数控应用技术

  G00快速进给 G01直线插补 G02顺时针圆弧 G03逆时针 G54,G55,G56设定机床原点坐标系 G91绝对值进给  G90相对进给

  M03程序暂停 M04切削液打开   M30程序结束 M20换刀开始  M21换刀结束

数控编程是以数控加工中的编程方法作为研究对象的一门加工技术，它以机械加工中的工艺和编程理论为基础，针对数控机床的特点，综合运用相关的知识来解决数控加工中的工艺问题和编程问题。

　　数控编程人员必须把握与数控加工相关内容的知识，包括数控加工原理、数控机床及其原理、机床坐标系，数控程序结构和常用数控指令等。

　　数控加工工艺分析和规划将影响数控加工的加工质量和加工效率，因此，数控加工工艺分析和规划是数控编程的核心内容。主要包括有加工区域的划分和规划，刀轨形式与走刀方式的选择，刀具及机械参数的设置和加工工艺参数的设置。数控机床程序编制方法有手工编程和自动编程两种。

　　手工编程是编程员直接通过人工完成零件图工艺分析、工艺和数据处理、计算和编写数控程序、输入数控程序到程序验证整个过程的方法。手工编程非常适合于几何外形不太复杂、程序计算量较少的零件的数控编程。相对而言，手工编程的数控程序较短，编制程序的工作量较少。因此，手工编程广泛用于外形简单的点位加工和直线、圆弧组成的平面轮廓加工中。

　　自动编程是一种利用计算机辅助编程技术的方法，它是通过专用的计算机数控编程软件来处理零件的几何信息，实现数控加工刀位点的自动计算。对于复杂的零件，非凡是具有非圆曲线曲面的加工表面，或者零件的几何外形并不复杂，但是程序编制的工作量很大，或者是需要进行复杂的工艺及工序处理的零件，由于这些零件在编制程序和加工过程中，数值计算非常繁琐，程序量很大，假如采用手工编程往往耗时多、效率低、出错率高，甚至无法完成，这种情况下就必须采用自动编程。

　　现在广泛使用的自动编程是CAD/CAM图形交互自动编程，CAD/CAM图形自动编程系统的特点利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到计算机上，在图形交互方式下进行定义、显示和编辑，得到零件的几何模型；然后调用CAM数控编程模板，采用人机交互的方式定义几何体、创建加工坐标系、定义刀具，指定被加工部位，输入相应的加工参数，确定刀具相对于零件表面的运动方式，确定加工参数，生成进给轨迹，经过后置处理生成数控加工程序。整个过程一般都是在计算机图形交互环境下完成的，具有形象、直观和高效的优点。

　　高质量的数控加工程序，源于周密、细致的技术可行性分析、总体工艺规划和数控加工工艺设计。【数控编程是以数控加工中的编程方法作为研究对象的一门加工技术，它以机械加工中的工艺和编程理论为基础，针对数控机床的特点，综合运用相关的知识来解决数控加工中的工艺问题和编程问题。

　　数控编程人员必须把握与数控加工相关内容的知识，包括数控加工原理、数控机床及其原理、机床坐标系，数控程序结构和常用数控指令等。

　　数控加工工艺分析和规划将影响数控加工的加工质量和加工效率，因此，数控加工工艺分析和规划是数控编程的核心内容。主要包括有加工区域的划分和规划，刀轨形式与走刀方式的选择，刀具及机械参数的设置和加工工艺参数的设置。数控机床程序编制方法有手工编程和自动编程两种。

　　手工编程是编程员直接通过人工完成零件图工艺分析、工艺和数据处理、计算和编写数控程序、输入数控程序到程序验证整个过程的方法。手工编程非常适合于几何外形不太复杂、程序计算量较少的零件的数控编程。相对而言，手工编程的数控程序较短，编制程序的工作量较少。因此，手工编程广泛用于外形简单的点位加工和直线、圆弧组成的平面轮廓加工中。

　　自动编程是一种利用计算机辅助编程技术的方法，它是通过专用的计算机数控编程软件来处理零件的几何信息，实现数控加工刀位点的自动计算。对于复杂的零件，非凡是具有非圆曲线曲面的加工表面，或者零件的几何外形并不复杂，但是程序编制的工作量很大，或者是需要进行复杂的工艺及工序处理的零件，由于这些零件在编制程序和加工过程中，数值计算非常繁琐，程序量很大，假如采用手工编程往往耗时多、效率低、出错率高，甚至无法完成，这种情况下就必须采用自动编程。

　　现在广泛使用的自动编程是CAD/CAM图形交互自动编程，CAD/CAM图形自动编程系统的特点利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到计算机上，在图形交互方式下进行定义、显示和编辑，得到零件的几何模型；然后调用CAM数控编程模板，采用人机交互的方式定义几何体、创建加工坐标系、定义刀具，指定被加工部位，输入相应的加工参数，确定刀具相对于零件表面的运动方式，确定加工参数，生成进给轨迹，经过后置处理生成数控加工程序。整个过程一般都是在计算机图形交互环境下完成的，具有形象、直观和高效的优点。

　　高质量的数控加工程序，源于周密、细致的技术可行性分析、总体工艺规划和数控加工工艺设计。【

数控技术是综合性的多学科使用技术，其涉及机械、电气、液压、检测及计算机等相关学科，具有很强的系统性和实用性。

本书从原理和实用出发，结合数控机床特点，介绍了CAD/CAM的概念及编程步骤，并通过实例介绍了CAXA、UG、Solid Works、Pro/E等计算机辅助设计软件系统。其主要内容有：数控机床的产生与发展，数控机床组成及工作原理，轮廓加工的数学基础，数控机床的程序编制，编程实例（数控车床编程实例，数控铣床编程实例，加工中心编程实例，数控线切割编程实例）及CAD/CAM简介等。

本书可作为机械类大专院校相关专业的学生和有关数控技术职业培训的教材，也可作为从事数控机床编程、操作等相关工程技术人员参考。

1 绪论

1.1 数控机床的产生与发展

1.1.1 数控机床的产生

1.1.2 数控机床的发展史

1.1.3 数控机床的优点

1.2 数控机床的组成与基本工作过程

1.2.1 数控机床的组成

1.2.2 数控机床的基本工作过程

1.3 数控机床的分类

1.3.1 按机床运动的控制轨迹分类

1.3.2 按伺服控制方式分类

1.3.3 按数控系统的功能水平分类

1.3.4 按加工工艺及机床用途的类型分类

1.4 数控技术的发展趋势和研究方向

思考题

2 数控机床组成及工作原理

2.1 计算机数控系统

2.1.1 CNC系统功能及基本工作过程

2.1.2 CNC系统的硬件结构及软件结构

2.2 伺服驱动控制系统

2.2.1 伺服系统概述

2.2.2 步进电机伺服系统

2.2.3 交/直流电机伺服系统

2.2.4 位置控制原理

2.3 位置检测装置

2.3.1 检测装置概述

2.3.2 脉冲编码器

2.3.3 光栅测量装置

2.4 数控机床的机械结构

2.4.1 主传动的机械结构

2.4.2 主轴调速方法

2.4.3 进给传动机械结构

2.5 辅助装置

2.5.1 回转工作台

2.5.2 液压和气动系统

2.5.3 润滑系统

2.5.4 冷却系统

2.5.5 排屑装置

2.5.6 ATC刀具自动交换

思考题

3 轮廓加工的数学基础

3.1 逐点比较法

3.1.1 逐点比较法插补直线

3.1.2 逐点比较法插补圆弧

3.1.3 逐点比较法的改进

3.2 数字积分法

3.2.1 数字积分法插补直线

3.2.2 数字积分法插补圆弧

思考题

4 数控机床的程序编制

4.1 程序编制的方法与步骤

4.1.1 概述

4.1.2 数控编程的一般步骤

4.1.3 数控机床编程的方法

4.2 程序编制的基础知识

4.2.1 程序结构与格式

4.2.2 功能字

4.3 坐标系

4.3.1 坐标轴的运动方向及其命名

4.3.2 机床坐标系与工件坐标系

4.4 常用编程指令

4.4.1 数控车床编程

4.4.2 数控铣床编程

4.4.3 加工中心编程

4.4.4 数控线切割机床的编程

思考题

5 编程实例

5.1 数控车床编程实例

5.2 数控铣床编程实例

5.3 加工中心编程实例

5.4 数控线切割编程实例

6 CAD/CAM简介

……

附录

参考文献