【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。 零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過(guò)程中必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即按圖形軌跡移動(dòng)。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值 等數(shù)據(jù)，不能滿(mǎn)足要求，因此要進(jìn)行軌跡插補(bǔ)，也就是在線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”，求出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，并向相應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號(hào)，控制各坐標(biāo)軸（即進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的各執(zhí)行元件）的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等。 四、驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置接受來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅(qū)動(dòng)裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行 機(jī)構(gòu)兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置之后，數(shù)控裝置將反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制驅(qū)動(dòng)裝 13 置按照指令設(shè)定值運(yùn)動(dòng)。 五、輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)編譯、邏輯判別和運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤(rùn) 滑裝置的啟動(dòng)停止，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位分度等開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作。 由于可編程邏輯控制器（ PLC）具有響應(yīng)快，性能可靠，易于使用、編程和修改程序并可直接啟動(dòng)機(jī)床開(kāi)關(guān)等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。 六、機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床的要求和 充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。 （ 2） 數(shù)控編程的介紹 （ 1） 數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，首先應(yīng)由工藝人員對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機(jī)床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，也必需對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時(shí)要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機(jī)床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機(jī)床的控制介質(zhì)并校核的全部過(guò)程稱(chēng)為數(shù)控加工的程 序編制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控編程。數(shù)控編 14 程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機(jī)床能安全可靠及高效地工作。 一般來(lái)講，數(shù)控編程過(guò)程的主要內(nèi)容包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫(xiě)加工程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)和首件試加工。 數(shù)控編程的具體步驟與要求如下： 1．分析零件圖 首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工，或適合在哪種數(shù)控機(jī)床上加工。同時(shí) 要明確加工的內(nèi)容和要求。 2．工藝處理 在分析零件圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等）、加工路線（如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、進(jìn)給路線）及切削用量（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量等）等工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。制定數(shù)控加工工藝時(shí)，要合理地選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等；同時(shí)還要考慮所用數(shù)控機(jī)床的指令功能，充分發(fā)揮機(jī)床的效能；盡量縮短加工路線，正確地選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，減少換 刀次數(shù)，并使數(shù)值計(jì)算方便；合理選取起刀點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過(guò)程平穩(wěn)；避免刀具與非加工面的干涉，保證加工過(guò)程安全可靠等。有關(guān)數(shù)控加工工藝方面的內(nèi)容，我們將在第 2 章 節(jié)及 節(jié)中作詳細(xì)介紹。 3．?dāng)?shù)值計(jì)算 根據(jù)零件圖的幾何尺寸、確定的工藝路線及設(shè)定的坐標(biāo)系，計(jì)算零件粗、精加工運(yùn)動(dòng)的軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如由直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，要計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，如果數(shù)控裝置無(wú)刀具補(bǔ)償功能，還要計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值。 對(duì)于形狀比較復(fù)雜的零件（如由非圓曲線、曲面組成的零件），需要用直線段或圓弧段逼近，根據(jù)加工精度的要求計(jì)算出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，這種數(shù)值計(jì)算一般要用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。有關(guān)數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容，我們將在第 3 章中詳細(xì)介紹。 15 4．編寫(xiě)加工程序單 根據(jù)加工路線、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償量、機(jī)床輔助動(dòng)作及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式編寫(xiě)零件加工 的程序單，并校核上述兩個(gè)步驟的內(nèi)容，糾正其中的錯(cuò)誤。 5．制作控制介質(zhì) 把編制好的程序單上的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控裝置的輸入信息。通過(guò)程序的手工輸入或通信傳輸送入數(shù)控系統(tǒng)。 6．程序校驗(yàn)與首件試切 編寫(xiě)的程序單和制備好的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)和試切才能正式使用。校驗(yàn)的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，讓機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)，以檢查機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。在有 CRT 圖形顯示的數(shù)控機(jī)床上，用模擬刀具與工件切削過(guò)程的方法進(jìn)行檢驗(yàn)更為方便，但這些方法只能檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)是否正確，不能檢驗(yàn)被加工零件的加工精度。因此 ，要進(jìn)行零件的首件試切。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時(shí)，分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問(wèn)題所在，加以修正，直至達(dá)到零件圖紙的要求。 （ 2）宏程序 在編程工作中，我們經(jīng)常把能完成某一功能的一系列指令像子程序那樣存人存儲(chǔ)器，用一個(gè)總指令來(lái)代表它們，使用時(shí)只需給出這個(gè)總指令就能執(zhí)行其功能所存人的這一系列指令稱(chēng)作用戶(hù)宏程序本體，簡(jiǎn)稱(chēng)宏程序。這個(gè)總指令稱(chēng)作用戶(hù)宏程序調(diào)用指令。在編程時(shí)，編程員只要記住宏指令而不必記住宏程序。 用 戶(hù) 宏 程序與普通程序的區(qū)別在于 :在用戶(hù)宏程序本體中，能使用變量，可以給變量賦值，變量間可以運(yùn)算， 程序可以跳轉(zhuǎn) 。而普通程序中，只能指定常量，常量之間不能運(yùn)算，程序只能順序執(zhí)行，不能跳轉(zhuǎn)，因此功能是固定的，不能變化。用戶(hù)宏功能是用戶(hù)提高數(shù)控機(jī)床性能的一種特殊功能，在相類(lèi)似工件的加工中巧用宏程序?qū)⑵鸬绞掳牍Ρ兜男Ч? 宏 程 序 體像子程序一樣存人到內(nèi)存里，然后用子程序調(diào)用指令調(diào)用。 16 變量概述：一個(gè)變量由符號(hào) 和變量號(hào)組成，如 i（ i=1,2,3? ） ,也可用表達(dá)式來(lái)表示變量，表達(dá)式需加方括號(hào)，即 [〈表達(dá)式〉 ]，例如： [50]， [20211]， [4/2]， [1+212] 在地址號(hào)后可使用變量，如： F9,若 9=，則表示 F100。 Z26,若 26=，則表示 在程序中定義變量時(shí)，可以忽略小數(shù)點(diǎn)，例如，當(dāng) 1=123 被定義時(shí)，變量 1 的實(shí)際值為 。 引用的變量值根據(jù)地址的最小輸入增量自動(dòng)進(jìn)行四舍五入，例如 G00 X1。其中 1值為 ， CNC 最小分辨率 1/1000mm，則實(shí)際命令為 G00 。變量有局部變量，公用變量（全局變量）和系統(tǒng)變量 3 種： （ 1） 0 表示“空”變量，這個(gè)變量總是空的，不能賦值。 （ 2） 1— 3 表示局部變量，只能在宏中使用，以保存操作的結(jié)果。關(guān)閉電源時(shí)，局部變量被初始化為空。宏調(diào)用時(shí)，自變量分配給局部變量。 （ 3） 100— 199， 500— 999 表示公用變量，在不同的宏程序間變義相同。關(guān)閉電源時(shí)， 100— 199 被初始化為空，而變量 500— 999 數(shù)據(jù)保持。 （ 4） 1000— 表示系統(tǒng)變量，用于讀和寫(xiě) CNC 運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)的變化，例如刀具當(dāng)前位置和補(bǔ)償值， PMC 接口信號(hào)，報(bào)警信息等。 注意：程序號(hào)，順序號(hào)，任選段跳躍號(hào)不能使用變量。例如； O1。/2 G00 。N3 。均是錯(cuò)誤的。 運(yùn)算指令 17 編程中變量的用途有 4個(gè)：運(yùn)算，遞增量或遞減量（計(jì)數(shù)器），進(jìn)行比較操作后決定是否實(shí)現(xiàn)程序的跳轉(zhuǎn)，在程序之間傳遞參數(shù)。 運(yùn)算指令包括： 算術(shù)運(yùn)算（賦值，加，減，乘，除，絕對(duì)值，四舍五入整數(shù)化和舍去小數(shù)點(diǎn)以下部分），例如： i=j,i=j+k,i=j/k。 函數(shù)運(yùn)算（正弦，余弦，正切，反正切和平方根），例如：i=SIN[j],i=SQRT[j],i=ABS[j],角度以度為