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1、数控车床编程与操作 抚州职业技术学院机电工程分院 揭小林第一部分 入门篇课题一 入门基本概述课题:入门基本概述课型：新知课教学时间：6节教学目的：、理解数控加工技术的应用及发展前景。2、理解数控的定义及数控车床的基本知识。3、理解数控车床的用途及分类。、理解数控车床 FANUC系统的编程和操作措施。重点：1、理解数控的定义及数控车床的基本知识。2、理解数控车床的用途及分类。难点：理解数控车床的用途及分类。教法教具:结合本校既有的数控车床进行现场参观教学。学法指引:结合学过的一般车床跟既有的数控车床进行比较学习。新课引入：教学内容：一、 数控机床的发展概况1、 数控机床发展的必要性 随着科学技术
2、和社会生产的迅速发展，机械产品日趋复杂，并且对于机械产品的质量和生产率的规定越来越高。在航天、造船和计算机等工业中，零件的精度高、形状复杂、批量小、改动频率高、加工困难,而老式的机械加工措施生产率低、劳动强度大，产品质量难以得到保证。因此，机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段之一。为理解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-数控机床应运而生。目前，数控加工技术与数控机床在工业生产中得到了广泛应用，成为机床自动化的一种重要发展方向。2、 数控机床的发展概况 随着数控机床技术的发展,数控系统不断更新、升级,机床构造和刀具材料也在不断变化。将来的数控机床
3、将向高速化发展,主轴转速、转位换刀速度将得到进一步的提高，刀架将实现迅速移动;工艺和工序将更加复合化和集中化；数控机床将向多轴、多刀架加工方向发展;通过区域化、网络化的控制,数控机床的生产实现长时间无人化,全自动操作；机床的加工精度及可靠性 也在向更高的水平发展。同步，数控车床的构造设计也更趋于简易。数控系统发展历史数控系统名称在世界上初次生产的年代在中国初次生产的年代第一代电子管数控系统(N）52年1958年第二代晶体管数控系统（NC)95年14年第三代集成电路数控系统1965年19年第四代小型计算机数控系统（CC）19年197年第五代微型解决器数控系统（MC)14年98年第六代基于工控P机
4、的通用CNC系统1990年92年二、 什么叫数控车床?数控车床又称为CNC(Compu ueri Contrl)车床,既用计算机数字控制的车床。数控车床是一种用数字化代码作指令，由数字控制系统进行控制的自动化车床。它是综合应用了电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、和机床设计等领域的先进技术成就而发展起来的一种新型自动化车床。二、数控车床的构成 数控车床重要有程序输入装置、数控系统、伺服系统、位置检测反馈装置和机床运动部件构成。1、输入装置 输入装置的方式：通过控制介质输入、手动输入、计算机与机床通讯方式传递输入等。(1)控制介质 控制介质就是由穿孔带或磁盘等存储数控程序的介质。2控制介质
5、大体分为纸介质（目前已经不用了)和电磁介质（涉及磁带和磁盘)。（2）手动输入手动输入是将数控程序通过数控机床上的键盘输入,程序内容将存储在数控系统的存储器内,使用时可以随时调用。(3)计算机与机床通讯方式传递输入 采用机床与计算机通信方式传递数控程序到数控系统中。、数控装置(1)数控装置是数控机床的中枢，一般由输入装置，控制器、运算器和输出装置构成。(2）数控装置是数控车床的核心部分，它将接受到的数控程序，通过编译、数学运算和逻辑解决后,输出多种信号到输出接口上。3、伺服系统 伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号,转换成机床移动部件的运动。接受数控装置输出的多种信号，通过度派,放大、转换等
6、功能,驱动各运动部件，完毕零件的切削加工。4、位置检测反馈装置 位置检测、速度反馈装置根据规定不断测定运动部件的位置或速度,转换成电信号传播到数控装置中,数控装置将接受的信号与目的信号进行相比较,运算，对驱动系统不断进行补偿控制，保证运动部件的运动精度。5、车床运动部件 机床的作用和通用机床相似，只是操作由数控系统去自动地完毕所有工作，由伺服器驱动伺服电动机带动部件运动，完毕工件与刀具之间的相对运动。三、数控车床工作过程数控车床工作大体分为下面四个环节:1、根据零件图规定的加工技术内容,进行数值计算、工艺解决和程序设计。、将数控程序按数控车床规定的程序格式编制出来,并以代码的形式完整记录在存储
7、介质上，通过输入（手工、计算机传播等)方式，将加工程序的内容输送到数控装置。、由数控系统接受来的数控程序（代码），NC代码是由编程人员在CA软件上生成或手工编制的,她是一种文本数据,体现比较直观,较容易地被编程人员直接理解，但却无法为硬件直接使用。数控装置将C代码“翻译”为机器代码,机器代码是一种由0和1构成的二进制文献，再转换为控制X、等方向运动的电脉冲信号，以及其他辅助解决信号，以脉冲信号的形式向数控装置的输出端口发出，规定伺服系统进行执行。、根据X、Z等运动方向的电脉冲信号由伺服系统解决并驱动机床的运动机构(主轴电动机、进给电动机等）动作，使车床自动完毕相应零件的加工。五、数控车床的特点
8、与应用1、与卧式车床相比，数控车床加工具有如下特点：（)自动化限度高（2）具有加工复杂形状能力()加工精度高,质量稳定(）生产效率高（5)局限性之处重要体现是规定操作者技术水平高，数控车床价格高,加工成本高，技术复杂，对加工编程规定高，加工中难以调节，维修困难等。2、数控车床加工合用范畴重要如下:（1）形状复杂、加工精度规定高，特别是较为复杂的回转曲线等方面的零件。(2）产品更换频繁，生产周期规定短的场合。（3)小批量生产的零件。(4)价值较高的零件等。六、数控车床重要的技术参数学习学校既有的广州数控车床重要技术参数（内容省略）。七、数控车床的使用条件、机床位置环境规定2、电源规定3、温度规定
9、、按阐明书的规定使用机床八、影响数控车床加工精度的因素1、 加工精度系 加工精度系是指零件加工后，其几何参数(尺寸、形状和位置）与抱负几何参数符合的限度。2、尺寸精度 尺寸精度是指零件表面自身的尺寸精度和表面间互相距离尺寸的精度。3、尺寸公差 尺寸公差是容许尺寸的变动量。它等于最大极限尺寸减去最小极限尺寸之差，或上偏差减去下偏差之差。、数控车床精度检查可分为几何精度的检查和形状精度的检查。(1）几何精度是指机床在不运转时部件之间互相位置精度和重要零件的形状精度、位置精度。(）工作精度是指机床在动态条件下,对工件进行加工时所反映出来的机床精度。 (）影响机床工作精度的重要因素为机床的变形和振动。
10、5、金属切削机床实验是为了检查机床的制造质量、加工性质和生产能力而进行的实验，重要进行空试实验和负荷实验。(1）机床的空转实验是在无载荷状态下运转机床，检查各机构的运转状态、温度变化、功率消耗以及操纵机构动作的灵活性、平稳性、可靠性和安全性。（2)机床的负荷实验是用以实验机床最大承载能力。九、数控车床的用途 数控车床是用来加工轴类或盘类的回转体零件的机床。数控车床可以自动完毕内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等切削加工，特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。 数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品品种和规格频繁变化的特点,可以满足新产品的开发和多中、小批量、生产自动化的规定，因此,被广
11、泛应用于机械制造业，例如,汽车制造厂、发动机制造厂等。十、数控车床的构造与分类数控车床按分类方式,如按安装方式、工艺解决方式、构造特点、伺服类型,经济特性等。可分为不同的数控车床。1、 按数控车床工件安装方式分为(）卧式数控车床 （2）立式数控车床 (3)立卧两用数控车床 2、按系统伺服方式可分为:(1）开环数控车床（2)闭环数控车床 (）半闭环数控车床 3、按数控车床构造上的特点可分为不同类型 的数控车床: (1)按主轴速度控制方式分为：1主轴、分级控制主轴数控车床 2 伺服主轴的数控车床 （）按卡盘夹紧形式分为：1手动卡盘数控车床2电动卡盘数控车床3液压卡盘数控车床 ()按床身构造形式分为
12、：1平床身数控车床 2斜床身数控车床 （4)按尾座构造分为：1一般尾座数控车床 2液压尾座数控车床 可编程尾座数控车床 （5)按刀架位置形式分为:1前置式刀架数控车床 后置式刀架数控车床 、按数控车床的综合性能分为： (1）经济型数控车床 (）普及型数控车床 (3)高档数控车床十一、FNUC数控系统简介 FANUC是日本产的系统是最先开发的控制微步步进电动机及全文数字交流伺服的经济型车床数控系统，其控制线路集成度高,采用了高速微解决器、超大规模可编程门阵列集成电路芯片，四层印制电路板，全中文液晶画面显示在控制面板上，将NC操作面板与机床操作面板集成一体,有极好的可靠性和易操作性。 FANC的控
13、制精度为0001m,能胜任多种高精度切削任务。 FANUC系统车床的编程和操作措施将在往后的章节中逐渐简介。【小 结】: 本次课重要简介了数控加工技术的应用及发展前景、数控的定义及车床的基本知识、数控车床的用途及分类，这部分内容规定学生理解。【课 外作 业】1.、什么叫数控?它与其她自动控制有哪些区别？2、什么叫数控车床?3、试述数控车床的工作原理?4、数控车床是如何分类的？它的构造重要由哪几部分构成?5、数控机床的特点重要有哪些?课题二 编程基本知识 2程序设计课题：程序设计课型：新知课教学时间:4节教学目的与规定:1、理解一种完整程序的基本构成。、会选择编程坐标系统。3、掌握G、S、F、T
14、功能的使用措施。重点：1、理解一种完整程序的基本构成。2、会选择编程坐标系统。3、掌握G、S、M、T功能的使用措施。难点:掌握G、S、F、T功能的使用措施。教法教具：课堂理论教学。学法指引:学生课前要先预习本节内容，课间要认真听教师授课，课后要复习巩固。新课引入:上一节课同窗们都解了数控车床的加工原理,那么数控车床之因此可以自动的加工工件因素是什么呢?从而引出加工程序的基本构成及编程的常用代码。教学内容:一、数控车床坐标轴与运动方向 为了简化编程和保证程序的通用性,对数控机床的坐标轴和方向命名制定了统一的原则，规定直线进给坐标轴,用X、Y、Z表达基本坐标轴,其互相关系用右手定则决定。1、 数控车床坐标轴和方向命名原则(1) 用右手直角笛卡儿坐标定义原则（见图3-1所示）图3-1直角坐标系(2)数控车床的坐标轴规定为传递切削动力的主轴线方向；X坐标轴规定为水平方向，X坐标的方向是在工件的径向上,且平行于横向滑板，规定远离卡盘中心方向为正方向。就（见图3-所示)
