数控技术期末总复习省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

主要内容机床数控技术机床数控技术机床本体机床本体数控系统数控系统外围技术外围技术数数控控装装置置伺伺服服驱驱动动装装置置测测量量反反馈馈装装置置工工具具系系统统编编程程技技术术管管理理技技术术Machine Machine tooltoolMachine Machine Control Control unitunitServo-Servo-drive drive unitunitFeedback Feedback TransducerTransducer1.2 1.2 数控技术组成数控技术组成第1页主要内容数控系统数控系统是一个程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中是一个程序控制系统，它能逻辑地处理输入到系统中数控加工程序，控制数控机床运动并加工出零件。数控加工程序，控制数控机床运动并加工出零件。计算机数控系统计算机数控系统（Computer Numerical Control，CNC）是以计算机为关键数控系统。是以计算机为关键数控系统。1.2 1.2 数控技术组成数控技术组成第2页主要内容数控机床分类数控机床分类(Types)(Types)分分 类类 方方 法法数控机床类型数控机床类型按运动控制按运动控制方式方式点位点位控制控制数控机床数控机床直线直线控制控制数控机床数控机床轮廓轮廓控制控制数控机床数控机床按伺服系统按伺服系统开环开环数控数控数控机床数控机床半闭环半闭环控制控制数控机床数控机床闭环闭环控制控制数控机床数控机床按功效水平按功效水平经济型经济型数控机床数控机床中等型中等型数控机床数控机床高档型高档型数控机床数控机床按工艺方法按工艺方法金属切削金属切削数控机床数控机床金属成形金属成形数控机床数控机床特种加工特种加工数控机床数控机床1.4 1.4 数控机床特点与分类数控机床特点与分类第3页1.5 1.5 数控技术发展趋势数控技术发展趋势l l运行高速化运行高速化运行高速化运行高速化-向高速度方向发展向高速度方向发展向高速度方向发展向高速度方向发展 l l加工高精化加工高精化加工高精化加工高精化-向高精度方向发展向高精度方向发展向高精度方向发展向高精度方向发展 l l功效复合化功效复合化功效复合化功效复合化-向柔性化、功效集成化方向发展向柔性化、功效集成化方向发展向柔性化、功效集成化方向发展向柔性化、功效集成化方向发展 l l控制智能化控制智能化控制智能化控制智能化-向智能化方向发展向智能化方向发展向智能化方向发展向智能化方向发展 l l交互网络化交互网络化交互网络化交互网络化-向网络化方向发展向网络化方向发展向网络化方向发展向网络化方向发展l l产品标准化产品标准化产品标准化产品标准化-向标准化方向发展向标准化方向发展向标准化方向发展向标准化方向发展l l驱动并联化驱动并联化驱动并联化驱动并联化-向驱动并联化方向发展向驱动并联化方向发展向驱动并联化方向发展向驱动并联化方向发展 第4页主要内容1.5 1.5 数控技术发展趋势数控技术发展趋势新新型型功功效效部部件件传统数控机床：电动机和机床部件是借助耦合传统数控机床：电动机和机床部件是借助耦合传统数控机床：电动机和机床部件是借助耦合传统数控机床：电动机和机床部件是借助耦合元件，如皮带、齿轮和连轴节连接，实现部件元件，如皮带、齿轮和连轴节连接，实现部件元件，如皮带、齿轮和连轴节连接，实现部件元件，如皮带、齿轮和连轴节连接，实现部件所需移动或旋转所需移动或旋转所需移动或旋转所需移动或旋转，“机机机机”和和和和“电电电电”是分家是分家是分家是分家。当前数控机床：将电动机与机械部件集成为一当前数控机床：将电动机与机械部件集成为一当前数控机床：将电动机与机械部件集成为一当前数控机床：将电动机与机械部件集成为一体，如体，如体，如体，如电主轴、直线电机、电滚珠丝杆电主轴、直线电机、电滚珠丝杆电主轴、直线电机、电滚珠丝杆电主轴、直线电机、电滚珠丝杆等，简等，简等，简等，简化了机床结构，提升了机床刚度和动态性能以化了机床结构，提升了机床刚度和动态性能以化了机床结构，提升了机床刚度和动态性能以化了机床结构，提升了机床刚度和动态性能以及加工精度。及加工精度。及加工精度。及加工精度。第5页主要内容坐标轴命名及方向坐标轴命名及方向 标准要求，在加工过程中不论是刀具移动，标准要求，在加工过程中不论是刀具移动，工件静止，还是工件移动，刀具静止，普通都工件静止，还是工件移动，刀具静止，普通都假定工件相对静止不动，而刀具在移动，并同假定工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时要求时要求刀具远离工件方向刀具远离工件方向作为坐标轴作为坐标轴正正方向。方向。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述2.1.4 2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系第6页 Z Z轴轴 方位方位 标准要求：标准要求：Z Z轴轴主轴轴线进给轴。主轴轴线进给轴。若没有主轴若没有主轴(牛头刨床牛头刨床)或者有多个主轴，则选择或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面方向为垂直于工件装夹面方向为Z Z坐标。坐标。若主轴能摆动：若主轴能摆动：在摆动范围内只与标准坐标系中某一坐标平行在摆动范围内只与标准坐标系中某一坐标平行时，则这个坐标便是时，则这个坐标便是Z Z轴；轴；若在摆动范围内与多个坐标平行，则取垂直于若在摆动范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面方向为工件装夹面方向为Z Z轴。轴。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述数控机床坐标轴确定方法第7页Z Z轴正方向要求：刀具远离工件方向。轴正方向要求：刀具远离工件方向。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述第8页主要内容 X X轴轴 在刀具旋转机床上（铣床、钻床、镗床等）在刀具旋转机床上（铣床、钻床、镗床等）Z Z轴水平（卧式轴水平（卧式)从刀具从刀具(主轴主轴)向工件看时，向工件看时，X X轴正方向指向右边。轴正方向指向右边。Z Z轴垂直（立式）轴垂直（立式）单立柱机床，从刀具向立柱看时，单立柱机床，从刀具向立柱看时，X X正方向指正方向指向右边；向右边；双立柱机床双立柱机床(龙门机床龙门机床)，从刀具向左立柱看，从刀具向左立柱看时，时，X X轴正方向指向右边。轴正方向指向右边。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述第9页第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述 X X轴轴 在工件旋转机床上（车床、磨床等），在工件旋转机床上（车床、磨床等），X X轴运动方向轴运动方向是工件径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋是工件径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心方向是转中心方向是X X轴正方向。轴正方向。第10页第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述第11页主要内容Y Y轴确实定轴确实定 X X、Z Z轴正方向确定后，轴正方向确定后，Y Y轴可按右手轴可按右手笛卡尔直角坐标系来判定。笛卡尔直角坐标系来判定。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述第12页主要内容工件坐标系与工件原点工件坐标系与工件原点 1)1)由编程人员确定由编程人员确定,用于编程用于编程;2)2)工件坐标系原点称为工件原点或工件零点，可工件坐标系原点称为工件原点或工件零点，可用程序指令来设置和改变用程序指令来设置和改变;3)3)依据编程需要，在一个加工程序中可一次或屡依据编程需要，在一个加工程序中可一次或屡次设定或改变工件原点。次设定或改变工件原点。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述第13页第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.1 2.1 概述概述主要内容N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_ N_ G_ X_ Y_ Z_ F_ S_ T_ M_；字地址程序段普通格式字地址程序段普通格式准备功效字准备功效字程序段号字程序段号字坐标功效字坐标功效字进给功效字进给功效字主轴转速功效字主轴转速功效字刀具功效字刀具功效字辅助功效辅助功效G00-G99U、V、WI、J、KM00-M99G、M指令统称为工艺指令指令统称为工艺指令第14页2.2.1 2.2.1 准备功效准备功效G G代码代码 在插补运算之前需要要求，为插补运算作好准备工艺指在插补运算之前需要要求，为插补运算作好准备工艺指令，如：令，如：G17G17、G01G01、G02G02、G81G81等。等。模态代码和非模态代码模态代码和非模态代码 第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.2 2.2 数控编程中惯用指令数控编程中惯用指令G00、G01、G02、G03G81G89G41、G42、G40G04G90、G91模态代码模态代码:一经在一个程序段中指定，其功效一直保持一经在一个程序段中指定，其功效一直保持到被取消或被同组其它到被取消或被同组其它G G代码所代替。代码所代替。非模态代码非模态代码:仅在所出现程序段内有效。仅在所出现程序段内有效。第15页刀具赔偿功效应用优点刀具赔偿功效应用优点第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.2 2.2 数控编程中惯用指令数控编程中惯用指令简化编程工作量简化编程工作量 实现粗、精加工实现粗、精加工 实现内外型面加工实现内外型面加工 第16页第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理铣削零件底面时，槽底圆角半径铣削零件底面时，槽底圆角半径r r不应过大不应过大 铣刀端刃铣削平面面积越小，加工表面能力越差，工艺铣刀端刃铣削平面面积越小，加工表面能力越差，工艺性也越差。性也越差。rrdDdD第17页主要内容1)1)零件装夹与夹具设计零件装夹与夹具设计 数控机床夹具与传统夹具结构差异数控机床夹具与传统夹具结构差异 夹详细定位夹紧夹详细定位夹紧不需要导向和对刀功效不需要导向和对刀功效，夹具比较简单。，夹具比较简单。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理2.3.5 2.3.5 数控加工工序详细设计数控加工工序详细设计第18页1 1）整）整 体体 式式2 2）机）机 夹夹 式式 刀具主要结构刀具主要结构第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第19页主要内容大平面：大平面：面铣刀面铣刀；加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：加工凹槽、小台阶面及平面轮廓：立铣刀立铣刀加工空间曲面、模具型腔等：加工空间曲面、模具型腔等：球头铣刀球头铣刀加工封闭键槽：加工封闭键槽：键槽铣刀等键槽铣刀等加工变斜角零件：加工变斜角零件：鼓形铣刀鼓形铣刀特殊形状：特殊形状：成形铣刀成形铣刀薄壁件加工，如整体框、肋类零件，在加工时因为薄壁件加工，如整体框、肋类零件，在加工时因为振动引发被动再切削，造成严重超差，为了预防加工振动引发被动再切削，造成严重超差，为了预防加工薄壁零件时再切削，应选取短切削刃立铣刀。薄壁零件时再切削，应选取短切削刃立铣刀。铣刀选择铣刀选择 第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第20页主要内容4 4）对刀点确定）对刀点确定 刀具相对工件运动起点，也是程序起点。刀具相对工件运动起点，也是程序起点。q对刀点应尽可能选在零件设计基准或工艺基准上；对刀点应尽可能选在零件设计基准或工艺基准上；q便于对刀、观察和检测；便于对刀、观察和检测；q简化坐标值计算；简化坐标值计算；q精度高、粗糙度低表面。精度高、粗糙度低表面。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理何谓对刀点？何谓对刀点？选择准则？选择准则？第21页主要内容怎样对刀？怎样对刀？刀具在机床上位置是由刀具在机床上位置是由“刀位点刀位点”位置来表示。位置来表示。所所谓谓“刀位点刀位点”就是表征刀具特征点。就是表征刀具特征点。“刀位点刀位点”与与“对刀点对刀点”重合重合第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第22页主要内容切向切入切出切向切入切出第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第23页主要内容第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第24页主要内容顺铣、屡次走刀、防止进给停顿顺铣、屡次走刀、防止进给停顿 第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第25页主要内容螺纹加工螺纹加工 第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.3 2.3 数控编程中工艺处理数控编程中工艺处理第26页 数控加工中把除直线与圆弧之外能够用数学方数控加工中把除直线与圆弧之外能够用数学方程式程式y=f（x）表示平面轮廓曲线，称为非圆曲线。表示平面轮廓曲线，称为非圆曲线。非圆曲线节点坐标计算非圆曲线节点坐标计算 数学处理比较复杂，应在满足允许编程误差条件数学处理比较复杂，应在满足允许编程误差条件下，用若干下，用若干直线段或圆弧段直线段或圆弧段去迫近给定非圆曲线，去迫近给定非圆曲线，相邻迫近线段交点或切点称为相邻迫近线段交点或切点称为节点节点。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第27页主要内容弦线迫近中计算节点方法主要有弦线迫近中计算节点方法主要有等间距法、等步长法和等等间距法、等步长法和等误差法。误差法。普通先取普通先取 X=0.1X=0.1进行试算，再验算进行试算，再验算允允？第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理等间距法等间距法:第28页主要内容等步长法等步长法:用直线段迫近非圆曲线时，假如每个迫近线段长度相用直线段迫近非圆曲线时，假如每个迫近线段长度相等，则称等步长法。等，则称等步长法。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第29页主要内容等步长计算步骤：等步长计算步骤：q求最小曲率半径求最小曲率半径R Rminmin第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理设曲线为设曲线为y=f（x），则其曲率半径公式为，则其曲率半径公式为 第30页主要内容q计算允许步长计算允许步长l l 第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第31页主要内容以起点以起点a（xa，ya）为圆心，以）为圆心，以l为半径作圆，得到圆方程，为半径作圆，得到圆方程，与曲线方程与曲线方程y=f（x）联立求解，可得第一个节点坐标（联立求解，可得第一个节点坐标（xb，yb），以这类推），以这类推 q计算节点坐标计算节点坐标 l la ay=fy=f（x x）b bc cd d第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第32页主要内容等误差法等误差法:用直线段迫近非圆曲线时，假如每个迫近误差相等，用直线段迫近非圆曲线时，假如每个迫近误差相等，则称等误差法。则称等误差法。第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第33页主要内容等误差法计算步骤：等误差法计算步骤：q以以起起点点a a 为为圆圆心心，允允为为半半径径作作圆圆，得得到到圆方程圆方程a ay=fy=f（x x）第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第34页主要内容q求圆与曲线公切线求圆与曲线公切线PT PT 斜率斜率 首先联立求解以下方首先联立求解以下方程组得切点坐标（程组得切点坐标（x xT T，y yT T）、（）、（x xP P，x xP P ）a ay=fy=f（x x）P PT T第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第35页主要内容由切点坐标求出斜率由切点坐标求出斜率:第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第36页主要内容a ay=fy=f（x x）P PT Tq过过a a点与直线点与直线PTPT平行直线方程为平行直线方程为 q与曲线方程联立求解得与曲线方程联立求解得b b点坐标点坐标 第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基础CNC2.5 2.5 数控编程中数学处理数控编程中数学处理第37页零件零件图纸图纸数控工数控工艺分析艺分析确定加工内确定加工内容、路线容、路线数学数学处理处理程序程序编制编制试切试切验证验证编程编程手册手册确定刀、确定刀、夹、量具夹、量具确定切削确定切削用量用量手工编程流程图手工编程流程图 第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.1 3.1 概述概述第38页主要内容数控车床编程特点数控车床编程特点 （1 1）绝对坐标编程时惯用代码绝对坐标编程时惯用代码X X 和和Z Z表示表示；增量坐标编增量坐标编程时则用代码程时则用代码U U 和和 W W 表示表示，可按绝对坐标编程、增量坐，可按绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程。普通不用标编程或二者混合编程。普通不用G90G90、G91G91指令。指令。（2 2）因为车削惯用毛坯为棒料或锻件，加工余量较大，）因为车削惯用毛坯为棒料或锻件，加工余量较大，可充分利用可充分利用各种固定循环功效各种固定循环功效，到达屡次循环切削目标。，到达屡次循环切削目标。（3 3）直径方向按绝对坐标编程时）直径方向按绝对坐标编程时常常以直径值以直径值表示，按增表示，按增量坐标编程时，量坐标编程时，以径向实际位移量以径向实际位移量2 2倍值倍值表示。表示。第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.1 3.2.1 数控车床编程方法数控车床编程方法第39页主要内容第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.1 3.2.1 数控车床编程方法数控车床编程方法第40页数数控控车车削削编编程程实实例例 如图所表示工件，需要进行如图所表示工件，需要进行精加工精加工，其中，其中85mm85mm外圆不加工。毛外圆不加工。毛坯为坯为85mm340mm85mm340mm棒材，材料为棒材，材料为4545钢。钢。第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.1 3.2.1 数控车床编程方法数控车床编程方法第41页O0003O0003；N10 G50X200.0 Z350.0N10 G50X200.0 Z350.0；工件坐标系设定工件坐标系设定N20 G30 U0 W0 T0101N20 G30 U0 W0 T0101；换换1 1号刀号刀N20 S630 M03N20 S630 M03；N30G00X41.8 Z292.0M08N30G00X41.8 Z292.0M08；N40G01X47.8Z289.0F0.15N40G01X47.8Z289.0F0.15；N50 Z230.0N50 Z230.0；N60 X50.0N60 X50.0；N70 X62.0 W-60.0N70 X62.0 W-60.0；N80 Z155.0N80 Z155.0；N90 X78.0N90 X78.0；N100X80.0W-10.0N100X80.0W-10.0；N110 W-19.0N110 W-19.0；N120 G02 W-60.0 I3.25 K-30.0N120 G02 W-60.0 I3.25 K-30.0；N130 G01 Z65.0N130 G01 Z65.0；11223344556678789910101111第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC第42页N140 X90.0N140 X90.0；N150 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09N150 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09；N160 G30 U0 W0 T0202N160 G30 U0 W0 T0202；N170 S315 M03N170 S315 M03；N180 G00 X51.0 Z230.M08N180 G00 X51.0 Z230.M08；N190 G01 X45.0 F0.16N190 G01 X45.0 F0.16；N200 G04 O5.0 N200 G04 O5.0；N210 G00 X51.0N210 G00 X51.0；N220 X200.0 Z350.0 T0200 M09N220 X200.0 Z350.0 T0200 M09；1212第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.1 3.2.1 数控车床编程方法数控车床编程方法第43页N230 G30 U0 W0 T0303N230 G30 U0 W0 T0303；换换3 3号刀号刀N240 S200 M03N240 S200 M03；N250 G00 X62.0 Z296.0 M08N250 G00 X62.0 Z296.0 M08；快速靠近车螺纹进给刀起点快速靠近车螺纹进给刀起点N260 G92X47.54 Z231.5F1.5N260 G92X47.54 Z231.5F1.5；螺纹切削循环，螺距为；螺纹切削循环，螺距为1.5mm 1.5mm N270 X46.94N270 X46.94；螺纹切削循环，螺距为螺纹切削循环，螺距为1.5mm1.5mmN280 X46.54N280 X46.54；螺纹切削循环，螺距为螺纹切削循环，螺距为1.5mm1.5mmN290 X46.38N290 X46.38；螺纹切削循环，螺距为螺纹切削循环，螺距为1.5mm1.5mmN300 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09N300 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09；N310 M05N310 M05；N320 M30N320 M30；第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC第44页第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC铣铣削削编编程程实实例例N10 G54G90G17G00G42D01X50Y70S400M03；N20 Z-240M08；N30 G01X400F250；N40 X300Y370；N60 G02X100Y170I-100；N70 G01Y50；N80 G00 Z-165 M09；N90 G40X300Y120M05；N100 M30；A AB BC CD DE EN50 G03X200Y270J-100；第45页 数控数控线切割机床线切割机床加工是利用作为加工是利用作为负极电极丝和负极电极丝和作为作为正极正极金属材料金属材料工件之间工件之间脉冲放电脉冲放电电腐蚀作用，对工件加工电腐蚀作用，对工件加工一个工艺方法。一个工艺方法。第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.3 线切割数控机床编程方法及实例线切割数控机床编程方法及实例第46页1.1.按电极丝运动速度分按电极丝运动速度分2.2.按电极丝位置分按电极丝位置分3.3.按工作液供给方式分按工作液供给方式分快走丝快走丝(高速往复高速往复)6-10m/s6-10m/s慢走丝慢走丝(低速单向低速单向)0.001-0.25m/s0.001-0.25m/s立式立式卧式卧式冲液式冲液式浸液式浸液式第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.3 线切割数控机床编程方法及实例线切割数控机床编程方法及实例第47页线切割加工特点线切割加工特点:u材料去除是靠放电时电热作用实现材料去除是靠放电时电热作用实现;u工具电极和工件不直接接触工具电极和工件不直接接触,几乎没有切削力几乎没有切削力;u切缝可窄达仅切缝可窄达仅0.005mm0.005mm，材料利用率高，材料利用率高;u可加工高硬度材料可加工高硬度材料;u普通采取水基工作液，安全可靠；普通采取水基工作液，安全可靠；u电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动。电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动。n被加工材料必须导电。被加工材料必须导电。n不能加工盲孔。不能加工盲孔。第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.3 线切割数控机床编程方法及实例线切割数控机床编程方法及实例第48页D=D=丝半径十丝半径十（为放电间隙）为放电间隙）第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.3 线切割数控机床编程方法及实例线切割数控机床编程方法及实例第49页特点：特点：带有刀库和换刀装置，一次装夹能进行铣、镗、带有刀库和换刀装置，一次装夹能进行铣、镗、钻、攻螺纹等各种工序加工，工序集中，主要用钻、攻螺纹等各种工序加工，工序集中，主要用于箱体、复杂曲面加工。于箱体、复杂曲面加工。第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.4 3.2.4 加工中心编程方法及实例加工中心编程方法及实例第50页加工中心编程指令加工中心编程指令X X和和Y Y轴定位；轴定位；快速运行到快速运行到R R点；点；孔加工；孔加工；在孔底动作，包含在孔底动作，包含暂停、主轴反转等；暂停、主轴反转等；返回到返回到R R点；点；快速退回到初始点。快速退回到初始点。（1 1）孔加工固定循环指令）孔加工固定循环指令 第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC3.2.4 3.2.4 加工中心编程方法及实例加工中心编程方法及实例第51页加工中心编程指令加工中心编程指令孔加工固定循环程序段普通格式为：孔加工固定循环程序段普通格式为：G90/G91 G98/G99 G81-G89 X_Y_ Z_R_ Q_P_ F_ L_G90/G91 G98/G99 G81-G89 X_Y_ Z_R_ Q_P_ F_ L_；G G代码（含义）代码（含义）孔加工动孔加工动作作孔底动孔底动作作返回动返回动作作程序段格式程序段格式G81G81（钻孔、中心孔）（钻孔、中心孔）切削进给切削进给快速快速G81 X_Y_Z_R G81 X_Y_Z_R _F_F_；G82G82（钻孔、锪孔）（钻孔、锪孔）切削进给切削进给暂停暂停快速快速G82 X_Y_Z_R_ G82 X_Y_Z_R_ P_F_P_F_；G83G83（深孔钻）（深孔钻）间隙进给间隙进给快速快速G83 X_Y_Z_R_Q G83 X_Y_Z_R_Q _F_F_；G84G84（攻螺纹）（攻螺纹）切削进给切削进给暂停暂停-主轴反主轴反转转切削进切削进给给G84 X_Y_Z_R G84 X_Y_Z_R _F_F_；第三章第三章 数控加工编程方法数控加工编程方法CNC第52页 X X Y Y X X15155050M108.5101050503535 A A B B C C D D O O O O1515第53页N05 G92 X0 Y0 Z250.0;N10 T01 M06;N15 S500 M03；N20 G90 G00 Z150.0;N25 G99 G83 X15.0 Y10.0 Z-3.0 Q5.0 R53.0 F50;N30 G98 Y35.0;N35 G99 X50.0;N40 G98 Y10.0;N45 G00 X0 Y0 Z250.0 M05;N50 T02 M06;N55 Z150.0 S150 M03;N60 G99 G84 X15.0 Y10.0 Z-3.0 R53.0 F150;X X Y Y X X15155050M108.5101050503535 A A B B C C D D O O O O1515第54页N65 G98 Y35.0;N70 G99 X50.0;N75 G98 Y10.0;N80 G80 G00 X0 Y0 Z250.0 M05；N85 M30;X X Y Y X X15155050M108.5101050503535 A A B B C C D D O O O O1515第55页4.1 4.1 概述概述 从自动控制角度来看，从自动控制角度来看，CNC系统是一个位置系统是一个位置（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部件（轨迹）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运各运动轴动轴)位移量、速度位移量、速度为控制对象并使其协调运动自动为控制对象并使其协调运动自动控制系统，是一个配有专用操作系统计算机控制系控制系统，是一个配有专用操作系统计算机控制系统。统。从外部特征来看，从外部特征来看，CNC系统是由系统是由硬件（通用硬件（通用硬件和专用硬件）和软件（专用）硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成。两大部分组成。第56页4.2 CNC4.2 CNC装置硬件结构装置硬件结构按其中含有按其中含有CPU多少可分为：多少可分为：单单微处理机结构微处理机结构和和多多微处理机结构微处理机结构；按电路板结构特点可分为：按电路板结构特点可分为：大板大板结构结构和和模块化模块化结构结构。CNC装置硬件结构装置硬件结构第57页4.3 CNCCNC系统软件结构系统软件结构组成：组成：由由CNCCNC管理软件和管理软件和CNCCNC控制软件两部分组成。控制软件两部分组成。操作系统操作系统管理软件管理软件控制软件控制软件零零件件程程序序管管理理显显示示处处理理人人机机交交互互管管理理位位置置控控制制输输入入输输出出管管理理插插补补运运算算故故障障诊诊断断处处理理速速度度处处理理机机床床输输入入输输出出编编译译处处理理主主轴轴控控制制刀刀具具半半径径补补偿偿.第58页4.3.2 CNC4.3.2 CNC系统软件特点和结构系统软件特点和结构特点特点:多任务性与并行处理技术多任务性与并行处理技术o多任务性：显示、译码、刀补、速度处理、插补处理、多任务性：显示、译码、刀补、速度处理、插补处理、位置控制、位置控制、o并行处理：系统在并行处理：系统在同一时间间隔同一时间间隔或或同一时刻同一时刻内完成两个内完成两个或两个以上任务处理。或两个以上任务处理。o并行处理实现方式：并行处理实现方式：资源分时共享（单资源分时共享（单CPUCPU）资源重合流水处理（多资源重合流水处理（多CPUCPU）4.3 CNCCNC系统软件结构系统软件结构第59页插补技术插补技术是数控系统是数控系统关键技术关键技术。数控加工过程中，数控。数控加工过程中，数控系统要处理控制刀具或工件运动轨迹问题。系统要处理控制刀具或工件运动轨迹问题。刀具或工件一步步移动，移动轨迹是一个个小线段组成刀具或工件一步步移动，移动轨迹是一个个小线段组成折线，不是光滑曲线。刀具不能严格按照所加工零件廓折线，不是光滑曲线。刀具不能严格按照所加工零件廓型运动，而用折线迫近轮廓线型。型运动，而用折线迫近轮廓线型。脉冲当量脉冲当量或或最小分辨率最小分辨率：刀具或工件移动最小位移量。：刀具或工件移动最小位移量。5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理插补实质插补实质是依据有限信息完成是依据有限信息完成“数据密化数据密化”工作。工作。第60页5.1.2 插补方法分类插补方法分类 插补器：插补器：数控装置中完成插补运算工作装置或程序。数控装置中完成插补运算工作装置或程序。插补器分：插补器分：硬件插补器硬件插补器 软件插补器软件插补器 软硬件结合插补器软硬件结合插补器 5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理第61页当代当代CNCCNC数控系统：数控系统：软软件件插插补补或或软软、硬硬件件插插补补结结合合方方法法，由由软软件件完完成成粗粗插补，硬件完成精插补。插补，硬件完成精插补。粗插补粗插补采取软件方法，将加工轨迹分割为线段，采取软件方法，将加工轨迹分割为线段，精精插插补补采采取取硬硬件件插插补补器器，将将粗粗插插补补分分割割线线段段深深入入密密化数据点。化数据点。粗粗、精精插插补补结结合合方方法法对对数数控控系系统统运运算算速速度度要要求求不不高高，可节约存放空间，且响应速度和分辨率都较高。可节约存放空间，且响应速度和分辨率都较高。5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理第62页基准脉冲插补基准脉冲插补数据采样插补数据采样插补基准脉冲插补基准脉冲插补（脉冲增量插补、行程标量插补）（脉冲增量插补、行程标量插补）每每次次插插补补结结束束时时向向各各运运动动坐坐标标轴轴输输出出一一个个基基准准脉脉冲冲序序列列，驱动各坐标轴进给电机运动。驱动各坐标轴进给电机运动。每每个个脉脉冲冲使使坐坐标标轴轴产产生生1 1个个脉脉冲冲当当量量增增量量，代代表表刀刀具具或或工工件最小位移；件最小位移；脉冲数量脉冲数量代表刀具或工件移动位移量；代表刀具或工件移动位移量；脉冲序列频率脉冲序列频率代表刀具或工件运动速度。代表刀具或工件运动速度。5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理主要插补方法主要插补方法第63页数据采样插补数据采样插补（数据增量插补、时间分割法）数据增量插补、时间分割法）5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理采取时间分割思想，依据编程采取时间分割思想，依据编程进给速度进给速度将轮廓将轮廓曲线分割为每个插补周期进给直线段（又称轮曲线分割为每个插补周期进给直线段（又称轮廓步长）进行数据密化，以此来迫近轮廓曲线。廓步长）进行数据密化，以此来迫近轮廓曲线。第64页第一步粗插补：第一步粗插补：时间分割，把加工一段直线或圆弧整段时间细分为许多时间分割，把加工一段直线或圆弧整段时间细分为许多相等时间间隔，称为相等时间间隔，称为插补插补周期周期 T。在每个在每个T T 内，计算轮廓步长内，计算轮廓步长 lFT，将轮廓曲线分割将轮廓曲线分割为为若干条长度为轮廓步长若干条长度为轮廓步长 l 微小直线段；微小直线段；lFT 5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理第65页第二步精插补：第二步精插补：在粗插补算出每一微小直线段基础上再作在粗插补算出每一微小直线段基础上再作“数据点密化数据点密化”工作。工作。普通将粗插补运算称为插补，由软件完成；精插补可由软普通将粗插补运算称为插补，由软件完成；精插补可由软件、硬件实现。件、硬件实现。5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理第66页插补周期插补周期T插补运算时间插补运算时间 ，为何？，为何？答：因为除完成插补运算外，还要执行显示、监控、答：因为除完成插补运算外，还要执行显示、监控、位置采样及控制等实时任务。位置采样及控制等实时任务。5.1 概述概述第第5 5章数控机床控制原理章数控机床控制原理如：美国如：美国A-BA-B企业企业73007300系列，系列，T T反馈反馈 日本日本FANUC 7MFANUC 7M系统，系统，T8ms8ms，T反馈反馈=4ms4ms当代数控系当代数控系统统 T 已已缩缩短到短到 2 24 4ms，有小于，有小于1 1ms。T与采样周期与采样周期T反馈反馈可相同或不一样，普通：可相同或不一样，普通：T T反馈反馈整数倍整数倍第67页Fi+1,j=Fi,j-|ye|Fi,j+1=Fi,j+|xe|第第5章数控机床控制原理章数控机床控制原理5.2 逐点比较法逐点比较法第68页第第5章数控机床控制原理章数控机床控制原理5.2 逐点比较法逐点比较法（3，1）（6，6）思索：思索：