数控加工技术(改).ppt
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数数控控加加工工技技术术石泉职教中心数控教研组王春举数控加工技术简介数控加工技术简介v一、数控技术一、数控技术数字控制(数字控制(NumericalControl,NC)技术简称数)技术简称数控技术,顾名思义就是以数字的形式实现控制的一门技术。
控技术,顾名思义就是以数字的形式实现控制的一门技术。
数控设备:
如果一种设备的操作命令是以数字的形式来描数控设备:
如果一种设备的操作命令是以数字的形式来描述,工作过程是按照规定的程序自动地进行,那么这种设备就述,工作过程是按照规定的程序自动地进行,那么这种设备就称为数控设备。
称为数控设备。
YOURSITEHEREv二、数控机床及其加工原理二、数控机床及其加工原理数字控制机床(数字控制机床(NumericalControlMachineTools)简称数控机床,这是一)简称数控机床,这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。
种将数字计算技术应用于机床的控制技术。
工艺分析YOURSITEHEREYOURSITEHEREv三、数控机床的适用范围三、数控机床的适用范围数控机床最适宜加工以下类型的零件:
数控机床最适宜加工以下类型的零件:
(1)生产批量小的零件()生产批量小的零件(100件以下)件以下)
(2)需要进行多次改型设计的零件)需要进行多次改型设计的零件(3)加工精度要求高、结构形状复杂的零件。
)加工精度要求高、结构形状复杂的零件。
(4)需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件)需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件(5)价值昂贵的零件,这种零件虽然生产量不大,但)价值昂贵的零件,这种零件虽然生产量不大,但是如果加工中因出现差错而报废,将产生巨大的经济损失。
是如果加工中因出现差错而报废,将产生巨大的经济损失。
YOURSITEHERE自自自自动动化化化化程度高程度高程度高程度高对加工对加工对象适对象适应性强应性强加工精加工精加工精加工精度高,度高,度高,度高,产产品品品品质质量量量量稳稳定定定定生生生生产产效效效效率高率高率高率高有利于有利于有利于有利于生产管生产管生产管生产管理的现理的现理的现理的现代化代化代化代化易于建易于建易于建易于建立立立立计计算算算算机通信机通信机通信机通信网网网网络络一、一、数控机床数控机床的特点的特点数控机床的特点数控机床的特点及其分类及其分类YOURSITEHERE按工艺用途分类按工艺用途分类1.金属切削类金属切削类2.金属成型类金属成型类3.特种加工类特种加工类1.点位控制类点位控制类2.直线控制类直线控制类3.轮廓控制类轮廓控制类按运动轨迹分类按运动轨迹分类1.开环控制类开环控制类2.闭环控制类闭环控制类3.半闭环控制类半闭环控制类按伺服系统的控制分类按伺服系统的控制分类YOURSITEHERE开环控制类开环控制类半闭环控制类半闭环控制类闭环控制类闭环控制类YOURSITEHERE数控铣床的主要加工对象数控铣床的主要加工对象YOURSITEHEREYOURSITEHEREYOURSITEHEREYOURSITEHEREYOURSITEHEREYOURSITEHERE高速钻孔高速钻孔五轴加工五轴加工复合加工复合加工高速加工高速加工先进机床先进机床高精度化高精度化高速度化高速度化高智能化高智能化开放式结构开放式结构高复合化高复合化数控机床的发展趋势数控机床的发展趋势未来机床构想YOURSITEHERE数控机床的坐标系数控机床的坐标系一、数控机床坐标系的作用一、数控机床坐标系的作用四、机床坐标系与工件坐标系的关系四、机床坐标系与工件坐标系的关系(难点难点)三、坐标轴运动方向的确定三、坐标轴运动方向的确定(重点重点)二、机床坐标系确定原则二、机床坐标系确定原则YOURSITEHERE一、数控机床坐标系的作用一、数控机床坐标系的作用为了确定机床的运动方向和运动距离,必须在机床上建立为了确定机床的运动方向和运动距离,必须在机床上建立坐标系,以描述坐标系,以描述刀具刀具和工件工件的的相对位置相对位置及其及其变化关系变化关系。
YOURSITEHEREn大拇指为x轴,n食指为Y轴,n中指为z轴。
1)伸出右手的大拇指、食指和中指,并互为90,指向为正方向。
则大拇指代表X坐标,食指代表Y坐标,中指代表Z坐标。
2)2)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示,根据右手螺旋定则,大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向,则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。
二、二、机床坐标系机床坐标系(标准坐标系标准坐标系)的规定)的规定标准的的机床坐标系统一规定(标准的的机床坐标系统一规定(ISO和我国和我国JB3051-1982)采用)采用右手直角笛卡儿坐标。
右手直角笛卡儿坐标。
YOURSITEHERE数控机床坐标系确定原则:
11、刀具相对静止工件而运动的原则、刀具相对静止工件而运动的原则假设:
工件固定,刀具相对工件运动。
这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下,就能根据零件图样确定机床的加工过程。
22、刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。
、刀具远离工件的方向为坐标轴正方向。
三、坐标轴运动方向的确定11、XX、YY、ZZ坐标轴与正方向的确定坐标轴与正方向的确定判定顺序是:
先判定顺序是:
先Z轴,再轴,再X轴,最后按右手定则判定轴,最后按右手定则判定Y轴。
轴。
YOURSITEHERE(11)ZZ坐标轴坐标轴11)ZZ坐标轴的运动由坐标轴的运动由传递切削力的主轴决定传递切削力的主轴决定,与主轴平,与主轴平行的标准坐标轴为行的标准坐标轴为ZZ坐标轴,其正方向为增加刀具和工件坐标轴,其正方向为增加刀具和工件之间距离的方向。
之间距离的方向。
YOURSITEHERE
(2)XX坐标轴坐标轴11)XX坐标轴的运动是水平的,它平行于工件装夹面坐标轴的运动是水平的,它平行于工件装夹面。
22)对于)对于工件旋转的机床工件旋转的机床(车床、磨床车床、磨床),),XX坐标的方向在工件的坐标的方向在工件的径向上径向上,并且平行与横滑座,并且平行与横滑座,刀具离开工件回转中心的方向为刀具离开工件回转中心的方向为XX坐坐标的正方向标的正方向。
33)对于)对于刀具旋转的机床刀具旋转的机床(铣床铣床),),ZZ坐标水平时(坐标水平时(卧式铣床卧式铣床),),观察者沿刀具主轴向工件看时,观察者沿刀具主轴向工件看时,+X+X运动方向指向右方;运动方向指向右方;ZZ坐标垂坐标垂直时(直时(立式铣床立式铣床),观察者面对刀具主轴向立柱看时,),观察者面对刀具主轴向立柱看时,+X+X运动方运动方向指向右方。
向指向右方。
YOURSITEHERE(33)Y坐标轴根据根据XX、ZZ坐标轴,按照右手直角笛卡儿坐标系确定。
坐标轴,按照右手直角笛卡儿坐标系确定。
注注:
如在X、Y、Z主要直线运动之外还有第二组平行于它们的运动,可分别将它们坐标定为U、V、W。
YOURSITEHERE1.机床坐标系与机床原点、机床坐标系与机床原点、机床参考点机床参考点机床坐标系是指机床制造厂家设定在机床上的固有坐标系,其原点为机床机床坐标系是指机床制造厂家设定在机床上的固有坐标系,其原点为机床原点。
注意:
这个点用户不能随意更改。
原点。
注意:
这个点用户不能随意更改。
机床参考点是机床制造厂家在机床上用行程开关设置的一个位置。
机床参机床参考点是机床制造厂家在机床上用行程开关设置的一个位置。
机床参考点与机床原点之间的相对位置是一个已知的固定值,在机床出厂之前有机床考点与机床原点之间的相对位置是一个已知的固定值,在机床出厂之前有机床制造厂家精密测量确定。
制造厂家精密测量确定。
在开机时要手动返回参考点,以便在机床上建立准确的机床坐标系位置。
在开机时要手动返回参考点,以便在机床上建立准确的机床坐标系位置。
作用:
返回参考点的操作,可以根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值,间作用:
返回参考点的操作,可以根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值,间接确定机床原点的位置,数控装置就建立了机床坐标系。
接确定机床原点的位置,数控装置就建立了机床坐标系。
四机床坐标系与工件坐标系(难点难点)YOURSITEHERE2工件坐标系与工件坐标系原点
(1)
(1)工件坐标系工件坐标系编程人员在编程时设定的坐标系编程人员在编程时设定的坐标系,也称为编程坐标系。
,也称为编程坐标系。
(2)
(2)工件坐标系原点工件坐标系原点也称为工件原点或编程原点,由编程人员根据编程计算方便性、也称为工件原点或编程原点,由编程人员根据编程计算方便性、机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体机床调整方便性、对刀方便性、在毛坯上位置确定的方便性等具体情况定义在工件上的几何基准点,一般为零件图上最重要的设计基情况定义在工件上的几何基准点,一般为零件图上最重要的设计基准点。
准点。
工件坐标系与机床坐标系坐标轴方向一致,原点不同。
工件坐标系与机床坐标系坐标轴方向一致,原点不同。
YOURSITEHERE工件原点选择:
工件原点选择:
1.1.与设计基准一致与设计基准一致2.2.尽量选在尺寸精度高,粗糙度低的工件表面尽量选在尺寸精度高,粗糙度低的工件表面3.3.最好在工件的对称中心上最好在工件的对称中心上4.4.要便于测量和检测要便于测量和检测YOURSITEHERE小结:
机床坐标系机床坐标系是机床上固有的坐标系,是用来确定工件坐标系的是机床上固有的坐标系,是用来确定工件坐标系的基本坐标系,基本坐标系,是确定刀具是确定刀具(刀架刀架)或工件或工件(工作台工作台)位置的参考系。
位置的参考系。
确定数控机床坐标系时总是确定数控机床坐标系时总是假设工件固定,刀具相对工件运假设工件固定,刀具相对工件运动动。
标准坐标系采用。
标准坐标系采用右手直角笛卡儿定则右手直角笛卡儿定则判断,判断,直线坐标轴直线坐标轴XX、YY、ZZ的判定顺序是:
的判定顺序是:
先先ZZ轴,再轴,再XX轴,最后按右手定则判定轴,最后按右手定则判定YY轴轴。
ZZ坐标轴坐标轴的运动的运动由传递切削力的主轴决定,与主轴平行的标准坐由传递切削力的主轴决定,与主轴平行的标准坐标轴为标轴为ZZ坐标轴坐标轴;XX坐标轴坐标轴的运动是水平的,它平行于工件装夹面的运动是水平的,它平行于工件装夹面;YY坐标轴坐标轴根据根据XX、ZZ坐标轴,按照右手直角笛卡儿坐标系确定坐标轴,按照右手直角笛卡儿坐标系确定.各坐标轴的正方向为各坐标轴的正方向为增加刀具和工件之间距离的方向增加刀具和工件之间距离的方向;YOURSITEHERE机床坐标系原点机床坐标系原点是指在机床上设置的一个固定点,是数控是指在机床上设置的一个固定点,是数控机床进行加工运动的基准参考点;机床进行加工运动的基准参考点;机床参考点机床参考点对机床原点的坐标是已知值,既可根据机床对机床原点的坐标是已知值,既可根据机床参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置;参考点在机床坐标系中的坐标值间接确定机床原点的位置;编程人员在编程时设定的坐标系称编程人员在编程时设定的坐标系称工件坐标系工件坐标系,工件坐工件坐标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。
标系坐标轴的确定与机床坐标系坐标轴方向一致。
YOURSITEHERE为了区分每个程序,对程序都要进行编号,程序号为了区分每个程序,对程序都要进行编号,程序号由程序号地址和程序的编号组成,如由程序号地址和程序的编号组成,如ON_G_X_Y_Z_T_D_M_S_F_;一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号(如定义尺一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号(如定义尺寸的字)或不带符号(如准备功能字寸的字)或不带符号(如准备功能字G代码)的数字组成的代码)的数字组成的程序结构与格式(程序结构与格式(FANUC0i系统)系统)YOURSITEHEREYOURSITEHERE在程序段中,必须明
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