第3章 数控铣床的操作与编程

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1、第3章数控铣床的操作与编程3.1数控铣床及其组成3.1.1数控铣床的类型及基本组成1．数控铣床的类型（1）数控仿形铣床：通过数控装置将靠模移动量数字化后，可得到高的加工精度，可进行较高速度的仿形加工。进给速度仅受刀具和材料的影响。（2）数控摇臂铣床：摇臂铣床采用数控装置可提高效率和加工精度，可以加工手动铣床难以加工的零件。（3）数控万能工具铣床：采用数控装置的万能工具铣床有手动指令简易数控型、直线点位系统数控型和曲线轨迹系统数控型。操作方便，便于调试和维修。当然，这类机床基本都具有钻、镗加工的能力。（4）数控龙门铣床：工作台宽度在630mm以上的数控铣床，多采用龙门式布局。

2、其功能向加工中心靠近，用于大工件、大平面的加工。另外，若按照主轴放置方式可有卧式数控铣床和立式数控铣床之分。对立式数控铣床而言，若按Z轴方向运动的实现形式又可有工作台升降式和刀具升降式（固定工作台）。立式升降台数控铣床由于受工作台本身重量的影响，使得采用不能自锁的滚珠丝杠导轨有一定的技术难度，故一般多用于垂直工作行程较大的场合。当垂直工作行程较小时，则常用刀具升降的固定工作台式数控铣床，刀具主轴在小范围内运动，其刚性较容易保证。图3-1XK5032型数控铣床若按数控装置控制的轴数，可有两坐标联动和三坐标联动之分。若有特定要求，还可考虑加进一个回转的A坐标或C坐标，即增加一个

3、数控分度头或数控回转工作台。这时机床应相应地配制成四坐标控制系统。2．数控铣床的结构组成如图3-1所示是XK5032型立式数控铣床的外形结构图。和传统的铣床一样，机床的主要部件有床身、铣头、主轴、纵向工作台（X轴）、横向床鞍（Y轴）、可调升降台（手动）、液压与气动控制系统、电气控制系统等。作为数控机床的特征部件有X、Y、Z（刀具）各进给轴驱动用伺服电机、行程限位及保护开关、数控操作面板及其控制台。伺服电机内装有脉冲编码器，位置及速度反馈信息均由此取得，构成半闭环控制系统。XK5032型数控铣床是配有高精度、高性能、带有CNC控制软件系统的三坐标数控铣床（可选配FANUC3M

4、A/10M/11M/12M多种CNC系统），并可加第四轴。机床具有直线插补、圆弧插补、三坐标联动空间直线插补功能，还有刀具补偿、固定循环和用户宏程序等功能；能完成90%以上的基本铣削、镗削、钻削、攻螺纹及自动工作循环等工作，可用于加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件。图3-2ZJK7532-1型数控钻铣床ZJK7532-1型数控钻铣床是华中数控研制生产的一种经济型数控铣床，机床构成如图3-2所示。主要由个人计算机（PC机）、控制接口柜、机械操作面板、冷却供液系统及机床本体等部分组成。各进给轴用步进电机驱动，是典型的开环控制机床，采用通用PC机和华中数控公司开发的HCNC-

5、M控制软件直接联机控制，功能基本和XK5032数控铣床类同。3.1.2数控铣床的传动及速度控制如图3-3所示为XK5032型数控铣床的传动系统图。该机床主传动采用专用的无级调速主电动机，由皮带轮将运动传至主轴。主轴转速分为高低两档，通过更换带轮的方法来实现换档。当换上f96.52mm/f127mm的带轮时，主轴转速为80~4500r/min（高速档），当换上f71.12mm/f162.56mm的带轮时，主轴转速为45~2600r/min（低速档）。每档内的转速选择可由程序中的S指令给定，也可由手动操作执行。图3-3XK5032型数控铣的传动系统图工作台的纵向（X轴）和横向（

6、Y轴）进给运动、主轴套筒的垂直（Z轴）进给运动，都是由各自的交流伺服电机驱动，分别通过同步齿形带传给滚珠丝杠，实现进给。各轴的进给速度范围是5~2500mm/min，各轴的快进速度为5000mm/min。当然实际移动速度还受操作面板上速度修调开关的影响。床鞍的纵、横向导轨面均采用了贴塑面，提高了导轨的耐磨性，消除了低速爬行现象。ZJK7532-1型数控钻铣床的主传动是由主电机经三级齿轮传动传递到主轴，采用传统的齿轮箱及其机械式的换档变速方式，换档变速应在机床停止运转时靠手工进行。主轴转速从85~1600r/min共有6级变化，见表3-1。可通过改变主轴箱正面的高低档（H、L

7、）及各档级数（1、2、3级）来实现。表3-1ZJK7532-1型数控钻铣床的主轴转速频率转速（r/min）H1H2H3L1L2L350HZ16009005302501408560HZ19001060630300170100X、Y、Z各进给轴均由步进电机直接带动丝杆完成各个方向的进给运动。Z轴运动是整个铣头（包括主电机及主传动系统）一起进行的。ZJK7532-1型数控钻铣床的主要技术参数为：工作台工作面积240×480mm2主轴转速级数6工作台纵向最大行程（X轴）400mm主轴转速范围85~1600r/min工作台横