数控插补多轴运动控制实验指导书(学生)
数控机床实训指导书
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指导书
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。
数控运动控制技术实验 实验指导书
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。
数控技术实验指导书
《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。
数控技术实验指导书
数控技术尝试指导书湖南理工学院机械工程学院二○一一年五月目录尝试一数控车床端面加工的模拟尝试尝试二数控车床的曲面加工编程模拟尝试尝试三数控车床的典型轴类零件加工编程模拟尝试尝试四数控车床的台阶轴外圆加工编程尝试尝试五数控铣销加工中心机床平面加工编程模拟尝试尝试六数控铣销加工中心机床曲面加工编程模拟尝试尝试说明〔1〕学生在尝试课前必需当真预习本指导书，并复习教材有关内容，为尝试课做好充实筹办。
〔2〕课后要求写出尝试陈述：按照指定的图形编程，并答复尝试指导书中的问题。
〔3〕本指导书中的局部尝试适应于上海宇龙数控加工仿真系统软件。
〔4〕本指导书适应机械类所有专业，尝试工程的取舍由指导老师按照尝试大纲确定。
尝试一数控车床端面加工的模拟尝试一、尝试目的〔1〕了解数控车床操作面板上各个按键的功用，〔2〕掌握数控车床的调整及加工前的筹办工作，〔3〕掌握程序的输入及点窜方法和G01代码的运用。
二、尝试仪器、设备1、硬件环境微机一台2、软件环境Windows2000或Windows XP操作系统，上海宇龙数控加工仿真系统软件。
三、尝试内容与要求1．选择模拟机床FANUC 0i系统尺度车床2．按照零件图纸编程并导入模拟软件调试、加工。
四、问题1、详述数控车床试切法对刀的步调？2、试述G50和G54-G59设定工件坐标的差别？尝试二数控车床的曲面加工编程模拟尝试一、尝试目的1、了解数控车床的坐标系；2、掌握数控车床G02、G03等程序代码的运用。
二、尝试仪器、设备1、硬件环境微机一台2、软件环境Windows2000或Windows XP操作系统，上海宇龙数控加工仿真系统软件。
三、尝试内容1．选择模拟机床FANUC 0i系统尺度车床2．按照零件图纸编程并导入模拟软件调试、加工。
四、问题1、如何对加工工序进行划分？2、工件装夹方式确实定应注意那几方面？尝试三数控车床的典型轴类零件加工编程模拟尝试一、尝试目的1、了解数控车床的坐标系；2、掌握数控车床G02、G03等程序代码的运用。
数控系统插补算法实验
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。
数控加工技术实验指导书范本
机电工程学院数控技术实验指导书编者：沈华东徐赐军黄松林审核：丁晚景班级学号姓名机械电子工程系二0一一年十二月实验一：数控机床的认识及基本操作实验[实验目的]通过本次实验，要求学生掌握数控机床的硬件基本组成，了解数控机床的工作原理，掌握当今主流数控系统的控制面版的基本组成，掌握SIEMENS和FUNC系统操作面版的基本操作。
[实验属性]本实验属验证性质[实验学时]4学时，可根据实际教案计划选作2~4学时。
[实验内容]1．数控机床的组成、特点及分类1.1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，主要有如下几部分组成。
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经管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基础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。
机床数控技术实验指导书
数控技术实验与加工编程实验指导书襄樊学院机械工程系2006年12月实验注意事项1.实验前必须认真阅读本实验指导书,认真完成预习报告内容,完成零件加工程序,预习报告内容经实验指导老师检查后方可进行实验,否则不得进入实验室.2.认真填写设备管理登记簿,按各自的编号分组实验,不得擅自分组,自觉服从安排.3.在实验室内不许擅自插拔控制电源插头,不许携带软盘上机,操纵面板各键必须在实验指导老师讲解后使用,不许随意装卸刀具,工件.4.零件加工完成后,必须经过实验老师的检查和确认.5.没有按照要求熟悉实验指导书中的内容的有关实验步骤和正确操作方法,造成人身伤害或设备损伤,追究责任人应负责任.6.实验中有异常情况发生应及时报告指导老师,否则如造成不良后果,追究当事人责任,并作相应处理.预习报告及实验报告内容每次试验前必须认真完成预习报告,在实验后完成实验报告，两份报告均作为平时成绩计入《数控技术》的最终成绩。
预习报告在实验前由试验指导教师检查后方可进行实验，预习报告及实验报告不得互相抄袭。
一、预习报告内容预习报告内容的具体形式可以自定，但必须包括以下内容：1．加工工艺分析（1）加工方式的确定；（2）加工刀具的确定；（3）选择起刀点；（4）确定切削用量；（5）工艺路线选择；2．编写零件的加工程序二、实验报告内容实验报告的具体内容包括：1．实验目的；2．实验设备；3．加工零件图；4．完成加工的工艺内容5．最终完成加工的加工程序6．对加工中出现的问题的分析实验一数控车床操作与编程加工一、半圆、直线的加工1．实验目的：使学生掌握数控车床面板的基本操作，掌握基本的G代码编辑，学会分析简单轴类零件加工的工艺方法。
2．实验设备：车床数控模拟实验系统3．加工工艺确定1)加工方式：2)加工刀具：3)切削用量：4)编程原点及工艺路线选择：加工零件见图4．程序编辑参阅实验教材编写零件的加工程序。
5．上机操作及加工1)输入零件程序2)程序校验及空运行仿真6．实验程序：二、螺纹加工1．实验目的：通过对螺纹的加工，使学生了解掌握螺纹加工的原理及编程方法。
数控插补多轴运动控制实验指导书(学生)重点
数控插补多轴运动控制系统解剖实验实验学时：8实验类型：独立授课实验实验要求：必修一、实验目的1、通过本实验使学生掌握数控插补多轴控制装置的基本工作原理；2、根据常用低压电器原理分析各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动实现的控制原理；3、根据机电一体化产品的设计要求和设计流程进行运动控制系统的功能分析、机械结构分析、控制系统分析以及相关传感器选型等方面的设计内容。
本实验以数控插补多轴运动控制系统为具体对象，使学生掌握机电一体化产品设计和开发的技术流程和主要内容，通过运动控制系统的实现过程掌握常用电气元件识别和原理、数控插补原理、位置伺服控制系统等的设计和实现方式。
二、实验内容1、通过数控插补多轴控制装置及其相关系统的测试和观察，分析数控插补的工作原理；2、分析系统的功能、机械结构分析、运动关系以及相关传感器等，分析其相关的机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节等；3、根据常用低压电器原理，分析系统各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动过程实现的控制原理，并绘制相关的控制原理图和系统连接图。
三、实验设备1、多轴运动控制系统一套（含电控箱）2、PC机一台3、GT-400-SG-PCI 卡一块（插在 PC机内部）四、实验原理该数控插补多轴运动控制系统是依据开放式数控系统原理构建的，其以通用计算机（PC）的硬件和软件为基础，采用模块化、层次化的体系结构，能通过各种形式向外提供统一应用程序接口的系统。
开放式数控系统可分为 3类：（1）CNC 在 PC 中；（2）PC作为前端，CNC作为后端；（3）单 PC，双 CPU平台。
本实验采用第一类，把顾高公司的 GT-400-SG-PCI 多轴运动控制卡插入PC机的插槽中，实现电机的运动控制，完成多轴运动控制系统的控制。
其优点如下：（1）成本低，采用标准 PC机；（2）开放性好，用户可自定义软件；（3）界面比传统的 CNC 友好。
图1为该系统的硬件构成图，运动平台机械本体采用模块化拼装，主要由普通PC机、电控箱、运动控制卡、伺服（步进）电机及相关软件组成。
机电系统实验-数控系统的插补实验
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。
数控机床实验指导书
《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。
数控技术实验指导书实验二
《数控技术》实 验 指 导 书(第二版)杨林初编写适用专业：机械电子工程江苏科技大学机械工程实验中心2011年3月前言是一门机电工程类必修的专业技术课，对学生的机对学生的机《数控技术》是一门机电工程类必修的专业技术课，电基本知识、计算机控制技术等提出了很高的要求，涉及到很多方面的知识。
对于机械工程类学生掌握CNC基本理论与技术和实际编程与操作技能至关重要。
为了切实使学生理解和消化理论教学中相关知识点要真正掌握该技术，要求学生在加强理论学习的同时，必须增强学生实际实践操作技能的训练。
通过本课程实验，可使学生掌握CNC机床的数控编程与加工方面的基本技能及数控插补原理；这在实际制造工程应用领域，也是非常重要的环节。
该课程共开设二个必做实验，分别是《数控编程实验》和《插补原理》。
该实验课程适用于江苏科技大学08教学大纲。
本实验指导书的特点是通俗易懂，难度适中，适合本科教育，学生在预习实验的前提下，可在2小时之内完成实验项目所规定的内容。
由于本指导书编写时间仓促，编者水平有限，错漏难免，请广大师生指正，多提宝贵意见。
目 录实验二 数控插补原理 (12)实验二：插补原理实验实验学时：2实验类型：验证、设计实验类型：验证、设计实验要求：必修实验要求：必修本实验前要求学生了解如何基于VB 或者VC 编写插补原理仿真软件。
一 、实验目的1要求学生学会独立查阅资料，掌握逐点比较法插补原理。
要求学生学会独立查阅资料，掌握逐点比较法插补原理。
2通过插补原理实验，能够自主用逐点比较法完成手工计算直线和圆弧的插补轨迹。
通过插补原理实验，能够自主用逐点比较法完成手工计算直线和圆弧的插补轨迹。
3了解其他数控插补算法。
了解其他数控插补算法。
二、实验内容1.逐点比较法（直线插补逐点比较法（直线插补 、圆弧插补）验证。
、圆弧插补）验证。
2.其他插补算法（直线插补其他插补算法（直线插补 、圆弧插补）验证（选做）。
三、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。
116294_202514_数控插补实验指导书
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。
数控维修实训指导书
数控维修实训指导书数控维修实训指导书是指导学生进行数控机床维修实训学习的文档。
在实训过程中，指导书是教师和学生之间的桥梁，通过实践操作，提高学生的动手能力和问题解决能力。
本文将从实训指导书的重要性、编写内容和实际应用三个方面进行介绍。
一、数控维修实训指导书的重要性1. 提高实践操作能力。
在实训过程中，学生要通过指导书中的实践操作步骤，逐步掌握各种数控机床的维修技能，不断提高自己的动手能力。
实训指导书中应该清晰明确的呈现学生实验的准备工作、实验步骤、操作方法等，这可以帮助学生快速掌握实验内容，提高实操能力。
2. 培养问题解决能力。
实验指导书中不仅要有具体的操作流程，还应对常见故障、设备参数等进行详细的解读。
这可以让学生了解每个故障出现的原因和应对方法，培养解决问题的能力。
3. 进一步强化理论知识。
实验指导书是以实践操作为基础来进行的，学生在实践操作中，可以直接体验和感受实验知识的实际运用，从而进一步强化相关理论知识。
二、数控维修实训指导书的编写内容1. 实验目的和原理。
实验指导书应先明确实验要求和目的，方便学生在实验操作中心中有针对性的进行学习。
同时，应介绍机器设备的基本原理和使用条件。
2. 实验仪器和设备。
应对实验所需的仪器和设备进行具体介绍，包括使用步骤，安装位置和注意事项等。
例如，数控维修实训中需要用到电脑、调试设备、工具箱等，需要在指导书中详细介绍。
3. 实验步骤和操作方法。
实验指导书的主要内容是操作步骤的介绍、技术参数和故障分析等。
操作步骤应该简单明了，方便学生跟随操作。
同时，应注意一些特殊操作步骤和关键点，以便于学生更好更快捷的掌握实验。
4. 实验数据和分析。
通过演示仿真，数据分析，检测参数值等方式，对实验步骤和操作过程进行数据分析，为学生提供相关的分析方法和思路。
学生可以通过数据分析和对实验结果的总结，来加深对知识点的理解和掌握。
三、数控维修实训指导书的实际应用数控维修实训指导书是帮助学生掌握实践操作技能和解决实际问题的必备材料。
《数控机床》实训指南
〔1〕开机步调
依次翻开各电源开关：电气柜开关→操作面板开关[此时机床操作面板的电源灯亮〔绿色〕]→UPS→显示器→计算机主机，稍等半晌，呈现选项[A，B]=[windows，dos]，选B，即DOS状态操作。在DOS提示符下键入：C：> CD HNC-21T↓，再键入N↓，即自动进入数控车床教学系统软件平面 [操作面板的驱动灯亮〔绿色〕]。
三、尝试仪器与设备
１、PC机
２、广州超软数控加工仿真软件
四、实训步调
１、熟悉操作面板各按键的功能及操作方法。
２、新建一程序，输入以下程序段：
O1001
N10 G90 G94 T0101〔或T0202,T0303,T0404〕M03 S300
N20 G00 X50 Z10
N30 G01 X0 Z2 F150
2、计算机仿真软件
四、实训步调
1、熟悉逐点比拟法和数字积分法的插补方法
2、使用计算机仿真软件实现逐点比拟法的插补。
1)第一象限的直线插补，不雅察相应的直线插补图形，记录下进给标的目的
2)其他三个象限的直线插补，不雅察相应的直线插补图形，记录下进给标的目的
3)第一象限的圆弧插补，不雅察相应的圆弧插补图形，记录下进给标的目的
〔4〕、认识回转刀架，了解使用方法，阐发工作道理。
〔5〕、认识尾座，了解使用方法，阐发工作道理。
五、本卷须知
〔1〕、要注意人身及设备的安然。关闭电源后，方可不雅察机床内部布局。
〔2〕、操作应符合底子操作尺度。
〔3〕、实训完毕后，要注意清理现场，清洁机床，对机床的主轴、导轨、丝杠丝母副及时润滑。
六、实训陈述
4)其他三个象限的圆弧插补，不雅察相应的圆弧插补图形，记录下进给标的目的
数控加工技术实验指导书
数控加工技术实验指导书一、前言为了更好地指导学生深入了解数控加工技术，在实验中掌握数控加工的基本操作技能及其应用，我们编制了《数控加工技术实验指导书》。
本指导书是一本理论与实践相结合的实验指导书，旨在通过理论教学和实践操作，从而更深入地理解数控加工技术的基本原理和应用，并最终达到掌握数控加工技术的目的。
二、实验目的通过本次实验，学生应该掌握以下技能：1.熟练掌握G代码的基本格式及组成；2.熟练掌握数控加工机床的基本组成、原理设计以及操作方法；3.熟练掌握数控加工常见的刀具类型及其适用范围；4.掌握数控加工技术的基本应用，如车削、钻孔和铣削；5.加深对数控加工寻CAx（计算机辅助设计、制图、加工和管理）系统的基本认识。
三、实验内容及要求实验1：数控编程基本要素练习实验目的：学习数控编程基本要素及其组成实验内容：熟悉和使用G代码及其组成部分进行数控编程。
实验2：数控加工机床的使用练习实验目的：学习数控加工机床的基本组成、使用原理以及操作方法。
实验内容：熟悉数控机床的主要控制面板及菜单选项，了解其基本功能和操作方法，并实现相应的加工操作。
实验3：常用刀具及其编程应用练习实验目的：学习常用刀具类型及其适用范围，掌握适应不同形状的工件进行切削的编程方法。
实验内容：了解不同形状的刀具适应不同的工件形状，学习常用刀具的参数及编程方法，并实现相应的加工操作。
实验4：车削、铣削、钻孔等操作练习实验目的：掌握数控机床的基本加工操作流程和加工操作方法，并了解具体的加工原理及加工工艺。
实验内容：通过实践操作，掌握数控车床、数控铣床、数控钻床等的操作方法，并实现相应的加工操作。
实验5：数控加工制件设计与加工实践实验目的：通过实践操作，将数控编程和数控加工技术相结合，将设计成果成功应用到实际中。
实验内容：学生需要自行设计一件零件，并根据设计图纸编写数控加工程序，将其成功加工出实际的零件。
四、实验设备本次实验需要使用到以下设备：数控车床、数控铣床、数控钻床、电脑等。
数控插补原理与伺服控制实验指导书
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。
数控运动控制技术实验 实验指导书
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。
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数控插补多轴运动控制系统解剖实验
实验学时：8
实验类型：独立授课实验
实验要求：必修
一、实验目的
1、通过本实验使学生掌握数控插补多轴控制装置的基本工作原理；
2、根据常用低压电器原理分析各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动实现的控制原理；
3、根据机电一体化产品的设计要求和设计流程进行运动控制系统的功能分析、机械结构分析、控制系统分析以及相关传感器选型等方面的设计内容。
本实验以数控插补多轴运动控制系统为具体对象，使学生掌握机电一体化产品设计和开发的技术流程和主要内容，通过运动控制系统的实现过程掌握常用电气元件识别和原理、数控插补原理、位置伺服控制系统等的设计和实现方式。
二、实验内容
1、通过数控插补多轴控制装置及其相关系统的测试和观察，分析数控插补的工作原理；
2、分析系统的功能、机械结构分析、运动关系以及相关传感器等，分析其相关的机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节等；
3、根据常用低压电器原理，分析系统各运动控制电气元件的应用原理，分析数控插补运动过程实现的控制原理，并绘制相关的控制原理图和系统连接图。
三、实验设备
1、多轴运动控制系统一套（含电控箱）
2、PC机一台
3、GT-400-SG-PCI 卡一块（插在PC机内部）
四、实验原理
该数控插补多轴运动控制系统是依据开放式数控系统原理构建的，其以通用计算机（PC）的硬件和软件为基础，采用模块化、层次化的体系结构，能通过各种形式向外提供统一应用程序接口的系统。
开放式数控系统可分为 3类：（1）CNC 在 PC中；（2）PC作为前端，CNC作为后端；（3）单 PC，双 CPU平台。
本实验采用第一类，把顾高公司的 GT-400-SG-PCI 多轴运动控制卡插入PC 机的插槽中，实现电机的运动控制，完成多轴运动控制系统的控制。
其优点如下：（1）成本低，采用标准 PC机；（2）开放性好，用户可自定义软件；（3）界面比传统的 CNC 友好。
图1为该系统的硬件构成图，运动平台机械本体采用模块化拼装，主要由普通PC机、电控箱、运动控制卡、伺服（步进）电机及相关软件组成。
其主体由两个直线运动单元（GX系列）组成。
每个GX系列直线运动单元主要包括：工作台面、滚珠丝杆、导轨、轴承座、基座等部分，其结构见图2。
伺服型电控箱内装有交流伺服驱动器，开关电源，断路器，接触器，运动控制器端子板，按钮开关等。
步进型电控箱则装有步进电机驱动器，开关电源，运动控制器端子板，船形开关等。
图1 数控插补多轴控制系统硬件构成
图2 直线运动单元结构图
五、实验步骤
1、根据数控机床插补原理，分析该系统的工作过程和基本原理。
2、确认系统连线正确，打开PC机，闭合控制箱的空气开关器，复位“急停按钮”，按下面板上的绿色“启动按钮”打开控制电路，此时控制电源指示灯(GREEN)点亮。
3、打开电脑，进入软件系统启动界面，并运行软件插补实例。
4、分析系统的的机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节，建立该数控插补多轴控制系统的硬件连接关系图。
5、绘制该数控插补多轴控制系统的电源模块电气图、系统启停模块控制控制图、两个运动方向的伺服控制原理图以及系统限位保护电气原理图等。
6、实验完毕，关闭电脑，按控制面板的红色“停止按钮”，按下“急停按钮”，关闭空气开关，此时控制电源指示灯灭，系统停止工作。
六、注意事项
1、在进行系统连线、拆卸与安装前，必须关闭系统所有电源。
2、使用前请仔细检查连线。
3、使用系统平台时，必须先确认限位开关是有效的。
4、出现失控时，应立即按电控箱的急停按钮（电源开关），并详细检查故
障原因。
七、课后作业
1、简述数控插补的工作原理。
2、分析系统的的机械结构、电机及其驱动模块和传感反馈环节，建立该数控插补多轴控制系统的硬件连接关系图。
3、绘制该数控插补多轴控制系统的电源模块电气图、系统启停模块控制控制图、两个运动方向的伺服控制原理图以及系统限位保护电气原理图。