數(shù)控機(jī)床教案.doc

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1、數(shù)控機(jī)床 課程名稱:數(shù)控技術(shù) 授課班級(jí):機(jī)制101 授課內(nèi)容:第一章 數(shù)控機(jī)床概述&1.1 數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介&1.2數(shù)控機(jī)床的組成 授課學(xué)時(shí):2學(xué)時(shí) 教學(xué)目的:1、掌握數(shù)控機(jī)床的基本概念/特點(diǎn)/組成/分類 2、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(shì) 教學(xué)重點(diǎn)：掌握數(shù)控機(jī)床的組成、分類、特點(diǎn)、適用范圍 教學(xué)難點(diǎn)：掌握數(shù)控機(jī)床的組成/分類/特點(diǎn)/適用范圍 教學(xué)過程： 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介 一、 數(shù)字控制：用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制的一種控制方法。 數(shù)控機(jī)床：國際信息處理聯(lián)盟（IFIP）第五技術(shù)委員

2、會(huì)，對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下定義：一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能邏輯的處理具有使用號(hào)碼或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。 二、 數(shù)控機(jī)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(dòng)強(qiáng)度大，精度不高，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。如：普通車、銑、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(jī)床，多機(jī)床配合，環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，生產(chǎn)停滯。 3) 自動(dòng)機(jī)床：用凸輪控制，適于生產(chǎn)簡(jiǎn)單工件，且改型困難 2、社會(huì)的需求 1) 品種多樣化 2) 零件精度和形狀

3、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(jì)算機(jī)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 c、 大規(guī)模集成電路的出現(xiàn) 3) 新穎機(jī)械結(jié)構(gòu)的出現(xiàn) a、 滾珠絲杠—代替普通絲杠，動(dòng)作更靈活，間隙更小，精度提高 b、 滾動(dòng)導(dǎo)軌—代替滑動(dòng)導(dǎo)軌，移動(dòng)靈活，克服爬行和前沖現(xiàn)象 4) 機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的研究成果 使機(jī)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(jì)算機(jī)控制機(jī)床加工的設(shè)想，并與麻省理工學(xué)院合

4、作進(jìn)行研制工作。1952年試制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)立式數(shù)控銑床。1958年我國開始研制數(shù)控機(jī)床。 (二) 發(fā)展： 1952——1959年，電子管制成數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng) 1959——1965年，晶體管制成數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng) 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(jì)算機(jī) 第二節(jié)：數(shù)控機(jī)床的組成： 數(shù)字控制計(jì)算機(jī) PC控制部分 伺服系統(tǒng) 液壓、氣動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械部分 數(shù)字控制計(jì)算機(jī)：處理加工程序，輸出各種信號(hào)，控制機(jī)床完成各種運(yùn)動(dòng)。 P

5、C控制部分：介于控制計(jì)算機(jī)和機(jī)械、液壓部件之間的控制系統(tǒng)，接受計(jì)算機(jī)輸出的指令信號(hào)，經(jīng)過編譯、邏輯判斷、功率放大后，直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器、液壓、氣動(dòng)和機(jī)械部件，完成相應(yīng)的動(dòng)作。 以上兩部分加上輸入輸出設(shè)備、驅(qū)動(dòng)裝置等可以和稱為——計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（Computerized NumericalControl System）也可簡(jiǎn)稱為CNC系統(tǒng)。目前通常所說的數(shù)控系統(tǒng)，一般均指計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。 液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)：輔助裝置，用來實(shí)現(xiàn)潤滑、冷卻、夾緊、轉(zhuǎn)位、排屑等功能。 機(jī)械部分：包括主運(yùn)動(dòng)部件（主軸）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分（工作臺(tái)、拖板、床身等） 伺服系統(tǒng)：根據(jù)CNC發(fā)來

6、的速度和位移指令，控制執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向、位移。 三、 數(shù)控機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)： 主運(yùn)動(dòng)（控制主運(yùn)動(dòng)可以得到合理的切削速度）一般指主軸轉(zhuǎn)速。 數(shù)控機(jī)床需要無級(jí)變速，一般采用變頻器控制變頻電機(jī)來實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。如：XKA714采用日本安川變頻器，河北變頻電機(jī)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以得到不同的加工表面）用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)來控制絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)或刀具在二維、三維空間內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，加工出各種曲面。 四、 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：1.精度高，質(zhì)量穩(wěn)定 傳動(dòng)精度高（滾珠絲杠），摩擦阻力?。L動(dòng)導(dǎo)軌），設(shè)有檢測(cè)元件（矯正誤差）程序自動(dòng)加工，避免認(rèn)為誤

7、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(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，空行程速度快：15m/min~240m/min，因而縮短了輔助時(shí)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(jī)床。 4.適應(yīng)不同零件的自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，有較高經(jīng)濟(jì)效益。 缺點(diǎn)：1.價(jià)格昂貴，一次性投資大 2.維修和操作較復(fù)雜 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1.增加機(jī)床的剛度 2.注重散熱和排屑

8、 3.采用滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌，或塑料貼面導(dǎo)軌 4．采取了傳動(dòng)消除間隙機(jī)構(gòu)，提高了傳動(dòng)精度 課后總結(jié)：數(shù)控機(jī)床基本概念/組成和適用范圍發(fā)展趨勢(shì)要講清楚。 作業(yè)布置：P10 第1、2題 數(shù)控機(jī)床教案2 課程名稱:數(shù)控技術(shù) 授課班級(jí):機(jī)修101 授課內(nèi)容:第一章 數(shù)控機(jī)床概述&1.3 數(shù)控機(jī)床分類&1.2數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和應(yīng)用 授課學(xué)時(shí):2學(xué)時(shí) 教學(xué)目的:1、掌握數(shù)控機(jī)床的基本特點(diǎn)、分類 2、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(shì) 教學(xué)重點(diǎn)：掌握數(shù)控機(jī)床的組成、分類、特點(diǎn)、適用范圍 教學(xué)難點(diǎn)：掌握數(shù)

9、控機(jī)床的組成/分類/特點(diǎn)/適用范圍 教學(xué)過程： 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類 1.按工藝用途分 2.按加工路線分 點(diǎn)位控制數(shù)控教案：孔坐標(biāo)位置精度要求高，如：鉆床、鏜床、沖床等. 直線控制數(shù)控機(jī)床：直線不僅要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn) 輪廓加工控制系統(tǒng)：刀具軌跡運(yùn)動(dòng)精度要求高，如銑床 3.按有無檢測(cè)裝置分： 1）開環(huán)系統(tǒng)—無位置檢測(cè)裝置 2）閉環(huán)系統(tǒng)—檢測(cè)元件裝在床身和移動(dòng)部件上 3）半閉環(huán)系統(tǒng)—檢測(cè)元件裝在電機(jī)尾部 4.按可聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)分：

10、 二坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)——數(shù)控車床 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)——數(shù)控銑床 在工作臺(tái)上裝數(shù)控分度頭，即四坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，使工作臺(tái)沿X軸可轉(zhuǎn)動(dòng)，即軸聯(lián)動(dòng)。 第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)： 1.先進(jìn)的自檢能力：提高機(jī)床的綜合性能 2.向高速、高精度發(fā)展：分辨率可達(dá)0.01微米，進(jìn)給速度可達(dá)400~800mm/min 3.更高的生產(chǎn)率，利用率：自動(dòng)換刀 4.單元模塊化：控制單元、伺服單元、機(jī)械部件已模塊化生產(chǎn)，需要時(shí)組裝，如：XKA714機(jī)械部分北京一機(jī)床，CNC西門子生產(chǎn) 5.更強(qiáng)的通訊、圖象編程、顯示功能：計(jì)算機(jī)編程 機(jī)械手 FML柔

11、性制造生產(chǎn)線 FML... FMS... 單機(jī) 單機(jī) 單機(jī)... FA自動(dòng)化工廠 FML FMS FMS柔性制造系統(tǒng) 八、 九、數(shù)控機(jī)床加工特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它具有廣泛通用性和很高的自動(dòng)化程度。數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最重要的環(huán)節(jié)，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)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(jìn)行多種加工的零件 4) 切削余量大的零件 5) 必須嚴(yán)格控制公差（即公差帶范圍小）的零件 6) 工藝設(shè)計(jì)經(jīng)

12、常變化的零件 7) 加工過程中的錯(cuò)誤會(huì)造成嚴(yán)重浪費(fèi)的貴重零件 8) 需要全部檢驗(yàn)的零件，等 課后總結(jié)：數(shù)控機(jī)床基本概念/組成和適用范圍發(fā)展趨勢(shì)要講清楚。 作業(yè)布置：P10 第4、5、6題 數(shù)控機(jī)床教案3 課程名稱:數(shù)控技術(shù) 授課班級(jí):機(jī)修101 授課內(nèi)容:第二章 數(shù)控加工編程&1.1 概述 授課學(xué)時(shí):學(xué)時(shí) 教學(xué)目的:1、掌握數(shù)控機(jī)床加工的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)的規(guī)定、程序結(jié)構(gòu)和基本參數(shù) 教學(xué)難點(diǎn)： 教學(xué)過程： 一、數(shù)控加工基本原理 機(jī)床部件 機(jī)床部件 機(jī)床部件 成品 伺服電機(jī) 伺服電機(jī)

13、 伺服電機(jī) 控制機(jī) 工藝分析 穿孔帶 數(shù)據(jù)計(jì)算 編程 零件圖紙 二、數(shù)控機(jī)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(jìn)行數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進(jìn)行程序檢查、程序輸入、工件試切 成品零件 零件毛坯 數(shù)控機(jī)床試切 數(shù)控系統(tǒng) 程序檢查 程序輸入 編寫程序清單 數(shù)學(xué)處理 工藝處理 分析零件圖紙 步驟： 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(jì)夾具，選擇刀具，確

14、定走刀路線，切削用量等。正確選擇對(duì)刀點(diǎn)、切入方式。 2.數(shù)學(xué)處理 建立工件坐標(biāo)系，確定加工路線，計(jì)算出各幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓心坐標(biāo)值。（復(fù)雜零件或不規(guī)則零件坐標(biāo)點(diǎn)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(jī)送入數(shù)控系統(tǒng)?，F(xiàn)在可以直接用鍵盤輸入，或在計(jì)算機(jī)中編好后通過相應(yīng)的軟件及接口傳入程序。 5.程序校驗(yàn)與首件試切 程序必須經(jīng)過檢查校驗(yàn)試切后才可使用。 可以通過空運(yùn)行程序檢查軌跡是否正確，還可以用圖形模

15、擬功能。 首件試切時(shí)，一般單段運(yùn)行，監(jiān)視加工狀況，隨時(shí)調(diào)整參數(shù)，出現(xiàn)問題，立刻停車。 三、數(shù)控機(jī)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(jì)算、編寫程序清單，直到程序輸入、校驗(yàn)，稱為“手工編程”。 此種方法適用于點(diǎn)位或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。 2）自動(dòng)編程 所謂“自動(dòng)編程”，就是使用計(jì)算機(jī)或編程機(jī)，完成零件編程的過程，使用規(guī)定的語言手工編寫一個(gè)描述零件加工要求的程序，輸入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算并生成程序。 PowerMill、Mastercam、CAXA等可先畫出零件的三維實(shí)體圖，設(shè)置好加工參數(shù)、路徑，可以自動(dòng)生成加工程序。 此方法

16、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(shí)間：加工時(shí)間約為30：1且NC機(jī)床不能開動(dòng)的原因中20%~30%是由于程序不能及時(shí)編出造成的，所以必須要求編程自動(dòng)化。 二、數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識(shí) 本節(jié)重點(diǎn)：1.程序段格式 2.各功能字作用 國際上已形成了兩個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn)和美國電子工業(yè)學(xué)會(huì)（EIA）標(biāo)準(zhǔn)。我國根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)制定了JB3051-82《數(shù)字控制機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的命名》等國標(biāo)。由于生產(chǎn)廠家使用標(biāo)準(zhǔn)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(jī)床編程手冊(cè)。 1、程序結(jié)構(gòu)與格式 一個(gè)完整的零件

17、加工程序，由若干程序段組成； 一個(gè)程序段，序號(hào)、若干代碼字和結(jié)束符號(hào)組成； 每個(gè)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(biāo)值 準(zhǔn)備功能代碼

18、 程序段序列號(hào) 選擇程序段跳過符 一個(gè)程序段包含三部分：程序標(biāo)號(hào)字（N字）+程序主體+結(jié)束符 （1）程序標(biāo)號(hào)字（N字）：也成為程序段號(hào)，用以識(shí)別和區(qū)分程序段的標(biāo)號(hào)，不是所有程序段都要有標(biāo)號(hào)，但有標(biāo)號(hào)便于查找，對(duì)于跳轉(zhuǎn)程序來說，必須有程序段號(hào)，程序段號(hào)與執(zhí)行順序無關(guān)。 （2）結(jié)束符號(hào)：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(shí)，按回車鍵，可自動(dòng)生成結(jié)束符，但在電腦中編程時(shí)

19、，需手工輸入結(jié)束符） （3）程序段主體部分：一個(gè)完整加工過程，包括各種控制信息和數(shù)據(jù)，由一個(gè)以上功能字組成。功能字包括：準(zhǔn)備功能字（G），坐標(biāo)字（X、Y、Z），輔助功能字（M），進(jìn)給功能字（F），主軸功能字（S），刀具功能字（T）等。 2、功能字： （1）準(zhǔn)備功能字（G字）：使機(jī)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

20、為止。如：G00、G01、G02 （2）坐標(biāo)字：由坐標(biāo)名、帶+/-號(hào)的絕對(duì)坐標(biāo)值（或增量值）構(gòu)成。X、Y、Z，U、V、W，P、Q、R，A、B、C，I、J、K （3）進(jìn)給功能字（F字）：由地址碼F和后面表示進(jìn)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(hào)和刀補(bǔ)號(hào)。如 T3 選3號(hào)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(gè)數(shù)值是將規(guī)定在刀具偏置表中的刀具直徑值調(diào)

21、出，當(dāng)程序中有G41或G42指令時(shí)，這個(gè)值就是刀具半徑的補(bǔ)償值。H字后接一個(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)，這個(gè)值就是刀具長度偏置值。 課后總結(jié)：讓學(xué)生建立起數(shù)控編程的基本概念 作業(yè)布置：P10 2-1 2-2 數(shù)控機(jī)床教案4 課程名稱:數(shù)控技術(shù) 授課班級(jí):機(jī)修101 授課內(nèi)容:第二章 數(shù)控加工編程&1.2 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系 授課學(xué)時(shí):2學(xué)時(shí) 教學(xué)目的:1、掌握數(shù)控機(jī)床加工的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí) 教學(xué)重點(diǎn)：1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的確定 2）機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、參考點(diǎn) 3）工件坐標(biāo)

22、系的設(shè)定 教學(xué)過程： 一、坐標(biāo)軸 數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系采用直角笛卡爾坐標(biāo)系,其基本坐標(biāo)軸為X、Y、Z直角坐標(biāo)系。其名稱和方向符合右手法則。 坐標(biāo)軸方向確定： Z軸：無論哪一種機(jī)床都規(guī)定Z軸作為平行于主軸中心線的坐標(biāo)軸，如果有多個(gè)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(jìn)給方向平行。 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)A、B、C的方向分別對(duì)應(yīng)X、Y、Z軸按右手螺旋方向確定。 +Z：使刀具遠(yuǎn)離工件的方向。 +X：（1）.在刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床上（如銑床），如果Z軸水平，當(dāng)從主軸

23、向工件看時(shí)，+X方向指向右方（臥銑）。如果Z軸垂直，當(dāng)從主軸向工件看時(shí)，+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(jī)床上（牛頭刨），X軸平行于主要切削方向。 注意：編程時(shí)認(rèn)為-刀具運(yùn)動(dòng)，工件靜止，刀具在刻畫工件。 二、坐標(biāo)原點(diǎn) 1.機(jī)床原點(diǎn)：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般都有一個(gè)基準(zhǔn)位置，稱為機(jī)床原點(diǎn)（machine origin）或機(jī)床絕對(duì)原點(diǎn)(machine absolute origin)。是機(jī)床制造商設(shè)置在機(jī)床上的一個(gè)物理位置，其作用是使機(jī)床與控制系統(tǒng)同步，建立測(cè)量機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的起始點(diǎn)。一般用“M”表示?；蛴? 表示。 2.機(jī)床參考點(diǎn)：

24、與機(jī)床原點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的還有一個(gè)機(jī)床參考點(diǎn)（reference point），用“R”表示，或用 表示。它是機(jī)床制造商在機(jī)床上用行程開關(guān)設(shè)置的一個(gè)物理位置，與機(jī)床原點(diǎn)的相對(duì)位置是固定的，機(jī)床出廠前由機(jī)床制造商精密測(cè)量確定。 3.程序原點(diǎn)：（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(zhǔn)點(diǎn)，有時(shí)也稱為工件原點(diǎn)（part origin），用“W”表示，或用 表示。程序原點(diǎn)一般用G92或G54-G59（對(duì)于數(shù)控鏜銑床）和G50（對(duì)于數(shù)控車床）設(shè)置。 三、坐標(biāo)系 1.機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床原點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系稱為機(jī)床坐標(biāo)系，它是固定不變的，是最基本的坐標(biāo)系，是在機(jī)床返回參

25、考點(diǎn)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(biāo)系影響。通過給參考點(diǎn)賦值可以給出機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置，有些機(jī)床把參考點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。 2.工件坐標(biāo)系：程序原點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系稱為工件坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系由編程員自己設(shè)定，只要方便編程即可。但在實(shí)際加工中，操作者在機(jī)床上裝好工件之后要測(cè)量該工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)和基本機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，并把測(cè)得的距離在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定，這個(gè)設(shè)定值叫工件零點(diǎn)偏置。如圖： 例1.如車床 例2.如銑床 一般數(shù)控系統(tǒng)可以設(shè)定幾個(gè)工件坐標(biāo)系。例如美國A-B公司的9

26、系列數(shù)控系統(tǒng)就可以設(shè)定9個(gè)工件坐標(biāo)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(shí)只能有一個(gè)有效。 下面舉例說明機(jī)床參考點(diǎn)、機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系的建立及關(guān)系： 如圖：通過給機(jī)床參考點(diǎn)賦值X=-3、Y=-2，定義了機(jī)床坐標(biāo)系，然后在機(jī)床坐標(biāo)系中用坐標(biāo)值X=3、Y=2定義G54工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)位置。 舉例說明工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系 設(shè)刀具在基準(zhǔn)點(diǎn)（-6，0），要使刀具從基準(zhǔn)點(diǎn)移到A、再到B、C、D、再經(jīng)O1點(diǎn)返回基準(zhǔn)點(diǎn)。 3.設(shè)定工件坐標(biāo)系 設(shè)定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)常

27、用G92或G54-G59（對(duì)于數(shù)控鏜銑床）設(shè)置。 （1）G92-后面的坐標(biāo)值是把刀具的當(dāng)前位置設(shè)定在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。如下例中Ni句設(shè)定的坐標(biāo)系是把刀具所在的位置A點(diǎn)，設(shè)定在該坐標(biāo)系的X=0、Y=0點(diǎn)上。Nj句設(shè)定的坐標(biāo)系是把A點(diǎn)設(shè)定在該坐標(biāo)系的X=100、Y=100點(diǎn)上。G92指令不能命令機(jī)床運(yùn)動(dòng)。 常用G92設(shè)定對(duì)刀點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，有時(shí)先把刀具移到第一工步的起始點(diǎn)上，利用G92建立工件坐標(biāo)系。下面以車床為例： N1 M03 S640 N2 G92 X25 Z40 ： 注：先測(cè)量工件的直徑、

28、長度（25、40），刀具起始位置在A點(diǎn)，主軸啟動(dòng)，手動(dòng)移動(dòng)到B點(diǎn)，啟動(dòng)程序，程序運(yùn)行到G92時(shí)，自動(dòng)把B點(diǎn)定義為新建工件坐標(biāo)系中的（25，40）點(diǎn)，新工件坐標(biāo)系建立，加工程序在工件坐標(biāo)系中運(yùn)行。 G92的另一功能是移動(dòng)由G54-G59建立的工件坐標(biāo)系。如圖例 N3 G55 Y10 X5；在G55坐標(biāo)系移到X5，Y10點(diǎn) N4 G54 Y10 X5；在G54坐標(biāo)系移到X5，Y10點(diǎn) N5 G92 Y-5 X-5；把刀具所在位置定義新G54坐標(biāo)系下 Y-5，X-5點(diǎn)，G55同時(shí)移動(dòng)相同增量 N6 Y15 X0；

29、 移動(dòng)到新G54坐標(biāo)系下Y15，X0點(diǎn) N7 G55 Y10 X5； 移動(dòng)到新G55坐標(biāo)系下Y10，X10點(diǎn) 4.工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置 用G52指令可將工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)偏置一個(gè)增量值 G52 X Y Z ； 執(zhí)行該指令可將當(dāng)前坐標(biāo)系零點(diǎn)從原來的位置偏移一個(gè)X Y Z 距離。 G52與G92比較 區(qū)別：G52后面的坐標(biāo)值是工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的移動(dòng)值，而G92后面的坐標(biāo)值是刀具在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。 相同：不產(chǎn)生機(jī)床移動(dòng)，只改變工件坐標(biāo)系位置。 例： 程序 機(jī)床坐標(biāo)系位置 工件坐標(biāo)系位置 G01 X25 Y25 F55

30、 X25 Y25 X25 Y25 G52 X10 Y10 X25 Y25 X15 Y15 注：G01前無工件坐標(biāo)系設(shè)定指令（如G92），所以工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系重合，G52偏置后機(jī)床坐標(biāo)系不動(dòng)，工件坐標(biāo)系移動(dòng)。 取消方式： 1）用G52X0Y0Z0 2）用G92移動(dòng)有零點(diǎn)偏置的坐標(biāo)系 3）程序結(jié)束 課后總結(jié)：讓學(xué)生建立起數(shù)控坐標(biāo)系的基本概念 作業(yè)布置：P10 2-3 2-4 數(shù)控機(jī)床教案5 課程名稱:數(shù)控技術(shù) 授課班級(jí):機(jī)修101

31、 授課內(nèi)容:第二章 數(shù)控加工編程&1.3常用G指令編程應(yīng)用與舉例 授課學(xué)時(shí):2學(xué)時(shí) 教學(xué)目的:讓學(xué)生掌握常用的編程指令，通過對(duì)常用編程指令的編程格式講解，使學(xué)生進(jìn)一步掌握程序編制方法，能獨(dú)立編寫簡(jiǎn)單的加工程序 教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)講授予手工編程所用其它代碼，每個(gè)代碼應(yīng)配以實(shí)例講解，同組代碼重點(diǎn)講解一種 教學(xué)難點(diǎn)：注重程序的結(jié)構(gòu)和一個(gè)程序中各指令的使用注意事項(xiàng) 教學(xué)過程： 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(biāo)值為終點(diǎn)坐標(biāo)值，應(yīng)用于空行程、快進(jìn)、快退，節(jié)省時(shí)間，提高效率。 二、直線插補(bǔ)指令G01（模態(tài)

32、） 格式：G01 X Y Z F ； XYZ坐標(biāo)值為直線終點(diǎn)坐標(biāo)值，可為絕對(duì)坐標(biāo)值或相對(duì)坐標(biāo)值，F(xiàn)為速度指令，改變F值可以改變直線插補(bǔ)速度。 *程序中首次出現(xiàn)的插補(bǔ)指令（G01、G02、G03）一定要有F指令，否則出錯(cuò)！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(duì)坐標(biāo)編程指令G90（模態(tài)） 格式：G90； 以后出現(xiàn)的坐標(biāo)值均為絕對(duì)坐標(biāo)值，即刀具運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)是指刀具相對(duì)于程序原點(diǎn)的坐標(biāo)。 2）相對(duì)坐標(biāo)編程指令G91（模態(tài)） 格式：G91； 以后出現(xiàn)的坐標(biāo)值均為相對(duì)坐標(biāo)值，即刀具運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)是指刀具從當(dāng)前位

33、置到下一位置之間的增量。 例：分別用絕對(duì)和增量方式編程 絕對(duì)方式： 增量方式： N1 M03 S640； 主軸正轉(zhuǎn) N1 M03 S640； N2 G90； 選絕對(duì)（增量） N2 G91； N3 G00 X20 Z60； 快進(jìn)A-B N3 G00 X-60 Z-20； N4 G01 X30 Z40 F100；工進(jìn)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；

34、N7 M02； 結(jié)束 N7 M02； 有些數(shù)控系統(tǒng)不用G90、G91區(qū)分絕對(duì)和增量編程，而是直接用X、Y、Z表示絕對(duì)編程，用U、V、W表示增量編程。例： 絕對(duì)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 G0

35、1 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(biāo)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(duì)刀，通過輸入刀補(bǔ)參數(shù)來建立工件坐標(biāo)。 習(xí)題：根據(jù)下圖編寫加工程序（加工路徑A-B-C-D-A） 絕對(duì)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； N

36、3 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(diǎn)：X軸方向豎直向下，Z軸方向水平向右；X軸坐標(biāo)為Z軸坐標(biāo)2倍，即直徑量編程。 注意上例中，程序中有很多坐標(biāo)字、G功能字被省略。（書22頁：若某個(gè)方向上的坐標(biāo)增量值為0，則在程序中可以省略。）表現(xiàn)在絕對(duì)編程中：相鄰程序段中坐標(biāo)值相同的坐標(biāo)字可以省略；而在增量編程中：程序段中坐標(biāo)值為0的坐標(biāo)字可以省略。 習(xí)題：綜合運(yùn)用G00、G01指令編程 四、圓弧插補(bǔ)指令G02、G03（模態(tài)）

37、G02--順圓插補(bǔ)（在車床上為逆圓插補(bǔ)） G03--逆圓插補(bǔ)（在車床上為順圓插補(bǔ)） 格式： G02（G03） X Y （Z ） I J （K ）或（R ），F(xiàn) ； X、Y、Z值為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值（G90），或是終點(diǎn)相對(duì)起點(diǎn)的增量值（G91）； I、J、K值為圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值，且總為增量值； R 值為圓弧半徑，該值的正負(fù)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(fù)。 F 值為圓弧插補(bǔ)的進(jìn)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）

38、 絕對(duì)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(huì)坐標(biāo)軸方向?qū)A弧插補(bǔ)方向的影響） 絕對(duì)方式： G90 G00 X42 Y32 G02 X30 Y20 J-12 F200 G03 X10 Y20 I-10 增量方式： 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

39、Y20 R-12 F200 G03 X10 Y20 R10 習(xí)題：綜合運(yùn)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(diǎn) 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

40、-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(bǔ)平面指令G17、G18、G19 平面選擇可由程序段中的坐標(biāo)字確定，也可由G17、G18、G19確定。 圓弧插補(bǔ)指令后不能同時(shí)出現(xiàn)三個(gè)方向的坐標(biāo)字 G17選擇XY平面 G18選擇XZ平面 G19選擇YZ平面 五、刀具半徑補(bǔ)償指令格式： G41 X Y ； D X Z ； G42 Y Z ； G41：左側(cè)刀具半徑補(bǔ)償 G42：右側(cè)刀具半徑補(bǔ)償 G40：取

41、消半徑補(bǔ)償 X、Y、Z：建立刀具半徑補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)（實(shí)際為G00或G01指令的坐標(biāo)字），半徑補(bǔ)償只能在規(guī)定的平面內(nèi)進(jìn)行，可由坐標(biāo)字或G17、G18、G19選擇確定。 D字：偏置號(hào)，D后面是多位自然數(shù)，每一個(gè)偏置號(hào)都是一個(gè)內(nèi)存地址，這些地址中存放著刀具半徑值（D00地址中值永遠(yuǎn)為0）。 *刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒅荒茉贕01、G00下完成，不可在G02、G03方式下完成，但一旦建立，刀具所走過曲線都有效，即編程曲線永遠(yuǎn)是銑刀回轉(zhuǎn)圓的包絡(luò)線。 課后總結(jié)：讓學(xué)生建立起數(shù)控坐標(biāo)系的編程基本概念 作業(yè)布置：P51 2-7 2-8 2-9 數(shù)控機(jī)床教案6 課程名稱:數(shù)控技術(shù) 授課班級(jí):機(jī)修101 授課內(nèi)容:第二章 數(shù)控加工編程&1.4數(shù)控編程中的工藝分析 授課學(xué)時(shí):2學(xué)時(shí) 教學(xué)目的:讓學(xué)生掌握常用的編程指令，通過對(duì)常用編程指令的編程格式講解，使學(xué)生進(jìn)一步掌握程序編制方法，能獨(dú)立編寫簡(jiǎn)單的加工程序 教學(xué)重點(diǎn)：重點(diǎn)講授予手工編程所用其它代碼，每個(gè)代碼應(yīng)配以實(shí)例講解，同組代碼重點(diǎn)講解一種 教學(xué)難點(diǎn)：注重程序的結(jié)構(gòu)和一個(gè)程序中各指令的使用注意事項(xiàng) 教學(xué)過程：