[教育学]数控铣教案.doc

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1、数控铣实训教案课题一 基础知识一、 教学安排班级实训周次课时起止日期备注A/B 第一/三周631/8基础知识与编程（G00/G01/G02/G03/G04/G90/G91/M00M09/S/T）C/abc第一/三周614/9D/E第一周619/10de第一周65/10H第一/三周62/11基础知识与编程（G00/G01/ M00M09/S/T）I第一/三周616/11二、 教学目的了解安全文明生产和安全操作了解数控铣床操作规程掌握设备的日常维护保养及数控系统的日常维护使学生熟练掌握机床各零部件的功能和作用掌握数控铣床编程工艺分析掌握仿真FANUC 0I系统软件操作三、 板书内容讲解基础教学1.

2、 安全文明生产与安全操作；2. 数控机床日常维护3. 数控机床的组成；4. 数控铣加工的工艺路线分析； 四、 仿真教学内容（FANUC 0I系统）（一） 仿真软件开启详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。（二） 仿真软件界面介绍及其操作1. 文件详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。2. 视图详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。3. 机床单击菜单，会弹出下拉菜单如图1-1所示，1) 选择机床“选择机床”功能有七个数控系统供用户选择（包括数控车、数控铣、卧式加工中心、立式加工中心等），如图1-2所示。 图1-1 图1-22) 选择刀具“选择刀具”功能供用户选择操作所需刀具。可以通过如图1-3所

3、示中“所有刀具直径”输入操作者所需刀具直径、在“所有刀具类型”下拉菜单中选择刀具类型共有五项供用户选择（平底刀、球头刀、平底带R的刀、钻头、镗刀）、用鼠标点击相应的刀具，设置刀具圆弧半径及刀具长度，然后按“确认推出”键。如需拆除某刀具，点击要拆除的刀位，按“删除当前刀具”键完成操作。图1-33) 基准工具“基准工具”功能用来对刀，按此键系统自动弹出如图3-4所示对话框。图1-44) 拆除工具“拆除工具”功能可以拆除所有安装好的刀具。5) DNC传送“DNC传送”功能供用户将电脑磁盘中以“记事本”格式编写好的程序调入数控机床中，不同的系统调入方法不同，在以后讲具体某系统时详讲。6) 检查NC程序

4、“检查NC程序”功能供用户对当前操作的NC程序检查效验。7) 移动刀塔“移动刀塔” 功能在数控车操作中为灰显，表示不可用。8) 轨迹显示“轨迹显示”功能在自动加工中按此键会以当前程序绘制刀具轨迹。4. 零件单击菜单，会弹出下拉菜单如图1-12所示。 图1-5 图1-61) 定义毛坯“定义毛坯”功能供用户选择所需毛坯名称、毛坯形状、毛坯材料、毛坯长、宽、高尺寸等。设置完成后按“确定”键。如图1-13所示。2) 安装夹具“安装夹具”功能在数控铣操作中可以设置当前零件所用夹具，供有两项（平口钳、工艺板），通过零件尺寸调试夹具尺寸，设置完成后按“确定”键结束。图1-73) 放置零件“放置零件”方法及步

5、骤详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。4) 拆除零件“拆除零件” 方法及步骤详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。5) 安装压板“安装压板” 功能如图1-8所示可以选择压板类型、调试压板尺寸等，对所加工零件起装夹、定位作用。 图1-8 图1-96) 移动压板“移动压板” 功能如图1-9所示可以调节压板位置或翻转。7) 拆除压板“拆除压板” 功能对所装夹的压板进行拆除。5. 塞尺检查单击菜单，会弹出下拉菜单如图1-15所示在对刀时进行设置塞尺厚度。 图1-10 图1-116. 测量单击菜单，会弹出下拉菜单，按此键后系统会自动弹出如图1-11所示对话框供用户测量当前夹持的零件尺寸。也可局部放大被

6、侧图形。也可对被测图形进行移动。测量完成后按“推出”键结束测量。7. 系统管理详见数控车实训教案课题一仿真教学内容。（三） FANUC 0I系统操作面板图1-12（四） 各键功能及作用1. 显示屏详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。2. 软键详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。3. MDI键详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。4. 手动辅助功能操作键详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。5. 手动操作键1) 手动返回参考点每台机床都把机床上某一固定点作为机床的参考位置点，每次回机床参考位置点后再回到加工起点，可消除累积误差。在加工之前先回机床参考位置点，再确定加工起点，记下加工起点的坐标

7、，在不断次断电后重新启动应先回机床参考点，再回到记下的加工起点后启动程序。可避免断电后人为移动机床使机床实际位置与系统坐标不相符合而开机后不重新确定加工起点就启动程序而发生事故。在会参考点时先回“Z”轴，再回“X”或“Y”轴，避免刀具与零件和夹具发生干涉。当回零完成后指示灯亮显。2) 手动方式键“手动方式键”功能用来手动移动坐标轴。当按下此键时，显示屏的右下角显示手动方式字样，然后按选择移动轴键如图1-3所示，按表示快速进给，此时指示灯亮显。通过调节进给倍率键或快速倍率键调节进给速度。 图1-13 图1-143) 手轮方式键“手轮方式键”功能用来手轮移动坐标轴。当按下此键时，显示屏的右下角显示

8、手轮方式字样，然后手动扳档选择进给方向。进给倍率通过手动扳档选择进给倍率。“X1”档表示手轮如图1-14所示每转动一小格机床坐标移动0.0011mm，其他依次类同。手轮顺时针转动为正，逆时针转动为负。6. 功能选择键详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。（五） 程序存储、编辑1. 程序编辑键详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。2. 程序存储、编辑操作前的准备详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。3. 程序号检索详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。4. 程序的删除详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。5. 程序调入详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。6. 程序字是检索、插入、修改、删除详见

9、数控车实训教案课题五仿真教学内容。（六） 对刀方法及刀补使用1. 对刀前准备操作1) 机床回零操作，2) 按要求安装好工件及所需刀具，3) 用手动/MDI使主轴正转。2. 对刀对刀方法有：定点对刀法、试切对刀法、回机床零点（机械零点）对刀法等，下面主要以试切对刀法作讲解。1) 手动试切削对“Z”轴先将显示屏界面按位置键，以便操作者观察机床当前坐标轴位置。再按键调至手动方式，按选择移动轴键移动刀具，可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手轮方式操作。如图1-15所示刀具位置及图1-16所示塞尺显示，对好刀信息栏显示“合适”如图1-17所

10、示。按键，如图5-18所示，按【坐标系】软键，如图1-18所示，将光标位置处于G54/G55/G65/G57/G58/G59坐标系（将光标处于Z位置），键入当前位置界面当前坐标系（机床坐标系Z值）显示值减去当前塞尺厚度值，而后按【输入】软键或输入键， “Z”轴对刀完成。 图1-15 图1-16图1-17图1-182) 手动试切削对“X”轴方法一：单边对刀先将显示屏界面按位置键，以便操作者观察机床当前坐标轴位置。再按键调至手动方式，按选择移动轴键移动刀具，可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手轮方式操作。如图1-19所示刀具位置及图1

11、-20所示塞尺显示，对好刀信息栏显示“合适”如图1-17所示。按键，如图5-18所示，按【坐标系】软键，如图1-18所示，将光标位置处于G54/G55/G65/G57/G58/G59坐标系（将光标处于X位置），键入当前位置界面当前坐标系（机床坐标系X值）显示值加上刀具半径值、工件一半值及当前塞尺厚度值如果当前刀具对刀相对于工件中心在X负方向，输入值为机床坐标系X值+（刀具半径值+工件一半值+当前塞尺厚度值），如果当前刀具对刀相对于工件中心在X正方向，输入值为机床坐标系X值-（刀具半径值+工件一半值+当前塞尺厚度值）而后按【输入】软键或输入键， “X”轴对刀完成。（此操作以工件坐标系设在工件中心

12、为例，工件坐标系设在其他位置于此方法同理）。方法二：对称对刀先将显示屏界面按位置键，以便操作者观察机床当前坐标轴位置。再按键调至手动方式，按选择移动轴键移动刀具，可通过调节进给倍率键及快速倍率键调节合理的进给量。以此方式将刀具移动至工件跟前，设置塞尺，然后换用手轮方式操作。如图1-19所示刀具处于相对工件中心“X”负方向位置及图1-20所示塞尺显示，对好刀信息栏显示“合适”如图1-17所示。记下此时机床坐标显示值，再手动或手轮处于相对工件中心“X”正方向位置，对好刀信息栏显示“合适”如图1-17所示。记下此时机床坐标显示值，再按键，如图5-18所示，按【坐标系】软键，如图1-18所示，将光标位

13、置处于G54/G55/G65/G57/G58/G59坐标系（将光标处于X位置），键入当前位置界面当前坐标系两次对刀显示值的平均值，按【输入】软键或输入键， “X”轴对刀完成。（此操作以工件坐标系设在工件中心为例，工件坐标系设在其他位置于此方法同理）。 图1-19 图1-203) 手动试切削对“Y”轴“Y”轴对刀方法和步骤与“X”轴对刀同理。3. 刀补使用在首件试切或批量加工时，往往加工尺寸与图纸要求尺寸不相符，则需要通过刀补设置加工出合格的产品。例如当前刀具加工时“X”、“Y”向加工测量尺寸比图纸要求尺寸大0.02mm，则需在当前刀具的刀补界面进行刀具半径补偿，如图1-21所示，按键，在，将光

14、标指向“磨耗（D）”位置，然后键入数字“-0.02”，按输入键；例如当前刀具加工时 “Z”向加工测量尺寸比图纸要求尺寸大0.02mm，则需在当前刀具的刀补界面进行刀具半径补偿，如图1-21所示，按键，在，将光标指向“磨耗（H）”位置，然后键入数字“-0.02”，按输入键。 图1-21（七） 自动运行1. MDI方式运行详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。2. 自动方式运行详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。3. 自动方式运行停止详见数控车实训教案课题五仿真教学内容。（八） 加工图样图1-22图1-23（九） 工艺分析1. 图纸分析1) 图1-22工艺分析用平口钳装夹，面铣刀将毛坯铣成140

15、mm140mm50mm尺寸，换立铣刀铣削外轮廓1200.02mm及R20至尺寸，换立铣刀铣字。2) 图1-23工艺分析用三爪卡盘夹紧方式装夹（仿真软件没有此夹具可以用压板装夹），用立铣刀铣削轮廓及内孔，换钻头钻底孔，再用立铣刀铣削至尺寸。2. 使用刀具图1-243. 装夹方式图1-22零件用平口钳装夹，图1-23用三爪或压板装夹。（十） 加工步骤1. 定义毛坯2. 准备合理夹具3. 装夹工件及所用刀具4. 编写程序1) 图1-22程序（该程序适用于FANUC 0I系统）O0001;N02 M03 S600;N04 G17 G90 G54 G00 X0 Y0;N06 X71.000 Y40.00

16、0;N08 G01 Z-20.0;N10 G03 X40.000 Y71.000 R31.0 F150;N12 G01 X70.000 Y70.000;N14 X-40.000 Y71.000;N16 G03 X-71.000 Y40.000 R31.0 F150;N18 G01 X-70.000 Y70.000;N20 X-71.000 Y-40.000;N22 G03 X-40.000 Y-71.000 R31.0 F150;N24 G01 X-70.000 Y-70.000;N26 X40.000 Y-71.000;N28 G03 X71.000 Y-40.000 R31.0 F150;

17、N30 G01 X70.000 Y-70.000;N32 X71.000 Y40.000;N34 X70.000 Y40.000;N36 G03 X40.000 Y70.000 R30.0 F50;N38 G01 X-40.000 Y70.000;N40 G03 X-70.000 Y40.000 R30.0 F50;N42 G01 X-70.000 Y-40.000;N44 G03 X-40.000 Y-70.000 R30.0 F50;N46 G01 X40.000 Y-70.000;N48 G03 X70.000 Y-40.000 R30.0 F50;N50 G01 X70.000 Y40

18、.000;N52 Z10.0;N54 G00 X0 Y0;N58 M30;程序号主轴正转建立工件坐标系快速定位切入下刀逆时针圆弧插补直线进给直线进给逆时针圆弧插补直线进给直线进给逆时针圆弧插补直线进给直线进给逆时针圆弧插补直线进给直线进给直线进给逆时针圆弧插补直线进给逆时针圆弧插补直线进给逆时针圆弧插补直线进给逆时针圆弧插补直线进给抬刀X，Y轴回参考点程序结束2) 图1-23程序（该程序适用于FANUC 0I系统）O0002;N02 S600 M03;N04 G17 G90 G54 G00 X0 Y0;N06 X41.000 Y0.000;N08 Z10.0 ;N10 G01 Z-5.0 F1

19、000;N12 G03 X41.000 Y0.000 I-41.0 J0 F120;N14 G01 X40.000 Y0.000;N16 G03 X40.000 Y0.000 I-40.0 J0 F120;N18 G00 Z10.0;N20 G00 X0.000 Y0.000;N22 G01 Z-10.0;N24 X9.000 Y-0.000;N26 G03 X9.000 Y-0.000 I-9.0 J0 F120;N28 G01 X10.000 Y-0.000;N30 G03 X10.000 Y-0.000 I-10.0 J0 F120;N32 G00 Z10.0;N34 M30;程序号主轴

20、正转建立工件坐标系快速定位Z轴下刀切入逆时针圆弧插补直线进给逆时针圆弧插补抬刀快速定位切入直线进给逆时针圆弧插补直线进给逆时针圆弧插补抬刀程序结束O0002;如图用8钻头钻底孔N02 G91 M03N04 G99 G81 X40.000 Y0.000 Z-10.0 R10.0 F150N06 X-28.284 Y28.284N08 G98 X-40.000 Y0.000N10 G80 X0 Y0 M05 N12 M30程序号 增量方式，主轴正转 G81钻孔循环加工孔1并返回R参考点 钻孔2 钻孔3，返回起始点 取消循环，快速返回刀具起刀点位置，主轴停程序结束O0003；用10立铣刀铣削至尺寸N

21、02 G91 M03N04 G99 G81 X40.000 Y0.000 Z-10.0 R10.0 F150N06 G98 X-28.284 Y28.284N08 G80 X0 Y0 N10 G00 X-40.000 Y0.000N12 G01 Z-10.0N14 G03 X28.284 Y-28.284 R40.0 F120N16 G00 Z10.0N18 X0.000 Y-0.000N20 M30 程序号增量方式，主轴正转 G81钻孔循环加工孔1，返回R点 钻孔2 取消循环并快速返回起刀点 快速定位 切入 逆时针圆弧插补 抬刀 快速返回刀具起刀点位置 程序结束5. 对刀6. 自动加工（十一

22、） 巡回指导1. 指导学生掌握各类零件加工工艺安排2. 指导学生掌握零件的装夹3. 指导学生掌握各类零件加工程序编写4. 指导学生掌握FANUC 0I系统对刀及刀补使用五、 实操教学内容（一） 安全文明生产与安全操作1. 安全操作 1) 机床启动前的注意事项a) 数控机床启动前要熟悉数控机床的性能、结构、传动原理、操作顺序及紧急停止方法。b) 检查润滑油和齿轮箱内的油量情况。c) 检查紧固螺钉，不得松动 。d) 清扫机校正刀具，并达到使用要求 。床周围环境，机床和控制部分经常保持清洁，不得取下罩盖而开动机床 。2) 调整程序时的注意事项a) 使用正确的刀具，严格检查机床原点、刀具参数是否正常

23、。b) 确认运转程序和加工顺序是否一致 。c) 不得承担超出机床加工能力的作业 。d) 确认工件的夹具是否有足够的强度 。e) 程序调整好后，要再次检查，确认无误后，方可开始加工 。3) 机床运转中的注意事项a) 机床启动后，在机床自动连续运转前，必须监视其运转状态 。b) 确认冷却液输出通畅，流量充足 。c) 机床运转时，操作者不得离开，d) 机床运转时，不得调整刀具和测量工件尺寸，手不得靠近旋转的刀具和工件。 4) 加工完毕时的注意事项a) 清扫机床 。b) 防锈油润滑机床 。c) 关闭系统，关闭电源。2. 数控铣床操作规程 1) 操作者应了解设备的使用性能并掌握操作；2) 操作时应严格遵

24、循技安操作规程，禁子违规操作；3) 机床在运行时，禁子操作者离开，禁子变换主轴转速；4) 每班次交班时，应将机床的运转情况告知下一班操作人员，出现异常向老师反映，以便及时排除；5) 禁子擅自拆卸机床部件；6) 爱护设备，做好数控铣床的日常维护及保养，保持工作台，刀盘、刀具的清洁。3. 电脑管理制度1) 计算机开机，关机必须按要求程序进行；2) 上机时不能私自将U盘、MP3等 与计算机连接；3) 上机时严禁玩游戏等与学习无关的操作；4) 机房保持清洁，上完机将凳子等物品归位。（二） 机床日常维护1. 维护保养的有关知识1) 维护保养的意义数控机床使用寿命的长短和故障的高低，不仅取决于机床的精度和

25、性能，很大程度上也取决于它的正确使用和维护。正确的使用能防止设备非正常磨损，避免突发故障，精心的维护可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消除隐患于未然，从而保障安全运行，保证企业的经济效益，实现企业的经营目标。因此，机床的正确使用与精心维护是贯彻设备管理以防为主的重要环节。2) 维护保养必备的基本知识数控机床具有机、电、液集于一体，技术密集和知识密集的特点。因此，数控机床的维护人员不仅要有机械加工工艺及液压、气动方面的知识，也要具备电子计算机、自动控制、驱动及测量技术等知识，这样才能全面了解、掌握数控机床以及做好机床的维护保养工作。维护人员在维修前应详细阅读数控机床有关说明书，

26、对数控机床有一个详细的了解，包括机床结构特点、数控的工作原理及框图，以及它们的电缆连接 。2. 设备的日常维护对数控机床进行日常维护、保养的目的是延长元器件的使用寿命：延长机械部件的变换周期，防止发生意外的恶性事故，使机床始终保持良好的状态，并保持长时间的稳定工作。不同型号的数控机床的日常保养内容和要求不完全一样，机床说明书中已有明确的规定，但总的来说主要包括以下几个方面 ：1) 每天做好各导轨面的清洁润滑，有自动润滑系统的机床要定期检查、清洗自动润滑系统，检查油量，及时添加润滑油，检查油泵是否定时启动打油及停止；2) 每天检查主轴订自动润滑系统工作是否正常，定期更换主轴箱润滑油；3) 注意检

27、查电器柜中冷却风扇是否工作正常，风道过滤网有无堵塞，清洗沾附的尘土；4) 注意检查冷却系统，检查液面高度，及时添加油或水，油、水脏时要更换清洗；5) 注意检查导轨镶条松紧程度，调节间隙；6) 注意检查机床液压系统油箱油泵有无异常噪声，工作幅面高度是否合适，压力表指示是否正常，管路及各接头有无泄漏；7) 每天下班前做好机床清扫卫生，清扫铁屑，擦静导轨部位的冷却液，防止导轨生锈。3. 数控系统的日常维护数控系统使用一定时间之后，某些元器件或机械部件总要损坏。为了延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，延长整台数控系统的使用寿命，是数控系统进行日常维护的目的。具体的日

28、常维护保养的要求，在数控系统的使用、维修说明书中一般都有明确的规定。总的来说，要注意以下几个方面：1) 数控系统使用一定时间之后，某些元器件或机械部件总要损坏。为了延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，延长整台数控系统的使用寿命，是数控系统进行日常维护的目的。具体的日常维护保养的要求，在数控系统的使用、维修说明书中一般都有明确的规定。制订数控系统日常维护的规章制度。应尽量少开数控柜和强电柜的门 机加工车间空气中一般都含有油雾、飘浮的灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控装置内的印刷线路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，并导致元器件及印刷线路的损坏。因此

29、，除非进行必要的调整和维修，否则不允许随时开启柜门，更不允许加工时敞开柜门。2) 存储器用电池的需要定期更换 存储器如采用CMOS RAM器件，为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容，设有可充电电池维持电路。在正常电源供电时，由+5V电源经一个二极管向CMOS RAM供电，同时对可充电电池进行充电，当电源停电时，则改由电池供电维持CMOS RAM的信息。在一般情况下，即使电池尚未失效，也应每年更换一次，以便确保系统能正常地工作。电池的更换应在CNC装置通电状态下进行。3) 数控系统长期不定时的维护 为提高系统的利用率和减少系统的故障率，数控机床长期闲置不用是不可取的。若数控系统处在长期闲置的

30、情况下，需注意以下两点：一、是要经常给系统通电，特别是在环境温度较高的多雨季节更是如此。在机床锁住不动的情况下，让系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控装置内的潮气，保证电子部件性能的稳定可靠。实践表明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障率的一个有效措施。二、是如果数控机床的进给轴和主轴采用直流电机来驱动，应将电刷从直流电机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，使整台电机损坏。（三） 数控机床的构成及特点 图1-25KND系统数控铣床 图1-26 Siemens 802S数控铣床1. 数控机床的基本构成图1-27数控机床的组成框图数控机床一般由数控系统，

31、控制介质，伺服电动机和检测反馈装置的伺服系统，强点控制柜，机床本身和各类辅助装置组成。1) CNC装置CNC装置是CNC系统的核心，主要包括微处理器CPU、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统的其他组成部分联系的接口等。数控机床的CNC系统完全由软件处理数字信息，因而具有真正的柔性化，可处理逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。2) 输入/输出设备键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。除上述以外，还可以用串行通信的方式输入。数控系统一般配有CRT显示器或点阵式液晶显示器，显示的信息较丰富 ，并能显示图形。操作人员通过显示器获得必要的信息。3) 伺服单元伺服单元是

32、CNC和机床本体的联系环节，它把来自CNC装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的不同，伺服单元有脉冲式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。4) 驱动装置驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动， 最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，CNC装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说

33、，数控机床功能的强弱主要取决于CNC装置，而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。5) 可编程控制器可编程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开关控制， 故把称它为可编程逻辑控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。当PLC用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC， Programmable Machine Controller )。PLC己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC

34、和PLC协调配合，共同完成对数控机床的控制。用于数控机床的PLC一般分为两类：一类是CNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将CNC和PLC综合起来设计，称为内装型(或集成型)PLC，内装型PLC是CNC装置的一部分；另一类是以独立专业化的PLC生产厂家的产品来实现顺序控制功能，称为独立型( 或外装型)PLC。6) 测量装置 测量装置也称反馈元件，通常安装在机床的工作台或丝杠上，相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC装置，供CNC装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。按有无检测装置，CNC系统可分为开环与闭环数控系统，而

35、按测量装置的安装位置又可分为闭环与半闭环数控系统。开环数控系统的控制精度取决于步进电机和丝杠的精度，闭环数控系统的控制精度取决于检测装置的精度。因此，测量装置是高性能数控机床的重要组成部分。此外，由测量装置和显示环节构成的数显装置，可以在线显示机床移动部件的坐标值，大大提高工作效率和工件的加工精度。7) 机床本体CNC机床由于切削用量大、连续加工发热量大等因素对加工精度有一定影响，加之在加工中是自动控制，不能像在普通机床上那样由人工进行调整、补偿，所以其设计要求比普通机床更严格，制造要求更精密，采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施。2. 数控机床特点1) 适应性强由于数控机

36、床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的NC程序，不必用凸轮、靠模、样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。2) 加工质量稳定对于同一批零件，由于使用同一机床和刀具及同一加工程序，刀具的运动轨迹完全相同， 且数控机床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的一致性好且质量稳定。3) 生产效率高数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动

37、工时。还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以，比普通机床的生产率高34倍甚至更高。数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到100m/min以上，最小分辨率达0.01m。 一般来说，数控机床的生产能力约为普通机床的三倍，甚至更高。数控机床的时间利用率高达90%，而普通机床仅为30%50% 。4) 加工精度高数控机床有较高的加工精度，一般在0.0050.1mm之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高，同

38、时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。5) 工序集中、一机多用数控机床特别是带自动换刀的数控加工中心，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序，一台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以节省车间的占地面积，带来较高的经济效益。加工中心的工艺方案更与普通机床的常规工艺方案不同，常规工艺以“工序分散”为特点，而加工中心则以工序集中为原则，着眼于减少工件的装夹次数，提高重复定位精度。6) 减轻劳动强度在输入程序并启动后，数控机床就自动地连续加工，直至零件加工完毕。这样就简化了工人的操作，使劳动强度大大降低。数控机床是一种高技术

39、的设备，尽管机床价格较高，而且要求具有较高技术水平的人员来操作和维修，但是数控机床的优点很多，它有利于自动化生产和生产管理，使用数控机床的经济效益还是很高的。（四） 数控铣床基本参数1. KND数控铣铣床1) KND数控机床参数铣床型号XK5325A系统北京KND床身黄山皖南机床有限公司工作台尺寸1270250mm工作台横向行程360mm工作台纵向行程720mm工作台垂直行程440mm主轴套筒行程110mm主轴转速范围805400r/min主轴变速极数16主电机功率3HP分辨率0.004mm定位精度0.01mm重复定位精度0.015mm2) KND数控机床的组成控制介质、数控系统、伺服系统、检

40、测系统、反馈系统、辅助装置、机床本体3) KND数控机床结构和特点u 摇臂在床身上端能前后移动，并作360回转，能在一次装夹中完成多道工序加工；u 主电机采用双速电机，铣头转速高；传动部分采用同步齿形胶带和磨削齿轮，传动比正确；采用低噪音轴承和精密级电机降低燥声；u 主轴前支承采用C级径向推力轴承，有适当的预加负载，主轴精度和刚度高；u 工作台等用手拉油泵集中润滑；u 本机床的三个方向道轨副均有 耐磨措施，精度保持性高、寿命长。4) KND数控机床用途本机床是一种用途广泛的多功能，高精度、高可靠性数字控制摇臂铣床可以进行铣、钻、镗、锪、磨等工序的加工。5) KND数控机床润滑与维护润滑：头部润

41、滑，每班检查油杯油量（8号液压传动油）；机体润滑，每班注满润滑油泵（70号精密机床导轨油）维护：按机床润滑规定，定期注油润滑，油量不足时应及时补足；操作完毕，所有固定杆放松工作台面清除干净并润滑少许油，以保护工作台面，尽可能经常变换工作台面上工件的装夹位置，以使台面磨损均匀；检查各部件在锁定状态时不允许移动该部件，以免损坏机床。2. Siemens 802S数控铣床1) Siemens 802S数控机床参数铣床型号XK0816S系统SINUMERIK802S床身南京 第二机床厂工作台尺寸160450mm工作台行程220160220mm工作台纵向行程160mm工作台最大承载30kg主轴端面距台面

42、距离70290mm主轴转速（无级）1002000r/min定位精度0.02mm重复定位精度0.01mm2) Siemens 802S数控机床的组成控制介质、数控系统、伺服系统、检测系统、反馈系统、辅助装置、机床本体3) Siemens 802S数控机床结构特点采用全封闭防护，工作人员操作安全、卫生；主轴采用步进电机变速方便、灵活。4) Siemens 802S数控机床用途本机床为教学式小型数控铣床，易加工硬度较小的材料，尤其对加工小型零件（铣、钻）具有一定的优势。5) Siemens 802S数控机床的润滑与维护序号部件名称润滑部位名称次数周期油类1主轴箱导轨面（8弹子油杯）4每班2次30#机

43、械油2十字拖板X拖板导轨面（8弹子油杯）2每班2次30#机械油Y拖板导轨面（8弹子油杯）2每班2次30#机械油3三坐标滚珠丝杠螺母付半年轴承脂SY1514-65（五） 数控铣加工的工艺路线分析理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的23倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。由于生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。1. 加工工序划分在数控机床

44、上加工零件，工序可以比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。1) 保证精度的原则数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。2) 提高生产效率的原则数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽

45、量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。2. 加工路线的确定对于连续铣削轮廓，特别是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入、切出，要尽量避免交接处重复加工，否则会出现明显的界限痕迹。如图1-28所示，用圆弧插补方式铣削外整圆时，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，不要在切点处直接退刀，而让刀具多运动一段距离，最好沿切线方向，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面相碰撞，造成工件报废。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入的原则，安排切入、切出过渡圆弧，如图1-29所示，若刀具从工件坐标原点