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1第一章数控机床简介..........................................................................................21、数控机床的组成..............................................................................................21.1、控制介质.......................................................................................21.2、数控系统.......................................................................................21.3、伺服系统.......................................................................................21.4、辅助控制装置...............................................................................21.5、机床本体.......................................................................................22、数控机床的分类............................................................................................31、开环控制..........................................................................................32、闭环控制........................................................................................33、半闭环控制....................................................................................3第二章数控加工工艺..........................................................................................41、数控加工工艺的内容......................................................................................42、数控加工程序及编制过程..............................................................................52.1、数控加工程序的概念...................................................................52.2程序编制的分类.............................................................................52.3程序编制的一般过程...................................................................52.4手工编程的步骤...........................................................................53、数控加工基础知识........................................................................................63.1坐标系.............................................................................................62第一章数控机床简介1、数控机床的组成数控机床主要是由数控系统、伺服系统、辅助控制装置、机床本体、控制介质组成。1.1、控制介质控制介质是指将零件加工信息传递到控制介质去的程序载体。常用的有磁盘、U盘、移动硬盘等。1.2、数控系统数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成。它接受控制介质上的数字化信息，经过控制软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。1.3、伺服系统伺服系统是数控机床的执行机构，是由驱动和执行两大部分组成。它接受数控系统的指令信息，并按指令信息的要求控制执行部件的进给速度、方向和位移。常用的位移执行机构有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机，后两者均带有光电编码器等测量元件。1.4、辅助控制装置辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。1.5、机床本体机床本体是数控机床的主体。32、数控机床的分类按照执行机构的控制方式分类：1、开环控制开环数控机床一般采用由功率步进电机驱动的开环进给伺服系统，即不带反馈装置的控制系统。其执行机构通常采用功率步进电动机。数控装置发出的脉冲指令通过环形分配器和驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角度，再经过传动系统，带动工作台或刀架移动。2、闭环控制闭环数控机床的进给伺服系统，是将位置检测装置安装于机床运动部件上，加工中心将测量到的实际位置值反馈。数控装置将反馈信号与位移指令进行比较，根据其差值与指令进给速度的要求，按一定规律转换后，得到进给伺服系统的速度指令。另外与伺服电动机刚性联接的测速元件，随时实测电动机的转速，得到速度反馈信号，将其与速度指令信号相比较，以其比较的差值对伺服电动机的转速随时进行校正，直至实现移动部件工作台的最终精确定位。3、半闭环控制半闭环控制数控机床，是将位置检测装置安装于驱动电动机轴端或安装于传动丝杠端部，间接地测量移动部件的实际位置或位移，其精度高于开环系统，低于闭环系统。4第二章数控加工工艺1、数控加工工艺的内容数控加工工艺，就是用数控机床加工零件的一种方法。数控加工与普通机床加工在方法和内容上很相似，但加工过程的控制方式确有很大区别。在用通用机床加工时，许多具体的工艺问题，如工艺中各工步的划分与顺序安排、刀具的几何形状、走刀路线及切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑而决定的，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控加工时，上述这些具体工艺问题，不仅仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容，而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中，由数控机床自动执行。也就是说，本来是由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整来处理的许多具体工艺问题和细节，在数控加工时就转变为编程人员必须事先设计和安排的内容。数控加工工艺方案是编制数控加工程序的依据。数控加工工艺主要包括以下几方面的内容：1）数控加工内容的选择选择并决定对某个零件进行数控加工时，一般情况下，并非全部加工内容都采用数控加工，通常只是选择其中一部分进行数控加工。2）数控加工工艺性分析A）构成零件轮廓的几何元素B）数控加工的定位基准3）数控加工的工业路线设计A）工序的划分B）工步的划分C）加工顺序的安排D）数控加工工序与普通工序的衔接4）数控加工工序的设计A）进给路线的确定B）工件安装的选择C）数控刀具的选择D）切削用量的选择E）对刀点与换刀点的确定52、数控加工程序及编制过程2.1、数控加工程序的概念数控加工程序，就是按照系统规定格式描述零件几何形状和加工工艺的数控指令集。（按照数控加工工艺用数控指令把加工工艺过程表现出来的一种文件）这种数控系统可以识别的指令集称为程序，制作程序的过程称为数控编程。2.2程序编制的分类1）手工编程由编程员或操作者以人工方式完成整个加工程序编制工作的方法。2）自动编程自动编程又称为计算机辅助编程。定义：利用计算机（含外围设备）和相应的前置、后置处理程序对零件源程序进行处理，得到加工程序单的一种编程方法。2.3程序编制的一般过程无论是手工编程或自动编程，编程的一般过程：图样分析---辅助准备---制定加工工艺---数学处理----填写程序单---制备控制介质----程序校正----首件试切。2.4手工编程的步骤1）图样分析包括对零件轮廓形状、尺寸、表面粗糙度、材料等技术要求进行的分析。2）辅助准备包括确定机床和夹具、机床坐标系、编程坐标系、对刀点等。3）工艺处理明确加工内容，决定加工方案、加工顺序，选择刀具、分配加工余量、确定合理的走刀路线和方向以及切削用量等。4）数学处理零件尺寸分析，在工件坐标系上计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。对于形状复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件），数控系统的插补功能不能满足零件的几何形状时，必须计算出曲面或曲线上一定数量的离散点，点与点之间用直线或圆弧逼近，根据要求的精度计算出节点间的距离。5）填写加工程序单按照数控系统规定的指令代码及程序段格式，逐段编写零件程序。66）制备控制介质数控机床在自动输入加工程序时，必须有输入用的控制介质，如U盘等。7）程序校正程序清单必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是将程序内容输入到数控装置中，机床空刀运转，若是平面工件，可以用笔代刀，以坐标纸代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能，可以采用模拟刀具切削过程的方法进行检验。但这些过程只能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的精度，因此必须进行零件的首件试切。首次试切时，应该以单程序段的运行方式进行加工，监视加工状况，调整切削参数和状态。3、数控加工基础知识本章主要建立和强调几个重要的基本概念：1、坐标系及分类2、绝对/增量尺寸3、机床零点M、工件零点W、参考点R4、加工平面（G17/G18/G19）3.1坐标系在数控加工中规定，机床坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。坐标系中X、Y、Z坐标轴及方向如图所示：坐标系用于定义空间或平面上各点和轮廓的位置，空间上任意一点可用坐标值X...Y...Z...来确定。当一个工件的各点和轮廓用角度和半径表示时，可用“极坐标”来表示更方便。极坐标的极点称为“极”是其它各点和轮廓的基准点，半径称为极半径，角度称为极角。坐标系分为：机床坐标系、基础坐标系、工件坐标系、当前工件坐标系。3.1.1机床坐标系数控机床是用来加工工件的平面、内外轮廓、孔等工序，通过三轴或多轴联动来加工空间曲面零件，为了在加工零件中确定工件在机床7中的位置，必须建立机床坐标系。机床坐标系是机床上固有的坐标系，是机床加工运动的基本坐标系。它是考察刀具在机床上的实际运动位置的基准坐标系。数控机床坐标系为右手笛卡儿坐标系，由机床所有实际存在的三个几何轴建立的坐标系，三个坐标轴互相垂直。机床坐标系的位置与机床的类型有关，各轴的方向可由右手直角坐标系的规则来判断。机床坐标系中各轴的零点为机床坐标系零点M.数控龙门镗铣床主要轴：X-Y-Z；数控落地铣镗床主要轴：X-Y-Z-W。数控加工人员首先应熟练掌握本机床所有各轴及各轴的正、负方向，判定机床坐标系的构成。坐标系是工件加工编程的依据，对实际加工操作和程序编制极为重要。如图：机床坐标轴方向不同的坐标系，其G02/G03判定也就不同，G02/G03的判定不能简