第一篇：《數(shù)控技術(shù)》雙語 電子教案 Chapter 1

河南科技大學(xué)教案首頁

課程名稱 數(shù)控技術(shù)（雙語）任課教師 韓建海

Chapter 1 Introduction to Numerical Control 計劃學(xué)時 6 教學(xué)目的和要求：

Through the study of this chapter ,students should grasp the basic concepts of NC, CNC ,NC machine tools and so on;understand the characteristics and main technical indicators of CNC machine tools;master the composition and classification of CNC machine tools;know the prospects of Numerical Control.重點：

1.Basic Components and classification of NC machine tools.2.Application of NC machine tools.3.Prospects of Numerical Control.難點：

1.Concept of interpolation．

2.Control principle and composition of NC machine tools.思考題：

1.What are the components of NC machine tool，and the function of each component? 2.What is the Point-to-point control，contouring control NC machine tool? 3.What is the open-loop control，half-closed-loop control and closed-loop control NC machine ? 4.What are the Advantages and Disadvantages of NC? 5.What work parts are suited for machining by NC machine?

內(nèi)容提要

This chapter introduces the basic concepts of the numerical control technology and NC machine tools;components of CNC machine tools;characteristics of CNC machining;Control principle and classification of CNC machine tools;scope of application of CNC machine tools;history and prospects of NC technology and NC machine tools.Chapter 1 Introduction to Numerical Control 1.1 FUNDAMENTALS OF NC TECHNOLOGY 1.1.1 Development History of NC The concept for NC dates from the late 1940s．The numerical data was stored in the punched cards．

The first NC machine was developed in 1952．MIT met the challenge successfully，and in 1952 demonstrated a Cincinnati Hydrotel milling machine equipped with the new technology，which was named Numerical control(NC)and used a pre-punched tape as the input media．

Since 1952，practically every machine tool manufacturer in the Western world has converted part or its entire product to NC．

The first NC machines used vacuum tubes，electrical relays，and complicated machine control interfaces(1952)．The second generation of machines utilized improved miniature electronic tubes(1959)，and later small scale integrated circuits(1965)．

As computer technology improved，NC underwent one of the most rapid changes known in history．The fourth generation used much improved integrated circuit(1970s)．

The fifth generation is microprocessor CNC(1980s)．

Among the strengths of the fifth generation microprocessor CNC(MCNC)are added part program memory storage，reduction of printed circuit boards，programmable interface，faster memory access，parametric subroutines，and macro capabilities．

1.1.2 Concept of NC and CNC Numerical control(NC)is a form of programmable automation in which the mechanical actions of a machine tool or other equipment are controlled by a program containing coded alphanumeric data．

The capability to change the program makes NC suitable for low and medium production．It is much easier to write new programs than to make major alterations of the processing equipment．

Numerically controlled(NC)machine tools were developed to fulfill the contour machining requirements of complex aircraft parts and forming dies．The first-generation numerically controlled units used digital electronic circuits and did not contain any actual central processing unit；thereby they were called NC or hardwired NC machine tools．In 1970s，computer numerically controlled(CNC)machine tools were developed with minicomputers used as control units．With the advances in electronics and computer technology，current CNC systems employed several high-performance microprocessors and programmable logical controllers that work in a parallel and coordinated fashion．Current CNC systems allow simultaneous servo position and velocity control of all the axis，monitoring of controller and machine tool performance，online part programming with graphical assistance，in-process cutting process monitoring，and in-process part gauging for completely unmanned machining operations． Manufacturers offer most of these features as options．Today，virtually all the new machine control units are based on computer technology；hence，when we refer to NC in chapter and elsewhere, we mean CNC．

1.1.3 Basic Components of NC Machine Tools 1.The work process of NC.2.A typical NC machine tool has five fundamental units：

(1)the input media，(2)the machine control unit，(3)the servo-drive unit，(4)the feedback transducer，and(5)the mechanical machine tool unit．The general relationship among the five components is illustrated in Figure 1.2．

(1)The input media contains the program.of instructions，it is the detailed step-by-step commands that direct the actions of the machine tool；the program of instructions is called a part program.The individual commands refer to positions of a cutting tool relative to the worktable on which the work part is fixtured.Additional instructions are usually included, such as spindle speed , feed rate, cutting tool selection, and other functions．The program is coded on a suitable medium for submission to the machine control unit．For many years，the common medium was 1-inch wide punched tape，using a standard format that could be interpreted by the machine control unit．Today，punched tape has largely been replaced by newer storage technologies in modern machine shops．These technologies include magnetic tape，diskette，and electronic transfer of part programs from a computer．(2)In modern CNC technology，the machine control unit(MCU)consists of a microcomputer and related control hardware that stores the program of instructions and executes it by controlling each command into mechanical actions of machine tool，one command at a time．The MCU includes system software，calculation algorithm，and transition software to covert the NC parts program into a usable format for the MCU．

(3)The third basic component of an NC system is the servo-drive unit；the drives in machine tools are classified as spindle and feed drive mechanisms．Spindle and feed drive motors and the。servo-amplifiers are the components of the servo-drive unit．The MCU processes the data and generates discrete numerical position commands for each feed drive and velocity command for the spindle drive．The numerical commands are converted into signal v01tage by the，MUC unit and sent to servo-amplifiers, which process and amplify them to the high voltage levels required by the drive motors．

(4)The forth basic component of an NC system is the feedback transducer．As the drives Move, sensors measure their actual position．The difference between the required position and the actual position is detected by comparison circuit and the action is taken，within the servo． to minimize this difference．

(5)The fifth basic component of an NC system is the machine tool that performs useful Work.It accomplishes the processing steps to transform the starting workpiece into a completed part.Its operations are directed by the MCU，which in turn is driven by instructions contained in the part program．In the most common example of NC，machine tool consists of the worktable and spindle．

1.2 CLASSIFICATIONS OF NC MACHNINES Numerical control machines are classified in different way：(1)the types of NC motion control system，(2)the type of servo-drive system，(3)application of NC．

1.2.1 Types of NC Motion Control System Some NC processes are performed at discrete locations on the workpart(e．g．，drilling，punching and spot welding)．Others are carried out while the workhead is moving(e．g.turning，milling and continuous arc welding)．If the workhead is moving，it may be required to follow a straight-line path or a circular or other curvilinear path．These different types of movement are accomplished by the motion control system．

Motion control systems for NC can be divided into two types：

(1)point-to-point,(2)continuous path，those features are explained below．

1.2.1.1 Point-to-Point Control Systems Point-to-point system，also called Positing control systems.Moves the worktable to a programmed location without regard for the path． Such as drilling or punching a hole． As depicted in Figure 1．3．

Phenomenon : zigzag path ,straight-cut(45 vectors)．

01.2.1.2 Contouring Control Systems The contouring facility enables an NC machine to follow any path at any prescribed feed-rate．The contouring control system，also called continuous path control systems，manages the simultaneous motion of the cutting tool in two，three，four，or five axes(the fourth and fifth axes are angular orientations)by interpolating the proper path between prescribed points． In this case，the tool performs the process while the worktable is moving，thus enabling the system to generate angular surfaces，two-dimensional curves，or three-dimensional contours in the workpart．This control mode is required in many milling and turning operations．A simple two-dimensional profile milling operation is shown in Figure 1.4 to illustrate continuous path contro1．

When continuous path control is utilized to move the tool parallel to only One of the major axes of the machine tool worktable，this is called straight-cut NC．When continuous path control is used for simultaneous control of two or more axes in machine operations，the term contouring is used．All NC contouring systems have the ability to perform linear interpolation and circular interpolation．

1.2.1.3 Interpolation One of the important aspects of contouring is interpolation．The paths that a contouring type NC system is required to generate often consist of circular arcs and other smooth nonlinear shapes．Some of these shapes can be defined mathematically by relatively simple geometric formulas，whereas others cannot be mathematically defined except by approximation．In any case，a fundamental problem in generating these shapes using NC equipment is that they are continuous，whereas NC is digital．To cut along a circular path，the circle must be divided into a serious of straight-line segments that approximate the circular path．The tool is commanded to machine each line segment in succession So that the machined surface closely matches the desired shape．The maxim error between the nominal(desired)surface and the actual(machined)surface can be controlled by the lengths of the individual line segments as explained in Figure 1.5．

If the programmer were required to specify the endpoints for each of the line segments，the programming task would be extremely arduous and fraught with errors．Also，the part program would be extremely long because of the large number of points．To ease the burden，interpolation routines have been developed that calculate the intermediate points to be followed by the cutter to generate a particular mathematically defined or approximated path.A number of interpolation methods are available to deal with the various problems encountered in generating a smooth continuous path．They include：(1)Linear interpolation，(2)circular interpolation，(3)helical interpolation，(4)parabolic interpolation，and(5)cubic interpolation．Each of these procedures permits the programmer to generate machine instructions for linear or curvilinear paths using relatively few input parameters．The interpolation module in the MCU performs the calculation and directs the tool along the path．In CNC systems，the interpolation is generally accomplished by software．Linear and circular interpolations are almost always included in modern NC systems，whereas helical interpolation is a common option．Parabolic and cubic interpolations are less common；they are only needed by machine shops that must produce complex surface contours． 1.2.2 Types of NC Servo-Drive Systems

In a NC machine，the MCU accepts information in the form of punched，magnetic tape codes or stored program．These input data must be transformed by the MCU into specific output codes in terms of voltages，or pulses per second．The transformed data，called output is used to drive the motors to position the machine slides to the programmed position．These slides，or table drives，are commonly known as servo-drives．The principal function of NC is the positioning of the tool 0r the machine table in accordance with the programmed data．Industry has developed three different types of drives based on how the NC system accomplishes positioning．These are the open-loop，the closed-loop and half closed-loop drive system．

1.2.2.1 Open-Loop Servo-Drive An 0pen-100p control system is the simplest and least cost form of servo-drive．It is characterized as a system that lacks feedback as in Figure 1．6；that is，once an input control signal is sent.there is no sensing device to confirm the action of the control signal．

In the open-loop control NC machine，the servomotor is usually stepping motor.The stepping motor output shaft rotates in direct proportion to pulses received．It has the advantages of high accuracy，easy implementation and compatible with digital signals，but it has the disadvantages of low torque，limited speed and risk of missed pulse under load．So the open 100p contr01 system is used in the economic NC machine．With an open loop system，there is always the risk that the actuator will not have the intended effect on the process，and that is

the disadvantage of an open loop system．Open-loop systems are usually appropriate when the following conditions apply：(1)The actions performed by the control system are simple，(2)the actuating function is very reliable，and(3)any reaction forces opposing the actuation are small enough to have no effect on the actuation．If these characteristics are not applicable，then the feedback control system may be appropriate．There are two kinds of feedback control system，one is a closed-loop control and another is half-closed-loop system．

The open-loop application in general，is restricted to smaller machines because of the limited power output availability with the stepping motors(a typical maximum is 4～5kW and a torque of 200Nm)．Again the pulses per second restrict the speed of the drive．A typical maximum for stepping motors is 1 6000 pulses per second．When this is applied to a system requiring 0.001 mm accuracy，the resultant maximum speed would be 0.96m／min．Again for high-precision application like jig boring where an accuracy of 0.001mm is to be maintained，an open-loop system do-se-s not serve the purpose．There is，of course，no doubt that 0n light duty machinery where the 15roblems of instability are absent and also the requirements are not of high precision ,open-close servo control does offer some cost saving solution．Usually the open-loop NC system is called economical NC system．

1.2.2.2 Half-Closed-Loop Servo-Drive A half-closed-loop control NC system is one of the feedback control system as i11ustrated in Figure 1．7，uses feedback measurements to ensure that the worktable is moved to the desired position．It is characterized as a system that the indirect feedback monitors the output of servomotor．Although this method is popular with NC systems，it is not as accurate as direct feedback．The half-closed-loop system compares the command position signal with the drive signal of the servomotor． In operation，the half-closed-loop system is directed to move the Worktable to a specified location as defined by a coordinate value in a Cartesian system．Most positioning system have at least two axes with a contro1 system for each axis，but our diagram only illustrates one of these axes．A servomotor connected to a leadscrew is a common actuator for each axis．A signal indicating the coordinate value is sent from the MCU t0 the motor that drive the leadscrew, whose rotation is converted into linear motion of positioning table．As the table moves closer to the desired coordinate value，the difference between the actual position and the input

value is reduced．The actual position is measured by a feedback sensor，which is attached to servomotor axis or lead screw．This system is unable to sense backlash or lead screw windup due to varying loads，but it is convenient to adjust and has a good stability．

1.2.2.3 Closed-Loop Servo-Drive A closed-loop control system is another feedback control system as illustrated in Figure 1．8．It is characterized as a system that the direct feedback monitors the output of servomotor．A feedback sensor directly measures the position of worktable．The closed-loop control system，with its drive signal originated by the worktable，is the preferred system because it monitors the actual position of the worktable on which the part is mounted．It is more accurate；however，its implementation costs are higher． A half closed-loop or closed-loop system uses conventional variable-speed AC or DC motors，called servos，to drive the axes。1.2.3 Application of CNC The operating principle of CNC has many applications．There are many industrial operations in which the position workhead must be controlled relative to part or product being processed．The applications are divided into two categories：(1)machine tool applications and(2)non-machine tool applications．Machine tool applications are those usually associated with the metalworking industries．Non-machine tool applications comprise a diverse group of operations in other industries．It should be noted that the applications are not always identified by the name“numerical control”；this term is used principally in the machine tool industry 1.2.3.1 Machine Tool Applications The most common applications of NC are in machine tool control，machining was the first application of NC．Machining is a manufacturing process in which the geometry of work IS produced by removing excess material．By controlling the relative motion between a cutting tool and the workpiece，the desired geometry is created．

There are four common types of machining operations：(1)turning，(2)drilling，(3)milling，and(4)grinding．Each of the four machining processes is traditionally carried out on a machine tool designed to perform that processes．Turning is performed on a lathe, drilling is done drilling press ,milling on a milling machine ,and so on ．The common NC done machine tools are listed in the following along with their typical features．

NC lathe，either horizontal or vertical axis．Turing requires two-axis continuous path control，either to produce a straight cylindrical geometry or to create a profile．

NC boring。mill，horizontal or vertical spindle．Boring is similar to turning，except that an internal cylinder is created instead of an external cylinder．The operation requires continuous path，two-axis contr01．

NC drill press．These machines are use point-to-point control of workhead(spindle containing the drill bit)and two axis(*y)control of the worktable．Some NC

drill presses have turrets containing six or eight drill bits．The turret position is programmed under NC control，thus allowing different drill bits to be applied to the same workpart during the ma-chine cycles without requiring the machine operator to manually change the tool．

NC milling machine．Milling machines require continuous path control to perform straight cut or contouring operations．

NC grinding machine．NC grinding machine is intended for finishing treatment of work-parts．The grinding machine includes cylindrical-，surface-，internal-，spindle-，thread-，gear and tool grinding machines．

Machining center．Machining centers have been defined as multifunction NC machines with automatic tool changer and tool storage．Since their introduction in the late l 950s，they have become one of the most common of all cutting machines．Increased productivity and versatility are the major advantages of machining center．The ability to perform drilling，turning，reaming，boring，milling，contouring，and threading operations on a single machine eliminates the need for a number of individual machine tools，thus reducing capital equipment and labor requirements．Additional savings result from reduced materials handling，fixture costs，and floor space requirements．Substantial time conventionally spent moving work from machine t0 machine is saved，and throughput is much faster．Also，in-process inventory，represented by kinds of work-pieces normally seen at several machines，is replaced by work at only one ma-chine．

Machining centers，are classified as either vertical or horizontal．Vertical machining centers continue to be widely accepted and used，primarily for flat parts and where three-axis machining is required on a single part face such as in mold and die work．Horizontal machining centers are also widely accepted and used，particularly with large，boxy，and heavy parts． 1.2.3.2 Non-Machine Tool Applications In addition to the machining process，NC machine tool have also been developed for other metal working processes，these machines inc Punch presses for sheet metal hole punching.The two-axis NC operation is similar to that of a drill press except that holes are produced by punching rather than by drilling.Presses for sheet metal bending．Instead of cutting sheet metal，these systems bend sheet metal according to programmed commands．

Welding machine．Both spot welding and continuous arc welding machines are available With automat IC controls based on NC．

Thermal cutting machine．Such as oxyfuel cutting，laser cutting，and plasma arc cutting． The stock is usually flat：thus two-axis control is adequate．Some laser cutting machines can cut holes 1n preformed sheet metal stock，requiring four or five axis control．

Tube bending machine．Automatic tube bending machines are programmed to control the location(along length of the tube stock)and the angle of the bend．Important applications include frames of bicycles and motorcycles． 1.3 FEATURES OF NUMERICAL CONTROL AND ITS

APPLICATION AREAS 1.3.1 Advantages and Disadvantages of NC When the production application satisfies the characteristics：(1)batch production in small or medium lot sizes；(2)repeat orders at random or periodic intervals；(3)complex part geometry；(4)Much metal needs to be removed from part；(5)many separate machining operations on the part and(6)the part is expensive．NC yields many benefits and advantages over manual production methods．These benefits and advantages translate into economic savings for the user company．However，NC is more sophisticated technology than conventional production methods，and there are drawbacks and cost that must be considered apply the technology effectively．In this section，we examine the advantages and disadvantages of NC．

The advantages generally attributed to NC，with emphasis on machine tool applications，are the following：

(1)Greater accuracy and repeatability．Compared with manual production methods，NC reduces or eliminates variations that are due to operator skill differences，fatigue，and other factors attributed to inherent human variability．Parts are made closer to nominal dimensions，and there is less dimensional variation among parts in the batch．

(2)More complex part geometries are possible．NC technology has extended the range of possible part geometries beyond what is practical with manual machining methods．1 his is an advantage in product design in several ways：①More functional features can be designed into a single part，thus reducing the total number of parts in the product and the associated cost of assembly；②mathematically defined surfaces can be fabricated with high precision；and③the space is expanded within which the designer’s imagination can wander to create new part and product geometries．

(3)Nonproductive time is reduced．NC cannot optimize the metal cutting process itself，but it does increase the proportion of time the machine is cutting metal，reduce the workpiece handling time，and carry out automatic tool changes on some NC machines．This advantage translates into labor cost savings and lowers elapsed times to produce parts．

(4)Lower scrap rates．Because greater accuracy and repeatability are achieved，and human errors are reduced during production，more parts are produced within tolerance．As a consequence，a lower scrap allowance can be planed into the production schedule，so fewer Darts are made In each batch with the result that production time is saved．

(5)Inspection requirements are reduced．Less inspections are needed when NC is used because parts produced from the same NC part program are virtually identical．Once the pro-gram has been verified，there is no need for the high level of sampling inspection that is required when parts are produced by conventional manual methods．Except for tool wear and equipment malfunctions，NC produces exact replicates of the part each cycle．

(6)Engineering changes can be accommodated more gracefully．Instead of making alterations in a complex fixture so that the part can be machined to the engineering change，revisions are made in the NC part program to accomplish the change.(7)Simpler fixtures are needed．NC requires simpler fixtures because accurate positioning of the tool is accomplished by the NC machine t001．Tool positioning does not have to be designed into the jig．

(8)Shorter manufacturing lead times．Jobs can be set up more quickly and fewer setups are required per part when NC is used．This results in shorter elapsed time between order re-lease and completion．

(9)Reduced parts inventory．Because fewer setups are required and jig changeovers are easier and faster，NC permits production of parts in smaller lot sizes．The economic lot size is lower in NC than in conventional batch production．Average parts inventory is therefore reduced．

(10)Less floor space required．This results from the fact that fewer NC machines are required to perform the same amount of work compared to the number of conventional machine tools needed．Reduced parts inventory also contributes to lower floor space requirements．

(11)Operator skill-level requirements are reduced．The skill requirements for operating an NC machine are generally less than those required to operate a conventional machine t001． Tending an NC machine usually consists only of loading and unloading parts and periodically Changing tools.The machining cycle is carried out under program control.Changing tools for some NC machine tools can even be carried out by program contr01．Performing a comparable machining cycle in a conventional machine requires much more participation by the operator，and a higher level of training and skill are needed．

On the opposing side，the disadvantages of NC include the following：

(1)Higher investment cost．An NC machine tool has a higher first cost than a comparable conventional machine tool.There are several reasons why:①NC machines include CNC controls and electronics hardware；②software development costs of the CNC controls and manufacturer must be included in the cost of the machine；③more reliable mechanical components are generally used in NC machine；and④NC machine tools often possess additional features not included on conventional machines，such as automatic tool changers and part changers．

(2)Higher maintenance effort．In general，NC equipment requires a higher level of maintenance than conventional equipment requires，which translates to higher maintenance and repair costs．This is due largely to the computer and other electronics that are included in modern NC system．The maintenance staff must include the persons who are trained in maintaining and repairing this type of equipment．

(3)Part program．NC equipment must be programmed．To be fair，it should be mentioned that process planning must be accomplished for any part，whether or not it is produced 0n NC equipment．However，NC part programming is a special preparation step in batch production that is absent in conventional machine shop operations．

(4)Higher utilization of NC equipment．To maximize the economic benefits of an NC machine tool，it usually must be operated multiple shifts．This might mean adding one or two extra shifts to the plant’s normal operations，with the requirement for supervision and other staff support． 1.3.2 Application Areas for NC Machine Tools As with other expanding technologies，there is tendency to consider numerical control as a final solution to a broad range of manufacturing problems；however，NC application in certain manufacturing situations would be highly undesirable.Figure 1.9(a)illustrates the appropriate application area for NC，based on the criteria of number of parts to be produced and their complexity；(b)illustrates the relations between the cost of machining and the number of parts．

An NC machine is most efficiently used in an environment that takes advantage of inherent flexibility of NC．The precise level of control attributed to a numerically controlled device enables it to perform complex operations often beyond the capability of a human operator． For these reasons，NC is best suited to relatively low volume runs of complex and varied component s．However，NC can also be used to produce large numbers of complex components and／or small numbers simple ones．

The application areas of general-purpose conventional machines and special purpose automated machines are also illustrated in Figure 1．9．The lines separating the application areas represent general boundaries only．Depending on manufacturing requirements and available equipment，significant variations can occur． 本章小結(jié)

Generally, this chapter introduces the basic concepts of the numerical control technology and NC machine tools;components of NC machine tools;characteristics of NC machining;Control principle and classification of NC machine tools;scope of application of NC machine tools;and the history and prospects of NC technology and NC machine tools.This chapter is the one of the focus of this course.

第二篇：數(shù)控技術(shù)電子教案

電子教案

《數(shù)控加工實訓(xùn)》

學(xué)習(xí)情境設(shè)計

學(xué)習(xí)情境一

摩托車發(fā)動機齒輪室蓋的加工

授課班級

上課時間

上課地點

加工中心實訓(xùn)室、一體化教室

教師引導(dǎo)項目

本項目職業(yè)描述

我院加工中心生產(chǎn)車間承接了摩托車齒輪室蓋，對方提供了零件圖紙和毛胚，首件調(diào)試期一周，要求本生產(chǎn)車間半年內(nèi)平均每周交付500個合格零件。你作為該項目的技術(shù)負責(zé)人，要帶領(lǐng)項目小組在規(guī)定時間內(nèi)完成該項目的工藝方案的設(shè)計與實施。職業(yè)行動步驟：根據(jù)零件圖紙加工要求，進行零件加工工藝分析，確定工件坐標系，制定加工工藝過程卡、工序卡，應(yīng)用基本指令編制數(shù)控加工程序，合理選擇刀具及參數(shù)，對刀并完成零件的試制加工，正確使用選擇量具進行檢測，根據(jù)測量結(jié)果分析誤差，再進行二次加工檢測，整理工藝文件。

本項目教學(xué)分析

要完成此項目，學(xué)生應(yīng)具備讀圖能力，學(xué)會機械零件的加工工藝分析方法，掌握加工中心刀具選用方法及數(shù)控編程方法，并具備熟練地機床操作能力及零件檢測能力及團隊協(xié)作能力。以加工任務(wù)的最終完成為目標，在完成任務(wù)的過程中培養(yǎng)上述的各項能力并獲取相關(guān)的專業(yè)知識。

本項目教學(xué)設(shè)計

參照職業(yè)行動步驟進行教學(xué)設(shè)計，轉(zhuǎn)換成6個子任務(wù)：

1、承接業(yè)務(wù)、圖紙分析、生產(chǎn)條件分析；

2、制訂零件的機械加工工藝方案；

3、加工中心刀具及刀片的選用；

4、制訂加工工藝規(guī)程及檢驗規(guī)程；

5、數(shù)控編程、首件加工及檢測；

6、調(diào)整優(yōu)化工藝方案及二次加工。教師更多的是起引導(dǎo)和協(xié)助的作用，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和團隊協(xié)作分步驟的完成各個子任務(wù)，在學(xué)習(xí)和工作過程中獲取知識鍛煉技能。

提供的材料

《機械設(shè)計手冊》、《機械制造手冊》、《金屬材料手冊》、《畫法幾何》、《機械制圖》等參考書以及零件圖紙，零件毛坯、游標卡尺、千分尺、深度尺、內(nèi)徑百分表、通用計算機、課件、黑板、多媒體等。

教學(xué)目的

通過一個完整項目的完成，熟悉加工中心工藝員的工作流程，掌握相關(guān)的知識和技能。

教學(xué)目標

知識目標

能力目標

素質(zhì)目標

了解數(shù)控機床的分類及加工范圍、加工特點知識； 了解常見金屬材料的種類及牌號； 掌握較復(fù)雜箱體類、蓋類零件圖樣閱讀及分析相關(guān)知識； 掌握較復(fù)雜箱體類、蓋類零件的機械加工工藝方案制訂方法

掌握工藝卡、刀具卡、數(shù)控程序卡、檢驗規(guī)程等技術(shù)文件的基本格式及編制規(guī)范要求； 掌握箱體類、蓋類零件的數(shù)控編程知識；

掌握千分尺、游標卡尺、深度尺、內(nèi)徑百分表使用方法及加工中心機外對刀儀使用方法； 掌握機械加工簡圖的畫法；

能根據(jù)零件圖樣及毛坯及企業(yè)生產(chǎn)條件設(shè)計加工工藝方案并編制工藝卡、刀具卡、數(shù)控程序卡、檢驗規(guī)程等數(shù)控加工技術(shù)文件； 能合理選用加工中心刀具；

能熟練操作加工中心并編程、調(diào)試、加工出合格零件； 能正確使用各種量具、量儀檢測零件；

具備愛崗敬業(yè)精神，及良好的職業(yè)道德和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，具有強烈的責(zé)任心； 具有高度的安全意識、環(huán)境保護及職業(yè)衛(wèi)生意識；

具有較強的口頭與書面表達能力、良好的溝通協(xié)調(diào)能力以及團隊合作能力； 運用各種媒體進行學(xué)習(xí)，提取信息、獲取新知識的能力； 工作中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；

具有借助工具書閱讀、翻譯、撰寫外文專業(yè)技術(shù)資料的基本能力；

任務(wù)

任務(wù)1：承接業(yè)務(wù)、圖紙分析、生產(chǎn)條件分析； 任務(wù)2：制訂零件的機械加工工藝方案； 任務(wù)3：加工中心刀具及刀片的選用； 任務(wù)4：制訂加工工藝規(guī)程及檢驗規(guī)程； 任務(wù) 5：數(shù)控編程、首件加工及檢測； 任務(wù)6：調(diào)整優(yōu)化工藝方案及二次加工。

重點難點及解決方法

由于加工中心最適合加工形狀復(fù)雜、工序較多、要求較高的零件，該類零件的圖紙也較復(fù)雜，各項尺寸精度及行位公差較多，如何在其中選擇適合加工中心的加工內(nèi)容是要完成的第一個任務(wù)。

加工中心的特點：定位精度及重復(fù)定位精度高；配刀庫，工件一次裝夾后能完成銑削、鏜削、鉆削和螺紋加工等多項工作；比較適合于箱體類、殼體類零件和孔系的加工； 讀圖重點：

1、注意“技術(shù)要求”中的鑄造公差等級、未注機械加工尺寸公差、機械加工余量。

2、注意圖紙中尺寸精度、形位公差及表面粗糙度高的部位；

3、注意局部剖； 毛胚分析重點： 毛胚的材料； 各加工部位在毛胚上的分布狀況；

定位基準及支撐點、夾緊點的初步考慮； 測量毛胚各部位尺寸并與零件圖的尺寸比較； 加工部位的選擇要點：

尺寸精度、形位公差及表面粗糙度高的部位； 占機時間少的加工部位；

精度要求一般，但一次裝夾時可附帶加工的部位；

參考資料

《機械設(shè)計手冊》、《機械制造手冊》、《金屬材料手冊》、《畫法幾何》、《機械制圖》

工具與材料

零件圖紙，零件毛坯、游標卡尺、千分尺、深度尺、內(nèi)徑百分表、通用計算機、課件、黑板、多媒體等。

第三篇：數(shù)控技術(shù)教案

第一章 緒論

本章重點：1.數(shù)控機床概念

2.數(shù)控機床采用的新穎機械結(jié)構(gòu) 3.數(shù)控機床按檢測系統(tǒng)的分類 一般了解：數(shù)控機床的組成、數(shù)控機床的優(yōu)缺點、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

一、數(shù)字控制：用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種控制方法。

數(shù)控機床：國際信息處理聯(lián)盟（IFIP）第五技術(shù)委員會，對數(shù)控機床作了如下定義：一種裝了程序控制系統(tǒng)的機床。該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用號碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。

二、數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展：

（一）產(chǎn)生：

1、傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法已滿足不了生產(chǎn)需求

1)單件小批量生產(chǎn)——占70%，一般用試切法，技術(shù)水平要求高，勞動強度大，精度不高，無法實現(xiàn)自動化。如：普通車、銑、1 刨、磨床等

2)工藝流水作業(yè)——調(diào)整法加工，生產(chǎn)率提高，精度提高，成本低，品種多，采用組合機床，多機床配合，環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，生產(chǎn)停滯。3)自動機床：用凸輪控制，適于生產(chǎn)簡單工件，且改型困難

2、社會的需求 1)品種多樣化

2)零件精度和形狀復(fù)雜程度不斷提高 3)生產(chǎn)品種的頻繁換型

3、技術(shù)上的可行性

1)電子計算機的發(fā)明 2)電子技術(shù)的發(fā)展

a、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展 b、各種功能優(yōu)越件的產(chǎn)生 2 c、大規(guī)模集成電路的出現(xiàn) 3)新穎機械結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)

a、滾珠絲杠—代替普通絲杠，動作更靈活，間隙更小，精度提高 b、滾動導(dǎo)軌—代替滑動導(dǎo)軌，移動靈活，克服爬行和前沖現(xiàn)象 4)機床動態(tài)特性的研究成果

使機床的剛度更好，主軸轉(zhuǎn)速更高，抗振性提高

由于生產(chǎn)的發(fā)展要求出現(xiàn)新的生產(chǎn)工具，而在技術(shù)上又已具備了條件，于是在1948年，美國帕森斯公司提出應(yīng)用計算機控制機床加工的設(shè)想，并與麻省理工學(xué)院合作進行研制工作。1952年試制成功第一臺三坐標立式數(shù)控銑床。1958年我國開始研制數(shù)控機床。(二)發(fā)展：

1952——1959年，電子管制成數(shù)控機床控制系統(tǒng) 1959——1965年，晶體管制成數(shù)控機床控制系統(tǒng) 3 1965——1970年，小規(guī)模集成電路 1970——1974年，大規(guī)模集成電路

1974——，微型計算機

三、數(shù)控機床的組成： 數(shù)字 控制 計算機

伺服系統(tǒng) PC控制部分 液壓、氣動系統(tǒng) 機械部分 數(shù)字控制計算機：處理加工程序，輸出各種信號，控制機床完成各種運動。PC控制部分：介于控制計算機和機械、液壓部件之間的控 制系統(tǒng)，接受計算機輸出的指令信號，經(jīng)過編譯、邏輯判斷、功率放大后，直接驅(qū)動相應(yīng)的電器、液壓、氣動和機械部件，完成相應(yīng)的動作。

以上兩部分加上輸入輸出設(shè)備、驅(qū)動裝置等可以和 稱為——計算機數(shù)控系統(tǒng)（Computerized Numerical Control System）也可簡稱為CNC系統(tǒng)。目前通常所 說的數(shù)控系統(tǒng)，一般均指計算機數(shù)控系統(tǒng)。4 液壓、氣動系統(tǒng)：輔助裝置，用來實現(xiàn)潤滑、冷卻、夾 緊、轉(zhuǎn)位、排屑等功能。

機械部分：包括主運動部件（主軸）、進給運動執(zhí)行部分（工作臺、拖板、床身等）

伺服系統(tǒng)：根據(jù)CNC發(fā)來的速度和位移指令，控制執(zhí)行 部件的進給速度、方向、位移。

四、數(shù)控機床的加工運動：

主運動（控制主運動可以得到合理的切削速度）一般指主 軸轉(zhuǎn)速。

數(shù)控機床需要無級變速，一般采用變頻器控制變頻

電機來實現(xiàn)無級變速。如：XKA714采用日本安川變頻器，河北變頻電機。

進給運動（控制進給運動可以得到不同的加工表面）用伺 服電機或步進電機來控制絲杠的轉(zhuǎn)動，從而帶動工作臺或刀具在二維、三維空間內(nèi)進行移動，加工出各種曲面。

五、數(shù)控機床的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：1.精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 5 液壓、氣動系統(tǒng)：輔助裝置，用來實現(xiàn)潤滑、冷卻、夾 緊、轉(zhuǎn)位、排屑等功能。

機械部分：包括主運動部件（主軸）、進給運動執(zhí)行部分（工作臺、拖板、床身等）

伺服系統(tǒng)：根據(jù)CNC發(fā)來的速度和位移指令，控制執(zhí)行 部件的進給速度、方向、位移。

四、數(shù)控機床的加工運動：

主運動（控制主運動可以得到合理的切削速度）一般指主 軸轉(zhuǎn)速。

數(shù)控機床需要無級變速，一般采用變頻器控制變頻

電機來實現(xiàn)無級變速。如：XKA714采用日本安川變頻器，河北變頻電機。

進給運動（控制進給運動可以得到不同的加工表面）用伺

服電機或步進電機來控制絲杠的轉(zhuǎn)動，從而帶動工作臺或刀具在二維、三維空間內(nèi)進行移動，加工出各種曲面。

五、數(shù)控機床的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：1.精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 5 傳動精度高（滾珠絲杠），摩擦阻力?。L動導(dǎo)軌），設(shè)有檢測元件（矯正誤差）程序自動加工，避免認為誤差。2..生產(chǎn)率高，采用高硬度的硬質(zhì)合金刀具，因而切

削速度提高，可實現(xiàn)自動換刀，空行程速度快：15m/min~240m/min，因而縮短了輔助時間。

3.功能多，一次裝夾可完成多種加工，消除因重復(fù) 定位而帶來的誤差。如：數(shù)空鏜銑床、縱切機床。4.適應(yīng)不同零件的自動加工，要換零件品種，只需 改變程序。

5.能完成復(fù)雜形面的加工，如：螺旋槳面 6.減低勞動強度，有較高經(jīng)濟效益。缺點：1.價格昂貴，一次性投資大 2.維修和操作較復(fù)雜 數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點： 1.增加機床的剛度 2.注重散熱和排屑

3.采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌，或塑料貼面導(dǎo)軌 6 4．采取了傳動消除間隙機構(gòu)，提高了傳動精度

六、分類： 1.按工藝用途分 2.按加工路線分

點位控制系統(tǒng)：孔坐標位置精度要求高，如：鉆床、鏜 床、沖床等.輪廓加工控制系統(tǒng)：刀具軌跡運動精度要求高，如銑床 3.按有無檢測裝置分：

1）開環(huán)系統(tǒng)—無位置檢測裝置 2）閉環(huán)系統(tǒng)—檢測元件裝在床身和移動部件上 3）半閉環(huán)系統(tǒng)—檢測元件裝在電機尾部 4.按可聯(lián)動坐標數(shù)分： 二坐標聯(lián)動——數(shù)控車床

三坐標聯(lián)動——數(shù)控銑床

在工作臺上裝數(shù)控分度頭，即四坐標聯(lián)動，使工作臺 沿X軸可轉(zhuǎn)動，即軸聯(lián)動。

七、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢：

1.先進的自檢能力：提高機床的綜合性能 7 2.向高速、高精度發(fā)展：分辨率可達0.01微米，進給 速度可達400~800mm/min 3.更高的生產(chǎn)率，利用率：自動換刀

4.單元模塊化：控制單元、伺服單元、機械部件已模塊

化生產(chǎn)，需要時組裝，如：XKA714機械部分北京一機床，CNC西門子生產(chǎn)

5.更強的通訊、圖象編程、顯示功能：計算機編程

八、單機 FML柔性制造生產(chǎn)線 FMS柔性制造系統(tǒng) FMS FMS...機械手 單機 單機...FML FML...FA自動化工廠

九、數(shù)控機床加工特點 數(shù)控機床是新型的自動化機床，它具有廣泛通用性和很高的自動化程度。數(shù)控機床是實現(xiàn)自動化最重要的環(huán)節(jié)，是 8 發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機床在加工下面一些零件中更能顯示優(yōu)越性：

1)批量?。?00件以下）而又多次生產(chǎn)的零件 2)幾何形狀復(fù)雜的零件

3)在加工過程中必須進行多種加工的零件 4)切削余量大的零件 5)必須嚴格控制公差（即公差帶范圍小）的零件6)工藝設(shè)計經(jīng)常變化的零件

7)加工過程中的錯誤會造成嚴重浪費的貴重零件8)需要全部檢驗的零件，等 9 發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機床在加工下面一些零件中更能顯示優(yōu)越性：

1)批量?。?00件以下）而又多次生產(chǎn)的零件 2)幾何形狀復(fù)雜的零件

3)在加工過程中必須進行多種加工的零件 4)切削余量大的零件 5)必須嚴格控制公差（即公差帶范圍?。┑牧慵?)工藝設(shè)計經(jīng)常變化的零件

7)加工過程中的錯誤會造成嚴重浪費的貴重零件8)需要全部檢驗的零件，等 9 第二章零件加工程序的編制 第一節(jié) 概述

本節(jié)重點：1.數(shù)控加工基本原理 2.數(shù)控機床編程方法

一、數(shù)控加工基本原理

零件圖紙 工藝分析 穿孔帶 數(shù)據(jù)計算 編程 控制機 伺服電機 機床部件 成品 伺服電機 伺服電機 機床部件 機床部件

二、數(shù)控機床程序編制的內(nèi)容和步驟

主要內(nèi)容：分析零件圖、確定加工工藝過程、進行數(shù)學(xué)處

理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進行程序檢查、程序輸入、工件試切 步驟：

分析零件圖紙 工藝處理 數(shù)學(xué)處理 編寫程序清單 程序輸入 程序檢查 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控機床試切 零件毛坯 成品零件 10 1.分析零件圖和工藝處理

分析零件圖，決定加工方案，確定加工順序，設(shè)計夾具，選擇刀具，確定走刀路線，切削用量等。正確選擇對刀點、切入方式。2.數(shù)學(xué)處理

建立工件坐標系，確定加工路線，計算出各幾何元素的

起點、終點、圓心坐標值。（復(fù)雜零件或不規(guī)則零件坐標點不好找，可以借助CAD畫圖求出）3.編寫程序

根據(jù)所使用的數(shù)控系統(tǒng)指定的代碼及格式編寫程序。4.程序輸入 以前用穿孔帶作為介質(zhì)，通過紙帶閱讀機送入數(shù)控系統(tǒng)。

現(xiàn)在可以直接用鍵盤輸入，或在計算機中編好后通過相應(yīng)的軟件及接口傳入程序。5.程序校驗與首件試切 程序必須經(jīng)過檢查校驗試切后才可使用。可以通過空運行程序檢查軌跡是否正確，還可以用圖形 模擬功能。11 首件試切時，一般單段運行，監(jiān)視加工狀況，隨時調(diào)整

參數(shù)，出現(xiàn)問題，立刻停車。

三、數(shù)控機床編程方法 1)手工編程 由人工完成零件圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計算、編寫程序清單，直到程序輸入、校驗，稱為“手工編程”。此種方法適用于點位或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。2）自動編程

所謂“自動編程”，就是使用計算機或編程機，完成零件編程的過程，使用規(guī)定的語言手工編寫一個描述零件加工要求的程序，輸入計算機中，計算機自動進行計算并生成程序。PowerMill、Mastercam、CAXA等可先畫出零件的三維實體圖，設(shè)置好加工參數(shù)、路徑，可以自動生成加工程序。

此方法適用于復(fù)雜曲面的零件或幾何元素不復(fù)雜，但程序量很大的零件。

手工編程時間：加工時間約為30：1且NC機床不能開動的原因中20%~30%是由于程序不能及時編出造成的，所以必須要求編程自動化。12 第二節(jié)、數(shù)控機床編程的基礎(chǔ)知識 本節(jié)重點：1.程序段格式 2.各功能字作用

國際上已形成了兩個通用標準：國際標準化組織（ISO）標準和美國電子工業(yè)學(xué)會（EIA）標準。我國根據(jù)ISO標準制定了JB3051-82《數(shù)字控制機床坐標和運動方向的命名》等國標。由于生產(chǎn)廠家使用標準不完全統(tǒng)一，使用代碼、指令含義也不完全相同，因此需參照機床編程手冊。

1、程序結(jié)構(gòu)與格式

一個完整的零件加工程序，由若干程序段組成； 一個程序段，序號、若干代碼字和結(jié)束符號組成； 每個代碼字，由字母和數(shù)字組成。例：（程序段）

/ N3 G00 X10 Z10 M3 S650 ； 程序段結(jié)束符 輔助功能代碼 坐標值

準備功能代碼 程序段序列號 選擇程序段跳過符 13 第二節(jié)、數(shù)控機床編程的基礎(chǔ)知識 本節(jié)重點：1.程序段格式 2.各功能字作用

國際上已形成了兩個通用標準：國際標準化組織（ISO）標準和美國電子工業(yè)學(xué)會（EIA）標準。我國根據(jù)ISO標準制定了JB3051-82《數(shù)字控制機床坐標和運動方向的命名》等國標。由于生產(chǎn)廠家使用標準不完全統(tǒng)一，使用代碼、指令含義也不完全相同，因此需參照機床編程手冊。

1、程序結(jié)構(gòu)與格式

一個完整的零件加工程序，由若干程序段組成； 一個程序段，序號、若干代碼字和結(jié)束符號組成； 每個代碼字，由字母和數(shù)字組成。例：（程序段）

/ N3 G00 X10 Z10 M3 S650 ； 程序段結(jié)束符 輔助功能代碼 坐標值 準備功能代碼 程序段序列號 選擇程序段跳過符 13 例：設(shè)X0=0 Y0=0 Z0=100 Xi=100 Yi=80 刀具初始位置Zi=35 用同一把鉆頭加工A、B兩孔，加工程序如下：

O2001（程序名，一個完整程序存放在內(nèi)存中的首地址表識符。西門子

用“%”，F(xiàn)ANUC用“O”）

N001 G91 G00 X100.00 Y80.00 M03 S650；快速定位到A點，主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速650 N002 Z-33.00； 刀具下降33mm，距工件2mm N003 G01 Z-26.00 F100； 直線插補，刀具向下工進26mm穿透工件 N004 G00 Z26.00； 快速返回

N005 X50.00 Y30.00； 快速定位到B點 N006 G01 Z-17.00； 刀具向下工進17mm，進入到工件內(nèi)15mm N007 G04 F2； 暫停2秒 N008 G00 Z50.00； 刀具快速上移50mm N009 X-150.00 Y-110.00；返回起始點 N010 M02； 程序結(jié)束

一個程序段包含三部分：程序標號字（N字）+程序主體+結(jié)束符（1）程序標號字（N字）：也成為程序段號，用以識別和區(qū)分程序段的標號，不是所有程序段都要有標號，但有標號便于查找，對于跳轉(zhuǎn)程序來說，必須有程序段號，程序段號與 14 執(zhí)行順序無關(guān)。

（2）結(jié)束符號：用“；”，有些系統(tǒng)用“*”或“LF”，任何程序段都必須有結(jié)束符，否則不與執(zhí)行。（一般情況下，在數(shù)控系統(tǒng)中直接編程時，按回車鍵，可自動生成結(jié)束符，但在電腦中編程時，需手工輸入結(jié)束符）

（3）程序段主體部分：一個完整加工過程，包括各種控制信息和數(shù)據(jù)，由一個以上功能字組成。功能字包括：準備功能字（G），坐標字（X、Y、Z），輔助功能字（M），進給功能字（F），主軸功能字（S），刀具功能字（T）等。

2、功能字：

（1）準備功能字（G字）：使機床做某種操作的指令。用地址G和兩位數(shù)字表示，從G00-G99共100種。

非模態(tài)G代碼：只在它所在的程序段內(nèi)有效，如：G04、G92、G08、G09（加、減速）

模態(tài)G代碼：一旦執(zhí)行就一直保持有效，直到被同一模態(tài)組的另一G代碼替代為止。如：G00、G01、G02（2）坐標字：由坐標名、帶+/-號的絕對坐標值（或增量值）15 構(gòu)成。X、Y、Z，U、V、W，P、Q、R，A、B、C，I、J、K（3）進給功能字（F字）：由地址碼F和后面表示進給速度的若干位數(shù)構(gòu)成。（4）主軸轉(zhuǎn)速功能字（S字）：由S字母和后面的若干位數(shù)字組成。（5）刀具功能字（T字）：T地址字后接若干位數(shù)值，數(shù)值為刀號和刀補號。如 T3 選3號刀具（6）輔助功能字（M字）：M地址字后接2位數(shù)值，M00-M99共100種M代碼。如M00、M02、M03、M04等

（7）刀具偏置字（D字和H字）：D字后接一個數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具直徑值調(diào)出，當(dāng)程序中有G41或G42指令時，這個值就是刀具半徑的補償值。H字后接一個數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具長度度值調(diào)出，當(dāng)Z軸運動時，這個值就是刀具長度偏置值。第三節(jié)、坐標系 本節(jié)重點：1）數(shù)控機床坐標系的確定 2）機床坐標系、工件坐標系、參考點 3）工件坐標系的設(shè)定 16

一、坐標軸

數(shù)控機床的坐標系采用直角笛卡爾坐標系,其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標系。其名稱和方向符合右手法則。坐標軸方向確定： Z軸：無論哪一種機床都規(guī)定Z軸作為平行于主軸中心線的坐標軸，如果有多個主軸，應(yīng)選擇垂直于工件裝夾面的軸為Z軸。X軸：通常選擇為平行于工件裝夾面，與主要切削進給方向平行。數(shù)控機床的坐標軸及其運動方向a)數(shù)控車床b)立式數(shù)控鏜銑床c)臥式數(shù)控鏜銑床 工作臺旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C的方向分別對應(yīng)X、Y、Z軸按右手螺旋方向確定。+Z：使刀具遠離工件的方向。+X：（1）.在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上（如銑床），如果Z軸水平，當(dāng)從主軸向工件看時，+X方向指向右方（臥銑）。17

一、坐標軸 數(shù)控機床的坐標系采用直角笛卡爾坐標系,其基本坐標軸為X、Y、Z直角坐標系。其名稱和方向符合右手法則。坐標軸方向確定： Z軸：無論哪一種機床都規(guī)定Z軸作為平行于主軸中心線的坐標軸，如果有多個主軸，應(yīng)選擇垂直于工件裝夾面的軸為Z軸。X軸：通常選擇為平行于工件裝夾面，與主要切削進給方向平行。數(shù)控機床的坐標軸及其運動方向a)數(shù)控車床b)立式數(shù)控鏜銑床c)臥式數(shù)控鏜銑床 工作臺旋轉(zhuǎn)坐標A、B、C的方向分別對應(yīng)X、Y、Z軸按右手螺旋方向確定。+Z：使刀具遠離工件的方向。+X：（1）.在刀具旋轉(zhuǎn)的機床上（如銑床），如果Z軸水平，當(dāng)從主軸向工件看時，+X方向指向右方（臥銑）。17 如果Z軸垂直，當(dāng)從主軸向工件看時，+X方向指向右方（立銑）。（2）.在沒有旋轉(zhuǎn)刀具、沒有旋轉(zhuǎn)工件的機床上（牛頭刨），X軸平行于主要切削方向。

注意：編程時認為-刀具運動，工件靜止，刀具在刻畫工件。

二、坐標原點

1.機床原點：現(xiàn)代數(shù)控機床一般都有一個基準位置，稱為機床原點（machine origin）或機床絕對原點(machine absolute origin)。是機床制造商設(shè)置在機床上的一個物理位置，其作用是使機床與控制系統(tǒng)同步，建立測量機床運動坐標的起始點。一般用“M”表示?；蛴?表示。2.機床參考點：與機床原點相對應(yīng)的還有一個機床參考點（reference point），用“R”表示，或用 表示。它是機床制造商在機床上用行程開關(guān)設(shè)置的一個物理位置，與機床原點的相對位置是固定的，機床出廠前由機床制造商精密測量確定。

3.程序原點：（program origin）編程員在數(shù)控編程過程中定義在工件上的幾何基準點，有時也稱為工件原點（part origin），用“W”表示，或用 表示。程序原點一般用G92 18 或G54-G59（對于數(shù)控鏜銑床）和G50（對于數(shù)控車床）設(shè)置。

三、坐標系

1.機床坐標系：機床原點對應(yīng)的坐標系稱為機床坐標系，它是固定不變的，是最基本的坐標系，是在機床返回參考點后建立起來的，一旦建立，除了受斷電影響外，不受程序控制和新設(shè)定坐標系影響。通過給參考點賦值可以給出機床坐標

系的原點位置，有些機床把參考點和機床坐標系原點重合。2.工件坐標系：程序原點對應(yīng)的坐標系稱為工件坐標系，這個坐標系由編程員自己設(shè)定，只要方便編程即可。但在實際加工中，操作者在機床上裝好工件之后要測量該工件坐標系的原點和基本機床坐標系原點的距離，并把測得的距離在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定，這個設(shè)定值叫工件零點偏置。如圖： 例1.如車床

工件工件坐標系x距離x距離機床坐標系x 19 刀具例2.如銑床

工件坐標系工作臺工件工件距離距離距離一般數(shù)控系統(tǒng)可以設(shè)定幾個工件坐標系。例如美國A-B公司的9系列數(shù)控系統(tǒng)就可以設(shè)定9個工件坐標系。它們是G54、G55、G56、G57、G58、G59、G59.1、G59.2、G59.3。它們是同一組模態(tài)指令，同時只能有一個有效。下面舉例說明機床參考點、機床坐標系、工件坐標系的建立及關(guān)系：

機床參考點機床坐標系建立工件坐標系如圖：通過給機床參考點賦值X=-

3、Y=-2，定義了機床坐標系，然后在機床坐標系中用坐標值X=

3、Y=2定義G54工件坐標 20 系的零點位置。

舉例說明工件坐標系與機床坐標系的關(guān)系

設(shè)刀具在基準點（-6，0），要使刀具從基準點移到A、再到B、C、D、再經(jīng)O1點返回基準點。

基準點機床坐標系確定工件坐標系程序如下： N1 G00 G90 G54 X10 Y10； N2 G01 X30 F100； N3 X10 Y20；

N4 G00 G53 X10 Y20； N5 X0 Y0； N6 G28 X0 Y0； 舉例說明工件坐標系與工件坐標系的關(guān)系 21 系的零點位置。

舉例說明工件坐標系與機床坐標系的關(guān)系

設(shè)刀具在基準點（-6，0），要使刀具從基準點移到A、再到B、C、D、再經(jīng)O1點返回基準點。

基準點機床坐標系確定工件坐標系程序如下： N1 G00 G90 G54 X10 Y10； N2 G01 X30 F100； N3 X10 Y20；

N4 G00 G53 X10 Y20； N5 X0 Y0； N6 G28 X0 Y0； 舉例說明工件坐標系與工件坐標系的關(guān)系 21 工件坐標系工件坐標系程序如下： G54； 激活G54工件坐標系 G00 X20 Y20； 刀具移到G54工件坐標系中的X20、Y20點 G55 X10 Y10； 刀具移到G55工件坐標系中的X10、Y10點 X3 Y2； 刀具運動到G55工件坐標系中的X3、Y2點

修改偏置表中的偏置值：常用的是手動修改和通過程序修改兩種。3.設(shè)定工件坐標系

設(shè)定工件坐標系原點常用G92或G54-G59（對于數(shù)控鏜銑床）設(shè)置。（1）G92-后面的坐標值是把刀具的當(dāng)前位置設(shè)定在新坐標系中的坐標值。如下例中Ni句設(shè)定的坐標系是把刀具所在的位置A點，設(shè)定在該坐標系的X=0、Y=0點上。Nj句設(shè)定的坐標系是把A點設(shè)定在該坐標系的X=100、Y=100點上。G92指令不能 22 命令機床運動。

j設(shè)定坐標系設(shè)定坐標系通常用G92設(shè)定對刀點，數(shù)控機床工作時，有時先把刀具移到第一工步的起始點上，利用G92建立工件坐標系。下面以車床為例：

N1 M03 S640 N2 G92 X25 Z40 ：

注：先測量工件的直徑、長度（25、40），刀具起始位置在A點，主軸啟動，手動移動到B點，啟動程序，程序運行到G92時，自動把B點定義為新建工件坐標系中的（25，40）點，新 23 工件坐標系建立，加工程序在工件坐標系中運行。

G92的另一功能是移動由G54-G59建立的工件坐標系。如圖例 工件坐標系建立G54的新零點 移動后的G55坐標系工件坐標系N3 G55 Y10 X5；在G55坐標系移到X5，Y10點 N4 G54 Y10 X5；在G54坐標系移到X5，Y10點 N5 G92 Y-5 X-5；把刀具所在位置定義新G54坐標系下

Y-5，X-5點，G55同時移動相同增量

N6 Y15 X0； 移動到新G54坐標系下Y15，X0點 N7 G55 Y10 X5； 移動到新G55坐標系下Y10，X10點 舉例說明G92、G54-G59的應(yīng)用：

下圖描述了一個一裝夾加工三個相同零件的多程序原點與機床參考點之間的關(guān)系及偏移計算方法，先以G92為例： 24 如圖：

機床參考點向多程序原點的偏移N1 G90；絕對編程，刀具位于機床參考點

N2 G92 X6 Y6 Z0；將程序原點定義在第一個零件的工件原點W1 ： ： ： 加工第一個零件 N8 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點

N9 G92 X4 Y3； 將程序原點定義在第二個零件的工件原點W2 ： ： ： 加工第二個零件 N13 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點

N14 G92 X4.5 Y-1.2；將程序原點定義在第三個零件的工件原點W3 舉例說明G54-G59應(yīng)用： 首先設(shè)置G54-G59原點偏置寄存器： 25 如圖：

機床參考點向多程序原點的偏移N1 G90；絕對編程，刀具位于機床參考點

N2 G92 X6 Y6 Z0；將程序原點定義在第一個零件的工件原點W1 ： ： ： 加工第一個零件 N8 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點

N9 G92 X4 Y3； 將程序原點定義在第二個零件的工件原點W2 ： ： ： 加工第二個零件 N13 G00 X0 Y0； 快速返回程序原點

N14 G92 X4.5 Y-1.2；將程序原點定義在第三個零件的工件原點W3 舉例說明G54-G59應(yīng)用：

首先設(shè)置G54-G59原點偏置寄存器： 25 對于零件1：G54 X-6 Y-6 Z0 對于零件2：G55 X-10 Y-9 Z0 對于零件3：G56 X-14.5 Y-7.8 Z0 然后調(diào)用： N1 G90 G54 ： 加工第一個零件 N7 G55 ： 加工第二個零件 N10 G56 ： 加工第三個零件 4.工件坐標系的零點偏置

用G52指令可將工件坐標系的零點偏置一個增量值 G52 X Y Z ； 執(zhí)行該指令可將當(dāng)前坐標系零點從原來的位置偏移一個X Y Z 距離。G52與G92比較

區(qū)別：G52后面的坐標值是工件坐標系原點的移動值，而G92后面的坐標值是刀具在新坐標系中的坐標值。26 相同：不產(chǎn)生機床移動，只改變工件坐標系位置。

例： 程序 機床坐標系位置 工件坐標系位置 G01 X25 Y25 F55 X25 Y25 X25 Y25 G52 X10 Y10 X25 Y25 X15 Y15 偏置后工件坐標系刀具位置 工件坐標系（機床坐標系）注：G01前無工件坐標系設(shè)定指令（如G92），所以工件坐標系與機床坐標系重合，G52偏置后機床坐標系不動，工件坐標系移動。取消方式： 1）用G52X0Y0Z0 2）用G92移動有零點偏置的坐標系 3）程序結(jié)束 第四節(jié) 常用編程指令

本節(jié)重點：1）重點掌握基本編程指令的使用 2）注意車床與銑床編程時的區(qū)別 27 3）熟練掌握極坐標編程

4）會使用刀具長度偏置指令及半徑補償指令

一、快速定位方式G00（模態(tài)）格式：G00 X Y Z ；

G00軌跡是直線，速度由系統(tǒng)確定，后面的坐標值為終點坐標值，應(yīng)用于空行程、快進、快退，節(jié)省時間，提高效率。

二、直線插補指令G01（模態(tài)）格式：G01 X Y Z F ；

XYZ坐標值為直線終點坐標值，可為絕對坐標值或相對坐標值，F(xiàn)為速度指令，改變F值可以改變直線插補速度。*程序中首次出現(xiàn)的插補指令（G01、G02、G03）一定要有F指令，否則出錯！后續(xù)程序中如速度相同可省略。如速度改變不可省略。

三、1）絕對坐標編程指令G90（模態(tài)）格式：G90；

以后出現(xiàn)的坐標值均為絕對坐標值，即刀具運動的位置坐標是指刀具相對于程序原點的坐標。

2）相對坐標編程指令G91（模態(tài)）28 格式：G91；

以后出現(xiàn)的坐標值均為相對坐標值，即刀具運動的位置坐標是指刀具從當(dāng)前位置到下一位置之間的增量。

例：分別用絕對和增量方式編程 絕對方式： 增量方式：

N1 M03 S640； 主軸正轉(zhuǎn) N1 M03 S640； N2 G90； 選絕對（增量）N2 G91；

N3 G00 X20 Z60； 快進A-B N3 G00 X-60 Z-20； N4 G01 X30 Z40 F100；工進B-C N4 G01 X10 Z-20 F100； N5 G01 X30 Z20； C-D N5 G01 X0 Z-20； N6 G01 X40 Z20； D-E N6 G01 X10 Z0； N7 M02； 結(jié)束 N7 M02； 29 格式：G91；

以后出現(xiàn)的坐標值均為相對坐標值，即刀具運動的位置坐標是指刀具從當(dāng)前位置到下一位置之間的增量。

例：分別用絕對和增量方式編程 絕對方式： 增量方式：

N1 M03 S640； 主軸正轉(zhuǎn) N1 M03 S640； N2 G90； 選絕對（增量）N2 G91； N3 G00 X20 Z60； 快進A-B N3 G00 X-60 Z-20； N4 G01 X30 Z40 F100；工進B-C N4 G01 X10 Z-20 F100； N5 G01 X30 Z20； C-D N5 G01 X0 Z-20； N6 G01 X40 Z20； D-E N6 G01 X10 Z0； N7 M02； 結(jié)束 N7 M02； 29 有些數(shù)控系統(tǒng)不用G90、G91區(qū)分絕對和增量編程，而是直接用X、Y、Z表示絕對編程，用U、V、W表示增量編程。例： 絕對編程： 增量編程： N1 M03 S640； N1 M03 S640； N2 G00 X20 Z60； N2 G00 U-60 W-20； N3 G01 X30 Z40 F100； N3 G01 U10 W-20 F100； N4 G01 X30 Z20； N4 G01 X0 Z-20； N5 G01 X40 Z20； N5 G01 X10 Z0； N6 M02； N6 M02；

以上程序中沒有出現(xiàn)G92指令，G92指令為定義工件坐標系，有些系統(tǒng)用G50（數(shù)控車），還有些系統(tǒng)兩者都不用（南京仁和），它采用直接對刀，通過輸入刀補參數(shù)來建立工件坐標。習(xí)題：根據(jù)下圖編寫加工程序（加工路徑A-B-C-D-A）30 絕對方式： 增量方式： N1 G90 G00 X16 Z50； N1 G91 G00 X-24； N2 G01 Z35 F200； N2 G01 Z-15 F200； N3 X18 Z20； N3 X2 Z-15； N4 G00 X40 Z50； N4 G00 X22 Z30； N5 M02； N5 M02；

**注意數(shù)控車床編程特點：X軸方向豎直向下，Z軸方向水平向右；X軸坐標為Z軸坐標2倍，即直徑量編程。

注意上例中，程序中有很多坐標字、G功能字被省略。（書22頁：若某個方向上的坐標增量值為0，則在程序中可以省略。）表現(xiàn)在絕對編程中：相鄰程序段中坐標值相同的坐標字可以省略；而在增量編程中：程序段中坐標值為0的坐標字可以省略。習(xí)題：綜合運用G00、G01指令編程。31

四、圓弧插補指令G02、G03（模態(tài)）G02--順圓插補（在車床上為逆圓插補）G03--逆圓插補（在車床上為順圓插補）格式： G02（G03）X Y（Z）I J（K）或（R），F(xiàn) ； X、Y、Z值為圓弧終點坐標值（G90），或是終點相對起點的增量值（G91）； I、J、K值為圓心相對于圓弧起點的增量值，且總為增量值； R 值為圓弧半徑，該值的正負取決于圓弧的大小，若圓弧小于或等于180度，則R為正值，若圓弧大于180度，則R值為負。F 值為圓弧插補的進給速度。

1例：（此例為車床，X軸方向與銑床不同，注意G02、G03方向）終點 起點圓心32 絕對方式：

G02 X120 Z10 I60 K-40 F300； 增量方式： G02 U60 W-90 I60 K-40 F300；

2例：（比較上例，體會坐標軸方向?qū)A弧插補方向的影響）絕對方式： G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 J-12 F200 G03 X10 Y20 I-10 增量方式： 33 絕對方式：

G02 X120 Z10 I60 K-40 F300； 增量方式： G02 U60 W-90 I60 K-40 F300； 2例：（比較上例，體會坐標軸方向?qū)A弧插補方向的影響）絕對方式： G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 J-12 F200 G03 X10 Y20 I-10 增量方式： 33 G91 G00 X-8 Y-10 G02 X-12 Y-12 J-12 F200 G03 X-20 I-10 用R編程：

G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 R-12 F200 G03 X10 Y20 R10習(xí)題：綜合運用G01、G02、G03等基本指令按照下圖編寫程序（路徑O-A-B-C-D-E-F-G-O）N1 M03 S300； N2 G90 G54 G00 X0 Y0； 快速定位到O點 34 N3 G01 X0 Y15 F100； O-A N4 G01 X10 Y15； A-B N5 G02 X15 Y10 I0 J-5； B-C N6 G03 X18 Y7 I3 J0； C-D N7 G01 X20 Y7； D-E N8 G01 X23 Y5； E-F N9 G01 X23 Y0； F-G N10 G01 X0 Y0； G-O N11 M02；

五、確定插補平面指令G17、G18、G19平面選擇可由程序段中的坐標字確定，也可由G17、G18、G19確定。圓弧插補指令后不能同時出現(xiàn)三個方向的坐標字 G17選擇XY平面 G18選擇XZ平面 G19選擇YZ平面

六、螺旋線加工 有些數(shù)控系統(tǒng)可利用G02、G03指令進行三維螺旋線加工，即 35 在選定的插補平面內(nèi)完成圓弧插補的同時在垂直于該平面的第三維方向上進行直線插補。格式：

繞Z軸的螺旋線是在XY平面內(nèi)的圓弧插補和Z軸的直線插補： G17 G02（G03）X Y Z I J（R）F ；

繞Y軸的螺旋線是在XZ平面內(nèi)的圓弧插補和Y軸的直線插補： G18 G02（G03）X Z Y I K（R）F ；

繞X軸的螺旋線是在YZ平面內(nèi)的圓弧插補和X軸的直線插補： G19 G02（G03）Y Z X J K（R）F ；

X、Y、Z、I、J、K、R、F值與平面內(nèi)圓弧插補的含義一致。例：AB為螺旋線，起點A（10，0，0），終點B（0，10，5），B`（0，10，0）36 圓弧插補平面為XY平面，逆圓插補，程序如下： G90 G17 G03 X0 Y10 Z5 I-10 J0 F100 注：I、J為投影圓?。ˋB`）的圓心相對于起點的增量值。

七、切削螺紋指令G33（模態(tài)）一般格式： G33 X（Y）Z F ；

若為直螺紋可省略X（或Y），這里指令導(dǎo)程的字是F，有的標準規(guī)定螺紋導(dǎo)程用I J K 字。

數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、加工中心等都有螺紋切削功能，具有螺紋切削功能的機床，主軸上都聯(lián)接編碼器，主軸旋轉(zhuǎn)時由編碼器記錄主軸的初始位置、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)數(shù)和旋轉(zhuǎn)速度，由于要多次重復(fù)加工，因此螺紋認頭必須要準，所謂認頭就是每次重復(fù)加工時，必須從同一位置進行加工，否則就會亂扣。

例：在加工中心上切削螺紋，工件固定在工作臺上，刀具裝在主軸上。37 圓弧插補平面為XY平面，逆圓插補，程序如下： G90 G17 G03 X0 Y10 Z5 I-10 J0 F100 注：I、J為投影圓弧（AB`）的圓心相對于起點的增量值。

七、切削螺紋指令G33（模態(tài)）一般格式： G33 X（Y）Z F ；

若為直螺紋可省略X（或Y），這里指令導(dǎo)程的字是F，有的標準規(guī)定螺紋導(dǎo)程用I J K 字。

數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、加工中心等都有螺紋切削功能，具有螺紋切削功能的機床，主軸上都聯(lián)接編碼器，主軸旋轉(zhuǎn)時由編碼器記錄主軸的初始位置、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)數(shù)和旋轉(zhuǎn)速度，由于要多次重復(fù)加工，因此螺紋認頭必須要準，所謂認頭就是每次重復(fù)加工時，必須從同一位置進行加工，否則就會亂扣。

例：在加工中心上切削螺紋，工件固定在工作臺上，刀具裝在主軸上。37 Z工件iL主軸

程序如下： N1 G90 G00 Y-70.0； 刀具定位于螺孔中心 N2 Z200.0 S45 M03； 主軸正轉(zhuǎn)，刀具沿Z向接近工件 N3 G33 Z120 F5； 第一次切削，導(dǎo)程F=5 N4 M19；主軸定向停止（使主軸每次都停止在同一角度位置，以便找到起始位置）

N5 G00 Y-75； 刀具沿Y向退刀

N6 Z200 M00； 刀具沿Z向退回孔端，程序暫停調(diào)刀 N7 Y-70 M03； 刀具對準孔中心，主軸啟動 N8 G04 X2； 暫停兩秒，便于主軸速度到達 N9 G33 Z120 F5； 第二次螺紋切削 N10 M19； 主軸定向停止 N11 G00 Y-75； 刀具沿Y向退刀

N12 Z200 M00； 刀具沿Z向退回孔端，程序暫停調(diào)刀 N13 Y-70 M03； 刀具對準孔中心，主軸啟動 N14 G04 X2； 暫停兩秒，便于主軸速度到達 N15 G33 Z120 F5； 第三次螺紋切削 38 N16 M19； 主軸定向停止 ： NXX M02； 程序結(jié)束

切削錐度螺紋時，工件要沿Z和X（或Y）兩個方向移動，因螺紋中心線通常與主軸中心線重合，因此，Z向移動總關(guān)聯(lián)導(dǎo)程，而X（或Y）向移動則產(chǎn)生錐度。例：

G90 G33 X10 Z100 F4；

八、極坐標編程

用極坐標（極徑和極角）方式編寫程序 格式： G16； X Y ；或（X Z ；或Y Z ；）G15； 39 在XY和XZ平面內(nèi)，X后面的數(shù)值是極徑的值，Y和Z后面的數(shù)值是極角，在YZ平面內(nèi)，Y字后面的是極徑，Z字后面是極角。（極角單位是“度”，逆時針為“正”，順時針為“負”。極徑和極角的值與增量方式還是絕對方式有關(guān)，也可以混用。增量方式（G91）：極徑的起點是刀具當(dāng)前所在位置，極角是相對于上一次編程角度的增量值，在剛進入極坐標編程方式時，極角的起始邊是當(dāng)前有效平面的第一坐標軸，缺省表示極角為0。

絕對方式（G90）：極徑的起點總是坐標系的原點，極角的起始邊永遠是當(dāng)前有效平面的第一坐標軸。例圖，刀具運行軌跡是O-A-B-C 增量方式：

N10 G91 G00 X0 Y0 F150； N20 G01 X10 Y10； N30 G16； N40 X22 Y10； N50 X15 Y260； N60 G15； 40 N70 M30； 絕對方式： N5 G00 X0 Y0 F150； N10 G90；

N20 G01 X10 Y10； N30 G16； N40 X22 Y10； N50 X15 Y80； N60 G15； N70 M30；

極坐標編程中，若后一段中的極徑或極角值與前一段相同，則后一段程序中可省略不寫，但不能全部省略，至少要出現(xiàn)一個極坐標字。例圖：

N10 G00 X10 Y5； N20 G01 G91 G16 F100； N30 X20 Y45； N40 Y90； 41

第四篇：數(shù)控技術(shù)教案

課程名稱：數(shù)控技術(shù) 學(xué)時：46學(xué)時學(xué)分：3學(xué)分 開課學(xué)期：第七學(xué)期 課程類別：必修 課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課

先修課程：電工電子技術(shù)，微機原理及應(yīng)用，機械工程控制基礎(chǔ)等

教材：《機床數(shù)字控制》（第一版）廖效果編著 機械工業(yè)出版社

授課對象：機電學(xué)院機械制造及自動化本科 工業(yè)設(shè)計、材料成型與控制本科

授課教師： 機械制造系 魏效玲，薛會民，劉洵，柴保明，吳炳勝

第一節(jié)教學(xué)內(nèi)容 第一章概論

一、教學(xué)目的

掌握數(shù)字控制和數(shù)控機床等基本概念、組成及分類，了解數(shù)字控制原理及數(shù)控機床的加工特點，了解數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

二、教學(xué)時間:2課時

? 內(nèi)容

數(shù)控與數(shù)控機床的基本概念、加工過程、特點、主要技術(shù)指標、組成與分類，加工的適應(yīng)性、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展、十五目標及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

四、教學(xué)方法

介紹基本概念，講授數(shù)字控制原理，分析數(shù)控機床的組成，根據(jù)以上講述內(nèi)容再歸納數(shù)控機床的加工特點，借助簡圖和表格等形式配合內(nèi)容講解。結(jié)合數(shù)控技術(shù)

的發(fā)展將課程前沿問題介紹給學(xué)生。對編程基本知識先提出問題，啟發(fā)學(xué)生思維，然后再講解。

? 作業(yè)

1、數(shù)控機床、數(shù)控技術(shù)的基本概念

2、數(shù)控機床的特點、組成、各部分作用、分類

3、數(shù)控機床的加工原理、使用范圍

4、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

5、什么是點位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)控機床？

6、按伺服系統(tǒng)的控制原理數(shù)控機床分哪幾類？

7、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢主要有哪些？

8、如何提高數(shù)控機床的精度、速度和可靠性

9、.CNC裝置的主要技術(shù)指標有哪些？

第二節(jié)內(nèi)容 第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

1．學(xué)習(xí)數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)知識。2．介紹程序編制的代碼及格式

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

利用多媒體直觀的教學(xué)形式，介紹程序編制的基本概念、手工編程的內(nèi)容和步驟，數(shù)控加工的工藝分析和數(shù)控加工方法，程序編制的代碼及程序格式。

四、教學(xué)方法

根據(jù)已加工好的零件，在具體加工過程中如何根據(jù)其加工圖紙來編寫其加工程序，數(shù)控機床如何根據(jù)加工程序加工來說明手工程序編制的內(nèi)容和方法。同時，在編寫零件的加工程序前要進行工藝分析，分析時要注意哪些問題，循序漸進完成課堂內(nèi)容，介紹兩種典型的程序編制代碼。

五、作業(yè)

? ? ? ? ? 程序編制的概念、手工程序編制的內(nèi)容和步驟？ 對刀點、刀位點、對刀概念 選擇對刀點的原則？

加工路線，確定加工路線的原則？

ISO和EIA代碼的區(qū)別？現(xiàn)在廣泛使用哪種代碼？

第三節(jié)內(nèi)容

第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

1．掌握機床常用的編程指令G、M、S、T、F。

2．讓學(xué)生掌握程序編制前應(yīng)首先了解機床坐標的規(guī)定，和程序原點的確定。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

介紹數(shù)控機床的坐標系規(guī)定及坐標軸方向的命名，工件坐標系和機床坐標系的關(guān)系，絕對坐標和相對坐標的概念，程序編制中的數(shù)值計算方法，常用的G指令和M指令功能

四、教學(xué)方法

通過多媒體圖片讓學(xué)生看清車床和銑床的坐標軸是如何規(guī)定的，直角坐標系在機床中是如何應(yīng)用的，常用的G、M指令功能及類型，基點和節(jié)點在數(shù)值的區(qū)別。

五、作業(yè)

1、G00、G01、G02、G03、M02、M03、M04、M05功能？模態(tài)和非模態(tài)區(qū)別？

2、車床的X、Z軸如何規(guī)定？銑床的Z、X、Y軸如何規(guī)定？

3、機床坐標系和工件坐標系，機床原點和工件原點，基點和節(jié)點概念

4、絕對坐標和相對坐標的概念及關(guān)系。

第四節(jié)內(nèi)容 第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

1、掌握機床常用的編程指令。

2．通過對常用指令的編程格式講解，使學(xué)生進一步掌握程序編制方法，能獨立編寫簡單的加工程序。

二、教學(xué)時間:2課時

? 內(nèi)容與進度

與坐標系相關(guān)的指令G92，平面坐標系選定指令G17,G18,G19（模態(tài)，G17模態(tài)，初態(tài)），以及與控制方式有關(guān)的指令編程格式，如 G00，G01，G02,G03，其絕對編程和相對編程形式。

四、教學(xué)方法

要正確編制加工程序，僅僅學(xué)會編程代碼是不夠的。本節(jié)通過編程實例講解編程方法，重點把工藝方面知識多介紹一些，要與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，通過布置作業(yè)和編程實驗加深理解和掌握。

五、作業(yè)

1、自己給出零件直線、圓弧加工尺寸，編寫其絕對和相對加工程序，第五節(jié)內(nèi)容 第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

本節(jié)課內(nèi)容還是主要講授手工編程所用其它代碼，每個代碼應(yīng)配以實例講解，同組代碼重點講解一種，其他可通過課堂和課后作業(yè)掌握，手工編程必須經(jīng)過大量練習(xí)才能熟練編制。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

通過實例分別介紹刀具長度補償指令G40（49）、G44、G43，刀具半補償指令G40 G41 G42，回程序起點指令G26,G27,G28,G29,固定循環(huán)指令，G33 螺紋加工指令，四、教學(xué)方法

對以上講解的各種指令在車、銑床的編程格式及應(yīng)用要逐個的介紹，每個指令通過實例給學(xué)生直觀的講解編程方法。

五、作業(yè)

1、給出被加工零件的幾何尺寸，利用刀具補償指令編寫其加工程序，2、進行綜合實例練習(xí)，編寫完程序上機加工，練習(xí)機床的操作能力，并檢驗程序的正確與否，在操作中解決問題。

第六節(jié)內(nèi)容 第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

本節(jié)課內(nèi)容還是主要講授手工編程所用其它代碼，每個代碼應(yīng)配以實例講解，同組代碼重點講解一種，其他可通過課堂和課后作業(yè)掌握，手工編程必須經(jīng)過大量練習(xí)才能熟練編制。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

G75 車槽固定循環(huán)指令，G81 鉆孔循環(huán)，G84 鋼性攻絲循環(huán)，G24 錐面固定循環(huán)指令，G77 柱面固定循環(huán)指令以及其它相關(guān)指令如：延時指令、鏡像指令等

四、教學(xué)方法

通過一個個實例把各指令的編程格式講清楚并讓學(xué)生會用。

五、作業(yè)

對已給孔進行加工，要求編寫鉆孔和攻絲加工程序并在程序中體現(xiàn)延時指令功能。

? 對已給的棒料進行加工，要求寫出其粗、精加工程序，注意使用講過的循環(huán)指令。? ?

第七節(jié)內(nèi)容 第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

本節(jié)課綜合講解編程知識，同時對前面答疑和作業(yè)中存在的問題加以講解。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

針對實訓(xùn)基地的數(shù)控機床編程要求，綜合講解和練習(xí)實際零件的程序編制

四、教學(xué)方法

選擇實際生產(chǎn)加工中零件，練習(xí)編程的全過程，通過答疑、批改作業(yè)，發(fā)現(xiàn)的問題在習(xí)題課中解決。根據(jù)生產(chǎn)加工零件，對各種加工方法進行工藝分析，確定合理加工方案，編寫加工程序

五、作業(yè)

1．如圖1所示，原點為起刀點，試用絕對坐標或增量坐標編寫孔加工程序。

圖1圖2 2．手工編寫圖2所示零件的車削加工程序。該零件需要精加工，圖中φ100表面不加工。選用具有直線、圓弧插補功能的數(shù)控車床加工該零件。

第八節(jié)內(nèi)容 第二章數(shù)控加工程序的編制

一、教學(xué)目的

1．掌握自動編程系統(tǒng)的軟件程序的構(gòu)成。2．了解 APT自動編程系統(tǒng)。

3．能讀懂用APT語言編寫的零件源程序。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

1.自動編程系統(tǒng)的軟件程序的構(gòu)成，利用CAM系統(tǒng)講解自動編程的基本步驟，2．介紹APT自動編程系統(tǒng) 3．講解例題

四、教學(xué)方法

先講自動編程系統(tǒng)的組成、特點及發(fā)展，再通過例題講述APT語言源程

序的編制，把在編程過程中涉及到的控制面、APT語句和后置處理程序語句等內(nèi)容介紹。

五、作業(yè)

1．如圖所示，原點為起刀點，圓弧半徑均為R10，用APT語言編制輪廓銑削加工程序。

第九節(jié)內(nèi)容 第三章位置檢測裝置

一、教學(xué)目的

1、了解位置檢測裝置作用，位置檢測裝置的分類，數(shù)控機床對位置檢測裝置的要求。

2、掌握感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

置檢測裝置作用，分類及數(shù)控機床對位置檢測裝的要求 ? 感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用 ?

3、感應(yīng)同步器的特點及使用注意事項

四、教學(xué)方法

結(jié)合多媒體圖例，介紹檢測裝置分類，講具體裝置時要與各種分類相聯(lián)系。要把鑒相型和鑒幅型感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)圖利用課件講清楚。

五、作業(yè)

1、簡述感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理。

第十節(jié)內(nèi)容 第三章位置檢測裝置

一、教學(xué)目的

1、了解現(xiàn)代位置測量裝置的先進技術(shù)，重點了解各種檢測裝置的性能、特點及應(yīng)用范圍，能夠正確選用各種檢測裝置。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

掌握旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用。? 磁尺位置檢測裝置組成、原理 ?

四、教學(xué)方法

通過簡圖介紹旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理、轉(zhuǎn)子和定子繞組的布置及感應(yīng)電壓的變化與感應(yīng)同步器的區(qū)別，同時讓學(xué)生明白轉(zhuǎn)子繞組為什么由兩個互相垂直的繞組構(gòu)成。以上三種位置檢測裝置的共同特點和工作方式要掌握。

五、作業(yè)

1、簡述旋轉(zhuǎn)變壓器、磁尺位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理、應(yīng)用

第十一節(jié)內(nèi)容 第三章 位置檢測裝置

一、教學(xué)目的

1．掌握脈沖編碼器的工作原理、應(yīng)用。2．掌握光柵的工作原理、應(yīng)用。3．了解光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

1、光柵的工作原理、應(yīng)用

2、光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

3、脈沖編碼器（絕對式與增量式）

4、介紹當(dāng)前的測量技術(shù)

四、教學(xué)方法

這節(jié)介紹數(shù)字檢測裝置，比較模擬與數(shù)字檢測裝置的特點，分析絕對和增量測量裝置的工作原理，研究間接、直接測量的精度影響。了解現(xiàn)代測量技術(shù)。講清楚光柵位置檢測裝置用倍頻提高精度的原理。

五、作業(yè)

1．簡述絕對式與增量式脈沖編碼器的工作原理。

2．簡述光柵的工作原理，寫出W和P與θ的關(guān)系。掌握莫爾條紋的特點及變化規(guī)律。

3、光柵位置檢測裝置用倍頻提高精度的原理

第十二節(jié)內(nèi)容 第四章 數(shù)控裝置

一、教學(xué)目的

1．了解數(shù)控裝置的作用、特點、硬件結(jié)構(gòu)。2．會合理選擇數(shù)控機床

二、教學(xué)時間: 2課時

三、內(nèi)容與進度

1．?dāng)?shù)控裝置的組成、優(yōu)點、CNC裝置的功能，2．?dāng)?shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)、分類，各結(jié)構(gòu)形式的硬件功能

3、CNC裝置軟件和硬件的功能界面劃分

4、數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程

四、教學(xué)方法

計算機數(shù)控裝置可借助圖片和實驗室的數(shù)控機床講解，了解數(shù)控裝置作用、功能、特點，繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程，并分析各部分的作用。

五、作業(yè)

1．簡述數(shù)控裝置的作用。

2．兩種CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)形式比較優(yōu)缺點

3、繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程

第十三節(jié)內(nèi)容 第四章數(shù)控裝置

一、教學(xué)目的

1、掌握數(shù)控軟件的特點、基本結(jié)構(gòu)形式。

2、了解輸入/輸出接口的任務(wù)。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

1、數(shù)控軟件的特點、基本結(jié)構(gòu)形式。

2、輸入/輸出接口的任務(wù)

? CNC系統(tǒng)進給速度控制

4、CNC輸入數(shù)據(jù)處理及故障診斷

四、教學(xué)方法

分析數(shù)控裝置軟件的特點、結(jié)構(gòu)形式，由微機原理中學(xué)到的接口技術(shù)，對數(shù)控裝置的數(shù)控軟件的特點講述。

五、作業(yè)

1、數(shù)控軟件的特點，3種軟件比較優(yōu)缺點。2．輸入/輸出接口的任務(wù)。

第十四節(jié)內(nèi)容 第五章 數(shù)控插補原理

一、教學(xué)目的

1、掌握數(shù)控裝置的工作過程。

2、掌握插補的基本概念，了解插補方法和分類。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

1．?dāng)?shù)控裝置的工作過程。

2．插補的基本概念、插補方法的分類

3、逐點比較法插補的原理、介紹逐點比較法直線插補的算法、象限處理。

四、教學(xué)方法

在講插補原理前，講述數(shù)控裝置的工作過程，使學(xué)生有一個總體認識，便于以后學(xué)習(xí)。最后介紹基本概念，通過多媒體手段把直線插補的偏差判別式推導(dǎo)出來，便于學(xué)生認識和掌握。

五、作業(yè)

1、什么叫插補？目前應(yīng)用較多的插補算法有哪些？

2、試述逐點比較法插補的四個節(jié)拍，并推導(dǎo)第Ⅰ象限直線插補公式。

3、設(shè)欲加工第一象限直線OE、起點坐標為O（0，0），終點坐標為E（6，8），脈沖當(dāng)量δ＝1，試用逐點比較法插補之并畫出插補軌跡。

第十五節(jié)內(nèi)容 第五章 數(shù)控插補原理

一、教學(xué)目的

1．掌握逐點比較法的插補原理。

2．熟練掌握逐點比較法基本算法、象限處理。

3．逐點比較法圓弧插補，比較直線和圓弧插補的異同之處

4．要求通過例題與習(xí)題熟練掌握逐點比較法插補全過程，弄明白逐點比較法插補的實質(zhì)。

二、教學(xué)時間: 2課時

三、內(nèi)容與進度 1．逐點比較法圓弧插補 2．逐點比較法象限處理 3．逐點比較法的合成進給速度

四、教學(xué)方法

逐點比較法是最簡單的插補方法，按插補的四個步驟講解，學(xué)生容易理解和掌握。重點講解第一象限插補，其它象限插補公式找出規(guī)律，要求學(xué)生自己掌握，并能驗證插補軌跡的對錯。有一點需要說明的是：逐點比較法直線插補各象限的插補公式一樣，只是各象限的進給方向不同而已，終點坐標均為絕對值。圓弧插補偏差計算式中的坐標值是動態(tài)變化的，而且不同象限，順逆不同，插補計算式不同，坐標進給方向不同。

五、作業(yè)

1、用逐點比較法加工第一象限順圓，起點坐標為A（0,4），終點坐標為B（4，0），寫出插補過程，并畫出插補軌跡。

2、設(shè)欲加工第二象限逆圓AB，起點A（6，0），終點E（0，6），脈沖當(dāng)量δ＝1，試用逐點比較法插補之并畫出插補軌跡。

3、比較直線和圓弧插補的異同之處

第十六節(jié)內(nèi)容 第五章 數(shù)控插補原理

一、教學(xué)目的

1．熟練掌握數(shù)字積分法直線、圓弧插補原理、各象限處理方法。2．要求通過例題與習(xí)題熟練掌握數(shù)字積分法插補全過程。

二、教學(xué)時間: 2課時

三、內(nèi)容與進度 1．?dāng)?shù)字積分法直線插補 2．?dāng)?shù)字積分法圓弧插補

3、數(shù)字積分法插補的象限處理

四、教學(xué)方法

從積分求面積開始，理解數(shù)字積分法的實質(zhì)就是把積分運算變成求和運算。利用兩個積分器對要插補的直線和圓弧分別在X和Y方向累加求和，最后得到直線或圓弧的終點坐標值。再利用十進制數(shù)進行長度分割、累加，將積分原理講透，然后講直線、圓弧插補，通過直線和圓弧插補例題，學(xué)習(xí)插補全過程。注意教材對直線和圓弧插補的總結(jié)

五、作業(yè)

1、用數(shù)字積分法加工第一象限直線OB的插補過程，其中O(0，0)，B（6，7），并畫出插補軌跡。

2、第一象限逆圓，起點為（6，0），終點為（0，6），用數(shù)字積分法，選用3位寄存器對此圓弧進行插補并劃出插補軌跡圖。

? 比較直線和圓弧插補的異同之處，便于理解和掌握數(shù)字積分法的原理和實質(zhì)。

5、掌握圓弧和圓弧、直線和直線插補中不同象限之間的區(qū)別。

第十七節(jié)內(nèi)容 第五章 數(shù)控插補原理

一、教學(xué)目的

1．掌握數(shù)據(jù)采樣插補原理。

2．了解擴展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補原理。

3、掌握刀具補償原理

二、教學(xué)時間: 2課時

三、內(nèi)容與進度

1、掌握數(shù)據(jù)采樣插補原理，擴展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補原理

2、刀具補償原理、刀具半徑補償?shù)母拍睢⒆饔煤蛯嵸|(zhì)，分類，兩種半徑補償?shù)膬?yōu)缺點，刀補原理的哪一點不同，在原理框圖上如何體現(xiàn)。

3、直線與直線過渡的轉(zhuǎn)接情況分析

四、教學(xué)方法

刀具半徑補償?shù)膶嵸|(zhì)是把零件的輪廓軌跡變成刀具的中心軌跡。利用刀具長度和半徑補償可以簡化編程，在編程時除了會用其代碼，還要懂其原理。重點講解刀補的作用、步驟。左右偏刀補的概念，可借助圖片和實驗室的數(shù)控機床講解。

五、作業(yè)

1．何謂刀具長度補償、刀具半徑補償？其執(zhí)行過程如何？ 2.B功能刀具半徑補償與C功能刀具半徑補償?shù)膮^(qū)別在何處？

3、在切削過程中，刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程分為哪三個步驟？

4、給出要求加工的零件輪廓，采用C功能刀具半徑補償（G42或G41）處理后，繪出刀具中心軌跡。

? 畫出直線過渡的不同轉(zhuǎn)接過渡類型圖

第十八節(jié)內(nèi)容 第六章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一、教學(xué)目的

1．掌握機床伺服系統(tǒng)的組成、分類和對伺服系統(tǒng)的要求。2．常見的數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的類型（開、閉環(huán)）

3、掌握步進電機的工作原理、性能指標。

說明：重點掌握步進電機的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要性能指標。

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度 1．伺服系統(tǒng)的組成

2．對伺服系統(tǒng)的基本要求 3．伺服系統(tǒng)的分類 4．步進電機工作原理

5、主要性能指標

四、教學(xué)方法

數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是一個自動控制系統(tǒng)它與普通機床進給系統(tǒng)有著本質(zhì)區(qū)別，對伺服系統(tǒng)有明確認識。按步進電機的結(jié)構(gòu)，工作原理及性能指標順序講解。工作原理結(jié)合多媒體課件圖片介紹，重點介紹反應(yīng)式步進電機。

五、作業(yè)

1．簡述伺服系統(tǒng)的作用、組成與分類。2．簡述步進電機的工作原理。3．影響步進電機步距角有哪些？

4、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求是什么

5、開、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別？

6、常用的步進電動機的性能指標有哪些？其含義是什么？

7、簡述反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)特點，第十九節(jié)內(nèi)容 第六章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一、教學(xué)目的

1．寬調(diào)速直流伺服電機特點：

2、常見的直流伺服電機的調(diào)速控制方法

3、數(shù)控機床用交流電機特點。

4、交流電機變頻調(diào)速與控制。

二、教學(xué)時間: 2課時

三、內(nèi)容與進度

1、寬調(diào)速直流伺服電機特點：

2、常見的直流伺服電機的調(diào)速控制方法

3、數(shù)控機床用交流電機

4、交流電機的速度控制

5、交流電機變頻調(diào)速與控制

四、教學(xué)方法

直流伺服電機和交流伺服電機比較各自的優(yōu)點。為什么交流電機在數(shù)控機床的應(yīng)用愈來愈廣泛，交流電機主要用來調(diào)速，介紹三種不同的調(diào)速特性，講述應(yīng)用最多的變頻調(diào)速。

五、作業(yè)

1．什么是大慣量直流電動機？有什么特點？

2、直流電動機調(diào)速方式有哪幾種？

3、交流電動機調(diào)速方式有哪幾種？通常采用哪種調(diào)頻調(diào)壓的方法 4．為什么變頻的同時要改變電壓？ 5．變頻器的作用？

第二十節(jié)內(nèi)容 第六章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一、教學(xué)目的

1．步進電機開環(huán)進給系統(tǒng)的傳動計算。2．步進電機的驅(qū)動電路。

3．提高開環(huán)進給伺服系統(tǒng)精度的措施

4、半閉環(huán)進給系統(tǒng)位置檢測裝置的安裝和傳動計算

二、教學(xué)時間:2課時

三、內(nèi)容與進度

1、步進電機和伺服電機選擇

2、步進電機的驅(qū)動電路，硬件環(huán)行分配器的設(shè)計，工作過程，軟件環(huán)行分配器工作順序。單電壓與雙電壓驅(qū)動線路各自特點，應(yīng)用情況。3．提高開環(huán)進給伺服系統(tǒng)精度的措施

4、半閉環(huán)進給系統(tǒng)位置檢測裝置的安裝和傳動計算

四、教學(xué)方法

學(xué)會選擇電機，在實際工作中能正確應(yīng)用，尤其在畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練環(huán)節(jié)中能獨立計算動力部件。講清學(xué)習(xí)的重要性，調(diào)動學(xué)生的主動性，再按設(shè)計步驟講述，最后以數(shù)控機床的工作過程為主線總結(jié)整個課程內(nèi)容。

五、作業(yè)

1．如何選擇步進電機，交流伺服電機？ 2．跟隨誤差對加工精度的影響如何？

3、實現(xiàn)步進電動機控制脈沖的環(huán)形分配器有哪些主要方法？

4、簡述高低切換驅(qū)動電源、恒流斬波型驅(qū)動電源、單電壓驅(qū)動電源的工作原理，各有何優(yōu)缺點？

第五篇：數(shù)控技術(shù)教案

《計算機組裝與維修》教案 《數(shù)控技術(shù)》教案

本次課重點介紹有關(guān)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的基礎(chǔ)知識，使學(xué)生對本門課有初步的認識并培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課的興趣。

一、章節(jié)題目 第一章 概述

第一節(jié) 數(shù)控技術(shù)的基本概念 第二節(jié) 數(shù)控機床組成與基本工作原理 第三節(jié) 數(shù)控機床分類 第四節(jié) 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 第二章 數(shù)控加工技術(shù)

第一節(jié) 數(shù)控加工程序編制的基本步驟

二、教學(xué)方法與輔助手段

本次課的授課方式為講課，在授課過程中突出數(shù)控機床的特點，并注意和普通機床進行比較，使學(xué)生對數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)有一個深入的認識。使用多媒體課件及板書配合教學(xué)。

三、教學(xué)目的與要求 1.掌握數(shù)控技術(shù)的基本概念 2.掌握數(shù)控機床基本工作原理 3.掌握數(shù)控機床的基本組成 4.掌握手工編程的基本過程 5.了解數(shù)控機床分類和發(fā)展趨勢 6.了解CAD/CAM混合編程的基本過程

《計算機組裝與維修》教案

對于學(xué)生來說數(shù)控技術(shù)是一個新的概念，學(xué)生對數(shù)控機床及其相 關(guān)知識很陌生。在教學(xué)過程中在完成基本教學(xué)內(nèi)容的同時，通過和普

《數(shù)控技術(shù)》教案通機床比較，重點突出了數(shù)控機床的基本特點、工作原理及組成，使 學(xué)生對數(shù)控機床及其相關(guān)知識有了初步的認識。復(fù)習(xí)思考題

1.數(shù)控機床與普通機床的區(qū)別主要體現(xiàn)在那些方面，二者之間有 哪些共同之處？

2.插補在數(shù)控機床加工過程中的作用？

九、實施情況及分析

本次課按照預(yù)定計劃完成，效果較好。

本次課將在上次課的介紹數(shù)控機床基本工作原理的基礎(chǔ)上，講解數(shù)控加工程序編制的相關(guān)知識。

一、章節(jié)題目 第二章 數(shù)控加工技術(shù)

第二節(jié) 手工編程時的數(shù)控加工工藝處理 第三節(jié) 坐標系與編程計算 第三章 數(shù)控機床編程 第一節(jié) 編程基本概念

二、教學(xué)方法與輔助手段

本次課的授課方式為講課，在授課過程中突出數(shù)控機床手工編程時的工藝處理特點和過程，并著重介紹坐標系及編程計算的內(nèi)容和方法。使用多媒體課件及板書配合教學(xué)。

三、教學(xué)目的與要求

《計算機組裝與維修》教案

2.有“回參考點”功能和無“回參考點”功能數(shù)控機床建立坐標 系的特點？

3.《數(shù)控技術(shù)》教案

八、實施情況及分析

本次課按照預(yù)定計劃完成，效果較好。

一、章節(jié)題目 第三章 數(shù)控機床編程 第一節(jié) 編程基本概念—功能字 第二節(jié) 基本G代碼

二、教學(xué)方法與輔助手段

本次課的授課方式為講課，在授課過程中重點介紹功能字含義和基本G代碼，并通過實例講解工藝處理、工序劃分、坐標系建立、編程計算、程序的組成和基本結(jié)構(gòu)，消化理解上次課和本次課的相關(guān)內(nèi)容。

三、教學(xué)目的與要求 1.掌握功能字的含義

2.掌握代碼分組與代碼的模態(tài)和非模態(tài)的含義，了解開機默認代碼的含義

3.掌握與坐標系有關(guān)的G代碼、基本運動G代碼、公英制選擇、絕對坐標和相對坐標定義G代碼、圓弧運動G代碼、刀具補償G代碼、螺旋線加工G代碼、暫停G代碼。

四、本次課的重點、難點 本次課重點： 1.功能字的含義

《計算機組裝與維修》教案

4）用直徑為6毫米的銑刀加工直徑為10毫米的孔，假設(shè)加工平面為XOY面，孔位置為（20，30），（60，70）。用相對坐標和絕對坐標編寫加工程序，工件厚度10毫米。

八、實施情況及分析

本次課按照預(yù)定計劃完成，效果較好。

本次課將首先通過實例介紹螺紋孔加工、槽加工、銑孔加工的程序編制方法，進一 如何理解工藝處理和工序劃分的意義？

《數(shù)控技術(shù)》教案步理解工藝處理、工序劃分的意義，進一步掌握程序功能字的含義與使用方法，了解程序編制過程中容易出現(xiàn)的問題，進一步理解程序結(jié)構(gòu)，了解螺紋孔加工、槽加工程序編制的特點，為編制復(fù)雜加工程序打下基礎(chǔ)。另外，本次課將在鏜銑類機床普通編程方法的基礎(chǔ)上介紹鏜銑類機床的特殊編程方法。

一、章節(jié)題目 第四章 數(shù)控機床編程 第三節(jié) 鏜銑類機床編程方法

二、教學(xué)方法與輔助手段

本次課的授課方式為講課，通過實例使學(xué)生掌握數(shù)控加工程序基本的編制方法，消化理解前兩次課的內(nèi)容。使用多媒體課件及板書配合教學(xué)。

三、教學(xué)目的與要求

1.掌握螺紋孔加工、槽加工、銑孔加工程序編制方法 2.掌握常用鏜銑類機床編程的特殊代碼指令格式和使用方法 3.理解固定循環(huán)的含義，掌握常用鏜銑加工固定循環(huán)的動作過程 4.掌握使用固定循環(huán)指令時程序編制的特點 5.掌握子程序編程方法

《計算機組裝與維修》教案

作業(yè)題

1.利用G81指令編寫例4-17的孔加工程序

八、實施情況及分析

本次課按照預(yù)定計劃完成，效果較好。

本次課將首先向?qū)W生介紹車削加工編程特點，在此基礎(chǔ)上通過實

例向?qū)W生講解車削加工編程方法。介紹車削加工中常用的簡單固定循環(huán)指令，并通過實例講解簡單固定循環(huán)指令的使用方法。介紹幾種復(fù) 《數(shù)控技術(shù)》教案合固定循環(huán)指令的格式。

一、章節(jié)題目

二、教學(xué)方法與輔助手段

本次課的授課方式為講課，通過實例使學(xué)生掌握車削加工程序編制方法，使用多媒體課件及板書配合教學(xué)。

三、教學(xué)目的與要求 1.掌握數(shù)控編程特點

2.掌握使用固定循環(huán)指令編程時程序的結(jié)構(gòu)特點

3.掌握端面加工、外圓加工和孔加工的固定循環(huán)指令格式 4.能夠使用固定循環(huán)指令編程

四、本次課的重點和難點 重點：

1.車削加工的特點

2.固定循環(huán)指令格式及應(yīng)用

《計算機組裝與維修》教案

四、本次課的重點和難點 重點：

1.復(fù)合固定循環(huán)指令的格式 2.復(fù)合固定循環(huán)指令的使用 難點：

1.復(fù)合固定循環(huán)指令的使用

2.使用復(fù)合固定循環(huán)指令時程序的結(jié)構(gòu) 《數(shù)控技術(shù)》教案

七、復(fù)習(xí)思考題、作業(yè)題 思考題：

1.使用復(fù)合固定循環(huán)指令時程序的結(jié)構(gòu)特點

2.G70復(fù)合固定循環(huán)指令如何與G71指令配合使用，及二者在程序中的位置。作業(yè)題：

1.使用復(fù)合固定循環(huán)指令編寫 加工程序。

八、實施情況與分析

本次課將介紹有關(guān)插補原理方面的內(nèi)容。重點介紹插補在數(shù)控加工中的作用、插補算法。

一、章節(jié)題目

二、教學(xué)方法與輔助手段

本次課的授課方式為講課，通過實例使學(xué)生掌握車削加工程序編制方法，使用多媒體課件及板書配合教學(xué)。

三、教學(xué)目的與要求

1.認識插補在輪廓加工中的作用