【正文】 ....................................................................... 30 第四章 數(shù)控加工程序 ........................................................................................ 31 2 公司簡介 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 ....................................... 31 公司數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品特點 ...................................................... 32 工件程序 ............................................................................................... 35 本章小結(jié) .............................................................................................. 39 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 第五章 Pre/ENGINEER 數(shù)控加工仿真 ............................................................. 40 區(qū)域車削加工仿真 ................................................................................ 40 區(qū)域車削加工簡介 ..................................................................... 40 區(qū)域車削加工 ............................................................................. 41 1 建 NC 加工文件 ............................................................................... 41 2 建制造模型 ....................................................................................... 43 3 域車削加工操作設(shè)置 ....................................................................... 45 4 區(qū)域車削 NC 加工序列 ................................................................... 46 5 刀具 路徑的演示與檢測 ................................................................... 50 本章小結(jié) .............................................................................................. 52 參考文獻 .............................................................................................................. 53 附 錄 .................................................................................................................. 54 ............................................................................................................................ 57 致 謝 .................................................................................................................. 58 1 第一章 數(shù)控加工及發(fā)展 數(shù)字控制機床（ Numerically Controlled Machine Tool）簡稱數(shù)控（ NC），是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術(shù)，使用數(shù)字信息實現(xiàn)自動控制機床運動的一種方法。 國際信息聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機床做了如下定義： 數(shù)控機床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼或其它符號編碼指令規(guī)定程序。定義 中的控制系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)控機床的組成 數(shù)控機床是機電一體化的典型產(chǎn)品，是集機床、計算機、電動機及拖動、動控制、檢測等技術(shù)為一體的自動化設(shè)備。數(shù)控機床的基本組成包括控制介質(zhì)數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、反饋裝置及機床本體，見圖 11. 圖 11 數(shù)控機床組成 2 數(shù)控機床的工作過程 圖 12 數(shù)控機床的工作過程 數(shù)控機床的工作過程如圖 1— 2 所示。首先根據(jù)被加工零件的圖樣，將工件的形狀、尺寸及技術(shù)要求等，采用手工或計算機按運動順序和所用數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編 成加工程序單，并將這些程序代碼存儲在 U 盤等信息載體上（或直接用鍵盤輸入），然后經(jīng)輸入裝置，讀出信息并送入數(shù)字控制裝置。數(shù)控裝置就依照輸入的數(shù)控指令進行一系列的處理和運算，變成脈沖信號，并將其輸入驅(qū)動裝置，帶動機床傳動機構(gòu)，機床工作部件有次序地按要求的程序自動進行工作，加工出圖樣要求的零件。 數(shù)控機床經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其規(guī)格、型號繁多，品種已達數(shù)數(shù)千種，結(jié)構(gòu)和功能也各具特色。從不同的技術(shù)或經(jīng)濟指標(biāo)出發(fā)，可對數(shù)控機床進行不同的分類，如按機床的工藝用途、控制運動的軌跡、伺服系統(tǒng)的 類型、控制的坐標(biāo)軸數(shù)及機床數(shù)控系統(tǒng)的性能價格比等都可進行分類。由于國內(nèi)、外尚無統(tǒng)一的分類方法，以下僅著重介紹國內(nèi)常用的幾種分類。 開環(huán)控制數(shù)控機床 這類機床不帶位置檢測反饋裝置，通常用步進電機作為執(zhí)行機構(gòu)。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的運算，發(fā)出脈沖指令，使步進電機轉(zhuǎn)過一個步距角，再通過機械傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換為工作臺的直線移動，移動部件的移動速度和位移量由輸入脈沖的頻率和脈沖個數(shù)所決定。如圖 1— 6 所示。 3 圖 1— 6 開環(huán)控制系統(tǒng)框圖 半閉環(huán)控制數(shù)控機床 在電機的端頭或絲杠的端頭安裝檢測元 件（如感應(yīng)同步器或光電編碼器等），通過檢測其轉(zhuǎn)角來間接檢測移動部件的位移，然后反饋到數(shù)控系統(tǒng)中。由于大部分機械傳動環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此可獲得較穩(wěn)定的控制特性。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數(shù)控機床，但調(diào)試比較方便，因而被廣泛采用。如圖 1—7 所示。 圖 1— 7 半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 閉環(huán)控制數(shù)控機床 這類數(shù)控機床帶有位置檢測反饋裝置，其位置檢測反饋裝置采用直線位移檢測元件，直接安裝在機床的移動部件上，將測量結(jié)果直接反饋到數(shù)控裝置中，通過反饋可消除從電動機到機床移動部件整個機械傳動鏈中的 傳動誤差，最終實現(xiàn)精確定位。如圖 1— 8 所示。 4 圖 1— 8 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 數(shù)控機床的特點及應(yīng)用 數(shù)控機床的特點 數(shù)控機床與普通機床的區(qū)別 數(shù)控機床與普通機床最顯著的區(qū)別是當(dāng)對象（工件）改變時，數(shù)控機床只需改變加工程序（應(yīng)用軟件），不需要對機床做較大的調(diào)整，即能加工出各種不同的工件。 （ 1）數(shù)控機床具有手動與自動兩種操作功能。 （ 2）數(shù)控機床一般具有 CRT 屏幕顯示功能。 （ 3）數(shù)控機床主傳動和進給傳動采用直流或交流無極調(diào)速伺服電動機。 （ 4）數(shù)控機床一般具有工件測量系統(tǒng)。 數(shù)控機床的特點 （ 1）加工精度高。 數(shù)控機床是由精密機械和自動化控制系統(tǒng)組成的，所以其傳動系統(tǒng)與機床結(jié)構(gòu)都有較高的精度、剛度、熱穩(wěn)定性及動態(tài)敏感度。目前數(shù)控機床的刀具或工作臺最小移動量（脈沖當(dāng)量）普遍達到了 ㎜，中、小型數(shù)控機床定位精度普遍可達 ㎜，重復(fù)定位精度可達 ㎜。 （ 2）生產(chǎn)效率高。 加工零件所需時間包括機動時間和輔助時間兩部分。數(shù)控機床能有效地減少這兩部分時間。在數(shù)控加工中心上加工時，一臺機床能實現(xiàn)多道工序的連續(xù)加工，生產(chǎn)效率的提高更加明顯。 （ 3）減輕勞動強度、改善 勞動條件和勞動環(huán)境。 （ 4）能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。 數(shù)控機床加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，是生產(chǎn)成本進一步下降。 （ 5）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。 5 數(shù)控機床適用于與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，通過計算機遠(yuǎn)程控制，為計算機輔助設(shè)計、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ)，實現(xiàn)生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。但是。利用數(shù)控機床生產(chǎn)加工，初期設(shè)備投資大，維修費用高，對管理及操作人員的專業(yè)技術(shù)素質(zhì)要求較高。因此，應(yīng)合理地選擇及使用數(shù)控機床，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和競爭力。 數(shù)控機床的應(yīng)用范圍 數(shù)控機床的技術(shù)含量要求高、生產(chǎn)成本高，使用和維修都有一定 難度，若從性價比考慮，數(shù)控機床一般要考慮下列加工情況。 零件批量 在多品種、小批量零件的生產(chǎn)中優(yōu)先考慮使用數(shù)控機床。 加工零件的輪廓要求高 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求高或必須用數(shù)字方法決定的復(fù)雜曲線、曲面輪廓的零件加工多以數(shù)控機床為主。 試制階段 在產(chǎn)品需要頻繁改型或試制階段，數(shù)控機床可以隨時適應(yīng)產(chǎn)品的變化。 關(guān)鍵零件 價格昂貴，不允許報廢的關(guān)鍵零件可以由數(shù)控加工來保證。 周期短 對于需要最小生產(chǎn)周期的急需零件，數(shù)控機床可以縮短加工時間。 多工序零件 需進行多工序聯(lián)合加工的零件，如需要進行 鉆、擴、鉸、攻螺紋及銑削等的箱體、殼體零件，多以數(shù)控加工中心來完成。 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，主要依賴于在加工中執(zhí)行加工任務(wù)并保證加工精度的數(shù)控機床及其負(fù)責(zé)指揮、監(jiān)督并控制加工準(zhǔn)確進行的數(shù)控系統(tǒng)的共同發(fā)展，它在一定程度上反映出一個國家自動化水平的高低。 數(shù)控機床的發(fā)展 1948 年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出計算機控制機床的設(shè)想。 1949 年，該公司在美國麻省理工學(xué) 院（ MIT）伺服機構(gòu)研究室的協(xié)助下，開始數(shù)控機床研究，并于 1952 年試制成功第一臺由 6 大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，不久即開始正式生產(chǎn)，于 1957 年正式投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過程中的一個重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時代的開始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時代的意義和深遠(yuǎn)的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達國家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究和發(fā)展。 當(dāng)時的數(shù)控裝置采用電子管元件，體積龐大，價格昂貴，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來加工復(fù)雜型面零件； 1959 年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進入了第二代，體積縮小，成本有所下降； 1960 年以后，較為簡單和經(jīng)濟的點位控制數(shù)控鉆床，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展，使數(shù)控機床在機械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣。我國于 1958 年開始研制數(shù)控機床，成功試制出配有電子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床， 1965 年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。 1965 年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 60 年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算 機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)（簡稱 DNC），又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱 CNC） ,使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。 1974 年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置（簡稱 MNC），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴大了一倍，而體積則縮小為原來的 1/20，價格降低了 3/4，可靠性也得到極大的提高。80 年代初，隨著計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上 ；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。 數(shù)控編程的發(fā)展 為了解決數(shù)控加工中的程序編制問題， 50 年代， MIT 設(shè)計了一種專門用于機械零件數(shù)控加工程序編制的語言，稱為 APT（ Automatically Programmed Tool）。其后， APT 幾經(jīng)發(fā)展，形成了諸如 APTII、 APTIII（立體切削用）、 APT（算法改進，增加多坐標(biāo)曲面加工編程功能）、 APTAC（ Advanced contouring） (增加切削數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) )和