h194數(shù)控磨床改造畢業(yè)論文

1、<p>　　H194數(shù)控磨床改造</p><p>　　——零件加工程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　XXX</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　第1章 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展

2、簡(jiǎn)史</p><p>　　第2章 H194數(shù)控磨床數(shù)控改造的必要性</p><p>　　2.1 H194數(shù)控外圓端面磨床的現(xiàn)狀</p><p>　　2.2 H194數(shù)控磨床存在的主要問題</p><p>　　2.3 H194數(shù)控磨床的改造方案</p><p>　　第3章 H194數(shù)控外圓磨床的編程</p>

3、<p>　　3.1數(shù)控編程的定義</p><p>　　3.2 H194數(shù)控磨床的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.3 FANUC0i機(jī)床的控制功能（G、F、S、T、M）</p><p>　　3.3.1準(zhǔn)備功能G指令</p><p>　　3.3.2進(jìn)給功能F指令</p><p>　　3.3.3主軸速度功能

4、S指令</p><p>　　3.3.4刀具功能T指令</p><p>　　3.3.5輔助功能M指令</p><p>　　3.4加工程序的編寫格式</p><p>　　第4章 H194的坐標(biāo)系和刀補(bǔ)</p><p>　　第5章 加工零件分析</p><p><b>　　第6章 程序設(shè)計(jì)&

5、lt;/b></p><p><b>　　6.1對(duì)刀程序</b></p><p><b>　　6.2定程磨削程序</b></p><p><b>　　6.3量?jī)x磨削程序</b></p><p><b>　　第7章 編程實(shí)例</b></p>

6、<p>　　第8章 數(shù)控技術(shù)的展望</p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　目前，中國在世界上是機(jī)床消費(fèi)第一大國，并正在由制造大國向制造強(qiáng)國發(fā)展，數(shù)控機(jī)床

7、是制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，數(shù)控維修和數(shù)控改造正成為制造業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)生和發(fā)展有著深刻的社會(huì)背景和經(jīng)濟(jì)背景。</p><p>　?、傥覈F(xiàn)有數(shù)以萬計(jì)的陳舊落后機(jī)床，這些是機(jī)床大修和數(shù)控改造行業(yè)賴以生存的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)之一</p><p>　?、?0世紀(jì)進(jìn)口的大量二手?jǐn)?shù)控設(shè)備已進(jìn)入維修和改造的高峰期。</p><p>　?、蹤C(jī)床及數(shù)控設(shè)備造價(jià)高昂，顯著的經(jīng)濟(jì)效益是數(shù)控改造行業(yè)發(fā)

8、展的動(dòng)力，一般改造的費(fèi)用僅為購置新設(shè)備費(fèi)用的30%左右。</p><p>　?、芡ㄟ^數(shù)控改造可以進(jìn)一步滿足用戶對(duì)設(shè)備的工藝需求，以獲取更大的效益。</p><p><b>　　數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史</b></p><p>　　1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些

9、只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。 6年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。 </p><p>　　1.1數(shù)控（NC）階段（1952～1970年）</p><p>　　早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但

10、不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路"搭"成一臺(tái)機(jī)床專用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（HARD-WIRED NC），簡(jiǎn)稱為數(shù)控（NC）。</p><p>　　1.2、計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（1970年～現(xiàn)在） 　　到1970年，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的&quo

11、t;通用"兩個(gè)字省略了）。到1971年，美國INTEL公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件--運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（MICROPROCESSOR），又可稱為中央處理單元（簡(jiǎn)稱CPU）。 　　到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕（故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床，稱之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。而且當(dāng)時(shí)的小 型機(jī)

12、可用性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。 　　到了1990年，PC機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，國內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī)）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于PC的階段。</p><p>　　總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即1970年的第四代——小型計(jì)算機(jī)；1974年的第五代——微處理器

13、和1990年的第六代——基于PC（國外稱為PC-BASED）</p><p>　　H194數(shù)控外圓端面磨床數(shù)控改造的必要性</p><p>　　H194數(shù)控外圓端面磨床的現(xiàn)狀</p><p>　　H194是東風(fēng)汽車變速箱有限公司1989年開始陸續(xù)從上海機(jī)床廠引進(jìn)的數(shù)控外圓端面磨床，共8臺(tái)，當(dāng)時(shí)采用的數(shù)控系統(tǒng)是大隈OSP500R-GG磨床系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)已經(jīng)老化

14、，備件購買十分困難，而且此系統(tǒng)是模擬系統(tǒng)，是數(shù)控系統(tǒng)的第二代產(chǎn)品，技術(shù)落后、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)使用極不穩(wěn)定，當(dāng)時(shí)8臺(tái)機(jī)床只有3臺(tái)能勉強(qiáng)運(yùn)行?；诖耍摴居?995年起對(duì)8臺(tái)機(jī)床陸續(xù)用AB全功能數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行了改造。其中先期4臺(tái)采用9/230數(shù)控系統(tǒng)，后期4臺(tái)采用9/440數(shù)控系統(tǒng)。改造完成后8臺(tái)機(jī)床全部投入正常使用，從根本上解決了原來長(zhǎng)期存在的故障率高、生產(chǎn)效率低、開動(dòng)率低等問題，極大地挖掘了設(shè)備潛能；在隨后的幾年生產(chǎn)過程中，有效地解決了我

15、公司軸類零件加工的瓶頸問題。</p><p>　　H194數(shù)控外圓端面磨床存在的主要問題</p><p>　　經(jīng)過這幾年的使用，系統(tǒng)也出現(xiàn)一定程度的老化，AB公司的9/系列CNC現(xiàn)在也顯露出一些問題，造成機(jī)床運(yùn)行不穩(wěn)定、故障率也相對(duì)較高，特別是AB公司生產(chǎn)的9/230 CNC系統(tǒng)在數(shù)控技術(shù)飛速發(fā)展并日臻完善的今天已被淘汰并停止生產(chǎn)，不僅備件采購周期長(zhǎng)，而且價(jià)格相對(duì)較高，在很大程度上影響該公

16、司生產(chǎn)任務(wù)的完成，制約該公司的其它工作。</p><p>　　通過裝備部數(shù)控班在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際調(diào)查，H194存在以下幾個(gè)嚴(yán)重而急需解決的問題：</p><p>　　1、原點(diǎn)飄移頻繁發(fā)生。如果機(jī)床停電48小時(shí)以上，機(jī)床100%發(fā)生原點(diǎn)飄移，機(jī)床停電12小時(shí)，機(jī)床發(fā)生原點(diǎn)飄移概率為50%以上，飄移量為0.20-8.00mm左右。為保證設(shè)備及人員安全、防止撞車事故、減少廢品，機(jī)床操作人員每天上班的第

17、一件事情就是重新對(duì)工件原點(diǎn)進(jìn)行修正，大約耗時(shí)25-30分鐘，不僅影響生產(chǎn)效率，還存在嚴(yán)重安全隱患。</p><p>　　2、系統(tǒng)老化，故障率較高，維修費(fèi)用高。</p><p>　　3、9/230 CNC備件采購周期長(zhǎng)，機(jī)床一旦出現(xiàn)大的故障，停機(jī)時(shí)間極長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。如M136在2001年3月發(fā)生故障由于備件問題停機(jī)一年多；M140現(xiàn)已停機(jī)9個(gè)多月。</p><

18、;p>　　4、有時(shí)出現(xiàn)無緣故報(bào)警，也查不出報(bào)警原因。</p><p>　　5、有時(shí)出現(xiàn)執(zhí)行零件程序進(jìn)入死機(jī)狀態(tài)，有進(jìn)給指令但沒有進(jìn)給位移，中斷反復(fù)修砂輪后可恢復(fù)正常，而此故障又無法查明原因。</p><p>　　H194數(shù)控磨床的改造方案</p><p>　　針對(duì)以上問題和設(shè)備實(shí)際狀況，我們擬采用FANUC數(shù)控系統(tǒng)改造裝備9/230系統(tǒng)的H194，將拆卸的9/

19、230系統(tǒng)作為備件。改造具體方案:</p><p>　　1、采用FANUC0i系統(tǒng)對(duì)此機(jī)床進(jìn)行改造，對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行大修，恢復(fù)機(jī)床精度，電氣系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)改造。</p><p>　　2、頭架改為變頻調(diào)速，保證磨削的粗糙度。</p><p>　　3、增加主軸斷電保壓裝置，保證主軸在突然斷電的情況下不會(huì)因失壓而損壞。</p><p>　　4、改原來的

20、油缸驅(qū)動(dòng)軸向?qū)Φ稙樗欧姍C(jī)運(yùn)動(dòng)軸向?qū)Φ叮鰪?qiáng)機(jī)床軸向?qū)Φ兜娜嵝耘c準(zhǔn)確性，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，減少故障點(diǎn)。</p><p>　　第3章 數(shù)控外圓磨床的編程</p><p>　　3.1數(shù)控編程的定義</p><p>　　在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，由工藝員根據(jù)零件圖樣制訂零件的加工工藝規(guī)程。在工藝規(guī)程中規(guī)定了所使用的機(jī)床和刀具、工件和刀具的裝夾方法、加工順序和尺寸、切削參數(shù)內(nèi)容，然后

21、由機(jī)床操作者按工藝規(guī)程進(jìn)行加工。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要進(jìn)行程序編制，將加工零件的加工順序、工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)(主軸運(yùn)動(dòng)和伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、背吃刀量等)，以及輔助操作(換刀、切削液?jiǎn)⑼！⒐ぜA緊／松開等)等加工信息，用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定的格式編寫成加工程序，并將程序的信息通過控制介質(zhì)(MDI鍵盤、個(gè)人計(jì)算機(jī)等)輸入到數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床動(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)加工。從零件圖樣到編制

22、零件加工程序和制作控制介質(zhì)的全部過程，稱為程序編制。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床程序編制的方法有手工編程、自動(dòng)編程和CAD／CAM軟件編程三種。</p><p><b>　　1.手工編程</b></p><p>　　由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、書寫程序清單，直到程序的輸入和檢驗(yàn)。適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，但是，非

23、常費(fèi)時(shí)，且編制復(fù)雜零件時(shí)，容易出錯(cuò)。</p><p><b>　　2.自動(dòng)編程</b></p><p>　　使用計(jì)算機(jī)或程編機(jī)完成零件程序的編制過程，對(duì)于復(fù)雜的零件很方便。</p><p>　　3．CAD／CAM軟件編程</p><p>　　利用CAD／CAM軟件，實(shí)現(xiàn)造型及圖像自動(dòng)編程。最為典型的軟件是MasterCA

24、M，其可以完成銑削二坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)和五坐標(biāo)、車削、線切割的編程。此類軟件雖然功能單一，但簡(jiǎn)單易學(xué)，價(jià)格較低，是目前中小企業(yè)的選擇。</p><p>　　3.2 H194數(shù)控磨床的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　外圓磨床一般加工的是軸類零件，在加工過程中，砂輪和工件之間的相互運(yùn)動(dòng)，主要是砂輪沿工件軸向和徑向運(yùn)動(dòng)。一般把砂輪工作臺(tái)沿工件軸向定為Z軸，徑向?yàn)閄軸，通過對(duì)X軸和Z軸的控制，

25、數(shù)控外圓磨床可以對(duì)軸類零件實(shí)現(xiàn)直線及圓錐、圓弧的各種曲線加工，也可以加工圓柱面、端面和梯形軸。下列表格是H194的主要規(guī)格：</p><p>　　表3.1H194（MK1632H）主要規(guī)格</p><p>　　3.3機(jī)床的控制功能（G、M、T）</p><p>　　數(shù)控磨床的各個(gè)部件的控制由數(shù)控系統(tǒng)完成，用戶在零件加工程序中可以通過指令實(shí)現(xiàn)對(duì)磨床各部件的控制，在數(shù)控

26、編程中。使用G指令、M指令、F指令、S指令以及T指令代碼描述數(shù)控磨床的運(yùn)動(dòng)方式，加工種類，主軸啟動(dòng)、停止，冷卻液開啟、關(guān)閉等輔助功能，以及實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速等。</p><p><b>　　準(zhǔn)備功能G指令</b></p><p>　　準(zhǔn)備功能G指令，用來規(guī)定刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡(即指令插補(bǔ)功能)、機(jī)床坐標(biāo)系、坐標(biāo)平面、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)偏置等多種加工操作。G指令由

27、字母G及其后面的兩位數(shù)字組成，從GOO到G99共100個(gè)代碼，如表</p><p>　　表3.2準(zhǔn)備功能G指令</p><p>　　跟在地址G后面的數(shù)字決定了該程序段指令的意義。G代碼分為非模態(tài)G代碼和模態(tài)G代碼。在表8—1中，被，標(biāo)記的G指令代碼為模態(tài)G代碼，它在同組其他G代碼前一直有效。也就是說一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，便保持有效到以后的程序段中出現(xiàn)同組的另一G代碼時(shí)才失效。在某一程序段

28、中一經(jīng)應(yīng)用某一模態(tài)G代碼，其后面的程序段中可以不再指令和書寫這一功能代碼，而沒有標(biāo)記的G指令代碼為非模態(tài)G代碼，只在書寫它的程序段中有效。</p><p><b>　　進(jìn)給功能F指令</b></p><p>　　進(jìn)給功能P指令，主要用于控制刀具的進(jìn)給遵度。進(jìn)給功能分為兩種：</p><p>　　(1)快速移動(dòng)速度，當(dāng)指定定位指令(G00)時(shí)，刀

29、具以系統(tǒng)在參數(shù)1420號(hào)中所設(shè)定的快速移動(dòng)速度進(jìn)行移動(dòng)．</p><p>　　(2)切削速度，刀具以加工程序中所編制的切削進(jìn)給速度進(jìn)行移動(dòng)。也可以使用機(jī)床操作面板上的倍率旋鈕開關(guān)，對(duì)快速移動(dòng)速度或切削進(jìn)給速度實(shí)施倍率控制，如圖$-1所示。</p><p><b>　　主軸速度功能S指令</b></p><p>　　主軸速度功能S指令，主要用于控

30、制主軸速度，去滿足不同的加工要求。 當(dāng)在地址S后指定一個(gè)數(shù)值時(shí)，該信號(hào)被送到機(jī)床去控制主軸旋轉(zhuǎn)速度。一個(gè)程序段中只能包含一個(gè)S代碼。在“現(xiàn)字節(jié)”畫面中，也能夠監(jiān)控到當(dāng)前程序段所使用的主軸速度。</p><p><b>　　刀具功能T指令</b></p><p>　　刀具功能T指令，在FANUC0i—MA數(shù)控系統(tǒng)主要的作用有兩個(gè)：一個(gè)是刀具選擇功能，在地址T后指定一個(gè)

31、數(shù)值用以選擇機(jī)床上的刀具。在一個(gè)程序段中只能包含一個(gè)T代碼。當(dāng)移動(dòng)指令和T代碼在同一程序段指定時(shí)，指令的執(zhí)行有兩種可能，移動(dòng)指令和T功能指令同時(shí)執(zhí)行或移動(dòng)指令執(zhí)行完成后，再執(zhí)行T功能指令。</p><p>　　另一個(gè)功能是刀具壽命管理功能，也就是說，將刀具分成許多組，對(duì)每組中的刀具設(shè)定好刀具壽命(使用的時(shí)間和次數(shù))。當(dāng)累計(jì)每組刀具使用的刀具壽命到達(dá)時(shí)，在同組中以預(yù)定的順序選擇和使用下一把刀具。在指定刀具偏置(補(bǔ)償

32、)值時(shí)，代碼分別為H代碼(刀具長(zhǎng)度偏置)和D代碼(刀具半徑補(bǔ)償)。</p><p><b>　　輔助功能M指令</b></p><p>　　輔助功能指令，主要分為兩種，一個(gè)是B代碼，用于指定分度工作臺(tái)定位。另一個(gè)是M代碼，當(dāng)?shù)刂稭之后指定數(shù)值時(shí)，該信號(hào)會(huì)送到機(jī)床，機(jī)床根據(jù)M代碼信號(hào)去控制機(jī)床的各個(gè)動(dòng)作，如主軸起動(dòng)、主軸停止、程序結(jié)束、交換刀具、切削液噴淋等。當(dāng)移動(dòng)指令

33、和輔助功能在同一程序段中指定時(shí)，指令的執(zhí)行有兩種可能，移動(dòng)指令和輔助功能同時(shí)執(zhí)行或移動(dòng)指令執(zhí)行完成后，再執(zhí)行輔助功能指令。哪個(gè)M代碼對(duì)應(yīng)哪個(gè)機(jī)床功能，這是由機(jī)床制造廠家所設(shè)定的，在機(jī)床的使用說明書上會(huì)有關(guān)于M代碼的詳細(xì)說明。而表8—2中的M代碼的意義已由數(shù)控系統(tǒng)所定義。</p><p>　　一般情況下，一個(gè)程序段中只能包含一個(gè)M指令，但是，在參數(shù)3404號(hào)第七位的設(shè)定為1時(shí)，一個(gè)程序段中一次最多可以指定三個(gè)M指令

34、。</p><p>　　3.4加工程序的編寫格式</p><p>　　一個(gè)程序段由一個(gè)以上的代碼組成。代碼由地址和數(shù)值組成。正號(hào)(+)或負(fù)號(hào)(—)可以放在數(shù)值的前面。地址是用字母(A—Z)表示，地址決定了跟在地址后面的數(shù)字的意義。相同的地址會(huì)因準(zhǔn)備功能(G指令)的不同而有所差異。以下是構(gòu)成單個(gè)程序段的基本要素：</p><p>　　N01 G01 X100

35、Y103 F150 S300 T02 M03;</p><p>　　下表列出了在程序段中出現(xiàn)的地址所對(duì)應(yīng)的主要功能</p><p>　　第4章 H194的坐標(biāo)系和刀補(bǔ)</p><p><b>　　4.1坐標(biāo)系</b></p><p>　　在完成了PAL程序設(shè)計(jì)與AMP參數(shù)設(shè)定后，就可以把這些軟件下載（down

36、load）到系統(tǒng)快閃內(nèi)存（flash rom）中，這時(shí)系統(tǒng)就具備了運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件，現(xiàn)在就可以開始調(diào)試機(jī)床了。在進(jìn)行機(jī)床調(diào)試前，必須先確定各種加工運(yùn)動(dòng)所處的坐標(biāo)系及各坐標(biāo)系之間的關(guān)系、刀補(bǔ)與坐標(biāo)補(bǔ)償?shù)取?lt;/p><p>　　本機(jī)床有三套坐標(biāo)系：絕對(duì)位置坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、砂輪修整坐標(biāo)系，它們的關(guān)系如下圖:</p><p>　　絕對(duì)坐標(biāo)系原點(diǎn)O是任意確定的。把W軸、Z軸開到合適的位置，然后進(jìn)行

37、虛擬回原點(diǎn)操作，虛擬回原點(diǎn)的這一點(diǎn)，就是機(jī)床機(jī)械坐標(biāo)系原點(diǎn)。機(jī)械坐標(biāo)系原點(diǎn)是系統(tǒng)的參考點(diǎn)，其他所有的坐標(biāo)系原點(diǎn)都是根據(jù)它來確定的。</p><p>　　工件坐標(biāo)系原點(diǎn)是工件加工時(shí)的參考點(diǎn)，確定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)一定要便于零件程序編制、便于加工、直觀。如下圖，從1700C-105工藝圖上可知，端面加工的基準(zhǔn)面是T1端面，所以Z軸原點(diǎn)定在T1端面上，Z軸定在軸的中心線上，這樣編程時(shí)X、Z軸的坐標(biāo)值就是外徑與端面的加工工藝

38、值。</p><p>　　砂輪修整坐標(biāo)系原點(diǎn)是以兩只金剛筆的筆尖的坐標(biāo)平行線的交點(diǎn)來確定的，這樣便于修整程序的編制。</p><p>　　工件坐標(biāo)系的設(shè)定方法：</p><p>　　找一標(biāo)準(zhǔn)工件用對(duì)刀儀對(duì)刀，將系統(tǒng)復(fù)位，然后將砂輪架靠近工件端面當(dāng)出現(xiàn)火花后停止進(jìn)給，并記錄此時(shí)Z軸坐標(biāo)值，將Z軸坐標(biāo)值送進(jìn)G54工件坐標(biāo)系，將砂輪架靠近工件外園，當(dāng)出現(xiàn)火花后停止進(jìn)給并記

39、錄此時(shí)X軸的坐標(biāo)值，進(jìn)行如下計(jì)算：</p><p><b>　　X=X-30</b></p><p>　　W=(X-30)/COS(30)</p><p>　　將計(jì)算后的坐標(biāo)值X和W送進(jìn)G54工件坐標(biāo)系，至此工件坐標(biāo)系設(shè)定完畢。</p><p>　　砂輪修整坐標(biāo)系的設(shè)定方法；</p><p>　　

40、將砂輪的外園和端面分別靠近金剛筆，當(dāng)出現(xiàn)火花后停止進(jìn)給，記錄下此時(shí)的X和Z軸的坐標(biāo)值，將X和Z軸坐標(biāo)值送進(jìn)G59工件坐標(biāo)系，至此，砂輪修整坐標(biāo)系設(shè)定完畢。</p><p>　　設(shè)定工件坐標(biāo)系與砂輪修整坐標(biāo)系時(shí)，要注意用連續(xù)運(yùn)動(dòng)方式，因?yàn)橹挥羞B續(xù)運(yùn)動(dòng)方式才能實(shí)現(xiàn)雙軸聯(lián)動(dòng)。</p><p>　　4.2刀補(bǔ)與坐標(biāo)補(bǔ)償</p><p>　　砂輪在磨削的過程中有磨損，砂輪修整

41、時(shí)有修整量，機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)有往復(fù)誤差，這些勢(shì)必會(huì)影響加工尺寸與精度，那么，怎么消除這些誤差呢？這就需要合理地設(shè)定刀補(bǔ)與坐標(biāo)補(bǔ)償。刀補(bǔ)不改變坐標(biāo)原點(diǎn)，只是在原來的插補(bǔ)指令上增加小小的一點(diǎn)偏移，它適合于小的補(bǔ)償量，在這里，我們把砂輪磨損與機(jī)械往復(fù)誤差的補(bǔ)償用刀補(bǔ)來完成，而把砂輪修整的修整量用坐標(biāo)偏移來改變。</p><p><b>　?。?）、刀補(bǔ)</b></p><p>

42、　　磨削第一個(gè)外園面時(shí)，它的尺寸靠?jī)x表來保證，假設(shè)儀表測(cè)量的值絕對(duì)準(zhǔn)確，則儀表發(fā)訊時(shí)，X軸理論上的坐標(biāo)值應(yīng)該是30MM。儀表發(fā)訊時(shí)，宏參＃5061記錄下當(dāng)時(shí)的W軸坐標(biāo)值，通過換算得出X軸坐標(biāo)值，這個(gè)值是X軸的實(shí)際坐標(biāo)值，這兩個(gè)值的差，便是刀補(bǔ)值。用這個(gè)值來更改刀補(bǔ)偏值表，并在其他的軸徑磨削中激活這個(gè)刀補(bǔ)，就可以消除誤差，保證無儀表測(cè)量面的加工精度。程序如下：</p><p>　?。?10＝＃5061×2

43、</p><p>　?。?11＝＃510×COS(30)</p><p>　?。?12＝＃30－＃511</p><p>　　G10 L10 P01 </p><p><b>　　(2)、坐標(biāo)補(bǔ)償</b></p><p>　　我們補(bǔ)償砂輪修整量采用的方法是坐標(biāo)補(bǔ)償，所謂坐標(biāo)補(bǔ)償，就

44、是通過改變坐標(biāo)原點(diǎn)來補(bǔ)償誤差的方法。本系統(tǒng)固化有坐標(biāo)補(bǔ)償?shù)某绦?，只需把坐?biāo)補(bǔ)償語言編入零件程序，運(yùn)行零件程序時(shí)就可以進(jìn)行坐標(biāo)補(bǔ)償。1700C－105的坐標(biāo)補(bǔ)償程序如下：</p><p>　　G91 G10 L2 P6 X-0.12 Z-0.069</p><p>　　G91 G10 L2 P1 X-0.12 Z-0.069 W-0.138</p><p

45、><b>　　第7章 編程實(shí)例</b></p><p><b>　　1.加工零件</b></p><p>　　如圖所示是汽車變速器第二軸，材料16MnCr45,熱處理：滲碳淬火，硬度HRC58-63</p><p><b>　　2.加工內(nèi)容</b></p><p>　　1

46、磨ф49h6外圓，</p><p><b>　　2磨ф44h6外圓</b></p><p><b>　　3磨ф40k6外圓</b></p><p>　　4磨ф47.992h6外圓</p><p><b>　　3.磨削工藝</b></p><p>　?、侔?/p>

47、加工內(nèi)容的次序逐級(jí)磨削各級(jí)外圓的磨削余量為0.35mm，端面的磨削余量為0.08mm；</p><p>　?、诟骷?jí)磨削都分為粗磨、精磨、超精磨和無進(jìn)給磨削四階段，砂輪線速度為45m/s工件轉(zhuǎn)速見加工程序；</p><p>　?、凼褂蒙拜啠?jiǎn)涡边吷拜哖D×2500×45×203.238A100HV127</p><p>　　④使用磨削液：

48、CASTROL SYNTILD81E</p><p><b>　　4加工程序</b></p><p>　　加工程序中參數(shù)的設(shè)置主要包括加工的終點(diǎn)尺寸、磨削余量、工件轉(zhuǎn)速、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給轉(zhuǎn)速等。</p><p>　　粗磨進(jìn)給速度是設(shè)置有速度和磨削量?jī)煞N參數(shù)，速度為磨削時(shí)的進(jìn)給速度（mm/mh）磨削量是指單位時(shí)間內(nèi)磨削掉的金屬體積（mm3/s）精磨

49、和超精磨的進(jìn)給分別為粗磨速度的33%和8%。</p><p><b>　　磨削程序</b></p><p>　　% MPF1 主程序（MPF1）</p><p>　　M20 關(guān)防護(hù)門</p><p>　　M40 零件夾緊</p&

50、gt;<p>　　N5 R48=1 主軸選擇</p><p>　　R4=20 砂輪偏轉(zhuǎn)角度</p><p>　　N10 R105=45 砂輪線速度</p><p>　　N12 L1 P1 修整砂輪</p><p>　　L9

51、62 P1調(diào)用SPF962，工件軸向定位</p><p>　　下面一段程序是49h6外圓 32軸肩的程序，外圓，端面同時(shí)磨削，砂輪在X、Z兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)給，零件加工實(shí)際是由子程序（SPF954）根據(jù)設(shè)置的參數(shù)控制完成的。</p><p>　　N20 R1=48.992 X方向終點(diǎn)尺寸</p><p>　　R3=0.02 Z方向

52、終點(diǎn)尺寸</p><p>　　R9=0.8 GAP起始點(diǎn)（X方向）</p><p>　　R10=0.6 GAP起始點(diǎn)（Z方向）</p><p>　　R17=1 GAP速度</p><p>　　R12=1.0 磨除速度，mm/s</p><

53、p>　　R16=24 工件轉(zhuǎn)速，線速度n/min</p><p>　　R18=3 無進(jìn)給磨削時(shí)間</p><p>　　L954 P1 調(diào)用SPF954（用在線檢測(cè)）</p><p>　　下面一段程序是磨44h6外圓的程序，只有X方向進(jìn)給。</p><p>　　N25 R

54、1=43.992 X方向終點(diǎn)尺寸</p><p>　　R3=50 Z方向終點(diǎn)尺寸</p><p>　　R9=0.45 GAP起始點(diǎn)（X方向）</p><p>　　R10=0 GAP起始點(diǎn)（Z方向）</p><p>　　R20=7 精磨/

55、超精磨切換點(diǎn)，微米</p><p>　　R17=1 GAP速度</p><p>　　R12=2.00 磨除速度，mm/s</p><p>　　R16=30 工件轉(zhuǎn)速，線速度n/min</p><p>　　R18=3 無進(jìn)給磨削時(shí)間</p>&

56、lt;p>　　L950 P1 調(diào)用SPF950（無在線檢測(cè)）</p><p>　　N30、N35分別是磨40k6外圓和磨47.992h6外圓的子程序與磨44h6外圓的程序基本一致，最后都調(diào)用相同子程序</p><p><b>　　SPF950</b></p><p><b>　　N30（略）</b>

57、;</p><p><b>　　N35（略）</b></p><p>　　N75 M16 G0×230 M9 M1=5</p><p>　　M41 松開工件</p><p>　　M21 開門</p><p>　　M30

58、 程序結(jié)束</p><p><b>　　砂輪修整子程序</b></p><p>　　砂輪修整程序中關(guān)鍵部分是修整后的補(bǔ)償。</p><p>　　%SPF1 子程序（SPF1）</p><p>　　N5 R48=1 主軸選擇</p>

59、;<p>　　R4=20 砂輪偏轉(zhuǎn)角度</p><p>　　M61 砂輪平衡</p><p>　　N10 R224=1 兩次修整之間零件加工數(shù)</p><p>　　R26=1 修整次數(shù)</p><p>　　R43=45

60、 砂輪線速度</p><p>　　R173=0 每次修整的修整器補(bǔ)償（X）</p><p>　　R122=0.014 每次修整的修整器補(bǔ)償（Z）</p><p>　　R126=R122R299 計(jì)算Z方向修整量</p><p>　　M8 H1 開冷卻液

61、</p><p>　　...... 砂輪修整（略）</p><p>　　L194 P1 調(diào)用SPF914 修整量補(bǔ)償計(jì)算</p><p>　　N9000 L915 P1 調(diào)用SPF915修整結(jié)束</p><p>　　M9 H1 關(guān)冷卻液</p>

62、<p>　　N9999 M17 子程序結(jié)束</p><p>　　第8章 數(shù)控技術(shù)的展望</p><p>　　超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用，以及柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟，對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。</p><p>　　(1)高速度、高精度化。速度和精度是數(shù)

63、控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，在高速度下實(shí)現(xiàn)高精度，直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)控系統(tǒng)正朝著高位數(shù)、高頻率的處理器的方向發(fā)展，光纖通信技術(shù)的大量運(yùn)用，可提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度。同時(shí)，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，即提高插補(bǔ)運(yùn)算的速度和精度。為適應(yīng)超高速加工的要求，數(shù)控機(jī)床采用主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式(電主軸)，實(shí)現(xiàn)了變頻電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸一體化，主軸電動(dòng)機(jī)的軸承采用磁浮軸承、液體動(dòng)靜壓軸承或陶

64、瓷滾動(dòng)軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應(yīng)用。</p><p>　　(2)多功能化。配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)(刀庫容量可達(dá)100把以上)的各類加工中心，能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋等多種工序加工，從而實(shí)現(xiàn)最大的柔性加工?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用了多主軸、多面體切削，即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多CPU結(jié)構(gòu)和分級(jí)中斷控制方式，即可在一

65、臺(tái)機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行零件加工和程序編制，實(shí)現(xiàn)所謂的“前臺(tái)加工，后臺(tái)編輯”。為了適應(yīng)柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離串行接口，甚至可以聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。</p><p>　　(3)智能化?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床將引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)，根據(jù)切削條件的變化， 自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時(shí)也能提高刀

66、具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。具有自診斷、自修復(fù)功能，在整個(gè)工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)CNC數(shù)控系統(tǒng)本身，以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障，立即采用停機(jī)等措施，并進(jìn)行故障報(bào)警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)，并接通備用模塊，以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實(shí)現(xiàn)更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢(shì)是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。</p><p>　　(4)數(shù)控編程自動(dòng)化。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

67、的發(fā)展，目前CAD／CAM圖形交互式自動(dòng)編程已得到較多的應(yīng)用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，再經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和后置處理，從而自動(dòng)生成NC零件加工程序，以實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD／CAPP／CAM集成的全自動(dòng)編程方式，它與CAD／CAM系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工給出，而直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫獲得。</p>

68、<p>　　(5)可靠性最大化。數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各

69、種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示，及時(shí)排除故障；利用容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)：利用各種測(cè)試、監(jiān)控技術(shù)，當(dāng)發(fā)生超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。</p><p>　　(6)控制系統(tǒng)小型化。數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。剛W主要采用超人規(guī)模集成元件、多層印制電路板．采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規(guī)模縮小系統(tǒng)的占用空間。而利用

70、新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統(tǒng)的陰極射線管，發(fā)熱量大大減少，體積減小了三分之二，使數(shù)控操作系統(tǒng)進(jìn)——步小型化、高度集成模塊化的發(fā)展方向提供了現(xiàn)實(shí)可能。這樣可以方便地將它安裝在機(jī)床設(shè)備上，更便于對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作使用，并且大大降低了故障率，為數(shù)控機(jī)床的長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在論文完成之際，

71、謹(jǐn)向在畢業(yè)實(shí)踐和書寫論文過程中所有培養(yǎng)、關(guān)心、幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)表示我最衷心的感謝！特別是我的校方指導(dǎo)老師趙冬霞和廠方指導(dǎo)老師陳軍以及彭攀同學(xué)給予了我很大的建議和幫助，謝謝大家！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 磨床精密與改造，孫恭壽，湯錫銓等編著。 機(jī)械工業(yè)出版社，1986</p><p>　

72、　[2] 數(shù)控磨床故障診斷與維修技巧，牛志斌，韋剛編著。 機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[3] 制造技術(shù)與機(jī)床,2000(2):5～6</p><p>　　[4] 現(xiàn)代磨削技術(shù)， 李伯民、 趙波主編。機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[5] 數(shù)控化改造， 李誠人編著。 清華大學(xué)出版社， 2006.7</p><p>

73、;　　[6] 高級(jí)磨工技術(shù)與實(shí)例 韓鴻鸞 隋學(xué)圃主編 鳳凰出版?zhèn)髅郊瘓F(tuán)、江蘇科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　[7] 數(shù)控機(jī)床加工程序編制，顧京主編。 機(jī)械工業(yè)出版社。</p><p>　　[8] FANUC0維修說明書， FANUC公司內(nèi)部資料。</p><p>　　[9] 0I-A使用手冊(cè)， 公司內(nèi)部資料。</p><p>　　[10]