《b数值控制技术》课件

《数值控制技术》课程导引本课程将深入探讨数值控制技术，包括其原理、应用和发展趋势我们将学习如何使用数值控制系统实现自动化的生产过程，提高效率和精度数控技术发展历程萌芽阶段120世纪40年代，美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床，标志着数控技术诞生的里程碑发展阶段220世纪50年代，数控技术开始应用于航空航天、汽车制造等领域，推动了工业生产效率的提升成熟阶段320世纪70年代，计算机技术的发展促进了数控技术飞速发展，数控机床功能更加强大，应用领域更加广泛智能化阶段421世纪，数控技术与人工智能、物联网等技术融合，不断向智能化方向发展，引领着制造业的变革数控系统的基本组成控制单元伺服系统执行机构人机交互界面负责接收指令、处理数据、控将控制指令转换为机床执行的执行控制单元发送的指令，完用于输入程序、监控加工过程制机床动作实际运动成加工任务、进行故障诊断数控系统的数据流程输入数据1程序、参数、指令控制单元2解析、解释、处理插补器3计算加工路径伺服系统4驱动机床运动数据流程从输入开始，通过控制单元的处理，转换为机床可执行指令，再由插补器计算加工路径，最后由伺服系统驱动机床执行指令数控程序的编写格式程序结构指令格式数控程序通常由程序段组成，每个程序段数控程序中常用的指令包括G代码和M由一个程序号和若干指令组成程序号用代码，G代码用于控制机床的运动方式，于区分不同的程序段，指令则用于控制机M代码用于控制机床的功能床的动作指令格式通常为代码或代码参数G M+程序段之间用分号或空格隔开，每个指说明例如，代表快速;+G00X100Y200令用空格隔开，代码以字母或数字开头，移动到X轴100毫米，Y轴200毫米的位并包含代码类型、参数和说明等信息置代码基本指令介绍G快速定位指令直线插补指令圆弧插补指令G00G01G02/G03指令用于快速定位，不进行切削，指令用于控制刀具沿直线轨迹进行指令用于控制刀具沿顺时针方向进G00G01G02速度较快，适用于空行程移动插补运动，可以进行切削加工行圆弧插补，G03指令用于控制刀具沿逆时针方向进行圆弧插补代码基本指令介绍M代码概述代码分类常见代码M M M代码是数控系统中的辅助指令，用于控代码分为两类程序段代码和程序结程序暂停MMM•M00制机床的辅助功能，如刀具更换、程序结束束M代码程序段M代码用于控制机床的程序结束•M

30、冷却液开关等特定操作，而程序结束M代码用于标记程刀具更换•M06序结束冷却液开启•M08冷却液关闭•M09坐标系统和工件坐标机器坐标系工件坐标系12机器坐标系以机床本体为参考工件坐标系以工件本身为参考，描述刀具和工件的位置，描述加工路径和尺寸编程坐标系坐标转换34编程坐标系是用来编写数控程机器坐标系、工件坐标系和编序的坐标系，通常与工件坐标程坐标系之间需要进行转换，系一致以确保加工精度插补运动原理和方式插补原理插补是数控机床在运动过程中，根据程序指令和控制系统计算出来的连续轨迹，控制机床沿预定轨迹移动的一种运动控制技术其目的是使机床能够沿着复杂路径，并根据预设的轨迹进行加工直线插补直线插补是使机床沿着直线路径移动的插补方式，是最简单的插补运动方式，在数控加工中应用广泛圆弧插补圆弧插补是使机床沿着圆弧路径移动的插补方式，常用于加工圆形、椭圆形等曲线形状螺旋插补螺旋插补是使机床沿着螺旋形路径移动的插补方式，用于加工螺旋形零件，如螺纹、螺杆等抛物线插补抛物线插补是使机床沿着抛物线路径移动的插补方式，用于加工抛物线形状零件直线插补和圆弧插补直线插补圆弧插补12直线插补是数控加工中最基本圆弧插补是另一种常用的运动的运动方式之一，它指的是数方式，它指的是数控系统控制控系统根据指令控制刀具沿直刀具沿圆弧轨迹运动，完成加线轨迹运动，完成加工任务工任务插补算法应用34插补算法是实现插补运动的核直线插补和圆弧插补广泛应用心技术，它根据加工路径信息于数控加工中，例如切削加工，计算刀具在每个时间点的坐、钻孔加工、铣削加工等标位置和速度，从而控制刀具的运动复杂曲线的插补方法样条插补参数插补样条插补是一种常用的插补方法，它可以根据控制点的位置和形状来生成平滑的曲线，广泛应用于数控加工、计算机图形学等领域参数插补是一种根据参数方程来进行插补的方法，它可以处理各种复杂曲线，但计算量较大，需要使用专门的插补算法加工误差源的分析机床误差刀具误差机床本身精度影响加工精度包刀具磨损、刀具形状偏差、刀具括几何误差、热变形和运动误差安装误差都会影响加工精度工件误差编程误差工件材料特性、工件尺寸偏差、编程人员疏忽、程序代码错误、工件夹紧力不足都会导致加工误加工路径设计不合理都会导致加差工误差误差补偿的方法和原理几何误差补偿热误差补偿运动误差补偿补偿刀具半径和刀具长度，提高加工精度补偿机床热变形造成的误差，提高加工精度补偿伺服系统和机械传动链的误差，提高加工精度数控系统的伺服系统伺服电机位置反馈传感器伺服驱动器伺服电机是数控系统的重要组成部分，负责位置反馈传感器检测实际位置，并将其反馈伺服驱动器接收控制器指令，控制伺服电机将控制指令转换成机械运动，精准控制机床给控制器，确保实际运动与指令一致的运行，并对位置反馈信号进行处理部件的运动数控系统的驱动系统伺服电机驱动步进电机驱动直线电机驱动伺服电机驱动系统负责将数控系统发出的指步进电机驱动系统将数控系统指令转换为脉直线电机驱动系统利用电磁力直接驱动直线令转换为电机转动信号，实现精确的控制冲信号，控制步进电机的旋转角度，实现精电机，实现快速、精准的直线运动控制准的定位和运动数控机床的结构形式车床铣床磨床钻床车床是最早的数控机床类型之铣床用于加工平面、沟槽、轮磨床用于加工高精度、高光洁钻床用于加工孔类零件一，用于加工轴类、盘类零件齿等复杂形状零件度零件数控加工的编程方法手动编程自动编程12直接使用代码和代码编写程使用软件生成加工程序G MCAM序参数化编程图形化编程34使用编程语言编写程序，便于通过图形界面操作，直观易懂修改和重复使用系统编程的应用CAM效率提升加工质量灵活性增强系统可以自动化编程过程，减少人工系统可以模拟加工过程，预测加工结系统可以方便地修改加工程序，适应CAM CAM CAM编程时间，提高编程效率果，提高加工质量不同的加工需求系统可以生成更复杂和精确的数控程系统可以根据不同的工件和刀具选择系统可以与其他软件系统集成，扩展CAMCAMCAM序，提高加工精度和效率最佳加工参数，提高加工质量和稳定性应用范围数控编程中的常见问题程序语法错误逻辑错误语法错误会导致程序无法编译或逻辑错误会导致程序执行结果不执行，比如忘记括号、变量名错符合预期，比如循环条件设置错误等误、变量使用错误等加工路径错误加工参数错误加工路径错误会导致工件加工精加工参数错误会导致工件加工质度不达标，比如刀具路径偏移、量不达标，比如切削速度、进给刀具半径补偿错误等速度设置错误等数控编程的检查与调试数控编程的检查与调试对于确保加工质量和效率至关重要语法检查1检查程序语法错误，例如指令格式、坐标定义、程序逻辑等模拟运行2在模拟环境中运行程序，检查程序逻辑、运动轨迹和加工过程试切3在实际机床上进行试切，验证程序的正确性和加工效果调试调整4根据试切结果进行调试调整，优化程序，消除加工误差通过逐步检查和调试，确保程序能够准确、高效地完成加工任务，提高加工质量和效率数控机床的保养和维护定期清洁润滑保养定期清洁机床，确保其表面和内根据使用手册定期给机床的导轨部清洁，防止灰尘和污垢堆积，、轴承等部件进行润滑，确保其延长机床使用寿命顺畅运行，防止磨损和故障定期检查正确操作定期检查机床的各个部件，如导操作人员需严格遵守操作规程，轨、轴承、电机、控制系统等，避免错误操作，确保机床安全运发现问题及时维修或更换行，延长机床使用寿命数控机床的故障诊断观察法测量法

11.

22.通过观察机床运行状态，判断利用测量仪器测量关键参数，可能出现的问题，例如，声音例如，电压、电流、压力、温异常、振动、温度升高或机床度等，判断是否超出正常范围停止工作代码分析法逻辑推理法

33.

44.通过分析数控程序和报警信息根据故障现象和机床结构，推，判断故障原因，例如，程序断故障原因，例如，某个部件错误、参数设置错误或硬件故损坏或电路连接问题障加工工艺的选择CNC材料选择加工精度和效率加工工艺流程工件夹具设计考虑工件的材料特性，选择合根据零件精度要求和批量生产合理安排加工顺序，优化加工确保工件定位准确，保证加工适的切削参数和刀具需求，选择合适的加工方法时间，提高生产效率精度，提高加工效率数控加工的质量控制尺寸精度控制表面粗糙度控制数控加工过程中，尺寸精度至关重要通过严格控制刀具磨损、机床精度、表面粗糙度直接影响零件的耐用性和外观合理选择切削参数，使用合适的程序编制等因素，可以确保加工件尺寸符合要求刀具和冷却液，可以有效控制表面粗糙度数控加工的工艺改进提高加工效率改善加工精度降低生产成本改进加工工艺优化加工路径，减少空行程时选择合适的刀具、切削参数和合理选择加工方法，减少材料采用新的加工技术，例如五轴间工序，提高加工表面质量浪费，降低加工成本联动加工、高速加工等数控加工中的夹具应用提高加工效率确保加工精度12夹具能够定位和固定工件，保证工件的准确位置，提高加工夹具能够减少工件的变形和振动，并保证加工路径的准确性效率和精度，提高加工精度提高加工安全性降低加工成本34夹具能够保护操作人员，避免因工件松动或位置不准确而造夹具可以重复使用，降低了加工成本，提高了生产效率成的安全事故数控加工中的量具应用精密测量工具种类繁多正确使用量具数控加工对精度要求极高，量具是确保加工量具包括游标卡尺、百分表、高度尺等，用熟悉量具的种类、用途、使用方法，避免误质量的关键于测量尺寸、形状、位置等差，保证测量精度数控加工中的刀具应用刀具种类刀具材料数控加工中常用的刀具种类很多，如铣刀、钻头、车刀、镗刀、刀具材料的选择取决于加工材料和加工条件常用的刀具材料包铰刀等括高速钢、硬质合金、陶瓷等每种刀具都有其特定的功能和用途，选择合适的刀具才能保证加高速钢刀具价格低廉，适用于低速加工；硬质合金刀具耐磨性好工质量和效率，适用于高速加工；陶瓷刀具耐高温，适用于高速加工数控加工中的切削参数切削速度切削深度进给速度切削速度影响刀具寿命、表面质量和加切削深度是每层切削的深度，影响加工进给速度是指刀具在加工过程中沿加工工效率选择合适的切削速度可延长刀效率和刀具磨损过大的切削深度会导路径的移动速度，影响表面粗糙度和加具使用寿命并提高表面质量致刀具过早磨损，而过小的切削深度则工效率过快的进给速度会导致表面粗会降低加工效率糙度增加，而过慢的进给速度则会降低加工效率数控加工的安全操作安全防护警示标识急救措施机床保养戴防护眼镜、耳罩、手套等，熟悉并遵守机床上的安全警示了解基本急救知识，发生意外定期检查和维护机床，确保设防止飞溅物和噪音伤害标识，避免危险操作时及时处理，并寻求专业帮助备处于安全状态总结与展望数控技术不断发展，未来将朝着智能化、自动化、高速化、精密化和网络化方向发展数控技术在制造业中发挥着越来越重要的作用，未来将更加广泛地应用于各个领域。