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

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 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(diǎn)和我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀。其次對(duì)本次論文零件圖進(jìn)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(duì)零件圖進(jìn)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(guò)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(jī)床設(shè)備的簡(jiǎn)介18</p><p>　　3.3零件表面基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)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(xiàn)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(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工箱體類(lèi)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(lái)的，稱(chēng)為鏜銑類(lèi)加工中心，簡(jiǎn)稱(chēng)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(jī)械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個(gè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造得水平。加工中心已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向。世界上第一臺(tái)加工中心是美國(guó)卡尼·特雷克公司于1958年設(shè)計(jì)制造的。加工中心與普通數(shù)控機(jī)床的主要區(qū)別在于它能在一臺(tái)機(jī)床上完成由多臺(tái)機(jī)床上才能完成的工作</p><p>　　在加工中

8、工零件的特點(diǎn)是：被加工零件經(jīng)過(guò)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能地對(duì)工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)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(dòng)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(cè)量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間及工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)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(jì)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>　?。?）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(tái)等組成，他們主要承受加工中心的靜載荷以及在加工時(shí)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>　?。?）主軸部件</b></p><p>　　由主軸箱、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸承等組成。主軸的啟、停和變速等動(dòng)作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過(guò)裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動(dòng)，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(dòng)裝置以及操作面板等組成。它是執(zhí)行順序控制動(dòng)作和完成加工過(guò)程的控制中心。</p><p><b>　?。?)自動(dòng)換刀系統(tǒng)</b></p><p>　　由刀庫(kù)、機(jī)械手等部件組成。當(dāng)需要換刀時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令 ，由機(jī)械手(或通過(guò)其他方式)將刀具從刀庫(kù)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(rùn)滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動(dòng)和檢測(cè)系統(tǒng)部分。這些裝置雖然不直接參與切削運(yùn)動(dòng)，但對(duì)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(diǎn)</p><p>　?。?）機(jī)床的剛度高、抗韌性好。為

13、了滿足加工中心高自動(dòng)化、高速度、高精度、高可靠性的要求，加工中心的靜剛度、動(dòng)剛度和機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比都高于普通機(jī)床。</p><p>　?。?）機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，傳遞精度高，速度快。加工中心傳動(dòng)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(jī)直接驅(qū)動(dòng)，省去齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳遞精度高，速度快。一般可達(dá)15m/min,最高可達(dá)100mm/min;</p><p

14、>　　(3)主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)齒輪箱變速系統(tǒng)。主軸功率大，調(diào)速范圍廣，并可無(wú)極調(diào)速。目前加工中心95%以上的主軸傳動(dòng)都采用交流主軸伺服系統(tǒng)，速度可從10到2000無(wú)級(jí)變速。驅(qū)動(dòng)主軸的伺服電機(jī)功率一般都很大，是普通機(jī)床的一到兩倍，由于采用交流伺服主軸系統(tǒng)，主軸電動(dòng)機(jī)功率雖大，但輸出功率與實(shí)際消耗的功率一步，不存在大馬拉小車(chē)那種浪費(fèi)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(zhǎng)期的保持導(dǎo)軌的精度，在高速重切削下，保證運(yùn)動(dòng)部件不震動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不爬行及運(yùn)動(dòng)中的高靈敏度。</p><p>　?。?）設(shè)置有刀庫(kù)和換刀機(jī)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(dòng)化加工的能力更強(qiáng)了。加工中心的刀庫(kù)能量少的有幾把刀，多的達(dá)幾百把。這些道具通過(guò)換刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)用和更換，也可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理；&l

16、t;/p><p>　　（6）控制系統(tǒng)功能較全。它不但可對(duì)刀具的自動(dòng)加工進(jìn)行控制，還可對(duì)刀庫(kù)進(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換。有的加工中心具有多個(gè)工作臺(tái)，工作臺(tái)自動(dòng)交換，不但能對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行自動(dòng)加工，而且可對(duì)一批工件進(jìn)行自動(dòng)加工。這種多工作臺(tái)加工中心有的稱(chēng)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(lái)越高，如FANUC16系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話、在線自動(dòng)編程，通過(guò)彩色顯示器與手動(dòng)操作鍵盤(pán)的配合，還可實(shí)現(xiàn)程序

17、的輸入、編輯、修改、刪除，具有前臺(tái)操作、后臺(tái)編輯前后臺(tái)功能。加工過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，檢測(cè)出的偏差可自動(dòng)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(tái)加工中心是1958年由美國(guó)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(dòng)換刀裝置

18、從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)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(lái)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(gè)可以自動(dòng)更換的裝置，裝有刀具的多軸主軸箱，能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。</p><p>　　這種多工序集中加工的形成也擴(kuò)展到了其它類(lèi)型數(shù)控機(jī)床，例如：車(chē)削中心，他是在數(shù)控車(chē)床上配置多個(gè)自動(dòng)換刀裝置能控制三個(gè)以上

19、的坐標(biāo)，除車(chē)削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆銷(xiāo)、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(dòng)裝置由存放刀具的到庫(kù)和換刀機(jī)構(gòu)組成，刀庫(kù)種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有盤(pán)式和鏈?zhǔn)絻深?lèi)，鏈?zhǔn)降稁?kù)存放刀具的容量較大。換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫(kù)之間交換刀具，常見(jiàn)的為機(jī)械手也有不帶機(jī)械手而主軸直接與倒庫(kù)轉(zhuǎn)換刀具的稱(chēng)無(wú)臂式換刀裝置。</p><p>　　為了進(jìn)一步縮短

20、切削時(shí)間有的加工中心配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件的托板，一個(gè)裝著工件在工作臺(tái)上加工，另一個(gè)則在工作臺(tái)外裝卸工件，機(jī)床完成加工循環(huán)后自動(dòng)交換托板使裝卸工件與切削加工的時(shí)間相重合加工中心通常與主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類(lèi)分為臥式、立式萬(wàn)能加工中心。</p><p>　　1.2.2我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國(guó)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(gè)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(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)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(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”前期，即引進(jìn)技術(shù)消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段，在此階段由于改革開(kāi)放和國(guó)家的重視以及研究開(kāi)發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)在研究，開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得長(zhǎng)足的進(jìn)步；第三階段，是在國(guó)家“八五”的后期和“九五”期間級(jí)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段，在此階段我國(guó)

22、國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。在“九五”期間國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50%，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也達(dá)到了10%，目前我國(guó)一部分普及型數(shù)控機(jī)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(jià)格合理，在國(guó)際市場(chǎng)上具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)較為成熟并已有成熟產(chǎn)品走向市場(chǎng)同時(shí)我國(guó)也進(jìn)入世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)和高精度精密數(shù)控機(jī)床聲場(chǎng)過(guò)的行列。我國(guó)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)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(jì)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(huì)用一些軟件來(lái)進(jìn)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(huì)軟件給我們以后的工作產(chǎn)生的工件進(jìn)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(duì)數(shù)控機(jī)床的每一個(gè)部件都很了解。</p><p>　　（2）要會(huì)運(yùn)用宏程序編寫(xiě)拋物線、橢圓等一些程序。</p><p>　?。?）要了解數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)、組成、變成的相關(guān)知識(shí)。</p><p>　?。?）要了解數(shù)控機(jī)床的主要參數(shù)和總體步局。</p><p>　?。?）對(duì)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(duì)刀具的角度要磨好和一些使用。</p><p>　　（3）對(duì)零件加工的過(guò)程中一些程序輸入、輸出、存盤(pán)、調(diào)用即測(cè)量要熟練。</p><p>　?。?）

26、如果有出錯(cuò)或遇到緊急措施的情況下要學(xué)會(huì)處理好。</p><p>　?。?）要對(duì)數(shù)控車(chē)的高級(jí)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(shí)的實(shí)踐知識(shí)，通過(guò)了加工中心中級(jí)工，高級(jí)工，普通車(chē)床，鉗工等，可以完成本論文的編寫(xiě)并與所學(xué)專(zhuān)業(yè)相對(duì)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(jī)械制造

27、技術(shù)，金屬切削，CAD/CAM制圖等），和專(zhuān)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(bǔ)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(gè)R16和四個(gè)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(gè)R15的圓弧與直線連接而成，內(nèi)層由R16、R18和兩個(gè)R5的圓弧相切而成。</p><p>　　3）孔：直徑為20深度25（共兩個(gè)）。</p><p>　　2.4零件加工的工藝分析</p><p>　　零件為單個(gè)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(duì)毛坯進(jìn)行銑面，然后換粗銑刀進(jìn)行粗加工，對(duì)深度與長(zhǎng)度尺寸均保留0.01—0.02mm余量，待精加工，外輪廓粗加工后，對(duì)工件進(jìn)行內(nèi)輪廓粗加工，加工內(nèi)輪廓時(shí)應(yīng)逆時(shí)針進(jìn)行加工，深度與長(zhǎng)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(duì)零件進(jìn)行打孔。</p><p>　　各處粗加工完成后，換Φ10的精銑刀對(duì)零件進(jìn)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(jìn)行測(cè)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(guò)程：</p><p>　　零件的加工工藝過(guò)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(jìn)電機(jī)，在后來(lái)的若干年中逐步發(fā)展并完善了以

33、硬件為主的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)入70年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計(jì)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(jìn)電機(jī)數(shù)控產(chǎn)品，一方面從GETTES公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)。1976年FANUC公司研制成功數(shù)控系統(tǒng)5，隨時(shí)后又與SIEMENS公司聯(lián)合研制了具有先進(jìn)水平的數(shù)控系統(tǒng)7，從這時(shí)起，F(xiàn)ANUC公司逐步發(fā)展成為世界上最大的專(zhuān)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(jí)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(chē)床。與過(guò)去機(jī)型比較，使用了大容量磁泡存儲(chǔ)器，專(zhuān)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(hù)自己制作的特有變量型子程序的用戶(hù)宏程序。 1980年在系統(tǒng)6的基礎(chǔ)上同時(shí)向抵擋和高檔兩個(gè)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(jiǎn)化而形成的，體積小，成本低，容易組成機(jī)電一體化系統(tǒng)，適用于小型、

35、廉價(jià)的機(jī)床。系統(tǒng)9是在系統(tǒng)6的基礎(chǔ)上強(qiáng)化而形成的具備有高級(jí)性能的可變軟件型CNC系統(tǒng)。通過(guò)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(dòng)重型數(shù)控機(jī)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(jìn)，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(gè)門(mén)電路的專(zhuān)用大規(guī)模集成電路芯片有3種，

36、其引出腳竟多達(dá)179個(gè)，另外的專(zhuān)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(chǔ)器等，元件數(shù)比前期同類(lèi)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(guò)去在數(shù)控裝置與機(jī)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(jì)算機(jī)與機(jī)床、工作臺(tái)、機(jī)械手、搬運(yùn)車(chē)等之間的各類(lèi)數(shù)據(jù)的雙向傳送。它的PLC裝置使用了獨(dú)特的無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)極性輸出和大電流、高電壓輸出電路，

37、能促使強(qiáng)電柜的半導(dǎo)體化。此外PLC的編程不僅可以使用梯形圖語(yǔ)言，還可以使用PASCAL語(yǔ)言，便于用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)軟件。數(shù)控系統(tǒng)10、11、12還充實(shí)了專(zhuān)用宏功能、自動(dòng)計(jì)劃功能、自動(dòng)刀具補(bǔ)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(jià)格代，適用于機(jī)電一體化的小型機(jī)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(shí)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(zhuān)用大規(guī)模集成電路芯片6種，其中4種為低功耗CMOS專(zhuān)用大規(guī)模集成電路，專(zhuān)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(diǎn)有：彩色圖形顯示、會(huì)話菜單式編程、專(zhuān)用宏功能、多種語(yǔ)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(lái)，得到了各國(guó)用戶(hù)的高度評(píng)價(jià)，成為世界范圍內(nèi)用戶(hù)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(chēng)之為劃時(shí)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(duì)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(jī)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(lái)，已經(jīng)開(kāi)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(jī)械制造系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)之一。而數(shù)控機(jī)床則是數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛和最為典型的一類(lèi)系統(tǒng)。所以，本章首先闡述數(shù)控機(jī)床的基本概念、結(jié)構(gòu)組成、分類(lèi)方法、顯著特點(diǎn)以及發(fā)展過(guò)程，然后著重講解計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的基本工作原理、內(nèi)部信息流的處理過(guò)程及其各種功能，最后簡(jiǎn)單介紹數(shù)控機(jī)床與現(xiàn)代機(jī)

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(jiǎn)稱(chēng)。從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實(shí)行控制，也就是利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其被控對(duì)象可以是各種生產(chǎn)過(guò)程。而這里主要從狹義上理解，也就是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床軌跡和狀態(tài)實(shí)行控制，例如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床

43、、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控加工中心等。因此，本書(shū)主要以機(jī)床作為被控對(duì)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(guò)程。采用數(shù)字控制技術(shù)，生產(chǎn)過(guò)程被用某種語(yǔ)言編寫(xiě)的程序來(lái)描述，以數(shù)字形式送入計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ每刂蒲b置，利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力，識(shí)別出該程序所描述的生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)汁算和處理將此程序分解為一系列的動(dòng)作指令，輸出并控制生產(chǎn)過(guò)程中相應(yīng)的執(zhí)行對(duì)象，從而可使生產(chǎn)過(guò)程能在人不干預(yù)或少干預(yù)的情況下

44、自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化?？梢?jiàn)，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)都是由輸入、決策與輸出三個(gè)環(huán)節(jié)組成。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)與被控機(jī)床本體的結(jié)合體稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。它是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了高度的機(jī)、電、液、光、氣一體化。它集機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、微電子、現(xiàn)代控制及精密測(cè)量等多種技術(shù)為一體，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝發(fā)生了質(zhì)的變化。這個(gè)變化的本質(zhì)就在于用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程的自動(dòng)化操作。</p>&l

45、t;p>　　3.3.2數(shù)控系統(tǒng)組成</p><p>　　計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由程序、輸入/輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)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(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，在市場(chǎng)的占有率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他的數(shù)控系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　?。?）系統(tǒng)在設(shè)計(jì)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(gè)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>　?。?）具有很強(qiáng)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(duì)濕度為75％。</p><p>　　（3）有較完善的保護(hù)措施。FANUC對(duì)自身的系統(tǒng)采用比較好的保護(hù)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(xiàng)功能。對(duì)于一般的機(jī)床來(lái)說(shuō)，基本功能完全能滿足使用要求。</p><p>　　（5）提供大量豐富的PMC信號(hào)和PMC功能指令。這些豐富的信號(hào)和編程指令便于用戶(hù)編制機(jī)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(qiáng)的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232C傳輸接口，使通用計(jì)算機(jī)PC和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸能方便、可靠地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)高速的DNC操作。</p&

48、gt;<p>　?。?）提供豐富的維修報(bào)警和診斷功能。FANUC維修手冊(cè)為用戶(hù)提供了大量的報(bào)警信息，并且以不同的類(lèi)別進(jìn)行分類(lèi)。</p><p><b>　　1.常見(jiàn)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(diǎn)</b>

49、;</p><p>　　計(jì)算機(jī)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(lái)實(shí)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(zhuān)用計(jì)算機(jī)，由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能，具有良好的“柔性”，容易通過(guò)改變軟件來(lái)更改或擴(kuò)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(yùn)行，離開(kāi)軟件硬件便無(wú)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(jìn)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(duì)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(bǔ)功能</b></p><p><b>　　a快速定位G0</b></p><p><b>　　b直線插補(bǔ)G

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

53、<p>　　(6)簡(jiǎn)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(jī)床設(shè)備的簡(jiǎn)介</p><p>　　數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控（Numerical Control）。它是利用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一

55、種方法。用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床，或者說(shuō)裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱(chēng)為數(shù)控(NC)機(jī)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(dòng)器及進(jìn)給裝置等部分。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光高度一體化的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來(lái)描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如：進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速主軸正反轉(zhuǎn)換刀、冷卻液的開(kāi)關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工

56、文件(即正常說(shuō)的數(shù)控加工程序)存放在信息載體上(如磁盤(pán)、穿孔紙帶、磁帶等)，然后由機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入( 或直接通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤(pán)輸入，或通過(guò)通信方式輸入 )，通過(guò)對(duì)其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)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(kāi)放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開(kāi)

57、發(fā)軟、硬件都具有開(kāi)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(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的水平。它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是一類(lèi)裝有數(shù)字程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)加工機(jī)床。它與普通機(jī)床相比，具有適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高、柔性大、勞動(dòng)強(qiáng)度低、易于組

58、成自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的主要區(qū)別是數(shù)控機(jī)床具有數(shù)字程序控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控系統(tǒng)），系統(tǒng)運(yùn)用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)控制，主要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡（刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)）行成量控制及機(jī)床運(yùn)動(dòng)開(kāi)關(guān)量（主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向刀具選擇、切削液開(kāi)閉等）邏輯控制。</p><p>　　數(shù)控機(jī)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(dòng)系統(tǒng)位置檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)床主體等部分組成。 </p>&l

59、t;p>　　3.3零件表面基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算</p><p>　　零件表面基點(diǎn)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(tái)</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(jué)得能夠在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)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(lái)所學(xué)到知識(shí)的一個(gè)體現(xiàn).我深深知道,每一次的學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)都

82、是那么的來(lái)之不易,都是通過(guò)老師的深思熟慮后,才給我們定下目標(biāo).然后讓我們?cè)谥R(shí)的海洋里翱翔,讓我們隨著年齡的增長(zhǎng)不斷的擴(kuò)充自己的知識(shí)領(lǐng)域,也逐漸成熟,逐漸長(zhǎng)大,老師同時(shí)也教導(dǎo)我們逐漸成為一個(gè)能夠?yàn)樯磉叺娜?為家庭,為國(guó)家做出點(diǎn)點(diǎn)貢獻(xiàn)的人,教導(dǎo)我們學(xué)會(huì)感恩.所以,我在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)過(guò)程,希望自己的認(rèn)真,自己最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果能夠回報(bào)老師這么多年來(lái)的教導(dǎo),這么多年的奉獻(xiàn).</p><p>　　老師

83、就是我們的第二父母,我就要離開(kāi)學(xué)校真正走進(jìn)社會(huì)了,在離開(kāi)學(xué)校之前,我唯一能做的就是真誠(chéng)的向我們這么可愛(ài)平時(shí)有那么嚴(yán)肅的老師說(shuō)聲:謝謝,您們辛苦了!深深的向老師們鞠一鞠躬,以表達(dá)我的感恩感激之情,表達(dá)我對(duì)您們的謝意!</p><p>　　老師------您們辛苦了!謝謝您們對(duì)我們的關(guān)愛(ài),對(duì)我們的無(wú)私奉獻(xiàn).在此,我感謝您們!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

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

85、t;<p>　　【4】 張俊生主編 · 金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床· 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1994</p><p>　　【5】 李世綜等編著 ·機(jī)床現(xiàn)代診斷技術(shù) · 北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997</p><p>　　【6】 梁森等編· 自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) · 北京： 機(jī)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(jī)床·北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003</p><p>　　【8】 夏慶觀·數(shù)控機(jī)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(jī)械出版社，2001</p>