在數(shù)控機床上加工零件時,要事先根據(jù)零件加工圖紙的要求確定零件加工路線、工藝參數(shù)和刀具數(shù)據(jù),再按數(shù)控機床編程手冊的有關(guān)規(guī)定編寫零件數(shù)控加工程序,然后通過輸入裝置將數(shù)控加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng),在數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的支持下,經(jīng)過處理與計算后,發(fā)出相應(yīng)的控制指令,通過伺服系統(tǒng)使機床按預(yù)定的軌跡運動,從而進行零件的切削加工。
在數(shù)控機床上加工零件的整個工作過程如下:
1.零件圖工藝處理 拿到零件加工圖紙后,應(yīng)根據(jù)圖紙,對工件的形狀、尺寸、位置關(guān)系、技術(shù)要求進行分析,然后確定合理的加工方案、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)、對刀點、換刀點,同時還要考慮所用數(shù)控機床的指令功能。
2.?dāng)?shù)學(xué)處理 在工藝處理后,應(yīng)根據(jù)加工路線、圖紙上的幾何尺寸,計算刀具中心運動軌跡,獲得刀位數(shù)據(jù)。如果數(shù)控系統(tǒng)有刀具補償功能,則需要計算出輪廓軌跡上的坐標值。
3.?dāng)?shù)控編程 根據(jù)加工路線、工藝參數(shù)、刀位數(shù)據(jù)及數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序段格式,編寫數(shù)控加工程序。程序編完后,可存放在控制介質(zhì)(如軟盤、磁帶)上。
4.程序輸入 數(shù)控加工程序通過輸入裝置輸入到數(shù)控系統(tǒng)。目前采用的輸入方法主要有軟驅(qū)、usb接口、rs232c接口、mdi手動輸入、分布式數(shù)字控制(direct numerical control ,dnc)接口、網(wǎng)絡(luò)接口等。數(shù)控系統(tǒng)一般有兩種不同的輸入工作方式:一種是邊輸入邊加工,dnc即屬于此類工作方式;另一種是一次將零件數(shù)控加工程序輸入到計算機內(nèi)部的存儲器,加工時再由存儲器一段一段地往外讀出,軟驅(qū)、usb接口即屬于此類工作方式。
5.譯碼 輸入的程序中含有零件的輪廓信息(如直線的起點和終點坐標;圓弧的起點、終點、圓心坐標;孔的中心坐標、孔的深度等)、切削用量(進給速度、主軸轉(zhuǎn)速)、輔助信息(換刀、冷卻液開與關(guān)、主軸順轉(zhuǎn)與逆轉(zhuǎn)等)。數(shù)控系統(tǒng)按一個程序段為單位,按照一定的語法規(guī)則把數(shù)控程序解釋、翻譯成計算機內(nèi)部能識別的數(shù)據(jù)格式,并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存區(qū)內(nèi)。在譯碼的同時還完成對程序段的語法檢查。一旦有錯,立即給出報警信息。
6.?dāng)?shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理程序一般包括刀具補償、速度計算以及輔助功能的處理程序。刀具補償有刀具半徑補償和刀具長度補償。刀具半徑補償?shù)娜蝿?wù)是根據(jù)刀具半徑補償值和零件輪廓軌跡計算出刀具中心軌跡。刀具長度補償?shù)娜蝿?wù)是根據(jù)刀具長度補償值和程序值計算出刀具軸向?qū)嶋H移動值。速度計算是根據(jù)程序中所給的合成進給速度計算出各坐標軸運動方向的分速度。輔助功能的處理主要完成指令的識別、存儲、設(shè)標志,這些指令大都是開關(guān)量信號,現(xiàn)代數(shù)控機床可由plc控制。
7.插補 數(shù)控加工程序提供了刀具運動的起點、終點和運動軌跡,而刀具從起點沿直線或圓弧運動軌跡走向終點的過程則要通過數(shù)控系統(tǒng)的插補軟件來控制。插補的任務(wù)就是通過插補計算程序,根據(jù)程序規(guī)定的進給速度要求,完成在輪廓起點和終點之間的中間點的坐標值計算,也即數(shù)據(jù)點的密化工作。
8.伺服控制與加工 伺服系統(tǒng)接受插補運算后的脈沖指令信號或插補周期內(nèi)的位置增量信號,經(jīng)放大后驅(qū)動伺服電機,帶動機床的執(zhí)行部件運動,從而加工出零件。