数控机床编程与操作教案

课题：第一章数控车床编程入门

第一节数控车床的基本术语和编程设定

课次：第一次

授课日期：9月8日

授课班级： 0903班

教学方法：板书、讲授

教学目的及要求：掌握数控车床常用的基本术语

教学重难点：数控车床的分类

教学小结：初步认识数控车床是怎样工作的

复习旧课：

导入新课：

讲授新课：

一、数控程序编制的一般知识

数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。

（1）分析零件图样和制定工艺方案

这项工作的容包括：对零件图样进行分析，明确加工的容和要求；确定加工方案；

选择适合的数控机床；选择或设计刀具和夹具；确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。这一工作要求编程人员能够对零件图样的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，并结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。

（2）数学处理

在确定了工艺方案后，就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等，计算刀具中心运动轨迹，以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能，对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件，只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等，就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算，

在完成上述工艺处理及数值计算工作后，即可编写零件加工程序。程序编制人员使用数控系统的程序指令，按照规定的程序格式，逐段编写加工程序。程序编制人员应对数控机床的功能、程序指令及代码十分熟悉，才能编写出正确的加工程序。

（4）程序检验

将编写好的加工程序输入数控系统，就可控制数控机床的加工工作。一般在正式加工之前，要对程序进行检验。通常可采用机床空运转的方式，来检查

二、数控车床的分类及相关设定

1.按数控系统的功能分类

(1)经济型数控车床

一般用单板机、单片机进行开环控制，具有CRT显示、程序存储、程序编辑等功能，加工精度较低，功能较简单。机械部分多为在普通车床基础上改进

(2)全功能型数控车床

较高档次的数控车床，具有刀尖圆弧半径自动补偿、恒线速、倒角、固定循环、螺纹切削、图形显示、用户宏程序等功能，加工能力强，适宜于加工精度高、形状复杂、循环周期长、品种多变的单件或中小批量零件的加工

(3)精密型数控车床

采用闭环控制，不但具有全功能型数控车床的全部功能，而且机械系统的动态响应较快，在数控车床基础上增加其他附加坐标轴。适用于精密和超精密加工。

2. 机床坐标系和编程坐标系

机床坐标系

以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为机床坐标系。

车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。

机床坐标系是制造和调整机床的基础，也是设置工件坐标系的基础，一般不允许随意变动。

参考点是机床上的一个固定点。该点是刀具退离到一个固定不变的极限点工件坐标系（编程坐标系）

数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基准，在加工过程中有工艺基准，同时应尽量将工艺基准与设计基准统一，该基准点通常称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系，称为工件坐标系。

课外作业：数控车床的分类？

数控车床机床坐标系和编程坐标系?

课题：第二节程序格式与相关编程知识

课次：第二次

授课日期：9月9日

授课班级： 0903班

教学方法：板书、讲授

教学目的及要求：掌握数控车床常用的代码的功能

教学重难点：数控车床的M和G代码

教学小结：初步了解数控车床的的M和G代码

复习旧课：上节我们初步认识数控车床是怎样工作的

导入新课：这节课我们再来看看数控车床中非常重要的一个环节，就是编程

讲授新课：

一、程序段格式

程序段是可作为一个单位来处理的、连续的字组，是数控加工程序中的一条语句。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。现在一般使用字地址可变程序段格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。地址可变程序段格式中，在上一程序段中写明的、本程序段里又不变化的那些字仍然有效，可以不再重写。

这种功能字称之为续效字。

二、子程序及其调用

子程序支持重复调用和多重嵌套，即子程序可以被主程序多次调用，在子程序中也可嵌套用其它子程序。

三、刀位点与手动对刀

1.刀位点

2.手动对刀

四、刀具位置补偿

刀具位置补偿就是数控系统在换刀后，对刀具的安装位置和刀具形状引起的刀位点位置偏差进行的自动补偿

五、关于数控编程的其他说明

1）公制单位或英制单位

2）绝对坐标和增量坐标

3）直径、半径方式编程

课题：第三节通用数控代码在数控车床上的应用

课次：第三次

授课日期：9月26日

授课班级： 0903班

教学方法：板书、讲授

教学目的及要求：掌握数控车床常用的代码的功能

教学重难点：数控车床的M和G代码

教学小结：初步了解数控车床的的M和G代码

复习旧课：上节我们初步认识数控车床编程的基本格式

导入新课：这节课我们再来看看数控车床中非常重要的一个环节，就是编程的程序代码

讲授新课：

一、M指令(或辅助功能)的应用

定义：辅助功能是用地址字 M 及二位数字表示的它主要用于机床加工操作时的工艺性指令其特点是靠继电器的通、断来实现其控制过程。

M00 程序暂停执行M00后，机床所有动作均被切断，重新按程序启动按键后，再继续执行后面的程序段。

M01程序计划停止

M03 主轴正转启动 M04 主轴反转启动

M05 主轴停止转动

M07 切削液打开 M08 切削液打开

M09 切削液停止

M30程序结束并返回程原点 M02 程序结束

M98 调用子程序

M99 子程序结束

二、G指令应用

1、快速定位方式G00（模态）

格式：G00 X Z ；

G00轨迹是直线，速度由系统确定，后面的坐标值为终点坐标值，应用于空行程、快进、快退，节省时间，提高效率。

2、直线插补指令G01（模态）

格式：G01 X Z F ；

*程序中首次出现的插补指令（G01、G02、G03）一定要有F指令，否则出错！

后续程序中如速度相同可省略。如速度改变不可省略。

3、圆弧插补指令G02、G03（模态）

G02--顺圆插补（在车床上为逆圆插补）