目 录
第一章 绪论
近来来，数控技术的发展十分迅速，数控机床的普及率越来越高，在机械制造业中得到了广泛的应用。制造业的工程技术人员和数控机床的操作与编程技术人员对数控机床及其操作与编程技术的需求越来越大。
数控机床是一种完全新型的自动化机床，是典型的机电一体化产品。数控技术集计算机技术、成组技术、自动控制技术、传感检测技术、液压气动技术以及精密机械等高新技术于一体，是现代化制造技术的基础技术和共性技术。随着数控机床的广泛应用，急需培养大批能熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的工程技术人员。为普及与提高数控加工新技术，本教程针对目前广泛运用的FANUC和SIEMENS两种系统进行操作介绍。
第二章 数控车床结构
第一节 数控车床简介
数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。相对于立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用面广。本教程主要针对卧式数控车床进行介绍。
卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。
1．经济型数控车床 采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。
2．普通数控车床 根据车削加工要求在结构上进行专门设计并配备通用数控系统而形成的数控车床，数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高，适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即X轴和Z轴。
3．车削加工中心 在普通数控车床的基础上，增加了C轴和动力头，更高级的机床还带有刀库，可控制 X、Z和 C三个坐标轴，联动控制轴可以是（X、Z）、（、C）或（Z、C）。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。
第1页 共17页 数控机床CNC基本知识 目 录 第一章 岗位安全生产注意事项 第二章 CNC机床结构与加工原理 第三章 CNC机床加工应用范围 第四章 CNC各岗位的基本操作流程 第五章 CNC岗位图纸识读及注意事项 第六章 刀具的选用与修整 第七章 CNC常用的零件装夹技术 第八章 CNC岗位的测量方法与技术 第九章 工作液选用、调配及维护 第十章 常见生产异常处理 第十一章 机床的维护与保养 第2页 共17页 第一章 岗位安全生产注意事项 CNC为提高生产效率，常使用高动力和速度，而且是自动化操作故一不小心可能造成很大伤害。所以操作人员除熟悉CNC的构造，性能及操作方法外，更必须注意自身及附近工作同事的安全。CNC虽有各种安全设置，但人为疏忽所引起的灾害往往无法预知，所以操作人员除遵守一般工厂安全规定外，并应遵守下列工作安全注意事项以确保安全： 1. 操作CNC之前，必须熟悉机械控制方法； 2. 身体、精神不适时，切勿操作机械； 3. 设备使用前必须检查机械状况，CNC加工设备稍有毛病时，必须先修复后使用； 4. 在工作周围须有足够灯光以便作一些检查； 5. 不要把工具、杂物放在工作台及护盖上； 6. 有长发者必须盘好以避免发生伤害； 7. 大工件搬运时，工作人员必须有两位以上并随时互相照应； 8. 机台、主轴停止后方可调整切削液喷嘴和气管； 9. 不要触摸运转中的工件或主轴； 10. 机床运转时请勿把防护盖打开； 11. 搬移工件，物料时要带手套； C电气控制箱不可随意打开。如果电气箱故障应由电气技术人员维护，切勿自行修理； 13.电气部分必须接地的要确定接地； 14.切勿与操作人员交谈,使其分心； 第3页 共17页 第二章 CNC机床结构与加工原理； 1. CNC加工原理 CNC编程人员根据工程图纸和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺，选择加工参数。通过手工编程或利用CAM 软件自动编程；将编好的加工程序输入到控制器。控制器对加工程序处理后，向伺服装置传送指令。伺服装置向伺服电机发出控制信号。主轴电机使刀具旋转，X、Y 和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动，从而实现对工件的切削。 2. CNC机床的组成结构 CNC机床一般由：控制系统（三菱、法拉克、OKUMA、北京精雕等）、主传动系统、数控装置（电脑）、进给伺服系统、冷却润滑系统和机床本体组成。（主轴箱、进给伺服系统、控制系统、辅助装置、机床基础件、机床配件、电控箱配件） 第4页 共17页 第三章 CNC各岗位的基本操作流程 一、校正刀长、零位及分中的方法； 1. 校刀摆 对刀前我们都要先校正刀具的刀摆，校下刀摆的方式主要为两种，一种为目测法，一种为表校法 目测法：打到MDI状态，机床换到相对应刀号，主轴以800转/min转起来，以目测来观察刀具的摆动状况，只适用于粗刀，钻头等不加工精度公差的刀具； 表校法：机床换到相对应刀具，解锁主轴，在工作台上固百分表，表针垂直刀具侧刃，移动机床证刀具侧刃与表轻接触，用手朝刀刃反方向旋转主轴，观察表跳动测出刀具摆动，适合加工精尺寸刀具。 对刀主要分为手动对刀、电子对刀仪、机床自动对刀仪、红外对刀仪。以下我们要讲的是手动对刀； 2.1）如图1.51：用标准φ6的刀柄作为对刀辅助工具，每把刀在一个相同固定的位置作为对每把刀具的对刀基准点； 2.2）然后把机械坐标Z轴的数值（图1.52）输入到（图1.53）程序刀补号所对应的刀偏上（如T1就输入到001刀偏形状H上）； 3、 打零位：打X、Y方向零位主要分为分中，打单边两种； 3.1）分中： （3.11）如图3.11、图3.12装完分中棒后。把按钮打到MDI方式输入指令M3S500启动旋转主轴； （3.12）如图3.13、图3.14用旋转中的分中棒先分X方向碰准工件一边后，按坐标显示再按相对，把相对坐标上的数值XYZ清零（操作X归零……）； (3.13）如图3.15再分X别外一边、X显示数值为104“乃是工件加上分中棒”（图3.16）然后用计算器计算104/2=52就为此工件的X中心位置，输入X52.0预置（图3.17）注意:如果数值是正值那么输入的数值必须是正值,而负值输入的同样是负值（如分完工件两边数值为-104，预置的数值应为-52.）； (3.14）为了防止分中时出错,要求分中棒移到第一边校验两头数值是否一致(图3.18),确定无误后把X移到零(图3.19)后查看机械坐标X数值(图3.20)后输入到相对应坐标系如：G54 X格(图3.21).操作为X0测量； (3.15） Y方向分中跟X方向分中方法一样， 分圆心跟方料一样，但要注意的是分X轴方向时Y轴两头必须同一条直线，不能移动Y轴方向位置，同样分Y轴方向时X轴两头必须也是同一条直线，不能移动X轴方向位置。 3.2）打单边 (3.21）碰单边打零位必须减去分中棒碰数圆的半径，标准分中棒大头φ10小头φ4； 3.3)打Z轴零位 (3.31）Z轴零位.在对刀固定点上用表测量Z轴零位(图3.311),后相对坐标Z清零 第5页 共17页 (图3.312)，再把表放到程序设定的工件Z零位(图3.313),表的数值应跟上图的数值一致,查看相对坐标上显示的Z方向数值为固定对刀点与工件零位的高度(图3.314),然后输入坐标系里的Z格(图3.315)，注意:坐标系00EXT此项Z项为-6，此设定是用来减去对刀时辅助刀柄的直径尺寸（刀柄是φ6MM时设为-6MM，刀柄是φ8MM时应设为-8MM 。 二 调机步骤分析 1、加工前检查来料是否符合图纸要求，仔细审图，看清图纸。 2、浏览工艺确定加工尺寸，加工步骤选择合理、快捷、稳当的加工方法。 3、根据工艺要求检查工件前工序加工是否有误，仔细检查工件前工序与本工序有相关联尺寸。 4、检查刀具、程序是否正确。检查机床上的刀具刀号与程序中刀号、补偿号是否一致。 5、检查刀具是否装正，刀具避空与装夹长度是否足够。 6、装夹工件并检查工件是否装好，（工件夹紧/压紧与否、工件是否夹翻起、工件是否贴紧垫铁、工件是否靠紧定位等等） 7、校对刀长，校对坐标，检查程序抬刀安全高度是否足够。 8、开机运行保证高度警惕，应一手抓丝杆进给率旋钮，一手放在停止键边，以便发生事故紧急应对。 9、加工完后检查工件尺寸，所有尺寸严格按照图纸要求控制（根据要求放表面处理量等）。 10、清洁机床与夹具（加工不同材料的工件需清洁机床与清扫铝、铁销；）。 第6页 共17页 第四章 CNC岗位图纸识读及注意事项 形位公差 形位公差：加工后的零件不仅有尺下误差，构成零件几何特征的点，线，面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状公差，而相互位置的差异就是位置公差，统称为形位公差。 形状公差 直线度 直线度是表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况, 也就是通常所说的平直程度。 直线度公差是实际线对理想直线所允许的最大变动量, 也就是在图样上所给定的，用以限制实际线加工误差所允许的变动范围。 平面度 平面度是表示零件的平面要素实际形状，保持理想平面的状况, 也就是通常所说的平整程度。 平面度公差是实际表面对平面所允许的最大变动量。 也就是在图样上给定的，用以限制实际表面加工误差所允许的变动范围。 圆度 圆度是表示零件上圆的要素实际形状，与其中心保持等距的情况, 即通常所说的圆整程度。 圆度公差是在同一截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量, x也就是图样上给定的，用以限制实际圆的加工误差所允许的变动范围。 圆柱度 圆柱度是表示零件上圆柱面外形轮廓上的各点，对其轴线保持等距状况。 圆柱度公差是实际圆柱面对理想圆柱面所允许的最大变动量。 也就是图样上给定的，用以限制实际圆柱面加工误差所允许的变动范围。 线轮廓度 线轮廓度是表示在零件的给定平面上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。 线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。 也就是图样上给定的，用以限制实际曲线加工误差所允许的变动范围。 面轮廓度 面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面，保持其理想形状的状况。 面轮廓度公差是指非圆曲面的实际轮廓线，对理想轮廓面的允许变动量。 也就是图样上给定的，用以限制实际曲面加工误差的变动范围。 位置公差 定向公差 平行度 平行度是表示零件上被测实际要素相对于基准保持等距离的状况。 也就是通常所说的保持平行的程度。平行度公差是：被测要素的实际方向， 与基准相平行的理想方向之间所允许的最大变动量。也就是图样上所给出的， 用以限制被测实际要素偏离平行方向所允许的变动范围。 垂直度 垂直度是表示零件上被测要素相对于基准要素，保持正确的90°夹角状况。 也就是通常所说的两要素之间保持正交的程度。垂直度公差是： 被测要素的实际方向，对于基准相垂直的理想方向之间，所允许的最大变动量。 第7页 共17页 也就是图样上给出的，用以限制被测实际要素偏离垂直方向，所允许的最大变动范围。 倾斜度 倾斜度是表示零件上两要素相对方向保持任意给定角度的正确状况。 倾斜度公差是：被测要素的实际方向，对于基准成任意给定角度的理 想方向之间所允许的最大变动量。 定位公差 同轴度 同轴度是表示零件上被测轴线相对于基准轴线，保持在同一直线上的状况。 也就是通常所说的共轴程度。 同轴度公差是：被测实际轴线相对于基准轴线所允许的变动量。 也就是图样上给出的，用以限制被测实际轴线偏离由基准轴线所确定的 理想位置所允许的变动范围。 对称度 对称度是表示零件上两对称中心要素保持在同一中心平面内的状态。 对称度公差是：实际要素的对称中心面（或中心线、轴线）对理想对称平面所允许的变动量。该理想对称平面是指与基准对称平面（或中心线、轴线）共同的理想平面 位置度 位置度是表示零件上的点、线、面等要素，相对其理想位置的准确状况。 位置度公差是：被测要素的实际位置相对于理想位置所允许的最大变动量。 跳动公差 圆跳动 圆跳动是表示零件上的回转表面在限定的测量面内， 相对于基准轴线保持固定位置的状况。 圆跳动公差是：被测实际要素绕基准轴线，无轴向移动地旋转一整圈时， 在限定的测量范围内，所允许的最大变动量。 全跳动 全跳动是指零件绕基准轴线作连续旋转时，沿整个被测表面上的跳动量。 全跳动公差是：被测实际要素绕基准轴线连续的旋转， 同时指示器沿其理想轮廓相对移动时，所允许的最大跳动量。 第8页 共17页 第五章 刀具的选用与修整 1. 刀具的介绍 1.1 常用的刀具有：铣刀、钻头、丝锥、镗刀、沉头刀、铰刀、倒角刀、锯片刀、内R圆弧倒角刀、外R圆弧倒角刀、T型刀、鸠尾槽刀、特殊成型刀等。 2.2 刀具分类 1.2.1按刃部制作方式来分：捨弃式刀具、整体式刀具、焊刃式刀具（图1.2.1） 捨弃式刀具 整体式刀具 焊刃式刀具 图1.2.1 1.2.2 按铣刀刀头形状来分：平刀、球刀、圆鼻刀（牛鼻刀）（图1.2.2）。 平刀子 球刀 圆鼻刀 图1.2.2 图1.2.3 1.2.3 按铣刀刃数来分：2刃刀、3刃刀、4刃刀、6刃刀（图5.2.3）。由图1.2.3可以看出刀具刀刃越少容屑槽越大，排屑性越好，但相对的钢性越差，让刀量越大，容易折断。刀具刀刃越多钢性越大，让刀量越小，不容易折断，相对容屑槽越小，排屑性越差。 1.3 铣刀的各个部位的名称（图1.3） 图1.3 我们公司最常用的两种铣刀的表示方法： XCP – EM 4 B 4 - R0.1 X-POWER EM. 8 X 8 X 19 X 60 材料 刀尖型号 刃数 刃长型号 刀径 刀尖圆角大小 材料 刀尖型号 刀径 柄径 刃长 全长 1.4 铣刀切刃形状（图1.4）：尖角型(PEM)和尖角保护型(EM)。
数控机床考点复习整理
第⼀章绪论
考核知识点与考核要求
⼀.机床数控技术的基本概念
识记：数控机床的⼯作流程：1.数控加⼯程序的编制（根据零件的图样规定的零件的形状、尺⼨、材料、技术要求确定零件的⼯艺过程、
⼯艺参数、⼏何参数，然后根据规定的代码和程序格式编程）2.输⼊（把零件程序、控制参数、补偿数据输⼊到数控装置中去，⼯作⽅式：边加⼯变输⼊、⼀次性将整
个零件程序输⼊）3.译码
4.⼑具补偿（作⽤：把零件轮廓轨迹换成⼑具中⼼轨迹运动，加⼯所要求的零件轮廓。包括：⼑具半径补
偿&⼑具长度补偿）5.插补（作⽤：控制加⼯运动，使⼑具相对于⼯件做出符合零件轮廓轨迹的相对运动，只有辅助功能完成
后才允许插补）6.位置控制和机床加⼯（在每个采样周期内，将插补计算出的指令位置与实际反馈位置相⽐较，⽤其差值
控制伺服电机，使运动部件带动⼯具相对于⼯件进⾏加⼯）
理解：数字控制以及数控技术的概念。1.数字控制：利⽤数字化的信息对机床的运动及加⼯过程进⾏控制的⼀种⽅法。⽤数控技术实施加⼯控制
的机床称为数控机床2.数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动、进给装置⼆、数控机床的组成和分类
1.输⼊输出设备(实现程序编制、程序和数据的输⼊以及显⽰、存储和打印)
2.数控装置（接受来⾃输⼊设备的程序和数据，并按输⼊信息要求完成数值计算、逻辑判断
和输⼊输出控制功能），机床控制器的作⽤：实现对机床辅助功能M、主轴功能S、⼑具功能T的控制。
补偿包括：⼑具半径补偿、⼑具长度补偿、传动间隙补偿、螺距误差补偿3.伺服系统（接受数控装置的命令，驱动机床执⾏机构运动的驱动部件）
4.测量反馈装置（检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置构成闭环控制系统）
5.机床本体（⽤于完成各种切削加⼯的机械部分）
a)点位控制数控机床
b)直线控制数控机床简易数控铣床，⼀般有2~3个可控制轴，但同时可控制的只有⼀轴。c)轮廓控制数控机床
功能等，有数控车床、车削中⼼、加⼯中⼼d)开环控制数控机床（⽤于经济型中⼩型数控机床）
“数控技术概述与数控机床”自测题
一、选择题
1、世界上第一台数控机床是( C )年研制出来的
A)1942 B)1948
C)1952 D)1958
2、下列关于数控机床组成的描述不正确的是( D )
A)数控机床通常是由控制装置、数控系统、机床本体组成
B)数控机床通常是由控制装置、数控装置、伺服系统、测量反馈装置、辅助控制装置和机床组成
C)数控机床通常是由控制装置、数控系统、伺服系统、机床组成
D)数控机床通常是由键盘、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床组成
3、闭环控制系统的反馈装置是装在( C )
A)传动丝杠上 B)电机轴上
C)机床工作台上 D)装在减速器上
4、为了保障人身安全，在正常情况下，电气设备的安全电压规定为( C )
A) 12V B) 24V
C) 36V D) 48V
5、利用计算机辅助设计与制造技术，进行产品的设计和制造，可以提高产品质量，缩短产品研制周期。它又称为( C )
A) CD/CM B) CAD/COM
C) CAD/CAM D) CAD/CM
6、数控装置将所必到的信号进行一系列处理后，再将其处理结果以( D )形式向伺服系统发出执行命令。
A)输入信号 B)位移信号
C)反馈信号 D)脉冲信号
7、开环伺服系统的主要特征是系统内( B )位置检测反馈装置
A)有 B)没有
C) 某一部分有 D)可能有
8、CNC系统中的PLC是(
A )。
A)可编程序逻辑控制器 B)显示器 C)多微处理器 D)环形分配器
9、对于配有设计完善的位置伺服系统的数控机床，其定位精度和加工精度主要取决于( C )。
A)机床机械结构的精度 B)驱动装置的精度
C)位置检测元器件的精度 D)计算机的运算速度
10、按照机床运动的控制轨迹分类，加工中心属于(
A )
A) 轮廓控制 B)直线控制
C)点位控制 D)远程控制
11、数控机床中把脉冲信号转换成机床移动部件运动的组成部分称为( C )
