数控插补多轴运动控制实验指导书(学生)重点

数控机床实训指导书数控机床是当今制造型企业必备的一种机械设备，它是集机械、灵活性、高效率、高精度、信息化、智能化等技术于一体的高科技装备。

数控机床在制造业中的应用越来越广泛，而掌握其工作原理和技巧对于操作人员的能力要求越来越高。

因此，在大学数控机床课程的教学中，实训是非常重要的一环，而实训指导书则是实现实训效果的重要保证，下面将对数控机床实训指导书进行详细的介绍。

一、实训指导书的设计与编写实训指导书作为教师辅助教材的一种，它的编写与设计必须符合一定的原则。

首先，实训指导书必须以实践操作为基础，从教学实践的角度出发，介绍数控机床的使用，培养学生的操作技能。

其次，实训指导书应该以学生为中心，注重根据学生不同的学习风格设计合适的教学方法，激发学生的学习热情。

第三，实训指导书应该具有可读性和可操作性，要做到理论与实践相结合，让学生容易理解、掌握。

二、实训指导书的内容（一）实训指导书的目录实训指导书的目录应包括以下部分：前言、实训简介、实训目标、实训要求、实训时间和内容安排、实训步骤、实训注意事项、实训考评、实训总结、附录：数控机床编程语言。

（二）实训步骤实训步骤是实训指导书中最为重要的部分。

通过详细的实训步骤，学生可以逐步领悟数控机床的工作原理，并且通过多次练习，不断提高自己的操作技能。

实训步骤应该包括以下几个方面：1、安全操作在实训前，必须进行安全操作的培训，使学生掌握数控机床的安全操作规程，保证实训过程中的安全。

2、加工件的准备学生需要了解实训加工件的结构和尺寸，准备好实训所需的加工件，保证实训的顺利进行。

3、总体操作流程在实训指导书中，应该详细介绍数控机床的总体操作流程。

每个操作步骤都要详细的介绍其操作方法、注意事项及操作时可能发生的问题等。

4、编程实践在实训中，学生需要学会使用数控机床的编程语言，因此实训指导书中需要涵盖编程语言的基础知识和实际应用。

5、加工过程中的操作技巧针对不同的加工过程，学生应掌握不同的操作技巧。

数控插补原理与伺服控制实验一、实验目的1．通过实验，使学生理解数控插补原理；2．通过数控插补算法的可视化，使学生熟悉数控插补原理及其常用插补算法；3．通过实验，使学生掌握数控G代码及插补算法的简单实现方法。

二、实验内容1．系统测试实验：学习和使用数控插补教学软件，熟悉常用的插补算法；2．二维插补实验：通过插补算法编程，实现逐点比较法的直线和圆弧插补算法；3．G代码实验：利用编写的插补程序，在运动控制开发平台上实现简单的二维插补实验。

三、实验设备1．计算机；2．数控插补原理实验教学软件；3．固高x-y伺服控制平台：GT-400运动控制器、驱动器、编码器、伺服电机、XY工作台。

四、实验步骤1．打开 GT-400-SV 模拟量+脉冲(默认)2. 参数设置a)密码：GOOGOL 模拟电压（伺服）；b)轴数：7轴，每一轴进行设置；c)保存后重启软件。

3. 系统测试实验a)检查轴专用信号，全部绿色；b)卡初始化；c)轴开启；d)X+ X- Y+ Y-；e)回零测试；f)复选OUT1，控制笔架的降落。

4．二维插补实验a)插补方式：XY直线插补、圆弧插补等；b)映射不改；c)定义V,a；d)单击坐标映射生效----开启轴----运行。

5． G代码实验a)打开文件(G代码文件)，G00,G01；b)坐标映射；c)编译（G代码转识别码）；d)运行。

五、思考题1．简述数控机床插补原理。

2．画出实现逐点比较法直线插补的流程图,结合流程图说明如何实现第一象限的直线插补。

3．结合固高运动控制开发平台及其实验软件，列举10项数控G代码常用指令及其功能。

1。

《数控技术》实验指导书合肥学院机械工程系2008.12.目录实验一数控铣削编程加工实验 (1)一、实验预习要求 (1)二、实验指导 (2)附一：数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）操作规程 (4)附二：数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）的基本操作 (4)实验二数控车削编程加工实验 (6)一、实验预习要求 (6)二、实验指导 (7)附一：数控车床（配FANUC Series 0i Mate-TC数控系统）操作规程 (9)附二：数控车床（配FANUC Series 0i Mate-TC数控系统）的基本操作 (9)实验三二维插补原理及实现实验 (11)一、实验预习要求 (11)二、实验指导 (12)实验一数控铣削编程加工实验一、实验预习要求1、每个同学在进行数控铣削编程加工实验之前，需要认真预习实验指导书，牢固树立安全操作意识；在实验过程中，应有端正的实验态度，积极主动地学习，善于发现问题，不断提高思考能力和动手能力。

2、请思考下列问题并写出实验预习报告：（1）数控铣削加工操作的基本步骤应该怎样？（2）数控铣床坐标系如何确定的；什么是数控铣床参考点；什么是刀具半径补偿；什么是工件坐标系？（3）在对工件进行轮廓切削加工之前，如果需要首先将工件上表面铣削平整，应该采用什么刀具，怎样编程？（4）试按要求编写图示实验零件的数控加工程序。

二、实验指导1、实验目的（1）了解数控铣床的基本结构、工作原理；（2）了解数控铣削加工的工艺特征；（3）了解数控铣削加工所用铣刀的特征及其用途；（4）熟悉数控铣床的基本操作；（5）熟悉数控铣床的指令系统和手工编程方法，掌握基本的G代码和M代码的使用；2、实验仪器设备（1）数控铣床（配FANUC Series 0i Mate-MC数控系统）。

（2）游标卡尺3、实验要求数控铣削加工是实际生产中最常用和最主要的数控加工方法之一，它的特点是能同时控制多个坐标轴运动，使多个坐标方向的运动之间保持预先确定的关系，从而把工件加工成某一特定形状的零件。

数控系统数控编程及插补算法实验一、实验目的1. 了解数控编程的基本概念；2. 了解数控编程的常用方法；3. 学习数控编程的主要步骤；4．了解插补算法的原理；5．了解插补算法在数控系统中的实现。

二、实验原理数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。

有手工编程和自动编程两种方法。

总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。

2.1机床坐标系机床坐标系的确定(1) 机床坐标系的规定标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。

在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。

例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。

在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。

标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。

则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。

2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。

3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。

(2) 运动方向的规定增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下图为数控车床上两个运动的正方向。

坐标轴方向的确定①Z坐标Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。

②X坐标X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。

确定X轴的方向时，要考虑两种情况：1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。

机械工程学科应用型研究生综合实验Ⅱ实验指导书（数控运动控制技术分册）富宏亚主编机电工程学院2014年3月目录实验一数控系统硬件连接与电机测试实验 (1)实验1.1 数控系统硬件连接实验 (1)实验1.2 数控系统电机测试实验 (5)实验二数控系统控制软件设计实验 (7)实验2.1 单轴运动控制软件设计实验 (7)实验2.2 直线插补运动控制软件设计实验 (13)实验一数控系统硬件连接与电机测试实验实验1.1 数控系统硬件连接实验一、实验目的1、了解数控综合实验台的组成和电路连接。

2、掌握数控系统的构成原理。

二、实验所用单元计算机、雷泰DMC5480运动控制卡、实验台控制面板、小型3轴立式铣床。

三、实验原理1、如图1-1所示，数控综合实验台由计算机、雷泰DMC5480运动控制卡、实验台控制面板、小型3轴立式铣床组成。

运动控制卡安装在计算机的PCI插槽中；实验台控制面板上安装了电机驱动器、电源、继电器、空气开关、急停和接线板等元器件，小型3轴立铣床包括3个运动轴X、Y、Z和1个主轴。

图1-1硬件系统总体实物图2、以X轴运动控制电路为例，X轴伺服电机驱动器1与运动控制卡的电路如图1-2所示，各连线引脚定义如表1-1和表1-2所示。

Y轴伺服电机驱动器2、Z 轴伺服电机驱动器3与运动控制卡之间的电路可参考X轴运动控制电路进行接线。

图1-2 X轴电机驱动器与运动控制卡连接电路图3、DMC5480运动控制卡为每个轴配有两个限位信号、1个原点信号。

每路信号都加有滤波器可以过滤高频噪声，保证动作可靠。

各传感器与运动控制卡接线电路图如图1-3所示：图1-3 运动控制卡X1引脚与传感器的连接电路图4、图1-4为主轴变频电机与运动控制卡的电路连接图。

图1-4 变频电机与运动控制卡的电路连接图5、表1-1为37脚接线板各个引脚定义。

表1-1 37脚接线板引脚说明6、表1-2为68脚接线板各个引脚定义。

表1-2 68脚接线板引脚说明四、实验步骤1、根据图1-2、表1-1、表1-2，进一步熟悉电机驱动器与运动控制卡接线板各引脚功能，并做记录。

第1篇一、实验目的1. 了解数控插补的基本原理和常用方法。

2. 掌握逐点比较法、数字积分法等插补方法的应用。

3. 熟悉插补程序的编写和调试过程。

4. 提高数控编程和调试能力。

二、实验设备1. 实验平台：PC机、数控仿真软件2. 实验软件：Cimatron、UG、MasterCAM等3. 实验内容：数控插补程序设计与调试三、实验原理数控插补是数控系统实现复杂曲线加工的关键技术。

插补方法主要有逐点比较法、数字积分法、样条插补法等。

本实验主要介绍逐点比较法和数字积分法的原理和应用。

1. 逐点比较法逐点比较法是一种常用的直线插补方法。

它通过比较刀具中心与理论轨迹之间的距离，决定刀具的移动方向和距离。

具体步骤如下：（1）计算当前点与理论轨迹之间的距离；（2）根据距离的正负，决定刀具的移动方向（左移或右移）；（3）计算移动距离，更新刀具位置；（4）重复步骤（1）~（3），直至达到终点。

2. 数字积分法数字积分法是一种基于数值积分原理的插补方法。

它通过计算曲线在坐标轴上的积分，得到曲线的坐标点。

具体步骤如下：（1）计算曲线在坐标轴上的积分表达式；（2）将积分表达式离散化，得到一系列坐标点；（3）根据坐标点，生成插补程序；（4）运行插补程序，实现曲线加工。

四、实验步骤1. 选择合适的数控仿真软件，如Cimatron、UG、MasterCAM等。

2. 创建一个简单的二维或三维零件模型，用于进行插补实验。

3. 根据零件模型，确定插补方法（逐点比较法或数字积分法）。

4. 编写插补程序，实现曲线加工。

5. 在仿真软件中运行插补程序，观察加工效果。

6. 根据实验结果，对插补程序进行优化和调试。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过逐点比较法和数字积分法，分别实现了直线和曲线的加工。

实验结果表明，两种方法都能较好地满足加工精度要求。

2. 实验分析（1）逐点比较法具有编程简单、易于实现的特点，但插补精度相对较低。

（2）数字积分法具有较高的插补精度，但编程复杂，计算量较大。

第1篇课程名称：数控加工技术授课对象：机械工程系学生课时安排：4课时教学目标：1. 知识目标：- 理解数控机床的工作原理及分类。

- 掌握数控编程的基本方法及技巧。

- 熟悉数控加工工艺及操作规程。

2. 能力目标：- 能够根据图纸独立进行数控编程。

- 能够操作数控机床进行加工。

- 能够对数控加工过程中出现的问题进行分析和解决。

3. 素质目标：- 培养学生严谨的工作态度和团队协作精神。

- 增强学生的动手实践能力和创新意识。

教学内容：第一课时：数控机床概述及编程基础一、教学重点：1. 数控机床的分类及特点。

2. 数控编程的基本方法。

二、教学难点：1. 数控编程软件的使用。

2. 编程中的数学计算。

三、教学过程：1. 导入：介绍数控机床的发展历程及在制造业中的应用。

2. 讲解：- 数控机床的分类及特点：介绍数控车床、数控铣床、数控磨床等。

- 数控编程的基本方法：讲解手工编程和自动编程两种方法。

3. 实践：指导学生使用数控编程软件进行简单的编程练习。

第二课时：数控加工工艺及操作规程一、教学重点：1. 数控加工工艺流程。

2. 数控机床操作规程。

二、教学难点：1. 数控加工中的刀具选择。

2. 数控加工中的冷却与润滑。

三、教学过程：1. 导入：讲解数控加工工艺的重要性。

2. 讲解：- 数控加工工艺流程：介绍加工前的准备工作、加工过程、加工后的检验。

- 数控机床操作规程：讲解机床启动、运行、停止的操作步骤及注意事项。

3. 实践：指导学生进行数控机床的基本操作。

第三课时：数控编程实践一、教学重点：1. 数控编程软件的使用。

2. 编程实例分析。

二、教学难点：1. 复杂零件的编程。

2. 编程中的错误处理。

三、教学过程：1. 导入：强调编程实践的重要性。

2. 讲解：- 数控编程软件的使用：讲解软件界面、菜单、工具栏等。

- 编程实例分析：分析典型零件的编程过程。

3. 实践：学生根据教师提供的零件图纸进行编程练习。

第四课时：数控加工实践一、教学重点：1. 数控机床的操作。

实验三数控系统的插补实验一、实验目的了解数控系统直线插补和圆弧插补的原理及其实现方法，通过插补算法的可视化，加深对常用插补算法的了解。

应用标准G代码编程实现直线插补和圆弧插补，掌握标准G代码的直线插补和圆弧插补编程方法。

二、实验要求1.掌握数控机床插补原理。

2.掌握数控机床直线和圆弧插补。

三、实验原理1.基本概念机床数字控制的核心问题之一，就是如何控制刀具与工件的相对运动。

加工平面直线或曲线需要两个坐标轴联动，对于空间曲线或曲面则需要三个或三个以上坐标轴联动，才能走出其轨迹。

插补(interpolation)的实质上是决定联动过程中各坐标轴的运动顺序、位移、方向和速度。

具体来说，插补方法是指在轮廓控制系统中，根据给定的进给速度和轮廓线形的要求，在已知数据点之间插入中间点。

每种方法又可能用不同的计算方法来实现，具体的计算方法称之为插补算法。

插补的实质就是数据点的密化。

数控系统中完成插补工作的装置叫插补器。

根据插补器的不同结构，可分为硬件插补器和软件插补器两大类。

硬件插补器由专用集成电路组成，它的特点是运算速度快，但灵活性差:软件插补器利用微处理器通过系统程序完成各种插补功能，这种插补器的特点是灵活易变，但速度较慢。

随着微处理器运算速度和存储容量的提高，现代数控系统大多采用软件插补或软、硬件插补相结合的方法。

2.插补算法按数学模型来分，有一次(直线)插补，二次(圆、抛物线等)插补及高次曲线插补等，大多数控机床都具有直线插补和圆弧插补。

根据插补所采用的原理和计算方法的不同，有许多插补方法，目前应用较多的插补方法分为脉冲增量插补和数字增量插补两类。

脉冲增量插补又称为基准脉冲插补，适用于以步进电动机驱动的开环数控系统中。

在控制过程中通过不断向各坐标轴驱动电机发出互相协调的进给脉冲，每个脉冲通过步进电动机驱动装置使步进电动机转过一个固定的角度(称为步距角)，并使机床工作台产生相应的位移。

该位移称为脉冲当量，是最小指令位移。

《数控机床原理与编程》实验指导书主编帅旗广东科学技术职业学院前言本实验指导书适用于数控技术应用专业，同时也适用于计算机辅助设计与制造、模具设计与制造、机电一体化等专业。

《数控机床原理与编程》属于应用技术科学，是一门技术性和实用性很强的专业课程，是数控技术与应用专业的一门专业主干课程，同时也是计算机辅助制造专业、机电一体化专业、模具设计与制造专业的专业技术课程。

要学习与掌握现代制造技术、机电一体化技术、数控机床使用及编程技术，都必须认真学习本课程。

本课程是为培养本专业学生必备的一项重要技能（数控机床操作、编程及其使用能力）而开设的必修课程。

做好本实验，有助于使学生进一步掌握数控机床的操作及其使用方法，进一步掌握数控机床的编程及其加工。

目录实验项目1：数控机床的仿真实验实验项目2：数控车床的操作实验项目3：数控车床的编程及加工实验项目4：数控铣床的操作实验项目5: 数控机床的剖析实验实验项目1：数控机床的仿真实验一、项目编号：1二、实验课时：三、主要内容及目的1. 学习数控系统的基本操作方法。

2. 通过数控手动编程操作，掌握数控面板上各个功能键的功能。

3. 掌握CNC 系统的运行过程，加工出零件图中的零件。

四、实验场地与器材1、数控实训中心。

2、华中世纪星数控车床、计算机、广州超软CZK数控仿真软件四、实验内容及步骤1.机床、工件、刀具的选择与使用2.机床准备（1）激活机床检查急停按钮是否松开至状态，若未松开，点击急停按钮，将其松开。

（2）机床回参考点在回零模式下，点击控制面板上的按钮，此时X 轴将回零， CRT 上的X 坐标变为“0.000”。

同样，分别再点击，，可以将Y、Z 轴回零。

（3）数控车床对刀自动设置坐标系法对刀采用的是在刀偏表中设定试切直径和试切长度，选择需要的工件坐标系，机床自动计算出工件端面中心点在机床坐标系中的坐标值按软键，在弹出的下级子菜单中按软键，进入刀偏数据设置页面。

用方位键将亮条移动到要设置为标准刀具的行，按软键设置标准刀具，绿色亮条所在行变为红色，此行被设为标准刀具，用标准刀具试切零件外圆，然后沿Z 轴方向退刀主轴停止转动后，点击菜单“工艺分析/测量”，在弹出的对话框中点击刀具所切线段，线段由红色变为黄色，记下下面对话框中对应的X 的值，此为试切后工件的直径值，将X填入刀偏表中“试切直径”栏用标准刀具试切工件端面，然后沿X 轴方向退刀刀偏表中“试切长度”栏输入工件坐标系Z 轴零点到试切端面的有向距离（4）手动加工零件点击按钮，切换机床进入手动模式按住X, Y, Z 的控制按钮、、，迅速准确地将机床移动到指定位置，根据需要加工零件。

数控插补实验指导书一、实验名称：数控插补实验二、实验时间课内时间6个学时，课外时间6个学时，共计12个学时。

三、实验内容在现有数控平台的机械传动系统和电气控制系统的基础上，基于PC激光器的控制，在一定的型面平台设计并用C语言实现对数控机械和CO2上加工出设计的图形。

设计并用C语言实现一种轨迹插补算法；设计并实现CO2激光器的开关控制程序；设计一个要在毛坯上雕刻的轨迹或图形；图1：机械传动平台1和电气控制箱图2 机械传动平台2和CO2激光器图3 电气控制箱内部结构和机械传动平台3 图4 学生雕刻的部分作品四、实验目的实践活动综合应用CAD/CAM、软件编程、运动控制、逻辑控制、电机驱动、数控编程等技术和知识，进行数控机械插补控制的创新设计，揭示信息和控制技术与制造技术的内在关系，建立增长型的数控机械插补控制创新研究平台和实践环境。

它区别于数控机床的编程、操作和加工等金工实习，主要进行数控系统关键控制模块——插补算法创新开发与研究的实践，加深对数控插补原理的理解和认识。

五、实验的控制原理：⏹ U16芯片地址0x252⏹ Q7 PLS_X X 轴脉冲 ⏹ Q6 PLS_4 4轴脉冲 ⏹ Q5 PLS_Y Y 轴脉冲 ⏹ Q4 PLS_Z Z 轴脉冲 ⏹ Q1 ⏹ Q0 控制激光器的开/关 ⏹ U15芯片地址0x250 ⏹ Q7 DIR －X X 轴方向 ⏹ Q6 DIR －4 4轴方向 ⏹ Q5 DIR －YY 轴方向 ⏹ Q4 DIR －Z Z 轴方向六、实验步骤：1．熟悉各自的数控机械平台的传动原理及其电气系统的操作；2．设计并用C语言实现一种轨迹插补和速度控制算法，要求详细文档。

3．熟悉必要的硬件接口电路。

4．选择一种熟悉的计算机语言和建立软硬件调试环境，并进行运动和逻辑底层驱动控制软件的调试。

5．在实际运动平台上进行传动精度、速度和负载特性的试验和测试；6．根据设计并检查通过的作品，领取或加工作品所需要的材料（如木质或塑料的板材、棒材等），并利用工科基地提供的车床、铣床等机加工手段，加工出最终雕刻作品所需要的毛坯。

数控车床实训指导书数控车床实训指导书导言：数控技术是现代制造业的重要技术之一，在不同的制造业中使用得非常广泛。

数控车床是数控技术应用广泛的代表性设备。

它自动化程度高、生产效率高、自动检测等综合技术不断发展，使得它在较短的时间内能够完成复杂的切割工艺和形状加工，大大提高了制造效率和精度。

为了让学生更好地掌握数控技术和实际操作技能，设计了一套数控车床实训指导书，以帮助学生快速掌握数控车床的操作技能和基本原理。

一、基本原理1. 数控车床的构造和特点数控车床是一种智能化的机床，它具有加工坐标绝对值和相对值的两种指令编程方式，设备结构分为工作台、机头、联动回转装置、自动刀架、夹具、主轴等部分，能够通过电脑控制运转，自动调整切削参数和刀位，实现工艺的复杂和高效加工生产。

2. 技术要求（1）了解CNC系统的基本工作原理和体系结构。

（2）理解CNC系统里通过机床加工起点坐标、起刀点坐标和终点坐标等来确定加工工序的指令系统。

（3）掌握数控编程语言。

（4）具有数控机床加工工艺设计和工作安全的基本要求。

二、操作流程与注意事项1. 数控车床启动（1）检查输入电压是否合适。

（2）检查润滑油、工作液是否足够，工作台、衬板是否干净。

（3）检查夹具是否完好。

（4）按下开机按钮进入初始页。

（5）输入密码，进入主界面。

2. 车削操作（1）安装工件，进入坐标系。

（2）根据工件要求设置车床切削参数。

（3）输入车削工序。

（4）调整自动刀架高度和夹紧。

（5）启动车削。

（6）检查加工质量是否符合要求，调整加工参数和再次车削。

注意事项：（1）操作前应检查设备完好，保证设备无任何故障，确保操作安全。

（2）要注意保持安慰操作和使用工具，避免对自己和设备造成伤害。

（3）车床要注油、添加刀具，确保车床正常运转。

（4）应根据工件尺寸和要求设置相应的车削参数，防止误操作、误操作掉刀，造成意外事故。

（5）加工操作过程中，要注意观察车削质量，发现车削过程偏差或异常立即停机，排除故障，重新调整加工参数。

数控技术实验指导书济南大学机械工程学院2016.09实验一数控加工程序编制与模拟仿真加工一、实验目的通过模拟数控加工实验掌握零件数控加工程序的编制、调试、仿真加工方法，掌握常用数控加工指令的使用方法，掌握数控机床操作方法，掌握刀具参数、机床参数设置方法，为在数控机床实际操作打好基础。

二、实验内容通过计算机模拟操作实现对数控车床、铣床和加工中心的模拟操作，完成数控手工编程、数控加工、机床操作、加工测量。

1.编制图1所示零件加工程序，并进行仿真加工（注：图1(b)为图1(a)的左视图）。

图1(a)图1(b)三、实验器材1.计算机40台；2.YH-CNC数控仿真加工软件40套。

四、实验步骤1.制定零件加工工艺；2.编制零件数控加工程序；3.设置零件加工工艺参数；4.设置刀具参数；5.对刀，设置G54；6.仿真加工五、数控仿真加工规范操作步骤1.选择机床和数控系统；2.打开机床电源，点击开启按钮；3.旋起急停按钮；4.操作面板选择参考点按钮，然后按Z、X、Y顺序返回原点；5.定义毛坯6.选用夹具，并调整毛坯在夹具的位置；7.放置零件；8.选择刀具；9.编辑程序（手工输入或DNC输入）机床DNC传送-编辑-PROG-操作软键-滚动键向下翻页-READ-手动输入程序名-EXEC;10.对刀，设置G54-G59;11.设置刀具半径和/或长度补偿;12.单节试切;13.测量;14.修正错误;15.全速切削;16. 测量。

六、实验报告要求1.提交零件数控加工程序清单；2.写出零件数控加工操作详细步骤。

实验二数控加工中心基本操作实验一、实验目的1. 熟悉YCM-V116B立式数控铣削加工中心的基本组成；2. 掌握数控铣削加工中心手动、自动、换刀等基本操作；3. 掌握数控铣削加工中心零件加工过程中工件装夹、定位、机床参数设置、刀具参数设置等基本操作；二、实验设备YCM-V116B 立式加工中心一台；空压机一台；SBW-50KVA交流稳压电源一台；雷尼绍位置测量及扫描系统一套；PC 微机一台。

数控技术（A）实验指导书机械与车辆学院机电教研室2014.2实验一逐点比较法插补原理及实现实验一、实验目的利用逐点比较法的插补原理，编写直角坐标系下的直线、圆弧插补程序，观察其运动轨迹，设计直线和圆弧插补图样，在机电一体化综合测试平台上通过插补过程通过笔架打印出来。

二、实验设备机电一体化综合测试平台（共6台，交流伺服、直流伺服、步进电机各2台）三、实验原理逐点比较法：就是每走一步控制系统都要将加工点与给定的图形轨迹相比较，以决定下一步进给的方向，使之逼近加工轨迹。

逐点比较法以折线来逼近直线或圆弧，其最大的偏差不超过一个最小设定单位。

插补过程：每走一步要进行以下四个步骤：(1) 位置判别根据偏差值确定当前加工点的位置。

(2) 坐标进给根据判别的结果，确定沿哪个坐标进给一步以接近曲线。

(3) 偏差计算根据递推公式算出新加工点的偏差值，作为下一步偏差判别的依据。

(4) 终点判别判别加工点是否到达终点，未到过终点则返回第一步继续插补，到终点则停止。

四、实验要求(1) 实验前复习逐点比较法插补算法原理；(2) 实验时首先设计插补图样，运行已编辑好的插补程序，理解程序中各参数的含义，再按照预编程序的编程格式，根据插补各点坐标，编辑并修改插补程序运行程序，观察笔架的运动是否与设计一致。

(3) 实验后提交实验报告。

五、实验特点在数控机床的实际加工中，利用逐点比较法加工一条直线或圆弧，由于脉冲当量比较小（一般为0.01mm），刀具的运动轨迹用肉眼观察还是直线或圆弧，不能观察到刀具的实际，本实验中，机电一体化综合测试平台上的笔架相当于刀具，笔架每步的移动距离（相当于脉冲当量）可以变化，修改程序中的步长参数就可以实现。

通过加大步长参数，笔架的实际运动轨迹就会直观地显示出来，实验者能很容易理解逐点比较法的插补原理和刀具的实际运动轨迹。

六、实验步骤(1) 接线，关掉电源，根据电气连接图搭建交流伺服运动控制系统；(2) 调整笔架位置，按“回零”键将X、Y轴回至原点；(3) 根据设计图样，设计插补程序和坐标；(4) 编辑和修改程序；(5) 观察笔架的运动轨迹，打印图样。

数控技术实验指导书第一部分：数控机床的基本结构实验目的：通过实验了解现有数控机床的基本结构及主要功能，增强感性认识。

思考题:1、数控机床的工作原理是什么？2、数控机床由哪几部分组成？各部分的基本功能是什么？3、什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？4、数控机床有哪些特点？5、什么样的零件适合数控机床加工？6、传统机床配上数控系统可称为数控机床吗？为什么？7、数控机床对结构的要求主要有哪几个方面？8、数控机床的总体布局主要考虑哪些因素？9、简要说明数控机床的主运动系统的特点？10、数控机床的主轴变速方式有哪几种？11、数控机床的主轴准停装置的作用是什么？12、数控机床对进给运动系统有哪些要求？13、滚珠丝杠螺母副有哪几种形式？14、滚珠丝杠有哪几种支承形式？各有何特点？15、滚珠丝杠如何预紧？16、数控机床传动链中齿轮有什么作用？17、数控机床的导轨副有哪几种形式？18、数控机床的换刀方式有哪些？19、齿轮消除间隙的方法有哪些？20、刀具的交换方式有哪两类？21、加工中心主轴是如何实现刀具的自动装卸和夹紧的？第二部分：数控机床G、M指令格式、应用实验目的：通过实验了解掌握华中Ⅰ型数控机床G、M指令格式及应用。

一、文件名格式本系统规定文件名必须以字母O开头并与四位数组成一个完整的文件名，如O9999。

二、程序、程序段的组成数控加工程序有主程序和子程序之分，一个完整的程序由程序号、程序内容、结束符号三部分组成。

主程序与子程序的程序号均以字母％作为地址码开头与0~9999数字组成，用于区分存储器中的程序。

如果没有程序号，系统将其视为非法而拒不执行。

2、程序内容程序内容由许多程序段组成，是加工程序的主体，集合了全部控制机床运动的指令。

每个单段程序包含一个或多个指令。

3、程序结束程序结束以指令M02或M30作为主程序结束（M99表示子程序结束，并返回主程序）。

4、程序段的构成一个程序是由许多个程序单段组成，其格式现多采用字—地址程序段格式，每个程序段由若干个地址字组成，排列顺序无严格要求，且字符数不限。

数控插补原理与伺服控制实验一、实验目的1．通过实验，使学生理解数控插补原理；2．通过数控插补算法的可视化，使学生熟悉数控插补原理及其常用插补算法；3．通过实验，使学生掌握数控插补算法的简单实现方法。

二、实验内容1．学习和使用数控插补教学软件，熟悉常用的插补算法；2．通过插补算法编程，实现逐点比较法的直线插补算法；3．利用编写的插补程序，在运动控制开发平台上实现简单的伺服控制。

三、实验设备1．数控插补原理实验教学软件；2．固高运动控制开发平台；3．固高x-y伺服控制平台；4．计算机。

四、数控机床插补原理机床数控系统依据一定方法确定刀具运动轨迹，进而产生基本廓形曲线，如直线、圆弧等。

其它需要加工的复杂曲线由基本廓形逼近，这种拟合方式称为“插补”（Interpolation）。

“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息（如直线的起点、终点，圆弧的起点、终点和圆心等），在轮廓的已知点之间确定一些中间点，完成所谓的“数据密化”工作。

五、软件界面简介双击软件图标后直接启动程序界面，因为所要实现的功能完全可以在一个界面内实现，所以本软件不采用菜单式结构，这样使用者可以在一个界面内完成所有的实验而不用频繁的切换程序界面。

软件初始界面如图1-1所示。

参照图1-1，初始界面分为插补类型选择区、参数输入区、插补方式选择区、演示参数选择区、插补结果显示区、右边的三个功能按钮和软件帮助区。

下面依次对这些区作一下简单的介绍：1．插补类型选择区本软件可以实现以下六种插补：逐点比较法直线插补、逐点比较法圆弧插补、数字积分（DDA）法直线插补、数字积分（DDA）法圆弧插补、数据采样法直线插补和数据采样法圆弧插补，其中圆弧插补方式中又分为逆圆插补方式和顺圆插补方式。

在插补类型选择区，可以选择任意一种插补方式，但同一时刻只能选择一种插补方式。

2．参数输入区插补前，需要使用者给定所要求的参数，这些参数包括：直线终点的X坐标和Y坐标、圆弧的任意两点（起点和终点）的X坐标和Y坐标，对于圆弧参数，如果输入的第二点的坐标不在由第一点的坐标所确定的圆弧上，软件会给出提示并要求重新输入相关参数。

数控机床实验指导书第三版主编：杨明、刘有余编者：王立涛、赵敏、王海主审：许德章应用专业：机械设计制造及其自动化、测量与仪器控制、车辆工程班级学号姓名机械系机制教研室二00六年十二月目录实验一：数控操作实验 (1)实验二：数控车床加工实验 (5)实验三：数控铣床加工实验 (12)实验四：数控机床伺服系统控制 (18)实验五：数控机床插补设计 (24)实验一：数控操作实验[实验目的]1.掌握数控机床的特点与运用；2.认识了解数控加工机床的组成与结构；3.掌握数控加工的工作原理；4.掌握数控机床一般的操作步骤和根本编程；[实验属性]本实验属演示性质[实验内容]一、数控机床的组成、特点及分类1.数控机床的组成：现代数控机床都是CNC机床，一般由数控操作系统和机床本体组成，主要有如下几局部组成。

1).CNC装置：计算机数控装置〔即CNC装置〕是CNC系统的核心，由微处理器〔CPU〕、存储器、各I／O接口及外围逻辑电路等构成。

2).数控面板：数控面板是数控系统的控制面板，主要有显示器和键盘组成。

通过键盘和显示器实现系统管理和对数控程序及有关数据进行输入和编辑修改。

3).可编程逻辑控制器PLC：PLC是一种以微处理器为根底的通用型自动控制装置，用于完成数控机床的各种逻辑运算和顺序控制。

例如：主轴的启停、刀具的更换、冷却液的开关等辅助动作。

4).机床操作面板：一般数控机床均布置一个机床操作面板，用于在手动方式下对机床进行一些必要的操作，以及在自动方式下对机床的运行进行必要的干预。

上面布置有各种所需的按钮和开关。

5).伺服系统：伺服系统分为进给伺服系统和主轴伺服系统，进给伺服系统主要有进给伺服单元和伺服进给电机组成。

用于完成刀架和工作台的各项运动。

主轴伺服系统用于数控机床的主轴驱动，一般由恒转矩调速和恒功率调速。

为满足某些加工要求，还要求主轴和进给驱动能同步控制。

6).机床本体：机床本体的设计与制造，首先应满足数控加工的需要，具有刚度大、精度高、能适应自动运行等特点，由于一般均采用无级调速技术，使得机床进给运动和主传动的变速机构被大大简化甚至取消，为满足高精度的传动要求，广泛采用滚珠丝杆、滚动导轨等高精度传动件。