第六章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)(已修改)
2025-01-06 09:40 本頁(yè)面
【正文】 第六章 數(shù)控加工編程基礎(chǔ) 概述 常見的數(shù)控系統(tǒng) 后置處理及 DNC 數(shù)控編程系統(tǒng)概念 刀位計(jì)算基本原理 數(shù)控編程系統(tǒng)應(yīng)用的策略 概述 CAM系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程 數(shù)控加工編程是 CAD/CAM系統(tǒng)中的重要模塊之一。由CAD系統(tǒng)所生成的產(chǎn)品以及數(shù)字模型與制造工藝有關(guān)的產(chǎn)品信息在 CAM系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的應(yīng)用模型，設(shè)計(jì)與制造所用模型的唯一性保證了產(chǎn)品的精確定義與制造；應(yīng)用 CAM系統(tǒng)，產(chǎn)品制造工程師可以在 產(chǎn)品的零件模型上完成全部加工過(guò)程的模擬，選擇優(yōu)化的加工方法，并通過(guò)對(duì)刀具軌跡的驗(yàn)證以確認(rèn)加工的正確性、工藝性、以及可靠性，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)與制造的完整過(guò)程；數(shù)控加工編程系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)縮短產(chǎn)品的制造周期，減少生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，尤其是對(duì)于批量小、變化快、復(fù)雜程度大和精度要求高的產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢(shì)。 CAM技術(shù)的起源于 1950年數(shù)控機(jī)床的研究。起初通過(guò)手工穿孔紙帶進(jìn)行編程加工，用于編程的數(shù)控碼（ NC Code）主要是在兩個(gè)二維坐標(biāo)系統(tǒng)上的一些少量控制指令以及主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的控制指令。與計(jì)算機(jī)機(jī)器語(yǔ)言非常相近，將其改進(jìn)為近似匯編語(yǔ)言的數(shù)控語(yǔ)言。 在此領(lǐng)域的初步發(fā)展中，最重要的進(jìn)展是 APT語(yǔ)言（ AUTOMATiC rogramming Tool）及其處理器與后置處理器（ Post Processor）的研制成果。語(yǔ)言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其處理器可以完成二維和三維的刀具軌跡計(jì)算和插值運(yùn)算。 70年代初期，出現(xiàn)了一系列的 CAD／ CAM集成系統(tǒng)，用戶可以通過(guò)交互系統(tǒng)直觀地、方便地檢查刀具軌跡的生成情況。圖形可以縮放、旋轉(zhuǎn)，刀具軌跡可以修改（ Modify）或者修剪（ Triming）。 CAM系統(tǒng)的基本組成 目前系統(tǒng)的應(yīng)用大致也可以分為幾種類型 ： (1) CAD/CAM系統(tǒng)完全獨(dú)立； (2) CAD/CAM系統(tǒng)與單個(gè)數(shù)控機(jī)床或若干臺(tái)機(jī)床以一定的控制網(wǎng)絡(luò)相互連接。 通常將這種直接把數(shù)控信息傳送給數(shù)控裝置的方式稱之為 DNC（ Direct Numerical Control）。 (3) CAD/CAM系統(tǒng)通過(guò)一定的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相互連接。 CAM系統(tǒng)從用途上分類一般有 ： (1)二軸至二軸半的切削加工，主要是二維加工并階段性沿第三軸擴(kuò)展； (2)三軸以上的切削加工主要是曲面加工，曲面雕刻加工； (3)電火花加工 EDN（包括 2軸以上）； (4)線切割加工（ Wire Cut）； (5)板金加工（ FabriCation），包括沖裁（ Punch）、排樣優(yōu)化（ Nest）以及分段沖裁（ Nib－ bling）； (6)等離子加工（ Plasma）以及激光加工（ Laser）。 按刀具的運(yùn)動(dòng)方式劃分類型有 ： (1)點(diǎn)到點(diǎn)加工（ Poin To Point），孔加工； (2)線加工，包括直線、平面曲線和空間曲線； (3)曲面加工。 CAM系統(tǒng)還包括一些輔助功能。其中有 ： (1)加工參考坐標(biāo)系的確定； (2)刀具軌跡的變換（ Transformation）； (3)刀具軌跡的修改與編輯（ Modify and Edit）； (4)各種庫(kù)文件的管理（ Library Management）； (5)后置處理（ Post process）； (6)系統(tǒng)內(nèi)部宏定義語(yǔ)言以及宏控制（ Macro）。 刀具軌跡的修改與編輯一般有 2種方式： (1)通過(guò)交互設(shè)備直接從圖形上對(duì)軌跡修改； (2)由刀具軌跡輸入文件 CISF進(jìn)行文本修改。 CLSF文件由類似 APT語(yǔ)言的語(yǔ)句寫成。 常見的數(shù)控系統(tǒng) SIEMENS系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ?SINUMERIK802D，其核心部件 PCU （面板控制單元）將 CNC、 PLC、人機(jī)界面和通訊等功能集成于一體。可靠性高、易于安裝。 ?SINUMERIK802D可控制 4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUS將驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出模塊連接起來(lái)。 ?模塊化的驅(qū)動(dòng)裝置 SIMODRIVE611Ue配套 1FK6系列伺服電機(jī)，為機(jī)床提供了全數(shù)字化的動(dòng)力。通過(guò)視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。 ?SINUMERIK802D集成了內(nèi)置 PLC系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床進(jìn)行邏輯控制。采用標(biāo)準(zhǔn)的 PLC的編程語(yǔ)言Micro/WIN進(jìn)行控制邏輯設(shè)計(jì)。并且隨機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的 PLC子程序庫(kù)和實(shí)例程序，簡(jiǎn)化了制造廠設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短了設(shè)計(jì)周期。 功能： ?控制車床、鉆銑床 ?可控制 4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸 ?三軸聯(lián)動(dòng)，具有直線插補(bǔ)、平面圓弧插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)、空間圓弧（ CIP）插補(bǔ)等控制方式 ?螺紋加工、變距螺紋加工 ?旋轉(zhuǎn)軸控制 ?端面和柱面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（ C軸功能） ?前饋控制、加速度突變限制 ?程序預(yù)讀可達(dá) 35段 ?刀具壽命監(jiān)控 ?主軸準(zhǔn)停，剛性攻絲、恒線速切削 ?FRAME功能（坐標(biāo)的平移、旋轉(zhuǎn)、鏡象、縮放） ?標(biāo)準(zhǔn) G代碼編程（ DIN66025）和西門子高級(jí)語(yǔ)言編程 ?ISO標(biāo)準(zhǔn)編程 ?車削、銑削工藝循環(huán)編程 ?藍(lán)圖編程 ?極坐標(biāo)編程 ?程序存儲(chǔ)器容量達(dá) 340K字節(jié) FANUC系統(tǒng)簡(jiǎn)介 CNC單元的硬件結(jié)構(gòu) : 基本配置有主板、存儲(chǔ)器板、 I/O板、伺服軸
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