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《数控技术》自学指导书一、课程名称:数控技术二、自学学时:30课时三、教材名称:《数控技术》,赵玉刚宋现春编著,机械工业出版社四、课程简介:本课程是高等学校机械类专业学生必修的一门专业基础课程。
通过本课程的学习，使学生掌握现代数控技术的基本理论体系、方法和应用工具;具有综合运用所学知识，正确使用数控设备的能力;了解与本课程有关的机电一体化新技术及发展趋势;提高分析问题和动手动脑的综合能力;为学习其他有关课程和将来从事数控技术方面的工程设计与开发打好必要的基础。
本课程主要研究数控机床的工作原理、各组成部分及其在机械生产中的应用．基本教学内容有:数控技术概述、数控加工程序的编制、计算机数控装置、进给伺服系统、数控技术的发展、数控机床的故障诊断与维修等。
六、考核方式：开卷考试七、自学内容指导:第一章绪论1、本章内容概述:了解机床数控技术基本概念及其发展概况;掌握数控机床的工作流程、基本组成、工作原理、分类、特点和适用范围.２、自学学时安排：2学时3、知识点:概述、数控技术概念，数控机床概念。
数控机床的基本工作原理，数控机床的工作流程,数控机床的组成。
数控机床的特点,数控机床的适用范围。
点位、直线、轮廓控制数控机床概念,开环、闭环、半闭环数控机床概念,多轴联动数控机床的含义和实例。
４。
本章重点:点位、直线、轮廓控制数控机床概念,开环、闭环、半闭环数控机床概念,多轴联动数控机床的含义和实例.5。
习题1．数控机床是由哪几部分组成,它的工作流程是什么?2.按伺服系统的控制原理分类，分为哪几类数控机床？各有何特点？4.数控机床有哪些特点？3．什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？三者如何区别?第二章数控机床的加工程序的编制1、本章内容概述:掌握数控编程基础知识;掌握常用G、M指令的编程方法；掌握数控编程的工艺处理原则；了解程序编制中的数学处理方法。
2、自学学时安排：103、知识点:数控编程基本概念，数控编程的一般步骤，数控编程代码的含义，手工编程和自动编程两种方法的异同数控机床的坐标系和坐标轴的确定,机床原点与机床坐标系，工件原点和工件坐标系,绝对坐标与相对坐标,尺寸设定单位,数控加工程序的结构常用的准备功能G指令（包括坐标系相关指令、运动方式相关指令、刀具补偿指令、子程序调用指令),常用的辅助功能M指令，F、S、T指令。
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。
《数控车削编程与加工技术》任务十：简单轴类零件的编程及加工授课教师：授课地点：授课班级：授课时间：芜湖市职教中心数控与机电教研室【课题】简单轴类零件的编程及加工【教材分析】由电子工业出版社出版，谢晓红主编的《数控车削编程与加工技术（第二版）》是教育部职业教育与成人教育司推荐教材，是根据中等职业学校数控技术应用专业领域技能型紧缺人才培养培训指导方案编写的。
本书由葛金印、王猛老师主审，本教材是根据数控车床编程与操作员职业岗位要求设置的课程，重点介绍了数控车床相关的基础知识，FANUC O-TD数控系统的编程技术、加工技术训练，以及中级数控车床操作工技能训练。
对于“简单轴类零件的编程及加工”，教材中对其加工工艺要求和难点作了必要的说明，并例举了几个典型零件的加工工艺分析和编程，我们选择了教材中“案例 5.1”作为教学任务，其中所涉及到的基本要素，具有很好的代表意义。
【学情分析】通过前面的学习，同学们对数控车床组成与工作原理、数控车削加工工艺及编程已经有了一个基本的了解。
从本章开始，将学习常用指令的编程与加工。
简单轴类零件的轮廓形状，大部分由直线和圆弧构成。
因此，作为初学者，首先应熟练运用直线、圆弧插补指令进行程序编制和加工。
【教学目标】（一）知识目标了解简单轴类零件的数控车削加工工艺（二）能力目标掌握G00、G01指令的编程格式及特点（三）情感态度与价值观简单轴类零件的编程与加工运用的是数控车削加工中最基础的指令。
对于初学者，一定要有踏实认真的学习态度，充分理解各指令的指令格式、用法和走刀路径，切忌不可马虎大意。
另外，课堂上所授的是FANUC系统的指令，同学们在工厂里，要灵活运用课堂所学，要懂得举一反三，对于不同系统的机床要学会自己进行工艺分析。
【教学重点】简单轴类零件的加工程序的编写【教学难点】简单轴类零件加工工艺分析【教学手段】采用多媒体教学。
【教学时间】四课时任务引领：5分钟知识准备：50分钟示范任务：55分钟分组练习：45分钟任务评价：15分钟任务总结：5分钟布置作业：5分钟【教学策略】（一）教法设计采用任务驱动教学法，以简单轴的加工为任务引领，工艺分析与指令学习贯穿始终。
电大：数控机床题及答案1-4(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数控机床》作业（一）附答案第一章数控机床简介一、填空题 1、数控机床由_________、________、_________、_________和_________组成。
2、数控机床采用_________技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。
3、突破传统机床结构的最新一代的数控机床是_______机床。
4、世界上第一台数控机床是由____国制造的。
二、选择题 1、闭环控制系统的位置检测装置装在（）（A）传动丝杠上（B）伺服电动机轴上（C）数控装置上（D）机床移动部件上 2、数控钻、镗床一般常采用（）（A）直线控制系统（B）轮廓控制系统（C）点位控制系统（D）曲面控制系统 3、数控机床中把零件加工程序转换成脉冲信号的组成部份是（）（A）控制介质（B）数控系统（C）机床本体（D）伺服电机 4、适合于加工形状特别复杂（曲面叶轮）、精度要求较高的零件的数控机床是（）（A）加工中心（B）数控铣床（C）数控车床（D）数控线切割机床三、问答题简述数控机床的发展趋势。
简述数控机床各组成部分的作用。
四、判断题 1、开环控制系统用于高精密加工中心。
（） 2、数控机床的联动轴数和可控轴数是两个不同的概念，数控机床的联动轴数一般要大于可控轴数。
（） 3、数控机床适合于生产小批量复杂零件。
（）4、按照数控机床的控制轨迹分类，加工中心属于轮廓控制。
（）《数控机床》作业答案（一）第一章数控机床简介一、填空题 1、控制介质、数控系统、伺服系统、机床本体、反馈装置 2、数字控制 3、并联4、美国二、单选题 1、D2、C 3、B4、A 三、简答题 1、数控机床的发展趋势：（1）高速度与高精度化（2）多功能化（3）智能化（4）高的可靠性 2、数控机床各组成部分的作用：（1）控制介质：是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中的全部信息。
第1章 绪 论教学提示：数控机床是采用数字控制技术对机床各移动部件相对运动进行控制的机床，它是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。
计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展，加速了数控机床的发展。
目前数控机床正朝着高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高可靠性等方向发展，同时其应用范围也越来越广泛。
教学要求：本章主要讲述数控机床的基本概念和特点、主要技术参数、分类以及技术与发展水平等。
本章内容是数控机床的基本知识和内容，要求学生理解并掌握数控机床的基本概念、组成与特点以及分类，了解其发展趋势和在先进制造技术中的作用。
1.1 概 述1.1.1 数控机床的定义数控即数字控制(Numerical Control ，NC)。
数控技术是指用数字信号形成的控制程序对一台或多台机械设备进行控制的一门技术。
数控机床，简单的说，就是采用了数控技术的机床。
即将机床的各种动作、工件的形状、尺寸以及机床的其他功能用一些数字代码表示，把这些数字代码通过信息载体输入给数控系统，数控系统经过译码、运算以及处理，发出相应的动作指令，自动地控制机床的刀具与工件的相对运动，从而加工出所需要的工件。
实际上，数控机床就是一种具有数控系统的自动化机床。
所以说数控机床是最典型的机电一体化产品。
1.1.2 数控机床的组成及特点1. 数控机床的组成 数控机床主要由程序介质、数控装置、伺服系统、机床主体四部分组成，如图1.1所示。
图1.1 数控机床的组成机床数控技术其中，程序介质用于记载机床加工零件的全部信息。
如零件加工的工艺过程、工艺参数、位移数据、切削速度等。
常用的程序介质有磁带、磁盘等。
也有一些数控机床采用操作面板上的按钮和键盘将加工程序直接输入或通过串行接口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。
在计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)集成系统中，加工程序可不需要任何载体而直接输入到数控系统。
第10章典型数控机床
因为各院校的数控机床型号不一，系统不同，故应根据实际应用的数控机床进行教案。
这里只对西门子802D系统进行简单的介绍。
10.1.SINUMERIK 802D 键符定义:
10.2. 外部机床控制面板
10.3 SINUMERIK 802D系统简介
1. 屏幕划分
如图10-1所示，系统屏幕可以划分为以下三个区域：
(1>状态区
(2>应用区
(3>说明及软键区
图10-1 SINUMERIK 802D系统界面
状态区显示：
说明及软键区：
操作区域：
10.4 直角坐标系
坐标系：机床中使用顺时针方向的直角坐标系。
机床中的运动是指刀具和工件之间的相对运动。
图10-2 直角坐标系中坐标方向的规定
机床坐标系(MCS>：
机床中坐标系如何建立取决于机床的类型，它可以旋转到不同的位置。
图10-3 铣床中机床坐标系/坐标轴
工件坐标系(WCS>：
用于工件编程时对工件的几何位置进行描述。
工件零点可以由编程人员自由选取，编程员无需了解机床上的实际运行，也就是说不管是工件运动还是刀具运动，方向始终以工件不动而刀具运动来定义。
图10- 4 工件坐标系
相对坐标系：
除了机床坐标系和工件坐标系之外，该系统还提供一套相对坐标系。
使用此坐标系可以自由设定参考点，并且对工件坐标系没有影响。
屏幕上所显示的轴运动均相对于这些参考点而言。
工件装夹：
加工工件时工件必须夹紧在机床上。
固定工件，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，由此在坐标轴上产生机床零点与工件零点的坐标值偏移量，该值作为可设定的零点偏移量输入到给定的数据区。
当NC程序运行时，此值就可以用一个编程的指令<比如G54）来选择。
图10-5 工件在机床上
当前工件坐标系：
编程时编程员可以通过TRANS 指令设定一个相对于工件坐标系的零点偏置，由此产生所谓的“当前工件坐标系”。
图10-6 工件坐标系与当前工件坐标系
10.5 开机和回参考点
说明：在给系统和机床通电以后，必须参照机床的操作说明，因为“开机和回参考点”这一功能与机床的关系很大。
机床控制面板不同，则操作有可能不完全一样。
标准机床控制面板802DMCP 的操作步骤：
第一步：接通CNC和机床电源。
系统启动以后进入“加工”操作区JOG运行方式。
出现“回参考点”窗口如图10-7所示。
图10-7 JOG方式回参考点状态图
第二步：按机床控制面板上的回参考点键，启动“回参考点”功能。
在“回参考点”窗口中(图10-7>显示了该坐标轴是否必须进行回参考点操作。
显示该坐标轴未回参考点，故必须进行回参考点操作。
显示该坐标轴已经到达参考点。
第三步：按机床控制面板上的坐标轴方向键给每个坐标轴逐一回参考点。
各轴回参考点完成后，可通过选择另一种运行方式<如MDA、AUTO或JOG）结束该功能。
注意：
<1）“回参考点”只有在JOG方式下才可以进行。
<2）如果选择了错误的回参考点方向，则不会产生运动。
10.6 手动控制运行
手动控制运行指JOG方式和MDA方式。
1. JOG运行方式
JOG<点动）方式包括三种：JOG<点动）运行方式、增量运行方式和手轮运行方式三种。
1）JOG<点动）运行方式
操作步骤：
①按机床控制面板上的JOG<点动）键，选择JOG运行方式；
②按机床控制面板上的键，移动相应的坐标轴。
只要相应的方向键一直按着，坐标轴就一直连续不断地以“设定数据”<在界面中）中规定的速度运行，如果“设定数据”中此值为“零”，则按照机床数据中存储的值运行。
需要时可以使用修调开关来调节运行速度。
若同时按住相应的坐标轴键和“快进”键，则坐标轴以快进速度运行。
<2）增量运行方式
操作步骤：
①按机床控制面板上的“增量选择”键，选择增量运行方式；
②每按一次键，则相应的坐标轴以步进增量运行。
<3）手轮运行方式
操作步骤：
①按机床控制面板上的JOG<点动）键，进入JOG运行方式；
②按软键，显示如图10-8所示,移动光标选择要移动的手轮轴，然后按动相应的坐标轴软键来移动坐标轴。
图10-8 “手轮”窗口
10.7 参数设定(对刀>
在CNC进行工作之前，必须在NC上通过参数的输入和修改对机床、刀具等进行调整：
* 输入刀具参数及刀具补偿参数
* 输入/修改零点偏置
* 输入设定数据
1. 输入刀具参数及刀具补偿参数
刀具参数包括刀具几何参数、磨损量参数和刀具型号参数。
不同类型的刀具均有一个确定的参数数量，每个刀具有一个刀具号(T--号>。
操作步骤：
按此键，打开刀具补偿参数窗口，显示所使用的刀具清单如图10-9所示。
可以通过光标键和“上一页”、“下一页”键选出所要求的刀具。
图10-9 刀具参数设定可通过以下步骤输入补偿参数：
<1）移动光标定位于输入区；
<2）输入数值；
<3）按输入键。
注意：最多可以建立48个刀具。
2. 建立新刀具
操作步骤：
(1>按键，如图10-9所示；
(2>按键，如图10-10所示；
(3>选择刀具类型，按键<或键），如图10-11所示；
图10-10 新刀具窗口
图10-11 新刀具号输入
(4> 填入相应的刀具号。
(5> 按键确认输入，在刀具清单中自动生成数据组--零。
3. 确定刀具补偿值<对刀）
功能：利用此功能可以计算刀具TXX 未知的几何长度。
前提条件：换入该刀具。
在JOG方式下移动该刀具，使刀尖到达一个已知坐标值的机床位置，这可能是工件上的一个已知位置<比如工件零点）。
过程：输入参考点坐标X0，Y0或者Z0。
注意：铣刀要计算长度l和半径，车刀则仅须计算长度l。
利用F点的实际位置(机床坐标>和刀尖所在的参考点(已知坐标值>，系统可以在所预选的坐标轴方向计算出刀具补偿值长度l或刀具半径如图10-12所示。
说明：可以使用一个已经计算出的零点偏置(比如G54值>作为已知的机床坐标。
在这种情况下，可以使刀沿运行到工件零点。
如果刀沿直接位于工件零点，则偏移值Offset为零。
图10-12 计算钻头的长度补偿：长度l(Z轴>
对刀操作步骤：
<1）换入该刀具。
在JOG方式下移动该刀具，使刀尖到达一个已知坐标值的机床位置，这可能是工件上的一个已知位置<比如工件零点）。
<2）按键，如图10-9所示；
<3）移动光标到该刀具号所在行；
<4）按软键，打开刀具补偿值窗口，自动进入位置操作区，如图10-13所示；
图10-13 选择手动或半自动测量
<5）按软键，打开补偿值窗口，如图10-14所示
长度测量
刀具直径测量
图10-14 “对刀”窗口
<6）在X0，Y0或者Z0处登记一个刀具当前所在位置的数值，该值可以是当前的机床坐标值，也可以是一个零点偏置值。
如果使用了其它数值，则补偿值以此位置为准。
<7）按软键“设置长度”或者“设置直径”，系统根据所选择的坐标轴计算出它们相应的几何长度l或直径。
所计算出的补偿值被存储。
如果在刀具和工件之间装有间隔物，可以在“清除”区定义它的厚度。
思考题
1. 数控机床的控制面板?
2. 数控机床的开机过程?
3. 数控机床的手动操作？
4. 数控机床的刀具设置与对刀过程？。
