diǎn)：重點(diǎn)：數(shù)控加工的特點(diǎn)；數(shù)控加工機(jī)床的工作原理；自動(dòng)編程、手動(dòng)編程的特點(diǎn)。完1.2數(shù)控機(jī)機(jī)床的的組成成控制介介質(zhì)：：人際際聯(lián)系系(人人機(jī)對(duì)對(duì)話)的中中間媒媒介物物———穿孔紙帶帶、穿穿孔卡卡片、、磁帶帶、磁磁盤等等。控制裝裝置：：接受受加工工信息息經(jīng)系系統(tǒng)軟軟件或或邏輯輯電路路進(jìn)行行譯碼、、運(yùn)算算和邏邏輯處處理后后，發(fā)發(fā)出相相應(yīng)的的脈沖沖給伺伺服系系統(tǒng)。。伺服系系統(tǒng)：：將來(lái)來(lái)自數(shù)數(shù)控裝裝置的的脈沖沖信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)換換為機(jī)機(jī)床移移部件的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)(按按數(shù)控控程序序預(yù)定定要求求的動(dòng)動(dòng)作)。反饋裝裝置：：檢測(cè)測(cè)數(shù)控控機(jī)床床坐標(biāo)標(biāo)軸的的實(shí)際際移動(dòng)動(dòng)速度度和位位移，并并將信信息反反饋到到數(shù)控控裝置置或伺伺服驅(qū)驅(qū)動(dòng)中中構(gòu)成成閉環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)。機(jī)床本本體：：1.3數(shù)數(shù)控控機(jī)床床的控控制對(duì)對(duì)象1.主主運(yùn)動(dòng)動(dòng)控制制：機(jī)機(jī)床主主軸的的正、、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的自自動(dòng)換換擋及及無(wú)極調(diào)速速。2.進(jìn)給運(yùn)運(yùn)動(dòng)控控制:數(shù)控機(jī)機(jī)床的的主要要控制制功能能。3.輸輸入/輸出出(I/o)控控制:對(duì)機(jī)機(jī)床的的各種種狀態(tài)態(tài)進(jìn)行行控制制(主軸軸的運(yùn)運(yùn)動(dòng)狀狀態(tài)、、冷卻卻和潤(rùn)潤(rùn)滑裝裝置運(yùn)運(yùn)動(dòng)狀狀態(tài)、、刀具具自動(dòng)交換換、工工件的的夾緊緊與松松開(kāi)、、工作作臺(tái)的的轉(zhuǎn)位位等)。1.6數(shù)數(shù)控控機(jī)床床的分分類金屬切切削類類數(shù)控控機(jī)床床：數(shù)數(shù)控車車(銑銑.刨刨.磨磨.鉆鉆.鏜鏜等)金屬成成形類類數(shù)控控機(jī)床床：數(shù)數(shù)控折折彎(彎管管.成成形等等)數(shù)控特特種加加工機(jī)機(jī)床：：數(shù)控控線切切割(電火火花等等)按用途途分其他類類數(shù)控控機(jī)床床：數(shù)數(shù)控三三坐標(biāo)標(biāo)測(cè)量量機(jī).雕刻刻機(jī)等等點(diǎn)位控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床：：數(shù)控控鏜(鉆.沖.點(diǎn)焊焊)圖圖1—3直線控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床：：簡(jiǎn)易易數(shù)控控車(鏜等等)圖圖1—4輪廓控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床：：數(shù)控控車(銑.磨等等)圖圖1—5按運(yùn)動(dòng)動(dòng)方式分分按控制制原理分分開(kāi)環(huán)控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床：：無(wú)反反饋裝裝置(圖1—9)閉環(huán)控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床：：檢測(cè)測(cè)實(shí)際際位移移(圖圖1——10)半閉環(huán)環(huán)控制制數(shù)控控機(jī)床床：檢檢測(cè)伺伺服轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角(圖1—11)按數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)類型型分：：經(jīng)濟(jì)濟(jì)型系系統(tǒng)、、普及及型系系統(tǒng)、、高檔檔系統(tǒng)統(tǒng)、PC開(kāi)開(kāi)放系系統(tǒng)。。下下下點(diǎn)位控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床三軸聯(lián)聯(lián)動(dòng)數(shù)數(shù)控銑銑機(jī)床床輪廓控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床五軸聯(lián)聯(lián)動(dòng)數(shù)數(shù)控銑銑機(jī)床床下直線控控制數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床指令脈沖驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)機(jī)床工作臺(tái)（1））開(kāi)環(huán)環(huán)數(shù)控機(jī)床床（3））半閉閉環(huán)控制數(shù)數(shù)控機(jī)床床指令值+角位移反饋速度反饋位置比較電路速度控制電路伺服電機(jī)機(jī)床工作臺(tái)（2））閉環(huán)環(huán)控制制數(shù)控機(jī)機(jī)床指令值+角位移反饋速度反饋位置比較電路速度控制電路伺服電機(jī)機(jī)床工作臺(tái)下小型計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)（1970年年）、、微處處理器器或微微型計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)（1974年年）和和基于于PC-NC的的智能能數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)（90年年代后后）。。這種種數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)又稱稱為軟軟線數(shù)數(shù)控，，即計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)數(shù)控控系統(tǒng)統(tǒng)，簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱CNC（ComputerNumericalControl））PC————可編編程序序控制制器。電子管管（1952年年）、、晶體體管和和印刷刷電路路板（（1960年））、小小規(guī)模模集成成電路路（1965年年）、、前三三代數(shù)數(shù)控系系統(tǒng)是是屬于于采用用專用用控制制計(jì)算算機(jī)的的硬邏邏輯（（硬線線）數(shù)數(shù)控系系