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1、科文学院机制专业数控原理与系统 实验指导书季广中 编徐州师范大学机电工程学院目录实验一 刀具半径补偿轨迹验证1实验二 逐点比较法插补程序编制5实验三 HED-21S 数控综合实验台原理8实验四 数控机床典型数控系统原理111实验一 刀具半径补偿轨迹验证一、实验目的 1. 了解刀具半径补偿指令在数控铣床轮廓编程中的应用和意义。 2. 了解和掌握刀具半径补偿原理及刀具半径转接类型的判别。 3. 掌握刀具半径补偿轨迹转接点的坐标计算。二、实验设备和工具 1. XKA5032A、XKA714 数控铣床 2. 坐标纸、画笔等三、实验内容 若铣刀直径为 16mm，加工路线为 ABCDEFGHIA，O1 为
2、起刀点，作出直线 过渡型刀具中心轨迹，并给出相关转接点坐标值（包括刀补建立、刀补进行和刀 补撤销三种情况） 。图中各点坐标如下（单位为 mm） ： O1(7,30)，A(30,33)，B(44,50)，C(64,30)，D(82,30) E(98,46)，F(92,28)，G(100,15)，H(53,16)，I(35,20)四、实验原理 1根据拐角的不同，刀具半径补偿转接类型一般可分三种： （1）当 090时，刀具半径补偿在此处的转接方式为插入型。 （2）当 90180时，刀具半径补偿在此处的转接方式为伸长型。 （3）当 180360时，刀具半径补偿在此处的转接方式为缩短型。 2根据转接类型
3、不同确定刀具中心轨迹，应用相应计算公式即可计算得出相应2的转接点坐标。五、实验步骤 1.根据上图加工轨迹编程并调试。 2.在数控铣床工作台上放置坐标纸，在主轴安装画笔替代立铣刀。 3.启动数控系统按所编程序模拟进给运动，并在坐标纸上画出刀具中心运动轨 迹。 4.所画轨迹与理论计算轨迹对比，检查是否一致。 5.换用不同刀偏值，重新执行程序，观察刀具中心轨迹有何变化。3刀具半径补偿轨迹验证实验报告班级 _姓名_学号_同组实验人姓名_实验日期_一、实验记录1.实验程序2.刀具中心轨迹图4二、实验分析1.2.三、思考题1设置不同刀偏时，刀具中心轨迹有何变化？2应用刀具半径补偿功能在编程操作中的意义？成
4、绩评定_指导教师_5实验二逐点比较法插补程序编制一、实验目的 1. 了解和掌握逐点比较法直线插补和圆弧插补原理及算法流程。 2. 用 C 语言（或其他高级语言）编写逐点比较法直线和（或）圆弧插补程序。 3. 掌握高级语言编制复杂程序与程序调试。二、实验设备和工具 1. PC 机 2. Turbo C 2.0 软件三、实验内容 用 C 语言（或其他高级语言）编写逐点比较法直线和（或）圆弧插补程序， 使程序界面良好，操作方便，插补结果可图形化输出。四、实验原理 1. 逐点比较法插补过程每一步都要经过四个节拍：偏差判别、坐标进给、偏差 计算、终点判别。 2. 逐点比较法直线插补和圆弧差补判别式的构造
5、及递推式的推导参见教材相关 章节。 3. Turbo C 的图形设计。Turbo C 提供了一个具有几十个图形函数的函数库 GRAPHICS.LIB，其原型都在包含文件 GRAPHICS.H 中列出。为了使这些函数能正 常工作，需要在每个使用图形函数的模块前面加上包含预处理语句： #include “graphics.h” Turbo C 图形函数库中所提供的函数包括 7 类：图形系统控制函数、画线和 填充函数、 管理屏幕和视口函数、 字符输出函数、 颜色控制函数、 错误处理函数、 状态查询函数，具体可参考 Turbo C “帮助” 。五、实验步骤 1. 分析逐点比较法直线插补和圆弧查补的原理
6、及软件流程。 2. 练习 Turbo C 编译器，掌握其应用。 3. 应用 C 语言或其他高级语言编写插补程序并调试。 4. 优化程序，改进算法。6逐点比较法插补程序编制实验报告班级 _姓名_学号_同组实验人姓名_实验日期_一、实验记录1.2.二、实验分析1.2.三、实验程序7成绩评定_指导教师_8实验三HED-21S 数控综合实验台原理一、实验目的 1.了解和掌握华中世纪星数控系统基本操作。 2.了解 HED-21S 数控综合实验台的机械结构组成。 3.了解 HED-21S 数控综合实验台进给驱动与主轴驱动部分组成、功能和原理。 4.了解 HED-21S 数控综合实验台输入、输出信号的连接。
7、二、实验设备和工具 1.HED-21S 数控综合实验台 2.数字式万用表、示波器等三、实验内容 1.HED-21S 数控综合实验台之 XY 工作台结构、工作原理。 2.绘制 XY 工作台进给驱动系统电路框图，区别步进驱动和闭环驱动的特点。 3.绘制主轴驱动系统电路框图。四、实验原理 1. HED-21S 数控综合实验台之 XY 工作台为 X 轴、Y 轴两轴工作台，两轴分别由 步进电机和交流同步伺服电机驱动，经联轴器、丝杠螺母副驱动工作台正反向运 动。 2.数控系统根据有无位置检测装置及位置检测装置的安装位置的区别， 可分为开 环数控系统、全闭环数控系统和半闭环数控系统。 3.开环系统中无位置检
8、测和反馈装置，一般采用步进电机作为执行元件。闭环系 统和半闭环带有位置检测反馈装置，因此精度较高，常采用交流或直流伺服电机 作为执行元件。 4.试验台上开关量的输入输出采用输入输出板连接，匹配了输入输出信号， 并提高了数控系统的抗干扰能力。五、实验步骤 1.练习华中世纪星数控系统基本操作。 2.绘制 XY 工作台结构简图。 3.绘制 XY 工作台进给驱动和主轴驱动系统电路框图。 4.验证 HED-21S 数控综合实验台开关量输入输出通道的电路连接。9实验报告班级 _姓名_学号_同组实验人姓名_实验日期_一、实验记录1.XY 工作台结构简图2.XY 工作台进给驱动和主轴驱动系统电路框图。10二、
9、实验分析1.2.三、思考题1HED-21S 数控综合实验台进给系统具有几种类型？为什么这么安排？成绩评定_指导教师_11实验四 数控机床典型数控系统原理一、实验目的 1. 了解经济型数控车床 SIEMENS 802S 数控系统组成及工作原理。 2. 了解数控铣床 FANUC 0i 数控系统组成及工作原理。二、实验设备和工具 1. CJK6136MATE 数控车床、XKA714 数控铣床 2. 数字式万用表、示波器等三、实验内容 1. 了解 CJK6136MATE 数控车床 SIEMENS 802S 数控系统组成及工作原理，绘 制系统电路框图。 2. 了解 XKA714 数控铣床 FANUC 0
10、i 数控系统组成及工作原理，绘制系统电路 框图。四、实验原理 1. 开环系统无位置检测反馈装置，控制较为简单，调试维修方便，但精度和速 度受到限制。 2. 闭环和半闭环系统具有位置检测和反馈通道，因此控制较为复杂，调试维修 困难，成本高，因其具有位置反馈装置，其控制精度较高。五、实验步骤 1. 查阅 CJK6136MATE 数控车床说明书，结合实际机床了解 SIEMENS 802S 数控系统组成及工作原理，绘制系统电路框图。 2. 查阅 XKA714 数控铣床说明书，结合实际机床了解 FANUC 0i 数控系统组成 及工作原理，绘制系统电路框图。12数控机床典型数控系统原理实验报告班级 _姓名_学号_同组实验人姓名_实验日期_一、实验记录1.绘制 CJK6136MATE 数控车床 SIEMENS 802S 数控系统组成框图。132.绘制 XKA714 数控铣床 FANUC 0i 数控系统组成框图。成绩评定_指导教师_
