电子课件-《数控加工基础(第三版)》-A02-9062 表2—3 常用地址符含义

数控编程： 根据零件图和制定的工艺内容，再按照所用数控系统规定的指令代码 及程序格式进行数控编程；
程序传输： 将编写好的程序通过传输接口，输入到数控机床的数控装置中。调整
好机床并调用该程序后，就可以加工出符合图纸要求的零件。
手工编程的内容和步骤
选择并 确定进 行数控 加工的
内容
数控加 工的工
艺分析
1. 坐标轴的运动方向及其命名
统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向，可使编程方便，并 使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给 维修和使用带来极 大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。
• 进给运动坐标系
ISO和中国标准规定： – 数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给) 定义为
坐标系中的一个坐标轴。
+X +Z
• Y坐标 （最后确定的坐标）
利用已确定的X.Z坐标的正方向，用右手定则 或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。
• 右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则 +Y方向为食指指向。
• 右手螺旋法则：在X Z平面，从Z至X，姆指所 指的方向为+y。
2 坐标系
编程总是基于某一坐标系统的，为了编程方 便，一律假定工件不动，刀具运动，即编程 坐标系。因此，弄清楚数控机床坐标系和工 件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。
控系统的自动控制所取代。
阅读零件图纸： 充分了解图纸的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度、工 件的材料、硬度、加工性能以及工件数量等；
工艺分析： 根据零件图纸的要求进行工艺分析，其中包括零件的结构工艺性分析、 材料和设计精度合理性分析、大致工艺步骤等；
数学处理和制定工艺： 根据工艺分析制定出加工所需要的一切工艺信息——如：加工工艺路 线、工艺要求、刀具的运动轨迹、位移量、切削用量（主轴转速、进 给量、吃刀深度）以及辅助功能（换刀、主轴正转或反转、切削液开 或关）等，并填写加工工序卡和工艺过程卡；

通过对数控加工技术基础知识的学习和训练，了解和掌握
数控机床的加工原理、基本组成部分和机械结构，为数控
单 加工技术实训打下基础。 元 1 2、实训要求
数 了解数控加工技术的基本知识：数控加工的基本概念，数 控 加 控机床的产生与发展，数控机床的机械结构的特点，数控
工 技
机床的分类等；理解并掌握数控机床的工作原理及组成，
数
控
加
工
技
术
数控折弯机
基
础
2020/11/14
内容讲解
数控弯管机
数控型材弯弧机
8
1.3 数控机床的分类
特种加工类：
火花成型
线切割机
单 元 1 数 控 加 工 技 术 基 础
2020/11/14
激 光 加 工
火花小孔
9
1.3 数控机床的分类
其它类型：
单 元 1
数
控
加
工
技
术
CNC影像仪
基
础
2020/11/14
2020/11/14
无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其
精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构
的性能和精度。
单
元 1
一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。
数 控
这类系统具有结构简单、工作稳定、调试方便、
加 工
维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要
技 术
求不高、驱动力矩不大的场合得到广泛应用。
技 术
❖ 当代，也主要是基于PC的CNC开放式系统，软件有所提高。
基
础
6
1.3 数控机床的分类 一、按加工工艺方法分类
1、一般数控机床
切削加工类：

➢ 切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快
速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。
❖退刀时，沿轮廓延长
线工进退出至工件附近， 再快速退刀。一般先退X 轴，后退Z轴。
五、 绝对编程与增量编程
数控编程通常都是按照组成图形的线段或圆弧的 端点的坐标来进行的。
绝对编程：指令轮廓终点相对于工件原点绝 对坐标值的编程方式。
说明
➢1、G54～G59是系统预置的六个坐标系，可根据
需要选用。
➢2、G54～G59建立的工件坐标原点是相对于机床
原点而言的，在程序运行前已设定好，在程序运行 中是无法重置的。
➢3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐
标系中的坐标值可用 MDI 方式输入，系统自动记忆。
➢4、使用该组指令前，必须先回参考点。
增量编程：指令轮廓终点相对于轮廓起点坐 标增量的编程方式。
有些数控系统还可采用极坐标编程
绝对编程G90 增量编程G91
均为模态指令
绝对编程：G90 G01 X100.0 Z50.0; 增量编程：G91 G01 X60.0 Z-100.0;
绝对编程和增量编程
在越来越多车床中
X、Z表示绝对编程 U、W表示增量编程
允许同一程序段中二者混合使用
直线A→B ,可用： 绝对: G01 X100.0 Z50.0; 相对: G01 U60.0 W-100.0; 混用: G01 X100.0 W-100.0;
或 G01 U60.0 Z50.0;
第二节 数控车床基本G指令应用
一、坐标系设定
1、用G50设定工件坐标系 指令：G50 格式：G50 X _ Z_
1．快速点位移动G00
格式：G00 X(U)_Z(W)_；

YANSHAN UNIVERSITY
YANSHAN UNIVERSITY
第6章 数控机床的伺服系统
定子上有六个磁极，每个磁极 上绕有励磁绕组，每相对的两个 磁极组成一相，分成A、B、C三 相。转子无绕组，它是由带齿的 铁心做成的。步进电机是按电磁 吸引的原理进行工作的。当定子 绕组按顺序轮流通直流电时，A、 B、C三对磁极就依次产生磁场， 并每次对转子的某一对齿产生电 磁引力，将其吸引过来，而使转 子一步步转动。每当转子某一对 齿的中心线与定子磁极中心线对 齐时，磁阻最小，转矩为零。如 果控制线路不停地按一定方向切 换定子绕组各相电流，转子便按 一定方向不停地转动。步进电机 每次转过的角度称为步距角。
第6章 数控机床的伺服系统
电主轴
YANSHAN UNIVERSITY
第6章 数控机床的伺服系统
YANSHAN UNIVERSITY
二、交流电机的速度控制
(一)交流电机的调速 据电机学知，交流异步电机的转速表达式为
n 60 f1 1 s
p
(r/min）
交流同步电机的转速表达式为
n 60 f1
YANSHAN UNIVERSITY
第6章 数控机床的伺服系统
四、 开环控制步进式伺服系统的工作原理
1. 工作台位移量的控制
数控装置发出N个脉冲，经驱动线路放大后，使步进电机定子绕
组通电状态变化N次，如果一个脉冲使步进电机转过的角度为α，则步 进电机转过的角位移量Φ＝Nα，再经减速齿轮、丝杠、螺母之后转变 为工作台的位移量L.
第6章 数控机床的伺服系统
第一节 伺服系统的基本概念
一、伺服系统的基本概念
进给伺服系统是以机床移动部件（如工作台）的位 置和速度作为控制量的自动控制系统，通常由伺服驱 动装置、伺服电机、机械传动机构等部件组成。

方向移动，经过减速信号、零点信号检测后回到机床零点，此时轴停止
移动，回零结束指示灯亮。
上一页 下一页
返回
软键，再按 键，全部程序被删除。
9. 程序的选择
（1）检索法
选择编辑或自动操作方式；按 键，按
软键，进入程序内容
页面；按 软键，在弹出的对话框中键入程序号，按 或
键，显示画面上显示检索到的程序，若程序不存在，CNC出现提示“查
找的文件不存在”。
（2）扫描法
选择编辑或自动操作方式；按 键，并进入程序显示画面：键入
下一页
按一次 或 键，可使Z轴向负向或正向按单步增量进给一次。
返回
（2）手脉（手摇脉冲发生器）进给
设置系统参数N0.001的Bit3位为1，进入手脉操作方式 。
1）增量的选择
按
键，选择移动增量，移动增量会在页面中显示；
上一页 下一页
返回
2）移动轴及方向的选择 在手脉操作方式下，按
、 键选择相应的轴。
入门篇
课题二 面板操作
※ 能说出面板按键的名称及功能。 ※ 能完成面板各种方式的操作。
上一页 下一页Βιβλιοθήκη 返回152
6
3
7
4
8
上一页
下一页 返回
1. GSK980TDc操作面板
LCD 软功能键
状态指示灯 编辑键盘
显示菜单 机床面板
上一页 下一页
返回
2. 面板划分功能说明
（1）状态指示灯(见课本中表2-1) （2）编辑键盘(见课本中表2-2) （3）显示菜单（见课本中表2-3） （4）机床面板功能（见课本中表2-4）
入到本地目录子页面；
2）再按
软键，在弹出的对话框中依次键入数字键

数控加工基础
2.数字积分法
n 数字积分器(又称DDA)简称积分器。 数字积分器的插补方法可以实现一 次、二次，甚至高次曲线的插补， 也可以实现多坐标联动控制。它只 要输入不多的几个数据，就能加工 出圆弧形状较为复杂的轮廓曲线。 作直线插补时，脉冲分布也较均匀。
PPT文档演模板
数控加工基础
三 、数控加工工艺基础
n 只有在某种较高档次的CNC系统才具有 抛物线、螺旋线插补功能。
PPT文档演模板
数控加工基础
插补的概念
n 是指在被加工的轨迹起点和终点之间， 插进许多中间点，并进行数据点的密化 工作，然后用已知线型（直线或圆弧） 逼近。
PPT文档演模板
数控加工基础
插补的方法分类：
n 常用的插补方法有: n 逐点比较法 数字积分法 时间分割法 n 其中最常见的是逐点比较法 ，其原理可
定位基准选择要能完成尽可能多的加工内容
定位基准应尽量与工件坐标系的对刀基准重合
PPT文档演模板
必须多次安装时，应遵从基准统一原则
数控加工基础
简单的安装形式:
PPT文档演模板
数控加工基础
PPT文档演模板
箱体零件加工的安装
(多用于汽车零件加工)
数控加工基础
夹具
工件
PPT文档演模板
加工内轮廓时的安装
PPT文档演模板
F> 0
F=0
P（Xi，Yi）
F <0
X
数控加工基础
(1)第一象限内逐点比较法的直线插补
n ①当点P（Xi，Yi）在直线上，则下 式成立：
PPT文档演模板
数控加工基础
n ②当点P（Xi，Yi）在直线下方，则 下式成立：

编程时，尺寸都按工件坐标系中的尺寸 确定。
五. 对刀
对刀：就是确定工件坐标系与机床坐标系的相互位置关系。
对刀点 可以设在工件、夹具或机床上，但必须与工件的定位
基准(相当于工件坐标系)有已知的准确关系，这样才能确定工 件坐标系与机床坐标系的关系。
选择对刀点的原则是：便于确定工件坐标系与机床坐标系的相
数控车床：工件原点一般设在主轴中心线与工件 右端面或左端面的交点处；数控铣床：工件原点一般 设在工件的某个角上或对称中心上。
四、 工件坐标系和机床坐标系的关系
机床坐标系与工件坐标系的联系：当工 件在机床上固定后，工件原点和机床原点之 间的偏移量必须通过测量来定，存入G54— G57原点偏置寄存器中，供数控系统计算用， 对于多原点工件，只要调用不同偏置即可。 在没有工件测量头的情况下，程序原点的位 置测量要靠碰刀的方式进行。
一、 机床坐标系和主运动方向 1）标准坐标系的规定
标准中规定直线进给运动用右手直角笛卡儿坐标 系X、Y、Z表示，常称基本坐标系。
X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手定则决定。
采用右手笛卡儿坐标系
直线坐标 X Y Z 旋转坐标 A B C 附加坐标 U V W
如图所示，图中： 大拇指指向X轴的正方向，食指指向Y轴的正方向， 中指指向Z轴的正方向。围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给 坐标轴分别用A、B、C表示。
(3) Y轴的确定。
根据X、Z轴及其方向，可按右手直角笛卡儿坐标 系，利用右手螺旋法则确定Y轴。
根据X、Y、Z轴及其方向，利用右手螺旋法则即可 确定A、B、C的方向。
数控机床坐标系
数控车床的坐标系
立式数控铣床
二、 机床原点和机床参考点 1）机床原点
数控机床的机床原点与参考点

表2—4常用的M指令
M代码
功在本段，并保持本段状态。按下控制面板上的循环启动键可取消M00状态，使程序继续向下执行
M01
选择停止
功能和M00相似。不同的是M01只有在机床操作面板上的“选择停止”开关处于“ON”状态时此功能才有效。M01常用于关键尺寸的检验和临时暂停
M02
程序结束
该指令表示加工程序全部结束。它使主轴运动、进给运动、切削液供给等停止，机床复位
M03
主轴正转
该指令使主轴正转。主轴转速由主轴功能字S指定，如某程序段为：N10 S500 M03，它的意义为指定主轴以500r/min的转速正转
M04
主轴反转
该指令使主轴反转，与M03相似
M05
主轴停止
在M03或M04指令作用后，可以用M05指令使主轴停止
M06
自动换刀
该指令为自动换刀指令，数控车床或加工中心用于刀具的自动更换
M08
切削液开
该指令使切削液开启
M09
切削液关
该指令使切削液停止供给
M30
程序结束
程序结束并返回程序的第一条语句，准备下一个零件的加工
M98
子程序调用
该指令用于子程序调用
M99
子程序结束
该指令表示子程序运行结束，返回到主程序

4) 高一体化 CNC系统与加工过程作为一个整体，实现机电光声综合控制，测量造型、加工一 体化，加工、实时检测与修正一体化，机床主机设计与数控系统设一体化。
5) 网络化 实现多种通讯协议，既满足单机需要，又能满足FMS(柔性制造系统)、 CIMS(计算机集成制造系统)对基层设备的要求。配置网络接口，通过Internet可 实现远程监视和控制加工，进行远程检测和诊断，使维修变得简单。建立分布 式网络化制造系统，可便于形成“全球制造”。
控技术产业化奠定了基础。20世纪90年代末，华中数控自主开发出基于PC-NC的HNC 数控系统，达到了国际先进水平，加大了我国数控机床在国际上的竞争力度。
2．数控加工技术的发展方向 1) 高速切削 受高生产率的驱使，高速化已是现代机床技术发展的重要方向之一。高速切 削可通过高速运算技术、快速插补运算技术、超高速通信技术和高速主轴等技术 来实现。 高主轴转速可减少切削力，减小切削深度，有利于克服机床振动，传入零件 中的热量大大减低，排屑加快，热变形减小，加工精度和表面质量得到显著改善。 因此，经高速加工的工件一般不需要精加工。日本新泻铁工所生产的UHSIO型超 高速数控立式铣床主轴最高转速高达100 000 r/min。中等规格加工中心的快速进 给速度从过去的8～12 m/min提高到60 m/min。
采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数 字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转 成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件 来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装 置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零 件。数控加工的原理如图1-1所示。

原中捷友谊厂生产中国第一台数控机床
模块一 数控概念及数控机床的产生 三、数控机床的组成
模块一 数控概念及数控机床的产生
1、（控制介质）加工程序载体
控制介质—人与机床之间建立某种联系，这种联系的 中间媒介物称为控制介质。
程序—包括加工零件所需的全部信息和刀具相对工件 的位移信息。
载体—穿孔纸带、磁带、磁盘（软盘、硬盘、内存 RAM）
模块一 数控概念及数控机床的产生
3、伺服系统（伺服控制装置）
作用：将数控装置发来的各种动作指令，转化 成机床移动部件的运动。
电动机（伺服驱动器件）： 步进电动机、 直流伺服电动机、 交流伺服电动机
模块一 数控概念及数控机床的产生
4、检测反馈系统 位置和速度测量系统。以实现进给伺服系统的闭 环控制。 作用：保证灵敏、准确地跟踪CNC装置指令：
数控系统采用电子管元件-电子管时代 1959年 采用晶体管和印制电路板-第二代数控系统 1965年 出现小规模集成电路-第三代数控系统 1970年 出现小型计算机代替专用硬接线装置
-第四代数控系统（CNC系统） 1974年 以微处理器为核心的数控系统
-第五代数控系统（MNC系统） 1990年 以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安
模块二 数控机床的分类
二、按工艺用途分类
1、金属切削类数控机床 1）数控车床（NC Lathe）。 2）数控铣床（NC Milling Machine）。 3）加工中心（Machine Center）。 4）数控钻床（NC Drilling Machine）。 5）数控镗床（NC Boring Machine）。 6）数控齿轮加工机床（NC Gear Holling Machine）。 7）数控平面磨床（ NC Surface Grinding Machine）。