数控编程机加工技术总结

数控编程机加工技术总结

数控编程机加工技术总结

一名词解释

1数值控制：是用数字化信号进行控制的一种方法。2数控机床：装备了数控系统的机床。

3插补：数控系统按一定的方法确定刀具运动轨迹的过程。

4机床原点；机床坐标系的原点。机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参考点的基准点。

5机床参考点：是机床坐标系中一个固定不变的位置点，是用于对机床工作台、滑板与刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点。

6机械原点：又叫机床原点，它是机床坐标系的原点。该点是机床上的一个固定的点，其位置是由机床设计和制造单位确定的，通常用户不允许改变。机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参考点的基准点。

7程序原点：也是工件零点。为了编程方便，在工件图样上设置一个坐标系，坐标系的原点就是工件原点。

8刀位点：在编制加工程序时用以表示刀位置的特征点。9对到点：是加工零件时刀具相对于零件运动的起点。

10机床坐标系：为了确定刀具或工件在机床中的位置，确定机床运动部件的位置及其运动范围。统一规定数控机床坐标系各轴的名称及其正负方向，可以简化数控程序编制，并使编制的程序对同类型机床有互换性。

11刀具路径：又叫走刀路径。刀具相对工件运动的轨迹和方向。

12数控：即数字控制在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。

13工件坐标系：用来确定工件几何形体上各要素的位置而设定的坐标系。

14脉冲当量：数控装置每输出一个脉冲，机床的执行部件移动一个基本长度单位。15数控加工程序：从数控系统外部输入的直接用于加工的程序。16编程原点：是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程的点。二识记

1计算机数字控制系统都是由输入、决策、输出三个环节组成。2数控系统与机床本体的结合体称为数控机床，变化的本质就在于用数控系统实现了加工过程的自动化操作。

3数控系统是由输入/输出装置、数控装置、伺服系统、机床电器控制装置四部分组成，机床本体为被控对象。

4数控装置将数控加工程序按两类控制信息分别输出：一类是连续量，送往驱动控制装置，另一类是开关量，送往机床电器逻辑控制装置。

5数控机床的分类：（1）按机械运动的轨迹分：点控制系统、直线控制系统和连续控制系

统。

（2）按伺服系统的类型分：开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系

统。

（3）按控制坐标数分：两坐标数控机床、三坐标数控机床和多坐标数控机床。（4）按数控系统的功能水平分：高级型、普及型、经济型三类。

(5)按数控机床的加工方式分：金属切削类、金属成形类、特种加工类和其他类。

6计算机数控机床工作过程的主要任务是进行刀具和工件之间相对运动的控制。7脉冲增量插补算法，这类插补算法的特点是每次插补的结果仅产生一个单位的行程增量，以单位脉冲的形式输出给以步进电动机作为执行元件的开环数控系统，属于这类算法的有逐点比较法，数字积分法等；数控采样插补算法，这类补算法的结果不在是单个脉冲，而是位置增量的数字量，适用于以直流或者交流伺服电动机作为执行元件的闭环或者半闭环数控系统。

8按照有无检测反馈环节，数控机床进给伺服驱动装置可以分为开环和闭环两大类：闭环型驱动检测装置的位置不同，可以分为半闭环和全闭环两种。

9数控系统中，采用PLC实现控制时，可分为独立型和内装型；PLC内部一般采用循环扫描工作方式，用户程序扫描过程序分为输入样式阶段、程序执行阶段、输出控制阶段。10数控系统软件必须完成管理和控制两种不同性质的任务，具有多任务性、实时性和并行性等特点。

11数控加工程序的输入方式有纸带阅读机输入、键盘输入、存储器输入、通信输入四种方式。

12HNC-1T车削系统有自动、单段、手动、步进、等工作方式选择。13数控车床的固定循环一般分为单一固定循环和复合固定循环。

14刀位点是在编制加工程序时用以表示刀具位置的特征点。对于端铣刀、立铣刀和钻头来说，是指它们的底面中心；对于球头铣刀，是指球头球心、对尖头车刀和镗刀，是指其刀尖。

15数控加工的基本编程方法是用点定位指令编写接近或离开工件等空行程轨迹，用编写工件轮廓的切削进给轨迹。

16程序段的格式有字地址可编程序段格式、分隔符固定顺序程序段格式两种。对于前一种格式而言，程序段由插补指令构成、指令字又由地址符和带符号或不带符号的数值组成。17工件零点可确定工件坐标系原点。数控机床在加工过程中如果需要换刀，则需要预先设置对刀点并编入程序。

18刀具补偿分为刀具长度补偿和刀具半径补偿两大类。补偿的目的在于简化数控加工程序的编制，其计算的基本原理是根据被加工零件的几何形状和刀具参数，在刀具的方向或方向计算其补偿，并在轮廓转接处作相应的过渡处理。三问答题

1.机床控制方式有哪几种？它们的工作原理是怎样？

根据伺服系统测量反馈形式可分为：开环控制、半闭环控制、闭环控制、混合环控制A开环控制：指伺服系统不带测量反馈装置的控制方式，驱动装置一般采用步进电机

B半闭环控制：将检测装置安装在伺服电机或滚珠丝杆轴端，检测它们的角位移和转速并反馈到数控装置，由角位移间接推算出工作台或刀具的位移和位移速度

C闭环控制：机床工作台或机架上装有位置检测装置，检测刀具或工作台的实际位移值并及时反馈至数控装置中与位移指令值进行比较，根据两者的差值得到伺服电机的控制指令D混合环控制：半闭环控制和闭环控制的混合形式2．Fmc中的柔性是什么？在生产中有何意义？

柔性是指能够容易地适应单件或小批量、多品种生产的功能特征。Fmc车床，由数控车床和机器人或机械手构成，特别适用于加工中小型旋转类零件。在原先数控车床刀盘转位换刀的基础上，现在又实现了磨损和损坏刀具的自动更换，自动更换卡盘的机械已经投入使用2.数控程序编制的方法？

手工编程的内容主要有：分析零件图，设计零件加工工艺路线，决定数控加工的内容，设计数控加工工艺规程，编写加工程序单，程序单输入数控装置并检验修改或校验修改或校验修改后输入数控装置

自动编程系统，编程人员使用数控语言编写一个简短的零件加工源程序，并输入计算机，计算机由前处理程序自动进行编译、数学处理，计算出刀具中心运动轨迹，再由后置处理程序自动生成加工程序，并可模拟刀具运动轨迹来检验加工程序是否存在错误。检验后的正确加工程序存入数控系统内存，控制机床加工

4.数控程序有哪几部分组成？试叙述字地址可变程序段得构成与格式？

数控程序可分为程序号，程序段，程序结束等几部分文字地址程序段格式简称字地址格式。在这种格式中，每个字前有表示地址的字母；在一个程序段内，坐标字和各种功能字常安一定顺序排列；不需要的字以及与上一程序段相等的续效可以不写；数据的位数可以够可少

5.数控程序编织包含哪些内容？

a分析图样，确定加工工艺过程；b运动轨迹计算c编写加工程序单d制备控制介质e程序校验与首件试切

6.什么是刀具半径补偿和刀具长度补偿？它们有什么作用?刀具半径补偿：由于刀具总有一定的刀具半径或刀尖部分有一定的圆弧半径，所以在零件轮廓加工过程中刀位点的运动轨迹并不是零件的实际轮廓，刀位点必须偏移零件轮廓一个刀具半径。作用：可用来消除误差

刀具长度补偿：为了用来补偿刀具长度误差的作用：减小误差7.机床坐标系及坐标方向是怎样确定的？

Z轴的确定：与机床主轴重合或平行的刀具运动坐标为Z轴，远离工件的刀具运动方向为Z轴正方向；当机床有几个主轴时，则选一个垂直于工件装夹面的主轴为主要的主轴，与该轴重合或平行的刀具运动坐标轴为Z轴

X轴的确定：X轴是水平的，平行于工件的装夹面，X轴平行于主切削方向，坐标轴正方向与切削方向一致；对于加工过程主轴带动工件旋转的机床，X坐标轴沿工件的径向，平行与横向滑座或导轨，刀架上刀具或轮离开工件旋转中心方向为坐标轴正方向。对于刀具旋转的机床，如果二轴是水平的，则与二轴平行的主轴向工件看时，X轴的正向指向右方。如果二轴是垂直的，则从与二轴平行的主轴向立柱看时，X轴的正向指向右方。对于龙门式机床，则从与二轴平行的主轴向左侧立柱看时，X轴的正向应指向右方。根据X、Z轴及其方向，利用右手定则即可确定Y轴方向8什么情况下要急停数控机床，如何操作？

答:机床运行过程中，当将要出现碰撞或程序有错误等紧急情况时应立即按下红色的急停按钮，使机床进入急停状态，进给及主轴运转立即停下，“数控”报警指示灯亮。检查并消除急停的原因后，按照按钮上的箭头方向转动，急停按钮即可弹起，“数控”报警指示灯灭，解除急停状态。

9机床锁住按钮和进给保持按钮的作用是什么？两者的区别？

答:（1）机床锁住按钮。在“自动运行”方式下程序自动运行开始前，先按下机床锁住按钮，再按下循环启动按钮，则机床模拟运转，程序中的M、S、T指令有效，机床滑板不动。CRT屏幕动态显示程序控制的刀具的运动轨迹。这个功能用于程序校验和分析。在程序自动运行过程中，按下或松开机床锁住按钮均无效。在机床锁住状态下，可手动操作使滑板运动。（2）进给保持按钮。程序自动运行过程中进给保持按钮，暂停执行程序。在进给保持状态下，可以进行点动、步进和手动换刀、重装夹刀具、测量工件尺寸等手动操作。手动操作完毕后按循环启动按钮，刀尖点先返回中断点处停止，再按一次循环启动按钮，程序从中断处继续执行。若在进给保持状态下未进行过手动操作，只需要按一次循环启动按钮即可。10点动进给和步进进给有什么区别？各在什么情况下使用？

答：点动进给一般用于工件装夹、装刀、对刀时，使刀具快速运动以接近或离开工件。步进进给一般在点动操作后，用于手动微调刀具进给，以确定刀尖点的正确位置或试切削。11试述CJK6032数控机床的机床原点、机床参考点、工件原点、刀位点之间的关系？答：CJK6032数控机床的机床原点与机床参考点设在同一位置，机床坐标系的X轴不与主轴中心重合，屏幕显示的机床坐标系中绝对编程为X轴坐标值不能直接反映工作直径尺寸。12数控车床为什么要进行手动回零操作？什么情况下需要回零？

答：HNC-17系统采用增量式测量系统，滑板位移量的测量基准点是机床参考点。在数控车床和数控系统关机后重新启动、接触急停或超程状态，数控系统均失去了对机床参考点坐标的记忆。因此，必须先进行手动回零操作，使机床重新建立滑板位移量基准点和机床坐标系。13HNC-17系统调用子程序指令的格式是什么？要注意什么问题？

答：调用子程序的程序段格式：M98P--L--如果忽略L地址，则默认为一次，当在程序中再次用M98指令调用同一个子程序时，L1不能省略，否则M98程序段调用子程序无效。

14编程时应如何考虑避免数控车床的碰撞？

答:1.程序编制要正确2.换刀点的设置应尽量离工件近些，但保证换刀时不与工件尾座或尾座顶尖发生碰撞，同时要便于刀具装夹和测量

15试述GOO、GO1、G02、G03指令的功能和格式答：G00快速点定位格式G00X--Z

G01直线插补格式G01X--Z--F

G02顺时针圆弧插补格式G02X--Z--I--K--F--;或G02X--Z--R--F--

G03逆时针圆弧插补格式G03X--Z--I--K--F--;或G03X--Z--R--F

15试述M00、M02、M03、M05、M06指令的功能答：M00程序停止M02程序结束M03主轴顺时针方向（正转）M05主轴停止M06换刀

16加工程序自动运行前，为什么一定要先模拟运行？如何操作？答：1目的是根据刀尖点运动轨迹，检查和分析加工程序，以避免编程错误和刀具碰撞工作、卡盘等

2步骤（1）完成图形模拟运行前的准备工作：手动回零输入编程程序对刀操作输入或修改参数选择运行程序（2）返回主菜单，按下机床锁住按钮，确认按钮亮后，按下循环启动按钮，（确认按钮灯亮后）启动图形模拟运行（3）在图形模拟运行过程中要取消运行选择取消运行按钮，系统提示“自动运行推出否Y\\N”，输入Y后按回车键确认17使用MasterCAMLathe自动编程的步骤是怎样的？

1.绘制零件几何形状，找出母线2.完成刀具路径的生成3仿真刀具，路径加工4.生成数控加程序

18后置处理程序：“*P87”的作用是什么？如何选择后置处理程序答：“*87”作用是生成数控加工程序HNC-17车削数控系统使用MasterCAM自动编程时，应使用FANUC车削系统的P87程序

19HNC-17车床数控系统的固定循环功能有哪些？各有什么特点？该功能编程有什么特点？

答：固定循环功能有单一固定循环和复合固定复合循环两种

单一固定循环优点：只要使用一个程序就可以完成“切入切削退刀返回”四种常见顺序的加工

复合固定循环加工优点：简化编程它是由若干个子程序段参加循环20刀具路径是什么？MasterCAMLathe有哪几种刀具路径模组？答：走刀路线包括切削加工轨迹，刀具运动到切削起始点，刀具切入，切出并返回切削起始点或对刀点等非切削空行程轨迹

外径粗车、外径半精车、内孔精车、内孔精车、内孔车槽、外圆精车、外径车槽、切断加工21简述数控铣床的加工范围与加工特点

答：数控立式铣床使用干加工平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具内、外型腔等，数控卧式或铣床适用于干加工复杂的箱体、泵体、阀体、壳体等。与一般铣床相比，加工形状复杂的曲线、曲面、叶轮等零件，数控铣床具有明显的优越性数控铣床只适用于单件小批量生产，但根据数控铣床性能、功能和成本核算情况，也可用于大批量生产。22数控编程的工艺原则是什么

1仔细分析图纸2选择适合的数控机床3合理划分加工工序4选择夹具与零件的装夹方法5正确确定对刀点和换刀点6选择走刀路线7选择道具8确定切削用量23加工中心和数控铣床有何主要区别

1加工中心有刀库2加工中心的数控系统更加复杂、完善，它能控制的轴数可以达到十几轴，联动轴数多的可以实现五轴六轴联动3辅助功能十分强大，它具有各种固定循环，刀具半径自动补偿，刀具长度自动补偿，丝杆间隙补偿，故障自诊断，工件加工过程显示，工件在线检测和加工自动补偿，有的还有自适应控制功能4加工中心的控制器一般都有DNC功能，高档的还支持制造自动化协议，具有网络互联能力。24电火花线切割切割金属的原理是什么？

电火花线切割切割金属的原理是：光电蚀。脉冲电源的正极接工作，负极接电丝，在工件和电丝之间产生火花放电，温度高达10000℃以上，将金属蚀除熔化和气化，电极丝不断移动，从不同部位进入和离开放电区，当工作台带动工件做纵横移动时，电极丝便将工件切割成一定形状

25影响电火花切割加工工艺指标主要由哪些因素？

1脉冲参数2电极丝及其移动速度3进给速度4工件材料及其厚度

26数控加工的特点：1)自动化程度高，可以减轻工人的体力劳动强度。2）加工精度高、

加工质量稳定可靠，加工误差一般控制在0.01mm左右。3）加工生产率高。4）对零件加工的适应性强、灵活性好，能加工复杂的零件。5）有利于生产管理现代化。

27选择数控加工的零件

最适宜在数控机床上加工的零件：1）形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无

法加工或虽然能加工但很难保证产品质量的零件；2）用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件；3）具有难测量、难控制进给，难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒型零件；4）必须在一次装夹中合并完成铣、镗、锪、铰或攻螺纹等多工序的零件。

较适应类：1）在通用机床上加工时极易受人为因素干扰，零件价值又高，一旦质量

失控，便造成重大经济损失的零件。2）在通用机床上加工时必须制造复杂的专用工装的零件。3）需要多次更改设计后才能定型的零件。4）在通用机床上加工需要作长时间调整的零件。5）在通用机床上加工时，生产效率很低或体力劳动强度很大的零件。

不适应类：1）生产批量打的零件。2）装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的

扩展阅读：数控编程及加工技术授课计划

授课计划

（201*201*学年度第二学期）

课程名称：数控编程及加工技术

授课班级：

总学时：60本学期学时：60填写时间：201*年3月1日

课程讲授总体设计

一、讲授思路

1、课程主要内容：

第一部分：数控编程基础。主要介绍数控机床的组成及其功能，数控机床

的分类，数控编程中的工艺处理。

第二部分：数控车床的手工编程。主要讲授数控车床的编程基础及FANUC

数控系统的编程方法，介绍数控车床的指令用法，以各类数控机床的典型实例，分析数控车床的具体运用，综合西门子和华中数控系统的实例。

第三部分：数控铣床的加工编程。重点学习FANUC系统数控铣床包括基

本指令、固定循环、子程序及用户宏程序，并分别以FANUC系统、西门子系统和华中系统的典型实例介绍各自的用法。

第四部分：加工中心的加工编程。重点学习FANUC系统数控加工中心包

括基本指令、固定循环、子程序及用户宏程序，并分别以FANUC系统、西门子系统和华中系统的典型实例介绍各自的用法，分析加工中心与其它数控机床的区别。

2、重点、难点（１）、数控编程基础：数控机床的加工工艺路线，加工刀具的选择，明确加工走刀方式。

（２）、数控车床的手工编程：础及FANUC数控系统的编程方法，介绍数控车床的指令用法，作重点学习内容。熟练运用三种常见系统解决常见加工问题。

（３）、数控铣床的加工手工编程：FANUC系统数控铣床包括基本指令，加工方法的熟练使用，以完成相应加工任务。3、教学改革

本课程以应用较广的数控车床、数控铣床及加工中心，以占市场份额较大的ＦANUC数控系统的手工编程为核心，并辅以德国西门子系统和国产华中系统编程实例作比较，在生产实践中的应用为目标载体，改变了传统的教学模式，从实际需要出发，重点讲授有关编程的基础知识、基本理论和实践技能，培养学生分析问题、解决问题的能力，讲练结合、以练为主，从而提高学生的操作技能。二、讲授方式和手段1、方式

(1)、多媒体教室的课堂讲授(2)、计算机实验室仿真实践操作2、手段

(1)、课堂讲授，边讲边练，达到对基础知识的熟练理解。

(2)、实践课以学生操作为主，教师作适时指导，培养学生实际能力。三、总体及分章设计

随着数控化率的显著提高，技术市场对数控人才的需求越来越大，数控数控机床具有高柔性、高精度、高效率等突出优点。数控技术涉及到了许多知识，如何将不同的知识有机的结合起来，使学生尽快掌握这方面的知识，根据高职高专《教学大纲》要求，依据高职高专的教育教学特点，本课程在讲授过程中，以掌握数控编程手工操作能力为主，以学习程序设计和系统开发知识为辅，以应用为主要目的。在内容的安排上，对教材内容做了适当的调整，应由浅入深、循序渐进、通俗易懂、简捷实用。课程的重点放在典型零件的编程和加工上。在教学手段上，以实际操作和强化技能的提高为主线，贯穿在整个教学中。在考核上重点章节要重点考核，增大重点章节和技能考分比例。

第一、二章主要要求学生能数控机床的组成及分类，工艺参数的确定和刀具的选择，工艺路线的确定有所理解。

第三章数控车床的手工编程主要介绍数控车床的主要编程指令，FANUC数控系统的编程方法，西门子系统和华中系统的综合编程实例。

第四章以数控铣床的手工编程为主，主要介绍数控铣床的坐标系及坐标轴的确定，铣床加工编程指令，以实际的上机仿真加工练习为主。

第五章以加工中心的操作为切入点，介绍加工中心与其它数控加工机床的区别为主要内容。

教学日历

周次作业页数、题号1-1教学方法手段讲授(2h)数控机床的组成及其功能重点难点章节及授课过程设计第1周第一章数控机床概述 1.1数控机床的组成及其功能 1.2数控机床的分类第二章数控编程中的工艺处量 2.1工艺参数的确定与刀具的选择 2.1工艺参数的确定与刀具的选择第2周第3周第4周2-1讲授(2h)切削用量的选择 2.2数控车床的加工工艺路线2-2讲授(2h)车床进给路线分析3-3 2.3数控铣床加工中心的工艺路线第三章数控车床的手工编程 3.1数控车床的编程基础3.1.1数控车床的编程特点3.1.2数控车床的坐标系统3-1讲授(2h)铣床进给路线分析第5周讲授(2h)坐标系统

教学日历

第6周第7周第8周3-23.1.3程序的结构与格式3.1.4数控系统的功能3-3讲授（2h）讲授（2h）准备功能 3.2FANUCoiTA数控系统的编程方法 3.2FANUCoiTA数控系统的编程方法 3.5广州数控系统的编程综合实例3．5．1车削固定循环 3.5广州数控系统的编程综合实例3．5．2螺纹类零件第四章数控铣及加工中心的手工编程4.1程序编制的基本概念4.2数控铣床及加工中心的编程基础4.2.1数控系统的功能4.2.2坐标系4.2.3几种常见的坐标系G50指令直线和圆弧插补G90车削固定循环G71和G73固定循环3-4讲授（2h）第9周3-5讲(2h)授第10周3-6讲(2h)授螺纹类零件4-1第14周讲授(2h)程序的结构与格式4-2讲练(2h)各种坐标系的关系

教学日历

周次章节及授课过程设计作业页数、题号4-2教学方法手段讲授(2h)讲练(2h)讲授（2h）讲授（2h）讲授（2h）讲练（2h）讲练（4h）重点难点准备功能工件坐标系的建立宏程序举例基本指令外轮廓的加工内轮廓零件的加工台阶和密封槽的加工第15周4.2.4程序原点的设置与偏置4.3FANUCoiMA数控系统的编程方法4.3.1基本编程指令4.3.2坐标系4.3.3几种常见的坐标系4.3.4用户宏程序4.3.5FANUC数控系统的编程实例14.3.5FANUC数控系统的编程实例2P1814-3第16周P150P164第17周4.3.5FANUC数控系统的编程实例34-8第18周复习、考试

教学日历（实验部分）

周次第6周第7周第8周第9周第10周第14周作业页数、题号1-1数控车床基本操作上机操作(2h)3-1直线和圆弧插补上机操作(2h)3-2上机操作(2h)上机操作(2h)圆弧插补回零和对刀教学方法手段重点难点章节及授课过程设计G90车削固定循环圆锥加工3-371和G73固定循环G71固定循环3-4螺蚊加工上机操作(2h)3-5内孔加工上机操作(2h)

外螺纹加工刀具工艺路线

教学日历（实验部分）

周次章节及授课过程设计作业页数、题号4-1第15周数控铣的基本操作凸模的加工实例4-2第16周一次加工多个零件应用子程序上机操作(2h)教学方法手段上机操作(2h)重点难点G50指令直线和圆弧插补子程序的设用第17周宏程序练习4-3上机操作(2h)用户宏程序第18周4-4内轮廓零件的加工上机操作(2h)工艺分析

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