数控编程基础知识(华中)

主讲:欧阳海菲数控编程基础知识数控工程系ZhangjiajieAeronauticalEngineeringVocationalandTechnicalCollege数控教研室目录一、基本概念二、机床坐标系三、程序结构四、字及字功能五、与参考点相关的指令六、绝对与增量坐标系七、数学处理八、基本的编程指令一、基本概念1.数字控制（NumericalControl）用数字化信息实现机床控制的一种方法。是近代发展起来的一种自动控制技术，简称NC。2.数控机床采用数字控制技术的新型自动化机床。（1）数控机床的发展史1952年美国帕森斯公司和麻省理工学院研制世界上第一台三坐标数控立式铣床。两个阶段六个时代其他国家我国NC阶段电子管时代晶体管时代集成电路时代195219591965195819641972CNC阶段小型计算机时代微处理器时代通用型CNC时代1970197419901978198119921、世界上第一台数控机床是()年研制出来的。A、1930B、1947C、1952D、19582、数控机床诞生于（）。A、美国B、日本C、英国D、德国3、世界上第一台数控机床于1952年在美国问世。()4、数控机床与其他自动机床的一个显著区别在于当加工对象改变时，除了重新装夹工件和更换刀具外，只需对机床作一些调整，而不需更换控制介质，就可自动加工出新的工件。（）（2）数控机床的特点自动化程度高，劳动强度低加工精度高，加工质量稳定对加工对象的适应性强生产效率高，经济效益好便于现代管理易于建立计算机通信网络（3）数控机床的适用范围一般来说，数控机床特别适用于加工零件较复杂、精度要求高和产品更新频繁、生产周期要求短的场合。批量小而又多次生产的零件几何形状复杂的零件在加工过程中必须进行多种加工的零件切削余量大的零件公差带范围小的零件工艺设计变化快的零件加工过程中的错误造成严重浪费的贵重的零件需要全部检测的零件1、数控机床适于（）生产。A、大型零件B、小批量、形状复杂零件C、小型零件D、低精度零件2、加工精度高、（）、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等是数控机床加工的特点。A、加工轮廓简单、生产批量又特别大的零件B、对加工对象的适应性强C、装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能保证其加工精度的单件零件D、适于加工余量特别大、材质及余量都不均匀的坯件3、数控机床适用于批量小、品种更换频繁、零件结构复杂、精度要求高的产品加工。（）4、数控机床加工的优点很多，它能适用于所有的机械加工。（）5、采用数控机床可以提高零件的加工精度，稳定质量、提高生产率，完成普通机床难以加工的复杂型面的加工。（）（4）数控机床的发展趋势高精度化高可靠性高柔性化复合化高速度化制造系统自动化（5）数控机床的组成1、数控机床由四个基本部分组成：（）、数控装置、伺服系统和机床本体部分。A、数控程序B、信息载体C、伺服电动机D、可编程控制器2、数控机床的核心装置是（）。A、机床本体B、数控装置C、输入输出装置D、伺服装置3、伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。（）4、数控装置是数控机床的运算和控制系统。（）5、检测元件的作用是检测位移和速度的实际值，并向数控装置或伺服装置发送反馈信号，从而构成闭环控制。（）6、数控的实质是计算机控制。（）（6）数控机床的分类1）按控制方式分点位控制系统直线切削控制系统连续（轮廓）控制系统1、按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于（）。A、点位控制B、直线控制C、轮廓控制D、远程控制2、在同一时间内控制一个坐标方向上的移动的系统是（）控制系统。A、点位B、点位直线C、轮廓D、连续3、按数控系统的控制方式分类，数控机床分为：开环控制数控机床、（）、闭环控制数控机床。A、点位控制数控机床B、点位直线控制数控机床C、半闭环控制数控机床D、轮廓控制数控机床4、数控钻床和数控冲床都属于轮廓控制机床。（）5、数控坐标镗床是一种点位控制数控机床。（）6、数控车床是一种轮廓控制数控机床。（）7、点位控制的数控机床只控制起点和终点位置，对加工过程中的轨迹没有严格要求。（）8、点位控制系统不仅要控制从一点到另一点的准确定位，还要控制从一点到另一点的路径。（）2）按伺服控制方式分开环控制系统特点：①无位置反馈装置，因此控制精度低。②工作比较稳定。③适用于中、小型数控机床。全闭环伺服系统特点：①有位置反馈装置，并安装在工作台上,反馈工作台的直线位移,定位精度高。②调试、维修麻烦，稳定性差。③大型和精密机床。半闭环伺服系统特点：①有位置反馈装置，并安装在丝杆或电机输出轴上，将其角位移反馈回来，因有一部分传动误差没有进行补偿，所以加工精度低于闭环的。②系统调试、维修容易，稳定性较好。注意：开环、全闭环、半闭环伺服系统的区别不同处位置检测装置检测元件安装位置反馈信号控制精度稳定性维修难易程度开环无低好易全闭环有工作台直线位移高差难半闭环有丝杠或电动机输出轴角位移或速度一般一般一般1、数控闭环伺服系统的速度反馈装置装在（）。A、伺服电动机上B、伺服电动机主轴上C、工作台上D、工作台丝杠上2、开环控制系统是带有位置检测装置的控制系统，它结构简单、容易调试、成本低；（）3、闭环控制系统是反指不带位置检测装置的控制系统，它结构复杂、不易调试、成本高；（）4、闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区别在于（）。A、位置控制器B、检测单元C、伺服驱动器D、控制对象5、以下系统中()在目前应用较多。A、闭环B、开环C、半闭环D、双闭环6、位置检测元件装在伺服电动机的尾部的是()系统。A、闭环B、半闭环C、开环D、三者均不是7、数控半闭环控制系统一般利用装在电动机或丝杠上的光栅获得位置反馈量。（）8、在闭环数控机床中的伺服电机一般采用步进电机。（）9、伺服系统的执行机构常采用直流或交流伺服电动机。（）10、半闭环和全闭环位置反馈系统的根本差别在于位置传感器安装的位置不同，半闭环的位置传感器安装在工作台上，全闭环的位置传感器安装在电机的轴上。（）11、开环控制系统一般适用于经济型数控机床和旧机床数控化改造。（）12、半闭环控制系统通常在机床的运动部件上直接安装位移测量装置。（）3.数控加工程序将加工所需信息用特定的代码编制，用来控制数控机床的加工，这样的程序。（1）程序编制的内容制定工艺方案数学处理编写程序程序校验修改分析零件图样•首件试切是用来检验程序编制是否有错。（）•数控程序编制是指由分析零件图样到程序检验的全过程。（）（2）程序编制的方法手工编程——形状简单零件自动编程——形状复杂零件•手工编程适应于各种工件形状的编程。（）•数控机床既可以自动加工，也可以手动加工。（）（3）数控程序编制的国际标准EIA代码(美国电子工业协会)ISO代码(国际标准化协会)异同点奇偶校验容量特征性EIA补奇码（第8列）26特征不明显ISO补偶码（第5列）27特征明显1、EIA代码区别于ISO代码的最大特点是每行孔数为（）A、奇数B、偶数C、7孔D、8孔2、ISO代码中第五列是奇校验位。（）4.专业术语NC(NumericalControl)——数字控制CNC（ComputerNumericalControl)——计算机数字控制CAD（ComputerAidedDesign）——计算机辅助设计CAM（ComputerAidedManufacture）——计算机辅助制造CAE（ComputerAidedEngineering）——计算机辅助工程分析CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)——计算机辅助工艺规程设计CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem）——计算机集成制造系统FMS(FlexibleManufacturingSystem)——柔性制造系统MC(Machiningcenters)——加工中心QC(QualityControl)——质量控制DNC(DirectNumericalControl)——直接数控AC(AdaptiveControl)——自适应控制MNC(Micro-computerNumericalControl)——微机数控ENC(EconomicalNumericalControl)——经济型数控1、MNC表示（）A、数控系统B、微机数控系统C、计算机数控系统D、经济型数控系统2、FMS是指（）。A、直接数字控制B、自动化工厂C、柔性制造系统D、计算机集成制造系统3、CAM是指（）。A、计算机辅助设计B、计算机辅助制造C、计算机辅助工艺规划D、计算机集成制4、AC控制是指（）。A、闭环控制B、半闭环控制C、群控系统D、自适应控制5、英文缩写NC的含义是：（）A、数控程序B、数控编程C、数控加工D、数字控制二、坐标系1.机床坐标系（1）标准坐标系：直角坐标系X、Y、Z旋转坐标系A、B、CX、Y、Z——右手直角笛卡尔坐标系A、B、C——右手螺旋定则右手直角笛卡尔定则右手螺旋定则1、用右手笛卡尔坐标系判断机床坐标系时，食指方向指向（）A、X轴B、Y轴C、Z轴D、B轴2、数控机床的旋转轴之一B轴是绕（）直线轴旋转的轴。A、X轴B、Y轴C、Z轴D、W轴3、数控机床绕X轴旋转的回转的运动坐标轴是（）。A、A轴B、B轴C、C轴D、D轴4、数控机床的旋转轴之一B轴是绕（）直线轴旋转的轴。A、X轴B、Y轴C、轴D、W轴5、数控机床坐标系采用右手直角笛卡尔坐标系。（）（2）运动方向①假设工件不动，刀具相对移动。②正方向为增大工件与刀具之间的距离的方向。1、确定坐标系正方向时，通常假定（）A、被加工工件和刀具不动B、刀具不动，被加工工件移动C、被加工工件和刀具都移动D、被加工工件不动，刀具移动2、数控机床坐标轴命名原则规定，（）的运动方向为该坐标轴的正方向。A、刀具远离工件B、刀具接近工件C、工件远离刀具D、工件接近刀具3、数控机床有不同的运动形式，需要考虑工件与刀具相对运动关系及坐标方向，编写程序时，采用（）的原则编写程序。A、刀具固定不动，工件相对移动B、铣削加工刀具只做转动，工件移动；车削加工刀具移动，工件转动C、分析机床运动关系后再根据实际情况D、工件固定不动，刀具相对移动4、编制加工程序时一律假定刀具固定，工件移动。（）（3）坐标轴的确定先Z轴后X轴，最后Y轴。1）Z轴：平行于机床主轴轴线的方向；2）X轴：水平平面内，垂直于Z轴；①工件旋转（如车床）：工件的径向。②刀具旋转（如铣床、加工中心）卧式机床：人站在立柱旁，面向工件看，右手为X轴正方向；立式机床：人站在工作位，面向立柱看，右手为X轴正方向。3）Y轴：由上述两轴确定。卧式数控车床立式数控铣床1、数控机床的Z轴方向是指（）。A、平行于工件装夹方向B、垂直于工件装夹方向C、与主轴回转中心平行D、不确定2、数控机床的坐标系采用右手笛卡儿坐标，在确定具体坐标时，先定x轴，再根据右手法则定Z轴。（）3、不同的数控机床各坐标轴的运动各不相同，编程时一律假定刀具相对于静止的工件运动。（）（4）机床原点机床上一个固定点，由机床生产商确定，机床使用用户无法修改。1）数控车床——卡盘端面与主轴轴线的交点。2）数控铣床——X、Y、Z三个直线坐标轴正方向的极限位置。1、下列说法不正确的是（）A、机床原点为机床上一个固定点B、机床原点为工件上一个固定点C、机床原点由制造厂确定2、数控机床的机械零点是不受限制任意设定的。（）2.编程坐标系编程坐标系——为了编程方便，编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。编程原点——是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的坐标系原点。注：编程原点应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上。3.加工坐标系（工件坐标系）工件原点（程序原点）——零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。加工坐标系——以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。注意：机床坐标系与编程坐标系、加工坐标系的相互关系机床坐标系是所有坐标系的基准。编程坐标