數(shù)控車床書本

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1、職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)電技術(shù)類專業(yè)教材第一章數(shù)控車床編程的入門第一節(jié)：數(shù)控機(jī)床概述1.數(shù)控定義數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。它數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControlCNC）以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。2.產(chǎn)生背景從工業(yè)化革命以來人們實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)化的手段有：自動(dòng)機(jī)床；組合機(jī)床；專用自動(dòng)生產(chǎn)線。這些設(shè)備的使用大大地提高了機(jī)械加工自動(dòng)化地程度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了制造業(yè)地發(fā)展

2、。但它也存在固有的缺點(diǎn)：初始投資大；準(zhǔn)備周期長(zhǎng)；柔性差a數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力：市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，大批量產(chǎn)品越來越少，小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的比重越來越大，迫切需要一種精度高、柔性好加工設(shè)備來滿足上述需求。b.數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)：電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展則為NC機(jī)床的進(jìn)步提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)正是在這種背景下誕生和發(fā)展起來的。它的產(chǎn)生給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，推動(dòng)了加工自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。3.發(fā)展沿革1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第一臺(tái)三座標(biāo)數(shù)控機(jī)床。1955年，第一臺(tái)工業(yè)用數(shù)控機(jī)床由美國(guó)Bendix公司生產(chǎn)出來。從1

3、952年至今，NC機(jī)床按NC系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷的五代。第一代：1955年NC系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功耗大。第二代：1959年NC系統(tǒng)以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。第三代：1965年NC系統(tǒng)采用小規(guī)模集成電路作為硬件，其特點(diǎn)是體積小，功耗低，可靠性進(jìn)一步提高。以上三代NC系統(tǒng)，由于其數(shù)控功能均由硬件實(shí)現(xiàn)，故歷史上又稱其為“硬線NC”第四代：1970年NC系統(tǒng)采用小型計(jì)算機(jī)取代專用計(jì)算機(jī)，其部分功能由軟件實(shí)現(xiàn)，它具有價(jià)格低，可靠性高和功能多等特點(diǎn)。第五代：1974年NC系統(tǒng)以微處理器為核心，不僅價(jià)格進(jìn)一步降低，體積進(jìn)一步縮小，使實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)電一體化成為可能。這一代又可分為六個(gè)發(fā)展

4、階段：1981年：具有人機(jī)對(duì)話、動(dòng)態(tài)圖形顯示、實(shí)時(shí)精度補(bǔ)償功能。1986年：數(shù)字伺服控制誕生，大慣量的交直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)用階段。1988年：采用高性能32位機(jī)為主機(jī)的主從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。1994年：基于PC的NC系統(tǒng)誕生，使NC系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)入了開放型、柔性化的新時(shí)代，新型NC系統(tǒng)的開發(fā)周期日益縮短。它是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。自從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)創(chuàng)立以來，它給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上；數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的

5、物質(zhì)手段；是國(guó)家的戰(zhàn)略技術(shù)：基于它的相關(guān)產(chǎn)業(yè)是體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)；專家們預(yù)言:二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。第二節(jié)：數(shù)控編程的幾何基礎(chǔ)1.1機(jī)床坐標(biāo)系為了確定機(jī)床個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)距離，需要在機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系就叫做機(jī)床坐標(biāo)系（1）機(jī)床坐標(biāo)軸及其方向a數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸分為平動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸b數(shù)控機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)，有的是使刀具產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，有的則是使工件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。c鑒于以上兩方面情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不論機(jī)床的具體運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一按工件靜止而刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)來描述，并以右手笛卡爾坐標(biāo)系表達(dá)，其坐標(biāo)軸用X，Y，Z表示，用來描述機(jī)床

6、的主要平動(dòng)軸，稱為基本坐標(biāo)軸，若機(jī)床有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繞X，Y和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸分別用A、B、C表示，其正向按右手螺旋定則確定。（2）Z坐標(biāo)軸將機(jī)床主軸沿其軸線方向運(yùn)動(dòng)的平動(dòng)軸定義為Z軸。所謂主軸是指產(chǎn)生切削動(dòng)力的軸，例如銑床、鉆床、鏜床上的刀具旋轉(zhuǎn)軸和車床上的工件旋轉(zhuǎn)軸。如果主軸能夠擺動(dòng)，即主軸軸線方向是變化的，則以主軸軸線垂直于機(jī)床工作臺(tái)裝卡面時(shí)的狀態(tài)來定義Z軸。對(duì)于Z軸的方向，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以增大刀具與工件間距離的方向?yàn)閆軸的正方向。（3）X坐標(biāo)軸將在垂直于Z軸的平面內(nèi)的一個(gè)主要平動(dòng)軸指定為X軸，它一般位于與工件安裝面相平行的水平面內(nèi)。對(duì)于不同類型的機(jī)床，X軸及其方向有具體的規(guī)定。例如對(duì)于

7、銑床、鉆床等刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，若Z軸是水平的，則X軸規(guī)定為從刀具向工件方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正若Z軸是垂直的，則X軸規(guī)定為從刀具向立柱(若有兩個(gè)立柱則選左側(cè)立柱。方向看時(shí)沿左右運(yùn)動(dòng)的軸，且向右為正。（4）Y坐標(biāo)軸Y軸及其方向則是根據(jù)X和Z軸按右手法則確定入下圖（5）機(jī)床原點(diǎn)機(jī)床原點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。對(duì)某一具體的機(jī)床來說，機(jī)床原點(diǎn)是固定的，是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置。（6）機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、滑板以及刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的