數控加工編程技術目錄/CONENTS數控機床概述數控車床編程與應用數控銑床編程與應用

數控加工中心編程與應用01020304數控機床概述項目一任務1.1任務1.1

數控機床認知任務1.1作為裝備制造類專業的學生,需要了解數控機床的產生及未來發展趨勢,對標企業，緊跟行業發展方向,了解行業最前沿的知識,認識到數控機床在現代制造中的重要性。任務目標任務描述1.了解數控機床的產生及發展歷程；2.能夠簡述我國數控機床發展歷程和未來發展趨勢；3.認識數控機床在現代制造業中的重要性。任務資訊問題1：什么是數控機床、數控編程任務1.1數控(numericalcontrol，NC)是數字控制的簡稱,數控技術是利用數字化信息對機械械運動及加工過程進行控制的一種方法。數控機床:用數控技術控制的機床稱為數控機床。數控編程:將被加工零件的工藝過程、工藝參數、運動要求以數字指令形式(數控語言)記錄在介質上,并輸人數控系統。數控加工:泛指在數控機床上進行零件加工的工藝過程。任務資訊問題2：為什么會產生數控機床任務1.1

隨著社會生產和科學技術的不斷進步,各類工業新產品層出不窮。機械制造產業作為國民工業的基礎,其產品更是日趨精密復雜,特別是在宇航、航海、軍事等領域所需的機械零件,精度要求更高、形狀更為復雜且往往批量較小,加工這類產品需要經常改裝或調整設備。普通機床或專業化程度高的自動化機床顯然無法適應這些要求。同時,隨著市場競爭的日益加劇,企業生產也迫切需要進一步提高其生產效率,提高產品質量并降低生產成本。一種新型的生產設備--數控機床就應運而生了。帕森斯公司與麻省理工學院伺服機構實驗室(ServoMechanismLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology)合作,于1952年成功試制世界上第一臺數控機床試驗性樣機。1959年,美國克耐·杜列克公司(Keaney&Trecker)首次成功開發了加工中心(machiningcenter)。任務資訊問題3：數控機床歷史歷程及發展現狀是怎樣的?任務1.1

第1代數控機床：1952

1959

年

,采用電子管元件構成的專用數控裝置(NC),如

圖所示

。任務1.1

第2代數控機床：從1959

年開始,

采用晶體管電路的

NC

系統

,

如圖所示

。任務1.1

第3代數控機床:從1965年開始,采用小、中規模集成電路的NC系統，如圖所示。任務1.1

第4代數控機床:

從1970年開始,采用大規模集成電路的小型通用電子計算機控制的NC系統(CNC),如圖所示。任務1.1

第5代數控機床:

從1974年開始,采用微型計算機控制的NC系統(MNC),如圖所示。任務1.1

第6代數控機床:

從20世紀80年代開始,進入開放式、網絡化和軟件化數控階段,如圖所示。任務1.1

第7代數控機床:

從2010年后，融合智能傳感、物聯網/工業互聯網、大數據、云計算、人工智能、數字孿生和賽博物理系統的智能數控裝置及智能機床逐漸走向成熟,如圖所示。任務資訊問題5：我國數控機床發展歷程及發展現狀是怎樣的?任務1.1

1958年第一臺國產數控機床研制成功,由此開始了數控機床的發展歷程(見圖),這個歷程可劃分為:初始發展階段、持續攻關和產業化發展階段、高速發展和轉型升級階段。任務1.1任務拓展簡述我國數控機床發展情況PART01簡述目前我國數控機床技術水平和國外先進技術仍存在差距的原因。PART02任務1.2任務1.2

數控編程基礎認知任務1.2

在編制數控加工程序前，應首先了解程序編制的主要工作內容,程序編制的工作步驟、每一步應遵循的原則、數控機床的坐標系統等。上述內容都是編制數控加工程序的重要基礎,應當熟練掌握。任務目標任務描述1.掌握數控編程中的基本術語，如數控機床、數控系統、程序、代碼、工件坐標系等；2.了解數控加工的基本過程和數控編程的內容；3.學習數控機床坐標系統,建立數控加工立體空間。任務資訊問題1：數控程序編制的內容及步驟是什么?任務1.2

編制數控加工程序是使用數控機床的一項重要工作,理想的數控程序不僅能夠保證加工出符合零件圖樣要求的合格零件,還應使數控機床的功能得到合理的應用與充分的發揮,使數控機床能夠安全、高效地工作。數控程序編制的內容及步驟:數控編程是指從零件圖樣到獲得數控加工程序的全部工作過程,如圖所示。任務資訊問題2：什么是數控機床的坐標系?任務1.2在數控機床上加工工件,刀具與工件的相對運動是以數字形式體現的,因此必須建立相應的坐標系,才能明確刀具與工件的相對位置。為了保證數控機床正確運動,保持工作的一致性,簡化程序的編制方法,并使所編程序具有互換性,IS0標準和我國國家標準都規定了數控機床坐標軸及其運動方向。在數控機床上,機床的動作由數控裝置控制,為了確定數控機床上的成形運動和輔助運動,必須先確定機床上運動的位移和方向,這就需要通過坐標系實現,這個坐標系稱為機床坐標系。任務資訊問題3：機床坐標軸用什么表示,相互的關系是怎樣的?(1)基本坐標軸國標規定直線進給坐標軸用x、Y2表示通常稱為基本坐標軸(2)右手直角笛卡兒法則--xy坐標軸的相互關系符合右手直角笛卡兒法則。如圖所示,右手的大拇指、食指和中指保持相互垂直,大拇指的指向為x軸的正方向,食指指向y軸的正方向,中指指向z軸的正方向。右手笛卡爾坐標系(3)圍繞x、y、軸旋轉的圓周進給坐標軸分別用a、b、c表示,根據右手螺旋定則,分別以大拇指的指向為+x、+y、+z方向,其余四指則分別指向+a、+6、+c軸的旋轉方向,如圖1-2-2(b)(c)所示。任務資訊問題4：如何確定機床坐標軸運動方向？(1)通常把傳遞切削力的主軸定為z軸。對于工件旋轉的機床(如車床、磨床等),工件轉動的軸為z軸;對于刀具旋轉的機床(如鏜床、銑床、鉆床等),刀具轉動的軸為z軸,如圖1-2-3和圖1-2-4所示。z軸的正方向取刀具遠離工件的方向。（2）在工件的徑向上,且平行于橫向滑座,刀具遠離工件旋轉中心的方向為x軸的正向;對于刀具旋轉的機床(如銑床、鏜床、鉆床等),若z軸是垂直的,面對刀具主軸向立柱看時,x軸正向指向右;若z軸是水平的,當從主軸向工件看時,x軸正向指向右。（3）當x軸與z軸確定之后,y軸垂直于x軸和z軸,其方向可按右手直角笛卡兒法則確定。任務資訊問題5：什么是機床原點與機床參考點？

機床原點又稱機械原點,是機床坐標系的原點。該點是機床上一個固定的點,其位置是由機床設計和制造單位確定的,通常不允許用戶改變。機床原點是工件坐標系、機床參考點的基準點,也是制造和調整機床的基礎。

數控車床的機床原點一般設在卡盤后端面的中心,有的設在進給行程的終點。數控銑床的機床原點,各生產廠不一致,有的設在機床工作臺的中心,有的設在進給行程的終點。

機床參考點是用于對機床工作臺、滑板與刀具相對運動的測量系統進行標定和控制的點,是機床坐標系中一個固定不變的位置點。機床參考點已由機床制造廠測定后輸入數控系統,用戶不得更改。一般數控車床、數控銑床的機床原點和機床參考點位置如圖所示,也有些數控機床的機床原點與機床參考點重合。任務資訊問題6：什么工件坐標系與工件原點？

工件坐標系是由編程人員根據零件圖樣及加工工藝,以零件上某一固定點為原點建立的坐標系,又稱編程坐標系或工件坐標系。工件坐標系的原點稱為工件原點或編程原點。

在數控車床上加工工件時,工件原點一般設在主軸中心線與工件右端面(或左端面)的交點處,如圖所示。數控車床工件原點設置

數控銑床上加工工件時,工件原點一般設在進刀方向一側工件外輪廓表面的某個角上或對稱中心上,z軸的編程原點通常選