第二章 数控机床程序编制
第二章数控机床程序编制
一、名词解释
1. 手工编程
2. 自动编程
3. 对刀点
4. 刀位点
5. NC机床的坐标轴
6. 机床原点
7. 机床坐标系
8. 工件原点
9. 工件坐标系
10. 绝对坐标
11. 相对坐标
12. 行切法
二、判断题
1. （）对几何形状不复杂的零件，自动编程的经济性好。
2. （）数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。
3. （）增量尺寸指机床运动部件坐标尺寸值相对于前一位置给出。
4. （）G00快速点定位指令控制刀具沿直线快速移动到目标位置。
5. （）用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，逼近线段与被加工曲线交点称为基点。
三、选择题
1. 下列指令属于准备功能字的是___________。
A、 G01；
B、 M08；
C、 T01；
D、 S500。
2. 根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点是__________
A、机床原点；
B、编程原点；
C、加工原点；
D、刀具原点。
3. 通过当前的刀位点来设定加工坐标系的原点，不产生机床运动的指令是__________。
A、 G54；
B、 G53；
C、 G55；
D、 G92；
4. 用来指定圆弧插补的平面和刀具补偿平面为XY平面的指令
___________。
A、 G16；
B、 G17；
C、 G18；
D、 G19。
5. 撤消刀具长度补偿指令是_________。
A、 G40；
B、 G41；
C、 G43；
D、 G49；
四、多选题
1. 程序编制中首件试切的作用是检验_________。
A、零件图纸设计的正确性
B、零件工艺方案的正确性
C、程序单、控制介质的正确性，并能综合检验零件的加工精度
2. 刀位点是_________上的点。
A、刀具
B、工件
C、夹具
3. _________代码一经在一个程序段中指定，便保持到后续的程序段中出现同组的另一代码才失效。
A、模态
B、续效
C、非模态
4. 只在本程序段内有效的代码称为_________。
A、G代码
B、模态代码
C、非续效代码
5. 具有使程序停止运行，且能在按下相应启动键后便可继续运行后续程序的功能M指令有_________。
A、M00
B、M01
C、M02
6. 在ISO标准中，G指令和M指令最多可以有_________。
A、99种
B、100种
C、任意种
7. 在用直接指定法表示进给速度时，F后所跟的数字的单位是_________。
A、m/min
B、mm/min
C、r/min
8. 主轴转速指令S后的数字的单位为_________。
A、r/s
B、mm/min
C、r/min
9. 在ISO标准中，各坐标轴的正方向是指_________。
A、刀具运动的方向
B、刀具相对与工件的运动方向
C、工件相对于刀具的运动方向
10. ISO标准规定，Z 坐标为_________。
A、平行于主轴轴线的坐标
B、平行与共件装夹面的方向
C、制造厂规定的方向
11. Z 坐标的正方向是指_________。
A、使工件尺寸增大的方向
B、刀具远离工件的方向
C、刀具趋近工
件的方向
12. 按相对运动的关系，工件运动的正方向与刀具运动的正方向的关系为_________。
A、相同
B、相反
C、不定
13. 在确定一个NC机床的坐标系时，X、Y、Z坐标的确定顺序为_________。
A． X、Y、Z B. Y、Z、X C. Z、X、Y
14. 相对坐标是指程序段的终点坐标是相对于_________计量的。
A、本段起点
B、工件原点
C、机床原点
15. 脉冲当量是对于每一个脉冲信号_________。
A、传动丝秆转过的角度
B、步进电机回转的角度
C、机床运动部件
的位移量
16. 编程人员在编程时所使用的坐标系是_________。
A、机床坐标系
B、工件坐标系
C、绝对坐标系
17. 准备功能G90表示的功能是_________。
A、预置寄存
B、绝对坐标
C、相对坐标
18. G92指令的功能是_________。
A、记录坐标设定值
B、表示绝对坐标
C、使机床按给定坐标运动
19. 快速定位指令G00的移动速度由_________。
A、 F指令指定
B、由系统的最高速度确定
C、用户指定
20. G00在指令机床运动时_________。
A、允许加工
B、不允许加工
C、由用户事先规定
21. G00指令实现的是_________。
A、点位控制功能
B、直线控制功能
C、轮廓控制功能
22. G01指令在控制数控机床运动时，其运动速度由_________。
A、 F指令指定
B、S指令指定
C、NC系统预先设定的参数确定
23. 在数控机床在进行2轴（或3轴）直线插补时，F指令所指定的速度是_________。
A、各进给轴的进给速度
B、 2轴（或3轴）合成进给速度
C、位移量较大进给轴的进给速度
24. 自动编程是指（）。
A、从零件图到制作控制介质的全过程均由计算机完成
B、需要人工用数控语言编写源程序，其后的工作均由计算机完成
C、从数控语言的源程序为输入，G代码程序为输出的过程
25. NC机床的零件加工程序现在采用的格式是（）。
A、地址符可变程序段格式
B、分隔符固定顺序格式
C、字--地址程
序段格式
26. 在用右手定则确定NC机床的坐标时，中指、食指以及大拇指所指的方向分别是（）。
A. X、Y、Z
B. Y、Z、X
C. Z、Y、X
五、简答题
1．数控机床加工程序的编制步骤？
2．数控机床加工程序的编制方法有哪些？它们分别适用什么场合？
3．用G92程序段设置的加工坐标系原点在机床坐标系中的位置是否不变？
4．应用刀具半径补偿指令应注意哪些问题？
5．如何选择一个合理的编程原点？
6．什么叫基点？什么叫节点？它们在零件轮廓上的数目如何确定？
7． NC机床零件加工程序的编制方法有几种？试简述每种方法的特点。
8．试述最小设定单位的意义和应用
9．试解释下列指令的意义、
10．G00，G01，G02，G03，G41，G42，G42，G04，G90，G91，G92，G17，G18，G19
11．圆弧插补编程中的I、J、K有哪几种表示方法？
12．试说明机床坐标系与工件坐标系各自的功用、它们的相互关系和如何确定它们的相互关系
13．ISO关于数控机床坐标系是如何规定的？请按ISO标准确定NC车床、镗铣床(卧式)的坐标系统并说明各坐标轴运动方向的确定原则(即说明所确定方向是刀具还是工的运动方向)
14．对所编加工程序的校验的方法有哪些？其中首件试切的作用是什么？
15. 简述手工编程的步骤。
16.讨论数控程序编制的允许误差选择原则。
17.简述手工编程过程中的数据处理（即程序编制中的数值计算）思路。
18.对平面轮廓零件的数值计算方法有哪些？各有何特点。
六、编程
编写图1至图5所示零件的程序。
图1
图2
图3 图4
图5
第1章 数控机床的结构特点
睐第1章数控机床的结构特点 1.1数控机床的组成 1.1.1 数控机床的整体结构 数控机床的组成，从大的方面划分，主要由信息载体、计算机数控装置、坐标伺服系统、辅助控制系统、位置和速度检测反馈系统以及过程检测的自适应控制系统等六部分组成。数控机床的组成框图如图1.1所示。 图1.1 数控机床的组成框图 图1-5数控机床的组成及框图 1．信息载体 它是把加工零件通过建立数学模型及数学处理后，按规范编制成工艺流程，形成程序文件，然后通过计算机存储到软盘或磁盘上，再将软盘或磁盘的程序输送到数控系统中。或者通过键盘将加工程序输送到数控系统中，也可通过DNC接口用通用计算机直接将加工程序输送到数控系统中。
这些软盘、磁盘、键盘或通用计算机就是信息载体。我们把可用不同形式将零件的加工程序记录在上面，并可传输给数控装置的这种载体称为信息载体，也可称为控制介质。 在早期的数控机床上，常用纸带、穿孔卡片、磁带等作为信息载体。 2．计算机数控装置 加工程序由输入装置传送到数控系统中后，经过中央处理单元、运算器、存储器、控制器等，又通过数控系统软件、机床参数等的支持，再经过输出装置，分配到坐标伺服系统和辅助控制系统中去。 同时又将坐标伺服系统中的位置检测信号、速度检测信号和自适应控制的温度、转矩、振动、摩擦、切削力及液压、气压、中心润滑等系统的压力多因素变化过程检测的反馈信息，经与给定值和最佳参数反复比较、处理后，再输出给坐标伺服系统和辅助控制系统。 这里的输入/输出装置、中央处理单元（CPU）、运算器、存储器和控制器等组成的装置称为计算机数控装置。 3．坐标伺服系统 由伺服控制电路、功率放大器、交流伺服电机或线性电机、位置和速度检测装置等组成，将数控装置发出的脉冲信号转换成机床的各坐标运动，这种系统称为坐标伺服系统。 坐标伺服系统中的位置检测装置和速度检测装置，对坐标运行的直线位置、角向位置的准确性和直线运行速度、角向回转速度进行检测、修正。其中包括主轴转换成伺服坐标的角向位置检测和回转运行的速度检测。坐标伺服系统中的坐标运行位置精度和运行速度将直接影响数控机床的加工精度和生产效率。 4．辅助控制装置 辅助控制装置的作用，就是通过接收数控装置发出的辅助控制指令，经输入/输出接口电路转换成强电（动力能源）信号，用来控制机床主轴的启动、停止，主轴的无级调速，机械手、刀库、换刀的动作，刀塔的动作，尾座的动作，工作台的交换、定位、夹紧，冷却液装置的动作，排屑器的动作，液压装置的动作，气压装置的动作及中心润滑装置的动作等。 辅助控制装置用辅助指令来控制数控机床各开关量，能使机床在运行过程中形成一套完整或较完整的逻辑工作状态。 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置、和机床本体四大部分组成。 1.1.2计算机数控系统（简称CNC）的组成 计算机数控系统（CNC）主要由微型计算机、外围设备和机床控制装置三大部分组成。1．微型计算机
数控机床对机械结构的基本要求
1数控机床对机械结构的基本要求提高数控机床性能的措施有哪些 要求(1)具有较高的静、动刚度和良好的抗振性(2)具有良好的热稳定性(3)具有较高的运动精度与良好的低速稳定性(4)具有良好的操作、安全防护性能 措施(1)合理选择NC的总体布局(2)提高构件的刚度(3)提高机床抗振性(4)改善机床热变形(5)保证运动的精度和稳定性 2数控机床斜床身布局的优点(1)热稳定性(2)运动精度(3)加工制造(4)操作、防护排屑性能 3卧式数控镗铣床或加工中心采用T形床身和框架双立柱各有的特点(1)T形床身布局可以使工作台沿床身作X向移动时,在全行程范围内,工作台和工件条件完全支承在床身上,因此,机床刚性好,工作台承载能力强,加工精度易得到保证,且这种结构可以很方便的增加X轴行程,便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化(2)框架结构双立柱采用了对称结构,主轴箱在两立柱中间上、下运动,与传统的主轴箱侧挂式结构相比,提高了结构刚度.另外,主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位,热变形产生的主轴轴线变位被限制在垂直方向上,可以通过对Y轴的补偿,减小热变形的影响 4箱中箱即”内外双框架”高速加工机床采用箱中箱的原因:与传统的立柱移动式布局比较,X、Z轴在移动部件中去除了部件本身的重量,且X轴上下均有导轨支撑,提高了整体刚度,另外X、Y对称布局提高了机床的热稳定性，使机床的加工精度得到提高 5虚拟轴机床:虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联的连接的称之为并联结构 结构特点:X、Y、Z三个坐标轴的运动由六根杆同时相互耦合地伸缩运动来实现.主轴平台的受力由六根杆分担,每根杆受力要小的多,且只承受拉力或压力不受弯矩和扭矩 与传统机床比的优点:刚度高、移动部件重量小、结构简单,零件的数量多 6数控机床对主传动的基本要求;(1)主轴一般都要求能自动实现无级调速(2)机床主轴系统必须有足够高的转速和足够大的功率,以适应高速、高效的加工需要(3)为了降低噪声、减轻发热、减少振动,主传动系统应简化结构,减少传动件(4)在加工中心上,还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置,以及主轴定向准停装置,以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合(5)为了扩大机床功能,实现对C轴位置(主轴回转角度)的控制,主轴还需安装位子检测装置,以便实现对主轴位置的控制 实现无级变速的方法有(1)采用交流主轴驱动系统(2)采用变频器带变频电动机或普通交流电机(3)电主轴 7数控机床的主传动增加辅助机械变速装置的作用:扩大调速范围,分段无级调速 8数控机床对进给传动系统的基本要求(1)提高部件刚度(2)减小传统部件的惯量(3)减小传动部件的间隙(4)减小系统的的摩擦阻力 进给传动的基本形式(1)丝杠(通常为滚珠丝杠或静压丝杠)螺母副(2)通过齿轮、齿条副,将伺服电动机的旋转运动变成直线运动(3)采用直线电动机进行驱动 各自的特点(1)滚珠丝杠螺母副特点:①摩擦损失小,传动效率高②丝杠螺母之间预紧后,可以消除间隙,提高了传动刚度③摩擦阻力小,不易产生低速爬行现象④长期工作磨损小、使用寿命长、精度保持性好静压丝杠的特点:①摩擦因数很小,因此起动转矩很小传统灵敏避免了爬行②油膜层可以吸振,提高了运动的平稳性③由于油液的的不断流动有利于散热和减少热变形,提高了加工精度和表面粗糙度④油膜有刚度减小了反向间隙⑤油膜对丝杠误差有均化作用⑥承载能力与供油压力成正比与转速无关(2)齿轮齿条副传动用于行程较长的大型机床上,可以得到较大的传动比,进行高速直线运动,刚度及机械效率也高(3)利用直线电动机驱动可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节,大大简化机械传统的结构,实现所谓的‘零传动’
数控机床的结构组成
教学设计（讲稿）
教学内容与设计 【上课思路】 1、强调实验纪律，用电安全。 2、爱护实验设备，注意实验室的卫生清洁。 3、复习数控机床控制系统组成。 4、学生分组，然后在不通电的情况下观察实验台结构组成。 5、教师找每个组的学生代表回答实验台各个部件名称作用，然后教师再详细讲解示范，学生分组练习。 6、实验台通电后，教师示范维修实验台的基本操作，之后学生分组练习。 7、考核。 【告知】 能力目标和知识目标。 【本次课的任务】 一、认识德西数控维修实验台的结构组成 1、回顾数控机床控制系统组成 2、实验台机械结构 学生分2批实验，这样每个实验台上的人数要少一些，提高学习效果。 2min 25min 教师先提出问题，学生思考后，各组代表回答，教师总结 教师先讲解实验台上的机械面板和电气面板的组成并说明其原理，然后学生自己练习，若学生有问题教师及时指导
3、实验台电气组成 二、数控维修实验台的基本操作 实验一各轴返回参考点练习 ?按下方式选择开关的参考点返回 ?按下轴和方向选择开关，指定要返回参考点的轴和方向。持续按下这一开 关直到刀具返回到参考点。 ?注意：返参时，钮子开关“机床/面板”应拨在机床侧，为什么？ 实验二用手动连续进给 ?按下方式选择开关的手动连续进给（JOG）开关 ?按下进给轴及其方向选择开关，刀具将以参数（No.1423）中设定的速度沿 指定轴的选定方向连续移动。释放开关，刀具运动停止。 ?进行JOG手动进给运动时，进给速度可以通过JOG进给速度倍率旋钮进 行调整 ?按下进给轴和方向选择开关的同时按下快速移动开关，刀具将以参数中设 定JOG快移速度移动。 ?按下快移倍率选择按钮，实际快速移动速度将按参数（No.1424）中设定的 JOG快速进给速度乘以选定的倍率所得速度值执行。 ?注意：进给倍率不要打的过高，以免出现危险！ 实验三手轮进给控制各轴（数控车床实验台的手轮不能使用） ?按下方式选择的手轮方式选择开关 ?按下手轮进给轴选择开关，选择要移动的轴向。 ?通过手轮进给量选择开关，设定旋转手摇脉冲发生器一个刻度时，刀具移 动的距离。 ?转动手轮的方向将影响刀具的移动方向。利用参数切换手轮回转方向与坐 标轴正负向的关系 实验四各轴超程报警的解除 ?首先确认哪轴超程、正向还是负向超程 ?利用JOG及手轮使超程轴回到有效范围内，按RESET键 【总结】 本次实验主要是认识数控维修实验台中的器件，熟悉数控机床的基本操作，本次课的内容是数控维修的基本知识，要求学生们熟练的掌握。 【布置作业】 实验报告。 15min 学生练习数控常用基本操作，如果学生已经进行了数控加工实习，则该部分内容将十分简单 3分钟
数控机床的工作原理及基本结构
数控机床的工作原理及基本结构 一、程序编制及程序载体 数控程序就是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上,确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置,即零件在机床上的安装位置;刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后,用由文字、数字与符号组成的标准数控代码,按规定的方法与格式,编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行;对于形状复杂的零件,则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程(APT)或CAD/CAM设计。 编好的数控程序,存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上,它可以就是穿孔纸带、磁带与磁盘等,采用哪一种存储载体,取决于数控装置的设计类型。 数控机床的基本结构
二、输入装置 输入装置的作用就是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同,输入装置可以就是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式:一种就是边读入边加工(数控系统内存较小时),另一种就是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器,加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置就是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算与逻辑处理后,输出各种控制信息与指令,控制机床各部分的工作,使其进行规定的有序运动与动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其她非圆弧曲线组成,刀具在加工过程中必须按零件形状与尺寸的要求进行运动,即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能就是各线段轨迹的起点与终点坐标值等数据,不能满足要求,因此要进行轨迹插补,也就就是在线段的起点与终点坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中间点的坐标值,并向相应坐标输出脉冲信号,控制各坐标轴(即进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向与进给位移量等。 四、驱动装置与位置检测装置
智慧树知到《数控机床结构》章节测试答案
智慧树知到《数控机床结构》章节测试答案 第一章 1、机床型号的首位字母“Y”表示该机床是( )。 A.水压机 B.齿轮加工机床 C.压力机 D.螺纹加工机床 答案: 齿轮加工机床 2、世界上第一台数控机床于( )年诞生在( )。 A.1952，美国 B.1958，德国 C.1958，美国 D.1952，德国 答案: 1952，美国 3、根据我国机床型号编制方法，最大磨削直径为320毫米、经过第一次重大改进的高精度万能外圆磨床的型号为( )。 A.MG1432A B.M1432A C.MG432 D.MG1432 答案: MG1432A
4、CA6140型卧式车床的最大车削直径为40mm。( ) A.对 B.错 答案: 错 5、分类代号用罗马数字表示，置于类别代号之前，居型号首位。( ) A.对 B.错 答案: 错 第二章 1、开合螺母的功用是接通或断开从( )传递的运动。 A.光杠 B.主轴 C.丝杠 D.电动机 答案: 丝杠 2、车削加工时，工件的旋转是( )。 A.主运动 B.进给运动 C.辅助运动 D.连续运动 答案: 主运动
3、在CA6140普通车床上，车削螺纹和机动进给分别采用丝杠和光杠传动其目的是( )。 A.提高车削螺纹传动链传动精度 B.减少车削螺纹传动链中丝杠螺母副的磨损 C.提高传动效率 D.以上都是 答案: 提高车削螺纹传动链传动精度 4、溜板箱的功用是变换被加工螺纹种类和导程,获得各种机动进给量。( ) A.对 B.错 答案: 错 5、进给箱的功用是将丝杠或光杠的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给。( ) A.对 B.错 答案: 错 第三章 1、限位开关在电路中的作用是( )。 A.短路保护 B.过载保护 C.欠电压保护
第3章数控车床的程序编制
第3章数控车床的程序编制 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 3.1 数控车床程序编制的基础 针对回转体零件加工的数控车床，在车削加工工艺、车削工艺装备、编程指令应用等方面都有鲜明的特色。为充分发挥数控车床的效益，下面将结合HM－077数控车床的使用，分析数控车床加工程序编制的基础，首先讨论以下三个问题：数控车床的工艺装备；对刀方法；数控车床的编程特点。 3.1.1数控车床的工艺装备 由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用通用三爪卡盘夹具，因而在工艺装备中，我们将以WALTER 系列车削刀具为例，重点讨论车削刀具的选用及使用问题。1、数控车床可转位刀具特点数控车床所采用的可转位车刀，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如表3.1所示。
表3.1可转位车刀特点 要求 特点 目的 精度高 采用M级或更高精度等级的刀片；多采用精 密级的刀杆；用带微调装置的刀杆在机外预调 好。 保证刀片重复定位精度，方便坐标设定， 保证刀尖位置精度。 可靠性高 采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和 断屑器的车刀；采用结构可靠的车刀，采用复 合式夹紧结构和夹紧可靠的其他结构。 断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑；适应 刀架快速移动和换位以及整个自动切削过 程中夹紧不得有松动的要求。 换刀迅速 采用车削工具系统； 采用快换小刀夹。 迅速更换不同形式的切削部件，完成多种 切削加工，提高生产效率。 刀片材料刀片较多采用涂层刀片。满足生产节拍要求，提高加工效率。 刀杆截形 刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构 差异大，有的需采用专用刀杆。 刀杆与刀架系统匹配。 2、数控车床刀具的选刀过程 数控车床刀具的选刀过程，如图3.1所示。从对被加工零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过十个基本步骤，以图3.1中的10个图标来表示。选刀工作过程从第1图标“零件图样”开始，经箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标“选定刀具”，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑X围代码、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。下面将讨论每一图标的内容及选择办法。
数控机床的机械结构
数控机床的机械结构 在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求： 一、较高的机床静、动刚度 数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构（如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等）的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。 为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。 为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。 二、减少机床的热变形 在内外热源的影响下，机床各部件将发生不同程度的热变形，使工件与刀具之间的相对运动关系遭到破环，也是机床季度下降。对于数控机床来说，因为全部加工过程是计算
数控车床的程序编制习题1
数控车床的程序编制习题 一判断题 1圆弧插补中，对于整圆，其起点和终点相重合，用R编程无法定义，所以只能用圆心坐标编程。（ ） 2?圆弧插补用半径编程时，当圆弧所对应的圆心角大于1800时半径取负值。（） 3. 车削中心必须配备动力刀架。（） 4. X坐标的圆心坐标符号一般用K表示。（） 5. 数控车床的特点是Z轴进给1mm零件的直径减小2mm （） 6. 数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。（） 7. 数控车床加工球面工件是按照数控系统编程的格式要求，写出相应的圆弧插补程序段。（） 8. 子程序的编写方式必须是增量方式。（） 9. 数控车床的刀具功能字T既指定了刀具数，又指定了刀具号。（） 10. 数控机床的编程方式是绝对编程或增量编程。（） 11. 数控机床用恒线速度控制加工端面、锥度和圆弧时，必须限制主轴的最高转速。（） 12. 螺纹指令G32 X41.0 W-43.0 F1.5 是以每分钟1.5mm的速度加工螺纹。（） 13. 车床的进给方式分每分钟进给和每转进给两种，一般可用G94和G95区分。（） 14. 数控车床可以车削直线、斜线、圆弧、公制和英制螺纹、圆柱管螺纹、圆锥螺纹，但是不能车削多 头螺纹。（） 15. 数控车床的刀具补偿功能有刀尖半径补偿与刀具位置补偿。（） 16. 外圆粗车循环方式适合于加工棒料毛坯除去较大余量的切削。（） 17. 固定形状粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。（） 18. 绝对值方式是指控制位置的坐标值均以机床某一固定点为原点来计算计数长度。（） 19. 增量值方式是指控制位置的坐标是以上一个控制点为原点的坐标值。（） 20. 无论是尖头车刀还是圆弧车刀都需要进行刀具半径补偿。（） 21. 车刀刀尖圆弧增大，切削时径向切削力也增大。（） 22. 数控机床编程有绝对值和增量值编程，使用时不能将它们放在同一程序段中。（） 23. 子程序的编写方式必须是增量方式。（） 24. 数控车床加工球面工件是按照数控系统编程的格式要求，写出相应的圆弧插补程序段。（） 25. G00为前置刀架式数控车床加工中的瞬时针圆弧插补指令。（） 26. G03为后置刀架式数控车床加工中的逆时针圆弧插补指令。（） 27. 在数值计算车床过程中，已按绝对坐标值计算出某运动段的起点坐标及终点坐标，以增量尺寸方式 表示时，其换算公式：增量坐标值=终点坐标值-起点坐标。 28. 外圆粗车循环方式适合于加工已基本铸造或锻造成型的工件。（） 29. 编制数控加工程序时一般以机床坐标系作为编程的坐标系。（） 30. 一个主程序中只能有一个子程序。（） 二填空题 1. 对刀点既是程序的，也是程序的。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量 选在零件的设计基准或工艺基准上。 2. 数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于和回转体工件的加工。 3. 编程时为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要进行。 4. 为了提高加工效率，进刀时，尽量接近工件的，切削开始点的确定以为
1数控机床对机械结构的基本要求
1数控机床对机械结构的基本要求?提高数控机床性能的措施有哪些? 要求(1)具有较高的静、动刚度和良好的抗振性(2)具有良好的热稳定性(3)具有较高的运动精度与良好的低速稳定性(4)具有良好的操作、安全防护性能 措施(1)合理选择NC的总体布局(2)提高构件的刚度(3)提高机床抗振性(4)改善机床热变形(5)保证运动的精度和稳定性 2数控机床斜床身布局的优点(1)热稳定性(2)运动精度(3)加工制造(4)操作、防护排屑性能 3卧式数控镗铣床或加工中心采用T形床身和框架双立柱各有的特点(1)T形床身布局可以使工作台沿床身作X向移动时,在全行程范围内,工作台和工件条件完全支承在床身上,因此,机床刚性好,工作台承载能力强,加工精度易得到保证,且这种结构可以很方便的增加X轴行程,便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化(2)框架结构双立柱采用了对称结构,主轴箱在两立柱中间上、下运动,与传统的主轴箱侧挂式结构相比,提高了结构刚度.另外,主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位,热变形产生的主轴轴线变位被限制在垂直方向上,可以通过对Y轴的补偿,减小热变形的影响 4箱中箱即”内外双框架”高速加工机床采用箱中箱的原因:与传统的立柱移动式布局比较,X、Z轴在移动部件中去除了部件本身的重量,且X轴上下均有导轨支撑,提高了整体刚度,另外X、Y对称布局提高了机床的热稳定性，使机床的加工精度得到提高 5虚拟轴机床:虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联的连接的称之为并联结构 结构特点:X、Y、Z三个坐标轴的运动由六根杆同时相互耦合地伸缩运动来实现.主轴平台的受力由六根杆分担,每根杆受力要小的多,且只承受拉力或压力不受弯矩和扭矩 与传统机床比的优点:刚度高、移动部件重量小、结构简单,零件的数量多 6数控机床对主传动的基本要求;(1)主轴一般都要求能自动实现无级调速(2)机床主轴系统必须有足够高的转速和足够大的功率,以适应高速、高效的加工需要(3)为了降低噪声、减轻发热、减少振动,主传动系统应简化结构,减少传动件(4)在加工中心上,还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置,以及主轴定向准停装置,以保证刀具和主轴、刀库、机械手的正确啮合(5)为了扩大机床功能,实现对C轴位置(主轴回转角度)的控制,主轴还需安装位子检测装置,以便实现对主轴位置的控制 实现无级变速的方法有(1)采用交流主轴驱动系统(2)采用变频器带变频电动机或普通交流电机(3)电主轴 7数控机床的主传动增加辅助机械变速装置的作用:扩大调速范围,分段无级调速 8数控机床对进给传动系统的基本要求(1)提高部件刚度(2)减小传统部件的惯量(3)减小传动部件的间隙(4)减小系统的的摩擦阻力 进给传动的基本形式(1)丝杠(通常为滚珠丝杠或静压丝杠)螺母副(2)通过齿轮、齿条副,将伺服电动机的旋转运动变成直线运动(3)采用直线电动机进行驱动 各自的特点(1)滚珠丝杠螺母副特点:①摩擦损失小,传动效率高②丝杠螺母之间预紧后,可以消除间隙,提高了传动刚度③摩擦阻力小,不易产生低速爬行现象④长期工作磨损小、使用寿命长、精度保持性好静压丝杠的特点:①摩擦因数很小,因此起动转矩很小传统灵敏避免了爬行②油膜层可以吸振,提高了运动的平稳性③由于油液的的不断流动有利于散热和减少热变形,提高了加工精度和表面粗糙度④油膜有刚度减小了反向间隙⑤油膜对丝杠误差有均化作用⑥承载能力与供油压力成正比与转速无关(2)齿轮齿条副传动用于行程较长的大型机床上,可以得到较大的传动比,进行高速直线运动,刚度及机械效率也高(3)利用直线电动机驱动可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节,大大简化机械传统的结构,实现所谓的‘零传动’
数控机床机械结构的要求.
数控机床机械结构的要求 在数控机床发展的最初阶段，其机械结构与通用机床相比没有多大的变化，只是在自动变速、刀架和工作台自动转位和手柄操作等方面作些改变。随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，才对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。数控机床的主体机构有以下特点：1)由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2)为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3)为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4)为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。根据数控机床的适用场合和机构特点，对数控机床结构因提出以下要求： 一、较高的机床静、动刚度 数控机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能为地调整与补偿，因此，必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证所要求的加工精度与表面质量。 为了提高数控机床主轴的刚度，不但经常采用三支撑结构，而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度，采用封闭界面的床身，并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度，增加机床的承载能力，采用刮研的方法增加单位面积上的接触点，并在结合面之间施加足够大的预加载荷，以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。 为了充分发挥数控机床的高效加工能力，并能进行稳定切削，在保证静态刚度的前提下，还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。试验表明，提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量，又可以增加构件本身的阻尼。因此，近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减，对提高抗振性也有较好的效果。
数控车床的程序编制
数控车床的程序编制 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 3.1 数控车床程序编制的基础 针对回转体零件加工的数控车床，在车削加工工艺、车削工艺装备、编程指令应用等方面都有鲜明的特色。为充分发挥数控车床的效益，下面将结合HM－077数控车床的使用，分析数控车床加工程序编制的基础，首先讨论以下三个问题：数控车床的工艺装备；对刀方法；数控车床的编程特点。 3.1.1数控车床的工艺装备 由于数控车床的加工对象多为回转体，一般使用通用三爪卡盘夹具，因而在工艺装备中，我们将以WALTER系列车削刀具为例，重点讨论车削刀具的选用及使用问题。 1、数控车床可转位刀具特点 数控车床所采用的可转位车刀，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如表3.1所示。
表3.1可转位车刀特点 2、数控车床刀具的选刀过程 数控车床刀具的选刀过程，如图3.1所示。从对被加工零件图样的分析开始，到选定刀具，共需经过十个基本步骤，以图3.1中的10个图标来表示。选刀工作过程从第1图标“零件图样”开始，经箭头所示的两条路径，共同到达最后一个图标“选定刀具”，以完成选刀工作。其中，第一条路线为：零件图样、机床影响因素、选择刀杆、刀片夹紧系统、选择刀片形状，主要考虑机床和刀具的情况；第二条路线为：工件影响因素、选择工件材料代码、确定刀片的断屑槽型代码或ISO断屑范围代码、选择加工条件脸谱，这条路线主要考虑工件的情况。综合这两条路线的结果，才能确定所选用的刀具。下面将讨论每一图标的内容及选择办法。
机床机械结构的设计要求
机床机械结构的设计要求 发表时间：2019-05-24T10:18:48.673Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：高强 [导读] 摘要：在全球经济时代的到来，各行业市场都对产品要求更高，要求不仅产品在性能方面能够满足人们的需要，还能够给企业带来更高的利润。 （身份证号码：23020819850225xxxx） 摘要：在全球经济时代的到来，各行业市场都对产品要求更高，要求不仅产品在性能方面能够满足人们的需要，还能够给企业带来更高的利润。在机床行业也是如此，机床是现阶段社会主要的加工设备，就机械结构进行入手，充分满足客户对机床性能的新要求，是现阶段机床设计的基本方向。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析机床机械结构的设计，希望对相关从业人员有所帮助。 关键词：机床机械；结构设计；优化性能 Abstract: in the advent of the era of global economy, the industry market has higher request to the product, not only products in terms of performance can meet the needs of the people, also can bring higher profits to the enterprise. Society at present stage is in the machine tool industry, machine tool processing equipment, mainly on the mechanical structure, fully satisfy customer new requirements on the performance of the machine tool, is the basic direction of machine tool design. In this paper, based on actual work experience, the author briefly analysis of the mechanical structure design of machine tools, hope to be helpful to the related professionals. Key words: machine tool machinery; Structure design; Optimize performance 1 数控机床组成分析 数控机床系统结构比较复杂，因为操作人员主要是按照数控系统计算机语言编写加工零件的加工程序，经过输入装置传输至数控装置，而数控装置经过编译的方法，反馈其参数到输入装置，进而便于操作人员实施观测。在一般情况下，还配有辅助控制的装置，方便一些简单和特殊零件的加工，数控装置把加工程序变为指令控制，伺服驱动的装置，经过伺服驱动装置，对机床机械的传动进行控制。经过检测反馈装置，监测出机械部件运动状态，以数据形式反馈到数控装置，实现了机床闭环控制。 2 数控机床机械结构 在当前数控机床通常是实现主切削运动主传动的系统，实现进给运动的系统，和每个传动装置驱动的系统。在移动或是静止时的平滑床部件、液压、冷却、切割等辅助系统，充分实现了关键工件旋转分度基本设备，比如说：工作台，自动换刀的装置、自动托盘交换的装置。结合客户、实际的要求，安装自动上下料的机器人，自动监控系统、远程操作系统、损坏、精度检测等的功能。数控机床部件和传统的机床主体部件是比较相似的，因为控制系统特殊性的因素，实现整体布局、机械机构、传动结构、加工的能力，数控机床就传动机床的优势较大。 3 数控机床对机械结构的要求 3.1在传动和静止过程中保持高刚度和良好的抗冲击性 数控机床对加工精度的要求高于传统机床。通过调整和补偿很难完全解决。因此，为了提高刚性，特别设计了部件的刚性，从而确保了CNC加工的精度。例如，π型横截面分离器在水平和垂直方向上都具有更好的刚性，并且广泛用于大中型机床中。 机床振动通常是因为内部的旋转部件动态的不平衡、切削单侧力所引起的，提升其数控机床的抗振性措施：动态平衡机床高旋转部件，减少和消除传动部件的间隙，并且增加部件固有的频率，避免出现共振。不仅有以上措施，当前还需做的是应用阻尼材料，填充其机床较大部件间隙，在表面上喷抹阻尼涂层，实现对振动的抑制。 3.2 减小机床的热变形 机床的热变形原因主要是机床内部的热源出现热量，比如说：电动机、逆变器，经过使用高效伺服电机甚至是电主轴，高效的电机控制的系统在一定程度上减少电子控制部件整体的发热量，经过应用导轨、摩擦系数低的轴承减少齿轮等部件，尽可能的减少机器热源，对部件散热进行改善。结构主要是采用了对称结构的方式，均匀的减少热变形就加工精度的影响分析。 4 机床机械结构的优化方案 数控机床主要是基于现有的CNC程序、输入数字信息命令自动化设备，在经过长时间工作后，机器极易出现变形的问题，几何精度的误差，在加工工作时是难以修复的。所以，我们必须努力减少其机械结构变形率，以保证加工零件的精确度和质量。在机械结构中，主轴所承受较高的劳动强度，不仅是三个支撑施工方法，还应选择轴承时的刚性要求，尽可能的减少主轴在轴向、径向的磨损、变形。就机床结构的大部件，为有效提升其刚度，我们必须先关闭床身，经过液压平衡的装置，尽可能的减少位置的变化，减少机械变形。机床的承载能力也是机器部件之间接触刚度的要求。并且它可以使接合面的预载满足更大压力的要求。所有上述措施都可以有效地增加接触表面的刚度。 为了保证数控机床的加工能力，在增强静刚度后，动刚度也会提高。目前，有三种常用的方法用于改善动态刚度，例如改进的系统刚度，部件调整和阻尼。其中，增加阻尼系数是一种常见且最有效的方法。焊接钢板不仅提高了静刚度，减轻了重量负担，而且还达到了增加阻尼的效果。近年来，数控机床的大多数床身，工作台，梁和柱都是用钢板焊接的，有些机床使用的是砂封铸件。它还具有减少振动和改善抗振性的良好效果。 在机床的工作过程中，内部热源产生热量，热量是变形的主要原因之一。为尽量减少热变形，热源应尽可能远离机器主机。只有通过有效减少热源的措施才能缓解热变形的问题。通常，不可能消除数字机床的所有内部热源和外部热源。把热变形的可能降到最低。机床的热部件的强制冷却处理是常用的有效手段，并且还可以使用用于加热机床的低温部件的装置。目标是确保机器的所有部件尽可能保持温度一致，以减少由于温度引起的变形。让我们以主轴箱为例。这最小化了热变形对加工零件直径的影响。从结构上讲，减小主轴中心与垂直地面之间的距离可以有效地减少热变形的发生，同时保持主轴箱的温升一致，避免主轴倾斜。 滚珠丝杠在数控机床中所占据的作用比较明显，若是滚珠丝杠加热，在开环系统中，极易出现定位不准确的问题，当前就有一些人使用预张紧，避免导螺杆的变形问题出现，但是这个方法是不能完全消除导螺杆变形。 5 机床的性能优化措施 主驱动的变速系统在数控机床中所占据的作用比较重要，一般用在大中型机床是齿轮传动的系统。还有一些小型的数控机床使用了这些类型变速器，这种扭矩提供出更大动力。而大多数的小型机床使用皮带进行传动，皮带传动与齿轮传动有着很大的区别，噪音较小。并
(完整版)简述数控机床的基本组成部分及其基本功能
简述数控机床的基本组成部分及其基本功能 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。 1）加工程序载体 数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。 2）数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。 3）伺服与测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。 4）机床主体 机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。 5）数控机床辅助装置 辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。
数控机床编程与操作课程标准
数控机床编程与操作课程 标准 Prepared on 24 November 2020
《数控编程与操作》课程标准 课程名称：数控编程与操作 总学时数：156 适用专业：数控技术 一、课程的性质 1、必修课 2、技术专业课 3、理实一体可 二、课程定位 《数控编程与操作》课程是数控技术专业的一门技术专业课程。本课程全面、系统地讲解了数控机床编程与操作的基础知识和数控机床的操作步骤，主要内容包括数控机床概述，数控加工程序编制基础，数控车床程序编制，数控车床加工操作，数控铣床程序编程，数控铣床加工操作，CAD/CAM软件应用基础，加工中心编程，加工中心的操作，数控机床的维护和常见故障处理等内容。使学生掌握常用数控设备操作、编程、调整和维护保养的基本理论及方法，达到本专业对学生素质及职业能力培养的要求，为继续学习奠定基础。 三、课程设计思路 （一）确定课程目标的思路 本课程的设计思路是以数控技术专业相关工作任务和职业能力为依据，确定课程目标。 （二）设计课程内容的依据 以数控技术专业的最基本的工作任务——用数控机床加工各种机械零件，包括编程、操作、加工、测量及检验，用数控机床完成典型零件的加工等有关的职业能力为依据，确定本课程的内容。 （三）采用何种教学模式 本课程以数控机床为载体，以数控编程为主线，以零件加工工作过程为导向，按照学生的认知特点，通过讲授、仿真模拟操作、项目任务驱动、实习等多种教学手段，使学生掌握常用数控机床操作、编程、调试和维护保养的基本
理论及方法，通过教师指导点拨，学生合作探究，师生共同学习，在理实一体化车间做中学，学中做，达到数控加工中级工操作技能鉴定要求及能力。 四、课程基本目标 （一）知识目标 1、掌握数控设备的组成、基本工作原理及中级操作技能鉴定要求的理论知识。 2.掌握数控车床程序编程、数控铣床程序编程、加工中心程序编程的指令与方法。 3.掌握数控编程的基本知识。 4.会分析生产中与数控编程及加工工艺有关的一般技术问题。 （二）能力培养目标 1、能操作典型数控设备。 2、能手工编写中等复杂程度零件的数控加工程序，会使用CAM软件进行自动编程。 3、解决生产中与数控编程及加工工艺有关的一般技术问题 （三）素质目标 1、培养学生具有创新精神和实践能力。 2、培养严谨的科学态度和良好的职业道德。 3、锻炼学生的团队合作能力、交流及表达能力、获取新知识、新技能的学习能力和解决实际问题的工作能力。 五、先修课程 机械制图、车工工艺与技能训练、公差配合与技术测量、数控加工工艺 六、教学内容及学时安排 （一）、教学内容和要求 第一章数控技术概述 1、教学任务 任务一、数控机床的组成及工作原理 任务二、数控机床的种类与常见数控机床 任务三、数控加工技术的应用与发展 2、教学要求
数控机床的基本组成
数控机床的基本组成 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。 1、加工程序载体 数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。 2、数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控(Software NC)。CNC 系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。 1)输入装置:将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应有不同的输入装置。主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC(直接数控)输入，现仍有不
少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。 (1)纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序，直接控制机床运动，也可以将纸带内容读入存储器，用存储器中储存的零件程序控制机床运动。 (2)MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。 在控制装置编辑状态(EDIT)下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存储器中，这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。 在具有会话编程功能的数控装置上，可按照显示器上提示的问题，选择不同的菜单，用人机对话的方法，输入有关的尺寸数字，就可自动生成加工程序。 (3)采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中，CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。 2)信息处理:输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括:零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等)，数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。