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數控編程怎樣加工文字

發布時間: 2022-10-16 08:16:15

『壹』 數控機床加工程序的編制步驟

一般說來,數控機床程序編制的內容與步驟包括:分析工件同樣、確定加工工藝過程、數值計算、編寫零件的加工程序單、程序輸入數控系統、校對加工程序和首件試加工。

(1) 分析普通機床工件圖樣分析

工件的材料、形狀、尺寸、精度及毛坯形狀和熱處理要求等,以便確定該零件是否適合在數控機床上加工,或適合在哪種類型的數控機床上加工。只有那些屬於批量小、形狀復雜、精度要求高及生產周期要求短的零件,才量適合數控加工。同時要明確加工內容和要求。

(1)確定普通機床加工工藝過程

在對零件圖樣作了全面分析的前提下,確定零件的加工方法(如採用的工夾具、裝夾定位方法等)、加工路線(如對刀點、換刀點、進給路線)及切削用量等工藝參數(如進給速度、主軸轉速、切削寬度和切削深度等)。制定數控加工工藝時,除考慮數控機床使用的合理性及經濟性外,還須考慮所用夾具應便於安裝,便於協調工件和機床坐標系的尺寸關系,對刀點應選在容易找正井在加工過程中便於檢查的位置,進給路線盡量短井使數值計算容易,加工安全可靠等因素。

(3)普通機床數值計算

根據工件圖及確定的加工路線和切削用量,計算出數控機床所需的輸入數據。數值計算主要包括計算工件輪廓的基點和節點坐標等。

(4)編寫普通機床零件的加工程序單

根據加工路線,計算出刀具運動軌跡坐標值和己確定的切削用量以及輔助動作,依據數控裝置規定使用的指令代碼及程序段格式,逐段編寫零件加工程序單。編程人員必須對所用的數控機床的性能、編程指令和代碼都非常熟悉,才能正確編寫加工程序。

(5)普通機床程序輸入數控系統

程序單編好之後,需要通過一定的方法將其輸入給數控系統。常用的輸入方法有3種: ①手動數據輸入。按所編程序單的內容,通過操作數控系統鍵盤上各數字、字母、符號鍵進行輔入,同時利用CRT顯示內容進行檢查。即將程序單的內容直接通過數控系統的鍵盤手動鍵入數控系統。②用控制介質輸入。控制介質多採用穿孔紙帶、磁帶、磁碟等。穿孔紙帶上的程序代碼通過光電閱讀機輸入數控系統,控制數控機床工作。而磁帶、磁碟是通過磁帶收錄機、磁碟驅動器等裝置輸入數控系統的。③通過機床的通信介面輸入。通過與機床控制的通信介面連接的電纜將數控加工程序直接快速地輸入機床的數控裝置。

(6)校對普通機床加工程序

通常數控加工程序輸入完成後,需要校對其是否有錯誤。一般是將加工程序上的加工信息插入數控系統進行空運轉檢驗,也可在數控機床上用筆代替刀具,以坐標紙代替工件進行畫圖模擬加工,以檢驗機床動作和運動軌跡的正確性。

(7)普通機床首件試加工

校對後的加工程序還不能確定因編程計算不準確或刀具調整不當造成加工的誤差大小,因而還必須經過首件試切的方法進行實際檢查,進~步考察程序單的正確性並檢查工件是否達到加工精度要求。根據試切情況反過來再進行程序單的修改以及採取尺寸補償措施等,直到加工出滿足要求的零件為止。

(1)數控編程怎樣加工文字擴展閱讀

數控加工程序的結構

1. 程序的構成:由多個程序段組成。

O0001;O(FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%)機能指定程序號,每個程序號對應一個加工零件。

N010 G92 X0 Y0;分號表示程序段結束

2. 程序段格式:

1) 字地址格式:如N020 G90 G00 X50 Y60;

最常用的格式,現代數控機床都採用它。地址N為程序段號,地址G和數字90構成字地址為准備功能,...。

參考資料:網路-數控機床程序編制

『貳』 數控機床怎樣進行編程序

數控編程方法

數控機床程序編制(又稱數控機床編程)是指編程者(程序員或數控機床操作者)根據零件圖樣和工藝文件的要求,編制出可在數控機床上運行以完成規定加工任務的一系列指令的過程。具體來說,數控機床編程是由分析零件圖樣和工藝要求開始到程序檢驗合格為止的全部過程。

數控機床編程步驟

1.分析零件圖樣和工藝要求

分析零件圖樣和工藝要求的目的,是為了確定加工方法、制定加工計劃,以及確認與生產組織有關的問題,此步驟的內容包括:

  1. 確定該零件應安排在哪類或哪台機床上進行加工。
  2. 採用何種裝夾具或何種裝卡位方法。
  3. 確定採用何種刀具或採用多少把刀進行加工。
  4. 確定加工路線,即選擇對刀點、程序起點(又稱加工起點,加工起點常與對刀點重合)、走刀路線 、程序終點(程序終點常與程序起點重合)。
  5. 確定切削深度和寬度、進給速度、主軸轉速等切削參數。
  6. 確定加工過程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時換刀等。

2.數值計算

根據零件圖樣幾何尺寸,計算零件輪廓數據,或根據零件圖樣和走刀路線,計算刀具中心(或刀尖)運行軌跡數據。數值計算的最終目的是為了獲得數控機床編程所需要的所有相關位置坐標數據。

3.編寫加工程序單

常用數控機床編程指令

一組有規定次序的代碼符號,可以作為一個信息單元存貯、傳遞和操作。

坐標字:用來設定機床各坐標的位移量由坐標地址符及數字組成,一般以X、Y、Z、U、V、W等字母開頭,後面緊跟「-」或「-」及一串數字。

准備功能字(簡稱G功能):

指定機床的運動方式,為數控系統的插補運算作準備由准備功能地址符「G」和兩位數字所組成,G功能的代號已標准化,見表2-3;一些多功能機床,已有數字大於100的指令,見表2-4。常用G指令:坐標定位與插補;坐標平面選擇;固定循環加工;刀具補償;絕對坐標及增量坐標等。

輔助功能字:用於機床加工操作時的工藝性指令,以地址符M為首,其後跟二位數字,常用M指令:主軸的轉向與啟停;冷卻液的開與停;程序停止等。

進給功能字:指定刀具相對工件的運動速度進給功能字以地址符「F」為首,後跟一串字代碼,單位:mm/min(對數控車床還可為mm/r)三位數代碼法:F後跟三位數字,第一位為進給速度的整數位數加「3」,後二位是進給速度的前二位有效數字。如1728mm/min指定為F717。二位數代碼法:F後跟二位數字,規定了與00~99相對應的速度表,除00與99外,數字代碼由01向98遞增時,速度按等比關繫上升,公比為1.12。一位數代碼法:對速度檔較少的機床F後跟一位數字,即0 ~9來對應十種預定的速度。直接指定法:在F後按照預定的單位直接寫上要求的進給速度。

主軸速度功能字:指定主軸旋轉速度以地址符S為首,後跟一串數字。單位:r/min,它與進給功能字的指定方法一樣。

刀具功能字:用以選擇替換的刀具以地址符T為首,其後一般跟二位數字,該數代表刀具的編號。

模態指令和非模態指令 G指令和M指令均有模態和非模態指令之分模態指令:也稱續效指令,一經程序段中指定,便一直有效,直到出現同組另一指令或被其他指令取消時才失效。見表2-3、表2-6 N001 G91 G01 X10 Y10 Z-2 F150 M03 S1500; N002 X15; N003 G02 X20 Y20 I20 J0; N004 G90 G00 X0 Y0 Z100 M02; 非模態指令:非續效指令,僅在出現的程序段中有效,下一段程序需要時必須重寫(如G04)。

在完成上述兩個步驟之後,即可根據已確定的加工方案(或計劃)及數值計算獲得的數據,按照數控系統要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應了解所用數控機床及系統的功能、熟悉程序指令外,還應具備與機械加工有關的工藝知識,才能編制出正確、實用的加工程序。

4.製作控制介質,輸入程序信息

程序單完成後,編程者或機床操作者可以通過CNC機床的操作面板,在EDIT方式下直接將程序信息鍵入CNC系統程序存儲器中;也可以根據CNC系統輸入、輸出裝置的不同,先將程序單的程序製作成或轉移至某種控制介質上。控制介質大多採用穿孔帶,也可以是磁帶、磁碟等信息載體,利用穿孔帶閱讀機或磁帶機、磁碟驅動器等輸入(輸出)裝置,可將控制介質上的程序信息輸入到CNC系統程序存儲器中。

5.程序檢驗

編制好的程序,在正式用於生產加工前,必須進行程序運行檢查。在某些情況下,還需做零件試加工檢查。根據檢查結果,對程序進行修改和調整,檢查--修改--再檢查--再修改……這往往要經過多次反復,直到獲得完全滿足加工要求的程序為止。

上述編程步驟中的各項工作,主要由人工完成,這樣的編程方式稱為「手式編程」。在各機械製造行業中,均有大量僅由直線、圓弧等幾何元素構成的形狀並不復雜的零件需要加工。這些零件的數值計算較為簡單,程序段數不多,程序檢驗也容易實現,因而可採用手工編程方式完成編程工作。由於手工編程不需要特別配置專門的編程設備,不同文化程度的人均可掌握和運用,因此在國內外,手工編程仍然是一種運用十分普遍的編程方法。

數控機床編程中的代碼

數控機床編程編制過程

把圖紙上的工程語言變為數控裝置的語言,並把它記錄在控制介質上。

數控機床編程的主要內容

  1. 分析圖樣、確定工藝過程:進行零件工藝分析,確定加工路線、切削用量等工藝參數。
  2. 數值計算:對形狀簡單的零件(如直線和圓弧組成的零件)的輪廓加工,計算幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩元素的交點或切點的坐標值等;對形狀復雜的零件(如非圓曲線、曲面組成的零件),用直線段或圓弧段逼近,由精度要求計算出節點坐標值,這種情況可用計算機完成數值計算。
  3. 編寫零件加工程序單編程人員根據數控系統規定的功能指令代碼及程序段格式,逐段編寫加工程序單。
  4. 程序校驗與首件試切在有CRT圖形顯示屏的數控機床上,用模擬刀具與工件切削過程的方法進行檢驗,此方法只能檢驗出運動軌跡是否正確,不能查出被加工零件的加工精度,因此,要進行零件首件試切。

數控機床編程程序段格式

每個程序段是由程序段編號,若干個指令(功能字)和程序段結束符號組成。

需要說明的是,數控機床的指令格式在國際上有很多標准,並不完全一致。而隨著數控機床的發展,不斷改進和創新,其系統功能更加強大和使用方便,在不同數控系統之間,程序格式上存在一定的差異,因此,在具體進行某一數控機床編程時,要仔細了解其數控系統的編程格式,參考該數控機床編程手冊。

數控代碼

國際標准化組織碼:ISO代碼

美國電子工業協會標准碼:EIA代碼

兩者表示的符號相同,但編碼孔的數目和排列位置不同。其特點為:

  1. EIA碼為補奇代碼,第5列為補奇列;ISO代碼為補偶碼,第8列為補偶列。
  2. ISO代碼有特徵可尋,數字碼在第5、6列都有孔,字母碼在第7列都有孔;EIA代碼無特徵。
  3. ISO比EIA代碼信息量大。

常用的數控標准有以下幾方面:

  1. 數控的名詞術語;
  2. 數控機床的坐標軸和運動方向;
  3. 數控機床的字元編碼(ISO、EIA)
  4. 數控編程的程序段格式;
  5. 准備功能(G代碼)和輔助功能(M代碼);
  6. 進給功能、主軸功能和刀具功能。

我國許多數控標准與ISO標准一致。

數控程序結構

數控程序由程序編號、程序內容和程序結束段組成。例如:

O 001 程序編號

N001 G92 X40.0 Y30.0 ;

N002 G90 G00 X28.0 T01 S800 M03 ;

N003 G01 X-8.0 Y8.0 F200 ;

N004 X0 Y0 ; 程序內容

N005 X28.0 Y30.0 ;

N006 G00 X40.0 ;

N007 M02 ; 程序結束段

程序編號

採用程序編號地址碼區分存儲器中的程序,不同數控系統程序編號地址碼不同,如O、P、%等。

程序內容

由若干個程序段組成,每個程序段由一個或多個指令字構成,每個指令字由地址符和數字組成,它代表機床的一個位置或一個動作,每一程序段結束用「;」號。

程序結束段

以程序結束指令M02或M30作為整個程序結束的符號

『叄』 簡述數控機床程序編制的內容與步驟

數控機床程序編制的內容:零件加工順序,刀具與工件相對運動軌跡的尺寸數據,工藝參數以及輔助操作等加工信息。

編程步驟:分析零件圖紙及工藝處理,數學處理,編寫零件加工程序單、製作介質,進行程序檢驗。

數控機床主要由輸入/輸出設備、數控裝置、伺服系統、輔助控制裝置、檢測反饋裝置和機床本體組成。

(3)數控編程怎樣加工文字擴展閱讀:

編程特點

(1) 可以採用絕對值編程(用X、Z表示)、增量值編程(用U、W表示)或者二者混合編程。

(2) 直徑方向(X方向) 系統默認為直徑編程,也可以採用半徑編程,但必須更改系統設定。

(3) X向的脈沖當量應取Z向的一半。

(4)採用固定循環,簡化編程。

(5) 編程時,常認為車刀刀尖是一個點,而實際上為圓弧,因此,當編制加工程序時,需要考慮對刀具進行半徑補償。

『肆』 簡述數控編程的內容和步驟

1、打開模型文件,如下圖所示,點擊「加工」,選擇相關配置,進入加工環境。

『伍』 什麼是數控車床編程

把零件的圖紙尺寸,工藝路線,等內容,用數控系統能夠接受的數字和文字代碼表示出來,這些信息通過輸入介質傳輸到數控系統,數控系統再根據內部的編譯器將這些信息轉化為控制機床各個部件動作的信號,從而完成零件的加工。這種從零件圖到編製成加工程序的過程為數控機床的程序編制,即數控編程。加工代碼被稱為G代碼。還有控制機床輔助動作的M,T,S,代碼。一個完整的零件加工程序由程序號、程序體和程序結束三部分組成,程序體由若干條指令組成,每個指令又由字母、數字、符號組成。指令格式是一條指令中字的排列順序和表達方式。不同的數控系統有不同的程序段格式,數控系統按照其規定的指令格式來解析程序指令。直徑編程和半徑編程:(1)直徑編程:採用直徑編程時,數控程序中X軸的坐標值即為零件圖上的直徑值。
(2)半徑編程:採用半徑編程,數控程序中X軸的坐標值為零件圖上的半徑值。考慮使用上的方便,一般採用直徑編程。CNC系統預設的編程方式為直徑編程。

『陸』 數控編程的技巧

1、先我們來了解下什麼是數控編程:編程就是對機床輸入命令,讓機床按照你的意思對零件進行加工!再次你得了解數控編程是幹嘛的。數控編程是數控加工准備階段的主要內容之一,通常包括分析零件圖樣,確定加工工藝過程;計算走刀軌跡,得出刀位數據;編寫數控加工程序;製作控制介質;校對程序及首件試切。不管你是手工編程,還是自動編程。總之,它是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。對於零基礎的人怎樣快速學習數控編程,必須從識圖學起,要看得懂常規的圖,如果想高效學習必須要自己獨立會畫圖和修改圖紙,三視圖也要熟練掌握,目前二維的CAD和三維的UG軟體結合,是比較適合數控編程軟體的學習,軟體不一定要多,但一定要精通1-2個軟體。
2、其次要了解工藝,數控機床雖然自動化程度較高,但適應性差,加工過程中出現的問題不能象普通機床那樣較自由地進行人為調整,所以在數控加工的工藝設計中必須注意加工過程中的每一個細節。周密考慮,力求准確無誤。而實際工作中,由於一個很小的疏忽差錯而釀成重大機床事故和質量事故的例子也屢見不鮮然後是操作。
3、最後才是學習編程。前面的知識都能熟練深入的了解後,學編程就是一件得心應手的事了,一定要讓經驗豐富的老師教你編程,編程其實就是經驗的傳授,有豐富工作經驗的老師,會讓你少走很多彎路,條條道路通羅馬的道理,編程的方式也有很多種,哪種才是用時最短,效果最好的,就需要通過大量的實踐才能得出。

『柒』 cnc數控編程的基本步驟

1.分析零件圖確定工藝過程
對零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進行分析,明確加工內容與要求;確定加工方案、走刀路線、切削參數以及選擇刀具及夾具等。
2.數值計算
根據零件的幾何尺寸、加工路線、計算出零件輪廓上的幾何要素的起點、終點及圓弧的圓心坐標等。
3.編寫加工程序
在完成上述兩個步驟後,按照數控系統規定使用的功能指令代碼和程序段格式,編寫加工程序單。
4.將程序輸入數控系統
程序的輸入可以通過鍵盤直接輸入數控系統,也可以通過計算機通信介面輸入數控系統。
5.檢驗程序與首件試切
利用數控系統提供的圖形顯示功能,檢查刀具軌跡的正確性。對工件進行首件試切,分析誤差誤差產生的原因,及時修正,直到試切出合格零件。
雖然,每個數控系統的編程語言和指令各不相同,但其間也有很多相通之處.

『捌』 在數控加工中漢字怎麼編寫程序

給你推薦一本書,<計算機圖形學基礎>唐澤聖,周嘉玉,李新友寫的,我們以前上課用的,上面有常用的直線和圓弧演算法,比如數值微分法生成直線,逐點比較法插補圓弧,角度DDA法產生圓弧,基本都有C語言的源程序.你可以搜搜這本書,本來都有源程序的,後來給刪掉了~~
貼一個別人的
/*************************************************************************
Function: int ArcXY(double dfx0,double dfy0,double dfrx,
double dfry,int angle);
Description: 在X-Y軸所構成的平面上,以圓弧運動的方式從目前位置經過指
定的參考點到目的點。調用此函數成功將增加運動命令的庫存數目。
Parameters: dfx0, dfy0 參考點的X-Y軸座標值
dfrx, dfry 圓心的X-Y軸座標值
angle 插補角度
Calls: 無
Return Value: 大於或等於0 給予此運動命令的編碼
小於0 失敗,傳回值的意義可參考錯誤信息代碼
**************************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int ArcXY(double dfx0,double dfy0,double dfrx, double dfry,int angle);
int symbol(double number);

main()
{

ArcXY(0,0,-3,5,360);
getch();

}
int ArcXY(double dfx0,double dfy0,double dfrx, double dfry,int angle)
{
FILE *f1;

double i,j,dx,dy,dfr,x,y,ang,step,f = 0.01;

int flag,tempx,tempy,statex,statey,direction = 1;

dfr = sqrt((dfrx - dfx0) * (dfrx - dfx0) + (dfry - dfy0) * (dfry - dfy0));

if(dfx0 == 0)
{
dfx0 = 1;
dfrx = dfrx + 1;
statex =1;
}
if(dfy0 == 0)
{
dfy0 = 1;
dfry = dfry + 1;
statey =1;
}

dfrx = 2 * dfx0 - dfrx;

i = dfx0 - dfrx;
j = dfy0 - dfry;

x = dfx0 ;
y = dfy0 ;

step = ang = 180 * 2 * asin(f/(2*dfr))/3.1415926;

if(((dfx0 > 0) && (dfy0 > 0)) || ((dfx0 < 0) && (dfy0 < 0)))
{
flag = direction;
}

if(((dfx0 < 0) && (dfy0 > 0)) || ((dfx0 > 0) && (dfy0 < 0)))
{
flag = -direction;
}

f1=fopen("c:\\c.txt","w+");

if(statex ==1)
{
x = x - 1;
}
if(statey ==1)
{
y = y - 1;
}

fprintf(f1,"%f,",x);
fprintf(f1,"%f\n",y);

while(ang < angle)
{
dx = f * (j + flag*(f * i)/(2 * dfr))/dfr;
dy = f * (i - flag*(f * j)/(2 * dfr))/dfr;
tempx = symbol(x);
tempy = symbol(y);

x = x + dx;
y = y + dy;

fprintf(f1,"%f,",x);
fprintf(f1,"%f\n",y);

if( (tempx !=symbol(x)) || (tempy != symbol(y)) )
{
flag = -flag;
}

i = i - dx;
j = j + dy;
ang = ang + step;

}

return 0;

}

int symbol(double number)
{
if(number > 0)
{
return 1;
}
else
{
return -1;
}
}
int ArcXY(double dfx0,double dfy0,double dfrx, double dfry,int angle); 這個就是子函數,你放到你需要的地方注意參數,按自己需要修改,要麼添加返回值返回感興趣的部分,要麼添加參數按照傳引用的方法取得,直線的有簡單DDA演算法的,需要的話明天打上,今天有點晚了.

『玖』 數控編程的步驟,具體的步驟是怎樣的

1、分析零件圖 首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等,以便確定該零件是否適合在數控機床上加工。

2、工藝處理 在分析零件圖的基礎上進行工藝分析,確定零件的加工方法。

3、數值計算 耕根據零件圖的幾何尺寸、確定的工藝路線及設定的坐標系,計算零件粗、精加工運動的軌跡,得到刀位數據。

4、編寫加工程序單 根據加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償量、機床輔助動作及刀具運動軌跡。

5、製作控制介質 把編制好的程序單上的內容記錄在控制介質上,作為數控裝置的輸入信息。

6、程序校驗與首件試切 編寫的程序和制備好的控制介質,必須經過校驗和試刀才能正式使用。


『拾』 數控銑零件加工工藝及數控編程

和數控編程技術是最重要的技術之一,
本文主要對模具加工所使用的動模板進行CNC加工,採用西門子系統對動模板進行數控編程加工。首先是對工件進行加工工序的確定,並且進行工藝分析,裝夾方式的選擇,切削用量的確定。再對刀具進行了選擇。然後就工藝路線進行編程加工。
當前數控加工的重點發展方向是無圖化生產、單件高精度並行加工、少人化無人化加工,這就要求數控機床能滿足高速、高動態精度、高剛性、熱穩定性、高可靠性、網路化以及與之配套的控制系統,最重要的是模具三維型面加工特別注重機床的動態性能國內已有一些公司引進了高速銑床,並開始應用。國內機床廠陸續開發出一些准高速的銑床,並正開發高速加工機床。
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世;19世紀末,以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明;1938年,香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸,奠定了現代計算機,包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年,第一台數控機床問世,成為世界機械工業史上一件劃時代的事件,推動了自動化的發展。
數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備,是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密加工精度高,質量容易保證,發展前景十分廣闊,因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要
.1數控機床的優點
數控機床採用了計算機數控( Computerized Nuinerically Control )系統,因此也稱為計算機數控機床或 CNC 機床。數控機床作為一種新型的自動化機床、在具有高自動程度的同時還具有廣泛的通用性。
這是因為數控機床都具有以下一些共同的優點:
(1)數控機床能縮短生產准備時間,增加切削加工時間的比率。最佳切削參數和最佳走刀路線的合理使用,能夠大大地縮短加工時間,提高生產率。
(2)數控機床按照程序自動加工,不需要人工干預,而且還可以利用軟體進行校正及補償。因此,使用數控機床進行生產,可以保證零件的加工精度。穩定產品質量。
(3)只要改變程序,就能改變數控機床刀具與工件之間的相對運動軌跡,就可以加工不同的零件,使數控加工具備了廣泛的適應性和較大的靈活性。從而能夠完成很多普通機床難以完成或者不能加工的、具有復雜型面的零件的加工。
(4)許多數控機床能夠實現生產加工過程中的自動換刀,使得零件一次性裝夾之後,數控機床就能完成零件的多個加工部位的加工,真正實現了一機多用,大節省了設備和廠房面積。生產者可以精確計算生產成本,並對生產進度進行合理的安排,從而在一事實上程度上可以加速資金的周轉,切實提高經濟效益。
(5)在一般情況下,數控機床在加工生產過程中不需要特別的專用夾具,普通的通用夾具就能滿足數控加工的要求。與普通機床相比,使用數控機床進行生產時,專用夾具設計製造和存放的費用可以大大的減少。
(6)運用數控機床進行生產,能夠大減輕工人的勞動強度。
1.2數控機床的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化,使製造業成為工業化的象徵,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面:
1.2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。
1.2 .2軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其製造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.2.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的「CyberProction Center」(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出「IT plaza」(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放製造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
1.2.4 重視新技術標准、規范的建立
如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准,即採用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質特徵是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程,乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命,對於數控技術的發展乃至整個製造業,將產生深遠的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的製造理念,傳統的製造理念中,NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下,NC程序可以分散在互聯網上,這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次,STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者,他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model),其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
數控加工是對學生完成課程後,對機械加工工藝過程、數控加工工藝和夾具結構進一步了解的練習性的實踐環節,是學習深化與升華的重要過程,是對學生綜合素質與工程實踐能力的培養。