2014数控技术大作业

第一组：机床数控技术概论1.机床数控技术由机床本体、数控系统和外围技术组成。

2.机床本体主要由床身、立柱、工作台、导轨等基础件和刀库、换刀装置等配套件组成。

3.数控系统由数控装置CNC、可编程逻辑控制器PLC、输入/输出装置、伺服驱动装置、测量反馈装置等组成。

4.数控技术的发展趋势运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、驱动并联化、交互网络化。

5.半闭环控制带有位置检测装置，常安装在伺服电机上或丝杠的端部，闭环控制带有位置检测装置,安装在机床刀架或工作台等执行部件上,实时检测执行部件的实际位置。

第二组：数控加工编辑基础一、判断题1.数控机床开机后，通常先进行返回参考点操作，以建立机床坐标系。

（√）2.数控加工程序的顺序段号必须顺序排列。

( ×)3. 数控加工的编程方法主要分为手工编程和自动编程两大类。

(√ )4. 刀具补偿功能包括刀补的建立、刀补执行和刀补的取消三个阶段。

( √)5. 程序段的顺序号，根据数控系统的不同，在某些系统中可以省略的。

( √)6. 数控机床可以选用不同的数控系统，但数控加工程序指令都是相同的。

( ×)7. 绝对编程和增量编程不能在同一程序段中混合使用。

( × )8. 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。

( ×)9. 数控机床的精度主要包括机床的几何精度、定位精度和切削精度。

( √ )10. 数控机床的坐标系采用右手笛卡儿坐标，在确定具体坐标时，先定X轴，再根据右手法则定Z轴( × )11. 判断刀具左右偏移指令时，必须对着刀具前进方向判断。

(× )12. 进行刀补就是将编程轮廓数据转换为刀具中心轨迹数据。

( √ )二、选择题1.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/CM2.ISO标准规定增量尺寸方式的指令为( B )。

《数控技术》大作业复习一、回顾作业3月25日《数控技术》数控技术作业一、简答题:1.数控铣削的主要加工对象是什么?答、数控铣削的主要加工对象有以下几类:1)平面类零件2)变斜角类零件3)曲面类零件4)复杂零件5)高精度零件6) 一致性要求好的零件2.加工中心的主要加工对象是什么?答、加工中心的主要加工对象有以下几类:1)既有平面又有孔系的零件:2)结构形状复杂，普通机床难加工的零件3)外表不规则的异型零件4)周期性投产的零件5)加工精度要求高的中小批量零件6)新产品试制中的零件3.数控铣削和加工中心加工工艺主婴包括哪些内容?答、数控铣削和加工中心加工工艺主要包括如下内容:1)分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。

2)确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如划分工序、安排加工顺序、处理与非数控加工工序的衔接等。

3)加工工序的设计，如选取零件的定位基准、夹具方案的确定、工步划分。

刀具选择和确定切削用量等。

4)数控加工程序的调整，如选取对刀点和换刀点、确定刀具补偿及确定加工路线等.4.为什么要进行刀具补偿?答、刀具补偿分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。

如果不进行长度补偿，我们在编程时就必须考虑刀具的实际长度和各把刀具的不同长度，这样就非常不方便，而刀具长度补偿功能它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定的值增加或减少一个偏置量。

这使得在程序编制中，可以不必考虑刀具的实际长度以及各把刀具不同的长度尺寸，方便和简化了编程。

另外，在编程时是以刀位点进行编程，而刀位点与刀刃切削点间有一个半径的偏差，如果不进行刀具半径补偿，我们就必须增求出刀具刀位点的运动轨迹，这样编程也非常不方便。

当进行了半径补偿，可不必求出刀具刀位点的运动轨迹，只需按被加工工件轮廓曲线编程，同时在程序中给出刀具半径的补偿指令，就可加工出零件的轮廓曲线，使编程工作简化。

5.什么是固定循环指令?答、固定循环指令，主要用于孔加工，包括钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等.使用固定循环指令，一个程序段可以完成一个孔的全部动作(钻孔进给、退刀、孔底暂停等)，达到简化程序、减少偏程工作量的目的。

2014年9月份考试数控加工工艺与编程第一次作业一、单项选择题（本大题共50分，共 20 小题，每小题 2.5 分）1. 辅助功能中与主轴有关的M指令是（）。

A. M06B. M09C. M08D. M052. 通常数控系统除了直线插补外，还有（）。

A. 正弦插补B. 圆弧插补C. 抛物线插补D. 指数曲线插补3. 数控铣床的基本控制轴数是（）。

A. 一轴B. 二轴C. 三轴D. 四轴4. 数控机床的F功能常用（）单位。

A. m/minB. mm/min或 mm/rC. m/rD. m/s5. 数控升降台铣床的升降台上下运动坐标轴是（）。

A. X轴B. Y轴C. Z轴D. C轴6. 数控铣床的默认加工平面是（）。

A. XY平面B. XZ平面C. YZ平面D. ZX平面7. 应用刀具半径补偿功能时，如刀补设置为负值，刀具轨迹是（）。

A. 左补B. 右补C. 不能补偿D. 左补变右补，右补变左补8. 数控机床的恒线速度控制是控制（）为恒速。

A. 主轴转速B. 进给速度C. 切削速度D. 同步进给速度9. 在数控铣床上加工封闭轮廓时，一般沿着（）进刀。

A. 法向C. 轴向D. 任意方向10. 准备功能G90表示的功能是( )A. 预置功能B. 固定循环C. 绝对尺寸D. 增量尺寸11. 下面关于回参考点的描述（）是错误的。

A. 机床回参考点的过程实质上是机床坐标系的建立过程B. 在数控机床启动后，一般首先要进行回参考点的操作，以建立机床坐标系C. 数控机床回参考点的操作除用于建立机床坐标系外，还可用于消除由于漂移、变形等造成的误差D. 机床回参考点不能确定机床零点位置。

因为机床零点可能与机床参考点重合，也可能不重合12. 数控机床上有一个机械原点，该点到机床坐标零点在进给坐标轴方向上的距离可以在机床出厂时设定。

该点称（）。

A. 工件零点B. 机床零点C. 机床参考点D. 换刀点13. 在3B格式编程中，Z为加工指令，共有( )种加工指令。

数控大作业加工中心零件加工编程（一）加工零件加工图1零件，材料HT200，毛坯尺寸长*宽*高为170×110×50mm，试分析该零件的数控铣削加工工艺、如零件图分析、装夹方案、加工顺序、刀具卡、工艺卡等，编写加工程序和主要操作步骤。

图1 加工零件图（二）工艺分析（1）零件图工艺分析。

该零件主要由平面，孔及外轮廓组成，平面与外轮廓的表面粗糙度要求Ra6.3，可采用铣粗—精铣方案。

（2）确定装夹方案。

根据零件的特点，加工上表面，￠60外圆及其台阶面和孔系时选用平口虎钳夹紧；铣削外轮廓时，采用一面两孔的定位方式，即以底面，￠40H和￠13孔定位。

（3）确定加工顺序。

按照基面先行，先面后孔，先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）——￠60外圆及其台阶面——孔系加工——外轮廓铣削——精加工底面并保证尺寸40。

（ 4）刀具的选用加工中心刀具通常由刃具和刀柄两部分组成,刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的各种钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等，刀柄要满足机床主轴自动松开和夹紧定位，并能准确地安装各种刃具和适应换刀机械手的夹持等要求。

主要是刀具的长度和直径的选择，如加工孔依据其深度和孔径选择。

表2 刀具选择（5）切削用量的选择该材料，铣削平面、￠60外圆及其台阶面和外轮廓时可留0.5MM 的精加余量，其余一次走完粗铣。

确定主轴转速时，可先查确削用量手册，硬质合金铣刀加工铸铁（190～260HB）时的速度为45～90m/min,取Vc=70m/min,根据铣刀直径和公式计算主轴转速，并填入工序卡片中。

确定进给速度时，根据铣刀齿数、主轴转速、和切削用量手册中给出的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。

拟订数控铣削加工工序卡片如表3。

把零件加工顺序，采用的刀具和切削用量等参数编入数控加工工序卡片中，以指导编程加工操作。

表3 数控加工工序卡片要完成的程序编写任务坐标原点：￠40圆的圆心处为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在精铣后的工件上表面。

《数控技术》大作业一数控技术和数控机床是制造业现代化的基础，是一个国家综合国力的重要体现。

我国在从制造大国向制造强国转变的过程中，大力发展数控技术具有重要意义。

近几年来，在引进消化国外数控技术的基础上，我国已生产出自主版权的数控系统和数控机床，但是中、高档以上的数控系统仍然是以进口产品为主，研究目前数控机床及技术的现状及未来的发展方向，将对开发出中、高档的数控产品，进一步扩大数控机床市场份额起到重要作用。

随着集成电路及计算机技术的迅猛发展，给数控硬件技术的更新换代注入新的活力，现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片(ASIC)及数字信号处理(DSP)技术。

在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度(three dimensional high density)技术，极大地提高系统的可靠性。

高速高性能存储技术，比如闪烁存储(flash memory)，移动存储(PCMCIA card)等极大地方便用户。

薄膜晶体管液晶显示器(TFTLCD)技术使得显示装置趋于平板化，更便于机电一体化安装并改善人机界面。

作为数控系统核心的处理器广泛采用“位以上的高速RISC CPU，保证高速、高精度的数控加工。

以日本FANUC 16i/18i和160i/180i为例，已形成超小、超薄型控制器，主控板仅为名片一样大小，主处理器采用Pentium芯片。

CNC和伺服采用50M/S 的高速串行总线。

用光缆连结I/O模块，采用分散配置，便于机电一体化。

在通讯方面采用PCMCIA存储卡和外部计算机通讯，或采用调制解调器，用电话和人机通讯。

嵌入式硬件的使用有望使得数控系统硬件更趋标准化、系列化。

数控系统的开发成本也会随着降低。

开放式数控的讨论已有好些年了，但是应该看到，对于开放式结构至今没有一致性的定义。

某些用户认为开放式表示能够接受当地使用的通信协议;而另一些用户认为开放式意味着所有控制器操作界面完全一致;对机床应用工程师而言，开放式意味着对刀架移动、传感器和逻辑控制有标准的输入/输出接口;对大公司和大学的研究工程师来说，开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块。

《数控技术》课程（2014）大作业院（系）专业姓名学号班号任课教师完成日期哈尔滨工业大学机电工程学院2014年3月说明一、大作业应包括下列主要内容：1.目录；2.题目1的要求（精简版）与报告；3.题目2的要求（精简版）与报告；4.题目3的要求（精简版）与报告；5.其他内容二、注意事项：1. 报告可以打印，也可以手写，手写的请扫描后粘贴入word文件中，形成电子文档；2. 调研部分，不要为了凑字数，而撰写大量无关内容。

字数不重要，重要的是对调研内容的自我总结；3. 在大作业的最后，如果愿意，可以谈一下对课程的感受和建议；4. 报告的电子版请以班级为单位，刻录在光盘中交给任课教师。

三、报告请用A4纸双面打印，左侧装订，统一交给任课教师，以备检查。

四、此说明页请勿删除。

目录第一作业调研报告 (4)一、目的 (4)二、调研正文 (4)Abstract................................. (4)Main body.................. (4)Reference (10)第二作业典型曲线插补方法 (11)一、目的 (11)二、要求 (11)三、DDA椭圆插补...... ............ ..................... ........................ (11)1、椭圆插补参数设置............ ............... (11)2、椭圆插补步骤设置............ ............... (12)3、插补器的结构框图.................. .................. ... (12)4、DDA法椭圆插补的终点判别.......................................... (12)四、DDA法椭圆插补实例 (13)第二作业数控编程仿真系统开发...... ......... ............ (15)一、目的 (15)二、要求 (15)三、钻削循环G81功能的系统程序开发 (15)1、开发语言的选择及其优势 (15)2、G81钻削循环指令特性分析 (15)3、G81开发流程图 (16)4、钻削循环运动仿真 (16)5、主要模块开发流程 (16)6、仿真实例 (23)第一作业调研报告一、目的数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，是数控机床的关键技术所在。

2015-16 学年第二学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目：数控技术学生所在院（系）：机电工程学院学生所在学科：机械工程姓名：杨朔学号：88题目：1、数控技术的发展趋势2、叙述比较积分法差补的原理，并画出用软件实现时的流程图3、描述任意一种数控系统产品的软件结构。

4、简述永磁同步电机矢量控制原理。

1.数控技术的发展趋势数控技术简介数控系统是数字控制系统简称，是数控机床的关键技术所在。

早期是由硬件电路构成的，称为硬件数控；1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替，称为计算机数控系统。

CNC系统是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。

CNC系统由数控程序输入装置、输出装置、计算机数控装置、可编程逻辑控制器、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。

CNC系统的核心是CNC装置。

数控技术发展的历史与趋势数控技术的发展简史数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大致如下：1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。

由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。

1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。

1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。

1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。

60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。

数控技术综合练习题（答案）试题类型：一、填空:180题; 二、判断:300题; 三、单项选择:250题; 四、多项选择:100题; 五、简述、问答:100题; 六、编程:50题.一、填空：1801、数控机床综合应用了、、、等方面的技术成果。

[电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构]2、NC机床的含义是数控机床，CNC机床的含义是_______ ，_______的含义是柔性制造系统，_______ 的含义是计算机集成制造系统。

[计算机数字控制机床、FMS、CIMS]3、计算机数字控制系统的硬件组成、、、。

[计算机、外部设备、输入/出通道、操作面板]4、数控机床自动编程有两种：软件编程和软件编程。

[APT、CAM]5、旋转变压器是一种角度测量元件，它是一种。

[小型交流电机]6、使用作位置检测装置的半闭环进给系统，一方面用它作实际位移反馈信号，另一方面作测速信号。

[旋转变压器]7、数控机床的主运动的变速系统的参数有、。

[动力参数、运动参数]8、在数控编程时，是按照______ 来进行编程，而不需按照刀具的在机床中的具体位置。

[工件原点]9、圆弧插补时，通常把与时钟走向一致的圆弧叫______，反之称为_______。

[顺圆、逆圆]10、为了防止机床强电系统干扰和其他类型外界干扰通过I/O控制回路进入计算机，在控制计算机中，经常采用_______的输入和输出电路。

[光电隔离]11、通过预紧可以消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙和提高轴向刚度，通常预紧力应为最大轴向负载的_______。

[2倍]12、当滚珠丝杠在静态或低速情况下工作时，滚珠丝杠副的破坏形式主要是在滚珠接触面上产生_______。

[点蚀]13、数控车床自动换刀装置的刀架动作是刀架抬起、____ __、_____ __、_____ _。

[刀架转位、刀架定位、夹紧刀架]14、实现刀具半径左补偿的指令格式是。

[G00（G01）G41位置指令D01]15、循环指令G81用于加工，G82用于加工。

数控技术应用专业“毕业大作业”——固定端盖的数控加工工艺过程及编程分析一、零件图纸（毛坯尺寸Ø92×22）图1二、工艺分析1、零件图工艺分析分析上图1，该零件是一件需要车、铣结合才能完成的综合性零件。

工序较多，相对较为复杂，需要车1刀外圆、1个外圆台阶及3个内孔。

除Ø55的内孔尺寸要求较高外，其余的尺寸精度与表面粗糙度要求都不是很高。

然后在加工中心上进行定位攻丝。

通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。

（1）轮廓以孔和台阶及螺纹为主，形状相对简单、个别尺寸较难把握。

（2）除Ø55的内孔尺寸与16的台阶深度需严格控制外其余的尺寸精度和粗糙度要求并不高，取其基本尺寸即可。

（3）通过分析，该零件需要在数控车床上先打一Ø24的底孔，接着进行Ø55、Ø38、Ø28内孔及外圆的车削，然后调头车Ø64的台阶；最后上加工中心定位攻丝。

（4）热处理要求不属于数控加工范畴，在此不做详细分析。

2、选择设备（1）车床我们选取沈阳机床出品的CAK4085dj型数控机床作为加工设备，此机床是沈阳机床开发的一款经济型数控车床，采用FANUC 0i Mate-Tc系统，床身上最大工件回转直径为500mm，最长工件长度为1250mm。

其外形图如图2所示：图2CAK4085dj数控车床外形图图3FANUC 0i Mate-TC外形图（2）铣床我们选取北京机电院出品的VMC50~60A型数控铣床作为加工设备，此机床采用华中世纪星HNC—22M系统，工作台面580mm x 1100mm。

其外形图如图4所示：图4 华中VMC50~60A数控铣床外形图图5世纪星HNC—22M外形图3、确定零件的定位基准与装夹方式（1）外圆和中间内孔定位基准：外圆定位装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧（2）外圆台阶定位基准：外圆定位装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧（3）攻丝定位基准：外圆定位装夹方式：用三爪自动定心卡盘夹紧4、确定加工顺序及进给路线加工顺序按先内孔后外圆、由粗到精的原则确定。

目录摘要 (Ⅰ)1 数控加工的特点 (1)2 数控设备的特点、发展、应用 (3)2.1 数控设备的特点 (3)2.2 数控设备的发展 (4)2.3 数控设备的应用 (8)3 数控工艺与程序编制 (8)3.1 数控工艺 (9)3.1.1 数控机床的选择 (9)3.1.2 毛坯种类的选择 (9)3.1.3 加工工序的编排 (9)3.1.4 定位基准的选择 (10)3.1.5 刀具的选择 (12)3.1.6 刀具路线的确定 (12)3.1.7 对刀点、换刀点的设置 (12)3.1.8 切削用量的确定 (13)3.2 程序编制 (14)4 举例 (15)4.1 零件图 (15)4.2 零件图分析 (16)4.3 机床的选择 (16)4.4 零件工艺分析 (16)4.5 数控编程 (17)5 总结 (18)参考文献 (20)摘要本文通过对数控机床程序的编写，数控机床的加工特点的描述。

机床时社会生产力发展水平的重要标志，随着社会生产和科学技术不断发展，人们对机械产品的生产效率越来越高。

同时，数控机床是一种自动化程度很高的机电一体化加工设备。

本文是以轴类零件的数控车削加工的，从零件图纸、工艺分析……到最后的程序编写，形象的介绍了数控机床的全过程，和数控机床相对于普通机床的优点。

关键词：数控机床、数控编程、工艺分析、机床选择、走刀路线、数控加工1 数控加工的特点数控加工的特点：数控机床是新型的自动化机床，它具有广泛通用性和很高的自动化程度。

数控机床是实现柔性自动化最重要的环节，是发展柔性生产的基础。

数控加工体现了体现了精度高、效率高，能适应多品种中小批量、形状复杂零件的加工等优点，在机械加工中得到了广泛的应用。

概括起来，数控加工有以下几方面的特点。

1、精度高、质量稳定数控机床是在数控加工程序控制下进行加工的，一般情况下加工过程不需要人工干预，这就避免了操作者认为产生的误差。

在设计制造数控机床是，采取了多种措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。