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1、第一节 数控铣床/加工中心概述一、一、 数控铣床数控铣床 /加工中心的基本概念加工中心的基本概念1. 数控铣床数控铣床数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。第一节 数控铣床/加工中心概述(1)数控铣床的分类数控铣床按主轴在空间所处的位置可以分为卧式数控铣床和立式数控铣床。数控铣床a)卧式数控铣床 b)立式数控铣床第一节 数控铣床/加工中心概述(2)数控铣床的加工对象数控铣床可以对零件的二维轮廓或三维轮廓进行加工，如平面轮廓、斜面轮廓、曲面轮廓，还可以对孔类零件进行加工，如钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等。数控铣床加工零件a)汽车拨叉
2、b)塑料模具零件 c)电极第一节 数控铣床/加工中心概述2. 加工中心加工中心加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。与数控铣床的最大区别在于具有自动交换加工刀具的能力。(1)加工中心的分类加工中心按主轴在空间所处的位置分为卧式加工中心和立式加工中心。加工中心a)卧式加工中心 b)立式加工中心第一节 数控铣床/加工中心概述(2)加工中心的加工对象加工中心适宜加工复杂、工序多、要求精度较高、需用多种类型刀具才能完成加工的零件。加工的主要对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套类零件和板类零件等。加工中心的加工对象a)箱体类零件 b)复杂曲面类零件第一节 数控铣床
3、/加工中心概述二、二、 数控铣床数控铣床 /加工中心的组成加工中心的组成第一节 数控铣床/加工中心概述1. 程序载体程序载体数控机床是按照程序载体上的数控程序运行的。2. 输入装置输入装置输入装置的作用是将程序载体内有关加工程序读入数控系统。3. 数控系统数控系统数控系统是数控机床的核心。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成。4. 伺服系统伺服系统伺服系统是数控机床的重要组成部分，它是数控系统和受控设备的联系环节。第一节 数控铣床/加工中心概述5. 强电控制装置强电控制装置强电控制装置的主要功能是接受数控系统控制的内置式可编程控制器 (PLC)输出的辅助操作的信号。6. 位置检测装置位置检
4、测装置它可以将检测元件所测得的位移值进行模拟转换，然后作为反馈信号输入到比较电路，经与指令值相比较后控制伺服系统进行补偿运动。7. 机床本体机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。一、一、 坐标系命名原则坐标系命名原则GB/T196602005标准中采取的坐标系和运动方向命名的规则为：刀具相对于静止的工件而运动。编程时只要依据零件图样即可进行数控加工程序的编制。二、二、 机床坐标系机床坐标系为了确定机床上的运动方向和运动距离，就需要在机床上建立一个坐标系，这个坐标系称为机床坐标系。1. 机床坐标系的规定机床坐标系的规定标准的机床坐标系是一个右手笛卡儿坐标系，拇指的指
5、向为X坐标轴的正方向；食指的指向为Y坐标轴的正方向；中指的指向为Z坐标轴的正方向。围绕 X、Y、Z坐标轴旋转的圆周进给坐标分别用A、B、C 表示。右手笛卡儿坐标系2. 运动方向的确定运动方向的确定数控机床规定增加刀具与工件的距离为移动方向的正方向。(1)Z坐标轴的确定与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标轴。Z坐标轴的正方向是增加刀具与工件距离的方向。(2)X坐标轴的确定X坐标轴一般是水平的，它垂直于Z轴且平行于工作台平面。如果Z坐标是水平的(卧式数控铣床)，X坐标轴的正方向为：站在主轴的后端，从Z轴的正方向向着Z轴负方向看，水平向右为X轴的正方向。如果Z坐标轴是垂直于工作台的 (立式数控铣床)，X
6、坐标轴的正方向为：站在工作台前，从Z轴的正方向向着Z轴负方向看，水平向右的方向为X轴的正方向。卧式数控铣床的机床坐标系立式数控铣床的机床坐标系(3)Y坐标轴的确定根据X、Z轴的正方向，按照右手笛卡儿坐标系可以确定Y轴的正方向。(4)A、B、C坐标轴的确定A、B、C轴的正方向：根据右手螺旋法则，拇指指向 X (Y、Z)轴的正方向，其他四指的指向为 A (B、C)旋转轴的正方向。3. 机床原点机床原点机床原点又称机床零点，是机床上的一个固定点，它不仅是机床调试和加工时的基准点，而且是在机床上建立工件坐标系的基准点。通常数控铣床的机床原点设在机床 X、Y、Z三根坐标轴正方向的运动极限位置。4. 机床
7、参考点机床参考点为了在机床工作时正确地建立机床坐标系，通常设置一个机床参考点。机床参考点是机床厂家在装配、调试时确定的一个固定的点，用户不能修改。三、三、 工件坐标系工件坐标系工件坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员选择工件上的某一个已知点为原点建立的一个坐标系。选择工件坐标系时一般应遵循以下原则:1. 尽可能将工件坐标系原点选择在工艺定位基准上，这样有利于提高尽可能将工件坐标系原点选择在工艺定位基准上，这样有利于提高加工精度。加工精度。2. 工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的工件坐标系原点的选择要尽量满足编程简单、尺寸换算少、引起的加工误差小等条件。加工误差小等
8、条件。3. 尽量选在精度较高的工件表面上，以提高被加工零件的加工精度。尽量选在精度较高的工件表面上，以提高被加工零件的加工精度。4. 将工件坐标系原点选择在零件的尺寸基准上，这样便于坐标值的计将工件坐标系原点选择在零件的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算。算。5. Z轴工件坐标系原点通常选在工件的上表面。轴工件坐标系原点通常选在工件的上表面。6. X轴、轴、Y轴工件坐标系原点设在与零件的设计基准重合的地方。轴工件坐标系原点设在与零件的设计基准重合的地方。四、四、 对刀点与换刀点对刀点与换刀点1. 刀位点刀位点所谓刀位点，是指刀具的定位基准点，不同的刀具，刀位点不同。刀位点a)钻头 b)车刀 c)
9、平底立铣刀 d)球头铣刀2. 对刀点对刀点对刀点是数控加工中刀具相对于工件运动的起点。程序也是从这一点开始执行的。选择对刀点的原则是：(1)便于数学处理和简化程序编制。(2)在机床上容易找正。(3)在加工中便于检查。(4)引起的加工误差小。如图所示，定位块被事先安装在机床上，水平边和竖直边分别与机床坐标系的X轴和Y轴平行。对刀点位于定位块的左下角，相对于编程原点的距离为1和2。对刀点在机床坐标系中的位置可以通过对刀的方式获得，即图中的X1值和Y1值，此值为负值。因定位块的厚度尺寸1和2是已知的，所以就可以间接计算出编程原点在机床坐标系中的坐标值为 (X1+1，Y1+2)。对刀点3. 换刀点换刀
10、点换刀点一般设置在被加工零件的外部，以防止换刀时刀具与工件或夹具发生碰撞。选择原则是在保证刀具不与机床、夹具及工件产生干涉或碰撞的情况下，越近越好。一、一、 数控加工程序及其编制过程数控加工程序及其编制过程数控铣床/加工中心的编程过程1. 图样分析图样分析2. 确定加工工艺确定加工工艺3. 数值处理数值处理4. 编写程序编写程序5. 存储程序存储程序6. 程序校验与试切程序校验与试切二、二、 程序编制的方法程序编制的方法1. 手工编程手工编程对于几何形状简单、计算方便、轮廓由直线和圆弧组成的零件，一般采用手工编程的方法编制加工程序。2. 自动编程自动编程对于几何形状复杂，轮廓外形由一些非圆曲线
11、、曲面所组成，或者零件的几何形状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，采用自动编程的方法。三、三、 常用术语及指令代码常用术语及指令代码1. 字符字符2. 代码代码3. 程序字程序字4. 地址和地址字地址和地址字(1)地址 常用地址符的功能和意义(2)地址字1)程序段号字。2)准备功能字。 FANUC 0i系统常用G代码 FANUC 0i系统常用G代码（续） FANUC 0i系统常用G代码（续） FANUC 0i系统常用G代码（续）3)坐标尺寸字。4)进给功能字。5)主轴功能字。6)刀具功能字。7)辅助功能字。 FANUC 0i系统常用M代码四、四、 数控加工程序组成及格式数控加工程序组成及格式1. 程序组成程序组成2. 程序段格式程序段格式(1)程序段的单节忽略程序段单节忽略用符号 “/”表示，该符号放在程序段的最前面。(2)程序段的注释为了便于阅读和检查数控程序，在程序段的末尾可以加注释，注释内容用符号 “( )”括起来。 程序段格式