数控机床及编程加工技术全套课件

1、 数控机床及编程加工技术第一单元:数控机床概述学习要点：（1）了解数控机床产生、发展过程和发展趋势（2）掌握数控机床的组成和工作原理（3）熟悉数控机床的加工特点和分类方法（4）熟悉数控机床的主要性能指标及主要功能第一单元:数控机床概述课题4:数控机床的主要性能指标与功能课题2:数控机床的组成及工作原理 课题3:数控机床的的特点和分类课题1:数控机床的产生与发展课题1:数控机床的产生与发展 课题目标课题分析相关知识课题1:数控机床的产生与发展 了解数控机床的产生、发展过程和发展趋势。从数控机床产生至今已过去了半个世纪。数控机床的产量不断增长，品种不断增加，数控系统的功能不断完善，可靠性不断提高。

2、随着微电子技术、计算机技术和制造技术的发展，数控机床正不断吸收最新技术成就，朝着高可靠性、高柔性化、高精度化、高速度化、多功能复合化、制造系统自动化等方向发展。课题目标课题分析相关知识1、数控机床的产生 课题1:数控机床的产生与发展1952年美国帕森斯公司和麻省理工学院在美国空军的委托下，合作研制出世界上第一台三坐标数控铣床，完成了直升飞机叶片轮廓检查用样板的加工。相关知识2、 数控机床的发展过程 课题1:数控机床的产生与发展1952年,数控机床的第一代.利用脉冲乘法器原理的控制系统.1959年，数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板技术，跨入第二代。 1960年，数控系统采用小规模集成电路。数

3、控系统发展到第三代。1970年，由计算机作控制单元的数控系统，称为第四代。1974年，数控系统中广泛应用微处理器，这就是第五代数字控制.相关知识3、我国数控机床的发展概况 课题1:数控机床的产生与发展“六五”、“七五”期间的消化吸收引进技术 “八五”期间科技攻关开发自主产权数控系统 “九五”期间数控机床发展已进入实现产业化阶段 相关知识4、数控系统的发展趋势 课题1:数控机床的产生与发展高可靠性 高柔性化 高精度化 高速度化 加工功能复合化 多功能化 结构新型化 制造系统自动化 编程技术自动化 课题2:数控机床的组成及工作原理课题目标课题分析相关知识课题2:数控机床的组成及工作原理 掌握数控机

4、床的组成和工作原理。 数字控制（numerical controlNC）简称数控，是一种利用数字化的信息对设备运动及加工过程进行控制的一种自动化技术。将数控技术实施到加工控制中去的机床，或者说装备了数控系统的机床被称为数控（NC）机床。数控机床是集机、电、液、气、光一体化的产品。课题目标课题分析相关知识1、数控机床的组成 课题2:数控机床的组成及工作原理键盘辅助控制机构进给传动机构主运动机构操作面板PLC主轴伺服单元主轴驱动装置进给伺服单元进给驱动装置机床I/O电路和装置计算机数 控装 置输入输出设 备计算机数控系统测量装置机床本体相关知识2、数控机床的工作原理 课题2:数控机床的组成及工作原

5、理数控加工的过程 相关知识2、数控机床的工作原理 课题2:数控机床的组成及工作原理数控加工中的数据转换过程 加工程序进给伺服系统PLC控制成 形 运 动切削运动、机床I/O装置译 码刀补处理插补处理课题3:数控机床的特点和分类课题目标课题分析相关知识课题3:数控机床的特点和分类 熟悉数控机床的加工特点和分类方法。 数控机床的特点分为加工特点和和使用特点。数控机床的种类通常有按工艺用途、控制运动的方式、进给伺服系统类型和数控系统的功能水平等几种分类方法。 课题目标课题分析相关知识1、数控机床的特点 课题3:数控机床的特点和分类 适应性强，适合加工单件或中小批量复杂工件 加工精度高，产品质量稳定

6、自动化程度高，劳动强度低 数控机床的加工特点: 相关知识1、数控机床的特点 课题3:数控机床的特点和分类 生产效率高 良好的经济效益 有利于生产管理的现代化 数控机床的加工特点: 相关知识1、数控机床的特点 课题3:数控机床的特点和分类 对操作维修人员的技术水平要求较高 对夹具和刀具的要求较高 数控机床的应用范围 数控机床的使用特点 : 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 普通数控机床 数控加工中心 多坐标数控机床 数控特种加工机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 普通数控机床 数控车床相关知识2、数控机床

7、的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 普通数控机床 立式数控铣床相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 普通数控机床 卧式数控铣床相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 数控加工中心 立式加工中心相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 数控加工中心 卧式加工中心相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 多坐标数控机床 5坐标数控机床相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按工艺用途分类: 数控特种加工机床

8、电火花加工机床相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按控制运动的方式分类: 点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制数控机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按控制运动的方式分类: 点位控制数控机床 数控钻床的刀具运动相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按控制运动的方式分类: 直线控制数控机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按控制运动的方式分类: 轮廓控制数控机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按进给伺服系统类型分类: 开环数控机床 半闭环数控机床 闭环数控

9、机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按进给伺服系统类型分类: 开环数控机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按进给伺服系统类型分类: 半闭环数控机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按进给伺服系统类型分类: 闭环数控机床 相关知识2、数控机床的的分类 课题3:数控机床的特点和分类 按数控系统的功能水平分类: 经济型又称筒易数控机床 普及型通常称之为全功能数控机床 高档型数控机床 课题4:数控机床的主要性能指标与功能课题目标课题分析相关知识课题4:数控机床的主要性能指标与功能熟悉数控机床的主要性能指标及主要功能

10、 。 数控机床的主要性能指标及功能是选择数控装置时的参考，一般来说，性能越高的数控装置，价格也越贵，对用户来说应该根据自己的实际需要，综合考虑性能和价格，做出经济实用的选择。课题目标课题分析相关知识1、数控机床的主要性能指标 课题4:数控机床的主要性能指标与功能精度指标可靠性指标 加工性能指标 可控轴数与联动轴数 运动性能指标 相关知识1、数控机床的主要功能 课题4:数控机床的主要性能指标与功能插补功能 刀具补偿功能 进给功能 主轴功能 操作功能 相关知识1、数控机床的主要功能 课题4:数控机床的主要性能指标与功能程序管理功能 自诊断报警功能 图形显示功能 辅助编程功能 通信功能 第二单元:

11、数控系统的硬件连接学习要点：1、了解数控系统的硬件结构及组成；2、掌握系统各硬件部件间信号的传递；3、能够根据电气原理图进行各硬件部件的连接。第二单元: 数控系统的硬件连接课题1:数控装置硬件结构的认识课题2:伺服系统的硬件连接课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接课题5:Siemens 802C数控系统的硬件连接课题3:数控机床的电气控制系统课题1:数控装置硬件结构的认识课题目标课题分析课题实施课题目标1、掌握数控装置的硬件结构；2、了解数控系统输入/输出接口的原理，掌握数控系统PLC的配置方式；3、能够辨识Fanuc 0i数控装置主板的各类接口。课题1:数控装置硬件结构的

12、认识课题分析课题1:数控装置硬件结构的认识课题1:数控装置硬件结构的认识课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、数控装置的硬件结构1大板式结构1、大板式结构和功能模块式结构资讯一、数控装置的硬件结构2功能模块式结构 资讯一、数控装置的硬件结构2、单微处理器结构和多微处理器结构 在单微处理器结构中，只有一个微处理器，以集中控制、分时处理数控的各个任务。 若在一个系统中有两个或两个以上的微处理器，则该系统称多微处理器型结构。目前使用的多微处理器结构有三种不同的结构形式，即分布式系统、主从式系统和总线式多主CPU系统。 资讯二、PLC在数控系统中的应用 PLC在数控系统中是介于数

13、控装置与机床之间的中间环节，根据输入的离散信息，在内部进行逻辑运算，并完成输入输出控制功能，PLC用在CNC系统中有内装型和独立型之分。资讯三、数控系统的输入输出接口电路资讯三、数控系统的输入输出接口电路实施课题1:数控装置硬件结构的认识2、填写工作任务书。1、分组辨识主板接口； 课题2:伺服系统的硬件连接课题目标课题分析课题实施课题目标1）了解数控机床伺服系统的分类；2）掌握步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机的结构和原理；3）了解数控伺服系统三种电机驱动装置的原理；4）掌握Fanuc 0i 数控伺服系统的硬件装置及其连接。课题2:伺服系统的硬件连接课题分析 数控机床的伺服系统包括进给伺服驱

14、动系统和主轴伺服驱动系统两部分。进给伺服系统是以机床移动部件位置为控制量的自动控制系统，控制机床各坐标的进给运动，它根据数控系统（CNC）发出的动作指令，准确、快速地完成各坐标轴的进给运动，与主轴驱动相配合，实现对工件的高精度加工。主轴伺服驱动系统主要是控制机床主轴旋转运动，在加工中心和车削中心中还可以实现主轴的角度位置控制，可以实现如螺纹加工、准停和恒线速加工等功能。课题2:伺服系统的硬件连接课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价课题2:伺服系统的硬件连接资讯一、进给伺服系统的分类资讯二、数控机床的驱动电机资讯三、数控机床的驱动装置图2-24 步进电机的驱动装置资讯三、数控机床

15、的驱动装置CX5X：为绝对编码器电池的接口。 CX2A：为DC24V电源、*ESP急停信号、XMIF报警信息输入接口，与前一个模块的CX2B相连。CX2B：为DC24V电源、*ESP急停信号、XMIF报警信息输出接口，与后一个模块的CX2A相连。C0P10A：伺服高速串行总线（HSSB）输出接口。与下一个伺服单元的C0P10B连接（光缆）。C0P10B：伺服高速串行总线（HSSB）输入接口。与CNC系统的C0P10A连接（光缆）。JX5：为伺服检测板信号接口。JF1、JF2：为伺服电动机编码器信号接口。CZ2L、CZ2M：为伺服电动机动力线连接插口。资讯三、数控机床的驱动装置CXA2B直流24

16、 V输入接口，一般地该接口与电源模块的CXA2A连接，用于接收急停信号。 CXA2A直流24 V输出接口，一般地该接口与下一伺服模块的CXA2B连接，用于接收急停信号。JX4伺服状态检查接口。该接口用于连接主轴模块状态检查电路板。通过主轴模块状态检查电路板可获取模块内部信号的状态。JY1主轴负载功率表和主轴转速表连接接口。JY2脉冲发生器，内置探头和电动机CS轴探头连接接口。 JY3磁感开关和外部单独旋转信号连接接口。JY4位置编码器和高分辨率位置编码器连接接口。 资讯四、数控机床的位置检测装置决策、计划2、分析伺服系统的特点，确定合理连接顺序； 1、分组，3人为一小组，制定分步工作计划；4、

17、工具与连接电缆的选择等 ；5、检查计划 （两小组互换检查）。3、导线位置和走线方向规划 ；课题2:伺服系统的硬件连接实施2、按计划线路布线；1、按计划选用电缆和相应工具； 3、按计划顺序连接； 4、按规定的要求紧固。 课题2:伺服系统的硬件连接课题3:数控机床的电气控制系统课题目标课题分析课题实施课题目标1、了解数控机床的电气控制系统的组成；2、掌握数控系统电源控制回路和外围电气回路的电源控制。3、掌握数控机床电气控制的阅读和分析方法。课题3:数控机床的电气控制系统课题分析课题3:数控机床的电气控制系统课题3:数控机床的电气控制系统课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、数

18、控系统的电源控制回路外部电源经转换变压器后：一路经断路器、接触器、滤波器后进入电源模块，然后分别供给给主轴放大器和伺服放大器，最后驱动主轴电机和伺服电机运动；另一路经开关变压器后，经过ON/OFF电路提供数控装置及显示器使用的+24V直流电源。电源模块的接触器由数控系统控制，如果伺服系统出现故障，则通过急停信号传输给数控系统，由数控系统控制接触器的线圈，从而可以控制电源模块外部电源的通断，最终达到控制伺服模块和伺服电机的电源。资讯一、数控系统的电源控制回路资讯一、数控系统的电源控制回路 从图2-46数控系统的电源控制回路还可以看出，在接通机床总电源后，首先是伺服系统控制端上电，而数控装置和显示

19、单元的电源则必须通过ON/OFF电路后才能加载直流24V电压，待数控系统自检通过，伺服系统自检无误后，数控系统才会发出加载伺服强电的信号，即吸合接触器的指令。外围电气电路一般直接引入工业三相强电380VAC，有时也使用三相220VAC，控制电路电源则需经变压器变压后提供，对于Fanuc数控系统机床，一般需提供+110V、+90V、+24V直流电压供系统使用。外围电气控制电路一般由主回路、控制电路和辅助电路等部分组成，控制数控机床的换刀装置、刀库、液压/气动系统、冷却系统、润滑系统等等。其的控制核心是PLC。资讯二、外围电气电路及其分析方法外围电气电路分析方法：(1)分析主回路。从主回路入手,要

20、根据伺服电动机、辅助机构电动机和电磁阀等执行电器的控制要求,分析它们的控制内容,控制内容包括启动、方向控制、调速和制动。(2)分析控制电路。根据主回路中各伺服电动机、辅助机构电动机和电磁阀等执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环节,按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析。而分析控制电路的最基本方法是查线读图法。资讯二、外围电气电路及其分析方法(3)分析辅助电路。辅助电路包括电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分,它们大多由控制电路中的元件来控制的,所以在分析时,还要回头来对照控制电路进行分析。(4)分析互锁与保护环节。机床对于安全性和可靠性有很高的要求,实现这些要求,除了合

21、理地选择元器件和控制方案以外,在控制线路中还设置了一系列电气 保护和必要的电气互锁。资讯二、外围电气电路及其分析方法(5)总体检查。经过“化整为零”,逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后,还必须用“集零为整”的方法,检查整个控制线路,看是否存在遗漏,特别要从整体的角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系,理解电路中每个元器件所起的作用。资讯二、外围电气电路及其分析方法决策、计划2、分析TK1640数控机床的特点，电气系统的组成；1、分组，3人为一小组，制定分步工作计划；4、控制电路优化与排布；5、检查计划 （两小组互换检查）。3、分析电气控制主回路、电源回路、刀架控

22、制回路 ；课题3:数控机床的电气控制系统实施1、按计划开动机床，完成规定的各个动作，与分析过程相比较，看是否吻合；2、填写工作任务书。 课题3:数控机床的电气控制系统课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接课题目标课题分析课题实施课题目标1、熟悉Fanuc 0i mate C数控系统的硬件结构及组成；2、掌握Fanuc 0i mate C系统各硬件部件间信号的传递；3、能够根据电气原理图进行Fanuc 0i mate C各硬件部件的连接。课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接课题分析课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接课题4:Fanuc 0

23、i mate C数控系统的硬件连接课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、Fanuc 0i mate C数控系统的配置二、Fanuc 0i mate C控制单元的接口定义14COP10A伺服放大器(FSSB)13系统存储器电池12系源电源风扇11CA69伺服检查板接口10CA55MDI接口9CN2系统操作软键接口8JD36ARS232C串口7JD36BRS232C串口6JA40模拟输出5JD1AI/0 LINK4JA7A串行主轴/位置编码器3电源单元2FUSEDC24V输入熔断器1CP1DC24V输入资讯资讯三、系统整体连接四、连接电缆资讯 当主轴电机为Fanuc串行伺服主

24、轴电机时，应配套使用Fanuc串行主轴放大器，此时主轴放大器为数字伺服连接，具有位置和速度处理的功能，因此只需从CNC主板JA7A端口引出指令位移信号，到伺服放大器的JA7B端口，串主轴伺服电机的位置和速度反馈直接接入主轴放大器的编码器反馈接口就可。 四、连接电缆资讯 当主轴电机采用普通三相异步电机，系统通过模拟主轴接口向外部提供010V模拟电压 。SVC，ES：为数控装置的主轴指令电压输出；ENB1，ENB2：为主轴使能信号；DAE2，E：为变频器的速度指令输入。四、连接电缆资讯决策、计划2、分析数控系统的特点，确定合理连接顺序； 1、分组，3人为一小组，制定分步工作计划；4、工具与连接电缆

25、的选择等 ；5、检查计划 （两小组互换检查）。课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接3、导线位置和走线方向规划 ；实施2、按计划线路布线；1、按计划选用电缆和相应工具； 3、按计划顺序连接； 4、按规定的要求紧固。 课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接检查、评价2、优化与修改电缆走线； 1、检查连接电缆连接是否正确；3、对自己的工件成绩进行评估； 4、填写工作任务书。下一次在哪些方面应该做的更好？课题4:Fanuc 0i mate C数控系统的硬件连接课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接课题目标课题分析课题实施课题目标1、了解Siemens

26、 802C数控车床系统的硬件结构及组成；2、掌握Siemens 802C数控车床系统各硬件部件间信号的传递；3、能够根据电气原理图进行Siemens 802C车床系统各硬件部件的连接。课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接课题分析课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接资讯一、SINUMERIK 802C系统接口资讯二、SINUMERIK 802C系统的部件连接 资讯三、几个典型电缆资讯四、PLC接口定义决策、计划2、分析数控系统的特点，确定合理连接顺序； 1、分组

27、，3人为一小组，制定分步工作计划；4、工具与连接电缆的选择等 ；5、检查计划 （两小组互换检查）。3、导线位置和走线方向规划 ；课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接实施2、按计划线路布线；1、按计划选用电缆和相应工具； 3、按计划顺序连接； 4、按规定的要求紧固。 课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接检查、评价2、优化与修改电缆走线； 1、检查连接电缆连接是否正确；3、对自己的工件成绩进行评估； 4、填写工作任务书。下一次在哪些方面应该做的更好？课题5: Siemens 802C数控系统的硬件连接第三单元: 数控系统的数据处理学习要点： 1、了解数控系统的软硬件

28、配置；2、掌握数控系统的程序输入方式和译码原理；3、掌握逐点比较法插补的原理，了解直接函数法插补方法；4、了解数控系统的各类补偿，掌握刀具补偿的原理。课题1: 程序输入与译码课题2: 数控系统的轮廓插补课题3: 数控系统的刀具补偿第三单元: 数控系统的数据处理课题1:程序输入与译码课题目标课题分析课题实施课题目标1）熟悉典型数控系统的操作面板；2）掌握数控加工程序的输入方式；3）能够分析数控系统加工程序的译码过程。课题1:程序输入与译码课题分析图3-2 数控加工程序的输入过程课题1:程序输入与译码课题1:程序输入与译码课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、数控系统操作面板

29、 资讯一、数控系统操作面板 资讯二、数控加工程序的译码 所谓“译码”就是将输入的数控加工程序段按一定规则翻译成CNC装置中计算机能识别的数据形式，并按约定的格式存放在指定的译码结果缓冲器中。具体来讲，译码就是从数控加工程序缓冲器或MDI缓冲器中逐个读入字符，先识别出其中的文字码和数字码，再将具体的文字或辅助符号译出，最后根据文字码所代表的功能，将后续数字码送到相应译码结果缓冲器单元中。另外，在译码过程中还要进行数控加工程序的错误诊断。 资讯实施2、手工译码;1、输入程序； 3、软件仿真;4、填写工作纸;课题1:程序输入与译码课题2:数控系统的轮廓插补课题目标课题分析课题实施课题目标1）了解数控

30、装置轮廓控制插补的原理；2）掌握逐点比较插补法的原理；3）了解直接函数插补法的原理。课题2:数控系统的轮廓插补课题分析课题2:数控系统的轮廓插补课题2:数控系统的轮廓插补课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、逐点比较法原理 资讯二、逐点比较法直线插补资讯二、逐点比较法直线插补 例3-1 设欲加工一直线OE，起点在原点，终点为E(5,4)，脉冲当量为x=y = 1,写出其用逐点比较法进行插补运算的过程。序号工作节拍偏差判别坐标进给新偏差计算终点判别1F0=0XF1=F0ye=04=4=91=82F1=40YF2=F1xe=45=1=81=73F2=10XF3=F2Ye=14

31、=3=71=64F3=30YF4=F3xe=35=2=61=55F5=20XF5=F4Ye=24=2=51=46F5=20，动点在圆弧外；Fi =0，动点在圆弧上；Fi 0，动点在圆弧内。资讯三、逐点比较法圆弧插补 例3-2 设欲加工第一象限逆时针走向的圆弧AB，起点为A(5，0)，终点为B(0，5)。如图3-22所示：x=y = 1。请写出其插补计算过程。序号偏差判别坐标进给计算终点判别1F00XF1=0251=9， x1=51=4，y1=0=101=92F1=90YF2=9+20+1=8， x2=4,y2=0+1=1=91=83F2=80YF3=8+211=5， x3 =4, y3=11=

32、2=81=74F3=50YF4=5+221=0， x4=4, y4=2+1=3=71=65F4=0XF5=024+1=7， x5=41=3，y5=3=61=56F5=70YF6=7+231=0， x6=3, y6=31=4=51=47F6=0XF7=0231=5， x7=31=2，y7=4=41=38F7=50YF8=5+24+1=4， x8=2, y8 =4+1=5=3I=29F8=40XF9=4221=1， x9=2=1=1，y9=5=21=110F9=10XF10=1211=0， x10=11=0,y10=5=11=0资讯三、逐点比较法圆弧插补 资讯三、逐点比较法圆弧插补 实施课题2:数

33、控系统的轮廓插补2、手工插补;1、输入程序； 3、软件仿真;4、填写工作纸;课题3:数控系统的刀具补偿课题目标课题分析课题实施课题目标1）理解数控系统刀具补偿的作用和应用场合；2）掌握数控系统的刀具补偿原理；3）了解数控系统的刀具补偿软件实现过程。课题3:数控系统的刀具补偿课题分析 数控系统的刀具补偿（简称刀补）功能，用来修正程序规定的值与刀具实际切削形成值之差。数控系统对刀具的控制是以刀架参考点（对铣床和加工中心来说参考点在主轴底面中心）为基准的，而切削是以对刀点刀具的刀尖（刀位点）来进行的，如果不对零件加工程序给出的轮廓轨迹进行处理，则数控系统仅能控制刀架的参考点实现加工轨迹，这样在刀架的

34、参考点与加工刀具的刀尖之间有一位置偏差。课题3:数控系统的刀具补偿课题3:数控系统的刀具补偿课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、刀具补偿原理二、刀具半径补偿算法资讯资讯二、刀具半径补偿算法资讯二、刀具半径补偿算法三、刀具补偿的几种特殊情况资讯实施课题3:数控系统的刀具补偿1、输入程序； 2、软件仿真;3、填写工作纸;学习要点：1、了解数控机床机械结构的要求及其特点；2、熟悉数控机床主传动系统的结构特点、变速方式，掌握主轴部件的轴承配制形式、定向停止装置、刀具的自动夹紧和切屑清除装置；3、了数控机床进给运动部件的要求，掌握滚珠丝杠螺母副的特点、间隙调整、安装和防护方法，了

35、解滚珠丝杠螺母副的代号、精度等级和标注。掌握传动齿轮间隙消除机构，了解导轨的典型结构。4、了解自动换刀装置的结构类型，刀具的选择和识别方法，掌握刀具交换装置的典型结构。第四单元: 数控机床的机械结构课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装 课题2:数控机床进给系统的认识与拆装 课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装 第四单元: 数控机床的机械结构课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装课题目标课题分析课题实施课题目标1、了解数控机床主传动系统的要求，掌握数控机床主传动系统变速方式。2、掌握数控机床齿轮变速方式的目的，能够计算和分析变速后主轴的恒功率区域和恒扭矩区域。3、掌握数控机床主轴轴承配置的

36、方式，了解主轴定向准停和加工中心自动拉刀、松刀结构。课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装课题分析 数控机床的主传动系统是指驱动主轴运动的传动系统，例如，数控车床上主轴带动工件的旋转运动，立式加工中心上主轴带动铣刀、镗刀和砂轮等的旋转运动。数控机床的主传动系统承受主切削力，它的功率大小与回转速度直接影响机床的加工效率。主传动运动系统中的主轴部件是保证机床加工精度和自动化程度的关键部件之一，它们对数控机床的性能有着决定性的影响。 课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、数控机床主传动的变速方式资讯一、

37、数控机床主传动的变速方式资讯一、数控机床主传动的变速方式资讯一、数控机床主传动的变速方式资讯一、数控机床主传动的变速方式资讯二、数控机床主轴部件的结构资讯二、数控机床主轴部件的结构决策、计划2、分析数控车床的结构特点，确定拆装顺序； 1、分组，6人为一小组，制定分步工作计划；4、工具和紧固力的确定等 ；5、检查计划 （两小组互换检查）。3、确定拆下零件的摆放位置 ；课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装实施2、按计划进行拆装；1、按计划选用工具； 3、按规定的要求紧固 课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装检查、评价2、优化与修改装拆顺序； 1、检查零件装拆顺序是否合理；4、检查装配精度； 5

38、、填写工作任务书。下一次在哪些方面应该做的更好？3、对自己的工件成绩进行评估； 课题1:数控机床主传动系统的认识与拆装课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装课题目标课题分析课题实施课题目标（1）掌握滚珠丝杠螺母副的特点、间隙调整、安装和防护方法；（2）了解滚珠丝杠螺母副的代号、精度等级和标注；（3）掌握传动齿轮间隙消除机构，了解导轨的典型结构。课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装课题分析 数控机床的进给系统，是指将电动机的旋转运动传递给工作台或刀架以实现进给运动的整个机械传动链，主要包括传动齿轮副、丝杠螺母及导轨支撑部件等。数控机床的进给运动是数字控制的直接对象，被加工工件的最后轮廓精度

39、和加工精度都会受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。因此，与普通机床相比，数控机床对进给传动系统要求更高。 课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、滚珠丝杠螺母副资讯一、滚珠丝杠螺母副资讯一、滚珠丝杠螺母副资讯二、传动齿轮间隙消除机构资讯二、传动齿轮间隙消除机构资讯二、传动齿轮间隙消除机构资讯三、导轨图4-31 滚动导轨的应用结构示意图图4-32 贴塑导轨的粘贴资讯三、导轨决策、计划2、分析进给装置的结构特点，确定拆装顺序； 1、分组，6人为一小组，制定分步工作计划；4、工具和紧固力的确

40、定等 ；5、检查计划 （两小组互换检查）。3、确定拆下零件的摆放位置 ；课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装实施3、按计划进行拆装；2、按计划选用工具； 4、按规定的要求紧固 1、装配前的精度检测； 课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装检查、评价2、优化与修改装拆顺序； 1、检查零件装拆顺序是否合理；4、检查装配精度； 5、填写工作任务书。下一次在哪些方面应该做的更好？3、对自己的工件成绩进行评估； 课题2:数控机床进给传动系统的认识与拆装课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装课题目标课题分析课题实施课题目标1、了解自动换刀装置的结构类型；2、理解刀具的选择和识别方法，掌握刀具交换装

41、置的典型结构；3、掌握WD6-8卧式刀架的工作原理和拆装流程。课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装课题分析 自动换刀装置已广泛用于镗铣床、铣床、车床、组合机床及其他机床上。使用自动换刀装置再配合精密数控回转工作台，不仅扩大了数控机床的使用范围，还可使加工效率得到了大大提高。 课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价资讯一、自动换刀装置的结构类型资讯一、自动换刀装置的结构类型资讯一、自动换刀装置的结构类型资讯一、自动换刀装置的结构类型资讯二、刀库类型及刀具的选择与识别资讯二、刀库类型及刀具的选择与识别

42、资讯二、刀库类型及刀具的选择与识别资讯三、刀具交换装置资讯三、刀具交换装置决策、计划2、分析六工位换刀机构的特点，确定拆装顺序； 1、分组，6人为一小组，制定分步工作计划；4、工具和紧固力的确定等 ；5、检查计划 （两小组互换检查）。3、确定拆下零件的摆放位置 ；课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装实施3、按计划进行拆装；2、按计划选用工具； 4、按规定的要求紧固 1、装配前的精度检测； 课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装检查、评价2、优化与修改装拆顺序； 1、检查零件装拆顺序是否合理；4、检查装配精度； 5、填写工作任务书。下一次在哪些方面应该做的更好？3、对自己的工件成绩进行评估

43、； 课题3:数控机床自动换刀系统的认识与拆装第五单元:数控编程的准备知识学习要点：（1）掌握数控加工工艺分析的基本特点；编程的数值计算；数控机床的坐标系；（2）了解数控编程的概念和方法，了解零件数控加工程序的编制流程；（3）学会编制数控加工的技术文件。第五单元:数控编程的准备知识课题4:零件数控加工程序的编制基础课题2:数控编程的数学运算课题3:数控机床坐标系课题1:数控编程的加工工艺课题5:数控加工技术文件课题1:数控编程的加工工艺课题目标课题分析相关知识课题1:数控编程的加工工艺掌握数控加工工艺分析的基本特点。无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案

44、，选择合适的刀具，确定切削用量。在数控机床上加工零件，要根据零件图样进行工艺分析、处理，编制数控加工工艺，然后再编制加工程序。课题目标课题分析相关知识1、确定数控加工的内容 课题1:数控编程的加工工艺适合于数控加工的内容:（1）普通机床无法加工的内容。 （2）普通机床难加工，质量也难以保证的内容。 （3）普通机床加工效率低、手工操作劳动强度大的内容。相关知识1、确定数控加工的内容 课题1:数控编程的加工工艺不适合于数控加工的内容:（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容。（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，

45、可安排通用机床补加工。（3）加工余量大又不均匀的粗加工。相关知识2、数控加工工艺性分析课题1:数控编程的加工工艺零件图样分析零件的结构工艺性分析相关知识3、数控加工工艺路线的设计 课题1:数控编程的加工工艺加工方法的选择 加工方案的确定定位与夹紧方案的确定 数控加工余量的选择 课题2:数控编程的数学运算课题目标课题分析相关知识课题2:数控编程的数学运算掌握数控编程中的数学运算。对零件图形进行数学处理是编程前的主要准备工作之一，根据零件图样，用适当的方法，将数控系统编制程序所需的有关数据计算出来的过程，称为数值计算。数值计算的内容包括零件轮廓的基点和节点坐标以及刀位点轨迹坐标的计算。 课题目标课

46、题分析相关知识1、基点的计算 课题2:数控编程的数学运算零件的轮廓是由许多不同的几何要素所组成，如直线、圆弧、二次曲线等，各几何要素之间的连接点称为基点。 相关知识常用基点计算的方法有：课题2:数控编程的数学运算根据零件图样上所给的已知条件用人工求解。即根据零件图样上给定的尺寸，运用代数或几何的有关知识，计算出数值。 利用CAD软件从图中查取 。 相关知识2、节点的计算课题2:数控编程的数学运算在满足允许的编程误差的条件下，用若干直线或圆弧来逼近给定的曲线，相邻直线段或圆弧段的交点或切点称为节点。 相关知识3、刀位点轨迹计算 课题2:数控编程的数学运算对于不具备刀具补偿功能的数控机床，数控系统

47、是按照刀位点的运动轨迹来运动的，与工件轮廓轨迹相差一个刀具半径偏差值，实际上刀位点轨迹计算就是被加工零件轮廓的等距线计算。 大多数带有刀具半径补偿功能的机床数控系统，在编写程序时只要写入建立刀补的有关指令，刀位点就按一定的规则自动偏离轮廓轨迹，达到正确加工的目的。 课题3:数控机床坐标系课题目标课题分析相关知识课题3:数控机床坐标系了解数控机床的坐标系的规定；掌握数控车床、数控铣床及加工中心的机床坐标系，工件坐标系及设定方法。规定数控机床坐标轴及运动方向，是为了准确地描述机床的运动，简化程序的编制，并使所编程序有互换性。课题目标课题分析相关知识1、数控机床坐标系的规定 课题3:数控机床坐标系刀

48、具相对于静止工件而运动的原则 标准坐标系的规定 运动方向的确定 相关知识1、数控机床坐标系的规定 课题3:数控机床坐标系相关知识1、数控机床坐标系的规定 课题3:数控机床坐标系相关知识1、数控机床坐标系的规定 课题3:数控机床坐标系相关知识1、数控机床坐标系的规定 课题3:数控机床坐标系相关知识2、数控车床的坐标系 课题3:数控机床坐标系数控车床的二维坐标系是以与主轴轴线平行的方向为Z轴，并规定刀具远离工件的方向为Z轴正方向；在水平面内与车床主轴轴线垂直的方向为X轴，并规定刀具远离主轴旋转中心的方向为X轴正方向。相关知识2、数控车床的坐标系 课题3:数控机床坐标系机床坐标系工件坐标系（编程坐标

49、系） 参考点 相关知识2、数控车床的坐标系 课题3:数控机床坐标系相关知识2、数控车床的坐标系 课题3:数控机床坐标系相关知识3、数控铣床的坐标系 课题3:数控机床坐标系相关知识4、加工中心的坐标系 课题3:数控机床坐标系机床坐标系及机床零点工件坐标系及工件零点 局部坐标系 课题4:零件数控加工程序的编制基础课题目标课题分析相关知识课题4:零件数控加工程序的编制基础掌握数控编程的内容、步骤、编程方法、程序结构与格式、编程的功能指令等。 编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作，理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件，还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，

50、使数控机床能安全、可靠、高效地工作。课题目标课题分析相关知识1、数控程序编制的方法 课题4:零件数控加工程序的编制基础手工编程 计算机自动编程 相关知识2、程序结构与格式 课题4:零件数控加工程序的编制基础相关知识2、程序结构与格式 课题4:零件数控加工程序的编制基础相关知识3、数控编程的功能指令 课题4:零件数控加工程序的编制基础课题5:数控加工技术文件课题目标课题分析相关知识课题5:数控加工技术文件学会编制数控加工的技术文件 。 填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些技术文件既是数控加工的依据、产品验收的依据，也是操作者遵守、执行的规程。技术文件是对数控加工的具体说明，

51、目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其它技术问题。课题目标课题分析相关知识课题5:数控加工技术文件数控加工工艺卡片 数控加工刀具卡片数控加工程序单第六单元:数控车床的编程加工学习要点：（1）了解数控车床的基本构成、分类及特点；熟悉数控车床所用的刀具；（2）掌握数控车床G、M、F、S、T及固定循环指令，能正确运用；掌握零件基本轮廓编程及综合零件编程；（3）熟悉宏指令的编程；能在仿真软件中，校验程序的正确性。第六单元:数控车床的编程加工课题4:槽的编程加工课题2:外圆与端面的编程加工课题3:圆弧与球面的编程加工课题1:认识数控车床及其所用刀具课题5:螺纹的编程加

52、工第六单元:数控车床的编程加工课题:宏指令的编程加工课题:综合零件的编程加工课题:机床手柄的编程加工课题:内孔的编程加工课题1:认识数控车床及其所用刀具课题目标课题分析相关知识课题1:认识数控车床及其所用刀具认识数控车床的基本构成、分类及特点，了解数控车床所用刀具。数控车床主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转类零件的加工，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、球面以及各种螺纹的切削加工，还可以完成一些具有非圆曲线（如椭圆、抛物线、双曲线）轮廓表面的加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等加工。课题目标课题分析相关知识、数控车床的基本构成课题1:认识数控车床及其

53、所用刀具相关知识、数控车床的结构特点课题1:认识数控车床及其所用刀具床头箱结构简单 轻拖动 刚性高 相关知识、数控车床的分类课题1:认识数控车床及其所用刀具简易数控车床 数控车削中心 多功能数控车床 相关知识、数控车床的刀具课题1:认识数控车床及其所用刀具1、切断刀 2、90左偏刀 3、90右偏刀 4、弯头车刀 5、直头车刀 6、成型车刀 7、宽刃精车刀8、外螺纹车刀 9、端面车刀 10、内螺纹车刀 11、内切槽刀 12内孔镗刀（通孔用） 13、内孔镗刀（盲孔用）相关知识、数控车床的刀具课题1:认识数控车床及其所用刀具1、刀柄 2、刀片 3、刀垫 4、夹紧元件相关知识、数控车床的刀具课题1:认

54、识数控车床及其所用刀具常见可转位机夹车刀刀片课题2:外圆与端面的编程加工课题目标课题分析课题实施相关知识 扩展知识课题2:外圆与端面的编程加工掌握零件的外圆及端面的编程指令及方法；掌握G00、G01、G71、G72、G70等指令的格式及含义；能在仿真软中，校验程序的正确性 大多数零件的轮廓都包含外圆与端面，外圆与端面的编程是最基本的零件轮廓编程，外圆的编程可以使用复合切削固定循环，如G71、G72、G73、G70等，可以大大的简化编程。课题目标课题分析课题2:外圆与端面的编程加工课题实施1、资讯2、决策、计划3、实施4、检查、评价课题2:外圆与端面的编程加工资讯2、了解零件的形状、尺寸及功能1

55、、检查资料是否详细完备（工作纸、 工艺卡片等）3、确定材料种类及对零件的特殊要求4、查询相关学习资料课题2:外圆与端面的编程加工G00指令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到下一个目标点位置。相关知识1、快速点定位指令G00功能格式G00 X Z 1、G00指令后的参数（X、Z）是目标点的坐标。 2、执行该指令时，移动速度不需在程序中设定， 速度已由生产厂家预先调定。 3、G00为模态指令。课题2:外圆与端面的编程加工G01指令使刀具以一定的进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点相关知识2、直线插补指令G01功能格式G01 X Z F 1、X、Z是目标点坐标。2、G01指令是模态指令。

56、3、F是进给速度，是模态指令。课题2:外圆与端面的编程加工外圆粗切循环是一种复合固定循环，适用于外圆柱面需多次走刀才能完成的粗加工相关知识3、外圆粗切循环G71功能格式G71 U(d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(u)W(w) F(f) S(s) T(t)课题2:外圆与端面的编程加工d切削深度(半径给定)；e退刀量ns精加工程序第一个程序段的顺序号nf精加工程序最后一个程序段的顺序号u在X轴方向的精加工余量(直径值)w在Z轴方向的精加工余量 f、s、tF、S、T代码。相关知识格式G71 U(d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(u)W(w) F(f) S(s) T(

57、t)课题2:外圆与端面的编程加工相关知识G71加工零件的过程及刀路课题2:外圆与端面的编程加工相关知识G71指令应用举例N05 T0101 换号刀，取1号刀补N10 M03 S600主轴正转，转速600r/mN20 G90 G95 G00 X200 Z140 快速运动到起刀点N30 X120 Z10 M08运动到近工件点，切削液开N40 G71 U2 R0.5 外圆粗切循环N50 G71 P60 Q120 U0.4 W0.2F0.25N60 G00 X40 精加工程序第一个程序段N70 G01 Z-30 F0.15外形精加工程序N80 X60 Z-60N90 Z-80N100 X100 Z-9

58、0N110 Z-110N120 X120 Z-130精加工程序最后一个程序段N130 G00 X200 N140 Z140快速运动到起刀点N150 M02 程序结束课题2:外圆与端面的编程加工决策、计划2、分析零件的工艺特点，合理划分工序 1、分组，24人为一组，制定分步工作计划3、机床及刀具的选用 4、切削用量的合理选用5、夹具的设计或选用 6、检查计划 课题2:外圆与端面的编程加工实施2、数控加工工序中的走刀路线设计1、数控加工工序中工步的安排 3、编制数控技术文件 4、编制程序 课题2:外圆与端面的编程加工检查、评价2、优化与修改程序 1、进行仿真加工，检查程序 3、对自己的工件成绩进行

59、评估 4、填写工作纸与工艺卡片下一次在哪些方面应该做的更好？课题2:外圆与端面的编程加工MO0 程序停机执行M00指令后，停止自动运转。重新按下程序启动按钮后，再继续执行后面的程序段。M01 选择停机与M00一样，当执行了M01后，停止自动运转，但是受控制面板上“选择停开关”为ON状态的限制。MO2 程序结束执行该指令后，表示程序内所有指令均已完成，因而切断机床所有动作，机床复位。但程序结束后，不返回到程序开头的位置。M30 程序结束执行该指令后，除完成M02的内容外，还自动返回到程序开头的位置。为加工下一个工件做准备。M03/M04/M05分别表示主轴正转、反转和主轴停止转动。M08/M09

60、分别表示切削液的开启和关闭。M98/M99分别表示调用子程序和调用子程序结束，执行M99后，要返回主程序。扩展知识一、M指令用地址字M及2位数字表示的，是有关主轴的启动、停止、程序结束等方面的指令。课题2:外圆与端面的编程加工F功能指令用于控制切削进给量，一般有两种使用方法。每转进给量和每分钟进给量G95 FF后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r。例：G95 F0.2 表示切削进给量为0.2 mm/rG94 FF后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为 mm/min。例：G94 F100 表示切削进给量为100mm/min扩展知识二、F、S、T指令功能1、F 指 令编程格式课题2:外