《数控车床G02、G03圆弧插补指令的应用》教案
备课教师：易建伟【教学目标】
知识目标：掌握G02、G03指令编程格式及各项内容的含义
能力目标：熟练运用G02、G03指令编程和加工，培养学生运用所学知识解决问题的能力
德育目标：培养学生勤于动脑、大胆实践、勇于探索以及严谨的工作习惯。
【教学重点】
圆弧顺、逆的判断和圆心位置（R正负的确定和IK的计算）
【教学难点】
圆弧顺逆的判断
【教学方法】
启发提问法、仿真演示法、角色扮演法、小组讨论法等
【教学过程】
学生在课下或自习课上对本节所要学习的内容进行全面的预习，在此基础上由老师先来讲解本节课的内容。首先来学习G02、G03指令
一、圆弧插补（G02、G03）
1、指令格式：
G02/G03 X(U) Z(W) R F ；
G02/G03 X(U) Z(W) I K F ；
2、指令功能：
X、Z—绝对值终点坐标尺寸
U、W—相对值终点坐标尺寸
R—圆弧半径
I—从始点到圆心在X轴方向的距离
K—从始点到圆心在Z轴方向的距离
F—切削进给速度
3、指令说明
①、G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。圆弧的顺逆方向
判断见图1左图，朝着与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的负方向看，顺时针为G02，逆时针为G03，图1右图分别表示了车床前置刀架和后置刀架对圆弧顺与逆方向的
判断；
图1 圆弧的顺逆方向
②、如图2，采用绝对坐标编程，X、Z为圆弧终点坐标值；采用增量坐标编程，U、W为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量，R是圆弧半径，当圆弧所对圆心角为0°~180°时，R取正值；当圆心角为180°~360°时，R取负值。I、K为圆心在X、Z 轴方向上相对圆弧起点的坐标增量（用半径值表示），I、K为零时可以省略。
图2 圆弧绝对坐标、相对坐标
图3 圆弧插补
G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3；G03 X87.98 Z50.0 I-3O.0 K-40.0 F0.3 G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； G03 U37.98 W-30.0 I-3O.0 K-40.0 F0.3 G02 X50.0 Z30.0 R25.0 F0.3
G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3
【教学环节】
一、复习G00、G01指令引入新课
请用G00、G01指令编出图4的精加工程序
二、课堂检测
1、若零件上有圆弧，应该采用或指令
2、加工顺圆弧用指令，加工逆圆弧用指令。
3、常用的加工圆弧的方式是终点加方式
【教学小结】
本节课学习的内容有： G02G03指令的格式、应用、判断方法等。零件的图样分析、工艺分析、加工工艺表的制定及精加工程序的编制。
【作业布置】
1、请写出G0
2、G03的指令格式
2、请对图5完成如下内容：图样分析、工艺分析精加工程序的编制
3、预习下一节“外圆、内圆车削循环指令（G90）”
图4
图5
江苏省职业学校实习课程教师教案本 （2010 —2011学年第二学期） 专业名称 课程名称 授课教师 学校
《数控车床加工工艺与编程操作》 教案设计说明 实训篇六——轴类零件的加工 本节教学内容属于数控加工基础实训篇课题6的教学内容；根据本专业人才培养方案及教材要求将本节教学内容设计成适合理实一体化教学的四
课题名称实训篇六——轴类零件加工课题序号课题1——轴外圆加工授课日期第12周 2011年5月11日至2011年5月13日 授课时数 4 授课班级10数控授课班级人数30 教学目的与要求1、能根据零件图要求，合理选择进刀路线及切削用量； 2、能根据零件图正确编制外圆、圆弧加工程序，并学会必要的尺寸计算； 3、掌握车削外圆对刀、进刀方法； 4、能正确的装夹毛坯、刀具。 重点与难点1、合理的选择进刀路线； 2、正确的装夹毛坯； 3、刀具的选择； 4、能对加工质量进行分析和处理。 示范内容1、多媒体软件仿真示范； 2、车床上的实际操作示范。 巡回重点及注意事项1、教师巡视；（巡视学生操作的规范性、正确性） 2、对于不正确的学生，教师进行个别指导。 实习课题图或操作工序安排
实习课日安排（分课题操作教学安排）
课题名称实训篇六——轴类零件加工课题序号课题4——阶段性综合 训练 授课日期第14周 2011年5月25 日至2011年5月27日授课时数 4 授课班级10数控授课班级人数30 教学目的与要求1、能根据零件图连贯的编出整个零件程序。 2、能根据零件图要求，合理选择进刀路线及切削用量。 3、合理采用加工技巧保证零件加工精度。 4、培养学生的综合应用能力。 重点与难点1、轴类综合零件工艺分析及程序编制的能力。 2、能根据零件图要求，合理选择进刀路线及切削用量。 3、合理采用加工技巧保证零件加工精度。 示范内容1、多媒体软件仿真示范； 2、车床上的实际操作示范。 巡回重点及注意事项1、教师巡视；（巡视学生操作的规范性、正确性） 2、对于不正确的学生，教师进行个别指导。 实习课题图或操作工序安排
课题1数控车床基本程序指令及应用 学时2 一、教学目的和要求 1、了解数控车床的安全操作规程 2、掌握数控车床基本程序指令 3、掌握数控车床简单轴类零件程序的编制 二、重点难点 1、数控车床的安全操作规范 2、数控车床基本指令的基本应用 3、数控车床简单轴类零件精加工程序的编制 三、授课内容 （一）数控车床安全操作规程 1.开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、 尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。 2.数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异 常现象。 3.程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否 正确。 4.正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。 5.输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。 6.未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是 否合理，有无超程现象。 7.试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。 8.试切进刀时，在刀具运行至工件30~50㎜处，必须在进给保持下，验证Z 轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。 9.试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补 值和刀补号。 10.程序修改后，要对修改部分仔细核对。 11.必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。 12.操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车 处理。 13紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。 （二）数控车床坐标系 数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。根据ISO841标准，数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴，垂直于主轴方向即横向为X轴，刀具远离工件方向为正向。如图1-1所示 数控车床有三个坐标系即机械坐标系、编程坐标系和工件坐标系。机械坐标系的原点是生产厂家在制造机床时的固定坐标系原点，也称机械零点。它是在
教案
教学安 排与过 程设计 (含课时 分配) 约10分 钟 约10分 钟 约45分 钟 教学过程： 一、课程介绍 介绍本专业特点及从业方向和岗位群。 二、引入新课题 为了提高加工效率，降低加工当中人为因素所造成的制约生产质量的原因。最早由美国在50 年代提出的生产新型设备（数字设备）到现在形成规模化、成熟化的数控设备——数控机床。 三、教学内容 1 数控机床。就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松夹工件、进刀与退刀、开车与 停车、自动关停冷却液等）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。 2 数字控制（Numerical Control），简称NC，它是采用数字化信息实现加工自动化的控制技术， 用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，称作数控机床。 3 计算机数控（Computer Numerical Control），简称CNC。现代数控系统是采用微处理器或专 用微机的数控系统，由事先存放在存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现部分或全部数控功能，并通过接口与外围设备进行联接，称为CNC系统，这样的机床一般称为CNC机床。 总之，数控机床是数字控制技术与机床相结合的产物，从狭义的方面看，数控一词就是“数控机床”的代名词，从广义的范围来看，数控技术本身在其他行业中有更广泛的应用，称为广义数字控制。数控机床就是将加工过程的各种机床动作，由数字化的代吗表示，通过某种载体将信息输入数控系统，控制计算机对输入的数据进行处理，来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床加工出所需要的工件，其过程见下图。 数控机床的组成 1．1输入、输出装置 1．2数控装置 1．3伺服系统 1．4检测反馈系统 1．5机床本体
数控镗铣床结构与应用 项目任务：1.数控镗铣床的应用。 2.数控铣床的传动系统及功能部件的结构。 3.加工中心的布局和分类。 4.立式加工中心的传动系统及功能部件的结构。 5.卧式加工中心的传动系统及功能部件的结构。 6.加工中心知识拓展。 第一单元：模块一数控镗铣床的应用 模块二数控铣床 学习目标：1.了解数控铣床加工的典型案例。 2.熟悉数控铣床的应用范围。 3.了解加工中心加工的典型实例。 4.熟知加工中心的特点。 5.熟悉立式加工中心和卧式加工中心的应用范围。 6.熟知数控铣床的布局及分类。 7.了解XK5750数控铣床的主要技术参数。 教学重点：1.数控铣床加工的典型案例和应用范围。 2.加工中心加工的特点和典型加工实例。 3.立式加工中心和卧式加工中心的应用范围。 4.数控铣床的布局及分类。 教学难点：1.加工中心加工的典型实例。 2.立式加工中心和卧式加工中心的应用范围。 3.立、卧两用数控铣床的布局。 辅助教学：1.多媒体课件 2.微课 单元学时：2学时 教学过程： 模块一数控镗铣床的应用 一、数控铣床加工的典型案例 1.加工板类零件 图4-1所示为典型的板类零件，主要加工平面、外轮廓、型腔及连接孔系等，适合采用
数控铣床进行加工，先粗加工、后精加工。 2.加工凸轮类零件 如图4-2所示零件为典型的圆盘凸轮零件，其毛坯为铸件，零件定位基准已加工完成，本工序主要加工凸轮槽的内、外轮廓。该凸轮零件很适合在数控铣床上加工，先粗铣、后精铣。 3.加工模具类零件 图4-3所示的餐盘凸模具为曲面轮廓，适合采用三轴联动的数控铣床加工，先进行粗加工、后进行经精加工。 加工曲面轮廓，其精加工要选用球头铣刀。 二、数控铣床的应用范围 在机械制造业，数控铣床用途广泛，可以加工各种平面、成型表面、螺旋槽、沟槽和孔，也可以加工各种平面曲线轮廓和三维曲面轮廓，例如凸轮、模具、样板等零件。 通常数控铣床所加工的零件，在普通铣床上是难以加工或无法完成的。数控铣床适合应用于一般机械加工、汽车制造、模具制造及航空航天领域。 三、加工中心加工的典型案例 1.加工箱体类零件 图4-4所示的零件属于箱体类零件，主要加工内容包括用铣刀加工平面、用镗刀加工孔系和加工连接孔。通常箱体类零件工艺过程复杂且加工精度要求高，适于采用卧式加工中心进行加工。 2.加工模具类零件 图4-5所示的连杆模具零件，加工内容包括铣削平面、分层铣削连杆外轮廓及孔加工等。先进行粗加工、后进行经精加工，该零件适于采用立式加工中心加工。 3.加工曲面零件 图4-6所示的零件为钛合金材料人工膝关节，是较复杂的曲面类零件，其加工表面为三维曲面，需要采用五轴联动的加工中心进行加工。
生产实习课教案首页 课时分配
项目：FANUC系统维修实训台的电气连接与故障诊断 一、组织教学 1. 检查学生出勤情况； 2. 检查学生劳动防护用品的穿戴情况及实习工具的准备情况； 3. 宣布上课。 二、项目指导 1.复习旧课 一个完整的数控加工程序有程序头、程序段和程序尾组成。 2.项目引入 数控机床与普通机床的电气连接有什么不一样？（提问） 3.相关知识 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2 变压器检测：测量输出端。 低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型(保护装置参数可调)和非选择型(保护装置参数不可调),按灭弧介质分，有空气式和真空式(目前国产多为空气式)。低压断路器容量范围很大，最小为4A，而最大可达5000A。低压断路器广泛应用于低压配电系统各级馈出线，各种机械设备的电源控制和用电终端的控制和保护。 低压断路器检测：测量输出端。 交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。 交流接触器检测：测量输出端。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 异步电动机又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式、绕线式异步电动机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的，又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。在中国，异步电动机的用电量约占总负荷的60％多。 数控机床教案 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】 第七章 数控机床的机械结构 第一节 概述 数控机床机械部分如图7－1，数控机床是高精度和高生产率的自动化机床，其加工过程中的动作顺序、运动部件的坐标位置及辅助功能，都是通过数字信息自动控制的，操作者在加工过程中无法干预，不能像在普通机床上加工零件那样，对机床本身的结构和装配的薄弱环节进行人为补偿，所以数控机床几乎在任何方面均要求比普通机床设计得更为完善，制造得更为精密。为满足高精度、高效率、高自动化程度的要求，数控机床的结构设计已形成自己的独立体系，在这一结构的完善过程中，数控机床出现了不少完全新颖的结构及元件。与普通机床相比，数控机床机械结构有许多要求： ●性能要求高 ●电机过载能力强。要求有较长时间(1－30min)和较大倍数的过载能力 ●在断续负载下，电机转速波动要小。 ●速度响应要快，升降速时间要短。 ●电机温升低，振动和噪音小。 ●可靠性高，寿命长，维护容易。 ●体积小，重量轻，与机床联接容易。 第二节 数控机床机械结构特点 一．主轴传动系统特点 主轴传动链大大缩短，变速范围大大扩大。 1. 普通电机—机械变速系统—主轴部件结构如图7－2 图7－2 传统机床主轴箱结构 图7－1 数 控机床机械结构部分 能够满足各种切削运动转矩输出的要求，但变速范围不大，由于是有级变速使切削速度的选择受到限制，而且该配置的结构较复杂，所以现在仅有少数经济型数控机床采用该配置，其它已很少采用。 2.变频器—交流电机—1－2机械变速—主轴部件如图7－3 这种配置的结构简单、安装调试方便，且在传动上能满足转速与转矩 的输出要求，但其调速范围及特性相对于交、直流主轴电机系统而言要差一些。 主要用于经济型或中低档数控机床上。 3. 交、直主轴电机 — 主轴部件如图7－4 这种配置形式同上面一样，但电机是性能更好交直流主轴电机，数控系统控制加在电机上的电压，实现变速，测速发电机实现自动升降速，该电机变速范围宽，最高转速可达8000 r/min ，且控制功能丰富，可满足中高档数控机床的控制要求。 4. 电主轴如图7－5 床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置，即主轴与电机转子合为一体，其优点是主轴部件结构 测速发电 机 交直流电机 图7－4 交 流直流主轴电 机结构 变频器 图7－3 B 变频调速示意图 图7－3 A 变频器加机械变速主轴箱结构 数控车床实训综合训练教案 实训教案 综合课题1 编制如图零件的加工程序?工艺条件:工件材质为45号钢（塑料棒），毛坯e30mm 的棒料 1 ?分析零件图样 ⑴零件图样外沟槽、外螺纹、切断等加工?材料为45号钢（塑料棒），毛坯C30mm的棒料. （2）本零件精度要求较高的尺寸：有外圆0 280-0. 033 > O24 土0?02、。25°-0?033、长度 20±0?01、77土0? 02 等。 (3)表面粗糙度 加工后的外圆0 280_0.033、C24±0?02、C 25°-0?033锥度1： 5,表面粗糙度要求为Ra 1.6 如图的零件包括圆柱面、球面、端面、 C 2 10.02 - 锥 面、 Um,切槽与其他表面的粗糙度为Ra3.2um. 2、工艺分析 (1)确定装夹方案、定位基准、编程原点、加 工起点、换刀点 由于毛坯为棒料，用三爪自定心卡盘夹紧定位。加工起点和换刀点可以为同一点，放在Z向距离工件端面X40, Z30的位置(其他机床可以为 X100,Z200) (2)制定加工方案及加工路线 根据工件形状及加工要求，选用数控车床进行工件加工。 (3)刀具的选用 根据加工内容，选用93。外圆车刀、60。外螺纹 刀、4mm宽切断刀，3种刀具的刀片材料选用高 速钢。刀具表如下 （4） 主轴转速（n）：查表，高速钢刀具材料切削中 碳钢件时，切削速度V=45~60m/min,根据公式 n=1000V c/ n d及加工经验，并根据实际情况, 本课题粗加工时主轴转速选取600r/min o精加工时选取800r/min,切槽时主轴转速取300r/min, 车螺纹时主轴转速取300r/min o 进给速度（Vf）：粗加工时，为提高生产效率, 在保证工件质量的前提下，可选择较高的进给速度，粗车时一般取0.3?0?8mm/r,精车时常取 0?1?0?3mm/「切断时宜取0?05?0?2mm/r。本课 题粗加工时进给速度选取0.3mm/r,精加工时进给速度选取O.lmm/r,切断及切糟时取0.1mm/r o 背吃刀量（ap）：本课题粗加工背吃刀量取2mm, 精加工背吃刀量取0-2mm o （5）数值计算 数控技术课程教案 第一章绪论 本章重点：1.数控机床概念 2.数控机床采用的新颖机械结构 3.数控机床按检测系统的分类 一般了解：数控机床的组成、数控机床的优缺点、数控机床的发展趋势 一、数字控制：用数字化信号对机床的运动及其加工过程 进行控制的一种控制方法。 数控机床：国际信息处理联盟（IFIP）第五技术委员会，对数控机床作了如下定义：一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑的处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。 二、数控机床的产生与发展： （一）产生： 1、传统的生产方法已满足不了生产需求 1)单件小批量生产——占70%，一般用试切 法，技术水平要求高，劳动强度大，精度 不高，无法实现自动化。如：普通车、铣、 刨、磨床等 2)工艺流水作业——调整法加工，生产率提 高，精度提高，成本低，品种多，采用组 合机床，多机床配合，环节出现问题，生 产停滞。 3)自动机床：用凸轮控制，适于生产简单工 件，且改型困难 2、社会的需求 1)品种多样化 2)零件精度和形状复杂程度不断提高 3)生产品种的频繁换型 3、技术上的可行性 1)电子计算机的发明 2)电子技术的发展 a、现代控制理论的发展 b、各种功能优越件的产生 c、大规模集成电路的出现 3)新颖机械结构的出现 a、滚珠丝杠—代替普通丝杠，动作更灵 活，间隙更小，精度提高 b、滚动导轨—代替滑动导轨，移动灵 活，克服爬行和前冲现象 4)机床动态特性的研究成果 使机床的刚度更好，主轴转速更高，抗振 性提高 由于生产的发展要求出现新的生产工具，而在技术上又已具备了条件，于是在1948年，美国帕森斯公司提出应用计算机控制机床加工的设想，并与麻省理工学院合作进行研制工作。1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。1958年我国开始研制数控机床。 (二) 发展： 1952——1959年，电子管制成数控机床控制系统 数控教学备课教案实例 教学内容 备注数控中级到高级总课时 480 数控的概述及安全（30课时） 教学目的： 1：让学生了解什么是数控 数控的发展：数字控制机床（Numerically Controlled Machine Tool）简 称数控 NC （1）数控（NC）阶段（1952-1970年）这个阶段经历的三代。第一代数控：1952—1959年采用了电子管元件构成的专用数控装置（NC）；第二代数控：1959—1964年采用了晶体管电路的NC装置；第三代数控：1965—1970年采用了小、中规模集成电路的NC装置。 （2）计算机数控（CNC）阶段（1970—现在）。第四代数控：1970—1974年采用了大规模集成电路的小型通用计算机控制系统（CNC）；第五代数控：1974—1990年微处理器应用于数控系统；第六代数控：1990年以后PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已经发展到很高的阶段，可满足作为数控系统核心部件的要求，数控系统从此进入了基于PC（PC—BASED）时代。 （3）数控系统的介绍：典型数控系统简介 日本FANUC，MITSUBISHI；德国SIEMENS、HEIDENHAIN；西班牙FAGOR 等。 我国的有：华中数控、航天数控等。 2：让学生掌握安全规定及实训守则 （1）数控安全操作教育实习纪律规章制度：警钟长鸣，安全第一，生命无法重赖，安全不能忘怀。一次意外，终身遗憾，老师忠告，请重视您的实训安全。（实训手册数控车床操作规程21页） （2）数控车床的日常维护和保养（实训手册24页内容） （3）数控车床常见操作故障（举例说明常见数控车床的鼓掌以及解决方法：A换刀超时B保险开关跳C程序参数丢失D坐标混乱等 （4）职业道德（国家规定相应的职业人员思想道德标准以及 相应的法律规定） （5）数控车工国家职业技能鉴定标准 教学方法 讲解 举例 布置作业 背安全规定及实训守则 学生掌握情 知识目标：1数控机床的组成 2数控机床的分类 3数控机床的加工特点 技能目标：1能说出数控机床的组成 2能说出数控机床的各种分类特点 3能说出数控机床优于普通机床的加工特点 任务下达:任务一、数控机床 任务分析 相关知识2 1数控机床的组成，输入/输出设备。数控装置，伺服系统，机床本体，检测反馈装置。 2数控机床的分类 （1）按加工方式分为 金属切削累，金属成型累，特种加工类，其他类 （2）按控制系统功能分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床 轮廓控制机床 （3）按伺服控制分类 开环控制数控机床 闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床 （4）按数控系统的功能分 高档数控机床 中档数控机床 抵挡数控机床 （5）按可联动的轴数分 两轴控制 两州半控制（两个轴式连续控制，第三轴式位位或直线控制） 多轴控制 3数控机床的加工特点 适应性强 适合加工复杂型面得零件 加工精度高加工质量稳定 加工生产率高 一机多用 减轻操作者的劳动强度 有利于生产管理的现代化 价格较费 调试于维修较复杂 任务实施：通过多媒体教学师生互动完成对数控机床组成，分类，加工特点的认知 任务评价：通过提问检查授课的效果 知识目标：1数控.数控机床的概念 2数控机床的发展趋势 技能目标: 1能说出普通机床与数控机床的根本区别 2能说出数控.数控机床的概念 3 能说出数控机床的发展趋势 任务下达: 任务二、认识数控机床 相关知识1 普通机床与数控机床在加工零件的根本区别:数控机床是按 事先编制好的加工程序自动的完成对零件的加工而普通机 床是由操作者按照工艺规程通过手动操作来完成零件的加 工. 1数控/数控机床 数控:数字控制CNC-Numberied.Control）的简称。是用数字 化信号对机床的运动及加工过程进行控制的自动控制技术 数控机床：采用数字控制的机床或装备了数控系统的机床 2数控机床的产生 (1)1949年美国密执安州特拉弗斯城帕森斯公司的帕森斯。为精 确的制作直升飞机叶片的样板.设想了用电子技术控制坐标的 镗床的方案 (2)1989年美国空军后勤司令部位了在短时间内造出经常变更设 计的火箭零件于帕森斯公司合作.并选择麻省理工学院伺服机 构研究所协作单位.于1952年研制成功 湖南省机械工业技术学院 数控编程与操作 2015 年上学期数控车一体化授课教案 教案附页 四、进刀和退刀方式 对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。如图 2.1.3 所示。举例说明 图 2.1.1 数控车床坐标系 三、直径编程方式在车削加工的数控程序中，X 轴的坐标值取为零件 图样上的直径 图 2.1.2 直径编程 图 2 .1.3 切削起始点的确定五、绝对编程与增量编程X、Z 表示绝对编程，U、W 表示增量编程，允许同一程序段中二者混合使用 图 2 .1.4 绝对值编程与增量编程如图 2.1.4所示，直线A→B ,可用：绝对: G01 X100.0 Z50.0; 相对: G01 U60.0 W-100.0; 混用: G01 X100.0 W-100.0; 或G01 U60.0 Z50.0; 第 2 节数控车床的基本编程方法数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等，在分析了数控车床工艺装备和数控车床编程特点的基础上，下面将结合配置FANUC-0i 数控系统的数控车床重点讨论数控车床基本编程方法。一、坐标系设定编程格式G50 X～Z～ 式中X、Z 的值是起刀点相对于加工原点的位置。G50 使用方法与 G92 类似。 在数控车床编程时，所有X 坐标值均使用直径值，如图 2.1.5 所示。例：按图 2.1.5 设置加工坐标的程序段如下： G50 X 121.8 Z 33.9 X′109.7 实训教学设计 课程名称：专业技能实训（课程名称）主讲教师： 20 年～20 年第学期 教学设计方案实训名称实训学时 授课班级1：班授课班级2：班授课班级3：班授课班级4：班授课班级5：班授课班级6：班授课班级7：班授课班级8：班授课班级9：班授课班级10：班授课班级11：班授课班级12：班 课程性质公共必修课（）专业必修课（√） 课程类型理论课（）实训课（）理实一体课（√） 课程定位 本课程主要培养学生熟悉数控机床安全操作规程并提高学生的安全文明生产意识；掌握数控常用G代码、M代码指令的用法以及熟练应用；培养并提高学生的编程与数控加工工艺分析能力；通过典型产品的制作和调试，培养学生的制造能力、检测能力，并逐步具备零件的工艺改进与编程设计能力。涵盖了一部分数控中级工技能需掌握的基本理论与实操知识。 前修课程：“数控加工工艺与编程”、“机械制图”、“普通机械加工”等。后续课程：“毕业实践项目”、“CAD/CAM” 考核方式考试（）考查（√）考证（） 教材及参考教材教材：数控车床操作及考证培训(自编教材) 主要参考书： （1）数控车工加工中心操作工（中级），沈建峰机械工业出版社（2）数控机床编程与操作模块化教程赵华许杰明主编清华大学出版社 （3）数控机床操作工职业技能鉴定指导，周虹人民邮电出版社 课时分配序号授课章节课时周一项目一数控车床基本操作和安全教育 周二项目二门轴的加工 周三项目三圆弧手柄的加工 周四项目四定位销的加工 周五项目五螺杆的加工 备注： 1、课时分配可根据项目、情境设计，也可根据教材篇章组织，一般是2节课为1次课。 2、表格内的字体为“仿宋_GB2312，小四”。 授课 章节 项目一数控车床的基本操作 授课 日期 周一授课课时 教学目标1. 熟悉数控机床安全操作规程并提高学生的安全文明生产意识 2.熟悉数控车床的操作（如：熟悉机床面板操作和加工指令） 3.了解常用指令的用途 教学基本内容： 1.数控机床安全操作规程 2.数控车床操作 3.熟悉常用指令的用途重点：注意安全，文明操作 实验一数控机床的认识实验 一、教学目的与要求：通过本次实验，要求学生掌握数控机床的硬件基本组成，了 解数控机床的工作原理，掌握当今主流数控系统的控制面版的基 本组成，掌握FANUC系统操作面版的基本操作。 二、主要实验设备及仪器 数控机床；南京斯沃数控仿真软件；计算机 三、实验内容： 1、数控机床的组成及基本工作原理 1、数控机床的基本硬件组成； 2、普通机床与数控机床的区别； 3、数控机床的刀架与普通机床刀架的区别； 4、数控机床开机的步骤； 5、数控机床的关机的步骤； 6、数控机床加工的基本工作原理； 2、主流数控系统控制面版的基本组成 1、SIEMENS802S系统操作面版的基本组成。 2、FANUC-MATE-0系统操作面版的基本组成。 3、华中数控世纪星系统的操作面版的基本组成。 3、FANUCOiT系统的基本操作 1、介绍南京斯沃数控仿真软件的基本功能。（结合实际机床） 2、介绍数控仿真软件的各菜单、按键的功能。 3、介绍FANUCOiT数控系统的主要工作方式： （1）JOG工作方式（手动操作） （2）REF工作方式（回零操作） （3）VAR工作方式（步进操作） （4）AUTO工作方式（自动加工方式） （5）SBL工作方式（单段操作） （6）MDI工作方式（手动数据输入自动加工方式） 4、介绍手动主轴正反转的操作。 5、介绍手动移动坐标轴（结合机床坐标系和编程坐标系的理解） 6、介绍如何确定数控机术的行程范围。 7、介绍对程序功能的管理（删除、拷贝、修改、输入程序）等基本操作。 学生完成的内容（55分钟） 详见实验报告（一） 姓名同组人 实验室实验名称时间 实验一数控机床的认识实验 一、实验目的： 1、了解该机床的坐标系统； 2、了解该机床的功能及结构； 3、了解机床控制面板各键和按纽的功能及用途； 4、熟练掌握开机、关机的操作步骤； 5、熟练掌握回零、手动、手轮方式的操作； 6、熟练掌握主轴启动、停止、正转、反转的操作。 二、实验设备： 数控机床 三、实验内容： （1）机床开机步骤 （2）手动方式操作 （3）回零方式操作 （4）自动方式操作 （5）MDA方式操作 （6）程序显示操作 （7）主轴启动（正转/反转） 《数控车床编程》 教 案 班级：12数控与机电 科任：叶海强 课题一入门基础概述 教学目的与要求： 1、了解数控的定义及数控车床的基础知识， 2、了解数控车床的用途及分类 1．1数控车床的简介 1．1．1数控车床的发展历史 数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。 在上个世纪中叶40年代，美国首先开始研究数控车床，1952年，美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。 1．1．2数控车床的用途 数控车床主要用于加工轴类和盘类的回转体零件，如车削内外圆柱表面、圆锥表面，回转曲面和端面以及加工内外螺纹等。 1．1．3 数控车床的组成及布局 1．数控车床的组成 数控车床由数控车床主机、数控系统、驱动系统、辅助装置、机外编码器五个部分组成。 2．数控车床的布局 机床的布局是满足总体设计要求的具体实施办法的重要一环。因此，布局也是一种总体的优化设计。数控车床布局形式受到工件尺寸、质量和形状，机床生产率， 机床精度，操纵方便的运行要求和安全与环境保护的要求的影响。随着工件尺寸、 质量和形状的变化，数控车床的布局可有卧式车床、端面车床、单柱立式车床、双柱立式车床和龙门移动式立式车床的变化，如图5—4所示。 1. 1. 4数控车床的分类 1.按数控系统的功能分类 (1)经济型数控车床 (2)全功能型数控车床 (3)精密型数控车床 课题二编程基础 教学目的与要求： 1、了解一个完整程序的基本构成。 2、会选择编程坐标和坐标系统。 2．1数控机床的坐标系 数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。根据ISO841标准，数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴，垂直于主轴方向即横向为X轴，刀具远离工件方向为正向。如图： 按刀座与机床主轴的相对位置划分，数控车床有前刀座和后刀座，相同的编程指令在前刀座和后刀座中运动轨迹是不同的，本系统可用于前刀座和后刀座数控车床，图 1-4 为前刀座的坐标系，图 1-5 为后刀座的坐标系。从图 1-4、图 数控车实训教学设计 课程名称：专业技能实训（数控车）主讲教师：梁苏 20 14年～20 15年第二学期 教学设计方案 备注： 1、课时分配可根据项目、情境设计，也可根据教材篇章组织，一般是2节课为1次课。 2、表格内的字体为“仿宋_GB2312，小四”。 授课主要内容 面板。 图1-1显示器与MDI面板 （一）机床控制面板 1.工作方式 工作方式选择旋钮见上图，具体各工作方式的功用参见表1-2 表1-2各工作方式的功用 表1-2各工作方式的功能 方式选择 进入编辑模式，用于直接通过操作面板输入数控程序和编辑程序。 进入自动加工模式。可自动执行存储在NC里的加工程序。 进入MDI模式，手动输入并执行指令。 手动方式，工作台连续移动。 手轮移动方式，手摇脉冲发生器生效 手动快速模式。工作台快速移动 回零模式。 进入单段模式。 2.手动进给速度倍率开关 以JOG手动或自动操作各轴的移动时，可通过调整此开关来改变各轴的移动速度。在JOG手动移动各轴时，其移动速度等于外圈所对应值×3；在自动操作运行时，其移动速度等于内圈所对应值%×编程进给速度F。 3.手摇脉冲发生器（图1-7） 在手轮操作方式下，通过图1-6中的选择坐标轴与倍率旋钮（×1、×10、×100分别表示一个脉冲移动0.001mm、0.010mm、0.100mm），和运行选定的坐标轴。 图1-2手动进给倍率开关图1-3手摇脉冲发生器 4.进给轴选择按钮开关 JOG方式下，按下欲运动轴的按钮，被选择的轴会以JOG倍率进行移动，松开按钮则轴停止移动。 5.紧急停止按钮 运动中遇到危机的情况，立即按下此按钮，机械将立即停止所有动作；欲解除时，顺时针方向旋转此钮（切不可往外硬拽，以免损坏此按钮），即可恢复待机状态。 学习任务：1. 数控车床加工的典型案例及应用。 2. 数控车床的组成及分类。 3. 卧式数控车床的传动系统及功能部件结构。 4. 车削中心。 5. 数控车床的知识拓展。 第一单元：模块一数控车床的应用 模块二数控车床的组成及分类 学习目标：1.了解数控车床加工的典型案例。 2.熟悉数控车床的应用范围。 3.掌握数控车床的组成和布局结构。 4.掌握数控车床的分类特征。 教学重点：1.数控车床加工零件的典型案例。 2.数控车床的分类与应用。 教学难点：数控车床刀架相对导轨的布局形式 辅助教学：1.多媒体课件 2.微课 单元学时：2学时 教学过程： 模块一数控车床的应用 一、数控车床加工的典型案例 1. 加工轴类零件 图3-1所示的零件为典型的轴类零件，主要加工面为圆柱面、圆弧面、端面、外螺纹面、倒角及切槽等。该零件适于采用卧式数控车床加工，先将棒料毛坯的两端面车平，之后需要两次安装，分别加工零件的两侧。 2. 加工套类零件 图3-2所示的不锈钢套筒属于套类零件，毛坯为不锈钢铸件，该零件的主要加工面适于采用卧式数控车床加工，需要两次安装，分别加工零件两侧的内、外轮廓。 3. 加工盘类零件 图3-3所示的蜗轮透盖为典型的盘类零件，毛坯为铝合金铸件（ZL201），该零件的主要加工面适于采用卧式数控车床加工，且分为粗加工序和精加工序。 零件上的6×φ9 mm孔和2×M8-7H螺孔适于在数控钻床或普通钻床上加工。 4. 加工齿轮毛坯零件 图3-4所示的零件为拖拉机上弧齿锥齿轮的毛坯零件，材料为45钢，是径向尺寸较大的盘类零件，主要加工面为内外圆柱面、圆锥面、端面（一侧端面有锥度）、倒角及切端面槽等，适于采用立式数控车床加工。需要两次安装，分别加工零件顶面和底面的内、外轮廓。 5.连接件 图3-5所示连接件除了要加工圆柱面、圆弧面、端面、倒角、切槽之外，还要加工径向孔、与工件中心不同心的轴向孔及端面圆弧槽等，工艺过程复杂，适于采用车削中心加工，而且需要两次安装。 二、数控车床的应用范围 数控车床特别适于加工形状复杂的轴类或盘类零件。其加工零件的尺寸精度可以达到IT5～IT6，加工表面的粗糙度可以达到Ra 1.6 μm以下。 数控车床被广泛应用于机械制造业，例如汽车制造厂、发动机制造厂等。 模块二数控车床的组成及分类 一、数控车床的组成与布局 1.数控车床的组成及特点 图3-6为卧式车床外观图，图3-7为数控车床外观图。结合学习机械制造基础课程和车工实习得到的感性认识，数控车床的进给系统与卧式车床的进给系统在结构上存在着本质上的差别。图3-8所示的数控车床，X轴伺服电动机6经滚珠丝杠传动X向滑板5，带动回转刀架7实现X轴进给运动;同理，Z轴的伺服电动机经滚珠丝杠传动Z向滑板8，带动回转刀架实现Z轴进给运动。可见数控车床进给传动系统的结构较普通车床大为简化。 数控车床也有加工各种螺纹的功能，如图3-8所示。主轴箱内安装有脉冲编码器2，主轴的运动通过同步齿形带3以1∶1的速比传到脉冲编码器。当主轴旋转时，脉冲编码器便发出检测脉冲信号给数控系统，使主轴电动机的旋转与刀架的切削进给保持同步关系，即实现加工螺纹时主轴转一转，刀架Z向移动一个导程的运动关系。 中高档的数控车床一般都采用全封闭式的防护装置，经济型的数控车床通常采用半封闭式的防护装置，其导轨无防护罩。 精品文档 组织教学： 1、考勤 2、安全教育 3、强调课堂气氛、课堂纪律 导入新课： 讲授新课： 项目一：认识数控机床及工作过程 相关理论： 数控机床：采用数字化信号对机床的运动及加工过程进行控制的机床，称为数控机床。 计算机数控（ CNC）：采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能，则称为计算机数控。 一、数控机床的产生及发展 （一）、产生：机械产品的自身要求；单件、多品种小批量零件约占 80%以上。 （二）、发展过程： （1）、国际情况 第一代： 1952至 1959年，采用电子管、继电器元件； 第二代： 1959年开始，采用了晶体管分立元件； 第三代： 1965年开始，采用集成电路； 第四代： 1970年开始，采用大规模集成电路及小型计算机；（CNC系统） 第五代： 1974年开始，采用微型计算机。（MNC系统） （2）、国内发展情况： 1958年开始研究 20世纪 60年代末 70年代初—研制出一些晶体管式数控系统，如： 1968年研制成功 X53K--1 立式铣床 1975年研制成功第一台加工中心 1985年进入实用阶段 1986—1990 年数控机床大发展时期 1991年300 多种 十. 五目标数控机床年增长率 :>18% 2005年产量 : 25000~30000 台品种 : 2000 种数控化率: 20% 。 （3）. 数控机床的发展趋势 高可靠性：提高元器件和系统的可靠性；采用抗干扰技 术，提高数控系统对环境的适应能力；使数控系统模块化、通用 化和标准化；提高自诊断及保护功能； 高柔性化：柔性：指机床适应加工对象变化的能力 数控技术课程教案 河北工程学院 数控技术》教案 课程编码： 课程名称：数控技术 学时：46 学时学分：3 学分 开课学期：第七学期 课程类别：必修 课程性质：专业基础课 先修课程：电工电子技术，微机原理及应用， 机械工程控制基础等 教材：《机床数字控制》（第一版）廖效果编著机械工业出版社 授课对象：机电学院机械制造及自动化本科 工业设计、材料成型与控制本科授课教师：机械制造系魏效玲，薛会民，刘洵， 柴保明，吴炳胜 第一节教学内容第一章概论 一、教学目的 掌握数字控制和数控机床等基本概念、组成及分类，了解数字控制原理及数控机床的加工特点，了解数控技术的产生背景、发展现状及发展趋势。 二、教学时间：2课时 三、内容 数控与数控机床的基本概念、加工过程、特点、主要技术指标、组成与 分类，加工的适应性、数控技术的发展、十五目标及数控技术的发展趋势 四、教学方法 介绍基本概念，讲授数字控制原理，分析数控机床的组成，根据以上讲述内容再归纳数控机床的加工特点，借助简图和表格等形式配合内容讲解。结合数控技术的发展将课程前沿问题介绍给学生。对编程基本知识先提出问题，启发学生思维，然后再讲解。 四、作业 1数控机床、数控技术的基本概念 2、数控机床的特点、组成、各部分作用、分类 3、数控机床的加工原理、使用范围 4、数控技术的发展趋势 5、什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？ 6、按伺服系统的控制原理数控机床分哪几类？ 7、数控机床的发展趋势主要有哪些？ 8如何提高数控机床的精度、速度和可靠性 9、.CNC装置的主要技术指标有哪些？ 第二节内容第二章数控加工程序的编制 一、教学目的 1?学习数控加工工艺的基础知识。 2?介绍程序编制的代码及格式 临海市高级职业中学 备课簿 B E I K E B U 学科数控车工实训 班级11数控、模具 教师尹昌兵 二0一二学年度第一学期 教学课题：编程 教学目的： ⑴掌握数控车床的常用指令，做到正确使用指令； ⑵掌握数控车床加工工艺，做到熟练编程格式。 教学重点： 相关指令以及加工工艺和切削用量 教学方法： 讲授法 课时： 授课6学时 一．数控机床的坐标系与原点 在数控机床上，机床的动作是由数控系统来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要建立一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。 标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，如图所示。在图中，大拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向，中指为Z轴正方向。数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。 ⒈Z坐标 Z坐标的运动由传递切削力的主轴决定，与 主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标。 ⒉X坐标 X坐标一般是水平的，它平行于工件的装夹平 面。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐 二．数控车常用的G、M功能和F、S、T功能指令 (一)、常用的G功能 1. G00——快速定位 编程格式：G00 X（U）Z（W） G00用于使刀具从当前位置以设定的快速度同时位移到目标位置。目标位置由X（U）、Z（W）来设定。不运动的坐标可以省略，省略的坐标轴不动作。 2. G01——直线插补 编程格式：G01 X（U）Z（W）F G01用于切削加工时的直线插补运动。使刀具从当前位置以F设置的进给速率直线运动至目标位置，目标位置由X（U）、Z（W）设置。不运动的坐标可以省略，省略的坐标不动作。 3. G02——顺时针圆弧插补 编辑格式：G02 X（U）Z（W）I K F G02 X（U）Z（W） R F （数控加工）(修改)数控车床编程与操作教案 《数控车床编程》 教 案 班级：12数控与机电 科任：叶海强 课题一入门基础概述 教学目的与要求： 1、了解数控的定义及数控车床的基础知识， 2、了解数控车床的用途及分类 1．1数控车床的简介 1．1．1数控车床的发展历史 数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。 在上个世纪中叶40年代，美国首先开始研究数控车床，1952年，美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。 1．1．2数控车床的用途 数控车床主要用于加工轴类和盘类的回转体零件，如车削内外圆柱表面、圆锥表面，回转曲面和端面以及加工内外螺纹等。 1．1．3 数控车床的组成及布局 1．数控车床的组成 数控车床由数控车床主机、数控系统、驱动系统、辅助装置、机外编码器五 个部分组成。 2．数控车床的布局 机床的布局是满足总体设计要求的具体实施办法的重要一环。因此，布局也是一种总体的优化设计。数控车床布局形式受到工件尺寸、质量和形状，机床生产率， 机床精度，操纵方便的运行要求和安全与环境保护的要求的影响。随着工件尺寸、 质量和形状的变化，数控车床的布局可有卧式车床、端面车床、单柱立式车床、双柱立式车床和龙门移动式立式车床的变化，如图5—4所示。 1. 1. 4数控车床的分类 1.按数控系统的功能分类 (1)经济型数控车床 (2)全功能型数控车床 (3)精密型数控车床 课题二编程基础 教学目的与要求： 1、了解一个完整程序的基本构成。 2、会选择编程坐标和坐标系统。 2．1数控机床的坐标系 数控机床的加工是由程序控制完成的，所以坐标系的确定与使用非常重要。根据ISO841标准，数控机床坐标系用右手笛卡儿坐标系作为标准确定。数控车床平行于主轴方向即纵向为Z轴，垂直于主轴方向即横向为X轴，刀具远离工件方向为正向。如图： 按刀座与机床主轴的相对位置划分，数控车床有前刀座和后刀座，相同的编程指令在前刀座和后刀座中运动轨迹是不同的，本系统可用于前刀座和后刀座数控车床，图1-4 为前刀座的坐标系，图1-5 为后刀座的坐标系。从图1-4、图1-5 可以看出，前、后刀座坐标系的X 方向正好相反，而Z 方向是相同的。在以后的图示和例子中，用前刀座坐标系来说明编程的应用。数控机床教案
数控车床实训综合训练教案
数控技术课程教案完整版
数控车一体化教学教案
数控编程教案
(完整版)数控车床教案
《实训》教案与教学设计
数控机床实验教案
(修改)数控车床编程与操作教案[1]
《数控车实训》教案与教学设计
数控机床电子教案
任务1认识数控机床及基本操作学习教案概要.doc
数控技术课程教案
数控车实训教案
2020年(数控加工)(修改)数控车床编程与操作教案
相关主题
文本预览