【正文】 ....................32 顯示及鍵盤工作原理 ..........................................................................................33 數(shù)控技術操作手冊 3 第一章 緒論 數(shù)控技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)的諸多領域之中，成為制造業(yè)現(xiàn)代化的基礎。 數(shù)控機床的特點 1) 廣泛的使用性。 2) 具有較高的生產(chǎn)效率。 3) 操作人員的勞動強度大為減輕。 4) 構(gòu)形式模塊化。 5) 能加工普通機床所不能加工的復雜型面。增加了電子設備的維 護。 數(shù)控機床的組成 數(shù)控機床配備有數(shù)控系統(tǒng)，可以按照事先編好的加工程序?qū)崿F(xiàn)機床的運動和動作。加工程序存放在軟、硬磁盤等程序載體中，通過數(shù)控機床的輸入裝置，將加工程序信息讀入 CNC裝置中。 ? CNC裝置 CNC裝置主要由信 息的輸入、處理和輸出 1三部分組成。 ? 位置反饋系統(tǒng) 位置反饋系統(tǒng)的作用是將機床運動部件的實際位置信息反饋給 CNC裝置 。 數(shù)控機床的主要組成部分與基本過程，一般由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、強電控制柜、機床本體和各類輔助裝置組成 數(shù)控技術操作手冊 5 零件圖紙程 序編 制加工工藝顯 示 器操 作 鍵盤程 序介 質(zhì)計 算 機C A D /C A M接口主控制系統(tǒng)伺服驅(qū)動強電柜主軸驅(qū)動伺服電機主軸電機機床本體位置檢測A T C 刀 具 自動 交 換冷 卻 液 裝 置潤 滑 裝 置液 壓 系 統(tǒng)A T C 工 件 自動 交 換過 載 與 限 位裝 置排 屑 裝 置輔助裝置插 補運 算控 制位 置可 編程 控制 器P L C接口接口操 作 系 統(tǒng)數(shù) 控 系 統(tǒng)電 源圖 121 數(shù)控機床的主要組成部分與基本工作過程的示意框圖 機床數(shù)控系統(tǒng)的類型 機床數(shù)控系統(tǒng)用不同的方法有不同的類型，以適應不同用途的需要。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有 較高的生產(chǎn)率和自動化程度。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數(shù)和占地 ※特種加工類數(shù)控機床 除了切 削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。 近年來，其它機械設備中也大量采用了數(shù)控技術，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 載 體 信 息解 讀 器 存 儲 器電 動 機 驅(qū) 動 單 元輸 出 電 路運 算 器電 動 機機 床比 較 器位 置 傳 感 器C N C 裝 置 圖 133 閉環(huán)控制系統(tǒng) 按控制運動軌跡分類 ※點位控制數(shù)控機床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可 以各個坐標單獨依次運動。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進 給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。 數(shù)控技術的應用與發(fā)展 一、 數(shù)控技術的應用 1946 年世界上第一臺電子計算機“ ENIAC”的問世，成為產(chǎn)品制造由剛性自動化向柔性自動化方向發(fā)展奠定了基礎。與微電子及相關技術的結(jié)合，特別是微處理器技術，數(shù)控技術不斷地展現(xiàn)它的社會重要性、經(jīng)濟推動性、產(chǎn)業(yè)多元化性。按著對機床的可靠性、 通信功能、人工智能和自適應控制等技術發(fā)展的更高要求，當今數(shù)控技術正朝著以下幾個方向不斷發(fā)展： a 高速化、高精度化 b 多功能化 c 智能化 d 數(shù)控系統(tǒng)小型化 e 數(shù)控編程自動化 f 更高的可靠性 數(shù)控技術操作手冊 9 第二章數(shù)控系統(tǒng)的插補工作原理 插補運算是數(shù)控系統(tǒng)中最常用的操作功能，本章將介紹 基準脈沖插補和數(shù)據(jù) 采樣插補。 插補的概念 在數(shù) 控加工中，一般已知運動軌跡的起始點坐標、終點坐標和曲線方程，但如何用數(shù)控技術加工零件呢？數(shù)控機床就可以利用以上的信息實現(xiàn)加工輪廓的動作，其中最主要的是運用到插補運算。具體來說，插補運算就是數(shù)控裝置根據(jù)所要加工零件輪廓的特征，采用加工刀具的參數(shù)、進給速度和進給方向等相關要求，運用一定的算法，自動地在加工輪廓的起點和終點之間計算出若干個中間點的坐標值，然后自動地對各坐標進行脈沖驅(qū)動解決，完成整個輪廓的軌跡運行，這就是插補完成的任務。 兩種插補的定義 ? 基準脈沖插補又稱脈沖增量插補，這類插補算法是以脈沖形式輸出，每插補運算一次，最多給每一軸一個進給脈沖。根據(jù)編程進給速度，把輪廓曲線按插補周期將其分割為一系列微小直 線段，然后將這些微小直線段對應的位置增量數(shù)據(jù)進行輸出，以控制伺服系統(tǒng)實現(xiàn)坐標軸的進給 數(shù)控技術操作手冊 10 逐點比較法 逐點比較法類屬基準脈沖插補，又稱逐步逼近法，是在普通型數(shù)控系統(tǒng)中應用較多的一種插補算法。這樣就能得出一個非常接近規(guī)定圖形的軌跡，最大偏差不超過一個脈沖當量。 在逐點比較法中，每進給一步都要進行偏差判別、坐標進給、新偏差計算和終點比較四個節(jié)拍的處理： Step 1： 偏差判別是根據(jù)偏差值確定刀具當前位置是處在輪廓的上方、下方，還是輪廓上，以此決定刀具進給方向。 Step 3： 新偏差計算是刀具進給一步后，計算新的加工點與規(guī)定輪 廓之間的新偏差，作為下一步偏差的判斷依據(jù)。若已到達，就不在進行運算，并發(fā)出停機或者轉(zhuǎn)換新程序段的信號，否則繼續(xù)循環(huán)以上四節(jié)拍，直到終點為止。 o(0 ， 0) ，終點坐標為， A( ) ， P( ) 為加工點。 當兩方向所走的步數(shù)與終點坐標相等時，停 止插補。 對第一象限直線 oA 從起點 ( 即坐標原點 ) 出發(fā)，當 F 0 時， +x 向走一步；當 F0 時， y 向走一步。 遞推的方法計算偏差： 每走一步后新的加工點的偏差用前一點的加工偏差遞推出來。下面推導其遞推公式。 (2) 坐標進給 根據(jù)偏差值 大于零、等于零、小于零確定沿哪個方向進給一步。 (4) 終點判別 用來確定加工點是否到達終點。一 般用 x 和 y 坐標所要走的總步數(shù) J 來判別。 ‰ 四象限直線插補 假設有第三象限直線 OE′ （圖 36），起點坐標在原點 O，終點坐標為 E′（－ Xe，－ Ye），在第一象限有一條和它對稱于原點的直線，其終點坐標為 E數(shù)控技術操作手冊 14 （ Xe， Ye），按第一 象限直線進行插補時，從 O點開始把沿 X軸正向進給改為 X軸負向進給，沿 Y軸正向改為 Y軸負向進給，這時實際插補出的就是第三象限直線，其偏差計算公式與第一象限直線的偏差計算公式相同，僅僅是進給方向不同，輸出驅(qū)動，應使 X和 Y軸電機反向旋轉(zhuǎn)。為適用于四個象限直線插補，插補運算時用∣ X∣ ，∣ Y∣ 代替 X， Y，偏差符號確定可將其轉(zhuǎn)化到第一象限，動點與直線的位置關系按第一象限判別方式進行判別。 F≥ 0時，進給都是沿 X軸，不管是＋ X向還是－ X向， X的絕對值增大； F0時，進給都是沿 Y軸，不論＋ Y向還是－ Y向， Y的絕對值增大。 （ 5） 四象限直線插補 用第一象限逆圓插補的偏差函數(shù)進行第三象限逆圓和第二、四象限順圓插補的偏差計算，用第一象限順圓插補的偏差函數(shù)進行 第三象限順圓和第二、四象限逆圓插補的偏差計算。253。 數(shù)字積分法又稱數(shù)字微分分析法 。數(shù)字積分法的優(yōu)點是，易于實現(xiàn)多坐標聯(lián)動，較容易地實現(xiàn)二次曲線、高次曲線的插補，并具有運算速度快，應用廣泛等特點。 數(shù)控技術操作手冊 19 第三章 數(shù)控機床加工程序的編寫 零件加工程序是用規(guī)定代碼來詳細描述整個零件加工工藝過程和機床 的每個動作步驟。也可實現(xiàn)刀具軌跡動態(tài)模擬顯示，便利于檢查和修改程序，對調(diào)試和加工帶來了極大的 方便。 當然，現(xiàn)代的計算機輔助編程也應屬于離線編程，但它與以前硬線聯(lián)接的數(shù)控系統(tǒng)只能用離線編程的方法是有本質(zhì)區(qū)別的。 對于幾何形狀復雜，尤其是需用三軸以上聯(lián)動加工 的空間曲面組成的零件，編程時數(shù)值計算繁瑣，需較多時間，且易出錯，程序校驗困難，用手工編程難以完成，這時需要提高數(shù)控機床的利用率，有效地去解決各種模具及復雜零件的加工問題。具體流程如下圖： 數(shù)控技術操作手冊 20 分析零件圖紙復 制 程 序 存 儲 介 質(zhì)（ 如 紙 帶 、 磁 帶 、 磁 盤 ）加 工 生 產(chǎn)操作鍵盤輸入編寫程序單工 藝 處 理數(shù) 學 處 理校驗出 錯 返 回 圖 31 數(shù)控程序編制的過程框圖 按照上示流程能夠有效地去解決一些問題，手工編程已能滿足要求，若碰到十 分復雜的工件，可利用計算機編程來輔助。其中，數(shù)控加工所用的信息代買（如字母、數(shù)字和符號）代表數(shù)控加工的二進制數(shù)編碼，可用紙帶上的一行孔來表示。 以前數(shù)控加工程序編制的過程中編寫零件加工程序單，就是用規(guī)定的指令代碼和固定格式來描述零件加工的整個過程。 1． 數(shù)控程序的指令代碼 零件程序所用的代碼，主要有準備 功能 G 指令、進給功能 F指令、主軸速度S指令、刀具功能 T指令、輔助功能 M指令。具體G指令功能在下表體現(xiàn)。 ，則 G43 到 G52 可指定作其它用途。 到 G52 的功能科用于機