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1.《数控加工编程及操作》第1章：数控加工系统

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参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控铣床 加工中心分册)习题册》-A02-3585

参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控铣床 加工中心分册)习题册》-A02-3585

数控机床编程与操作（第四版数控铣床加工中心分册）习题册参考答案第一章数控铣床/加工中心及其编程基础第一节数控铣床/加工中心概述一、填空题1. 数控技术2. 车削加工3. 铣削镗削4. 刀库刀具自动交换装置5. 采用点位控制系统刀具移动轨迹6. 数控装置刀库和换刀装置7. 分盘式刀库链式刀库8. 法那科西门子华中数控广州数控二、选择题1.C2.D3.B4.D5.C6.D三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.×第二节数控加工与数控编程概述一、填空题1. 加工程序数字控制2. 加工程序加工精度3. 手工编程自动编程4. 确定加工工艺数值计算制作控制介质5. 软磁盘移动存储器硬盘6. 语言式交互式CAD/CAM7. 程序程序数控编程8.UG PRO/E MASTERCAM POWERMILL二、选择题1.A2.C3.B4.C5.A6.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√第三节数控铣床/加工中心编程基础知识一、填空题1. 标准坐标系2. X Y Z3. 主轴X远离4. 右右5. 程序号程序内容程序结束6.O 四位数字7.M02 M30 M17 M02 RET8. 字—地址使用分隔符固定9. ( ) ; 10. 基准参考正二、选择题1.C2.A3.D4.C5.A6.D7.B8.B9.D三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.×第四节数控机床的有关功能及规则一、填空题1. 准备功能辅助功能其他功能2. 1号刀具2号刀沿3. 每分钟每转mm / min mm / r4.G96 G97 v =πDn / 10005.M03 M04 M056. 模态代码续效非模态非续效7. XY ZX YZ8. 绝对坐标相对坐标9. 合成速度圆弧的切线方向的速度10. 50%~120%二、选择题1.D2.A3.A4.C5.D6.A7.A8.C9.C 10.D 11.C 12.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√第五节数控铣床/加工中心编程的常用功能指令一、填空题1.G00 G01 顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补2. 圆弧半径起点到圆心矢量3.M98 M99 M08 M094. 正值负值5.G006. 镗平面锪孔7. 工件坐标系8. 暂停10s9. 至绝对坐标X-30.0 处10. G75二、选择题1.D2.C3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B 10.A 11.A 12.A三、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√11.√12.√13.√14.×15.√四、编程题略。

《数控加工编程与操作》教学教案

《数控加工编程与操作》教学教案

《数控加工编程与操作》教学教案第一章：数控加工概述1.1 数控加工的定义和发展历程1.2 数控系统的组成及工作原理1.3 数控加工的应用范围及优势1.4 数控加工的基本术语和概念第二章：数控编程基础2.1 数控编程的基本方法2.2 数控编程的指令系统2.3 数控编程的格式与规则2.4 数控编程的工艺分析与规划第三章：数控机床与刀具选择3.1 数控机床的分类与结构3.2 数控机床的选择原则3.3 刀具的选择与补偿3.4 数控机床的坐标系与运动控制第四章：数控车削编程与操作4.1 数控车削编程的基本方法4.2 数控车削编程的实例解析4.3 数控车削操作步骤与注意事项4.4 数控车削加工实训第五章：数控铣削编程与操作5.1 数控铣削编程的基本方法5.2 数控铣削编程的实例解析5.3 数控铣削操作步骤与注意事项5.4 数控铣削加工实训第六章：数控加工工艺与编程6.1 数控加工工艺的概念与重要性6.2 数控加工工艺参数的选择6.3 数控编程中的工艺处理6.4 典型零件的数控加工工艺分析第七章：数控编程高级应用7.1 复合刀具路径的编程7.2 高速数控加工编程7.3 数控加工中的仿真与模拟7.4 自动化编程与数控加工第八章：数控机床的维护与故障诊断8.1 数控机床的日常维护与保养8.2 数控机床故障的常见类型8.3 数控机床故障诊断与排除方法8.4 数控机床安全操作与事故预防第九章：数控加工质量控制9.1 数控加工质量的定义与指标9.2 数控加工误差分析与控制9.3 数控加工表面质量的控制9.4 数控加工过程的质量检测与评价第十章：数控加工编程与操作实践案例10.1 数控车削加工案例分析10.2 数控铣削加工案例分析10.3 多轴数控加工案例分析10.4 数控加工综合实训与评价第十一章：CAM软件与应用11.1 CAM软件的功能与作用11.2 常见CAM软件的使用方法11.3 CAM软件与数控编程的结合11.4 利用CAM软件进行数控编程实例第十二章：数控加工项目管理12.1 数控加工项目的定义与特点12.2 数控加工项目管理的流程与方法12.3 数控加工项目中的团队协作与沟通12.4 数控加工项目的风险管理第十三章：数控加工技术的发展趋势13.1 数控加工技术的历史与发展13.2 现代数控加工技术的新进展13.3 数控加工技术在未来的发展趋势13.4 我国数控加工技术的现状与展望第十四章：数控加工安全与环保14.1 数控加工安全的重要性14.2 数控加工安全操作规程14.3 数控加工中的环境保护14.4 数控加工事故的预防与处理第十五章：综合练习与课程设计15.1 数控加工编程与操作的练习题15.2 数控加工编程与操作的课程设计任务书15.3 数控加工编程与操作的课程设计指导15.4 数控加工编程与操作的课程设计评价重点和难点解析本文档详细编写了《数控加工编程与操作》教学教案，共包含十五个章节。

参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控铣床 加工中心分册)习题册》-A02-3585

参考答案-《数控机床编程与操作(第四版 数控铣床 加工中心分册)习题册》-A02-3585

数控机床编程与操作（第四版数控铣床加工中心分册）习题册参考答案第一章数控铣床/加工中心及其编程基础第一节数控铣床/加工中心概述一、填空题1. 数控技术2. 车削加工3. 铣削镗削4. 刀库刀具自动交换装置5. 采用点位控制系统刀具移动轨迹6. 数控装置刀库和换刀装置7. 分盘式刀库链式刀库8. 法那科西门子华中数控广州数控二、选择题1.C2.D3.B4.D5.C6.D三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.×第二节数控加工与数控编程概述一、填空题1. 加工程序数字控制2. 加工程序加工精度3. 手工编程自动编程4. 确定加工工艺数值计算制作控制介质5. 软磁盘移动存储器硬盘6. 语言式交互式CAD/CAM7. 程序程序数控编程8.UG PRO/E MASTERCAM POWERMILL二、选择题1.A2.C3.B4.C5.A6.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√第三节数控铣床/加工中心编程基础知识一、填空题1. 标准坐标系2. X Y Z3. 主轴X远离4. 右右5. 程序号程序内容程序结束6.O 四位数字7.M02 M30 M17 M02 RET8. 字—地址使用分隔符固定9. ( ) ; 10. 基准参考正二、选择题1.C2.A3.D4.C5.A6.D7.B8.B9.D三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.×第四节数控机床的有关功能及规则一、填空题1. 准备功能辅助功能其他功能2. 1号刀具2号刀沿3. 每分钟每转mm / min mm / r4.G96 G97 v =πDn / 10005.M03 M04 M056. 模态代码续效非模态非续效7. XY ZX YZ8. 绝对坐标相对坐标9. 合成速度圆弧的切线方向的速度10. 50%~120%二、选择题1.D2.A3.A4.C5.D6.A7.A8.C9.C 10.D 11.C 12.B三、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√第五节数控铣床/加工中心编程的常用功能指令一、填空题1.G00 G01 顺时针圆弧插补逆时针圆弧插补2. 圆弧半径起点到圆心矢量3.M98 M99 M08 M094. 正值负值5.G006. 镗平面锪孔7. 工件坐标系8. 暂停10s9. 至绝对坐标X-30.0 处10. G75二、选择题1.D2.C3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B 10.A 11.A 12.A三、判断题1.×2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.×9.√10.√11.√12.√13.√14.×15.√四、编程题略。

电子课件-《数控铣床加工中心编程与操作(华中系统)》第二版-A02-3941-3

电子课件-《数控铣床加工中心编程与操作(华中系统)》第二版-A02-3941-3
系统执行M00指令后，程序在本程序段停止运动，机床的 所有动作均被切断，同时模态信息全部被保存下来，相当于程 序暂停。当重新按下控制面板的循环启动按钮后，可继续执行 M00指令后的程序。M00指令一般可以用做在自动加工过程中， 停车进行某些固定的手动操作，如测量、换刀等。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
程序号 程序结束
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（1）程序号 华中系统用地址符%及后续的四位数字表示程序号，取 值范围为%0000～%9999。 在书写程序号时应注意： 1）程序号必须写在程序的最前面，并单独占一行。 2）%0000和%8000以后的程序号，在系统中有特殊的用 途，因此应尽量避免在普通数控加工程序中使用。 3）数字前的零可以省略不写。如%0001可以省略为%1。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（2）程序内容 程序内容是整个程序的核心，由许多程序段组成。它包含 了所有的加工信息，如加工轨迹、主轴和切削液开关等。 （3）程序结束 程序的结束在数控系统中由M代码来表示，写在程序的最 后一行。用M02或M30来指定。使用M02作为程序的结束，数 控程序运行到M02指令时，整个程序运行结束，光标停留在此 位置。使用M30指令作为程序的结束，数控程序运行到M30指 令时，整个程序结束，并且光标回到程序头。
（2）确定加工工艺
根据图样分析拟定加工方案，确定机床、夹具和刀具， 选择适合的对刀点和换刀点，确定合理的切削用量及设定 最佳的加工路线。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识
（3）数值处理
在编写程序前，还需要根据确定的编程原点对一些加 工轨迹中未知的基点（即图素之间交点或切点）的坐标进 行计算，为编程做好准备。
第一章 数控铣床/加工中心编程基础知识

数控加工技术(第4版)第一章

数控加工技术(第4版)第一章
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1. 1 数控加工的基本概念
• 1949 年, 帕森斯公司在麻省理工学院 ( MIT) 伺服机构试验室的协助 下开始从事数控机床的研制工作, 经过三年时间的研究, 于 1952 年试 制成功世界第一台数控机床试验性样机。 这是一台采用脉冲乘法器 原理的直线插补三坐标连续控制铣床, 即数控机床的第一代。 1955 年, 美在美国进入迅速发展阶段, 市场上出现了商品化数控机床。 1958 年, 美国克耐·杜列克公司 ( Keaney Trecker) 在世界上首先研 制成功带自动换刀装置的数控机床, 称为 “ 加工中心” ( Machining Center, MC)。
• 数控技术 ( Numerical Control Technology) 是指采用数字控制的方 法对某一个工作过程实现自动控制的技术。 在机械加工过程中使用 数控机床时, 可将其运行过程数字化, 这些数字信息包含了机床刀具的 运动轨迹、 运行速度及其他工艺参数等, 而这些数据可以根据要求很 方便地实现编辑修改, 满足了柔性化的要求。 它所控制的通常是位移、 角度、 速度等机械量或与机械能量流向有关的开关量。 数控的产生 依赖于数据载体及二进制形式数据运算的出现, 数控技术的发展与计 算机技术的发展是紧密相连的。
• 数控系统 ( Numerical Control System) 是实现数控技术相关功能 的软、 硬件模块的有机集成系统。 相对于模拟控制而言, 数字控制 系统中的控制信息是数字量, 模拟控制系统中的控制信息是模拟量, 数 字控制系统是数控技术的载体。
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1. 1 数控加工的基本概念
• 数控技术的发展过程见表 1 - 1。
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1. 1 数控加工的基本概念

无锡职业术学院-数控加工程序编制及操作》课程N01.

无锡职业术学院-数控加工程序编制及操作》课程N01.

第1章 数控机床加工程序编制基础
1.1.3程序格式 1、程序段格式
一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中 的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例： N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08 N40 X90（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”， 但它们的功能仍然有效） 在程序段中，必须明确组成程序段的各要素： 移动目标：终点坐标值X、Y、Z； 进给速度：进给功能字F； 使用刀具：刀具功能字T； 沿怎样的轨迹移动：准备功能字G； 切削速度：主轴转速功能字S； 机床辅助动作：辅助功能字M。
第1章 数控机床加工程序编制基础
1.2 数控机床的坐标系
1.2.1机床坐标系 １、机床坐标系的确定 （1）机床相对运动的规定
在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。 这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下， 就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。
第1章 数控机床加工程序编制基础
（2）计算机自动编程 自动编程是指在编程过程中，除了分析零件图样和制定 工艺方案由人工进行外，其余工作均由计算机辅助完成。 采用计算机自动编程时，数学处理、编写程序、检验程 序等工作是由计算机自动完成的，由于计算机可自动绘制出 刀具中心运动轨迹，使编程人员可及时检查程序是否正确， 需要时可及时修改，以获得正确的程序。又由于计算机自动 编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算，可提高编程 效率几十倍乃至上百倍，因此解决了手工编程无法解决的许 多复杂零件的编程难题。因而，自动编程的特点就在于编程 工作效率高，可解决复杂形状零件的编程难题。
第1章 数控机床加工程序编制基础
（3）尺寸字 尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。 其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定 终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终点 的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐 标尺寸。在一些数控系统中，还可以用 P 指令暂停时间、用 R 指令圆弧的半径等。 （4）进给功能字F

数控机床编程与操作教程


关系型数据库
• 在现代的计算系统上每天网络上都会产生庞大的数据量，这 些数据有很大一部分是由关系数据库管理系统来处理的。
• 1970年 E.F.Codd提出的关系模型数据库的论文 《A relational model of data for large shared data banks》， 使得数据建模和应用程序编程更加简单。
数控机床编程与操作教程
CONTENT
目录
01 数控车削加工 02 数控铣削加工
01 数控车削加工
FANUC 0i-TF系统数控车床 操作与编程
FANUC 0i-TF系统数控车床操作与编程 FANUC 0i-TF CRT/MDI控制面板
FANUC 0i-TF系统数控车床操作与编程 FANUC 0i-TF屏幕坐标显示
云计算和数据库
• 数据库中的数据指的是以一定的数据模型组织、描述和储存 在一起、具有尽可能小的冗余度、较高的数据独立性和易扩 展性的特点并可在一定范围内为多个用户共享。
• 这种数据集合具有如下特点：
云计算和数据库
• （1）尽可能不重复； • （2）以最优方式为某个特定组织的多种应用服务； • （3）数据结构独立于使用它的应用程序； • （4）对数据的增、删、改、查由统一软件进行管理和控制。
数据库准则
• 当前主流的关系型数据库有Oracle、DB2、PostgreSQL、 Microsoft SQL Server、Microsoft Access、MySQL、KDB等。
• 关系模型是由埃德加·科德（EdgarF.Codd）于1970年首先提 出，由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部 分组成。埃德加·科德（EdgarF.Codd）提出的“科德十二定 律”是数据存储的传统标准。

数控加工与编程章节习题

数控加工与编程章节习题第一章数控加工技术概述1、（）开环控制系统没有位置反馈，只能应用于精度要求不高的经济型数控系统中。

、2（）半闭环控制系统一般采用角位移检测装置间接地检测移动部件的直线位移。

3、（）数控技术是FMS不可缺少的工作单元，但在CIMS中运用不多。

4、（）全功能数控系统应配置高速、功能强的可编程序控制器。

5、（）数控机床要完成的任务只是控制机床的进给运动，达到能加工复杂零件的要求。

1、数控机床的传动系统比通用机床的传动系统_________。

A、复杂； B、简单； C、复杂程度相同； D、不一定； 2、数控机床的进给运动是由__________完成的。

A、进给伺服系统；B、主轴伺服系统；C、液压伺服系统；D、数字伺服系统； 3、数控折弯机床按用途分是一种_____数控机床。

A、金属切削类；B、金属成型类；C、电加工；D、特殊加工类； 4、只有装备了________的数控机床才能完成曲面的加工。

A、点位控制；B、直线控制；C、轮廓控制；D、 B-SURFACE 控制 5、闭环与半闭环控制系统的区别主要在于_________的位置不同。

A、控制器； B、比较器； C、反馈元件； D、检测元件； 1、数控机床由哪些部分组成？各组成部分有什么作用？2、什么叫点位控制、直线控制和连续控制？它们的主要特点与区别是什么？3、什么叫开环、闭环、半闭环系统？它们之间有什么区别？4、简述数控机床的工作原理。

5、和普通机床控制相比较，数控机床有何特点？控制的对象有哪些？6、简述现代全功能数控系统的特点。

第二章数控机床加工程序编制的基础一、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。

《数控机床与编程技术》电子教案

《数控机床与编程技术》电子教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展1.2 数控机床的组成及工作原理1.3 数控机床的分类及特点1.4 数控机床的应用领域第二章：数控编程基础2.1 数控编程的基本概念2.2 数控编程的步骤与方法2.3 数控编程的常用指令2.4 数控编程的坐标系与坐标变换第三章：数控机床的加工工艺3.1 数控加工的基本原理3.2 数控加工工艺参数的选择3.3 数控加工路径的规划与优化3.4 数控加工中的刀具补偿与切削参数调整第四章：数控编程实例解析4.1 二维轮廓加工编程实例4.2 三维曲面加工编程实例4.3 复杂零件加工编程实例4.4 自动化生产线编程实例第五章：数控机床的维护与故障诊断5.1 数控机床的日常维护与保养5.2 数控机床常见故障及诊断方法5.3 数控机床故障排除与维修实例5.4 数控机床的安全操作与事故预防第六章：数控机床的操作与调试6.1 数控机床的操作界面及功能6.2 数控机床的操作步骤与技巧6.3 数控机床的调试与参数设置6.4 数控机床操作中的安全注意事项第七章：数控系统的参数设置与优化7.1 数控系统的主要功能与结构7.2 数控系统的参数设置方法7.3 数控系统的优化与调试7.4 数控系统常见故障分析与解决方法第八章：数控机床的精度检测与补偿8.1 数控机床精度检测的基本原理8.2 数控机床精度检测的方法与设备8.3 数控机床误差的分析与补偿8.4 提高数控机床加工精度的措施第九章：数控机床的自动化与智能化9.1 数控机床自动化的基本概念9.2 数控机床自动化系统的组成与功能9.3 数控机床智能化的技术途径与实现9.4 数控机床自动化与智能化的发展趋势第十章：数控机床的应用与发展10.1 数控机床在制造业中的应用案例10.2 数控机床技术的创新与发展10.3 数控机床行业的发展现状与趋势10.4 数控机床技术在未来的挑战与机遇重点和难点解析重点环节1：数控机床的定义与发展解析：了解数控机床的基本概念、发展历程和现状对于理解后续章节至关重要。

电子课件-《数控铣床加工中心编程与操作(FANUC系统)(第二版)》-A0第一章 数控铣床加工中心编程基本知识


第一节 数控铣床/加工中心概述 二、 数控铣床 /加工中心的组成
数控铣床/加工中心的组成
第一节 数控铣床/加工中心概述
1. 程序载体 数控机床是按照程序载体上的数控程序运行的。 2. 输入装置 输入装置的作用是将程序载体内有关加工程序读入数控系统。 3. 数控系统 数控系统是数控机床的核心。它由输入装置、控制运算器和输出装置 等构成。 4. 伺服系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，它是数控系统和受控设备的联 系环节。
第三节 数控编程的基本知识
1. 图样分析 2. 确定加工工艺 3. 数值处理 4. 编写程序 5. 存储程序 6. 程序校验与试切
第三节 数控编程的基本知识
二、 程序编制的方法
1. 手工编程 对于几何形状简单、计算方便、轮廓由直线和圆弧组成的零件，一般 采用手工编程的方法编制加工程序。 2. 自动编程 对于几何形状复杂，轮廓外形由一些非圆曲线、曲面所组成，或者零 件的几何形状并不复杂但是程序编制的工作量很大，或者是需要进行复杂 的工艺及工序处理的零件，采用自动编程的方法。
第二节 数控铣床/加工中心的坐标系
如图所示，定位块被事先安装在机床上，水平边和竖直边分别与机床 坐标系的 X轴和Y 轴平行。对刀点位于定位块的左下角，相对于编程原点 的距离为δ1 和δ2。对刀点在机床坐标系中的位置可以通过对刀的方式获得， 即图中的 X1 值和Y1 值，此值为负值。因定位块的厚度尺寸δ1 和δ2 是已知 的，所以就可以间接计算出编程原点在机床坐标系中的坐标值为 (X1+δ1， Y1+δ2)。
数控铣床加工零件 a)汽车拨叉 b)塑料模具零件 c)电极
第一节 数控铣床/加工中心概述
2. 加工中心 加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效 率自动化机床。与数控铣床的最大区别在于具有自动交换加工刀具的能力。 (1)加工中心的分类 加工中心按主轴在空间所处的位置分为卧式加工中心和立式加工中心。
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1.2.1 数控机床组成及工作原理

如图1.1所示是某数控机床的整体外形结构。
图1.1 某数控机床整体外形图 1—操纵面板；2—主轴及卡盘；3—转塔刀架；4—防护窗；5—自动排屑装置；6—导轨
1.2.1 数控机床组成及工作原理

Байду номын сангаас
数控机床通常由程序输入、数控系统和机床本体等部分组成。 如图1.2所示是采用计算机数控装置的数控机床组成框图， 虚线框内的部分属于数控系统。数控机床的功能强弱主要由 数控系统来决定，因此它是数控机床的核心部分。
1.2 数控机床的工作原理及性能指标
1.2.1
数控机床组成及工作原理 1.2.2 数控机床的分类及性能指标
1.2 数控机床的工作原理及性能指标

数控机床是一种装有程序控制系统的机床，程序控 制系统逻辑地处理具有特定代码或其他符号编码指 令规定的程序，机床执行部件执行程序发出的动作 指令，从而完成零件的加工。本节重点介绍数控机 床的组成及工作原理，按照不同方式对数控机床的 分类以及数控机床的主要性能指标。
1.2.1 数控机床组成及工作原理




2. 数控系统 一般地说，数控系统由操作面板、输入输出接口、数控装置、可编程控制器、伺服驱动系 统组成。 (1) 操作面板 一般的数控系统操作面板划分为显示器、NC键盘、功能键、机床控制面板。NC键盘用于 零件程序的编制、参数输入、MDI及系统管理操作等；功能键中的每个功能包括不同的 操作菜单，采用层次结构；机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。有的数控 机床还有“手轮”，它由手摇脉冲发生器、坐标轴选择开关组成。 (2) 输入输出装置 输入装置可将不同加工信息传递给数控系统计算机的存储单元。在数控机床产生的初期， 输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前使用的键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工 作。 输出装置指输出系统内部的工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊 断参数等)，一般在机床刚进入工作状态时需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间 后，再将输出与原始记录资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。 (3) 数控装置 数控装置是数控机床的运算和控制系统，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现 对数控机床各功能的指挥工作。一般由输入输出接口、存储器、控制器、运算器及相应的 软件等组成。
第1章 数控加工系统
教学重点和难点： 数控加工的基本过程。 数控机床的结构与性能。 数控加工系统。

第1章 数控加工系统

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
数控加工及其特点 数控机床的工作原理及性能指标 数控机床的典型机械结构 数控刀具系统 夹具及对刀工具简介 数控加工技术的发展 实训 习 题
1.2.1 数控机床组成及工作原理


3. 机床本体 数控机床的本体，包括床身、主轴、进给传动机构等机械部件。 数控机床是在普通机床的基础上发展起来的，但也作了许多改动和提高， 如采用轻巧的滚珠丝杠进行传动，采用滚珠导轨或贴塑导轨消除爬行， 采用带有刀库及机械手的自动换刀装置来实现自动快速换刀，以及采用 高性能的主轴系统，并努力提高机械结构的动刚度和阻尼精度等。 在机床加工过程中，如何减少切削热量对加工精度的影响是极为关键的 一个问题，对加工精度和速度要求都较高的数控机床来说更是如此。为 了减小热变形，数控机床常采取以下措施：采用热对称结构及热平衡措 施；对于发热部件(如主轴箱、静压导轨液压油等)采取散热、风冷、液 冷等控制温升；对切削部位采取强冷措施；专门采用热位移补偿，即预 测热变形规律建立数学模型存入计算机，来进行实时补偿。
1.1 数控加工及其特点





(2) 提高加工精度并且保持加工质量。数控机床本身的精度比普通机床高，一般数控机 床的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm。而且在数控机床的加工过程 中，避免了操作人员的人为误差。 (3) 提高生产效率。通过合理选择切削用量，充分发挥刀具的切削性能，可以减少零件 的加工时间。另外，传统机床需要用多道工序完成的工件，用数控加工可以一次装卡完成， 减少了各道工序间的周转，减少了辅助加工时间。 (4) 生产准备周期短。数控加工可以省去一些专用工装卡具，节省了大量的准备时间。 (5) 容易实现操作过程的自动化。一个人可以操作多台机床，同时，很容易和 CAD/CAM系统结合起来实现设计制造过程一体化，实现由计算机对多台机床的控制，建 立网络化管理的制造过程。 (6) 改善了劳动条件和环境。数控加工极大地减轻了体力劳动强度，同时，数控机床的 安全防护以及防粉尘污染措施较普通机床加工有很大的进步，极大地改善了劳动环境，也 减轻了加工所造成的环境污染。 数控加工与传统加工方式相比，其优势是毋庸置疑的，与此同时，数控加工的应用和普及， 也为我们提出了更高的要求。首先，由于数控加工设备大都综合了机、电、液和计算机技 术，对使用和维修人员的技术要求较高；其次，数控设备一般价格贵，因此设备投资较大。 不过这些都是暂时的问题，随着数控加工技术的日益迅猛发展，现阶段的这些问题会得到 解决的，并且伴随着制造业信息化的进程，数控加工的优势会更加突出。
第1章 数控加工系统
第1章 数控加工系统



教学目标： 数控是“用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。 数控加工就是用数控机床加工零件，它是在传统加工基础上发展起来的， 是伴随数控机床的产生而逐步发展起来的一种应用技术。数控加工与通 用机床加工在方法和内容上有许多相似之处，而不同点主要表现在控制 方式上。用数控机床加工时，编程人员要把加工过程的一切内容，按规 定的代码形式编排程序，经输入装置传输到数控系统，进行运算和控制， 实现机床的各种动作，自动加工出所需要的零件形状。 数控加工系统指由数控机床以及与其配套的刀具系统和夹具系统组成的 工艺系统，是实现数控加工的物质基础。 通过本章的学习，要求读者了解数控加工的优点、数控机床的性能指标、 数控机床的组成和一些典型结构、刀具及夹具系统。掌握数控加工的基 本过程。
1.2.1 数控机床组成及工作原理
入
图1.2 数控机床组成框图
1.2.1 数控机床组成及工作原理


1. 程序输入 数控程序是以特定代码表示的零件加工工艺过程，程序输入就是把数控 加工程序通过某种装置和方式输送到数控装置中，最初数控加工程序的 输入是用纸带、磁带及其相应的阅读机实现的，现在普遍应用的是键盘 直接输入、磁盘输入、串口以及以太网通信方式 输入。 键盘直接输入，就是把编好的数控程序用手工通过键盘输入到数控装置 内，这种方法的弊病是效率低、占用机时长、易出错。 利用串行端口以及以太网通信方式输入数控加工程序正越来越得到广泛 的应用，它是实现数控机床联网以及计算机集成制造所必需的途径。
1.1 数控加工及其特点




数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高 低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平。它随着信息技术、 微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。 用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数 控(Numerical Control，NC)机床。在数控机床上加工零件时，一般 是先编写零件加工程序单，即用程序规定零件加工的路线和工艺参数 (如主轴转速、切削速度等)，数控系统根据加工程序自动控制机床的运 动，将零件加工出来，区别于传统加工方式中的依靠手工操作控制机床 运动。 数控加工经历了半个多世纪的发展，已成为应用于当代各个制造领域的 先进制造技术的基础。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提 高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度。因为加工零件的质量 及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的，所以可以 稳定加工质量，保持加工零件质量的一致；二是可以极大地改善劳动条 件。具体地说，数控加工具有如下优点。 (1) 可以加工具有复杂型面的工件。在数控机床上，所加工零件的形状 主要取决于加工程序，因此，只要能编写出程序，无论工件形状多么复 杂都能加工。
1.2.1 数控机床组成及工作原理


通常，单微处理器的CNC装置采用内装型PLC为多，而独立型PLC主要用在多微处理器 CNC装置上。 (5) 伺服驱动系统 伺服驱动系统简称伺服系统(Serve system)包括驱动单元和伺服电机，是一种以机械位 置或角度作为控制对象的自动控制系统。它是把来自数控装置的脉冲信号经驱动单元放大 后给电机，带动机床移动部件的运动，使工作台(或溜板)精确定位或按规定的轨迹作严格 的相对运动，以加工出符合图纸要求的零件。对于数控机床，如果说CNC装置是数控机床 的“大脑”，是发布“命令”的“指挥机构”，那么伺服驱动系统便是数控机床的“四 肢”，是一种“执行机构”，准确地执行由CNC装置发出的运动命令。如图1.3所示是某 伺服进给驱动单元和伺服电机。 数控装置每发出一个脉冲，伺服系统驱动机床运动部件沿某一坐标轴进给一步，产生一定 的位移量，这个位移量称之为脉冲当量。常用的脉冲当量为每脉冲0.001～0.01mm。显 然，数控装置发出的脉冲数量决定了机床移动部件的位移量，而单位时间内发出的脉冲数 (即脉冲频率)则决定了部件的移动速度。
1.2.1 数控机床组成及工作原理




输入接口接受输入介质或操作面板上的信息，并将信息代码加以识别，经译码后送入相应的存储器，作 为控制和运算的原始依据。 控制器根据输入的指令控制运算器和输出接口，使机床按规定的要求协调地进行工作。 运算器接受控制器的指令，及时地对输入数据进行运算，并按控制器的控制信号不断地向输出接口输出 脉冲信号。 输出接口则根据控制器的指令，接受运算器的输出脉冲，经过功率放大，驱动伺服系统，使机床按规定 要求运动。 (4) 可编程控制器 可编程控制器(PLC)是一种工业控制计算机，具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小等显著优点，是 实现机电一体化的理想控制装置。它在机床上主要完成M、S、T功能动作的控制，即除了进给运动以 外的辅助运动，目前，PLC在机床上的功能正在逐渐扩大。例如，用它直接控制坐标轴。 在中、高档数控机床中，PLC是CNC装置的重要组成部分。其作用是：接收来自零件加工程序的开关功 能信息(辅助功能M、主轴转速功能S、刀具功能T，如控制主轴转速、主轴正反转和停止、切削液开关、 卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作)、机床操作面板上的开关量信号及机床侧的开关量信号，进行逻 辑处理，完成输出控制功能，实现各功能及操作方式的联锁。 数控机床的PLC有两种类型，即内装型和独立型。 内装型PLC与CNC其他电路同装在一个机箱内，共用一个电源和地线。PLC使用CNC装置本身的I/O接 口电路。采用内装型PLC造价低，具有较高的性价比。 独立型PLC装置和CNC均有自己的I/O接口电路，需将PLC与CNC装置以及PLC与机床侧对应的I/O信 号的接口电路连接起来。CNC的控制功能易于扩展，但在性价比上不如内装型PLC。