数控编程基础知识教学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、主讲主讲:王都阳王都阳数控编程基础知识数控编程基础知识第第1页页目录一、基本概念一、基本概念二、机床坐标系二、机床坐标系三、程序结构三、程序结构四、字及字功效四、字及字功效五、与参考点相关指令五、与参考点相关指令六、绝对与增量坐标系六、绝对与增量坐标系七、数学处理七、数学处理八、基本编程指令八、基本编程指令第第2页页一、基本概念一、基本概念1.1.数字控制(数字控制(Numerical ControlNumerical Control)n用数字化信息实现机床控制一个方法。是近代用数字化信息实现机床控制一个方法。是近代发展起来一个自动控制技术,简称发展起来一个自动控制技术,简称NCNC。2.2.
2、数控机床数控机床n采取数字控制技术新型自动化机床。采取数字控制技术新型自动化机床。第第3页页(1)数控机床发展史)数控机床发展史19521952年美国帕森斯企业和麻省理工学院研制世界年美国帕森斯企业和麻省理工学院研制世界上第一台三坐标数控立式铣床。上第一台三坐标数控立式铣床。两个阶段六个时代两个阶段六个时代其它国家其它国家我国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197019741990197819811992第第4页页1、世界上第一台数控机床是、世界上第一台数控机床是()年研制出来。年研制出
3、来。A、1930B、1947C、1952D、19582、数控机床诞生于(、数控机床诞生于()。)。A、美国、美国B、日本、日本C、英国、英国D、德国、德国3、世界上第一台数控机床于、世界上第一台数控机床于1952年在美国问世。年在美国问世。()4、数控机床与其它自动机床一个显著区分在于、数控机床与其它自动机床一个显著区分在于当加工对象改变时,除了重新装夹工件和更当加工对象改变时,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,就可自动加工出新工件。(更换控制介质,就可自动加工出新工件。()第第5页页(2)数控机床特点)数控机床特点自
4、动化程度高自动化程度高,劳动强度低劳动强度低加工精度高,加工质量稳定加工精度高,加工质量稳定对加工对象适应性强对加工对象适应性强生产效率高,经济效益好生产效率高,经济效益好便于当代管理便于当代管理 易于建立计算机通信网络易于建立计算机通信网络 第第6页页(3)数控机床适用范围)数控机床适用范围 普普通通来来说说,数数控控机机床床尤尤其其适适合合用用于于加加工工零零件件较较复复杂杂、精精度度要要求求高高和和产产品品更更新新频频繁繁、生生产产周周期期要要求求短短场场所。所。批量小而又屡次生产零件批量小而又屡次生产零件几何形状复杂零件几何形状复杂零件在加工过程中必须进行各种加工零件在加工过程中必须进
5、行各种加工零件切削余量大零件切削余量大零件公差带范围小零件公差带范围小零件工艺设计改变快零件工艺设计改变快零件加工过程中错误造成严重浪费珍贵零件加工过程中错误造成严重浪费珍贵零件 需要全部检测零件需要全部检测零件第第7页页1、数控机床适于(、数控机床适于()生产。)生产。A、大型零件、大型零件B、小批量、形状复杂零件、小批量、形状复杂零件C、小型零件、小型零件D、低精度零件、低精度零件2、加工精度高、(、加工精度高、()、自动化程度高、劳动强度)、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高等是数控机床加工特点。低、生产效率高等是数控机床加工特点。A、加工轮廓简单、生产批量又尤其大零件、加工轮廓简单、
6、生产批量又尤其大零件B、对加工对象适应性强、对加工对象适应性强C、装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能确、装夹困难或必须依靠人工找正、定位才能确保其加工精度单件零件保其加工精度单件零件D、适于加工余量尤其大、材质及余量都不均匀、适于加工余量尤其大、材质及余量都不均匀坯件坯件第第8页页3、数控机床适合用于批量小、品种更换频繁、数控机床适合用于批量小、品种更换频繁、零件结构复杂、精度要求高产品加工。(零件结构复杂、精度要求高产品加工。()4、数控机床加工优点很多,它能适合用于全、数控机床加工优点很多,它能适合用于全部机械加工。(部机械加工。()5、采取数控机床能够提升零件加工精度,稳、采取数控机床
7、能够提升零件加工精度,稳定质量、提升生产率,完成普通机床难以定质量、提升生产率,完成普通机床难以加工复杂型面加工。(加工复杂型面加工。()第第9页页(4)数控机床发展趋势)数控机床发展趋势n高精度化高精度化n高可靠性高可靠性 n高柔性化高柔性化 n复合化复合化 n高速度化高速度化 n制造系统自动化制造系统自动化 第第10页页(5)数控机床组成)数控机床组成第第11页页1、数控机床由四个基本部分组成:(、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。数控装置、伺服系统和机床本体部分。A、数控程序、数控程序B、信息载体、信息载体C、伺服电动机、伺服电动机D、可编程控制器、
8、可编程控制器2、数控机床关键装置是(、数控机床关键装置是()。)。A、机床本体、机床本体B、数控装置、数控装置C、输入输出装置、输入输出装置D、伺服装置、伺服装置3、伺服系统作用是把来自数控装置脉冲信号、伺服系统作用是把来自数控装置脉冲信号转换成机床移动部件运动。(转换成机床移动部件运动。()第第12页页4、数控装置是数控机床运算和控制系统。(、数控装置是数控机床运算和控制系统。()5、检测元件作用是检测位移和速度实际值,、检测元件作用是检测位移和速度实际值,并向数控装置或伺服装置发送反馈信号,并向数控装置或伺服装置发送反馈信号,从而组成闭环控制。(从而组成闭环控制。()6、数控实质是计算机控
9、制。(、数控实质是计算机控制。()第第13页页(6)数控机床分类)数控机床分类1)按控制方式分)按控制方式分n点位控制系统点位控制系统n直线切削控制系统直线切削控制系统n连续(轮廓)控制系统连续(轮廓)控制系统第第14页页1、按照机床运动控制轨迹分类,加工中心属于(、按照机床运动控制轨迹分类,加工中心属于()。)。A、点位控制点位控制B、直线控制直线控制C、轮廓控制轮廓控制D、远程控制、远程控制2、在同一时间内控制一个坐标方向上移动系统是(、在同一时间内控制一个坐标方向上移动系统是()控制系统。)控制系统。A、点位、点位B、点位直线、点位直线C、轮廓、轮廓D、连续、连续3、按数控系统控制方式分
10、类,数控机床分为:开环、按数控系统控制方式分类,数控机床分为:开环控制数控机床、(控制数控机床、()、闭环控制数控机床。)、闭环控制数控机床。A、点位控制数控机床、点位控制数控机床B、点位直线控制数控机床、点位直线控制数控机床C、半闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床D、轮廓控制数控机床、轮廓控制数控机床第第15页页4、数控钻床和数控冲床都属于轮廓控制机床。、数控钻床和数控冲床都属于轮廓控制机床。()5、数控坐标镗床是一个点位控制数控机床。、数控坐标镗床是一个点位控制数控机床。()6、数控车床是一个轮廓控制数控机床。(、数控车床是一个轮廓控制数控机床。()7、点位控制数控机床只控制起点和终点位
11、置,、点位控制数控机床只控制起点和终点位置,对加工过程中轨迹没有严格要求。(对加工过程中轨迹没有严格要求。()8、点位控制系统不但要控制从一点到另一点、点位控制系统不但要控制从一点到另一点准确定位,还要控制从一点到另一点路径。准确定位,还要控制从一点到另一点路径。()第第16页页2)按伺服控制方式分)按伺服控制方式分开环控制系统开环控制系统特点:特点:无位置反馈装置,所以控制精度低。无位置反馈装置,所以控制精度低。工作比较稳定。工作比较稳定。适合用于中、小型数控机床。适合用于中、小型数控机床。第第17页页n全闭环伺服系统全闭环伺服系统特点:特点:有位置反馈装置,并安装在工作台上有位置反馈装置,
12、并安装在工作台上,反馈工作台直反馈工作台直线位移线位移,定位精度高。定位精度高。调试、维修麻烦,稳定性差。调试、维修麻烦,稳定性差。大型和精密机床。大型和精密机床。第第18页页n半闭环伺服系统半闭环伺服系统特点:特点:有位置反馈装置,并安装在丝杆或电机输出轴上,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将其角位移反馈回来,因有一部分传动误差没有进行赔偿,所以加工精度低于闭环。赔偿,所以加工精度低于闭环。系统调试、维修轻易,稳定性很好。系统调试、维修轻易,稳定性很好。第第19页页注意:注意:开环、全闭环、半闭环伺服系统区分开环、全闭环、半闭环伺服系
13、统区分不一样处不一样处位置检位置检测装置测装置检测元件检测元件安装位置安装位置反馈反馈信号信号控制控制精度精度稳定稳定性性维修难维修难易程度易程度开环开环无无低低好好易易全闭环全闭环 有有工作台工作台直线直线位移位移高高差差难难半闭环半闭环 有有丝杠或电丝杠或电动机输出动机输出轴轴角位角位移或移或速度速度普通普通普通普通普通普通第第20页页1、数控闭环伺服系统速度反馈装置装在(、数控闭环伺服系统速度反馈装置装在()。)。A、伺服电动机上、伺服电动机上B、伺服电动机主轴上、伺服电动机主轴上C、工作台上、工作台上D、工作台丝杠上、工作台丝杠上2、开环控制系统是带有位置检测装置控制系、开环控制系统是
14、带有位置检测装置控制系统,它结构简单、轻易调试、成本低;(统,它结构简单、轻易调试、成本低;()3、闭环控制系统是反指不带位置检测装置控、闭环控制系统是反指不带位置检测装置控制系统,它结构复杂、不易调试、成本高;制系统,它结构复杂、不易调试、成本高;()第第21页页4、闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区、闭环进给伺服系统与半闭环进给伺服系统主要区分在于(分在于()。)。A、位置控制器、位置控制器B、检测单元、检测单元C、伺服驱动器、伺服驱动器D、控制对象、控制对象5、以下系统中、以下系统中()在当前应用较多。在当前应用较多。A、闭环、闭环B、开环、开环C、半闭环、半闭环D、双闭环、双闭
15、环6、位置检测元件装在伺服电动机尾部是、位置检测元件装在伺服电动机尾部是()系统。系统。A、闭环、闭环B、半闭环、半闭环C、开环、开环D、三者均不是、三者均不是7、数控半闭环控制系统普通利用装在电动机或丝杠、数控半闭环控制系统普通利用装在电动机或丝杠上光栅取得位置反馈量。(上光栅取得位置反馈量。()第第22页页8、在闭环数控机床中伺服电机普通采取步进电机。、在闭环数控机床中伺服电机普通采取步进电机。()9、伺服系统执行机构常采取直流或交流伺服电动机。、伺服系统执行机构常采取直流或交流伺服电动机。()10、半闭环和全闭环位置反馈系统根本差异在于位、半闭环和全闭环位置反馈系统根本差异在于位置传感器
16、安装位置不一样,半闭环位置传感器安置传感器安装位置不一样,半闭环位置传感器安装在工作台上,全闭环位置传感器安装在电机轴装在工作台上,全闭环位置传感器安装在电机轴上。(上。()11、开环控制系统普通适合用于经济型数控机床和开环控制系统普通适合用于经济型数控机床和旧机床数控化改造。(旧机床数控化改造。()12、半闭环控制系统通常在机床运动部件上直接安半闭环控制系统通常在机床运动部件上直接安装位移测量装置。(装位移测量装置。()第第23页页3.3.数控加工程序数控加工程序n将将加加工工所所需需信信息息用用特特定定代代码码编编制制,用用来来控制数控机床加工,这么程序。控制数控机床加工,这么程序。第第2
17、4页页(1)程序编制内容)程序编制内容制制定定工工艺艺方方案案数数学学处处理理编编写写程程序序程程序序校校验验修修 改改分分析析零零件件图图样样第第25页页首件试切是用来检验程序编制是否有错。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数控程序编制是指由分析零件图样到程序检验全过程。(检验全过程。()第第26页页(2)程序编制方法)程序编制方法 n手工编程手工编程形状简单零件形状简单零件n自动编程自动编程形状复杂零件形状复杂零件第第27页页手工编程适应于各种工件形状编程。手工编程适应于各种工件形状编程。()数控机床既能够自动加工,也能够手数控机床既能够自动加工,
18、也能够手动加工。(动加工。()第第28页页(3)数控程序编制国际标准)数控程序编制国际标准nEIAEIA代码代码(美国电子工业协会美国电子工业协会)nISOISO代码代码(国际标准化协会国际标准化协会)异同点异同点奇偶校验奇偶校验容量容量特征性特征性EIAEIA补奇码(第补奇码(第8列)列)2 26 6特征不显著特征不显著ISOISO补偶码(第补偶码(第5列)列)27特征显著特征显著第第29页页1、EIA代码区分于代码区分于ISO代码最大特点是每行代码最大特点是每行孔数为(孔数为()A、奇数、奇数B、偶数、偶数C、7孔孔D、8孔孔2、ISO代码中第五列是奇校验位。(代码中第五列是奇校验位。()
19、第第30页页4.4.专业术语专业术语NCNC(Numerical Control)(Numerical Control)数字控制数字控制CNCCNC(Computer Numerical Control)Computer Numerical Control)计算机数字控制计算机数字控制CADCAD(ComputerComputerAidedAidedDesignDesign)计算机辅助设计计算机辅助设计CAMCAM(ComputerComputerAidedAidedManufactureManufacture)计算机辅助制造计算机辅助制造第第31页页CAECAE(ComputerComput
20、erAidedAidedEngineeringEngineering)计算机辅助工程分析计算机辅助工程分析CAPPCAPP(ComputerComputerAidedAidedProcessProcessPlanning)Planning)计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计CIMSCIMS(Computer(ComputerIntegratedIntegratedManufacturingManufacturingSystemSystem)计算机集成制造系统计算机集成制造系统FMSFMS(Flexible Manufacturing System)(Flexible Manufact
21、uring System)柔性制造系统柔性制造系统MCMC(Machining(Machining centers)centers)加工中心加工中心 第第32页页QCQC(Quality Control)(Quality Control)质量控制质量控制DNCDNC(Direct Numerical Control)(Direct Numerical Control)直接数控直接数控ACAC(Adaptive Control)(Adaptive Control)自适应控制自适应控制MNCMNC(Micro-computer(Micro-computerNumerical Control)Num
22、erical Control)微机数控微机数控ENCENC(EconomicalEconomical Numerical Control)Numerical Control)经济型数控经济型数控第第33页页1、MNC表示(表示()A、数控系统、数控系统B、微机数控系统、微机数控系统C、计算机数控系统、计算机数控系统D、经济型数控系统、经济型数控系统2、FMS是指(是指()。)。A、直接数字控制、直接数字控制B、自动化工厂、自动化工厂C、柔性制造系统、柔性制造系统D、计算机集成制造系统、计算机集成制造系统3、CAM是指(是指()。)。A、计算机辅助设计、计算机辅助设计B、计算机辅助制造、计算机辅
23、助制造C、计算机辅助工艺规划、计算机辅助工艺规划D、计算机集成制、计算机集成制第第34页页4、AC控制是指(控制是指()。)。A、闭环控制、闭环控制B、半闭环控制、半闭环控制C、群控系统、群控系统D、自适应控制、自适应控制5、英文缩写、英文缩写NC含义是:(含义是:()A、数控程序、数控程序B、数控编程、数控编程C、数控加工、数控加工D、数字控制、数字控制第第35页页二、坐标系二、坐标系1.1.机床坐标系机床坐标系(1 1)标准坐标系:)标准坐标系:直角坐标系直角坐标系X、Y、Z旋转坐标系旋转坐标系A、B、CnX、Y、Z右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系nA、B、C右手螺旋定则右手螺旋定
24、则第第36页页右手直角笛卡尔定则右手直角笛卡尔定则第第37页页右手螺旋定则右手螺旋定则第第38页页第第39页页1、用右手笛卡尔坐标系判断机床坐标系时,、用右手笛卡尔坐标系判断机床坐标系时,食指方向指向(食指方向指向()A、X轴轴B、Y轴轴C、Z轴轴D、B轴轴2、数控机床旋转轴之一、数控机床旋转轴之一B轴是绕(轴是绕()直线)直线轴旋转轴。轴旋转轴。A、X轴轴B、Y轴轴C、Z轴轴D、W轴轴3、数控机床绕、数控机床绕X轴旋转回转运动坐标轴是(轴旋转回转运动坐标轴是()。)。A、A轴轴B、B轴轴C、C轴轴D、D轴轴第第40页页4、数控机床旋转轴之一、数控机床旋转轴之一B轴是绕(轴是绕()直线)直线轴
25、旋转轴。轴旋转轴。A、X轴轴B、Y轴轴C、轴、轴D、W轴轴5、数控机床坐标系采取右手直角笛卡尔坐标、数控机床坐标系采取右手直角笛卡尔坐标系。(系。()第第41页页(2 2)运动方向)运动方向 假设工件不动,刀具相对移动。假设工件不动,刀具相对移动。正方向为增大工件与刀具之间距离方向。正方向为增大工件与刀具之间距离方向。第第42页页1、确定坐标系正方向时,通常假定(、确定坐标系正方向时,通常假定()A、被加工工件和刀具不动、被加工工件和刀具不动B、刀具不动,被加工工件移动、刀具不动,被加工工件移动C、被加工工件和刀具都移动、被加工工件和刀具都移动D、被加工工件不动,刀具移动、被加工工件不动,刀具
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