数控机床基础知识
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数控操作培训内容引言:数控操作是现代制造业中一项重要的技能,它通过计算机控制机床的运动和加工过程,实现高精度、高效率的加工。
本文将介绍数控操作培训的内容,包括数控机床的基本知识、编程技巧、操作规范以及常见故障排除方法。
一、数控机床的基本知识1. 数控机床的分类:数控机床按照加工方式可以分为铣床、车床、钻床等;按照控制系统可以分为伺服控制和步进控制等。
2. 数控机床的组成:数控机床由机床本体、数控装置、执行机构和辅助装置等组成。
3. 数控机床的工作原理:数控机床通过数控装置接收指令,控制执行机构的运动,实现工件的加工。
二、编程技巧1. G代码和M代码:G代码用于控制机床的运动方式,如直线插补、圆弧插补等;M代码用于控制机床的辅助功能,如刀具的启动和停止等。
2. 坐标系和坐标轴:数控机床使用坐标系来描述工件的位置,常见的坐标系有绝对坐标系和相对坐标系;坐标轴用于描述机床的运动方向,如X轴、Y轴和Z轴等。
3. 编程语言:数控机床的编程语言有G代码和M代码,掌握常用的指令和语法规则是编写程序的基础。
三、操作规范1. 安全操作:在进行数控加工时,要注意安全操作规范,如佩戴防护设备、正确使用机床操作面板等。
2. 机床调试:在开始加工前,要进行机床的调试工作,包括刀具的安装、工件的夹紧以及坐标系的设置等。
3. 加工参数设置:根据工件的要求,设置合适的加工参数,如进给速度、切削速度和切削深度等。
4. 加工过程监控:在加工过程中,要及时监控机床的运行状态,如刀具的磨损情况、加工质量等。
四、常见故障排除方法1. 故障诊断:当机床出现故障时,要进行故障诊断,找出故障原因,如电气故障、机械故障等。
2. 故障排除:根据故障原因,采取相应的排除方法,如更换故障部件、调整机床参数等。
3. 故障预防:通过定期检查和维护,预防机床故障的发生,延长机床的使用寿命。
结论:数控操作培训内容包括数控机床的基本知识、编程技巧、操作规范以及常见故障排除方法。
数控车知识点总结一、数控车基础知识1.1 数控车的发展历史数控车是随着计算机技术的发展而兴起的一种高精度加工设备。
数控车最早出现在20世纪50年代,迅速发展并得到广泛应用。
随着人工智能、物联网等新技术的发展,数控车的应用范围将进一步扩大。
1.2 数控车的工作原理数控车通过计算机控制工作台的移动和转动,实现对工件进行各种形状的加工。
数控车一般通过数控程序来控制刀具的运动轨迹和转速,实现高精度、高效率的加工。
1.3 数控车的结构数控车主要由机床、数控装置和辅助设备组成。
机床是数控车的主体部分,数控装置则是通过计算机控制机床的各项动作。
1.4 数控车的优势数控车具有高精度、高效率、灵活性强的优点。
同时,数控车还可以实现自动化生产,大大提高生产效率。
二、数控车的操作技能2.1 数控车的操作步骤数控车的操作步骤包括:准备工作、开机启动、调试程序、加工作业等。
操作人员需要熟练掌握各个步骤,才能顺利进行加工。
2.2 数控车的参数设置数控车的参数设置对于加工效果有重要影响。
操作人员需要根据具体加工要求,合理设置数控车的各项参数,如速度、进给量、刀具转速等。
2.3 数控车的安全操作数控车是一种高精度加工设备,操作人员需要严格遵守操作规程,正确使用各项功能,严格执行安全操作规范,确保人员和设备的安全。
2.4 数控车的维护保养数控车在长时间使用过程中,需要定期进行维护保养,包括清洁机床、润滑部件、检查电气系统等工作。
这样可以保持数控车的正常工作状态,延长设备寿命。
三、数控车的程序编制3.1 数控车的程序语言数控车的程序语言常见的有G代码和M代码两种。
G代码用于控制刀具的运动轨迹,M代码用于控制机床的辅助功能。
3.2 数控车程序编制的基本原则数控车程序编制的基本原则包括:清晰明了、规范统一、熟练高效。
程序编制人员需要根据具体加工要求,合理设置加工路径和刀具转动轨迹。
3.3 数控车程序编制的技巧程序编制人员需要熟练掌握数控车的操作技能,包括程序语言的使用、数控系统的功能等。
数控机床基础知识数控机床基础知识数控机床是以计算机控制系统为核心,利用数控技术实现的一种高精度、高效率的机械加工设备。
与传统机床相比,数控机床具有高精度、高效率、低能耗等优点。
本文将介绍数控机床的基本概念、分类、结构和原理等基础知识。
一、数控机床的基本概念数控机床是一种通过计算机控制系统控制机床各轴运动,并实现自动化加工的机械设备。
数控机床可大大提高生产效率和产品质量,减少人力资源浪费。
数控机床的加工过程是由计算机程序控制的,程序由操作人员编写或者由计算机辅助设计软件生成。
数控机床的工作精度可达到微米级别。
二、数控机床的分类数控机床根据加工方式分为车床、铣床、钻床、磨床、拉床等各种类型;根据机床结构分为立式数控机床、龙门式数控机床、万能数控机床等各种类型;根据加工精度和适用范围分为三个等级:高精度数控机床、精密数控机床和通用数控机床。
数控机床还可以根据加工对象的材料进行分类,比如金属数控机床、陶瓷数控机床、木材数控机床等。
三、数控机床的结构数控机床的结构包括机械部分和控制部分两部分。
机械部分包括机身、工作台、工作台滑块、主轴、刀具等,它们共同完成物理加工过程,并与控制系统产生反应;控制部分包括数控装置和编程装置两个部分。
数控装置一般安装在数控机床的底部,其作用是对机床各轴的运动进行控制。
编程装置则是由操作人员使用编程语言编写程序的设备,一般安装在数控机床的侧面或顶部。
四、数控机床的原理数控机床的核心是数控系统,其原理是将加工程序转换为机床可以听懂的机器指令,然后通过电气信号传输到数控装置,再通过电机驱动机械部分实现各轴的运动。
数控系统至少包含一台计算机、电动机、传感器、驱动器和执行器等组成的硬件,还需要相应的软件支持。
数控机床的工作过程从编写程序开始,包括图形输入、加工数据的设置、程序的编辑和调试;然后将程序放到执行单元中;接着执行单元将程序转化为电气信号,传递给数控装置;数控装置生成控制信号,控制各轴的运动实现工件的加工。
数控机床基础知识第一节概述一、什么是数控机床数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)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。
它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。
经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。
二、数控机床的加工原理数控机床加工工件的过程如图1-1所示。
图1-1数控机床的加工过程1)在数控机床上加工工件时,首先要根据加工零件的图样与工艺方案,用规定的格式编写程序单,并且记录在程序载体上;2)把程序载体上的程序通过输入装置输入到数控装置中去;3)数控装置将输入的程序经过运算处理后,向机床各个坐标的伺服系统发出信号;4)伺服系统根据数控装置发出的信号,通过伺服执行机构(如步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机),经传动装置(如滚珠丝杠螺母副等),驱动机床各运动部件,使机床按规定的动作顺序、速度和位移量进行工作,从而制造出符合图样要求的零件。
由上述数控机床的工作过程可知,数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。
下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。
1.加工程序载体数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。
零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。
将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置,将程序信息输入到CNC单元。
2.数控装置数控装置是数控机床的核心。
现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式,这种CNC 装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(Software NC)。
一判断题1.当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工。
()2.数控机床编程有绝对值和增量值编程,使用时不能将它们放在同一程序段中。
()3.G代码可以分为模态G代码和非模态G代码。
()4.程序段的顺序号,根据数控系统的不同,在某些系统中可以省略的。
( )5.非模态指令只能在本程序段内有效。
()6.同组模态G代码可以放在一个程序段中,而且与顺序无关。
()7.数控机床编程有绝对值和增量值编程,使用时不能将它们放在同一程序段中。
( ) 8.增量尺寸指机床运动部件坐标尺寸值相对于前一位置给出。
()9.G00、G01指令都能使机床坐标轴准确到位,因此它们都是插补指令。
( )10.不同的数控机床可能选用不同的数控系统,但数控加工程序指令都是相同的。
()11.数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。
()12.G00快速点定位指令控制刀具沿直线快速移动到目标位置。
()13.用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线,逼近线段与被加工曲线交点称为基点。
()14.通常在命名或编程时,不论何种机床,都一律假定工件静止刀具移动。
()15.只需根据零件图样进行编程,而不必考虑是刀具运动还是工件运动。
()16.程序段的顺序号,根据数控系统的不同,在某些系统中可以省略的。
()17.数控机床在输入程序时,不论何种系统座标值不论是整数和小数都不必加入小数点。
()18.经试加工验证的数控加工程序就能保证零件加工合格。
()19.数控机床加工过程中可以根据需要改变主轴速度和进给速度。
()20.同一工件,无论用数控机床加工还是用普通机床加工,其工序都一样。
()21.数控机床的机床坐标原点和机床参考点是重合的。
()22.编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。
()23.机床参考点是数控机床上固有的机械原点,该点到机床坐标原点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。
()24.在机床接通电源后,通常都要做回零操作,使刀具或工作台退离到机床参考点。
数控机床基础知识数控机床基础知识数控机床基本概念1.1.1 数控技术与数控数控技术,简称数控(Numerical Control—NC),是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。
由于现代数控都采用了计算机进行控制,因此,也可以称为计算机数控(Computerized Numerical Control—CNC)。
为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制,必须具备相应的硬件和软件。
用来实现数字化信息控制的硬件和软件的整体成为数控系统(Numerical Control System),数控系统的核心是数控装置(Numerical Controller)。
采用数控技术进行控制的机床,称为数控机床(NC机床)。
它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品,是现代制造技术的基础。
控制机床也是数控技术应用最早、最广泛的领域,因此,数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。
数控机床种类繁多,有钻铣镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用数控机床等等,凡是采用了数控技术进行控制的机床统称为NC机床。
带有自动换刀装置ATC(Automatic Tool Changer—ATC)的数控机床(带有回转刀架的数控车床除外)称为加工中心(Machine Center—MC)。
它通过刀具的自动交换,工件可以一次装、夹完成多工序的加工,实现了工序集中和工艺的复合,从而缩短了辅助加工时间,提高了机床的效率;减少了工件安装、定位次数,提高了加工精度。
加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。
在加工中心的基础上,通过增加多工作台(托盘)自动交换装置(Auto Pallet Changer—APC)以及其他相关装置,组成的加工单元称为柔性加工单元(Fle某ible Manufacturing Cell—FMC)。
FMC不仅是现了工序的集中和工艺的复合,而且通过工作台(托盘)的自动交换和较完善的自动监测、监控功能,可以进行一定时间的无人化加工,从而进一步提高了设备的加工效率。
FMC既是柔性制造系统FMS(Fle某ible Manufacturing System)的基础,又可以作为独立的自动化加工设备使用,因此其发展速度较快。
在FMC和加工中心的基础上,通过增加物流系统、工业机器人以及相关设备,并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理,这样的制造系统称为柔性制造系统FMS(Fle某ible Manufacturing System)。
FMS不仅可以进行长时间的无人化加工,而且可以实现多品种零件的全部加工和部件装配,实现了车间制造过程的自动化,它是一种高度自动化的先进制造系统。
随着科技发展,为了适应市场需求多变的形势,对现代制造业来说,不仅需要发展车间制造过程的自动化,而且要实现从市场预测、生产决策、产品设计、产品制造直到产品销售的全面自动化。
将这些要求综合、构成的完整的生产制造系统,称为计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System-—CIMS)。
CIMS将一个更长的生产、经营活动进行了有机的集成,实现了更高效益、更高柔性的智能化生产,是当今自动化制造技术发展的最高阶段。
在CIMS中,不仅是生产设备的集成,更主要的是以信息为特征的技术集成和功能集成。
计算机是集成的工具,计算机辅助的自动化单元技术是集成的基础,信息和数据的交换及共享是集成的桥梁,最终形成的产品,可以看成是信息和数据的物质体现。
1.1.2 数控系统及其组成数控系统的基本组成数控系统是所有数控设备的核心。
数控系统的主要控制对象是坐标轴的位移(包括移动速度、方向、位置等),其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。
因此,作为数控系统的最基本组成应包括:程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三部分。
输入/输出装置输入/输出装置的作用是进行数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入、输出。
键盘和显示器是任何数控设备都必备的最基本的输入/输出装置。
此外,根据数控系统的不同,还可以配光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。
作为外围设备,计算机是目前常用的输入/输出装置之一。
数控装置数控装置是数控系统的核心。
它由输入/输出接口线路、控制器、运算器和存储器等部分组成。
数控装置的作用是将输入装置输入的数据,通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理,并输出各种信息和指令,以控制机床的各部分进行规定的动作。
在这些控制信息和指令中,最基本的是坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量指令。
它经插补运算后生成,提供给伺服驱动,经驱动器放大,最终控制坐标轴的位移。
它直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。
此外,根据系统和设备的不同,如:在数控机床上,还可能有主轴的转速、转向和起、停指令;刀具的选择和交换指令;冷却、润滑装置的起、停指令;工件的松开、夹紧指令;工作台的分度等辅助指令。
在数控系统中,它们是通过接口,以信号的形式提供给外部辅助控制装置,由辅助控制装置对以上信号进行必要的编译和逻辑运算,放大后驱动相应的执行器件,带动机床机械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。
伺服驱动伺服驱动通常由伺服放大器(亦称驱动器、伺服单元)和执行机构等部分组成。
在数控机床上,目前一般都采用交流伺服电动机作为执行机构;在先进的高速加工机床上,已经开始使用直线电动机。
另外,在20世纪80年代以前生产的数控机床上,也有采用直流伺服电动机;对于简易数控机床,也有用作为执行器件。
伺服放大器的形式决定于执行器件,它必须与驱动电动机配套使用。
以上是数控系统最基本的组成部分。
随着数控技术的发展和机床性能水平的提高,对系统的功能要求也日益增强,为了满足不同机床的控制要求,保证数控系统的完整性和统一性,并方便用户使用,常用较为先进的数控系统,一般都带有内部可编程控制器作为机床的辅助控制装置。
此外,在金属切削机床上,主轴驱动装置也可以成为数控系统的一个部分;在闭环数控机床上,测量、检测装置也是数控系统必不可少的。
对于先进的数控系统,有时甚至采用计算机作为系统的人机界面和数据的管理、输入/输出设备,从而使数控系统的功能更强、性能更完善。
总之,数控系统的组成决定于控制系统的性能和设备的具体控制要求,其配置和组成具有很大的区别,除加工程序的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动这三个最基本的组成部分外,还可能有更多的控制装置。
图1-1的虚线框部分表示计算机数控系统。
NC、CNC、SV与PLC的概念NC(CNC)、SV与PLC(PC、PMC)是数控设备中最为常用的英文缩写,在实际使用中,在不同的场合具有不同的含义。
NC(CNC)NC与CNC分别是数控(Numerical Control)与计算机数控(Computerized Numerical Control)的常用英文缩写。
由于现代数控都采用了计算机控制,因此,可以认为NC和CNC的含义完全等同。
在工程应用上,根据使用场合的不同,NC(CNC)通常有三种不同的含义:在广义上代表一种控制技术——数控技术;在狭义上代表一种控制系统的实体——数控系统;此外,还可以代表一种具体的控制装置——数控装置。
SVSV是伺服驱动(Servo Drive,简称伺服)的常用英文缩写。
按日本JIS 标准规定的术语,它是“以物体的位置、方向、状态作为控制量,追踪目标值的任意变化的控制机构”。
简言之,它是一种能够自动跟随目标位置等物理量的控制装置。
在数控机床上,伺服驱动的作用主要有两个方面:一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行;二是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。
伺服驱动的控制对象通常是机床坐标轴的位移和速度;执行机构是伺服或;对输入指令信号进行控制和功率放大的部分常称为伺服放大器(亦称为驱动器、放大器、伺服单元等),它是伺服驱动的核心。
伺服驱动不仅可以和数控装置配套使用,而且还可以单独作为一个位置(速度)随同系统使用,故也常称为伺服系统。
在早期的数控系统上,位置控制部分一般与CNC制成一体,伺服驱动只进行速度控制,因此,伺服驱动又常称为速度控制单元。
PLCPC是可编程序控制器(Programmable Controller)的英文缩写。
随着个人计算机的日益普及,为了避免和个人计算机(亦称PC)混淆,现在一般都将可编程序控制器称为可编程序逻辑控制器(Programmalbe Logic Controller——PLC)或可编程序机床控制器(Programmable Machine Controller——PMC)。
因此,在数控机床上,PC、PLC、PMC具有完全相同的含义。
PLC具有响应快、性能可靠、使用方便、编程和调试容易等特点,并可直接驱动部分机床电器,因此,被广泛用来作为数控设备的辅助控制装置。
目前,大多数数控系统都带有内部PLC,用于处理数控机床的辅助指令,从而大大简化了机床的辅助控制装置。
此外,在很多场合,通过PLC的轴控制模块、定位模块等特殊功能模块,还可以直接利用PLC,实现点位控制、直线控制以及简单的轮廓控制,组成数控专用机床或数控生产线。
1.1.3 数控机床的组成与加工原理数控机床的基本组成数控机床是最典型的数控设备。
为了了解数控机床的基本组成,首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。
在数控机床上,为了进行零件的加工,可以通过如下步骤进行:据被加工零件的图样与工艺方案,用规定的代码和程序格式,将刀具的移动轨迹、加工工艺过程、工艺参数、切削用量等编写成数控系统能够识别的指令形式,即编写加工程序。
将所编写的加工程序输入数控装置。
数控装置对输入的程序(代码)进行译码、运算处理,并向各坐标轴的伺服驱动装置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号,以控制机床的各部件的运动。
在运动过程中,数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、行程开关的状态等,并与程序的要求相比较,以决定下一步动作,直到加工出合格的零件。
操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查,必要时还需要对机床动作和加工程序进行调整,以保证机床安全、可靠的运行。
由此可知,作为数控机床的基本组成,它应包括:输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分(如图1-1所示)。
图1—1中的.虚线框部分统称为数控系统,实现对机床主机的加工控制。
目前数控系统大部分采用计算机数控(即CNC),图中的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置构成的机床数控系统,作用在上面已经叙述。
下面再简要介绍其他组成部分。
图1—1数控机床的组成测量反馈装置它是闭环(半闭环)数控机床的检测环节,其作用是通过现代化的测量元件:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等,将执行元件(如、刀架等)或工作台等的实际位移的速度和位移量检测出来,反馈回伺服驱动装置或数控装置,并补偿进给的速度或执行机构的运动误差,以达到提高运动机构精度的目的。