廣州市XXXX技工學校教案冊（生產實習）課題數控車床基本知識教師 時間 課題 數控車床基本知識授課時間 年月日至年月日計劃課時 6 入門指導時數4 實習操作時數 2實習班級 學生人數 指導教師實習班級 學生人數 及輔導人員目的要求：1、 掌握數控加工的入門知識、組成及工作原理。2、 掌握數控編程的基礎知識.3、 熟練數控的基本功能。4、 掌握數控編程通用G代碼、M功能、S功能、T功能的運用。授課內容：1、 數控車床加工特點以及加工流程.2、 數控車床坐標系及坐標參數識讀。3、 G、T、F、S、M指令、模態、初態非模態。重點難點：1、 G代碼的應用和格式。2、 程序的編寫。3、 簡單零件的工藝流程。課前準備：1、 準備編寫用的例子和實物。2、 檢查電腦模擬軟體是否正常。3、 認真備好本課題的教案。教學過程：1、 課題學習要求；（引言）2、 數控車床加工特點以及加工流程。（0。3課日）3、 數控車床坐標系及坐標參數識讀。（0。3課日）4、 G、T、F、S、M指令、模態、初態非模態.（0。4課日）5、 總結.教研組長

簽閱部門領導

簽閱

教研組長

簽閱本課題的教學目的掌握數控加工的入門知識、組成及工作原理，及數控編程的基礎知識;熟練數控的基本功能。掌握數控編程通用G代碼、M功能、S功能、T功能。一、數控車床加工特點以及加工流程（0.3課日）1、 數控的定義：數控是指用數字來控制，通過計算機進行自動控制的技術通稱為數控技術。2、 數控機床的特點：1） 、具有高度柔性，2） 、加工精度高，3） 、加工質量穩定、可靠.4） 、生產率高.5） 、改善勞動條件。6） 、利于生產管理現代化。3、 數控機床的組成和工作原理1）、數控機床的組成數控機床一般由輸入輸出設備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅動裝置（或稱執行機構）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體及測量裝置組成。下圖是數控機床的組成框圖，其中除機床本體之外的部分統稱為計算機數控（CNC）系統。2）、工作步驟在數控機床上加工零件通常經過以下幾個步驟：4、 數控車床編程的基礎知識數控車床之所以能夠自動加工出不同形狀、尺寸及高精度的零件，是因為數控車床按事先編制好的加工程序，經其數控裝置“接收”和“處理”，從而實現對零件的自動加工的控制。使用數控車床加工零件時，首先要做的工作就是編制加工程序。從分析零件圖樣到獲得數控車床所需控制介質（加工程序單或數控帶等）的全過程，稱為程序編制，其主要內容和一般過程如下圖所示：1）圖樣分析根據加工零件的圖紙和技術文件，對零件的輪廓形狀、有關標注、尺寸、精度、表面粗糙度、毛坯種類、件數、材料及熱處理等項目要求進行分析并形成初步的加工方案。2） 輔助準備根據圖樣分析確定機床和夾具、機床坐標系、編程坐標系、刀具準備、對刀方法、對刀點位置及測定機械間隙等。3） 制定加工工藝擬定加工工藝方案、確定加工方法、加工線路與余量的分配、定位夾緊方式并合理選用機床，刀具及切削用量等.4） 數值計算在編制程序前，還需對加工軌跡的一些未知坐標值進行計算，作為程序輸入數據，主要包括：數值換算、尺寸鏈解算、坐標計算和輔助計算等.對于復雜的加工曲線和曲面還須使用計算機輔助計算.5） 編寫加工程序單根據確定的加工路線、刀具號、刀具形狀、切削用量、輔助動作以及數值計算的結果按照數控車床規定使用的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序.此外，還應附上必要的加工示意圖、刀具示意圖、機床調整卡、工序卡等加工條件說明。6） 制作控制介質加工程序完成以后，還必須將加工程序的內容記錄在控制介質上，以便輸入到數控裝置中。如穿孔帶、磁帶及軟盤等,還可采用手動方式將程序輸入給數控裝置。7）程序校核加工程序必須經過校驗和試切削才能正式使用，通常可以通過數控車床的空運行檢查程序格式有無出錯或用模擬防真軟件來檢查刀具加工軌跡的正誤，根據加工模擬輪廓的形狀，與圖紙對照檢查。但是，這些方法尚無法檢查出刀具偏置誤差和編程計算不準而造成的零件誤差大小，及切削用量選用是否合適、刀具斷屑效果和工件表面質量是否達到要求，所以必須采用首件試切的方法來進行實際效果的檢查，以便對程序進行修正。二、數控車床坐標系及坐標參數識讀（0。3課日）1、 數控車床的坐標系1） 、標準坐標系-是一個右手直角笛卡坐標系用X軸、z軸組成的直角坐標系進行定位和插補運動。X軸為水平面的前后方向，Z軸為水平面的左右方向。向工件靠近的方向為負方向，離開工件的方向為正方向。如圖示，前、后刀座的坐標系,X方向正好相反，而Z方向是相同的.坐標系的坐標軸的平面與車床的主要導軌相的平面平行.2） 、坐標中的各原點數控車床的坐標系統，包括坐標系、坐標原點和運動方向，對于數控加工和編程是一個十分重要的概念。每一個數控機床的編程者、操作者都必須對數控車床的坐標系統有一個完全而正確的理解，現將數控車床的一些主要的原點及其機床坐標系和編程坐標系介紹如下：（1） 、機床原點-機床零點（出廠時制造商確定）。（2） 、機械原點（機械零點）一機床固定原點或機床參考點（出廠時制造商確定）。但一般的經濟型或改造的數控車床上沒有安裝機械原點.（3） 、工件編程原點一在工件坐標上，確定工件輪廓坐標值的計算和編程的原點，它屬于一個浮動坐標。（4）、程序原點（刀具起始點或參考點）一指刀具（刀尖）為加工程序執行時的起點。一般情況下，一個零件加工完畢刀具返回程序原點位置，等候命令執行下一個零件的加工。2、坐標值的確定在編制加工程序時，為了準確描述刀具運動軌跡，除正確使用準備功能字外還要有符合圖紙輪廓的地址及坐標值。要正確識讀零件圖紙中各坐標點的坐標值，首先要確定工件編程坐標原點，以此建立一個直角坐標系,來進行各坐標點的坐標值的確定.1）、絕對坐標值在直角坐標系中，所有的坐標點均以直角坐標系中的原點（工件編程原點）為固定的原點，作為坐標位置的起點（0、0），如圖2-5中，O1/02是分別建立在工件上兩個不同的工件編程原點，并以之計算各坐標點的坐標值，箭頭所指的方向為正方向。絕對坐標值是指某坐標點到工件編程原點之間的垂直距離，用X代表徑向，Z代表軸向，且X向在直徑編程時為直徑量（實際距離的2倍），（圖2。 5）中各點的絕對坐標值如下：以O1為工件編程原點以02為工件編程原點XZXZ昌8080Az8040A040A00B1632B16—8C1628C16—12D2028D20-12E2818E28—22F2810F28—30G2010G20-30H201H20-39I180I18-402）、增量坐標值（相對坐標值）一指在坐標系中，運動軌跡的終點坐標是以起點計量的，各坐標點的坐標值是相對于前點所在的位置之間的距離（徑向用U表示,軸向用W表示）。圖中各點的增量坐標值以加工順序是A'fAfBfCfDfEfFfGfH^I為例，則各坐標點的增量坐標值為：A點U—80、W—40（相對于A'點），B點U16、W—8（相對于A點），C點U0、W-4（相對于B點），D點U4、W0,E點U8、W—10,F點U0、W—8,G點U-8、W0，H點U0、W—9,1點U—2、W-1。從以上各點坐標值不難看出，各點的增量坐標值都是相對于前一個點的位置而言的，而不是象絕對坐標值那樣各點都是相對于工件編程原點而言的。三、G、T、F、S、M指令、模態、初態非模態（0。4課日）1、數控車床的基本功能：數控車床的基本功能包括準備功能（6功能）、刀具功能（T功能）、主軸功能（S功能）、輔助功能（M功能）和進給功能（F功能）。（1）、準備功能（G功能）：準備功能也稱為G功能，（或稱為G代碼），它是用來指令車床工作方式或控制系統工作方式的一種命令。G功能由地址符G和其后的兩位數字組成（00-99），從G00到G99共100種功能，用以指令機床不同的動作，如用G01來指令運動坐標的直線進給（具體G功能在后面介紹）.（2） 、刀具功能（T功能）刀具功能也稱為T功能，用于指令加工中所用刀具號及自動補償編組號的地址字，其自動補償內容主要指刀具的刀位偏差及刀具半徑補償。GSK980T系統就采用四位數的規定對刀具較多的數控車床或車削中心，其數控系統一般規定其后續數字為四位數，前兩位為刀具號，后兩位為刀具補償的編組號或同時為刀尖圓弧半徑補償的編組號.例：T0100、T0202、T0303、T0404（采四位數）說明：T表示刀具功能，首位數字一般表示刀具號，常用0-8共9個數字，其中0表示不轉刀，末位數表示刀具補償的編組號，常用0--—8共9個數字，其中0表示不執行刀補，補償量為零。（3） 、主軸功能（S功能）主軸轉速指令功能，它是由地址S及其后面的數字表示,目前有S2（兩位數）、S4（四位數）的表示法，即Sxx和Sxxxx。一般的經濟型數控車床一般用一位或兩位約定的代碼來控制主軸某一檔位的高速和低速。用S1指定為高速，S2指定為低速。對具有無級調速功能的數控車床，則可由后續數字直接指令其主軸的轉速（r/min）,另外對具有恒線速度切削功能的數控車床，其加工程序中的S指令即可指令恒定轉速（轉/分），也可指令車削時的恒定線速度（米/分），即在車削時，其主軸轉速隨著車削直徑的變化而自動變化，始終保持線速度為給定的恒定值。例：G96S18表示切削速度為18米/分。G97S1200表示取消G96，主軸轉速為1200轉/分。（4）、輔助功能（M功能）輔助功能也稱M功能，用以指令數控機床中的輔助裝置的開關動作或狀態，輔助功能是用地址M及其后續數字（一般為兩位數）組成.程序暫停指令M00 主軸控制指令M03主軸的正轉）；M04（主軸的反轉）；M05（主軸的停止）；冷卻液控制指令M08（打開冷卻泵）、M09（關閉冷卻泵）.程序結束指令M30 潤滑開指令M32、潤滑關指令M33調用子程序M98子程序結束返回M99（5）、進給功能（F功能）在切削零件時，用指定的速度來控制刀具運動和切削的速度稱為進給，決定進給速度的功能稱為進給功能（也稱F功能）。對于數控車床，其進給的方式可以分為：每分鐘進給和每轉進給兩種。1） 每分鐘進給：即刀具每分鐘走的距離，單位為mm/min（每分鐘多少毫米），與車床轉速快慢無關，其進給進度不隨主軸轉速的變化而變化。對于F值的確定:可用公式F值=車床轉速X所選走刀量來計算（適用于每分鐘進給方式）。如車削-外圓，主軸轉速分別定為400轉/分和600轉/分，而走刀量都選為0.3毫米/轉，則F值分別為F120和F180。2） 每轉進給：即車床主軸每轉一圈，刀具向進給方向移動的距離。單位為毫米/轉，主軸每轉刀具的進給量用F后續的數值直接指令，用G99配合指令，如G99F0.3表示主軸每轉一圈,刀具向進給方向移動0。3毫米,與普通車床的走刀量概念完全相同。其運行的速度是隨主軸的變化而變化的。3） 在螺紋加工時表示螺紋導程（毫米）例如：F2。5表示螺紋導程為2.5毫米2、模態、初態非模態1）、G代碼有模態G代碼和非模態G代碼之分：模態G代碼指：在同組G代碼出現之前，其代碼一直有效，如:G00、G01；而非模態G代碼只限于被指令的程序段中有效，如：G02、G032）初態:是指數控車床系統已經設定好的。例如：G97恒線速度關；（初態）G98每分鐘進