【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 FANUC數(shù)控系統(tǒng)零件的加工方法與編程 姓 名 : 戴 榮 華 學(xué) 號(hào)： 0612205160 專(zhuān) 業(yè) : 數(shù) 控 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)： 06大專(zhuān)數(shù)控設(shè)備班 導(dǎo)師姓名 : 卞 洪 元 2022 年 11 月 15 日 2 摘 要 論文首先簡(jiǎn)單的介紹數(shù)控機(jī)床的概述、機(jī)床的組成，機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)其次，論文分析了零件的組成表面粗糙度，尺寸精度分析，編制了工藝卡和零件的加工程序。 最后，論文對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、發(fā)展加工工藝的分析刀具編程。 3 目 錄 摘 要 ............................................................. 2 目 錄 .............................................................. 3 第一章前言 ........................................................ 4 .............................................. 4 .............................................. 6 ................................................ 8 ........................................ 8 第二章零件加工分析 ................................................ 9 .......................................................... 9 ............................................... 10 ............................................... 10 ........................................... 11 第三章 FANVC 系統(tǒng)設(shè)備與編程 ....................................... 16 .......................................... 16 ........................................... 22 ....................................... 24 211 ............................................. 26 ............................................... 27 第四章總結(jié) ....................................................... 30 參考文獻(xiàn) ......................................................... 31 4 第一章前言 本課題研究的意義 1． 數(shù)控機(jī)床的概述 數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)字化信息處理實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)控制的一門(mén)技術(shù)。采用數(shù)字化信息處理控制的機(jī)床，稱(chēng)為數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的組成 輸入裝置的作用是將記錄在信息載體上的數(shù)控加工程序讀入數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器。目前廣泛應(yīng)用的輸入方 式是利用數(shù)控機(jī)床上的通訊接口通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于簡(jiǎn)單的數(shù)控加工程序可采用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式，利用數(shù)控系統(tǒng)控制面板上的輸入鍵直接將零件的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器。 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心。其主要作用是對(duì)輸入的零件加工程序的命令進(jìn)行信息處理后，輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（如伺服系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、 PLC等），完成零件加工程序所要求的工作。數(shù)控系統(tǒng)有硬件和軟件組成。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)普遍采用通用計(jì)算機(jī)其主要硬件部分，包括 CPU、存儲(chǔ)器、系統(tǒng)總線和輸入輸出接口等 。軟件部分主要是主控制系統(tǒng)軟件，其控制方式有數(shù)據(jù)運(yùn)算處理控制和時(shí)序邏輯控制兩大類(lèi)，主控制器內(nèi)的插補(bǔ)運(yùn)算模塊根據(jù)讀入的零件加工程序，通過(guò)譯碼、編譯等信息處理后，進(jìn)行相應(yīng)的軌跡插補(bǔ)運(yùn)算，并通過(guò)與其相應(yīng)的各坐標(biāo)伺服系統(tǒng)位置、速度反饋信號(hào)比較，進(jìn)而控制機(jī)床的各坐標(biāo)軸的移動(dòng)。時(shí)序邏輯控制主要由可編程控制器 PLC完成，它根據(jù)機(jī)床加工過(guò)程中的各個(gè)動(dòng)作要求進(jìn)行協(xié)調(diào)，按各檢測(cè)進(jìn)行邏輯判斷，從而控制機(jī)床有條不紊地按序工作。 可編程邏輯控制系統(tǒng)主要功能是接受可編程控制器 PLC 輸出的主軸變速和換向，啟動(dòng)或停 止，刀具選擇或更換，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位和緊鎖，工件夾緊或松夾，切削液的開(kāi)啟或關(guān)閉等輔助操作信號(hào)。經(jīng)功率放大后直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行元件，完成數(shù)控加工自動(dòng)操作。 5 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用是接受來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)的位置控制信息，撿起轉(zhuǎn)換成相應(yīng)坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和精確定位運(yùn)動(dòng)，完成數(shù)控機(jī)床最后的控制環(huán)節(jié)，因此，其伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性將直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面加工質(zhì)量。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸伺服和進(jìn)給伺服兩個(gè)單元。主軸伺服單元截水溝來(lái)自 PLC的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速指令，進(jìn)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)給伺服單元在每個(gè) 插補(bǔ)周期內(nèi)接受數(shù)控系統(tǒng)的位移指令，經(jīng)過(guò)功率放大后驅(qū)動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)完成速度控制和反饋控制。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行器件有功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。 位置檢測(cè)系統(tǒng)的作用是通過(guò)傳感器檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角位移或數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的直線位移，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)中的位置比較環(huán)節(jié)對(duì)控制位移量與實(shí)際位移量進(jìn)行比較，根據(jù)比較的差值調(diào)整控制信號(hào)，提高控制精度。 機(jī)床主體指的是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，是實(shí)現(xiàn)零件加工的執(zhí)行部件。它主要由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部 件、支撐件、特殊裝置、刀具和輔助裝置等組成。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分與普通機(jī)床相似，但傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和變速系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，在精度、剛度、抗振性等方面要求較高，因而采取了一些特殊結(jié)構(gòu)，如滾珠絲杠副，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副等。 數(shù)控機(jī)床（車(chē)床）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 在大批量生產(chǎn)條件下，采用機(jī)械加工自動(dòng)化可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。大批量生產(chǎn)中加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)是工藝過(guò)程的嚴(yán)格性，從而可以建立自動(dòng)流水線。對(duì)于小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，由于生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品品種的變換頻繁，批量小，加工方法的區(qū)別大，因此實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化存在相當(dāng)?shù)碾y度，不能采用大批量生產(chǎn)的 剛性自動(dòng)化方式。因此，大力發(fā)展柔性制造技術(shù)成為機(jī)械加工自動(dòng)化必然出路。 柔性制造技術(shù)實(shí)際上是由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造技術(shù)，包含計(jì)算機(jī)數(shù)控的單臺(tái)加工設(shè)備和各種規(guī)模的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。所以數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的重要設(shè)備。與其它加工設(shè)備相比，數(shù)控機(jī)床具有如下特點(diǎn)： 1）適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件或小批量復(fù)雜工件 在數(shù)控機(jī)床上改變加工工 6 件時(shí)，只需要重新編制新工件的加工程序，更換新的穿孔帶或用手動(dòng)方式輸入工件程序，就能實(shí)現(xiàn)新工件加工。數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí)，只需要簡(jiǎn)單的夾具，所以改變加工工件后 ,也不需要制造特別的工夾具， 更不需要新重調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床特別適合單件、小批量及試制產(chǎn)品的工件加工。 2）加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍可達(dá) ，傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)都具有很高的剛度熱穩(wěn)定性，工件加工精度高，進(jìn)給系統(tǒng)采用消除間隙措施，并對(duì)反向間隙與絲杠螺距誤差等由數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，所以加工精度高。特別是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床加工完全是自動(dòng)進(jìn)行的，這就消除了操作者人為產(chǎn)生的誤差，使同一批工件的尺寸一致性好，加工質(zhì)量十分穩(wěn)定。 3）生產(chǎn)率高 工件加工所需時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間。數(shù)控機(jī)床能有效減少這兩 部分時(shí)間。數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)速范圍大，機(jī)床剛性好，快速移動(dòng)和停止采用了加速、減速措施，因而既能提高空行程運(yùn)動(dòng)速度，又能保證定位精度，有效地降低加工時(shí)間。 數(shù)控機(jī)床更換工件時(shí)，不需要調(diào)整機(jī)床。同一批工件加工質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)需停機(jī)檢驗(yàn)，故輔助時(shí)間大大縮短。特別是使用自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控加工中心機(jī)床，可以在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)多工序加工，生產(chǎn)效率的提高更加明顯。 4)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件 數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)進(jìn)行的，工件加工過(guò)程不需要人的干預(yù)，加工完畢后自動(dòng)停車(chē)，這就使工人勞動(dòng)條件大為改善。 5）良好的經(jīng)濟(jì)效益 雖然數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的設(shè)備費(fèi)用較大，但是使用數(shù)控機(jī)床可節(jié)省許多其它費(fèi)用。例如，工件加工前不用劃線工序，工件安裝、調(diào)整、加工和檢驗(yàn)所花費(fèi)的時(shí)間少，特別是不要設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用工件夾具，加工精度穩(wěn)定，廢品率低，減少了調(diào)度環(huán)節(jié)等，所以總體成本下降，可獲得良好經(jīng)濟(jì)效益。 6）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，特別是數(shù)控機(jī)床上使用計(jì)算機(jī)控制，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造以及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)算機(jī)管理與控制奠定了基礎(chǔ)。 本課題目前的現(xiàn)狀 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 近年 來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的 7 各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)械正逐漸被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)械所代替。目前國(guó)外機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到 85%以上，而我國(guó)的機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率不足 20%，隨著我國(guó)機(jī)制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機(jī)床的使用、維修、維護(hù)人員在全國(guó)各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣