畢業(yè)論文(設(shè)計)——fanuc系統(tǒng)加工中心加工方法與編程

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文</p><p>　　FANUC系統(tǒng)加工中心加工方法與編程</p><p>　　2010年11月15日</p><p><b>　　\</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本篇論文介紹了首

2、先加工中心的概述、組成、結(jié)構(gòu)特點和我國數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀。其次對本次論文零件圖進行了結(jié)構(gòu)表面分析和加工工藝分析，和FANUC系統(tǒng)的介紹。最后對零件圖進行了編程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：加工中心、FANUC系統(tǒng)加工方法與編程</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 前 言4</b&g

3、t;</p><p>　　1.1本課題研究的意義4</p><p>　　1.2本課題目前的現(xiàn)狀6</p><p>　　1.3 本課題研究目標(biāo)8</p><p>　　第二章 零件加工分析8</p><p><b>　　2.1零件圖8</b></p><p>　

4、　2.2零件的結(jié)構(gòu)分析9</p><p>　　2.3零件的表面分析10</p><p>　　2.4零件加工的工藝分析10</p><p>　　2.5零件的加工工藝過程：10</p><p>　　2.6零件的加工工藝卡片：12</p><p>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)備與編程13</p><

5、;p>　　3.1FANUC系統(tǒng)設(shè)備的選用13</p><p>　　3.2數(shù)控機床設(shè)備的簡介18</p><p>　　3.3零件表面基點坐標(biāo)的計算19</p><p>　　3.4刀具明細(xì)表20</p><p><b>　　第四章總結(jié)25</b></p><p><b>　　

6、參考文獻26</b></p><p><b>　　第一章 前 言</b></p><p>　　1.1本課題研究的意義</p><p>　　1.1.1加工中心的概述</p><p>　　加工中心是一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數(shù)控機床。加工箱體類零件的加工中心，一般是在鏜，銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展

7、起來的，稱為鏜銑類加工中心，簡稱為加工中心。</p><p>　　加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體的機械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個國家數(shù)控機床的設(shè)計、制造得水平。加工中心已經(jīng)成為現(xiàn)代機床發(fā)展的主流方向。世界上第一臺加工中心是美國卡尼·特雷克公司于1958年設(shè)計制造的。加工中心與普通數(shù)控機床的主要區(qū)別在于它能在一臺機床上完成由多臺機床上才能完成的工作</p><p>　　在加工中

8、工零件的特點是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調(diào)整時間及工件周轉(zhuǎn)、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟效益。加工中心按主軸在空間的位

9、置可分為立式加工中心與臥式加工中心。</p><p>　　1.1.2加工中心的組成</p><p><b>　　（1）基礎(chǔ)部件</b></p><p>　　它是加工中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由床身、立柱和工作臺等組成，他們主要承受加工中心的靜載荷以及在加工時產(chǎn)生的切削負(fù)載，因此必須要有足夠的剛度。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它們是加工中

10、心中體積和質(zhì)量最大的部分。</p><p><b>　　（2）主軸部件</b></p><p>　　由主軸箱、主軸電動機、主軸和主軸承等組成。主軸的啟、停和變速等動作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，是切削加工的功率輸出部件。</p><p><b>　?。?）數(shù)控系統(tǒng)</b></p>

11、<p>　　加工中心的數(shù)控部分是由CNC裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動裝置以及操作面板等組成。它是執(zhí)行順序控制動作和完成加工過程的控制中心。</p><p><b>　?。?)自動換刀系統(tǒng)</b></p><p>　　由刀庫、機械手等部件組成。當(dāng)需要換刀時，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令 ，由機械手(或通過其他方式)將刀具從刀庫內(nèi)取出裝入主軸孔中。</p>&

12、lt;p><b>　　（5）輔助裝置</b></p><p>　　包括潤滑、冷卻、排屑、防護、液壓、氣動和檢測系統(tǒng)部分。這些裝置雖然不直接參與切削運動，但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用，因此也是加工中心不可缺少的部分</p><p>　　1.1.3加工中心的結(jié)構(gòu)特點</p><p>　?。?）機床的剛度高、抗韌性好。為

13、了滿足加工中心高自動化、高速度、高精度、高可靠性的要求，加工中心的靜剛度、動剛度和機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比都高于普通機床。</p><p>　?。?）機床的傳動系統(tǒng)簡單，傳遞精度高，速度快。加工中心傳動裝置主要有三種，即滾珠絲杠副；靜壓蝸桿-蝸姆條；預(yù)加載荷雙齒輪-齒條。它們由伺服電機直接驅(qū)動，省去齒輪傳動機構(gòu)，傳遞精度高，速度快。一般可達15m/min,最高可達100mm/min;</p><p

14、>　　(3)主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無齒輪箱變速系統(tǒng)。主軸功率大，調(diào)速范圍廣，并可無極調(diào)速。目前加工中心95%以上的主軸傳動都采用交流主軸伺服系統(tǒng)，速度可從10到2000無級變速。驅(qū)動主軸的伺服電機功率一般都很大，是普通機床的一到兩倍，由于采用交流伺服主軸系統(tǒng)，主軸電動機功率雖大，但輸出功率與實際消耗的功率一步，不存在大馬拉小車那種浪費電力的情況，因此其工作效率高，從節(jié)能角度看，加工中心又是節(jié)能型的設(shè)備；</p><

15、p>　　(4)加工中心的導(dǎo)軌都采用了耐磨損材料和新結(jié)構(gòu)，能長期的保持導(dǎo)軌的精度，在高速重切削下，保證運動部件不震動，低速進給時不爬行及運動中的高靈敏度。</p><p>　?。?）設(shè)置有刀庫和換刀機構(gòu)。這是加工中心與數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的主要區(qū)別，使加工中心的功能和自動化加工的能力更強了。加工中心的刀庫能量少的有幾把刀，多的達幾百把。這些道具通過換刀機構(gòu)自動調(diào)用和更換，也可通過數(shù)控系統(tǒng)對刀具壽命進行管理；&l

16、t;/p><p>　?。?）控制系統(tǒng)功能較全。它不但可對刀具的自動加工進行控制，還可對刀庫進行控制和管理，實現(xiàn)刀具自動交換。有的加工中心具有多個工作臺，工作臺自動交換，不但能對一個工件進行自動加工，而且可對一批工件進行自動加工。這種多工作臺加工中心有的稱為柔性加工單元。隨著加工中心控制系統(tǒng)的發(fā)展，其智能化的程度越來越高，如FANUC16系統(tǒng)可實現(xiàn)人機對話、在線自動編程，通過彩色顯示器與手動操作鍵盤的配合，還可實現(xiàn)程序

17、的輸入、編輯、修改、刪除，具有前臺操作、后臺編輯前后臺功能。加工過程中可實現(xiàn)在線檢測，檢測出的偏差可自動修正，保證首件加工一次成功，從而可以廢品的產(chǎn)生。</p><p>　　1.2本課題目前的現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1加工中心的發(fā)展</p><p>　　第一臺加工中心是1958年由美國卡尼特雷克公司首先研制成功的，他在數(shù)控臥室鏜銑床基礎(chǔ)上增加了自動換刀裝置

18、從而實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多工序的集中加工。</p><p>　　二十世紀(jì)七十年代以來加工中心得到了順蘇發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心， 它備有多個可以自動更換的裝置，裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時進行多孔加工。</p><p>　　這種多工序集中加工的形成也擴展到了其它類型數(shù)控機床，例如：車削中心，他是在數(shù)控車床上配置多個自動換刀裝置能控制三個以上

19、的坐標(biāo)，除車削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進行銑削、鉆銷、鉸孔和攻絲等工序適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。</p><p>　　加工中心的自動裝置由存放刀具的到庫和換刀機構(gòu)組成，刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深?，鏈?zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。換刀機構(gòu)在機床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機械手也有不帶機械手而主軸直接與倒庫轉(zhuǎn)換刀具的稱無臂式換刀裝置。</p><p>　　為了進一步縮短

20、切削時間有的加工中心配有兩個自動交換工件的托板，一個裝著工件在工作臺上加工，另一個則在工作臺外裝卸工件，機床完成加工循環(huán)后自動交換托板使裝卸工件與切削加工的時間相重合加工中心通常與主軸與工作臺相對位置分類分為臥式、立式萬能加工中心。</p><p>　　1.2.2我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國的數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近五十年的發(fā)展歷程大致可分為三個階段：第一階段，從1

21、958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段，在此階段由于國外的技術(shù)封鎖和我國起初條件的封制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢；第二階段，是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”前期，即引進技術(shù)消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段，在此階段由于改革開放和國家的重視以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)在研究，開發(fā)和產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得長足的進步；第三階段，是在國家“八五”的后期和“九五”期間級實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進入市場競爭階段，在此階段我國

22、國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性的進步。在“九五”期間國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達50%，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也達到了10%，目前我國一部分普及型數(shù)控機床的生產(chǎn)已經(jīng)形成一定的規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)較為成熟，價格合理，在國際市場上具有一定的競爭力。我國數(shù)控機床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較為成熟并已有成熟產(chǎn)品走向市場同時我國也進入世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機床聲場過的行列。我國現(xiàn)有數(shù)控機床生產(chǎn)廠家100多家，生產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品幾千種以上

23、，產(chǎn)品主要分為經(jīng)濟性、普及型和高檔性</p><p>　　1.3 本課題研究目標(biāo)</p><p>　　讓我們學(xué)會用一些軟件來進行繪圖，如CAD,CAX,CAX制造工程師，以及CAM,UG等制造軟件。</p><p>　　學(xué)會軟件給我們以后的工作產(chǎn)生的工件進行繪制圖紙，從而使我們的產(chǎn)品更精確。</p><p><b>　　1.理論方面

24、</b></p><p>　?。?）要對數(shù)控機床的每一個部件都很了解。</p><p>　?。?）要會運用宏程序編寫拋物線、橢圓等一些程序。</p><p>　?。?）要了解數(shù)控機床的分類、組成、變成的相關(guān)知識。</p><p>　　（4）要了解數(shù)控機床的主要參數(shù)和總體步局。</p><p>　?。?）對用

25、的刀具的性能角度要了解。</p><p><b>　　2操作方面</b></p><p>　?。?）首先根據(jù)要求繪制圖紙。</p><p>　?。?）對刀具的角度要磨好和一些使用。</p><p>　?。?）對零件加工的過程中一些程序輸入、輸出、存盤、調(diào)用即測量要熟練。</p><p>　　（4）

26、如果有出錯或遇到緊急措施的情況下要學(xué)會處理好。</p><p>　?。?）要對數(shù)控車的高級技能和理論都要熟練。</p><p>　　1.4 完成本課題的可行性分析</p><p>　　憑借著五年所學(xué)的理論知識的實踐知識，通過了加工中心中級工，高級工，普通車床，鉗工等，可以完成本論文的編寫并與所學(xué)專業(yè)相對應(yīng)，且具有充分的參考材料，（例：數(shù)控加工技術(shù)，數(shù)控編程，機械制造

27、技術(shù)，金屬切削，CAD/CAM制圖等），和專業(yè)老師的耐心輔導(dǎo)。綜合以上分析完成本課題。</p><p>　　第二章 零件加工分析</p><p><b>　　2.1零件圖</b></p><p><b>　　本課題零件圖2-1</b></p><p><b>　　圖（2-1）<

28、/b></p><p>　　2.2零件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　該工件為單件單加工零件，且零件的材料規(guī)格為40#鋼，毛坯材料為100×100×25mm，該零件是由孔、圓弧和直線插補加工組成。</p><p>　　2.3零件的表面分析</p><p>　　1）外輪廓：外輪廓是由四個R16和四個R15的圓弧與直線連

29、接而成。</p><p>　　2）內(nèi)輪廓：外層是由兩個R15的圓弧與直線連接而成，內(nèi)層由R16、R18和兩個R5的圓弧相切而成。</p><p>　　3）孔：直徑為20深度25（共兩個）。</p><p>　　2.4零件加工的工藝分析</p><p>　　零件為單個件，選擇毛坯材料為45#鋼，毛坯大小為100×100×25

30、mm。</p><p>　　加工前對毛坯進行銑面，然后換粗銑刀進行粗加工，對深度與長度尺寸均保留0.01—0.02mm余量，待精加工，外輪廓粗加工后，對工件進行內(nèi)輪廓粗加工，加工內(nèi)輪廓時應(yīng)逆時針進行加工，深度與長度應(yīng)保留0.01mm—0.02mmde 精加工留量，內(nèi)輪廓粗加工完成后，對零件進行打孔。</p><p>　　各處粗加工完成后，換Φ10的精銑刀對零件進行精加工，精加工完成后，需用

31、手輪去除多余量，完成應(yīng)用手輪吹氣，使工件干凈進行測量，如有余量，可在原有的基礎(chǔ)上再銑一次，然后取下工件去毛刺。</p><p>　　2.5零件的加工工藝過程：</p><p>　　零件的加工工藝過程如下表2-2</p><p><b>　　表（2-2）</b></p><p>　　2.6零件的加工工藝卡片：</p&

32、gt;<p>　　零件的工藝卡片如下表2-3</p><p><b>　　表（2-3）</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)備與編程</p><p>　　3.1FANUC系統(tǒng)設(shè)備的選用</p><p>　　公司創(chuàng)建于1956年，1959年首先推出了電液步進電機，在后來的若干年中逐步發(fā)展并完善了以

33、硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進入70年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計算技術(shù)得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進電機數(shù)控產(chǎn)品，一方面從GETTES公司引進直流伺服電機制造技術(shù)。1976年FANUC公司研制成功數(shù)控系統(tǒng)5，隨時后又與SIEMENS公司聯(lián)合研制了具有先進水平的數(shù)控系統(tǒng)7，從這時起，F(xiàn)ANUC公司逐步發(fā)展成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品日新月異，年年翻新。</p><p&g

34、t;　　1979年研制出數(shù)控系統(tǒng)6，它是具備一般功能和部分高級功能的中檔CNC系統(tǒng)，6M適合于銑床和加工中心；6T適合于車床。與過去機型比較，使用了大容量磁泡存儲器，專用于大規(guī)模集成電路，元件總數(shù)減少了30%。它還備有用戶自己制作的特有變量型子程序的用戶宏程序。 1980年在系統(tǒng)6的基礎(chǔ)上同時向抵擋和高檔兩個方向發(fā)展，研制了系統(tǒng)3和系統(tǒng)9。系統(tǒng)3是在系統(tǒng)6的基礎(chǔ)上簡化而形成的，體積小，成本低，容易組成機電一體化系統(tǒng)，適用于小型、

35、廉價的機床。系統(tǒng)9是在系統(tǒng)6的基礎(chǔ)上強化而形成的具備有高級性能的可變軟件型CNC系統(tǒng)。通過變換軟件可適應(yīng)任何不同用途，尤其適合于加工復(fù)雜而昂貴的航空部件、要求高度可靠的多軸聯(lián)動重型數(shù)控機床。</p><p>　　1984年FANUC公司又推出新型系列產(chǎn)品數(shù)控10系統(tǒng)、11系統(tǒng)和12系統(tǒng)。該系列產(chǎn)品在硬件方面做了較大改進，凡是能夠集成的都作成大規(guī)模集成電路，其中包含了8000個門電路的專用大規(guī)模集成電路芯片有3種，

36、其引出腳竟多達179個，另外的專用大規(guī)模集成電路芯片有4種，厚膜電路芯片22種；還有32位的高速處理器、4兆比特的磁泡存儲器等，元件數(shù)比前期同類產(chǎn)品又減少30%。由于該系列采用了光導(dǎo)纖維技術(shù)，使過去在數(shù)控裝置與機床以及控制面板之間的幾百根電纜大幅度減少，提高了抗干擾性和可靠性。該系統(tǒng)在DNC方面能夠?qū)崿F(xiàn)主計算機與機床、工作臺、機械手、搬運車等之間的各類數(shù)據(jù)的雙向傳送。它的PLC裝置使用了獨特的無觸點、無極性輸出和大電流、高電壓輸出電路，

37、能促使強電柜的半導(dǎo)體化。此外PLC的編程不僅可以使用梯形圖語言，還可以使用PASCAL語言，便于用戶自己開發(fā)軟件。數(shù)控系統(tǒng)10、11、12還充實了專用宏功能、自動計劃功能、自動刀具補償功能、刀具壽命管理、彩色圖形顯示CRT</p><p>　　1985年FANUC公司又推出了數(shù)控系統(tǒng)0，它的目標(biāo)是體積小、價格代，適用于機電一體化的小型機床，因此它與適用于中、大型的系統(tǒng)10、11、12一起組成了這一時期的全新系列產(chǎn)

38、品。在硬件組成以最少的元件數(shù)量發(fā)揮最高的效能為宗旨，采用了最新型高速高集成度處理器，共有專用大規(guī)模集成電路芯片6種，其中4種為低功耗CMOS專用大規(guī)模集成電路，專用的厚膜電路3種。三軸控制系統(tǒng)的主控制電路包括輸入、輸出接口、PMC（Programmable Machine Control）和CRT電路等都在一塊大型印制電路板上，與操作面板CRT組成一體。系統(tǒng)0的主要特點有：彩色圖形顯示、會話菜單式編程、專用宏功能、多種語言（漢、德、法）

39、顯示、目錄返回功能等。FANUC公司推出數(shù)控系統(tǒng)0以來，得到了各國用戶的高度評價，成為世界范圍內(nèi)用戶最多的數(shù)控系統(tǒng)之一。</p><p>　　1987年FANUC公司又成功研制出數(shù)控系統(tǒng)15，被稱之為劃時代的人工智能型數(shù)控系統(tǒng)，它應(yīng)用了MMC（Man Machine Control）、CNC、PMC的新概念。系統(tǒng)15采用了高速度、高精度、高效率加工的數(shù)字伺服單元，數(shù)字主軸單元和純電子式絕對位置檢出器，還增加了MA

40、P(ManufacturingAutomatic Protocol)、窗口功能等。FANUC公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)機器人的著名廠家，該公司自60年代生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來，已經(jīng)開發(fā)出40多種的系列產(chǎn)品。</p><p>　　FANUC公司目前生產(chǎn)的數(shù)控裝置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基礎(chǔ)上加了MMC功能

41、，即CNC、PMC、MMC三位一體的CNC。</p><p>　　3.3.1數(shù)控系統(tǒng)概述</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)代機械制造系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)之一。而數(shù)控機床則是數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛和最為典型的一類系統(tǒng)。所以，本章首先闡述數(shù)控機床的基本概念、結(jié)構(gòu)組成、分類方法、顯著特點以及發(fā)展過程，然后著重講解計算機數(shù)控系統(tǒng)的基本工作原理、內(nèi)部信息流的處理過程及其各種功能，最后簡單介紹數(shù)控機床與現(xiàn)代機

42、械制造系統(tǒng)之間的關(guān)系。</p><p><b>　　數(shù)控系統(tǒng)的基本概念</b></p><p>　　數(shù)控是數(shù)字控制(Numerical Control，NC)的簡稱。從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實行控制，也就是利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)，其被控對象可以是各種生產(chǎn)過程。而這里主要從狹義上理解，也就是利用數(shù)字化信息對機床軌跡和狀態(tài)實行控制，例如數(shù)控車床、數(shù)控銑床

43、、數(shù)控線切割機床、數(shù)控加工中心等。因此，本書主要以機床作為被控對象．討論數(shù)控系統(tǒng)的工作原理。</p><p>　　任何生產(chǎn)都有一定的過程。采用數(shù)字控制技術(shù)，生產(chǎn)過程被用某種語言編寫的程序來描述，以數(shù)字形式送入計算機或?qū)Ｓ每刂蒲b置，利用計算機的高速數(shù)據(jù)處理能力，識別出該程序所描述的生產(chǎn)過程，通過汁算和處理將此程序分解為一系列的動作指令，輸出并控制生產(chǎn)過程中相應(yīng)的執(zhí)行對象，從而可使生產(chǎn)過程能在人不干預(yù)或少干預(yù)的情況下

44、自動進行，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化?？梢?，計算機數(shù)字控制系統(tǒng)都是由輸入、決策與輸出三個環(huán)節(jié)組成。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)與被控機床本體的結(jié)合體稱為數(shù)控機床。它是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，實現(xiàn)了高度的機、電、液、光、氣一體化。它集機械制造、計算機、微電子、現(xiàn)代控制及精密測量等多種技術(shù)為一體，使傳統(tǒng)的機械加工工藝發(fā)生了質(zhì)的變化。這個變化的本質(zhì)就在于用數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了加工過程的自動化操作。</p>&l

45、t;p>　　3.3.2數(shù)控系統(tǒng)組成</p><p>　　計算機數(shù)控系統(tǒng)由程序、輸入/輸出設(shè)備、計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動裝置和進給驅(qū)動裝置等組成。如圖2.1所示日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機床和生產(chǎn)機械的特點，在市場的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他的數(shù)控系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。</p><p>　?。?）系統(tǒng)在設(shè)計中大量采用模

46、塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。</p><p>　　（2）具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。其工作環(huán)境溫度為0～45℃，相對濕度為75％。</p><p>　　（3）有較完善的保護措施。FANUC對自身的系統(tǒng)采用比較好的保護電路。</p><p>　?。?）FANUC系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能

47、和選項功能。對于一般的機床來說，基本功能完全能滿足使用要求。</p><p>　?。?）提供大量豐富的PMC信號和PMC功能指令。這些豐富的信號和編程指令便于用戶編制機床側(cè)PMC控制程序，而且增加了編程的靈活性。</p><p>　?。?）具有很強的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口，使通用計算機PC和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進行，從而實現(xiàn)高速的DNC操作。</p&

48、gt;<p>　?。?）提供豐富的維修報警和診斷功能。FANUC維修手冊為用戶提供了大量的報警信息，并且以不同的類別進行分類。</p><p><b>　　1.常見數(shù)控系統(tǒng)</b></p><p>　　廣數(shù)系統(tǒng)、華中系統(tǒng)、FANUC系統(tǒng)、SIEMENC系統(tǒng)等</p><p><b>　　2.所用系統(tǒng)特點</b>

49、;</p><p>　　計算機數(shù)控系統(tǒng)的核心是CNC裝置，它不同于以前的NC裝置。NC裝置由各種邏輯元件、記憶元件等組成數(shù)字邏輯電路，由硬件來實現(xiàn)數(shù)控功能，是固定接線的硬件結(jié)構(gòu)。CNC裝置采用專用計算機，由軟件來實現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，具有良好的“柔性”，容易通過改變軟件來更改或擴展其功能。CNC裝置由硬件和軟件組成，軟件在硬件的支持下運行，離開軟件硬件便無法工作，兩者缺一不可。</p><p

50、>　　3 FANUC系統(tǒng)編程方法</p><p><b>　　( 1)單位的設(shè)定</b></p><p>　　a 尺寸單位選擇G20 G21</p><p>　　b 進給速度單位的設(shè)定G94 G95 </p><p>　　( 2)坐標(biāo)系和坐標(biāo)</p><p>　　a 絕對值與增量值編程G90

51、 G91</p><p>　　b工件坐標(biāo)系選擇G54 G95</p><p>　　d坐標(biāo)平面選擇G17 G18 G19</p><p><b>　　(3)插補功能</b></p><p><b>　　a快速定位G0</b></p><p><b>　　b直線插補G

52、1</b></p><p>　　c 圓弧插補G2 G3</p><p>　　(4)刀具補償 </p><p>　　a刀具半徑補償G40 G41 G42</p><p>　　b刀具長度補償G43 G44 G49</p><p><b>　　(5)子程序調(diào)用</b></p>

53、<p>　　(6)簡化編程指令 </p><p>　　a鏡像功能G24 G25</p><p>　　b縮放功能G50 G51</p><p>　　c旋轉(zhuǎn)變換G68 G69</p><p><b>　　(7)固定循環(huán)</b></p><p>　　(8)宏程序指令 </p>

54、;<p>　　3.所用系統(tǒng)編程指令</p><p>　　所用編程指令如下表3-1</p><p><b>　　表（3-1）</b></p><p>　　3.2數(shù)控機床設(shè)備的簡介</p><p>　　數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control）。它是利用數(shù)字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一

55、種方法。用數(shù)控技術(shù)實施加工控制的機床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床稱為數(shù)控(NC)機床。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動器及進給裝置等部分。</p><p>　　數(shù)控機床是機、電、液、氣、光高度一體化的產(chǎn)品。要實現(xiàn)對機床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運動以及用工藝信息來描述機床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如：進給速度、主軸轉(zhuǎn)速主軸正反轉(zhuǎn)換刀、冷卻液的開關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工

56、文件(即正常說的數(shù)控加工程序)存放在信息載體上(如磁盤、穿孔紙帶、磁帶等)，然后由機床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入( 或直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤輸入，或通過通信方式輸入 )，通過對其譯碼，從而使機床動作和加工零件。</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控機床是機電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計算機集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合?，F(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動向是研制開

57、發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是機械加工自動化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實力的水平。它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。</p><p>　　數(shù)控機床是一類裝有數(shù)字程序控制系統(tǒng)的自動加工機床。它與普通機床相比，具有適應(yīng)范圍廣、自動化程度高、柔性大、勞動強度低、易于組

58、成自動生產(chǎn)系統(tǒng)等優(yōu)點。數(shù)控機床與普通機床的主要區(qū)別是數(shù)控機床具有數(shù)字程序控制系統(tǒng)（簡稱數(shù)控系統(tǒng)），系統(tǒng)運用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)機床自動控制，主要實現(xiàn)運動軌跡（刀具與工件相對運動）行成量控制及機床運動開關(guān)量（主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向刀具選擇、切削液開閉等）邏輯控制。</p><p>　　數(shù)控機床主要由信息載體、輸入輸出裝置、數(shù)控系統(tǒng)、可編程邏輯控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)位置檢測系統(tǒng)、機床主體等部分組成。 </p>&l

59、t;p>　　3.3零件表面基點坐標(biāo)的計算</p><p>　　零件表面基點坐標(biāo)如下表3-2</p><p><b>　?。ū?-2）</b></p><p><b>　　3.4刀具明細(xì)表</b></p><p><b>　　刀具明細(xì)表3-3</b></p>

60、<p><b>　　表（3-3）</b></p><p>　　3.5零件的加工程序</p><p><b>　　一、銑面程序</b></p><p>　　G54 G40 G69 G90 G80;</p><p>　　M03 S1500;</p><p><b&

61、gt;　　G0 Z50;</b></p><p><b>　　X0 Y0;</b></p><p><b>　　Z10；</b></p><p><b>　　X90 Y-15;</b></p><p>　　G01 Z-0.1 F800;</p><

62、;p><b>　　X-90;</b></p><p><b>　　Y15;</b></p><p><b>　　X90;</b></p><p><b>　　G0 Z50;</b></p><p>　　G0 G40 X0 Y8;</p>

63、<p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　二、銑外輪廓程序</b></p><p>　　G54 G40 G69 G90 G80；</p><p><b>　　M03 S800；</

64、b></p><p><b>　　G0 Z50；</b></p><p><b>　　X0 Y0；</b></p><p><b>　　Z10；</b></p><p><b>　　X0 Y-65；</b></p><p>　

65、　G01 Z-15 F120；</p><p>　　G01 G41 Y-38 D01；</p><p><b>　　X-24.077；</b></p><p>　　G02 X-36.6204 Y-31.2258 R16；</p><p>　　G03 X-50 Y-24 R15；</p><p>&

66、lt;b>　　G01 Y24；</b></p><p>　　G03 X-36.6204 Y31.2258 R15；</p><p>　　G02 X-24.077 Y38 R16；</p><p>　　G01 X24.077 ；</p><p>　　G02 X36.6204 Y31.2258 R15；</p>&

67、lt;p>　　G03 X-50 Y25 R16；</p><p><b>　　G01 Y-24；</b></p><p>　　G03 X36.6204 Y-31.2258 R16；</p><p>　　G02 X24.077 Y-38 R15；</p><p><b>　　G01 X0；</b>

68、;</p><p><b>　　G00 Z50；</b></p><p>　　G00 G40 X0 Y120；</p><p><b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30；</b></p><p><b>　　三、銑外輪廓

69、凸臺</b></p><p>　　G54 G40 G69 G80；</p><p><b>　　M03 S800；</b></p><p><b>　　G00 Z50；</b></p><p><b>　　X0 YO；</b></p><p>

70、;<b>　　Z10；</b></p><p><b>　　Y-65 ；</b></p><p>　　G01 Z-8 F120；</p><p>　　G01 G41 Y-25 D01；</p><p><b>　　X-13；</b></p><p>　　

71、G02 Y25 R25；</p><p><b>　　G01 X13；</b></p><p>　　G02 Y-25 R25；</p><p><b>　　G01 X0；</b></p><p><b>　　G00 Z50；</b></p><p>　　

72、G00 G40 X0 Y120；</p><p><b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30；</b></p><p><b>　　四 、銑內(nèi)輪廓</b></p><p>　　G54 G40 G69 G90 G80；；</p><p&g

73、t;<b>　　M03 S800；</b></p><p><b>　　G00 Z50 ；</b></p><p><b>　　X0 Y0；</b></p><p><b>　　Z10；</b></p><p>　　G01 Z-8 F15；</p&g

74、t;<p>　　G01 G41 X-29 D01 F100；</p><p>　　G03 X-3.095 Y-12.565 R16；</p><p>　　G02 X3.095 R5；</p><p>　　G03 Y12.565 R16；</p><p>　　G02 X-3.095 R5；</p><p>

75、　　G03 X-29 Y0 R16；</p><p><b>　　GOO Z50；</b></p><p>　　G00 G40 X0 Y120；</p><p><b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30；</b></p><p>

76、<b>　　五銑左邊內(nèi)孔</b></p><p>　　G54 G40 G69 G90 G80；</p><p><b>　　M03 S800；</b></p><p><b>　　G00 Z50 ；</b></p><p><b>　　X0 Y0；</b>

77、</p><p><b>　　Z10；</b></p><p>　　G01 Z-25 F15；</p><p>　　G01 G41 Y10 D01；</p><p><b>　　G03 J-10；</b></p><p><b>　　GOO Z50；</b&g

78、t;</p><p>　　G00 G40 X0 Y120；</p><p><b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30；</b></p><p><b>　　六銑右邊內(nèi)孔</b></p><p>　　G54 G40 G69 G90

79、G80；</p><p><b>　　M03 S800；</b></p><p><b>　　G00 Z50；</b></p><p><b>　　X0 Y0；</b></p><p><b>　　Z10；</b></p><p>

80、　　G01 Z-25 F15；</p><p>　　G01 G41 Y10 D01；</p><p><b>　　G03 J-10</b></p><p><b>　　G00 Z50;</b></p><p>　　G40 G00 X0 Y120 ；</p><p><

81、;b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30；</b></p><p><b>　　第四章總結(jié)</b></p><p>　　我覺得能夠在這次的畢業(yè)設(shè)計中學(xué)到很多的東西，以往不注意的細(xì)節(jié)，在這一次中是必須讓自己去注意的。也是我這四年來所學(xué)到知識的一個體現(xiàn).我深深知道,每一次的學(xué)習(xí)實踐環(huán)節(jié)都

82、是那么的來之不易,都是通過老師的深思熟慮后,才給我們定下目標(biāo).然后讓我們在知識的海洋里翱翔,讓我們隨著年齡的增長不斷的擴充自己的知識領(lǐng)域,也逐漸成熟,逐漸長大,老師同時也教導(dǎo)我們逐漸成為一個能夠為身邊的人,為家庭,為國家做出點點貢獻的人,教導(dǎo)我們學(xué)會感恩.所以,我在這次的畢業(yè)設(shè)計中,認(rèn)真對待每一個過程,希望自己的認(rèn)真,自己最后的畢業(yè)設(shè)計的成果能夠回報老師這么多年來的教導(dǎo),這么多年的奉獻.</p><p>　　老師

83、就是我們的第二父母,我就要離開學(xué)校真正走進社會了,在離開學(xué)校之前,我唯一能做的就是真誠的向我們這么可愛平時有那么嚴(yán)肅的老師說聲:謝謝,您們辛苦了!深深的向老師們鞠一鞠躬,以表達我的感恩感激之情,表達我對您們的謝意!</p><p>　　老師------您們辛苦了!謝謝您們對我們的關(guān)愛,對我們的無私奉獻.在此,我感謝您們!</p><p><b>　　參考文獻</b>&

84、lt;/p><p>　　【1】 秦立高主編 · 機床維修手冊· 北京： 國防工業(yè)出版社， 1997</p><p>　　【2】 劉希金主編 ·機床數(shù)控系統(tǒng)故障檢測與維修 · 北京 ： 兵器工業(yè)出版社，1955</p><p>　　【3】 管士昌· 數(shù)控機床的干擾問題 · 機床， 1991</p&g

85、t;<p>　　【4】 張俊生主編 · 金屬切削機床與數(shù)控機床· 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 1994</p><p>　　【5】 李世綜等編著 ·機床現(xiàn)代診斷技術(shù) · 北京 ：機械工業(yè)出版社， 1997</p><p>　　【6】 梁森等編· 自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) · 北京： 機械工業(yè)出版社， 1998 &

86、lt;/p><p>　　【7】 羅學(xué)科，謝富春·數(shù)控原理與數(shù)控機床·北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　【8】 夏慶觀·數(shù)控機床故障診斷與維修·北京：高等出版社，2002</p><p>　　【9】 劉雄偉·數(shù)控加工理論與編程技術(shù) 第2版·北京：機械出版社，2001</p>