数控实习报告

数控实习报告摘要目录目录一、数控机床简介及相关参数...............................................................................................21、数控机床的组成.............................................................................................................22、计算机数控系统的工作过程.........................................................................................33、实习机床相关参数.........................................................................................................44、数控机床的控制面板和显示屏（以车床为例）.........................................................6二、数控系统控制信号的构成...............................................................................................81、数控机床的坐标系.........................................................................................................92、数控机床的指令代码.....................................................................................................9三、数控信息的输入及译码.................................................................................................101、数控信息的输入...........................................................................................................102、数控加工程序的译码和诊断.......................................................................................12四、数控机床点位控制与点位/直线切削控制....................................................................161、点位控制系统与点位/直线切削控制系统的结构......................................................162、位置计算与硬件比较的软件实现...............................................................................173、自动换刀功能...............................................................................................................18五、数控系统的连续切削控制及插补和刀具补偿原理.....................................................191、插补的概念...................................................................................................................192、逐点比较插补法...........................................................................................................19六、数控系统的软硬件.........................................................................................................251、计算机CNC装置的组成..............................................................................................262、计算机数控系统的硬件结构.......................................................................................283、计算机数控系统的软件结构.......................................................................................28一、数控机床简介及相关参数1、数控机床的组成数控机床是典型的数控化设备，它一般由信息载体、计算机数控系统、伺服系统和机床四部分组成，如图所示信息载体计算机数控系统伺服系统机床图1数控机床组成（1）信息载体信息载体又称控制介质，用于记录数控机床上加工一个零件所必须的各种信息，如零件加工的位置数据、工艺参数等，以控制机床的运动，实现零件的加工。数控机床采用操作面板上的按钮和键盘将加工信息直接输入，或通过通信接口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。高级的数控系统可能还包含一套自动编程机或者CAD/CAM系统。由这些设备实现编制程序、输入程序、输入数据及显示、模拟显示、存储和打印等功能。（2）计算机数控系统计算机数控系统是数控机床的核心，它的功能是接受载体送来的加工信息，经计算和处理后去控制机床的动作。它由硬件和软件组成。硬件除计算机外，其外围设备主要包括CRT、键盘、操作面板、机床接口等。操作面板可供操作人员改变操作方式、输入整定数据、启停加工等；机床接口是计算机和机床间联系的桥梁，机床接口包括伺服驱动接口及机床输入、输出接口。伺服驱动接口主要是进行数/模转化，以及对反馈元件的输入进行数字化处理并记录，以供计算机采样；机床输入/输出接口是用于处理辅助功能。软件由管理软件和控制软件组成。管理软件主要包括输入输出、显示、诊断等程序；控制软件包括译码、刀具补偿、速度控制、插补运算、位置控制等部分组成。数控装置控制机床的动作可以概括为以下几点：①机床主运动，包括主轴的启停、停止、转向和速度选择。②机床的进给运动，如点位、直线、圆弧、循环进给的选择，坐标方向和进给速度的选择等。③刀具的选择和刀具的补偿（长度、半径）。④其他辅助运动，如各种辅助操作，工作台的锁紧和松开，工作台的旋转与分度和冷却泵的开停等。操作面板PLC电气回路主轴伺服单元辅助装置主轴驱动装置机床本体输入输出装置计算机数控装置进给伺服单元检测装置进给驱动装置数控系统图2机床数控系统的组成（3）伺服系统是数控系统的执行部分，包括驱动机构和机床转移部件，它接受数控装置发来的各种动作命令，驱动受控设备运动。伺服电机可以是步进电机、电液马达、直流伺服电机或交流伺服电机。（4）机床是用于完成各种切削加工的机械部分，是在普通机床的基础上发展来的。其主要特点有：①大多数数控机床采用了高性能的主轴及伺服系统；②具有较高的动态刚度、阻尼精度及耐磨性，热变形较小；③更多采用高效传动部件，如滚珠丝杠副、直线滚动导轨；④不少数控机床还采用了刀库和自动换刀装置以提高机床工作效率。2、计算机数控系统的工作过程（1）输入给数控系统有零件加工程序、控制参数和补偿数据等。（2）译码输入的程序段含有零件的轮廓信息（起点、终点、直线还是圆弧等）、要求的加工速度以及其他的辅助信息（换刀、换挡、冷却液开关等）。计算机依靠译码程序来识别这些符号，将加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。（3）数据处理程序一般包括刀具半径补偿、速度计算是解决该加工数据段以什么样速度运动的问题。加工速度的确定是一个工艺问题。数控系统仅仅是保证这个编程速度的可靠实现。另外，辅助功能如换刀、换挡等也在这个程序中实现。（4）插补，即根据给定的曲线类型（如直线、圆弧或高次曲线）、起点、终点以及速度，在起点和终点之间进行数据点的密化。计算机数控系统的插补功能主要由软件来实现，目前主要有两类插补方法：一是脉冲增量插补，它的特点是每次插补运算结束产生一个进给脉冲；二是数字增量插补，它的特点是插补运算在每个插补周期进行一次，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。（5）伺服系统将计算机送出的位置进给脉冲或进给速度指令，经变换和放大后转化为伺服电机（步进电机或交、直流伺服电机）的转动，从而带动机床工作台移动。（6）当一个数据段开始插补时，管理程序即着手准备下一个数据段的读入、译码、数据处理，即由它调用各个功能子程序，且保证一个数据段加工过程中将下一个程序段准备就绪。一旦本数据段加工完成，即开始下一个数据段的插补加工。整个零件加工就是在这种周而复始的过程中完成的。3、实习机床相关参数（1）数控车床生产厂家：沈阳第一机床厂性能参数：表1实习数控车床主要性能参数电动机：5个，包括主轴、X/Z步进电机、刀架电机、冷却液电机，其他见上表（2）数控铣床生产厂家：武汉华中数控股份有限公司铣床型号：XK713电动机个数：5个，包括主轴、X/Y/Z轴步进电机、冷却液电机性能参数：最大端铣刀直径：63mm最大立铣刀直径：50mmX,Y,Z方向进给速度范围：0~3000mm/minX,Y,Z方向块速移动速度（Max）：8000mm/min主轴转速范围（变频）：60~6000rpm主轴锥孔：ISO40主轴刀柄：BT40刀柄拉钉：P40T主电动机功率：3.7kW主轴额定输出扭矩：24Nm主轴箱垂直移动最大距离（Z）：400mm工作台纵向移动最大距离（X）：500mm工作台横向移动最大距离（Y）：300mm工作台（宽x长）：300x700mm工作台最大承载重量：350KgT型槽（数量x槽宽x中心距）：3x14x80mm进给电机扭矩（功率）垂直方向（Z）：11（带抱闸）Nm纵横方向（X/Y）:6Nm定位精度：0.01/300mm重复定位精度：±0.05mm机床显示精度：≦0.01mm机床电源及总功率：3P/50Hz/380V/10KVA气源：0.6Mpa机床外形尺寸（长x宽x高）：2180x2050x2165mm机床重量（毛重/净重）：3500/2800Kg数控系统：HNC-21M华中“世纪星”数控系统（3）数控线切割主要技术参数：表2实习用线切割数控机床性能参数表机床型号DK7725A工作台面尺寸(mm)520×336工作台行程(mm)320×250加工工件最大厚度(mmm)400(330)机床总重量(kg)1100机床外形尺寸(mm)1400×1060×1500走丝速度m/s11.5电极丝尺寸(mm)Φ0.13-Φ0.18最大切割速度(mm2/min)≥100加工锥度(mm)6。/100输入电源3N-50Hz380V(单相50Hz220V)机床总功率(kw)≤1.24、数控机床的控制面板和显示屏（以车床为例）（1）操作装置华中“世纪星”HNC-21T是一基于嵌入式工业PC的开放式数控系统，配备高性能32位微处理器、内装式PLC及彩色LCD显示器。采用国