机床可编程控制器

机床可编程控制器（精选10篇）

机床可编程控制器 篇1

0 引言

最常用、传统的继电器控制系统存在电子元件和接线复杂、效率低、寿命短、可靠性较差的问题,尤其是出现故障时,诊断和排除比较困难,严重影响生产,对工厂的生产效率非常不利。随着计算机和科学的发展,将继电器控制的机床进行改装,将计算机和继电器、接触器控制技术很好的结合。它与I/O和低压电器关系密切,采用可编程序控制器,能够克服传统机床的缺点,提升性能和效率,增强机床的灵活性和可编程,益处良多。

本文介绍一种自动化控制组合机床。主控制器采用三菱电机的FX2N系列PLC。机床的主要组成部分包括:铣削动力头、液压动力滑台和工件松紧油缸等。组合机床一共有5台电机,都是单向旋转的。整个机床一共包括三种工作方式:单循环自动、单动力头自动循环和点动方式。单循环工作循环过程如图1所示。单动力头方式有:左铣头、立铣头、右1铣头、右2铣头单循环工作。液压系统原理图如图2所示,具体工作流程是:将加工零件放置在工作台上,准备好后向机床发出加工指令。等到工件夹紧后压力继电器开始动作,液压动力滑台执行快进,到位转工进,并且起动左1铣头、右1铣头开始加工,到达某一个位置的时候,立铣头开始工作,又过了一定位置后右1铣头停止,右2铣头开始,到终点时电机同时终止。滑台立即回到原位,工件松开,一次循环工作结束。将加工的工件取下,再放上未加工的工件,发送加工指令重复执行。

1 PLC技术

可编程控制器(PLC),是采用计算机技术为基础的一种新型的控制装置。PLC选择可以编程的存储器,在内部执行逻辑运算、计数、计时、算术等指令,并且通过输入输出控制各类机械或者生产的过程。在过去几十年,PLC技术已经有了很大的进展,到了21世纪,PLC将会有更大的进步。计算机技术将更多地应用在可编程控制器的设计和制造上,今后的产品容量会更大、速度会更快、智能性更好;产品的规模将是超小型或者超大型;品种也将更丰富、更齐全,能很好地适应工业控制的需求。PLC今后将成为国际通用和自动化控制网络的重要组成,在工业甚至更多领域发挥巨大作用。在选择PLC时,要考虑机型、I/O、容量、I/O端口分配、继电器和计数器的地址分配。通常PLC的控制流程如图3所示。

可编程控制技术的特点主要有:

1)高可靠性,抗干扰

PLC采用大规模集成电路,生产工艺严格,内部的电路具有抗干扰性,可靠性很高。采用PLC所构成的控制系统的开关和电气接线的接点大大减少,也就降低了故障的发生。PLC同时还具备自我故障检测,一旦发生故障就发出警报。使用者还能采用外围设备自我诊断,整个系统的可靠性就非常高了。

2)功能完善,适用性强

PLC已经拥有各种规模的一系列产品,适合于各种工业控制系统使用。PLC的数据运算能力都较完善,数字控制方面应用广泛。PLC功能单元的不断强化,使得它也被用在温度控制、位置控制和CNC等方面。

3)简单易用

PLC编程语言简单,做接口方便,容易开发。它的梯形图语言和继电器的电路图十分接近,只需要很少的开关量逻辑指令就能实现继电器电路的功能。

4)设计工作量小,容易维护、改造

PLC使用存储逻辑减少了相当多的外部接线,大大缩短了系统设计、建造周期,维护也很容易。最重要的是可以通过改变程序而改变整个生产过程。

5)低能耗、轻便小巧

超小型的PLC功耗很小,只有几瓦。体积很小,装入机械内部很方便,容易实现机电一体化。

2 可编程控制技术设计

2.1 系统硬件设计

本文采用日本三菱的FX2N系列控制器,根据机床对输入和输出要求,控制系统设计选择FX2N系列中的FX2N–80MR-001。输入点和输出点分别为40个,输出形式是R-继电器输出,能够很好的满足本设计的要求,还具有一定的升级空间。

PLC的I/O分配具体情况:

1)PLC的输入端口主要有:自动循环工作按钮、点动按钮、总停按钮、油泵启动、SA1等,此外还有电动机的热保护继电器,输入形式是常开触点。

2)输出端口主要有:交流接触器、继电器、运行指示灯等。

2.2 软件设计

GX-Developer是一款通用性很强的编程软件,它能够完成编辑PLC梯形图、控制CPU、指令表、SFC等工作。该软件将编辑的程序转成GPPQ、GPPA格式,遇到FX系列时,程序又可以存储文档为DOS、WIN格式。该软件又能兼容Excel、Word等说明性文字、数据导入到程序中,使用、编辑更加方便、快捷。

三面铣组合机床有三种工作方式,这里只介绍自动工作循环的工作过程控制。其设计流程如图4所示。

首先将转换开关选择“单循环自动工作SA1-1”,油泵电机启动运行,液压滑台的夹具中放上需要加工的零件后,开始按下加工指令按钮加工夹紧零件,压力继电器的触点开始判断是否动作,是则滑台执行快进,复位开关SQ1动作;等到压下滑台快进位置开关SQ2转工进,同时起动左铣头和右1铣头进行加工;当移动到达位置开关SQ3时,立铣头开始加工;当到达SQ4位置开关时,右2铣头开始加工,右1铣头停止工作,等到终点的三台电动机同时停止工作。这时,由压力继电器BP1的触点执行动作,液压动力滑台就会自动回到原位,复位开关SQ1受到压力,就将工件松开,这样就完成一个自动循环。判断是否继续加工,是则重复上述流程,否则油泵电机停止,机床工作结束。

3 结束语

继电器控制系统具有种种弊端,不利于工厂的生产,可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。由于PLC体积小、结构简单、功能强大、易编译、可靠性强、抗干扰等优点而被广泛用于自动控制以及其他许多行业中。本文的PLC选择了日本三菱电机的FX2N系列,通过工作原理、硬件和软件方面的设计,三面铣组合机床生产周期短、灵活性强,整个系统简单、实用、自动化程度高。

摘要：本文介绍了基于PLC的三面铣组合机床,详细讲述了PLC技术及特点,采用三菱电机的FX2N系列PLC,从工作原理、机床工作流程、PLC的I/O分配和硬件软件设计。整个控制系统结构简单、轻巧、灵活性强、效率高,具有很高的自动化程度。

关键词：可编程控制器,机床控制,软件设计

参考文献

[1]宋世光,等.机床电气自动控制[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001.

[2]孙振强,等.可编程控制器原理及应用教程[M].北京:清华大学出版社,2005.

[3]祝红芳.PLC及其在数控机床中的应用[M].人民邮电出版社.2007.

[4]王宇,任思璟,李忠勤.PLC电气控制与组态设计[M].电子工业出版社.2010.

[5]FX-20P-E Progamming Panel Operation Manual[Z].JAPAN:MITSUBISHI Electric Corporation,1992.

机床可编程控制器 篇2

授课形式：讲授

授课时数：2

授课日期及班级：06模具班

授课章节名称及教学内容：

4.选择刀具及切削用量

铣刀材料和几何参数主要根据零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小选择;

课后作业：教材17页1-3题。切削用量是依据零件材料特点、刀具性能及加工精度要求确定.通常为提高切削效率要尽量选用大直径的铣刀;侧吃刀量取刀具直径的1/3-1/2,背吃刀量应大于冷硬层的厚度;

3.3.3盖板零件加工中心的加工工艺

盖板是机械加工中常见的零件,加工表面有平面和孔,通常经过铣平面、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔以及攻螺纹等工步才能完成1.分析图样,选择加工内容

盖板材料为铸铁,故毛坯为铸件.4个侧面为不加工表面,全部加工表面都集中在A、B面.最高精度为IT7级.从工序集中和便于定位考虑,选择B面及位于B面上的全部孔在加工中心上加工,将A面作为定

位基准,并在前道工序中先加工好.2.选择加工中心

3.设计工艺

1).选择加工方法,B面表面粗糙度为Ra0.63um,采用粗铣+精铣;D60H7的孔为已铸出毛坯孔,为达到IT7级精度和Ra0.8um的表面粗糙度,分三次镗削,采用粗镗+半精镗+精镗方案;对D12H8的孔,为防止钻偏和达到要求的IT8级精度,按钻中心孔+钻孔+扩孔+铰孔方案进行;D16的孔在D12的孔基础上惚至尺寸即可;M16螺纹加工采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法,即按钻中心孔+钻底孔+倒角+攻螺纹方案加工.2).确定加工顺序

按照先面后孔,先粗后精确定.3).确定装夹方案和选择夹具

该零件形状简单,4个侧面较光整,加工面与非加工面之间的位置精度要求不高,可选用通用台钳,以底面和2个侧面定位.4).选择刀具

所需刀具有中心钻、镗刀、面铣刀、麻花钻、绞刀、立铣刀及丝锥等,其规格根据加工尺寸选择.粗铣刀直径应小一些,以减小切削力矩.精铣刀直径应选大一些,以减少接刀痕迹.5).确定加工路线

6).选择切削用量.第四章数控车床编程

4.1概述

以FANUC-OT数控系统为例,介绍数控车床编程.4.1.1数控车床的布局和用途.1.数控车床的用途

数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成型回转体表面等.对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔等加工.还可以进行车端面、切槽、倒角等加工.2.数控车床的布局(图4-1)

4.1.2.数控车床的主要技术参数

1.机床的主要参数

允许最大工件的回转直径460㎜最大切削直径292㎜最大切削长度650㎜主轴转速范围50∽2000

床鞍定位精度X轴0.015/100㎜;Z轴0.025/100㎜.床鞍重复定位精度X轴±0.003㎜;Z轴±0.005㎜.刀架有效行程X轴215㎜;Z轴375㎜.快速移动速度X轴12米/分;Z轴16米/分.安装刀具数12把

刀具规格车刀20X20自动润滑15分/次卡盘最大夹紧力42140N尾座套筒行程90㎜

主轴电机功率11/15KW(变频调速)

进给伺服电机X轴AC0.6KW;Z轴AC1.0KW.2.数控系统主要技术规格

控制轴数2轴

联动轴数2轴

4.2数控车削加工程序的编制

4.2.1.数控车床的编程特点

1).在一个程序段中,可以采用绝对坐标编程、增量坐标编程或二者混合编程.2).X方向坐标值表示工件直径.3).为提高工件的径向尺寸精度,X方向的脉冲当量为Z

向的一半.4).由于车削加工常用棒料或锻件作为毛坯,加工余量较大,所以为简化编程,数控装置常具备不同形式的固定循环,可进行多次循环切削.5).编程时一般认为车刀刀尖是一个点,而实际为了提高刀具寿命,车刀刀尖常磨成一个不大的圆弧..因此为提高工件的加工精度,编程时需要对刀具半径进行补偿.6).不同组的G代码可以编写在同一程序段内，且均有效;相同组的G代码若编写在同一程序段内,后面的G代码有效.4.2.2.编程坐标系的设定

1.机床坐标系的建立

机床要对工件的车削进行程序控制,必须首先建立机床坐标系.对于数控机床,应该了解以下概念:

数控机床FANUC系统手工编程 篇3

【关键词】FANUC系统；编程；立式加工中心机床

数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床。它是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是数控技术与机床相结合的产物。在数控机床上加工零件时，首先进行程序编制，将加工零件的加工顺序，工件与刀具相对运动轨迹的尺寸数据，工艺参数以及辅助操作等加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定的格式编写成加工程序，将程序的信息通过控制介质输入到数控装置，由数控装置控制机床进行自动加工。从零件图纸到编制零件加工程序和制作控制介质的全部过程，称为程序编制。一个加工程序主要是由G代码、F代码、M代码、S代码、T代码及尺寸数字组成，下面将介绍这些代码的具体格式。

1.准备功能G代码

（1）点定位（G00）。

G00IP_；

IP：绝对值指定时，是终点坐标值；增量值指定时，是刀具移动的距离。

（2）直线插补（G01）。

G01IP_F_；

IP：绝对值指定时，是终点坐标值；增量值指定时，是刀具移动的距离. F：进给速度

（3）圆弧插补（G02、G03）。

G02/03X_Y_I_J_（R_）F_

XY：圆弧终点 I：X向起点到圆心的距离 J：Y向起点到圆心的距离 R：圆弧半径 F：进给速度

（4）停刀（G04）。

G04X_；

X：指定时间

（5）机床坐标系（G53）。

（G90）G53IP_；

IP：绝对尺寸字

（6）工件坐标系（G54～G59）。

G54～G59IP_；

（7）绝对值编程（G90）。

G90IP_；

（8）增量值编程（G91）。

G91IP_；

（9）极坐标生效/取消（G16/G15）。

G16X_Y_；

X：极坐标半径。 Y：极坐标角度。

G15； 极坐标取消。

（10）英制/公制转换（G20/G21）。

G20； 英寸输入

G21； 毫米输入

（11）高速排屑钻孔循环（G73）。

G73X_Y_Z_R_Q_F_；

XY：孔位数据Z：孔深R：安全距离Q：每次切削进给的切削深度F：进给速度

（12）钻孔循环（G81）。

G81 X_Y_Z_R_F_；

XY：孔位数据Z：孔深R：安全距离F：进给速度

（13）排屑钻孔循环（G83）。

G83X_Y_Z_R_Q_F_；

XY：孔位数据Z：孔深R：安全距离Q：每次切削进给的切削深度F：进给速度

（14）镗孔循环（G85）。

G85 X_Y_Z_R_F_；

XY：孔位数据Z：孔深R：安全距离F：进给速度

（15）精镗循环（G76）。

G76X_Y_Z_R_Q_F_；

XY：孔位数据Z：孔深R：安全距离Q：孔底偏移量F：进给速度

（16）攻丝循环（G84）。

G84 X_Y_Z_R_P_F_；

XY：孔位数据 Z：孔深 R：安全距离 P：孔底暂停时间 F：进给速度

（17）排屑刚性攻丝循环（G84）。

G84 X_Y_Z_R_P_Q_F_；

XY：孔位数据Z：孔深R：安全距离Q：每次切削的进给深度F：进给速度

（18）取消固定循环（G80）。

G80或01组G代码；

（19）比例缩放生效/取消（G51/G50）。

G51X_Y_Z_P_；

XYZ：比例缩放中心坐标值的绝对值指令 P：缩放比例

G50； 比例缩放取消。

（20）坐标系旋转生效/取消（G68/G69）。

G68X_Y_R_；

XY：旋转中心坐标值 R：旋转角度，逆时针为正

（21）刀具长度补偿正向偏置/负向偏置（G43/G44）。

G43/G44H_；

H：指定刀具长度偏置值的地址

（22）刀具长度补偿取消（G49）。

G49或H0

（23）刀具半径左补偿/右补偿（G41/G42）。

G41/G42D_；

D：指定刀具半径补偿值的代码

（24）刀具半径补偿取消（G40）。

G40；

2.辅助功能M代码

辅助功能是指令机床部件启停操作的功能。辅助功能可以通过操作面板上的按键控制，但为了实现更高的程序化、自动化，可以通过编程自动控制，减少手动操作。

以下列出最为常用的辅助功能M代码：

3.切削进给F代码

3.1每分进给（G94）

在F之后，指定每分钟的刀具进给量。例如F100表示进给速度为100mm/mim。

指令格式：

G94；

F_；

3.2每转进给（G95）

在F之后，指定主轴每转的刀具进给量。例如F1表示进给为1mm/r。

指令格式：

G95；

F_；

4.换刀功能T代码

在自动换刀的数控机床中，该代码用以选择所需的刀具。

指令格式：

M6T_；

5.结束语

尽管数控指令代码是国际通用的，但是各个数控系统制造厂家往往自己定了一些编程规则，因此，在编程时还应遵守具体机床编程手册的规定，充分理解数控编程说明书的基础上，正确掌握并充分利用编程中的各种指令和辅助功能，而且还必须具备机械加工工艺知识，在机床上多多进行编程实际操作，并对所编制的程序进行实际运行，这样理论与实际相结合的练习才是更有效率、接受更快的学习编程方法，这样编制的程序才能为机床的数控系统所接受。

【参考文献】

[1]北京发那科机电有限公司.FANUC Oi-MC操作说明书，2002.

[2]王维.数控加工工艺及编程.北京：机械工业出版社，2001.

机床可编程控制器 篇4

随着微电子技术的突飞猛进, 可编程序控制器在工业领域的应用非常广泛, 既有单机作为继电器逻辑电路的替代品, 又有作为控制设备的核心部件。随着自动化程度的提高, 它既可以作为现场控制的部件, 又可以作为现场更高一级管理的控制部件。随着网络技术的发展, 作为成熟技术, 可编程序控制器已被广泛应用到机床、冶金、化工、石化、等各个领域, 极大提高了劳动生产率和自动化程度。

二、可编程序控制器原理

以下分3个方面介绍PLC的工作原理

1.输入输出信息变换、可靠物理实现可以说是PLC实现控制的两个基本要点。输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序有生产厂家开发的内装在PLC内部的系统程序, 又有用户自行开发的, 后装入PLC中的应用程序。系统程序为用户提供运行平台, 同时进行必要的公共处理, 如自检、I/O刷新, 与外设、上位计算机或其他PLC通信管理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。

可靠物理实现主要靠输入 (I) 及输出 (O) 电路。PLC的I O电路都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波, 以去掉高频干扰, 而且与内部计算机电路是电隔离的, 靠光的耦合建立联系。输出电路与内部也是电隔离的, 用光或磁的耦合建立联系。输出电路还要进行功率放大, 使其足以带动一般的工业控制元器件, 如电磁阀、接触器等。

PLC的输入电路时刻监视着输入点的通断状态, 并将此状态暂存于每一输入点所对应的输入暂存器中。输出电路有输出锁存器。每一个输出点都有一个与其对应的输出锁存器, 它也有两个状态:高和低电位状态。

2.PLC实现控制的过程。速度快、执行指令短是PLC实现控制的基础没有PLC。电器触点与PLC的输入点相接, 一般都用常开触点, 如图1所示。从电路上说, 00000接按钮SB1, 00001接停止按钮SB2, 两个按钮的另一端接直流电源+24V端。而直流电源0V接COM (公共回路端) 端, 实现对YA进行控制。只要启动按钮SB1合上, 输入点00000将置1, 当然, 如果未按下, 回路不通, 即置为0。输入点有状态, 则对应的就有一个输出点响应。只要输出锁存器置1, 输出点与COM间即可成为通路。置成0, 则这个通路不通。从图1可知, 只要01000与COM构成通路, 即可使电磁铁YA得电, 开始工作。其程序共有五条指令, 如表1所示。

3.PLC实现控制的方式。由于扫描加中断与立即刷新, 加上PLC工作速度的提高, 当今较先进的PLC在毫秒内实现对外部信号的响应, 检测到每秒几十、几百KHZ的脉冲信息。

三、可编程序控制器的应用

这里介绍一下PLC在机床行业中的应用。在机床行业中, 对PLC的使用非常广泛, 也是必不可少的。在减少机床控制元器件的同时, 也大大实现了机床自动化控制。在PLC没盛行之前, 所有机床的动作都靠接触器、继电器等元器件的相互关联来实现。自从PLC出现以后, 大大减少了机床电气元件的使用数量, 这些元器件所完成的动作全部由PLC自身来完成。下面, 本文以镗床 (T6216A) 的一部分电气控制作为范例, 说明PLC在机床行业中的应用。

T6216A的主轴和进给部分是整个机床的核心。主轴转进给才能有, 它们是互锁的。反过来, 主轴停止了进给也就停。

四、可编程序控制器面临的挑战和发展前景

挑战。在工业控制中, 除了PLC, 还有不少其他工业控制器。最常用的有集散控制 (DCS) 、现场总线 (FCS) 、计算机控制 (PCC) 、数字控制 (NC) 等。这些控制各出现在不同的年代, 各有其特点和运用范围。但都是基于计算机或微处理器、信息处理、数据存储、图像显示及联网通信技术, 都是通过运行程序实现控制及信息处理。

发展前景。PLC是现代工业自动化的三大支柱之一, PLC的生命力是强大的。它控制范围可大也可小, 几乎所有的控制领域都可用它;它控制的对象可也是开关量、模拟量、脉冲量等数据;它可用作控制也可用作数据终端、系统诊断, 几乎什么工程任务都可用到它。并且几乎每年都有新品种问世, PLC自身的概念还在不断的更新, 产品价格较低, 社会需求量大。所以, PLC的发展前景是无限量的。

参考文献

[1]宋伯生.PLC编程理论、算法及技巧[M].北京:机械工业出版社, 2005.

机床可编程控制器 篇5

关键词：项目教学；实践动手；目标方法；虚拟加工

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）02-0059-02

一年一度的数控技能大赛即将开始，这好比机械加工行业的“武技”大赛。选拔参赛人员是一件很痛苦的事情——每个人都想参加，但自身的“功力”如何，能不能胜任，都值得考虑；梯队选拔人员更令人头疼——学员要经过很长的适应期，才能更好地掌握数控加工程序、加工工艺（涉及知识面较广，这是学生的软肋）。笔者教授《数控编程与机床操作》，兼带数控实习课程。结合教学实践，谈谈教学过程中所遇到的问题及采取的部分针对性改进方案。

1.发现问题。

（1）理论课上大家都有这样的体会：学生对教师在课堂上讲解的知识点注意力及兴趣不浓，教师认为该知识点很简单，并且已经讲了好几遍，为什么学生还是听不懂呢？感觉真失败，令人头疼。有些知识点，学生只注意了例题中的查表及计算结果，不能触类旁通地应用到其他数据中。

（2）编制程序时准确性大打折扣。编写的程序没有太大的错误几乎不可能，参数、数据书写不完整。

（3）实训课上，初学时对控件的认识及操作按钮不够熟悉。独立操作及完整加工需要很长时间的练习；对于加工精度的把握，一段时间难以掌控；一个零件的加工好像就是几个学生的事情——几个在兴趣班呆过的学生懂得大部分编程及加工操作，当这些学生将零件加工好后，其他学生就无需再编程，直接将毛坯加工，导致有的学生做得很好，有的什么都不会做。

2.思考问题。职业学校的办学宗旨——以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位，大力培养高素质的技能型人才。有这样一句古语，“荒田饿不死手艺人。”过去，传统学徒不管花多少钱、多少时间，能学到技术才是最重要的，有了技术就不愁没工作。当然，学生也知道“当徒弟的要吃三年萝卜干饭”，也明白学手艺需要时间和精力。他们来到职业学校的目标还是明确的——学点手艺，找到平台，发挥能力，实现人生初步想法——养家。那么，究竟是什么原因导致他们在理论课堂、实习课上坐不住、做不好呢？

3.分析问题。

（1）理论课上不能怪学生不认真听讲，就算是认真听讲了，有些指令仍然不知是什么意思，因为见得少。一个老师教几十个学生，精力有限，不可能关注到每个人，部分学生听不懂，又不好意思问，易产生畏难情绪，逐渐对学习失去兴趣。由于没有很好的直观记忆及较好的接受能力，感觉听不下去。

（2）教数控编程的老师都有这样的感受：一个程序很长，几乎上面的语句都需重点注意，由于时间及其他方面的限制不能仔细检查。这就导致了部分学生作业中的程序可能有小的数据错误也不能及时指正。因为教师要检查非常多的程序，工作量大，容易产生疲劳，厌倦。

（3）由于实训设备设施暂不能满足学生调试程序的要求，且加工损耗较大。虽然学校有设备，但实习时几个人一台机床，让每个学生练习的时间很少，导致有些学生独立练习巩固的时间不够。

4.解决设想。

（1）制作相关课件及操作录像。讲解知识点之前，应带学生到车间里观看操作。上课过程中将实例带到课堂上来，让学生有直观印象，并在理论课上采用模块化教学方式。目前，专业课都是两节或三节连上，上课前要告知学生下节课学习的内容，使学生有目的和方向，有助于部分学生预习。

（2）由于不是专门培训，不可能每个人有很多时间操作机床。有时，不能肯定自己的程序是否正确，需要一种验证程序的软件。让每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省设备投入。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况，刀位计算是否准确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果，学生明白了不同的刀位轨迹的加工结果有很大差异。实质上，加工刀具轨迹定义的合理与否，与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或定义刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工。目前，笔者所在的学校还没有开设好。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融会贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了加工工艺方面的知识，以减少实际操作时的调试时间。

（3）实训期间，告知他们具体的训练目标、考核目标、练习要点，让学生有很强的责任意识，避免无所事事。分配任务时，还要考虑团体合作，也要注重自身技能的训练。

（4）建立榜样，树立模范。通过榜样效应激励有想法的学生不断向前，不断挑战。激发学生争强好胜的心态、争做精品的势头，由此可形成“比、学、赶、忙、操”的良性循环。设立帮扶就是让学得好的学生带没学好的，小组搭配，形成组内互学，这样教师上课、学生学习的劲头会旺盛，从应付式到自发式学习，让他们明白学习及提高技能的好处。

5.具体实施。数控培训班学生目前的基础还可以，有二分之一的人能独立操作；基础的程序指令都已经学过，但真正能够掌握的只有三分之一。短期内，学校给笔者设定的目标是：所有学生都能独立操作机床，对于简单图形能熟练编制并加工。培训班只有9人，笔者采用以下方式促进他们学习，并完成指标。

（1）告诉学生总体及每天的训练计划及考核方式。重新分组，每组搭配适当，让学生自己书写练习目标、每天训练的得失及第二天的规划。

（2）用优秀作品鼓励学生，让大家看到可能，希望大家超越，做到每天有收获。

（3）将新知识点、新工艺作为重点讲解对象，并给每位学生一段时间自由操作机床，自己寻找想要的加工工艺是否合适。

（4）每天进行产品质量评定，采用组内先评，组外互评，让小组看到差距，激发成员的斗志。

6.信息反馈。通过练习，学生都能独立并熟练操作机床。对于简单的零件，能在规定时间内完成且保证质量，可以说是完成现阶段的训练目标。但这只是小批量的训练，指导教师有足够的精力来指导每位学生。若有大批量的训练，训练方式及指导方法有待探索。■

数控机床的加工与编程 篇6

零件在进行数控铣削加工时, 由于加工过程的自动化, 实用余量的大小, 如何装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好, 否则, 如果毛坯不适合数控铣削, 加工将很难进行下去。根据分析零件图得到, 所选毛坯尺寸为:100mm×100mm×25mm。

该零件由正方形底座、凸台、腰形槽、圆孔组成, 有尺寸精度要求, 尺寸公差为0.03, 无表面粗糙度要求, 但有制造公差, 公差值有0.03、0.04、0.06, 尺寸标注完整。

从图示结构来看, 该零件包括了凸台、平面、凹槽、打孔等加工。有较严格的尺寸精度和行为公差等要求, 适合数控铣床铣削加工。尺寸标注完整, 轮廓描述清楚。零件的材料为45刚, 该材料具有较高的强度和较好的韧性、塑性, 零件生产类型为单件小批量。

二、机床的选择原则

根据图形结构有圆弧、腰形槽、凸台、深孔等型面, 加工内容较为复杂, 为了避免重复定位带来的误差, 减少手工换刀操作, 故用数控铣床来完成此次加工任务, 数控铣床的特点:一是零件加工的适应性强, 能加工零件轮廓形状非常复杂或难以控制尺寸的零件。二是能加工普通机床不易加工的零件。三是能在一次装夹定位后, 进行多道工序加工。四是加工精度高、加工质量稳定可靠。五是生产自动化程度和效率较高。六是对刀具的要求较高, 具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。

三、加工顺序方案的制定

一是用立铣刀铣凸台;二是用立铣刀铣轮廓;三是铣两个腰形凹槽;四是用转头钻孔;五是用立铣刀扩孔;六是用铰刀铰孔。

四、定位及装卡

数控机床上由程序控制刀具的运动, 不需要利用夹具限制刀具的位置, 即不需要夹具的对刀和导向功能, 所以数控机床所用夹具只要求具有工件的定位和夹紧功能, 其所用夹具的结构一般比较简单。

通过对零件图的分析, 采用传统装夹即能满足条件。

五、刀具的选择

加工铣凸台, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。

加工铣轮廓, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。

加工铣腰形凹槽, 刀具号T01, Φ12mm立铣刀, 主轴转速800 (r/min) , 进给速度200 (mm/min) , 背吃刀量8 (mm) 。

钻孔, 刀具号T02, Φ8mm钻头, 主轴转速600 (r/min) , 进给速度50 (mm/min) 。

扩孔, 刀具号T03, Φ10mm立铣刀, 主轴转速600 (r/min) , 进给速度150 (mm/min) , 背吃刀量6 (mm) 。

绞孔, 刀具号T04, Φ12mm铰刀, 主轴转速200 (r/min) , 进给速度60。

六、程序单

现以加工外轮廓为例, 编写加工程序如下:

摘要：随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈, 数控加工技术在机械及相关行业领域发挥着重要的作用。数控机床加工对零件结构工艺性分析、基准的选择、刀具的选择、工艺路线的确定、程序的编制等均有较高的要求。在制定零件加工工艺过程中, 需要注意的是零件的结构特点、精度等技术要求, 选用合理的加工工艺。用G代码编制该零件的数控加工程序, 其中零件工艺规程的分析是此次课程的重点和难点。

高速数控加工机床的编程策略 篇7

高速机床对数控加工程序要求很高的安全性、 有效性, 任何编程过程的失误都会造成非常严重的事故, 而且由于高速运动无法靠人工急停来预防, 这需要CAM系统必须具备全自动的防过切、防碰撞功能, 确保加工指令的绝对安全。使用高速加工机床及用CAM软件进行编程, 注意加工工艺的安全性和有效性, 及工艺策略等方面的经验积累, 可对切削技术人员起到正确的指导作用。

2高速切削对数控编程的要求

2.1尽量避免加工方向的突然改变

应避免刀具轨迹中走刀方向的突然变化, 以免因局部过切而造成刀具或设备的损坏;走刀速度要平稳, 避免突然加速或减速;应采用光滑的转弯走刀, 以保证高速加工的平稳, 如图1所示, 在尖角处刀路改成了圆弧过渡, 这可由CAM软件中切削参数里面的“拐角”选项设定。 进退刀方式可采用螺旋线、圆弧和斜线方式, 如图2所示的圆弧切入切出走刀方式, 这可由CAM软件中的非切削参数选项设定。在曲面等高切削等涉及到相邻两层切削刀路间的移刀情况出现时, 最有效的方法是附加圆滑刀具转接。两层间的刀路圆弧转接既有效的解决了刀路平滑的要求, 又符合螺旋下刀减少切削阻力的问题, 如图3所示。

2.2尽量保持刀具负载不变

高速加工时, 建议尽可能地保持一个稳定的切削参数, 包括保持切削厚度、进给量和切削线速度的一致性。如图4所示, 分层切削要优于仿形加工。摆线式加工这是一种专门针对高速加工的刀位轨迹策略, 所谓“摆线”即为圆上一固定点随着圆沿曲线滚动时生成的轨迹, 由于切削过程中总是沿一条具有固定曲率的曲线运动, 使得刀具运动总能保持一致的进给率。如图5所示, 在曲面切槽加工中, 当用螺旋下刀切入工件后, 利用摆线切削摆动前进切开一道或两道通槽, 而不是直接直线走刀切削通槽, 在通槽切削出来后, 再使用直线走刀进行切削。这样就有效地避免了全刃径的切削, 使得整个曲面切槽加工的每刀的切削负荷更加平均了。

2.3高速加工刀具路径的优化

在高速加工过程中, 应输出光滑、平顺的刀位轨迹, 现有的CAM系统中的高速加工路径的生成, 通常基于对传统加工路径的修正与改造。

2.3.1刀具轨迹切削方式的修正

包括在相邻的两行切刀路间附加圆滑刀路转接;在相邻的两层切削刀路间附加圆滑刀路转接;垂直进刀要尽量使用螺旋进给, 应避免垂直下刀;程序中走刀不能拐硬弯, 要尽可能地减少任何切削方向的突然变化, 从而尽量减少切削速度的降低;尽量减少全刀宽切削, 保持金属切除率的稳定性。

2.3.2使用NURBS输出程序

在复杂形状零件的高速加工中, 采用直线段逼近零件形状, 为保证加工精度每段NC代码定义的位移较小, 因而NC代码变得非常庞大。而且直线插补加工时为降低直线端的速度冲击, 数控系统监控功能在直线端不断加减速, 而NURBS插补刀轨在允许的加工方向变化范围内, 无需加减速。例如在UGCAM等软件中做轮廓铣的时候, 在机床控制对话框中设置运动输出Motion Output为NURBS , 则生成简化的NC程序, 使机床以更高的进给率产生更光顺的曲面精加工效果。

结束语

高速加工对加工工艺走刀方式比传统方式有着特殊要求, 使用CAM系统进行数控编程时, 在刀具轨迹生成方面应具备相应的功能, 首先要注意加工方法的安全性和有效性;其次, 要尽一切可能保证刀具运动轨迹的光滑与平稳, 这会直接影响加工质量和机床主轴等零件的寿命;最后, 要尽量使刀具载荷均匀, 这会直接影响刀具的寿命。

摘要：安全、高效、高质量是高速数控加工的主要目标。一个优秀的CAM编程系统应具有很高的计算速度、较强的插补功能、待加工轨迹监控功能、刀具轨迹编辑优化功能等。分析了高速加工对数控编程的要求, 强调了刀路轨迹光滑、载荷平稳和轨迹的优化。

关键词：数控加工,刀具路径,优化,高速切削

参考文献

[1]孙全平.高速铣削加工工艺优化技术的研究[J].机床与液压, 2006, (1) :21-24.

[2]王成勇.模具高速加工的NC编程策略[J].制造技术与机床, 2003, (2) :25-29.

机床可编程控制器 篇8

1 故障一

一台装有西门子3M系统的数控球道磨床,在开机回参考点时,X轴和Y轴回参考点时没问题,Z轴回参考点不走,手动也不走。

故障分析与检测:2个轴运动没有问题,仅Z轴不动,这说明系统没有问题,可能是Z轴的使用条件没有满足。

根据西门子3M系统的工作原理,PLC输出Q72.3是Z轴进给使能信号(如图1所示),检查这个信号为“0”V,确实有问题。

结合B轴进给使能信号Q72.3的梯形图分析,用机外编程器监视梯形图的运行,发现是因为标志位F122.4触点没有闭合导致Z轴进给使能条件Q73.2没有满足,关于标志位F122.4的梯形图在PB3的15中,相关梯形图如图2所示。

用编程器继续监视梯形图的运行,发现图2中标志位F105.6的触点没有闭合。关于标志位F105.6的梯形图(如图3所示)在PB3的13中,监视梯形图图3的运行,发现标志位F105.6无电是因为定时器T8的触点没有闭合。

用编程器监视图4所示的关于定时器T8的梯形图,发现定时器T8的输入信号端T1连接的触点I3.6没有闭合,致使定时器T8没有得电。

根据数控机床的控制原理,PLC输入端信号I3.6是分度装置的在位信号(如图5所示),它来自于接近开关B36,属于检测分度装置是否到位的反馈信号,测量13.6的信号为“0”V,因此怀疑分度装置没安装到位,但检查分度装置已经安装到位了;接着检查接近开关B36,发现B36的感应端头位置有问题:感应头与检测目标的距离有些远,检测不到分度装置已到位信号。

故障处理:将B36接近开关位置调整好,紧固上后,这时机床Z轴正常回参考点没有问题,机床故障被排除。

2 故障二

一台装有西门子3TT系统的数控球道铣床工作台不旋转,这台机床是一台三工位的数控铣床,在一工位装、卸工件,二工位粗铣,三工位精铣,正常时工作台可以旋转。

故障分析与检查:根据工作台的控制原理,旋转时首先将工作台浮起,这个动作是气动的,浮起之后才能由液压系统控制旋转;工作台浮起是气动电磁阀Y1.2由PLC输出Q1.2控制,利用系统PC功能下的PLC STATUS(PLC状态)功能检查PLC输出Q1.2的状态,在旋转时为“0”,没有变为“1”,为此以Q1.2为线索,利用机外编程器在线跟踪相关梯形图的运行状态。

梯形图在线跟踪:将编程器PC685连接到数控系统上,查找关于Q1.2的梯形图,Q1.2的梯形图在PB20的第2段中(如图6所示),标志位F97.0的触点没有闭合是PLC输出Q1.2没电的原因。

继续观察PB20的9段中关于标志位F97.0的梯形图(见图7),发现标志位F120.6的触点没有闭合,使F97.0没有置位。

继续观察PB20的3段中关于F120.6的梯形图(见图8),发现标志位F120.6没电是因为标志位F120.4的触点没有闭合。

故障根本原因尚未找到,继续跟踪梯形图PB20的3段,发现工作台旋转的先决条件标志位F120.3的触点没有是标志位F120.4没电的原因(如图9所示)。向下查看PB15的5段中关于F120.3的梯形图(如图10所示),标志位F122.3和F121.5触点都未闭合,导致F120.3没电。根据机床工作原理,标志位F121.5是工作台到位信号,断开是正常的,只是分度头都在起始位置的标志位F122.3触点没有闭合而影响了F120.3得电。

因机床安全的要求,只有2个加工工位的分度头都在起始位置时,工作台才能旋转。但分度头无论怎样分度,这个标志位都是“0”,为此继续跟踪PB21的4段关于F122.3的梯形图(见图11),发现PLC输入I9.7的触点没有闭合,故标志位F122.3总是没电。PLC输入I9.7和I10.6连接的接近开关用来检测反应二、三工位分度头是否在起始位置,正常情况下两者应该同步动作,但分度时I9.7和I10.6状态总是相反,进一步检查发现三工位分度头产生机械错位,是机械问题引起机床不能正常工作。

故障处理:调整三工位分度机械机构,使2个工位分度同步进行,这时机床恢复正常使用

3 小结

现代数控系统的可靠性越来越高,数控系统本身的故障越来越少,大部分故障是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是由于操作、调整处理不当引起的,多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。

浅谈数控机床编程中的几个“点” 篇9

1 机床坐标系的确定

数控机床坐标系是为了确定工件在数控机床中的位置、机床运动部件的特殊位置以及运动范围等建立的几何坐标系, 标准的直角坐标系X、Y、Z采用右手直角笛卡尔坐标系原则, 围绕X、Y、Z各轴回转的运动及其正方向A、B、C分别用右手螺旋定则确定。如图1所示:

通常在坐标命名或编程时, 不论机床在加工中是刀具移动, 还是被加工工件移动, 都一律假定被加工工件相对静止不动, 而刀具在移动, 并同时规定刀具远离工件的方向为坐标的正方向。

2 机床原点、参考点、工件原点

数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系, 机床坐标系的原点也称机床原点或零点, 这个原点是机床固有的点, 由生产厂家确定, 不能随意改变, 是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同, 一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处如数控车床, 还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近如数控铣床。如图2所示:

参考点也称基准点, 是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点, 与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后, 都要有回参考点的操作, 数控装置通过参考点确认出机床原点的位置, 数控机床也就建立了机床坐标系。

用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程时很不方便的, 在编写零件的加工程序时, 常常还选择一个工件坐标系 (又称编程坐标系) 。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素 (如点、直线、圆弧等) 的位置而建立的坐标系, 是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的, 工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点, 其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。

3 对刀点、换刀点、刀位点

对刀点就是在数控机床上加工零件时, 刀具相对于工件运动的起点又称为程序起点或起刀点。在编程时, 应正确地选择对刀点和换刀点的位置。对刀是数控加工中的主要操作和重要技能, 在一定条件下, 对刀的精度可以决定零件的加工精度, 同时, 对刀效率还直接影响数控加工效率。

对刀点可以设在工件上, 也可以设在与工件的定位基准有一定关系的夹具某一位置上。其选择原则如下:1) 对刀点的选择应便于坐标值的计算, 方便编程。2) 对刀点是程序的起点, 在批量生产中, 要考虑对刀的重复精度, 因此, 对刀点的位置应容易找正、便于检查。3) 对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上, 以利提高加工精度, 减少误差。

数控加工过程中需要换刀, 为了避免换刀时碰伤工件, 编程时要设置一个换刀点。换刀点可以是某一个固定点, 也可以是任意一点。在数控加工过程中, 一个零件加工常常需要有几个工序, 这样就需要几把刀来完成加工过程, 而对多把刀具的互换一般选择在同一个点进行有利于提高换刀速度和质量, 此外换刀点还可以选择在对刀点或机床原点上。

所谓刀位点, 是加工程序编制中表示刀具特征的点, 也是对刀和加工的基准, 对刀时应使对刀点与刀位点重合。圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的球心点;车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心;钻头的刀位点是钻头顶点。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹, 实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成。刀具路径与实际的加工轮廓并非重合但有一定的变化联系。数控加工中几个点的位置关系如图3所示:

4 切入点和切出点

数控铣削平面零件外轮廓时, 一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕, 刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理, 应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成, 这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。如图4所示:

刀具的切入切出点应按以下原则进行:

1) 切入点选择的原则。既在进刀或切削曲面的过程中, 要保证刀具不受损坏。一般来说, 对粗加工而言, 选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点。因为该点的切削余量较小, 进刀时不易损坏刀具。对精加工而言, 选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点。因为在该点处, 刀具所受的弯矩较小, 不易折断刀具。

2) 切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工, 或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短, 并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面, 用曲面的某角点作为切出点;对于被加工曲面为封闭型曲面, 只能用曲面的一个角点作为切出点

5 结语

数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择, 正确区分和掌握数控机床中“点”的概念、作用是安全、正确使用数控机床的前提, 本文中已经对它们进行了详尽的论述, 弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们们善于分析比较, 挖掘数控机床中“点”们的异同点, 并在实践中加以区分, 总结积累优化使用的经验, 那么一定会使数控机床的“点”在数控技术的提高中发挥巨大的作用。

参考文献

[1]杜国臣.数控机床编程[M].北京:机械工业出版社, 2007.

[2]王宝成.数控机床与编程实用教程[M].天津:天津大学出版社, 2004.

机床可编程控制器 篇10

关键词：数控机床,编程,长度,尺寸公差

引言

机械加工零件图上, 长度方向尺寸标注以基准为起点, 所标注的尺寸精度可分为三种类型。第一种, 基本尺寸和极限偏差、上下偏差的绝对值相等;第二种, 基本尺寸和极限偏差、上下偏差的绝对值不相等;第三种, 只有基本尺寸没有偏差。数控车床手工编程时, 先在零件图的右端面中心点处设置工件坐标系原点 (X0, Y0) , 建立工件坐标系。然后, 以此为起点计算零件图上各交点或切点处的坐标值, 作为编程时刀具运行轨迹中程序段的终点坐标值, 这个坐标值通常只有基本尺寸没有极限偏差。数控铣床手工编程时, 编程人员根据零件的特点, 在有利于加工的位置, 选定工件坐标系的原点 (X0, Y0) , 建立工件坐标系。程序中各程序段终点坐标值的计算通常只考虑基本尺寸, 没有考虑极限偏差的要求。这样就可能使设计基准与工艺基准不重合, 造成基准不重合误差, 从而引起长度方向各尺寸的累计误差, 使得加工精度不符合图纸上尺寸精度的要求。尽管操作人员在精加工时通过刀补的办法来保证加工精度满足图纸设计精度的要求, 但这样做浪费时间, 影响数控机床加工效率。

1 工件坐标系的选择

根据机械加工工艺的要求, 数控编程中工件坐标系应根据零件的特点选择。工件坐标系原点的选择原则:第一, 工件坐标系的原点应选在零件图的尺寸基准上, 以便于基点坐标值的计算, 减少错误, 也符合基准统一原则, 有利于加工精度的保证;第二, 工件坐标系原点尽量选择在加工精度较高的工件表面上, 以利于提高零件的加工精度;第三, 对于对称型零件, 工件坐标系原点可设在零件的对称轴线上或对称中心上;第四, 对一般零件, 工件坐标系原点选在工件外轮廓的某一点上;第五, 工件坐标系Z轴方向的零点, 一般设在工件上表面。工件坐标系原点就是编程零点。所以, 不论是数控车床还是数控铣床工件, 坐标系的选择要根据零件图的结构特点和精度要求选择。首先考虑的是选择在尺寸线的基准上, 其次考虑选择在精度较高的表面及对称轴线上。

2 基点坐标的计算

对于基点坐标的计算, 不仅要考虑基本尺寸, 还要考虑极限偏差。零件图上基本尺寸和极限偏差的标注形式通常有三种:上下偏差的绝对值相等, 上下偏差的绝对值不相等, 只有基本尺寸没有偏差。

2.1 标注基本尺寸和极限偏差、上下偏差的绝对值相等

在尺寸公差带图中, 公差带可以与零线相交, 可以分布在零线上方、零线下方。如果零线正处在尺寸公差带的中间, 就是说零线平分尺寸公差带, 处在极限偏差的中间, 上下偏差的绝对值相等。这时, 应采取求平均值的方法来求基点坐标值。

平均尺寸:最大极限尺寸与最小极限尺寸之和的平均值。

例如:图纸标注尺寸为:L±T/2, 基本尺寸为L, 公差值为T, es=-ei;公差值T=es-ei;最大极限尺寸;最小极限尺寸。

平均尺寸:

平均偏差:平均尺寸的极限偏差, 即:

所以, 零件图上尺寸公差标注为基本尺寸和上下偏差。上下偏差的绝对值相等时, 平均尺寸等于基本尺寸, 平均偏差等于极限偏差。编程时, 基点坐标直接采用基本尺寸, 不用计算平均值。零件精度检验时, 可按原图纸上标注的基本尺寸和极限偏差来检验。

2.2 标注基本尺寸和极限偏差、上下偏差的绝对值不相等

在尺寸公差带图中, 公差带可以与零线相交, 可以分布在零线上方、零线下方。零线不在尺寸公差带的中间时, 上下偏差的绝对值不相等。也就是说, 基本尺寸不等于平均尺寸, 基本偏差不等于平均偏差。这时, 必须计算平均尺寸来求基点坐标值。将上下偏差不相等的尺寸公差带形式转换为上下偏差相等的尺寸公差带形式, 才能将平均尺寸代入程序段作为基点坐标值。

例如:图纸标注尺寸为:L±T/2, 基本尺寸为L, 公差值为T, es≠-ei;公差值T=es-ei;最大极限尺寸;最小极限尺寸。

平均尺寸:

平均偏差:平均尺寸的极限偏差, 即:

图纸上尺寸标注为基本尺寸及其极限偏差、上下偏差的绝对值不相等, 求基点坐标时必须将基本尺寸转换为平均尺寸, 将极限偏差转换为平均偏差。这样, 编程时才能将平均尺寸代入程序段作为基点坐标。平均尺寸等于基本尺寸加上极限偏差之和的一半;平均偏差的绝对值为公差值的一半。零件精度检验时, 可按原图纸标注的基本尺寸和极限偏差来检验。

2.3 只标注基本尺寸没有标注极限偏差

图纸上尺寸标注只有基本尺寸没有极限偏差, 这时不能简单理解为没有极限偏差, 应该按未注公差对待。

未注公差也称自由公差, 是指图纸上没有标注公差等级或尺寸公差带的允许公差。但是, 这个尺寸不是任意的, 它受一个默认精度的控制。其公差的取值范围一般根据零件的生产工艺确定, 一般来说, 可以用IT12~13或GB/T1804中的m级。未注公差也是有基本尺寸和公差等级的, 现在一般称“未注尺寸公差”, 是指在车间通常加工条件下可保证的公差, 分精密f、中等m、粗糙c、最粗v共4个公差等级, 相应的国家标准是GB/T1804-2008。采用此标准规定的公差应在图样标题栏附近或技术要求、技术文件 (如企业标准) 中, 注出该标准号及公差等级代号。至于具体的公差值, 则根据公差等级及基本尺寸的不同而不同。例如, 中等级尺寸段为0.5~3和中等级尺寸段为120~400极限偏差数值分别为±0.1和±0.5。根据国家标准, 基本尺寸为0~500mm时, IT4-18级精度标准公差表如表1所示。 (注:基本尺寸小于1mm时, 无IT14至IT18) 。

由表1可以看出, 图纸上尺寸标注为只有基本尺寸没有极限偏差时, 应该按未注公差对待。未注公差的极限偏差绝对值相等, 公差带对称分布在零线两侧, 基本尺寸就是平均尺寸, 极限偏差就是平均偏差。编程时, 基点坐标直接采用基本尺寸, 不用计算平均值。零件精度检验时, 按所采用未注公差精度等级所对应的极限偏差来检验。

3 结论

数控机床加工手工编程时, 不论零件图上长度方向尺寸公差的标注形式是哪一种类型, 工件坐标系的设定都必须根据零件图的结构特点和精度要求。首先选择在尺寸线的基准上, 其次选择在精度较高的表面上, 最后考虑对称轴线及外轮廓的某一点上。计算基点坐标时, 应将图纸上基本尺寸和极限偏差转换为平均尺寸和平均偏差。程序段中, 指令点的坐标值应采用平均尺寸。对已加工零件检验时, 应按照图纸上所标注的基本尺寸和极限偏差来检验, 符合则为合格。

参考文献

[1]徐茂功.公差配合与技术测量[M].北京:机械工业出版社, 2012.

[2]国家机械工业局.GB/T1804-2008一般公差线性尺寸的未注公差[S].2008.