【導(dǎo)讀】以上，而先進(jìn)的制造技術(shù)是振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要組成部分。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的重要技術(shù)裝備，也是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，幾乎所有傳統(tǒng)機(jī)床都有了數(shù)控機(jī)床品種。數(shù)控技術(shù)極大地推動(dòng)了計(jì)。為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造的首選設(shè)備。著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。

　　

【正文】 完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時(shí)也減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫(kù)存量，減少了工序間的輔助時(shí)間，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 2）高速、高效、高精度 高速、高效、高精度是機(jī)械加工的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床因其價(jià)格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。 （ 3）方便使用 數(shù)控機(jī)床制造廠把建立 友好的人機(jī)界面、提高數(shù)控機(jī)床的可靠性作為提高競(jìng)爭(zhēng)能力的主要方面。 1）加工編程方便 手工編程和自動(dòng)編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在手工編程方面，開(kāi)發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線(xiàn)、圓弧以外的各種插補(bǔ)功能， CAD/CAM的研究發(fā)展，從技術(shù)上來(lái)講可以替代手工編程。但是一套適用的 CAD/CAM 軟件加上計(jì)算機(jī)硬件，投資較大，學(xué)習(xí)、掌握時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)大多數(shù)的簡(jiǎn)單工件很不經(jīng)濟(jì)。 . . 近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的圖形交互式編程系統(tǒng)（ WOP，又稱(chēng)面向車(chē)間編程），很受用戶(hù)歡迎。這種編程方式不使用 G、 M 代碼，而是借助圖形菜單，輸入 整個(gè)圖形塊以及相應(yīng)參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時(shí)的思維方式類(lèi)似。圖形交互編程方法在制定標(biāo)準(zhǔn)后，有可能成為各種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法。 （一） 數(shù)控機(jī)床的基本組成 數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過(guò)程分以下幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)： 根據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫(xiě)加工程序； 所編程序指令輸入機(jī)床數(shù)控裝置； 數(shù)控裝置將程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運(yùn)算之后，向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服機(jī)構(gòu)和輔助控制裝置發(fā)出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)部件，并控制所需的輔助動(dòng)作，最后加工出合格的零件。 數(shù)控機(jī)床的基本組 成包括加工程序、輸入輸出裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和輔助控制裝置、反饋系統(tǒng)、電器邏輯裝置以及機(jī)床本體。由下圖 可知機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的基本工作流程。 圖 2— 1 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的基本工作流程 數(shù)控機(jī)床的工作原理 由上圖可知，數(shù)控機(jī)床在加工時(shí)，是根據(jù)工件圖樣要求及加工工藝過(guò)程，將所用刀具及機(jī)床各部件的移動(dòng)量、速度及動(dòng)作先后順序、主軸轉(zhuǎn)速、主軸旋轉(zhuǎn)方向及冷卻等要求，以規(guī)定的數(shù)控代碼形式，編制成程序單，并輸入到機(jī)床專(zhuān)用計(jì)算機(jī)中。然后，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù) 輸入的指令，進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令，控制機(jī)床各部分進(jìn)行規(guī)定的位移和有順序的動(dòng)作，加工出各種不同形狀的工件。 加工程序 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置(CNC） 主軸電機(jī) 機(jī)床本體 進(jìn)給電機(jī) 位置檢測(cè) 速度控制單元 主軸控制單元 可編程控制器(PLC) . . 準(zhǔn)備功能 G 指令 G指令是用來(lái)規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡（即指令插補(bǔ)功能），機(jī)床坐標(biāo)系，坐標(biāo)平面，刀具補(bǔ)償和坐標(biāo)偏置等種加工操作。它由字母 G及其后面的兩位數(shù)字組成， G00～ G99共有 100種代碼。這些代碼中雖然有些常用的準(zhǔn)備功能代碼的定義幾乎是固定的，但也有很多代碼及應(yīng)用格式對(duì)不同的機(jī)床系統(tǒng)有著不同的定義。 G指令代碼如表所示： 表 2— 2 常用 G指令代碼表 代碼 組 意義 代碼 組 意義 代碼 組 意義 G00 Aa 快速點(diǎn)定位 G20 b 英制單位 G80 e 固定循環(huán)取消 G01 直線(xiàn)插補(bǔ) G21 公制單位 G81～ G89 固定循環(huán) G02 順圓插補(bǔ) G27 00 回參考點(diǎn)檢查 G03 逆圓插補(bǔ) G28 回參考點(diǎn) G90 i 絕對(duì)坐標(biāo)編程 G32～ G33 螺紋切削 G29 參考點(diǎn)返回 G91 增量坐標(biāo) 編程 G40 刀 補(bǔ)取消 G92 00 預(yù)置寄存 G04 00 暫停延時(shí) G41 d 左刀補(bǔ) 注：組別為“ 00”的屬非模態(tài)代碼，其余為模態(tài)代碼，同組可相互取代。 （ 6） 輔助功能 M指令 M指令也是由字母 M和兩位數(shù)字組成。該指令與控制系統(tǒng)插補(bǔ)運(yùn)算無(wú)關(guān)，一般書(shū)寫(xiě)在程序段的后面，是加工過(guò)程中對(duì)一些輔助器件進(jìn)行操作控制用的工藝指令。在 M00～ M99的 100種代碼中，同樣也有些因機(jī)床系統(tǒng)而異的代碼，也有相當(dāng)一部分代碼是不指定的。常用 M指令代碼見(jiàn)表 21所示： 表 2— 3 代碼 M00 M01 M02 M03 M04 M05 作用時(shí)間 ★ ★ ★ ★ 組別 00 00 00 a 意義 程序暫停 條件暫停 程序結(jié)束 主軸正轉(zhuǎn) 主軸反轉(zhuǎn) 主軸停轉(zhuǎn) 代碼 M06 M07 M08 M09 M10 M11 . . 作用時(shí)間 ★ 組別 00 B c 意義 自動(dòng)換刀 開(kāi)切削液 開(kāi)切削液 關(guān)切削液 夾緊 松開(kāi) 代碼 M19 M30 M60 M98 M99 作用時(shí)間 ★ ★ ★ 組別 00 00 00 00 意義 主軸準(zhǔn)停 程序結(jié)束并返回 更換工件 子程序調(diào)用 子程序返回 注： ① 組別為“ 00”的屬非模態(tài)代碼，其余為模態(tài)代碼，同組可相互代替。 ② 作用時(shí)間為“★”號(hào)者，表示該指令功能在程序段指令運(yùn)動(dòng)完成后開(kāi)始作用；為“ ”號(hào)者，則表示該指令功能與程序段指令運(yùn)動(dòng)同時(shí)開(kāi)始。 3 F,S,T 指令 F 指令為進(jìn)給速度指令，是表示刀具向工件進(jìn)給的相對(duì)速度，單位一般為 mm/min，當(dāng)進(jìn)給速度與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)（如車(chē)螺紋）時(shí)，單位為 mm/r。進(jìn)給速度一般有如下兩種表 示方法。 代碼法：即 F后跟的數(shù)字并不直接表示進(jìn)給速度的大小，而是機(jī)床進(jìn)給速度序列的代號(hào)，可以是算數(shù)級(jí)數(shù)，也可以是幾何級(jí)數(shù)。 直接指定法：及 F后跟的數(shù)字就是進(jìn)給速度的大小。如 F100表示進(jìn)給速度是100mm/min。這種方法較為直觀，目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床都采用此方法。 S 指令為主軸轉(zhuǎn)速指令，用來(lái)指定主軸的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。同樣也可有代碼法和直接指定法兩種表示方法。 T 指令為刀具指令，在加工中心機(jī)床中，該指令用以自動(dòng)換刀時(shí)選擇所需的刀具，在車(chē)床中，常為 T后跟 4位數(shù)，前兩位為刀具號(hào)，后兩位為刀具補(bǔ)償號(hào)。在銑鏜床中， T后常跟兩位數(shù)，用于表示刀具號(hào)，刀補(bǔ)號(hào)則用 H代碼或 D代碼表示。 數(shù)控加工程序的編程 以工件右端面中心為工件坐標(biāo)原點(diǎn)，粗車(chē)刀為 T0101，精車(chē)刀為 T0202， O0110 主程序 T0101 按 T指令建立工件坐標(biāo)系 . . G90 G00 S600 M03 讓主軸以 600r/min 正轉(zhuǎn) M08 開(kāi)切削液 G71 U1 R2 P100 Q200 F50 外圓粗車(chē)復(fù)合循環(huán)車(chē)成型面 M05 M09 主軸停轉(zhuǎn) 關(guān)切削液 G00 T0000 回參考點(diǎn) T0202 換精車(chē)刀 M03 主軸正轉(zhuǎn) N100 G00 精車(chē)開(kāi)始 刀具快速移動(dòng)到工件附近 G01 F30 切倒角 Z— 精車(chē) φ 80k6 的圓柱 G02 精車(chē) R3 的圓弧 G01 精車(chē) φ 90h9 的外圓 G02 精車(chē) R2 的圓弧 G01 精車(chē) φ 95h9 的外圓 G02 精車(chē) R2 的外圓 N200 G01 精車(chē)最后一段 G00 快速回到程序起點(diǎn) M05 M09 主軸停轉(zhuǎn) 關(guān)切削液 M30 程序結(jié)束 掉頭車(chē)另一端 O 0220 主程序 G90 G00 快進(jìn)到 S600 M03 M08 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速 600r/min 開(kāi)切削液G71 U1 R2 P100 Q200 F50 用外圓粗車(chē)復(fù)合循環(huán)車(chē)成型面 M05 主軸停轉(zhuǎn) G00 T0000 主軸返回參考點(diǎn) T0202 換精車(chē)刀 M03 主軸正轉(zhuǎn) . . N100 G00 精車(chē)開(kāi)始 刀具快速移動(dòng)到工件附近 G01 F30 切倒角 Z— 精車(chē) φ 80k6 的圓柱 G02 精車(chē) R3 的圓弧 G01 精車(chē) φ 90h9 的外圓 G02 精車(chē) R2 的圓弧 G01 精車(chē) φ 95h9 的外圓 G02 精車(chē) R2 的外圓 N200 G01 精車(chē)最后一段 G00 快速回到程序起點(diǎn) M05 M09 主軸停轉(zhuǎn) 關(guān)切削液 M30 程序結(jié)束 . . 第三章 零件的數(shù)控仿真 目的： 將零件加工成如圖 1 所示的模型 圖 1 加工準(zhǔn)備：該零件采用外圓加工方式，選取刀尖半徑 ，刀具長(zhǎng)度 100 的V號(hào)刀片， H 型刀柄。選擇直徑 40mm，高 90mm 的圓柱形毛坯。采用 G54 定位坐標(biāo)系。 加工步驟：選擇機(jī)床；機(jī)床回零；安裝零件；導(dǎo)入數(shù)控程序；檢查運(yùn)行軌跡；選擇刀具，對(duì)刀；設(shè)置參數(shù)；自動(dòng)加工 數(shù)控程序如下 ： O 0110 G54 G90 S500 M03 G71 U1 R2 P100 Q200 F50 N100 G00 G01 G01 . . G03 R15 G01 N200 G01 G00 M05 M30 將此數(shù)控程序先在記事本中輸入，文件名為 王順平 .txt。 進(jìn)入系統(tǒng) 打開(kāi)“開(kāi)始”菜單。在“程序 /數(shù)控加工仿真系統(tǒng) /”中選擇“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)（華中數(shù)控）”點(diǎn)擊，進(jìn)入。 如圖 111 點(diǎn)擊菜單“機(jī)床 /選擇機(jī)床 … ”，在選擇機(jī) 床對(duì)話(huà)框中，控制系統(tǒng)選擇華中數(shù)控，機(jī)床類(lèi)型選擇車(chē)床，按確定按鈕，此時(shí)界面如圖 112 所示。 圖 31 . . 圖 32 機(jī)床回零 檢查急停按鈕是否松開(kāi)至 狀態(tài)，若未松開(kāi)，點(diǎn)擊急停按鈕 ，將其松開(kāi)。 檢查操作面板上回零指示燈是否亮 ，若指示燈亮，則已進(jìn)入回零模式；若指示燈不亮，則點(diǎn)擊 按鈕，使指示燈變亮，轉(zhuǎn)入回零模式。 在回零模式下，點(diǎn)擊控制面板上的 按鈕，此時(shí) X 軸將回零， CRT 上的X 坐標(biāo)變?yōu)椤?”。同樣，再點(diǎn)擊 ，可以將 Z 軸回零。此時(shí) CRT 界面如圖 33 所示。 圖 33 回零后的 CRT 界面 . . 點(diǎn)擊菜單“零件 /定義毛坯 … ”，在定義毛坯對(duì)話(huà)框（如圖 31）中可改寫(xiě)零件尺寸為直徑 35mm,高 100mm，名字為缺省值“毛坯 1”，按確定按鈕。 點(diǎn)擊菜單“零件 /放置零件 … ”，在選擇零件對(duì)話(huà)框（如圖 34）中，選取類(lèi)型為“選擇毛坯”， 選