数控编程与操作高职层次学习教案.pptx

会计学1数控编程与操作数控编程与操作(cozu)高职层次高职层次第一页，共38页。数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)的组成的组成的组成的组成数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)的分类的分类的分类的分类数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)的主要功能的主要功能的主要功能的主要功能数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)常用术语常用术语常用术语常用术语常用数控系统常用数控系统常用数控系统常用数控系统1.1 数控技术(sh kn j sh)基础第1页/共38页第二页，共38页。数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn(sh kn j chun j chun)的组成的组成的组成的组成数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)主要由以下主要由以下6 6部分组成部分组成(如如图图1.11.1所示所示)。图1.1 数控机床(sh kn j chun)的组成1计算机数控装置(CNC装置)计算机数控装置是计算机数控系统的核心，其主要作用是根据输入的工件加工程序或操作命令进行译码、运算、控制等相应的处理，然后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动单元和PLC等)，完成工件加工程序或操作者所要求的工作。它主要由计算机系统、位置控制板、PLC接口板、通信接口板、扩展功能模板以及相应的控制软件的模块组成。第2页/共38页第三页，共38页。2 2伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元、驱动装置和测量装置 伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺服驱动装置及进给电动伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺服驱动装置及进给电动机。测量装置是指位置和速度检测装置，它是实现主运动和进给运动的速度、位置闭环控制机。测量装置是指位置和速度检测装置，它是实现主运动和进给运动的速度、位置闭环控制(kngzh)(kngzh)的必要装置。主轴运动的伺服系统的主要作用是实现工件加工的切削运动，其控的必要装置。主轴运动的伺服系统的主要作用是实现工件加工的切削运动，其控制制(kngzh)(kngzh)量为速度；进给伺服系统的主要作用是实现工件加工的成形运动，其控制量为速度；进给伺服系统的主要作用是实现工件加工的成形运动，其控制(kngzh)(kngzh)量为速度和位置，特点是能灵敏、准确地实现量为速度和位置，特点是能灵敏、准确地实现CNCCNC装置的位置和速度指令。装置的位置和速度指令。3 3机床本体机床本体 机床本体是数控系统的控制机床本体是数控系统的控制(kngzh)(kngzh)对象，是实现加工工件的执行部件。主要组成有：对象，是实现加工工件的执行部件。主要组成有：主运动部件主运动部件(主轴、主运动传动机构主轴、主运动传动机构)、进给运动部件、进给运动部件(工作台、拖板及相应的传动机构工作台、拖板及相应的传动机构)、支、支撑件撑件(立柱、床身等立柱、床身等)以及特殊装置、自动工件交换以及特殊装置、自动工件交换(APC)(APC)系统、自动刀具交换系统、自动刀具交换(ATC)(ATC)系统和辅系统和辅助装置助装置(如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等)。4 4控制控制(kngzh)(kngzh)介质与程序介质与程序I/O(I/O(输入输入/输出输出)设备设备 控制控制(kngzh)(kngzh)介质是记录工件加工程序的媒介，是人与机床建立联系的介质。程序介质是记录工件加工程序的媒介，是人与机床建立联系的介质。程序I/OI/O(输入输入/输出输出)设备是设备是CNCCNC系统与外部设备进行信息交互的装置，其作用是将记录在控制系统与外部设备进行信息交互的装置，其作用是将记录在控制(kngzh)(kngzh)介质上的工件加工程序输入介质上的工件加工程序输入CNCCNC系统，或将已调试好的工件加工程序通过输出设备系统，或将已调试好的工件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的介质上。目前数控机床常用的控制存放或记录在相应的介质上。目前数控机床常用的控制(kngzh)(kngzh)介质和程序输入介质和程序输入/输出设备输出设备是磁盘和磁盘驱动是磁盘和磁盘驱动 器等。器等。此外，现代数控系统一般可利用通信方式进行信息交换。这种方式是实现此外，现代数控系统一般可利用通信方式进行信息交换。这种方式是实现CAD(CAD(计算机辅助计算机辅助设计设计)与与CAM(CAM(计算机辅助制造计算机辅助制造)的集成，的集成，FMS(FMS(柔性制造系统柔性制造系统)和和CIMS(CIMS(计算机集成制造系统计算机集成制造系统)应应用的基本技术。目前在数控机床上常用的通信方式有：串行通信、自动控制用的基本技术。目前在数控机床上常用的通信方式有：串行通信、自动控制(kngzh)(kngzh)专用专用接口、网络技术。接口、网络技术。第3页/共38页第四页，共38页。5 5PLCPLC及机床及机床I/O(I/O(输入输入/输出输出)电路和装置电路和装置 PLC PLC是用于进行与逻辑运算、顺序动作有关的是用于进行与逻辑运算、顺序动作有关的I/OI/O控制部件，它由硬件和软件组成。机床控制部件，它由硬件和软件组成。机床I/OI/O电电路和装置是用于实现路和装置是用于实现(shxin)I/O(shxin)I/O控制的执行部件，是由继电器、电磁阀、行程开关和接控制的执行部件，是由继电器、电磁阀、行程开关和接触器等组成的逻辑电路。它们共同完成以下任务。触器等组成的逻辑电路。它们共同完成以下任务。(1)(1)接受接受CNCCNC的的M M、S S、T T指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作。相应的开关动作。(2)(2)接受操作面板和机床侧的接受操作面板和机床侧的I/OI/O信号，送给信号，送给CNCCNC装置，经其处理后，输出指令，控制装置，经其处理后，输出指令，控制CNCCNC系统系统的工作状态和机床的动作。的工作状态和机床的动作。6 6控制面板控制面板 控制面板又称操作面板，是操作人员与数控机床控制面板又称操作面板，是操作人员与数控机床(系统系统)进行信息交互的工具。操作人员可进行信息交互的工具。操作人员可以通过控制面板对数控机床以通过控制面板对数控机床(系统系统)进行操作、编程、调试或对机床参数进行设定和修改，进行操作、编程、调试或对机床参数进行设定和修改，也可以通过它了解或查询数控机床也可以通过它了解或查询数控机床(系统系统)的运行状态。它是数控机床的一个的运行状态。它是数控机床的一个I/OI/O部件，主部件，主要由按钮站、状态灯、按键阵列要由按钮站、状态灯、按键阵列(功能与计算机键盘一样功能与计算机键盘一样)和显示器等部分组成。和显示器等部分组成。第4页/共38页第五页，共38页。数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)的分类的分类的分类的分类1 1按控制功能分类按控制功能分类(1)(1)点位控制机床点位控制机床点位控制数控机床只控制刀具或工作台，从一个点点位控制数控机床只控制刀具或工作台，从一个点(坐标位置坐标位置)准确、快速地移动到下一个准确、快速地移动到下一个点点(坐标位置坐标位置)，然后控制第，然后控制第3 3个坐标轴进行切削加工。它具有较高的位置定位精度，在移动个坐标轴进行切削加工。它具有较高的位置定位精度，在移动过程中不进行切削加工，所以对运动轨迹没有要求。点位控制数控机床主要用于加工平面过程中不进行切削加工，所以对运动轨迹没有要求。点位控制数控机床主要用于加工平面内的孔系，主要有数控钻床、数控镗床、数控冲床和三坐标测量机等。内的孔系，主要有数控钻床、数控镗床、数控冲床和三坐标测量机等。(2)(2)直线控制数控机床直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台，按规定的进给速度，从一个点以直线方式准确地直线控制数控机床可控制刀具或工作台，按规定的进给速度，从一个点以直线方式准确地移动到下一个点。移动过程中能进行直线的切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范移动到下一个点。移动过程中能进行直线的切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内调节。现代组合围内调节。现代组合(zh)(zh)机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带着多轴箱轴向进给机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带着多轴箱轴向进给进行钻、镗等切削加工，它可以算做一种直线控制的数控机床。进行钻、镗等切削加工，它可以算做一种直线控制的数控机床。(3)(3)轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床具有控制几个轴同时协调运动的能力，即坐标轴联动，使刀具相对于工轮廓控制数控机床具有控制几个轴同时协调运动的能力，即坐标轴联动，使刀具相对于工件按程序规定的轨迹和速度运动，能在运动过程中进行连续切削加工。这类数控机床有用件按程序规定的轨迹和速度运动，能在运动过程中进行连续切削加工。这类数控机床有用于加工曲线和曲面形状工件的数控车床、数控铣床、加工中心等。现代的数控机床基本上于加工曲线和曲面形状工件的数控车床、数控铣床、加工中心等。现代的数控机床基本上都是这种类型。若根据其联动轴数还可细分为都是这种类型。若根据其联动轴数还可细分为2 2轴轴(X(X、Y Y轴联动或轴联动或X X、Z Z轴联动轴联动)、2.52.5轴轴(任意任意2 2轴联动，第轴联动，第3 3轴周期进给轴周期进给)、3 3轴轴(X(X、Y Y、Z3Z3轴联动轴联动)、4 4轴轴(X(X、Y Y、Z Z和和A A或或B4B4轴联动轴联动)、5 5轴轴(X(X、Y Y、Z Z和和A A、B B或或X X、Y Y、Z Z和和A A、C C或或X X、Y Y、Z Z和和B B、C5C5轴联动轴联动)联动数控机床。联动轴数越多，加联动数控机床。联动轴数越多，加工程序的编写越难，通常工程序的编写越难，通常3 3轴联动以上的工件加工程序只能采用自动编程系统编写。轴联动以上的工件加工程序只能采用自动编程系统编写。第5页/共38页第六页，共38页。2 2按进给伺服系统类型分类按进给伺服系统类型分类(1)(1)开环数控机床开环数控机床开环数控机床采用开环进给伺服系统。如图开环数控机床采用开环进给伺服系统。如图1.21.2所示为开环进给伺服系统简图。由所示为开环进给伺服系统简图。由图可知，开环进给伺服系统没有位置反馈装置图可知，开环进给伺服系统没有位置反馈装置(zhungzh)(zhungzh)，信号流是单向的，信号流是单向的(数控装置数控装置(zhungzh)(zhungzh)进给系统进给系统)，故系统稳定性好。但由于无位置反馈，故系统稳定性好。但由于无位置反馈，精度精度(相对闭环系统相对闭环系统)不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构不高，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。该系统一般以步进电机为伺服驱动元件，具有结构简单、工的性能和精度。该系统一般以步进电机为伺服驱动元件，具有结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉等优点，在精度和速度要求不高、驱动力距不大的场合得到了广泛应用。驱动力距不大的场合得到了广泛应用。图1.2 开环进给伺服系统简图第6页/共38页第七页，共38页。n n(2)(2)半闭环数控机床半闭环数控机床n n半闭环数控机床的进给伺服系统如图半闭环数控机床的进给伺服系统如图1.31.3所示。半闭环数控系统的位置检测点是从驱动电动机所示。半闭环数控系统的位置检测点是从驱动电动机(常用交、直流伺服电动机常用交、直流伺服电动机)或丝杠端引出，通过检测电动机和丝杠旋转角度来间接检测工作或丝杠端引出，通过检测电动机和丝杠旋转角度来间接检测工作台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置。由于在半闭环环路内不包括或只包括少量台的位移量，而不是直接检测工作台的实际位置。由于在半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，可获得较稳定的控制性能，其系统稳定性虽不如机械传动环节，可获得较稳定的控制性能，其系统稳定性虽不如(br)(br)开环系统，但比闭环开环系统，但比闭环要好。另外，在位置环内各组成环节的运动误差可得到某种程度的纠正，位置环外不能直接要好。另外，在位置环内各组成环节的运动误差可得到某种程度的纠正，位置环外不能直接消除的丝杠螺距误差、齿轮间隙引起的运动误差等，可通过软件补偿来提高运动精度，所以消除的丝杠螺距误差、齿轮间隙引起的运动误差等，可通过软件补偿来提高运动精度，所以在现代在现代CNCCNC机床中得到了广泛的应用。机床中得到了广泛的应用。图1.3 半闭环进给伺服系统简图第7页/共38页第八页，共38页。n n(3)(3)闭环数控机床闭环数控机床n n闭环进给伺服系统闭环进给伺服系统(如图如图1.41.4所示所示)直接对工作台的实际位置进行检测。理论上讲，可以消直接对工作台的实际位置进行检测。理论上讲，可以消除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量，具有很高的位置控制精度。但由于位置除整个驱动和传动环节的误差、间隙和失动量，具有很高的位置控制精度。但由于位置环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，很容易造成系统不稳环内的许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙都是非线性的，很容易造成系统不稳定。因此闭环系统的设计、安装和调试都有相当定。因此闭环系统的设计、安装和调试都有相当(xingdng)(xingdng)的难度，对其环节的精度、的难度，对其环节的精度、刚性和传动特性等都有较高的要求，故价格昂贵。这类系统主要用于精度要求很高的镗刚性和传动特性等都有较高的要求，故价格昂贵。这类系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精磨床以及较大型的数控机床等。铣床、超精磨床以及较大型的数控机床等。图1.4 闭环进给伺服系统简图第8页/共38页第九页，共38页。n n3 3按工艺用途分类按工艺用途分类n n(1)(1)切削加工类切削加工类n n此类是指即具有切削加工功能的数控机床。在金属切削机床常用的车床、铣床、此类是指即具有切削加工功能的数控机床。在金属切削机床常用的车床、铣床、刨床、磨床、钻床、镗床、拉床、切断机床、齿轮加工机床等中，国内外都开刨床、磨床、钻床、镗床、拉床、切断机床、齿轮加工机床等中，国内外都开发了数控机床，而且品种分得越来越细。比如，在数控磨床中不仅有数控外圆发了数控机床，而且品种分得越来越细。比如，在数控磨床中不仅有数控外圆磨床，数控内圆磨床，集磨外圆，内圆于一机的数控万能磨床，数控平面磨床，磨床，数控内圆磨床，集磨外圆，内圆于一机的数控万能磨床，数控平面磨床，数控坐标磨床，数控工具磨床，数控无心磨床，数控齿轮磨床，还有专用数控坐标磨床，数控工具磨床，数控无心磨床，数控齿轮磨床，还有专用(zhunyng)(zhunyng)或专门化的数控轴承磨床、数控外螺纹磨床、数控内螺纹磨床、或专门化的数控轴承磨床、数控外螺纹磨床、数控内螺纹磨床、数控双端面磨床、数控凸轮轴磨床、数控曲轴磨床，能自动换砂轮的数控导轨数控双端面磨床、数控凸轮轴磨床、数控曲轴磨床，能自动换砂轮的数控导轨磨床等，还有工艺范围更广的车削中心、加工中心和柔性制造单元等。磨床等，还有工艺范围更广的车削中心、加工中心和柔性制造单元等。n n(2)(2)成型加工类成型加工类n n此类是指具有通过物理方法改变工件形状功能的数控机床，如数控折弯机、数此类是指具有通过物理方法改变工件形状功能的数控机床，如数控折弯机、数控冲床、数控弯管机和数控旋压机等。控冲床、数控弯管机和数控旋压机等。n n(3)(3)特种加工类特种加工类n n此类是指具有特种加工功能的数控机床，如数控电火花线切割机床、数控电火此类是指具有特种加工功能的数控机床，如数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、带有自动换电极功能的花成型机床、带有自动换电极功能的“电加工中心电加工中心”、数控激光切割机床、数、数控激光切割机床、数控激光热处理机床、数控激光板料成型机床和数控等离子切割机等。控激光热处理机床、数控激光板料成型机床和数控等离子切割机等。n n(4)(4)其他类型其他类型n n此类是指一些广义上的数控设备，如数控装配机、数控测量机和机器人等。此类是指一些广义上的数控设备，如数控装配机、数控测量机和机器人等。第9页/共38页第十页，共38页。数控机床数控机床数控机床数控机床(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)(sh kn j chun)的主要功能的主要功能的主要功能的主要功能1 1多轴控制功能多轴控制功能 多轴控制功能是指多轴控制功能是指CNCCNC系统能控制和能联动控制数控机床各坐标轴的进给运动的功能。系统能控制和能联动控制数控机床各坐标轴的进给运动的功能。CNCCNC系系统的控制进给轴有：移动轴和回转轴、基本轴和附加轴。统的控制进给轴有：移动轴和回转轴、基本轴和附加轴。2 2准备功能准备功能 准备功能即准备功能即GG功能功能指令机床运动方式。指令机床运动方式。插补功能是指数控系统进行工件表面加工轨迹插补运算的功能。一般插补功能是指数控系统进行工件表面加工轨迹插补运算的功能。一般CNCCNC系统仅具有直线和圆系统仅具有直线和圆弧插补，较为弧插补，较为(jio wi)(jio wi)高档的数控系统还具有抛物线、椭圆、极坐标、正旋线、螺旋线以及样高档的数控系统还具有抛物线、椭圆、极坐标、正旋线、螺旋线以及样条曲线等插补功能。在数控加工中，有些加工内容如钻孔、镗孔、攻螺纹等，所做的动作需要条曲线等插补功能。在数控加工中，有些加工内容如钻孔、镗孔、攻螺纹等，所做的动作需要循环且十分典型，数控系统预先将这些循环动作用循环且十分典型，数控系统预先将这些循环动作用GG代码进行定义，在加工时使用这类代码进行定义，在加工时使用这类GG代码代码可大大简化编程工作量，即为固定循环功能。可大大简化编程工作量，即为固定循环功能。3 3补偿功能补偿功能(1)(1)刀具半径和长度补偿功能刀具半径和长度补偿功能该功能实现用工件轮廓编写的程序，按刀具中心轨迹运动，以及在刀具半径和长度发生变化时，该功能实现用工件轮廓编写的程序，按刀具中心轨迹运动，以及在刀具半径和长度发生变化时，可对刀具半径或长度做相应的补偿。该功能由可对刀具半径或长度做相应的补偿。该功能由GG指令或指令或T T指令实现。指令实现。第10页/共38页第十一页，共38页。n n(2)(2)传动链误差、反向间隙误差补偿功能传动链误差、反向间隙误差补偿功能n n螺距误差补偿可预先测量出螺距误差和反向间隙，然后按要求输入螺距误差补偿可预先测量出螺距误差和反向间隙，然后按要求输入CNCCNC装置的存储单元内，在加工过装置的存储单元内，在加工过程中进行实时补偿。程中进行实时补偿。n n(3)(3)智能补偿功能智能补偿功能n n对由于外界干扰所产生的随机误差，可采用人工智能、专家系统等方法建立模型，实施智能补偿。如对由于外界干扰所产生的随机误差，可采用人工智能、专家系统等方法建立模型，实施智能补偿。如热变形热变形(bin xng)(bin xng)引起的误差，装置将会在相应部位自动进行补偿。引起的误差，装置将会在相应部位自动进行补偿。n n4 4主轴功能主轴功能n n主轴功能是指数控系统对切削速度的控制功能，主要有以下主轴功能是指数控系统对切削速度的控制功能，主要有以下5 5种控制功能。种控制功能。n n(1)(1)主轴转速：实现刀具切削点切削速度的控制功能。单位为主轴转速：实现刀具切削点切削速度的控制功能。单位为r/minr/min。n n(2)(2)恒线速度控制：实现刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能。单位为恒线速度控制：实现刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能。单位为m/minm/min。n n(3)(3)主轴定向控制：实现主轴周向定位于定点的控制功能。主轴定向控制：实现主轴周向定位于定点的控制功能。n n(4)(4)C C轴控制：实现主轴周向任意位置的控制功能。轴控制：实现主轴周向任意位置的控制功能。n n(5)(5)切削倍率：实现人工实时修调切削速度，即通过面板的倍率开关在切削倍率：实现人工实时修调切削速度，即通过面板的倍率开关在0 0200%200%之间对其进行实之间对其进行实时修调。时修调。第11页/共38页第十二页，共38页。n n5 5进给功能进给功能n n进给功能指数控系统对进给速度的控制功能，主要有以下进给功能指数控系统对进给速度的控制功能，主要有以下3 3种控制功能。种控制功能。n n(1)(1)进给速度：控制刀具或工作台的运动速度。单位为进给速度：控制刀具或工作台的运动速度。单位为mm/minmm/min。n n(2)(2)同步进给速度：实现切削速度和进给速度的同步。单位为同步进给速度：实现切削速度和进给速度的同步。单位为mm/rmm/r。用于加工。用于加工 螺纹。螺纹。n n(3)(3)进给倍率：实现人工进给倍率：实现人工(rngng)(rngng)实时修调进给速度，即通过面板的倍率开关在实时修调进给速度，即通过面板的倍率开关在0 0200%200%之之间对其进行实时修调。间对其进行实时修调。n n6 6宏程序功能宏程序功能n n宏程序功能通过编辑子程序中的变量来改变刀具路径和刀具位置的功能。宏程序功能通过编辑子程序中的变量来改变刀具路径和刀具位置的功能。n n7 7辅助功能辅助功能n n辅助功能即辅助功能即M M功能功能规定主轴的启、停、转向，工件的夹紧和松开，冷却泵的接通和断开等机规定主轴的启、停、转向，工件的夹紧和松开，冷却泵的接通和断开等机床辅助动作的功能。床辅助动作的功能。n n8 8刀具管理功能刀具管理功能n n刀具管理功能是实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理及刀具选择的功能。刀具几何尺寸是指刀刀具管理功能是实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理及刀具选择的功能。刀具几何尺寸是指刀具的半径和长度，这些参数供刀具补偿功能使用。刀具寿命是指总计切削时间，当某刀具的时间具的半径和长度，这些参数供刀具补偿功能使用。刀具寿命是指总计切削时间，当某刀具的时间寿命到期时，寿命到期时，CNCCNC系统将提示用户更换刀具。另外，系统将提示用户更换刀具。另外，CNCCNC系统都具有系统都具有T T功能，即刀具号管理功能，功能，即刀具号管理功能，它用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。它用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。第12页/共38页第十三页，共38页。n n9 9人机对话功能人机对话功能n n在在CNCCNC装置中配有单色或彩色阴极射线管显示器装置中配有单色或彩色阴极射线管显示器(CRT)(CRT)，通过软件实现字符和图形的显示，以方便用户，通过软件实现字符和图形的显示，以方便用户操作和使用。主要功能有：菜单结构的操作界面；数据及工件操作和使用。主要功能有：菜单结构的操作界面；数据及工件(gngjin)(gngjin)加工程序的输入及编辑；系加工程序的输入及编辑；系统和机床参数、状态、故障信息的显示及查询等。统和机床参数、状态、故障信息的显示及查询等。n n1010自诊断功能自诊断功能n n自诊断功能是指自诊断功能是指CNCCNC系统防止故障发生、进行故障诊断、故障定位和防止故障扩大的功能。现代系统防止故障发生、进行故障诊断、故障定位和防止故障扩大的功能。现代CNCCNC系系统或多或少都具有自诊断功能，这些自诊断功能主要用软件来实现。具有此功能的统或多或少都具有自诊断功能，这些自诊断功能主要用软件来实现。具有此功能的CNCCNC系统，可以防系统，可以防止故障的发生或能够在故障出现后迅速查明故障的类型或部位，减少故障停机时间，防止故障扩大。止故障的发生或能够在故障出现后迅速查明故障的类型或部位，减少故障停机时间，防止故障扩大。CNCCNC装置的诊断程序既可以在系统软件中、在系统运行过程中进行检查，也可以作为服务性程序，在装置的诊断程序既可以在系统软件中、在系统运行过程中进行检查，也可以作为服务性程序，在系统运行前或故障停机后进行诊断以查找故障的部位。有些系统运行前或故障停机后进行诊断以查找故障的部位。有些CNCCNC装置还可以进行远程通信诊断。装置还可以进行远程通信诊断。n n1111通信功能通信功能n n通信功能是指通信功能是指CNCCNC装置与外界进行信息和数据交换的功能。通常装置与外界进行信息和数据交换的功能。通常CNCCNC系统都具有系统都具有RS-232CRS-232C接口，可与其接口，可与其他计算机进行通信，传达工件他计算机进行通信，传达工件(gngjin)(gngjin)加工程序，有的还有加工程序，有的还有DNCDNC接口，以实现直接数控，更高级的接口，以实现直接数控，更高级的系统还可以使用系统还可以使用MAPMAP协议、协议、InternetInternet或或LANLAN，构成，构成FMSFMS、CIMSCIMS等大的集成制造系统。等大的集成制造系统。第13页/共38页第十四页，共38页。数控机床常用数控机床常用数控机床常用数控机床常用(chn yn)(chn yn)(chn yn)(chn yn)术语术语术语术语n n本节所选用的术语主要是参照国际标准化组织本节所选用的术语主要是参照国际标准化组织19801980年颁布的年颁布的ISO2806ISO2806机床数字控制词汇国际标准以及日本机床数字控制词汇国际标准以及日本和美国标准及中国的和美国标准及中国的GB812987GB812987等标准。等标准。n n(1)(1)轴：机床上的部件可沿其做直线移动或回转运动的基准方向。轴：机床上的部件可沿其做直线移动或回转运动的基准方向。n n(2)(2)机床坐标系：以机床上的某一固定点为基准的笛卡儿坐标系。机床坐标系：以机床上的某一固定点为基准的笛卡儿坐标系。n n(3)(3)工件坐标系：以工件上的某一固定点为基准的笛卡儿坐标系。工件坐标系：以工件上的某一固定点为基准的笛卡儿坐标系。n n(4)(4)机床原位：当机床所有部件都处于原始位置上时，机床坐标系的一种状态。机床原位：当机床所有部件都处于原始位置上时，机床坐标系的一种状态。n n(5)(5)机械原点：机床出厂前已调整好的、与机床坐标系原点保持精确位置关系的点。机械原点：机床出厂前已调整好的、与机床坐标系原点保持精确位置关系的点。n n(6)(6)机床基准点：给机床部件设定的零点。机床基准点：给机床部件设定的零点。n n(7)(7)绝对尺寸绝对尺寸(绝对坐标绝对坐标)：某一点距离坐标系原点的直线距离或角度。：某一点距离坐标系原点的直线距离或角度。n n(8)(8)绝对程序编写：采用绝对尺寸绝对程序编写：采用绝对尺寸(绝对坐标绝对坐标)字的程序编写。字的程序编写。n n(9)(9)增量尺寸增量尺寸(增量坐标增量坐标)：在一系列点的增量中，各点距前一点的距离或角度值。：在一系列点的增量中，各点距前一点的距离或角度值。n n(10)(10)增量程序编写：采用增量尺寸增量程序编写：采用增量尺寸(增量坐标值增量坐标值)字的程序编写。字的程序编写。n n(11)(11)语言：用来传达信息的表示方法、约定和规则的集合。语言：用来传达信息的表示方法、约定和规则的集合。n n(12)(12)格式：信息的规定安排形式。格式：信息的规定安排形式。n n(13)(13)坐标尺寸字：定义绝对尺寸的字。坐标尺寸字：定义绝对尺寸的字。n n(14)(14)程序段：作为一个单元处理程序段：作为一个单元处理(chl)(chl)的一组字、一组字符或一组数字，在控制带上，各个程序段通的一组字、一组字符或一组数字，在控制带上，各个程序段通常用常用“程序段结束程序段结束”字符来分隔。字符来分隔。第14页/共38页第十五页，共38页。(15)(15)计算机数控：这是一种数控系统。在此系统中，采用存储程序的专用计算机计算机数控：这是一种数控系统。在此系统中，采用存储程序的专用计算机实现部分或全部基本数控功能。实现部分或全部基本数控功能。(16)(16)加工程序：为完成加工，用特定的语言和格式书写的顺序指令集，被存放在加工程序：为完成加工，用特定的语言和格式书写的顺序指令集，被存放在适当的输入介质上，完全能用于直接操作。适当的输入介质上，完全能用于直接操作。(17)(17)零件程序：为完成加工，按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程零件程序：为完成加工，按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程序写在输入介质上，需经处理，得到加工程序。序写在输入介质上，需经处理，得到加工程序。(18)(18)后置处理程序：这是一种计算机程序，它把前置处理程序的输出改编成加工后置处理程序：这是一种计算机程序，它把前置处理程序的输出改编成加工程序，以便在机床和控制机的成套装置上制造工件。程序，以便在机床和控制机的成套装置上制造工件。(19)(19)子程序：可由适当的机床控制指令调用的一段加工程序。子程序：可由适当的机床控制指令调用的一段加工程序。(20)(20)刀具轨迹：由刀具上给定的一点所描述的轨迹。刀具轨迹：由刀具上给定的一点所描述的轨迹。(21)(21)进给保持：在加工程序执行期间，暂时中断进给的功能。进给保持：在加工程序执行期间，暂时中断进给的功能。(22)(22)间隙距离：当刀具从快速间隙距离：当刀具从快速(kui s)(kui s)变为进给移动时，为了防止碰刀，在刀变为进给移动时，为了防止碰刀，在刀具和工件之间留出的距离。具和工件之间留出的距离。(23)(23)零点偏置：数控系统中规定可以使测量系统的坐标原点在指定范围内相对机零点偏置：数控系统中规定可以使测量系统的坐标原点在指定范围内相对机床零点移动。床零点移动。(24)(24)刀具补偿：垂直于刀具轨迹的位移，用来修正刀具实际半径或直径与其程序刀具补偿：垂直于刀具轨迹的位移，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定的值之差。规定的值之差。(25)(25)固定循环：这是预先给定的一系列操作，用来控制机床轴的位移，或使主轴固定循环：这是预先给定的一系列操作，用来控制机床轴的位移，或使主轴运转，从而完成各项加工，如镗、钻、攻螺纹等。运转，从而完成各项加工，如镗、钻、攻螺纹等。第15页/共38页第十六页，共38页。常用常用常用常用(chn yn)(chn yn)(chn yn)(chn yn)数控系统数控系统数控系统数控系统n n数控系统是数控机床的核心，数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。系统不同，其指令代码也有差别，数控系统是数控机床的核心，数控机床根据功能和性能要求，配置不同的数控系统。系统不同，其指令代码也有差别，因此，编程时应按所使用数控系统代码的编程规则进行编程。因此，编程时应按所使用数控系统代码的编程规则进行编程。FANUC(FANUC(日本日本)、SIEMENS(SIEMENS(德国德国)、FAGOR(FAGOR(西班牙西班牙)、HEIDENHAIN(HEIDENHAIN(德国德国)、MITSUBISHI(MITSUBISHI(日本日本)等公司的数控系统及相关产品，在数控机床行业等公司的数控系统及相关产品，在数控机床行业(hngy)(hngy)占据主导地位；我占据主导地位；我国数控产品以华中数控、航天数控为代表，也已将高性能数控系统产业化。国数控产品以华中数控、航天数控为代表，也已将高性能数控系统产业化。n n1 1FANUCFANUC数控系统数控系统n n可靠型可靠型Power Mate 0Power Mate 0系列：用于控制系列：用于控制2 2轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，有中文轴的小型车床，取代步进电机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便，有中文显示的显示的CRT/MDICRT/MDI，也可配性能，也可配性能/价格比高的价格比高的DPL/MDIDPL/MDI。n n普及型普及型CNC 0-DCNC 0-D系列：系列：0-TD0-TD用于铣床及小型加工中心；用于铣床及小型加工中心；0-GCD0-GCD用于圆柱磨床；用于圆柱磨床；0-GSD 0-GSD用于平面磨床；用于平面磨床；0-PD0-PD用于冲床。用于冲床。n n全功能型的全功能型的0-C0-C系列：系列：0-TC0-TC用于通用车床、自动车床；用于通用车床、自动车床；0-MC0-MC用于铣床、钻床、加工中心；用于铣床、钻床、加工中心；0-GCC0-GCC用于内、外圆磨床；用于内、外圆磨床；A0-GSCA0-GSC用于平面磨床；用于平面磨床；0-TTC0-TTC用于双刀架用于双刀架4 4轴车床。轴车床。n n高性能高性能/价格比的价格比的0i0i系列：整体软件功能包，高速、高精度加工；并具有网络功能。系列：整体软件功能包，高速、高精度加工；并具有网络功能。0i-MB/MA0i-MB/MA用于加工中心和铣床；用于加工中心和铣床；4 4轴轴4 4联动；联动；0i-TB/TA0i-TB/TA用于车床；用于车床；4 4轴轴2 2联动；联动；0i-MATE MA 0i-MATE MA 用于铣床，用于铣床，3 3轴轴3 3联动；联动；0i-MATE TA0i-MATE TA用于车用于车床，床，2 2轴轴2 2联动。联动。n n具有网络功能的超小型、超薄型具有网络功能的超小型、超薄型CNC16i/18i/21iCNC16i/18i/21i系列：控制单元与系列：控制单元与LCDLCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通信能力。其中通信能力。其中FS16i-MBFS16i-MB的插补、位置检测和伺服控制以的插补、位置检测和伺服控制以nm(nm(纳米纳米)为单位。为单位。第16页/共38页第十七页，共38页。n n16i16i最大可控最大可控8 8轴、轴、6 6轴联动；轴联动；18i18i最大可控最大可控6 6轴、轴、4 4轴联动；轴联动；21i21i最大可控最大可控4 4轴、轴、4 4轴联动。轴联动。n n除此之外，还有实现机床除此之外，还有实现机床(jchung)(jchung)个性化的个性化的CNC16/18/160/180CNC16/18/160/180系列。系列。n n2 2SIEMENSSIEMENS数控系统数控系统n nSINUMERIK 802S/CSINUMERIK 802S/C：用于车床、铣床等，可控：用于车床、铣床等，可控3 3个进给轴和个进给轴和1 1个旋转轴。个旋转轴。802S802S适于步进电机驱动；适于步进电机驱动；802C802C适于伺服电机驱适于伺服电机驱动，具有数字动，具有数字I/OI/O接口。接口。n nSINUMERIK 802DSINUMERIK 802D：控制：控制4 4个进给轴和个进给轴和1 1个旋转轴，个旋转轴，PLC I/OPLC I/O模块，具有图形式循环编程，车削、铣削模块，具有图形式循环编程，车削、铣削/钻削工艺循环，钻削工艺循环，FRAME(FRAME(包括移动、旋转和缩放包括移动、旋转和缩放)等功能，为复杂加工任务提供智能控制。等功能，为复杂加工任务提供智能控制。n nSINUMERIK 810DSINUMERIK 810D：用于数字闭环驱动控制，最多可控：用于数字闭环驱动控制，最多可控6 6轴紧凑型可编程轴紧凑型可编程I/OI/O。n nSINUMERIK 840DSINUMERIK 840D：全数字模块化数控设计，用于复杂机床：全数字模块化数控设计，用于复杂