数控车工竞赛小组教案1

1、数控车工竞赛小组教案授课人：张岩第1、2课时课题一 安全教育(一)、机床运转前的准备工作 准备工作 确保润滑部位（床头箱、导轨及丝杠等）都已加油。 查所有操纵手柄，并处于中间（空档）位置。 用手拨动主轴核实主轴处于空档位置。 检查传动V型皮带是否有适当的张紧力。 上列项目检查完毕后，输入指令使主电机正转，转动主轴箱前轴35分钟以溅起油润滑床头箱，在这段时间里主轴不应转动。 拨动齿轮并作正反转来检查每档转速，注意主电机转动时不要拨动齿轮，拨动齿轮前应停转主电机。机床的每档速度应平稳。 在手动状态下检查进给运动（X轴，Z轴）是否平稳，检查限位保护是否可靠。 根据情况，可编一个试运行程序（含主运动、

2、进给运动），让机床在无负荷状态下运行一段时间。（二）、润滑和冷却机床运动的时时刻刻所有的部位都应润滑，以保证机床良好的保养和长期的使用寿命。 床头箱润滑床头箱依靠齿轮和传动轴使油飞溅起来润滑，油通过回油系统在箱内流动。要更换床头箱的润滑油可卸下位于床头箱下部的放油塞。 导轨及丝杠润滑大小丝杠的润滑为油脂润滑。利用手动油泵可同时润滑床身导轨和横向滑板，每天操作机床前应将手动油泵按动数次。机床工作过程可根据情况用手动油泵打油润滑，还应经常检查油泵油箱的油量。 其它部位的润滑立式四工位刀架和尾架上有注油孔，要定时加油。大、小丝杠的推力轴承和步进电机减速箱以及滑移门等的滚动轴承均采用脂润滑。在检修机床

3、时可根据情况更换或补充润滑脂。机床使用的润滑油、润滑脂必须是清洁的。 冷却系统机床冷却系统由冷却泵和喷水软管组成。冷却泵装在水箱里。机床尾部床脚即为水箱。喷水软管可任意转动，使冷却效果最佳。冷却液经泵抽起后通过喷水软管喷向切削点，然后经过承屑盘中的过滤网流回水箱。（三）、主轴转速的调整机床的动力从主电机皮带轮通过V型皮带传到床头箱的中间轴，转速的改变是通过中间轴和主轴之间安装的一系列精密磨削的齿轮来达到。要改变主轴速度，只需要变换床头箱上的两个手柄，把其中之一从中间位置拨到床头箱速H铭牌所指示的所需速度位置即可。主电机为双电机，其高低由数控系统指令控制，主轴的正反转也由数控系统指令控制。（四）

4、、防护本机床防护采用半封闭式防护结构，前面为滑移门，可在机床全长上自由移动，既可有效地防止切屑和冷却液的飞溅，也便于变换主轴转速和上下工件。在推动滑移门的过程中，门未停止，手就不应放开。绝对禁止猛推滑移门。机床后面为挡屑板。挡屑板下为排屑口，既防切屑也方便排屑。 床头箱端面护板可防切屑侧面飞溅。大丝杠护板有效地防止各种杂物损伤丝牙。（五）、日常维护保养 每班工作后应擦净车床导轨面（包括中滑板和小滑板），要求无油污、无铁屑，并浇油润滑，使车床外表清洁和场地整齐。 要求车床三个导轨面及转动部位清洁、润滑，油眼畅通，油标油窗清晰，清洗护床油毛毡，并保持车床外表清洁和场地整齐等. 车床的润滑都采用30

5、号机油。主轴箱和溜板箱内的润滑油一般三个月更换一次，换油时应在箱体内用煤油洗清后再加油。（六）、安全操作规程 实习时，要穿好工作服、袖套、防护眼镜，女同学应戴工作帽。头发和辫子应塞入工作帽内。加工时，注意头与工件不能靠得太近。 数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控车床的使用环境、条件和工作参数等，严格按机床和系统和使用说明书要求正确、合理地操作机床。 数控车床的使用环境要避免光的直接照射和其它热辐射，避免太潮湿或粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀气体的场所。 为避免电源不稳定给电子元件造成损坏，数控车床应采取专线供电或增设稳压装置。 数控车床的开机、关机顺序，一定要

6、按照机床说明书的规定操作。主轴起动开始切削之前一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门。 在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。 机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。 加工程序必须经过严格检验方可进行操作运行。 手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。 加工过程中，如出现异常危急情况，可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。 机床发生事故，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。 数控机床的使用一定要有专人负责，严

7、禁其他人员随意动用数控设备。 要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。 不得随意更改数控系统内部制造厂设定的参数，并及时做好备份。 要经常润滑导轨、防止导轨生锈。使用冷却液时，要在车床导轨上涂上润滑油，冷却泵中的冷却液应定期调换。 使用带有手动机械变速的数控车床，车床在需要变速时，必须在停车状态下进行。 注意保护床身及导轨面，不允许在卡盘及床身上敲击或校直工件。床身上不准放置工具或工件，装卸较重工件，应用木板保护床面。 爱护工、夹、量具。工作时，工、夹、量具及工件，应尽可能靠近和集中在操作者周围。 车刀磨损后，要及时刃磨，用磨钝的车刀继续切削会增加车床负荷，甚至损坏机床。 下

8、班前，应清扫车床上及车床周围的切屑，并做好车床的清洁保养工作；应将大拖板退至床尾一端，并关闭电源。第 3、4课时教学课题： 课题二 数控系统操作面板实训教学目的： 熟悉华中世纪星HNC-21T车床数控系统操作面板上各功能键的作用； 熟悉华中世纪星HNC-21T车床数控系统各主功能菜单的作用及选择。教学重点及处理方法：重点：熟悉操作面板上各功能键的作用处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。教学难点及处理方法：难点：形成技能处理方法 ：多练习。 教学方法：讲解法、示范法、练习法教具： 数控车床时间分配： 讲授演示2学时巡回指导4学时课题二 数控系统操作面板实训一、课前准备数控车床七台，油壶七

9、个，钢尺七把，机油若干卡盘扳手七套二、开机、关机、急停 (一)、开机(1) 检查机床状态是否正常；(2) 检查电源电压是否符合要求，接线是否正确；(3) 按下“急停”按钮；(4) 机床上电；(5) 数控上电；(6) 检查风扇电机运转是否正常；(7) 检查面板上的指示灯是否正常；接通数控装置电源后，HNC-21T 自动运行系统软件。此时液晶显示器显示如图2-1 所示系统上电屏幕（软件操作界面），工作方式为“急停”。(二)、复位系统上电进入软件操作界面时，系统的工作方式为“急停”，为控制系统运行，需左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮使系统复位，并接通伺服电源。系统默认进入“回参考点”方式，软件操

10、作界面的工作方式变为“回零”。(三)、返回机床参考点控制机床运动的前提是建立机床坐标系，为此，系统接通电源、复位后首先应进行机床各轴回参考点操作。方法如下：(1) 如果系统显示的当前工作方式不是回零方式，按一下控制面板上面的“回零”按键，确保系统处于“回零”方式；(2) 根据X轴机床参数 “回参考点方向”，按一下“+X”（“回参考点方向”为“+ ”）或“-X”（“回参考点方向”为“-”）按键， X轴回到参考点后，“+X” 或“-X”按键内的指示灯亮；(3) 用同样的方法使用 “+Z” 或“-Z”按键，使Z轴回参考点。所有轴回参考点后即建立了机床坐标系。注意：(1) 在每次电源接通后，必须先完成

11、各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性；(2) 同时按下X Z 轴向选择按键，可使X 、Z 轴同时返回参考点；(3) 在回参考点前，应确保回零轴位于参考点的 “回参考点方向”相反侧（如X 轴的回参考点方向为负则回参考点前应保证X 轴当前位置在参考点的正向侧），否则应手动移动该轴直到满足此条件；(4) 在回参考点过程中，若出现超程，请按住控制面板上的“超程解除”按键，向相反方向手动移动该轴使其退出超程状态。(四)、急停机床运行过程中，在危险或紧急情况下，按下“急停”按钮，CNC 即进入急停状态，伺服进给及主轴运转立即停止工作（控制柜内的进给驱动电源被切断）；松开“急

12、停”按钮左旋此按钮（右旋此按钮，自动跳起），CNC 进入复位状态。解除紧急停止前，先确认故障原因是否排除，且紧急停止解除后应重新执行回参考点操作，以确保坐标位置的正确性。注意：在上电和关机之前应按下“急停”按钮以减少设备电冲击。(五)、超程解除在伺服轴行程的两端各有一个极限开关，作用是防止伺服机构碰撞而损坏。每当伺服机构碰到行程极限开关时，就会出现超程。当某轴出现超程（“超程解除”按键内指示灯亮）时，系统视其状况为紧急停止，要退出超程状态时，必须： (1) 松开“急停”按钮，置工作方式为“手动”或“增量”方式；(2) 一直按压着“超程解除”按键（控制器会暂时忽略超程的紧急情况）；(3) 在手动

13、(增量)方式下，使该轴向相反方向退出超程状态；(4) 松开“超程解除”按键。若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出错”，表示恢复正常，可以继续操作。注意：在操作机床退出超程状态时请务必注意移动方向及移动速率，以免发生撞机。(六)、关机(1) 按下控制面板上的“急停”按钮，断开伺服电源；(2) 断开数控电源；(3) 断开机床电源。三、操作面板各功能键的作用华中世纪星HNC-21T数控系统操作面板如图2-1所示。图2-1 华中世纪星HNC-21T数控系统操作面板（一）、显示器操作台的左上部为7.7 寸彩色液晶显示器（分辨率为640480 )，用于汉字菜单、系统状态、故障报警的显示和加工轨迹的图

14、形仿真。（二）、NC 键盘NC 键盘包括精简型MDI 键盘和F1F10 十个功能键。标准化的字母数字式MDI 键盘介于显示器和“急停”按钮之间，其中的大部分键具有上档键功能，当“Upper ”键有效时（指示灯亮），输入的是上档键。NC 键盘用于零件程序的编制、参数输入、MDI 及系统管理操作等。F1F10 十个功能键位于显示器的正下方。（三）、机床控制面板MCP标准机床控制面板的大部分按键（除急停按钮外）位于操作台的下部。“急停”按钮位于操作台的右上角。机床控制面板用于直接控制机床的动作或加工过程。（四）、软件操作界面HNC-21T 的软件操作界面如图2-2 所示。其界面由如下几个部分组成：图

15、2-2 HNC-21T 的软件操作界面1、图形显示窗口可以根据需要，用功能键F9 设置窗口的显示内容(请参见第七章)。2、菜单命令条通过菜单命令条中的功能键F1F10 来完成系统功能的操作。3、运行程序索引自动加工中的程序名和当前程序段行号。4、选定坐标系下的坐标值 坐标系可在机床坐标系/工件坐标系/相对坐标系之间切换； 显示值可在指令位置/实际位置/剩余进给/跟踪误差/负载电流/补偿值之间切换（负载电流只对11 型伺服有效）。5、工件坐标零点工件坐标系零点在机床坐标系下的坐标。6、倍率修调 主轴修调当前主轴修调倍率。 进给修调当前进给修调倍率。 快速修调当前快进修调倍率。7、辅助机能自动加工

16、中的M、 S、 T 代码。8、当前加工程序行当前正在或将要加工的程序段。9、当前加工方式、系统运行状态及当前时间。 工作方式：系统工作方式根据机床控制面板上相应按键的状态可在自动运行、单段运行、手动运行、增量运行、回零、急停、复位等之间切换； 运行状态：系统工作状态在“运行正常”和“出错”间切换； 系统时钟：当前系统时间。图2-3 菜单层次图2-4 HNC-21T 的功能菜单结构1.4 软件菜单功能操作界面中最重要的一块是菜单命令条。系统功能的操作主要通过菜单命令条中的功能键F1F10 来完成。由于每个功能包括不同的操作，菜单采用层次结构，即在主菜单下选择一个菜单项后，数控装置会显示该功能下的

17、子菜单，用户可根据该子菜单的内容选择所需的操作，如图1.4.1 所示。当要返回主菜单时，按子菜单下的F10 键即可。注意：本说明书约定用F1F4 格式表示在主菜单下按F1 ，然后在子菜单下按F4键。HNC-21T 的菜单结构如图图2-4 所示。五、实训内容 练习开机和关机； 练习操作面板上各功能键的使用； 练习各主功能菜单的选择。六、容易产生的问题和注意事项 电源接通前，要检查车床的防护门电箱门等是否关闭，检查主轴箱上油标的液面位置，检查切削液的液面是否高于水泵吸入口。 电源接通后，要检查电箱门轴流风机工作是否正常，急停按钮是否跳起，车床照明灯亮不亮。 将刀架退至车床X、Z轴导轨右端时，先将中

18、拖板退出，再退大拖板。若中拖板未退出，就退大拖板，刀架电机会撞到尾座，刀架电机容易被撞坏。 开、关机之间必须间隔15秒以上。 使用进给速度修调等旋钮开关时，用力不要过大，否则旋钮开关容易损坏。 在操作演示后，让学生逐个轮换练习一次，然后再分散练习。第5-8 课时教学课题： 课题三 手动操作实训教学目的： 熟悉“手动”主菜单的操作界面； 熟练掌握面板上手动操作键的使用； 熟练掌握用手动操作加工简单零件。教学重点及处理方法：重点：能用手动操作熟练加工工件处理方法：熟悉数控系统面板的操作后，多练习。教学难点及处理方法：难点：形成技能处理方法 ：多练习。 教学方法：讲解法、示范法、练习法教具： 数控车

19、床时间分配： 讲授演示2学时巡回指导2学时 课题三 手动操作实训一、课前准备：设备：数控车床7台材料：40的木棒工具：卡盘、刀架扳手各7套油壶7个刀具：直头外圆刀、切断刀各1把量具：300mm钢尺、1200mm游标卡尺二、面板手动操作键的使用在主功能菜单中选择5，即可进入“手动”操作主菜单，如图3-1所示。若配上手轮也可操作手轮。机床手动操作主要由手持单元和机床控制面板共同完成，机床控制面板如图3-1 所示。图3-1 机床控制面板（一）、坐标轴移动手动移动机床坐标轴的操作由手持单元和机床控制面板上的方式选择、轴手动、增量倍率、进给修调、快速修调等按键共同完成。1、点动进给按一下“手动”按键（指

20、示灯亮），系统处于点动运行方式，可点动移动机床坐标轴(下面以点动移动X 轴为例说明)：(1) 按压“+X” 或“-X”按键（指示灯亮），X轴将产生正向或负向连续移动；(2) 松开“+X”或“-X”按键（指示灯灭），X轴即减速停止。用同样的操作方法使用“+Z”、“-Z”按键可使Z 轴产生正向或负向连续移动。在手动运行方式下，同时按压X、Z方向的轴手动按键，能同时手动控制X、Z坐标轴连续移动。2、手动快速移动在手动进给时，若同时按压“快进”按键，则产生相应轴的正向或负向快速运动。3、手动进给速度选择在手动进给时，系统参数“最高快移速度”的三分之一，再乘上进给修调选择的进给倍率，就是进给速率。而系统

21、参数“最高快移速度”乘以快速修调选择的快移倍率，就是手动快速移动的速率。按压进给修调或快速修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），进给或快速修调倍率被置为“100%”。按一下“+”按键，修调倍率递增2%，按一下“-”按键，修调倍率递减2%。4、增量进给当手持单元的坐标轴选择波段开关置于“Off”档时，按一下控制面板上的“增量”按键（指示灯亮），系统处于增量进给方式，可增量移动机床坐标轴(下面以增量进给X 轴为例说明)：(1) 按一下“+X”或“-X”按键（指示灯亮），X轴将向正向或负向移动一个增量值；(2) 再按一下“+X”或“-X”按键，X轴将向正向或负向继续移动一个增量值。用同样的操作方法

22、，使用“+Z”、 “-Z”按键可使Z 轴向正向或负向移动一个增量值。同时按一下X、Z方向的轴手动按键，能同时增量进给X、Z坐标轴。5、增量值选择增量进给的增量值由机床控制面板的“1” 、“10” 、“100” 、“1000”四个增量倍率按键控制。增量倍率按键和增量值的对应关系如下表所示：注意：这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮），其余几个会失效（指示灯灭）。（二）、主轴控制主轴手动控制由机床控制面板上的主轴手动控制按键完成。1、主轴正转在手动方式下，按一下“主轴正转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速正转，直到按压“主轴停止”或“主轴反转”按键。2、主轴反转在手动方式下，按一

23、下“主轴反转”按键（指示灯亮），主电机以机床参数设定的转速反转，直到按压“主轴停止”或“主轴主转”按键。3、主轴停止在手动方式下，按一下“主轴停止”按键（指示灯亮），主电机停止运转。注意：“主轴正转”、“主轴反转”、“主轴停止”这几个按键互锁，即按一下其中一个（指示灯亮）,其余两个会失效(指示灯灭)。4、主轴点动在手动方式下，可用“主轴正点动”、“主轴负点动”按键，点动转动主轴：(1) 按压“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯亮），主轴将产生正向或负向连续转动；(2) 松开“主轴正点动”或“主轴负点动”按键（指示灯灭），主轴即减速停止。5、主轴速度修调主轴正转及反转的速度可通过主轴修调调

24、节：按压主轴修调右侧的“100%”按键（指示灯亮），主轴修调倍率被置为100%，按一下“+”按键主轴修调倍率递增2%，按一下“-”按键主轴修调倍率递减2%。（二）、机床锁住机床锁住禁止机床所有运动。在手动运行方式下，按一下“机床锁住”按键（指示灯亮）,此时再进行手动操作，显示屏上的坐标轴位置信息变化，但不输出伺服轴的移动指令，所以机床停止不动。注意：“机床锁住”按键只在手动运行方式下有效，在自动方式下无效。（二）、其他手动操作1、刀位转换在手动方式下，按一下“手动选刀”按键，系统会预先计数转塔刀架将转动一个刀位，依次类推，按几次“手动选刀”按键，系统就预先计数转塔刀架将转动几个刀位，接着按一下

25、“刀位转换”按键，转塔刀架才真正转动至指定的刀位。此为“预选刀”功能，可避免因换刀不当导致的撞刀。操作示例如下：当前刀位为1号刀，要转换至4号刀，可连续按“手动选刀”键3此，然后按“刀位转换”键，4号刀就会转至正确的位置。2、冷却启动与停止在手动方式下，按一下“冷却开停”按键，冷却液开（默认值为冷却液关），再按一下又为冷却液关，如此循环。3、卡盘松紧在手动方式下，按一下“卡盘松紧”按键，松开工件（默认值为夹紧），可以进行更换工件操作，再按一下又为夹紧工件，可以进行加工工件操作，如此循环。三、实训内容（一）、练习图1，如图3-2所示。图3-2 单向台阶轴加工步骤： 用三爪卡盘装夹工件，并将工件伸

26、出110mm左右，工件夹紧后随手将卡盘扳手取下。 主轴调速手柄调到750转/分，用主轴正转开关启动主轴正转，用主轴停开关停止主轴旋转，用主轴反转开关启动主轴反转。 在数控系统操作面板上按 “手动”键，实现手动操作。 练习进给速度修调开关的使用，熟悉手动进给速度。 练习点动移动的操作和点动量的选择；练习坐标值的清零。 完成图3-4 单向台阶轴的加工，加工工艺与在普通车床上加工一样。（二）、练习图2，如图3-3所示。 图3-3 双向台阶轴（三）、练习要求 由学生用手动操作独立完成零件的加工。 按图纸精度要求完成图3-4、图3-5台阶轴的加工。 检查质量合格后切下工件交件待检。四、容易产生的问题和注

27、意事项 车削前应检查工件装夹是否牢靠，刀具是否装夹紧固，卡盘扳手是否取下。 车削前应检查主轴箱手柄位置， 操作机床时，注意力要集中，以防拖板、刀架等碰撞。并将行程挡块调在安全位置，当发生超程时，起到保护机床的作用。 手动操作移动刀具时，应注意调节进给速度修调开关，选择一个合适的快进速度。当刀具远离工件时可选择一个较快的速度；当刀具快要移动到工件附近时，降低快进速度，以防刀具速度过快撞到工件上，发生安全事故。 点动操作时，在方向键上快速按一下后立即松开，如一直按住，则机床将连续运行直到手松开为止。 数控系统接通电源后第一次启动主轴必须用S指令和M3、M4指令启动，主轴正、反转开关无效。 不能由主

28、轴正转直接变为主轴反转，必须要先停稳车后再变换转速。 车床未停稳，不能使用量具测量工件。 必须使用手动操作完成零件的加工，以提高手动操作熟练程度，形成技能。 教师操作演示后，学生分组练习。第 9、10课时教学课题： 课题四 手动数据输入操作实训教学目的： 掌握常用的G、M、F、S、T指令的编程格式和使用 熟练掌握手动数据输入操作的使用方法； 熟练掌握用手动数据输入操作加工简单零件。教学重点及处：重点：掌握常用的G、M、F、S、T指令的编程格式和使用处理方法：多练习指令的使用教学难点及处理方法：难点：指令的熟练使用和车床加工工艺处理方法：先进行普车实习教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具：

29、 数控车床 课题四 手动数据输入操作实训一、课前准备设备：数控车床7台材料：40的木棒工具：卡盘、刀架扳手各7套油壶7个刀具：直头外圆刀、切断刀各5把量具：300mm钢尺、1200mm游标卡尺二、常用的G、M功能和F、S、T功能指令(一)、常用的G功能 G00快速定位编程格式：G00 X（U） Z（W） G00用于使刀具从当前位置以设定的快速度同时位移到目标位置。目标位置由X（U）、Z（W）来设定。不运动的坐标可以省略，省略的坐标轴不动作。图4-1 快速定位示意图如图5-1所示，假设刀具原处于点处，该点坐标值为X=500， Z=500，如欲将刀具快进到点处，该点坐标值为X=300， Z=100

30、。 绝对编程为：G00 X100 Z300 增量编程为：G00 U-400 W-200 刀具的运动轨迹如图实线所示。假设刀具原处于点处，欲将刀具快时到点处，则： 绝对编程为： G00 X500 Z500 增量编程为： G00 U400 W200刀具的运动轨迹如图虚线所示。 G01直线插补 编程格式：G01 X（U） Z（W） F G01用于切削加工时的直线插补运动。使刀具从当前位置以F设置的进给速率直线运动至目标位置，目标位置由X（U）、Z（W）设置。不运动的坐标可以省略，省略的坐标不动作。图4-2 直线插补如图5-2所示，假设原刀具处于点处，设点坐标值为X=16， Z=210，并将刀具以20

31、0毫米/分的进给速率移动到点处，该点坐标值为X=120， Z=200。 绝对编程： G01 X120 Z20 F200 增量编程： G01 U104 W-190 F200 刀具轨迹如图实线所示。假设刀具原处于点处，将刀具以同样的速率移动到点处则： 绝对编程： G01 X16 Z210 F200 增量编程： G01 U-104 W190 F200 刀具轨迹如图虚线所示。进给速度F 为模态，后续的G01、G02、G03等指令均可继承，直到被新指令终止。 G04程序延时编程格式：G04 P G04用于程序执行过程中的延时，即当程序执行到本程序段时，系统按P设置的时间延时，延时结束后，继续执行下一段程

32、序。在延时期间，系统处于暂停状态。G04的取值范围为0.0199.99秒。例如： G04 F2.0 执行到本程序段时，系统暂停工作。在G04作用期间，暂停键对G04指令同样有效。 尺寸单位选择G20、G21格式： G20G21说明：G20：英制输入制式；G21：公制输入制式；两种制式下线性轴、旋转轴的尺寸单位如表3.3 所示。表4-1 尺寸输入制式及其单位G20、G21 为模态功能，可相互注销，G21 为缺省值。 进给速度单位的设定G94、G95格式： G94 F_ ；G95 F_ ；说明：G94：每分钟进给；G95：每转进给。G94 为每分钟进给。对于线性轴，F 的单位依G20/G21 的设

33、定而为mm/min 或in/min；对于旋转轴，F 的单位为度/min。G95 为每转进给，即主轴转一周时刀具的进给量。F 的单位依G20/G21 的设定而为mm/r 或in/r。这个功能只在主轴装有编码器时才能使用。G94、G95 为模态功能，可相互注销，G94 为缺省值。 绝对值编程G90 与相对值编程G91格式： G90G91说明：G90：绝对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于程序原点的。G91：相对值编程，每个编程坐标轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。绝对编程时，用G90 指令后面的X、Z 表示X 轴、Z 轴的坐标值；增量编程时， 用U、W 或G91 指

34、令后面的X、Z 表示X 轴、Z 轴的增量值；其中表示增量的字符U、W 不能用于循环指令G80、G81、G82、G71、G72、G73、G76 程序段中，但可用于定义精加工轮廓的程序中。G90、G91 为模态功能，可相互注销，G90 为缺省值。例1 如图3.3.1 所示，使用G90、G91 编程：要求刀具由原点按顺序移动到1、2、3 点，然后回到原点。图4-3 G90/G91 编程选择合适的编程方式可使编程简化。当图纸尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对方式编程较为方便；而当图纸尺寸是以轮廓顶点之间的间距给出时，采用相对方式编程较为方便。G90、G91 可用于同一程序段中，但要注意其顺序所造成的差

35、异。 G92建立工件坐标系编程格式：G92 X Z 在G92指令中，X、Z值设定了当前刀具点位置在坐标系中的坐标值，从而重新确定了绝对坐标系中的原点位置。该指令应位于程序中的第一个程序段， X、Z不可缺省。当程序启动时，如果第一段程序是G92指令，那么执行后刀具不运动，只是当前点被置为X、Z的设定值，并默认与参考点重合。图4-4 工件原点的确定例如1：N0010 G92 X200 Z300 到绝对坐标原点为例如2：N0010 G92 X200 Z10 到绝对坐标原点为(二)、常用的M功能辅助功能在编程中书写格式为M ，用字母M后跟两位数字表示。M功能的作用：M功能可用于控制程序的运行，控制机床

36、的动作以及确定刀具状态。下面就M功能作详细说明： M00程序暂停M00用于程序运行时的暂停，按启动键，程序可继续执行。 M02程序结束M02表示加工程序结束。用户可以进行其它功能操作或重新启动加工。 M03主轴正转M03用于在程序中设定主轴顺时针方向转。 M04主轴反转M04用于在程序中设定主轴逆时针方向转。 M05主轴停止M05用于在程序中设定主轴停止旋转。 M07冷却液开M07用于在程序中设定打开冷却液。 M09冷却液关M09用于在程序中设定关闭冷却液。 M20自动循环M20用于程序结束后，又自动从程序开头循环执行。 M30主轴停止，程序结束M30表示程序结束，同时主轴停止旋转。 (三)、

37、F功能 快进速度用G00指令快速定位的速度是在参数设定中设定的，也是机床运行速度最高限。程序不需要指定。当使用倍率修调时，25%、50%、75%、100%有效。 切削速度用指令G01、G02、G03等切削运动时，其进给的速度是由F和后面的数值给定的。设置范围为19999.999毫米/分。倍率修调25%200%，其进给速度最高不超过快进速度。手动方式下，进给倍率开关指以手动连续进给的速度。切削进给通常是控制切线方向的速度，使之达到指定的速度的值。(四)、S功能编程格式： S 本功能由S及后面四位数字组成。 (五)、T功能通常加工一个零件总是需要计算所使用刀具的长度和半径，使加工按实际需要的轮廓切

38、削。若事先将刀具的长度及半径存贮到CNC的刀具参考表中，则任何时候选用刀具都能通过程序指令（例T0303）自动进行换刀，自动进行长度补偿，自动半径补偿（G41/G42/G40），而无需进行烦琐的计算。编程格式： T 本指令由T和后面四位数组成，前两位数字可以直接指令换刀及按所换刀号取得刀具半径补偿，后面两位数字直接指令刀具长度补偿。在程序中刀具补偿的书写格式为T_ _ _ _ ,用字母T及后面四位数字表示,前面两位是刀具号,最多可设10个（0110），00表示不取刀号及半径，即默认半径为0。一但选定刀号，则系统自动换刀，并默认对应半径为当前半径补偿值。后两位是刀具长度补偿号，也是10组（011

39、0）。00表示取消刀补。当T00_ _时，表示取消刀具号及某半径，但无换刀动作，当T_ _00时，表示执行取消原来刀具长度补偿，返回对刀参考点。 在刀具补偿中的参数设置表中，刀具半径与刀具号是一 一对应的。但刀具长度补偿号可以不对应刀具号，（例T0203）此适用一把刀对应多组补偿量情况（如T0101，T0102）。三、手动数据输入的面板操作在图2-2所示的主操作界面下，按F3 键进入MDI 功能子菜单。命令行与菜单条的显示如图4-4 所示。图4-5 MDI 功能子菜单在MDI 功能子菜单下，按F6 进入MDI 运行方式，命令行的底色变成了白色，并且有光标在闪烁，如图4-5 所示。这时可以从NC

40、 键盘输入并执行一个G 代码指令段，即“MDI 运行”。图4-6 MDI 运行注意：自动运行过程中，不能进入MDI 运行方式，可在进给保持后进入。1、输入MDI 指令段MDI 输入的最小单位是一个有效指令字。因此输入一个MDI运行指令段可以有下述两种方法：(1)一次输入，即一次输入多个指令字的信息；(2)多次输入，即每次输入一个指令字信息。例如：要输入“G00 X100 Z1000” MDI 运行指令段，可以：(1)直接输入“G00 X100 Z1000 ”并按Enter键，图3.5.2 显示窗口内关键字G、X、Z 的值将分别变为00、100、1000；(2)先输入“G00”并按Enter键，

41、图3.5.2 显示窗口内将显示大字符“G00”再输入“X100”并按Enter键，然后输入“Z1000”并按Enter键，显示窗口内将依次显示大字符“X100”、“Z1000”。在输入命令时，可以在命令行看见输入的内容，在按Enter键之前发现输入错误，可用BS、键进行编辑；按Enter键后，系统发现输入错误，会提示相应的错误信息，此时可按F2键将输入的数据清除。2、运行MDI 指令段在输入完一个MDI 指令段后，按一下操作面板上的“循环启动”键，系统即开始运行所输入的MDI 指令。如果输入的MDI 指令信息不完整或存在语法错误，系统会提示相应的错误信息，此时不能运行MDI 指令。3、修改某一

42、字段的值在运行MDI 指令段之前，如果要修改输入的某一指令字，可直接在命令行上输入相应的指令字符及数值。例如：在输入“X100”并按Enter键后，希望X值变为109，可在命令行上输入“X109”并按Enter键。4、清除当前输入的所有尺寸字数据在输入MDI 数据后，按F2键可清除当前输入的所有尺寸字数据（其他指令字依然有效），显示窗口内X、Z、I、K、R 等字符后面的数据全部消失。此时可重新输入新的数据。5、停止当前正在运行的MDI 指令在系统正在运行MDI 指令时，按F1 键可停止MDI 运行。四、实训内容（一）、练习图1，如图5-7所示。 图4-7 单向台阶轴（二）、练习图2，如图5-8

43、所示。图4-8 锥轴（三）、练习要求 由学生用手动数据输入操作独立完成零件的加工。 按图纸精度要求完成图5-7、图5-8台阶轴的加工。 检查质量合格后切下工件交件待检。五、容易产生的问题和注意事项 用G00编程时，也可以写成G0。类似地，像G01、G02、G03、G04等指令，前面的0均可省略。 快进速度在参数设置中设定，不能使用F指令。 系统CNC计算R是依据相对起点坐标的I、K值计算的。 系统过象限时自动间隙补偿，并无停顿插补。 速度设定范围同直线插补G01指令（19999.999毫米），并可模态继承G01的速度，省略编程F指令。 当G01、G02、G03指令连用时，F指令只需设定一次，后

44、续的F指令可以省略，即保持模态，直到新值取代。 在用手动数据输入操作加工零件前，数控系统的加工原点与编程原点必须重合，如果不重合一定不能加工，否则会发生安全事故。 用手动数据输入操作加工零件时，如果切削速度不合适，可用进给速度修调开关调节。 教师操作演示后，学生分组练习。第11、12课时教学课题： 课题五 数控车床程序的编制教学目的： 了解数控车床的编程特点和掌握数控编程步骤； 掌握工件坐标系的设定； 熟练掌握台阶轴及带外锥的零件的数控程序编制方法； 熟悉“编程序”主菜单的操作界面；教学重点及处：重点：熟练掌握数控程序编辑的方法处理方法：多练习编程教学难点及处理方法：难点：车床加工工艺处理方法

45、：先进行普车实习教学方法：集中讲授、示范操作、分散练习教具： 数控车床 课题五 数控车床程序的编制一、数控机床的坐标系与原点为了保证数控机床的正确运动，避免工作的不一致性，简化编程和便于培训编程人员，ISO和我国都统一了数控机床坐标轴的代码及其运动的正、负方向，这给数控系统和机床的设计、使用和维修带来了极大的方便。(一)、坐标系的确定原则我国机械工业部1982年颁布了JB305282标准，其中规定的命名原则如下： 刀具相对于静止工件而运动的原则 这一原则使编程人员能在不知道是刀具移近工件还是工件移近刀具的情况下，就可依据零件图样，确定机床的加工过程。 标准坐标(机床坐标)系的规定 在数控机床上

46、，机床的动作是由数控系统来控制的，为了确定机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的方向和运动的距离，这就需要建立一个坐标系才能实现，这个坐标系就称为机床坐标系。标准的机床坐标系是一个右手笛卡尔直角坐标系，如图4-1所示。在图中，大拇指的方向为X轴的正方向，食指为Y轴的正方向，中指为Z轴正方向。图4-2、图4-3分别给出了卧式车床和立式铣床的标准坐标系。根据右手螺旋方法，我们可以很方便地确定出A、B、C三个旋转坐标的方向。图5-1 右手笛卡尔直角坐标系 运动方向 数控机床的某一部件运动的正方向，是增大工件和刀具之间距离的方向。(二)、坐标轴的指定 Z坐标Z坐标的运动由传递切削力的主轴决

47、定，与主轴轴线平行的坐标轴即为Z坐标。对于车床、磨床和其它成形表面的机床是主轴带动工件旋转；对于铣床、镗床、钻床等是主轴带动刀具旋转。如图4-2、图4-3所示。如果没有主轴(如牛头刨床)，Z轴垂直于工件装夹平面。图5-2 数控车床 图5-3 数控立式升降台铣床Z坐标的正方向为刀具远离工件的方向。 X坐标X坐标一般是水平的，它平行于工件的装夹平面。这是在刀具或工件定位平面内运动的主要坐标。对于工件旋转的机床(如车床、磨床等)， X坐标的方向是在工件的径向上，且平行于横向滑板，刀具离开工件旋转中心的方向为X轴正方向，如图4-2所示。对于刀具旋转的机床(如铣床、镗床、钻床等)，从刀具向立柱看，右手方

48、向为X运动的正方向，如图4-3所示。 Y坐标Y坐标垂直于X、Z坐标轴。Y运动的正方向根据X和Z坐标的正方向，按右手笛卡尔直角坐标系来判断。 (三)、编程坐标系编程坐标系是编程人员在编程过程中使用的，由编程人员以工件图样上的某一固定点为原点所建立的坐标系，又称为工件坐标系或工作坐标系，编程尺寸都按工件的尺寸确定。(四)、坐标系的原点在确定了机床各坐标轴及方向后，还应进一步确定坐标系原点的位置。 机床原点机床原点是指在机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准参考点。在数控车床上，一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。如图4-4a

49、所示。图中O1即为机床原点。 a) b)图5-4 数控车床坐标系原点a) 数控车床机床原点及加工原点 b) 编程原点 编程原点编程原点是指根据加工零件图样选定的编制零件程序的原点，即编程坐标系的原点。如图4-4b中所示的O2点。 加工原点加工原点也称程序原点。是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床原点坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后的加工原点及程序要求进行自动加工的。加工原点如图4-4a中的O3所示。 机床参考点机床参考点是指刀架中心退离距机床原点最远的一个固定点。该点在机床制造厂出厂时已调好，并将数据已输入到数控系统中。一般在车床上使用参考点。二、编程格式(一)、数

50、控编程中的有关规则及代码为了满足设计、制造、维修、和普及的需要，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式等方面，国际上已形成了两种通用的标准，即国际标准化组织(ISO)标准和美国电子工程协会(EIA)标准。我国机械工业部根据ISO标准制定了JB305082数字控制机床用的七单位编码字符、JB305182数字控制坐标和运动方向的命名、JB320883数字控制机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M代码。但是由于各个数控机床生产厂家所用的标准尚未完全统一，其所用的代码、指令及其含义不完全相同，因此，在数控编程时必须按所用数控机床编程手册中的规定进行。目前，数控系统中常用的代码有ISO代码和EIA代码。(二)、字与字的功能类别字是程序字的简称，在这里它是机床数字控制的专门术语。它的定义是：一套有规定次序的字符，可以作为一个信息单元存储、传递和操作，如X160就是一个“字”。一个字所含的字符个数叫做字长。常规加工程序中的字都是 由一个英文字母与随后的若干位10进制数字组成。这个英文字母称为地址符。地址符与后续数字间可加正、负号。 程序字按其功能的不同可分为7种类型，它们分别称为顺序号字、准备功能字、尺寸字、进给功能字、主轴转速功能字、刀具功能字和辅助功能字。 顺序号字它也叫程序段号或程序段序号。顺序号位于程