数控铣床程序组成结构
加工
项目二
数控铣床的编程与加工
任务一 编制平面类零件的加工程序
1
知识准备
2
任务实施
3
知识拓展
一、知识准备
1．数控铣床程序组成结构
主 程 序 %1000 N1 G54 G90 G21 G0 Z100 N2 M3 S1000 N3 G0 X50 Y0 N4 G1 Z0 F500 N5 M98 P2000 L5 N6 G90 G0 Z100 N7 M5 N8 M30 程序结束 程序内容 主程序号 %2000 N1 G91G1 X110 F500 N2 Y10 N3 X-100 N4 Y10 … … … N5 M99 （程序返回） 程序内容 子 程 序 主程序号
（3）参考点（回零）控制指令。 ① 自动返回参考点G28。 格式： G28 X Y Z 其中，X、Y、Z为指定的中间点位置，如图所示。
说明： ● 执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程序指 令的中间点位置，然后自动返回参考点。 ● 在使用上经常将XY和Z分开来用。先用G28 Z...提刀 并回Z轴参考点位置，然后再用G28 X...Y...回到XY方 向的参考点。 ● 在G90时为指定点在工件坐标系中的坐标；在G91时 为指令点相对于起点的位移量。 ● G28指令前要求机床在通电后必须（手动）返回过一 次参考点。 ● 使用G28指令时，必须预先取消刀具补偿。 ● G28为非模态指令。
（4）进给控制指令。 ① 快速定位指令G00。 格式： G00 X Y Z 说明： ● X、Y、Z为快速定位终点，在G90时为终点在工件坐标系中 的坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。 ● G00指令刀具相对于工件从当前位置以各轴预先设定的快移 进给速度移动到程序段所指定的下一个定位点。 ● G00指令的快进速度由机床参数对各轴分别设定，不能用程 序规定。由于各轴以各自速度移动，不能保证各轴同时到达 终点，因而联动直线轴的合成轨迹并不总是直线。 ● 快移速度可由面板上的快速修调旋钮修正。 ● G00一般用于加工前快速定位或加工后快速退刀。 ● G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。
一、知识准备
（1）程序号。程序号为程序的开始部分，为了区别存储 器中的程序，每个程序都要有程序编号，在编号前采 用程序编号地址码。如在FANUC系统中，采用英文字母 “O”作为程序编号地址，华中数控系统采用“%”作为 程序编号地址，而其他系统有的采用“P”、“：”等 。 （2）程序内容。程序内容是整个程序的核心，由许多程 序段组成，每个程序段由一个或多个指令组成，表示 数控机床要完成的全部动作。 （3）程序结束。程序结束指令以M02或M30作为整个程序 结束的符号，来结束整个程序。
说明： 这两个G代码必须在程序的开头坐标系设定之前用单独的 程序段指令或通过系统参数设定。程序运行中途不能 切换。
一、知识准备
③ 坐标平面选择 G17、G18、G19。 格式： G17 （XY平面） G18 （ZX平面） G19 （YZ平面） 说明： ● 该指令选择一个平面，在此平面中进行圆弧插补和刀 具半径补偿。G17选择XY平面，G18选择ZX平面，G19 选择YZ平面。 ● 移动指令与平面选择无关。例如，在规定了G17，Z_ 时，Z轴照样会移动。 ● G17、G18、G19为模态功能，可相互注销，G17为默 认值。
② 直线进给指令G01。 格式： G01 X Y Z 说明： ● X、Y、Z为终点，在G90时为终点在工件坐标系中的 坐标；在G91时为终点相对于起点的位移量。 ● G01指令刀具从当前位置以联动的方式，按程序段 中F指令规定的合成进给速度，按合成的直线轨迹移动 到程序段所指定的终点。 ● 实际进给速度等于F指令设定速度与进给速度修调倍 率的乘积。 ● G01和F都是模态代码，如果后续的程序段不改变加 工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。 ● G01可由G00、G02、G03或G33功能注销。
② 进给速度单位的设定 格式： G94 [ F ] 每分钟进给 G95 [ F ] 每转进给 ● G94为每分钟进给，F的单位依G20/G21的设定而分别 为in/min，mm/min。 ● G95为每转进给，在F之后，直接指定刀具在主轴转 一转的进给量，单位依G20/G21的设定而分别为in/r， mm/r。这个功能必须在主轴装有编码器时才能使用。 ● G94、G95为模态功能，可相互注销，G94为默认值。 ● 进给速度单位也可通过系统参数设定。
一、知识准备
例3.1 如图所示，给出了刀具由原点按顺序向1、2、3 点移动时两种不同指令的区别。
一、知识准备
② 工件坐标系选择G54～G59，如图所示。 56 G 57 G 58 G 59
（2）有关单位设定的编程指令。 ① 尺寸单位选择G20，G21。 格式： 尺寸输入制式 G20 英制 G21 公制
② 自动从参考点返回G29。 格式： G29 X Y Z 其中，X、Y、Z为指令的定位终点位置。 说明： ● 执行G29指令时，各轴先以G00的速度快移到由前段 G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标 点快速定位。 ● 通常该指令紧跟在一个G28指令之后。在使用上经常 将XY和Z分开来用。 ● 在G90时X、Z为终点在工件坐标系中的坐标；在G91 时为终点相对于中间点的位移量。 ● G29为非模态指令。
2．铣床平面类编程与加工的常用指令 （1）有关坐标和坐标系的编程指令。 ① 绝对值编程G90与相对值编程G91。 格式： G90 G X Y Z G91 G X Y Z 说明： ● G90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序 原点的。 ● G91为相对值编程，每个轴上的编程值是相对于前一 位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。 ● G90、G91为模态功能，G90为默认值。
数控铣床的结构和工作原理
数控铣床的结构和工作原理一、数控铣床的基本组成数控铣床最基本的组成包括I/O装置、数控装置、伺服驱动装置、测量反馈装置、辅助装置、机床本体共六部分。
下面将对这六部分进行具体介绍。
1、I/O装置I/O装置是用于数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、检测开关的状态等数据的输入/输出。
键盘和显示器是数控设备必备的、最基本的I/O 装置。
作为数控系统的外围设备，台式计算机、便携式计算机是目前常用的I/O装置之一。
2、数控装置数控装置是数控系统的核心，它由I/O接口线路、控制器、运算器和存储器等组成。
数控装置的作用是将输入装置输入的数据通过内部的逻辑电路或控制软件进行编译、运算和处理后，输出各种信息和指令，用以控制机床的各部分进行规定的动作。
在这些控制信息和指令中，最基本的是经插补运算后生成的坐标轴进给速度、进给方向和进给位移量等指令，并提供给伺服驱动装置，经驱动器放大后，最终控制坐标轴的位移。
这些控制信息和指令直接决定了刀具或坐标轴的移动轨迹。
3、伺服驱动装置伺服驱动装置通常由伺服放大器（也称驱动器、伺服单元）和执行机构等部分组成。
在数控机床上，一般都采用交流伺服电动机作为执行机构。
目前，在先进的高速加工机床上已经开始使用直线电动机。
另外，20世纪生产的数控机床中也有采用直流伺服电动机的简易数控机床，也有用步进电动机作为执行机构的。
伺服放大器它必须与驱动电动机配套使用。
4、测量反馈装置测量反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，其作用是通过现代化的测量元件（如脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等），将执行元件或工作台等的实际速度和位移检测出来，反馈给伺服驱动装置或数控装置，补偿进给速度或执行机构的运动误差，以达到提高运动机构精度的目的。
测量装置检测信号反馈的位置，取决于数控系统的结构形式。
伺服内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。
数控铣床的基本组成
数控铣床的基本组成
定义:数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的，两都的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别.
如图所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：
1、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
２、进给伺服系统
由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
3、控制系统数控铣床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。
4、辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
５、机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架。
数控铣床的结构组成
数控铣床的结构组成
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似。
接下来，小编为大家分享数控铣床的结构组成，快来看看吧!
基本结构
数控铣床形式多样，不同类型的数控铣床在组成上虽有所差别，但却有许多相似之处。
下面以XK5040A 型数控立式升降台铣床为例介
绍其组成情况。
Ⅺ锯040A 型数控立式升降台铣床配有Ⅳ四3MA 数控
系统，采用全数字交流伺服驱动。
该机床由6 个主要部分组成.即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。
床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4 个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。
系统分类
①冷却系统。
机床的冷却系统是由冷却泵、出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，冷却泵将切削液从底座内储液池打至出水管，然后经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。
②润滑系统及方式。
润滑系统是由手动润捐油泵、分油器、节流阀、油管等组成。
机床采用周期润滑方式，用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒、纵横向导轨及三向滚珠丝杆进行润滑，以提高机床的使用寿命。
从数字控制技术特点看.由于数控机床采用了伺服电机，应用数字技术实现了对机床执行部件工作顺序和运动位移的直接控制，传统机床的变速箱结构被取消或部分取消了，因而机械结构也大大简化了。
数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙，以确保控制指令的执行和控制品质的实现。
同时.由于计算机水平和控制能力的不断。
简述数控铣床的基本组成
简述数控铣床的基本组成
数控铣床是一种能够以计算机控制对工件进行精密切削的机床。
其主要由以下几个部分组成：
1.床身：数控铣床的床身是整个机床的基础结构，用来承载和支撑各个部件。
2.主轴箱：主轴箱是数控铣床的重要组成部分，主要包括主轴、主轴箱壳体、主轴调速装置等。
3.工作台：工作台是数控铣床的工件安装和加工的平台，可以上下、左右、前后运动。
4.数控系统：数控系统是整个数控铣床的核心，用来控制刀具和工件之间的相对运动。
5.刀库：刀库是数控铣床用来存储刀具的位置，其根据需要可装配不同的刀具。
6.冷却系统：数控铣床加工时需要冷却液来冷却加工区域，散热和冷却切屑。
7.操作单元：数控铣床的操作单元由操作面板和控制柜组成，是操作者和数控系统之间的桥梁。
除了以上几个主要的组成部分外，数控铣床还包括电气系统、润滑系统、机床保护装置等部分，这些都对机床的性能和加工质量起到重要的作用。
数控铣床的传动特点、结构组成
一方面是要从铣床的加工原理即铣床各
部件的相对运动关系，结合考虑工件的 形状、尺寸和重量等因素，来确定各主 要部件之间的相对位置关系和配置；
另一方面还要全面考虑铣床的外部因素， 例如外观形状、操作维修、生产管理和 人机关系等问题对铣床总布局的要求。
总布局与工件形状、尺寸和重量的关系：
运动分配与部件的布局：
总布局与铣床的结构性能：
铣床的使用要求与总布局：
除遵循铣床布局的一般原则外，还应该
考虑在使用方面的特定要求：
1）便于同时操作和观察数控铣床的操作按 钮和开关都放在数控装置上。
2）要求易于接近装卸区域，而且装夹机构 要省力简便。
3）铣床的结构布局要便于排屑。
数控铣床进给驱动系统中常用的机械装置主要 有三种：滚珠丝杠副、静压蜗杆-蜗轮条机构 和预加载荷双齿轮-齿条。
(5)低摩擦系数的导轨
在高速进给时不振动，低速进给时不爬行，灵 敏度高，能在重载下长期连续工作，耐磨性 要高，精度保持性要好等。
主要采用滑动导轨、滚动导轨和静压导轨三种
数控铣床的结构及总体布局
其特点是：加工面不能展开为平面；加工 面始终与铣刀点接触。
(3)变斜角类零件 加工面与水平面的夹角呈 连续变化的零件称为变斜角类零件，其 特点是：加工面不能展开为平面，但在 加工中，加工面与铣刀圆周接触的瞬间 为一条直线
铣床通常的分类方法是按主轴的轴线方向 来分，
若垂直于水平面则称之为数控立式铣床； 若平行于水平面则称之为数控卧式铣床； 还有立卧两用的数控铣床，但较为少见。
（2）提高动刚度的措施 1）改善机床的阻尼特性（如填充阻尼材料） 2）床身表面喷涂阻尼涂层 3）充分利用结合面的摩擦阻尼 4）采用新材料，提高抗震性
车铣复合机床结构组成
车铣复合机床结构组成
数控落地卧式车铣复合机床主要由车床机床主机、铣床机床主机、主轴系统、工件支撑系统、进给系统、液压系统、控制系统等部分组成。
1、车床机床主机：有滑台、床身、主轴箱、超越箱、液压元件、液压支架等组成，主轴装有数控系统主轴伺服系统，在车床部分可用作车削加工；
2、铣床机床主机：由滑台、床身、主轴箱、超越箱、液压元件、液压支架等组成，主轴装有数控系统主轴伺服系统，在铣床部分可用作铣削加工；
3、主轴系统：由主轴伺服电机、变频器组成，可提供转速变化，使机床更适合各种工件的加工要求；
4、工件支撑系统：由支撑台、支撑缸组成，它的作用是支撑工件，使工件的定位及定位后的加工精度得到保证；
5、进给系统：由进给电机、进给传动装置、进给床架组成，进给系统主要用于向刀具提供规定的移动量；
6、液压系统：由液压泵、液压控制阀、液压管路组成，它起到消除刀具之间的负载和提供液压保护功能；
7、控制系统：由PLC控制系统、操作面板组成，可进行运动控制及多工位工件夹紧动作的控制。
数控铣床编程与操作
数控铣床编程与操作数控铣床简介5.1.1 数控铣床的组成（此处以XK5025型数控铣床为例）XK5025型数控铣床是典型的数控铣床，它由三大部分组成：机械部分、电气部分、数控部分。
1.机械部分分为六大块，即床身、铣头部分、工作台、横向进给部件、升降台部分、冷却、润滑部分。
（1）床身：内部布筋合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床调整水平，冷却液储液池设在机床内部。
（２）铣头部分：由有级变速箱和铣头两个部件组成。
铣头主轴支承在高精度轴承上，保证主轴具有高回转精度和良好的刚性，主轴装有快速换刀螺母，前端锥孔采用ISO30#锥度。
主轴采用机械无级变速，调节范围宽，传动平稳，操作方便。
刹车机构能使主轴迅速制动，节省辅助时间刹车时通过制动手柄撑开止动环使主轴立即制动。
启动主电机时，应注意松开主轴制动手柄。
铣头部件还装有伺服电机，内齿带轮、滚珠丝杆副及主轴套筒，它们形成垂直向（Z向）进给传动链，使主轴作垂向直线运动。
（３）工作台：与床鞍支承在升降台较宽的水平导轨上，工作台的纵向进给是由安装在工作台在右端的伺服电机驱动的。
通过内齿带轮带动精密滚珠丝杠副，从而使工作台获得纵向进给。
工作台左端装有手轮和刻度盘，以便进给手动操作。
床鞍的导轨面均采用了TURCTTE —B贴塑面，提高了导轨的耐磨性，运动的平稳性和精度的保持性，消除了低速爬行现象。
（４）横向进给部分：在升降台前方装有交流伺服电机，驱动床鞍作横向缉拿给运动，其工作原理与工作台纵向进给相同。
另外，在横向滚珠丝杠前端还装有进给手轮，可实现手动进给。
（５）升降台：在其左侧装有锁紧手柄，周的前端装有长手柄可带动锥齿轮及升降台丝杠旋转，从而获得升降台的升降运动。
（６）冷却、润滑部分：冷却部分是由冷却泵、出水管、回水管、开关及喷嘴等组成，冷却泵安装在机床底座的内腔里，将冷却液从底座内储液池打至出水管，再经喷嘴喷出，对切削区进行冷却。
润滑部分是由手动润滑方式，用手动润滑油泵，通过分油器对主轴套筒，导轨及滚珠丝杠进行润滑，以提高机床的使用寿命。
第2章 数控铣床的组成及操作
第2章 数控铣床的组成及操作 章
图2.1 XK5025型数控铣床的布局图 1—底座 2—强电柜 3—变压器箱 4—垂直升降（Z轴）进给伺服电机 5—主轴变速手柄和 按钮板 6—床身 7—数控柜 8、11—保护开关（控制纵向行程硬限位） 9—挡铁（用于纵 向参考点设定） 10—操纵台 12—横向溜板 13—纵向（X轴）进给伺服电动机 14—横向 （Y轴）进给伺服电动机 15—升降台 16—纵向工作台
第2章 数控铣床的组成及操作 章
10.“主轴松开”按钮 在“手轮模式”和“JOG模式”下，用手抓住刀柄，按下主轴箱 上的此按钮，则主轴上的刀具被松开后可以取下，在重新装上 新刀具时只要再按下该按钮，刀具又被重新锁紧。 11.“循环启动”按钮 在“记忆模式”下按下此钮，程序将被启动，机床由程序控制 进行运动。此操作只能在程序调试好、对刀完成后才可进行， 否则容易打刀。 12.“进给保持”按钮 在按“循环启动”按钮将程序启动后，随时可以用此按钮来中 止程序的执行；若要继续执行该程序，再按一次“循环启动” 按钮，则“进给保持”灯熄灭，程序又接着往下执行。 14.指示灯说明 15.机床上方警示灯说明
（2）“MDI”方式下的自动运转。该方式适于由CRT/MDI操 作面板输入一个程序段，然后自动执行，操作步骤如下。 ①将方式选择开关置于“MDI”的位置。 ②按主功能的“PRGRM”键。 ③按“PAGE”键，使画面的左上角显示MDI，如图2.4所示。 ④由地址键、数字键输入指令或数据，按“INPUT”键确认。 ⑤按“START”键或操作面板上的“循环启动”键执行。
该机床由六个主要部分组成，即床身部分、铣头部分、 工作台部分、横向进给部分、升降台部分、冷却、润滑部分。
第2章 数控铣床的组成及操作 章
2.1.2 CRT/MDI操作面板的组成及操作方法 图2.2所示为FANபைடு நூலகம்C 0-MD系统的CRT/MDI操作面板，
数控机床的组成及基本工作原理
1．2 数控机床的组成及基本工作原理一、数控机床组成数控机床由：程序、输人/输出装置、CNC单元、伺服系统、位置反馈系统、机床本体组成。
1、程序的存储介质，又称程序载体1)穿孔纸带（过时、淘汰）；2)盒式磁带（过时、淘汰）；3)软盘、磁盘、U盘；4)通信。
2、输人/输出装置1)对于穿孔纸带，配用光电阅读机；（过时、淘汰）；2)对于盒式磁带，配用录放机；（过时、淘汰）；3)对于软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；4)现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)；5)DNC网络通讯、RS232串口通讯。
3、CNC单元CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。
CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。
其它的还有主运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号，冷却、润滑的启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度台转位等辅助指令信号等。
准备功能：G00,G01,G02,G03,辅助功能：M03，M04刀具、进给速度、主轴：T，F，S4、伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。
对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。
每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
如三轴联动的机床就有三套驱动系统。
脉冲当量：每一个脉冲信号使机床移动部件移动的位移量。
常用的脉冲当量为0.001mm/脉冲。
5、位置反馈系统（检测反馈系统）伺服电动机的转角位移的反馈、数控机床执行机构(工作台)的位移反馈。
包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。
（作业：让同学们网上查找反馈元件，下节课用5分钟自述所查内容）反馈装置把检测结果转化为电信号反馈给数控装置，通过比较，计算实际位置与指令位置之间的偏差，并发出偏差指令控制执行部件的进给运动。
第一章数控铣床概述
图1-1 数控铣床
图1-2 加工中心
第一节 数控铣床（加工中心）的组成和工作原理 一 、数控铣床（加工中心）的 数控铣床（加工中心）大体由输入装臵、数 控装臵、伺服系统、检测及其辅助装臵和机床本 体等组成。 1、输入装臵 数控程序编制后需要存储在一定的介质上， 按目前的控制介质大致分为纸介质和电磁介质， 相应地通过不同方法输入到数控装臵中去。纸带 输入方法，即在专用的纸带上穿孔，用不同孔的 位臵组成数控代码，再通过纸带阅读机将代表不 同含义的信息读入。手动输入是将数控程序通过 数控机床上的键盘输入，程序内容将存储在数控 系统的存储器内，使用时可以随时调用。
伺服系统接收数控装臵输出的各种信号，经 过分配、放大、转换等功能，驱动各运动部件， 完成零件的切削加工。 4、检测装臵 位臵检测、速度反馈装臵根据系统要求不断 测定运动部件的位臵或速度，转换成电信号传 输到数控装臵中，与目标信号进行比较、运算， 进行控制。 5、运动部件 由包括床身、主轴箱、工作台、进给机构等 组成的机械部件，伺服电机驱动运动部件运动， 完成工件与刀具之间的相对运动。
基础篇 数控铣床（加工中心）的编程 第一章 数控铣床（加工中心）概述
数控铣床是主要采用铣削方式加工零件的 数控机床，它能够进行外形轮廓铣削、平面 或曲面型腔铣削及三维复杂型面的铣削，如 凸轮、模具、叶片等，另外数控铣床还具有 孔加工的功能，通过特定的功能指令可进行 一系列孔的加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗 孔和攻丝等，如图1-1所示。
第二节 数控铣床（加工中心）的分类和特点 数控机床加工与普通机床有着一定的区别： １）工序集中 数控机床一般带有可以自动换 刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行 ，因此，工序比较集中，减少机床占地面积，节 约厂房，同时减少或没有中间环节（如半成品的 中间检测、暂存搬运等），既省时间又省人力。 ２）自动化程度高 数控机床加工时，不需人 工控制刀具，自动化程度高，对操作工人的要求 降低。数控操作工在数控机床上加工出的零件比 普通工在传统机床上加工出的零件精度高，而且 省时、省力，降低了工人的劳动强度。