机床数控技术的现状及未来发展趋势

第一篇：机床数控技术的现状及未来发展趋势

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www.xiexiebang.comC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活

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www.xiexiebang.comC系统标准ISO14649（STEP-NC）以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命，周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

9、极端化（大型化和微型化）国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

结束语：总之，数控(NC)机床技术已成为制造技术的发展基础。数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件，促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展。为了满足制造技术不断发展的需要，NC机床将朝着智能化、网络化、集成化、数字化的方向发展。今后，随着计算技术、测试技术、微电子技术、计算机技术、材料和机械结构等方面的研究和科技的进步，也必将面临着

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www.xiexiebang.com 新的挑战。可以预见，随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。

行业概况：

北京傲唯刃道科技有限公司认为：供求关系是一个行业能否快速发展的前提。目前来看，市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，专利产品及服务质量过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。傲唯刃道呼吁业内企业共同努力，尤其发挥吹毛求疵的研发精神，进一步提高研发技艺，降低成本，真正解决客户的实际困难，严把质量关，提供最可靠的产品及服务。

第二篇：数控技术的发展现状及发展趋势[范文模版]

数控加工技术的现状与发展趋势

讲 义

割加工设备、数控绕线机等等。其技术范围复盖很多领域:(1)机械制造技术(2)信息处理.加工.传输技术(3)自动控制技术(4)伺服驱动技术(5)传感器技术(6)软件技术等。

3.1.2 数控机床出现的意义

以计算机为主导的数控技术在机械制造领域的应用，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使传统的制造业焕发了青春，犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。3.1.3 数控机床的优点 3.1.3.1 加工效率高。

利用数控手段可以加工复杂的曲线和曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。数控加工中心可以使用多把刀具自动换刀加工，一次装夹即可把所有表面加工完成。再如模具制造业，现在的家用电器、航空航天、汽车等行业应用大量的模具，使用数控线切割加工、电火花加工、数控车、铣、磨等加工设备替代传统的钳工加工、普通机床加工，大大提高了加工效率。

3.1.3.2 加工精度高。

同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3.1.3.3 劳动强度低。

由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不象传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。3.1.3.4 适应能力强。

数控加工系统可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。可以实现制造的柔性化，特别对于多品种、小批量的制造更加显示出其优越性，成本低，调整方便。尤其配合成组技术的运用，大幅度提高了管理效率和经济效益。3.1.3.5 工作环境好。

数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一体高科技产物，对机床的

运行温度、湿度及环境都有较高的要求。3.1.3.6 就业容易、待遇高。

由于我国处于数控加工技术的大力发展阶段，大量的数控机床、加工中心和其他先进的加工手段，需要大量熟练数控技术操作的人员。数控机床的工作原理简介

4.1编制程序→计算机数控系统（数据处理）→输出信号（司服单元）→驱动装置→机床运动 具体是：

4.2 编制程序：手工或自动编程，手工编程是根据零件图纸分析图样，依据图样对零件材料、尺寸、形状、精度和热处理的要求来确定工艺方案，进行工艺处理和数值计算。在此基础上，根据数控系统规定的功能指令代码和程序格式编写出数控加工程序单。自动编程一是：经过计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）处理，由计算机自动生成数控加工程序。二是：人机对话。通过数控系统显示器上的图形提示和参数确定，在数控系统中自动生成加工程序。4.3 输入-输出装置：将编制好了的程序输入数控系统或将调试好了的加工程序通过输出设备存放或纪录在相应的控制介质上。程序输入至数控系统的方法：键盘，USB接口，通信接口，CF卡。输出装置：USB接口，通信接口，CF卡、显示器。

4.3计算机数控装置；是数控机床的核心，它接受输入装置送来的数字信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，将各种指令信息输出给司服系统，使设备按规定的动作执行。

4.4司服系统：包括司服单元、司服驱动装置（或执行机构），是数控机床的执行部分。其作用是把来自CNC装置的脉冲信号转换成机床运动，使机床部件精确定位或按规定的轨迹做严格的相对运动，最后加工出符合图样要求的零件。有的司服系统还配备有位置测量装置，可直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进行补偿。

驱动装置：一般是步进电动机、交直流司服电动机、直线电机。目前我国数控机床的技术现状

5.1 总体水平

国产数控机床目前缺乏核心技术，从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进口，即使近几年有些国内制造商艰难地创出了自己的品牌，但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距。近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究，自主开发能力的培育尚不够完善，国产数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有较大差距。从产品总体水平看，我们处于发达国家名牌产品之下，发展中国家之上的中等偏上水平，中低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平，但生产效率却远远低于国外。而高性能、高档次的产品（高速、高精度、特高精度、低噪音等）与国外知名企业有明显差距，成为制约国产高档数控机床发展的瓶颈。同时，采用进口功能部件价格昂贵，从而使整机价格攀升，国产数控机床的价格与一些发达国家和地区的产品趋于持平。总之，我们要赶上国际先进水平，还要不断提高产品开发能力。5.2首先是主机精度普遍不够。

只有少数几种产品达到欧洲标准定位精度。精度差距只是表面现象。其实质是基础技术差距的反映。如普遍未进行有限元分析，未做动刚度试验；大多未采用定位精度软件补偿技术、温度变形补偿技术、高速主轴系统的动平衡技术等。5.3其次，基础材料开发方面的差距

未普及高强度密烘铸铁，在欧美已有一批先进产品采用聚合物混凝土，我国则还是空白。

5.4再次，高动、静刚度主机结构和整机性能开发的差距

高速机床主机结构设计方向是增强刚性和减轻移动部件重量，如国际普遍采用龙门式、框式、O型整体结构，箱中箱式结构，L型床身，三轴移动移出机身，侧挂箱式卧式加工中心等。我们则大多未开发。5.5关键配套件，特别是新兴配套件差距较大。

如电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精全数字式数控系统、高精度的位置检测系统等。目前我国数控机床功能部件生产已有一定规模，电主轴、主轴单元，数控系统、滚动功能部件、数控刀架、数控转台等都有专门的制造

厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但从整体上看，我国功能部件生产发展缓慢，品种少，产业化程度低，从精度指标和性能指标的综合情况看还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、数控系统、电主轴等数控机床功能部件虽已形成一定的生产规模，但仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高级数控系统、高速精密电主轴、刀库机械手、数控回转工作台和高速防护装置，高速滚动功能部件和数控动力刀架等主要还依赖进口。我国数控机床的发展趋势

6.1数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，成为先进制造技术中的一项核心技术。计算机技术、数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件，当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不断升级，用户的个性化要求日趋强烈，专业化、专用化、高科技的机床越来越得到用户的青睐。

6.2数控机床结构的发展趋势

数控装备及加工技术的未来，主要从机床设备硬件和加工技术应用两个方面来论述，其主要内容包括：机床床身结构形式、传动部件、伺服电机、主轴单元、控制系统及新型刀具、涂层材料技术、高速加工技术、快速成型技术、特种加工技术、CADCAM技术。

6.2.1更好更广泛的标准化

软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期；

6.2.2 更多联动轴、更快的自动换刀

数控机床的控制轴数通常指机床数控装置能够控制的进给轴数。数控机床控制轴数与数控装置的运算处理能力、运算速度及内存容量等有关。数控机床同时联动的控制轴数越多，完成的运动越多，加工能力越强，而控制系统也越复杂。加工中心刀具库种类越多，刀架自动识别刀具的能力越强，自动换刀速度越快。

6.2.3 向极端化、大型化和微型化发展

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。大型、超大型工件的加工则依靠重型数控机床的支撑。如重型电机、重型机床制造行业的大型主轴、机座、箱体加工所用的数控加工中心、重型数控卧式车床、数控立式车床等。

6.2.4 进一步实现信息交互网络化

对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、管理，还可实现数控装备的数字化服务（数控机床故障的远程诊断、维护等）。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔（e-Tower）的外部设备，包括计算机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能，是独立的、自主管理的制造单元。

6.2.5 研发新型功能部件并成熟应用

为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括：

（1）高频电主轴：高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成，具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点，在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用；

（2）直线电动机：近年来，直线电动机的应用日益广泛，虽然其价格高于传统的伺服系统，但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用，机械传动结构得到简化，机床的动态性能有了提高。如：西门子公司生产的1FN1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等；德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机；

（3）电滚珠丝杆：电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成，可以大大简化数控机床的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

6.2.6 进一步提高可靠性

数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7～10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为1万小时左右，国外整机平均无故障工作时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

6.2.7加工过程绿色化

随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。废弃的切削液是金属切削加工造成的污染之一。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

6.2.8 切削加工向高速、高效方向发展

机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。20世纪90年代以来，欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主轴，转速15000－100000r/min）、高加/减速度进给运动部件（快移速度60～120m/min，切削进给速度高达60m/min）、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，为开发应用新一代高速数控机床提供了技术基础。目前，在

超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到5000～8000m/min以上；主轴转数在30000转/分（有的高达10万r/min）以上；工作台的移动速度（进给速度）：在分辨率为1微米时，在100m/min（有的到200m/min）以上，在分辨率为0.1 m时，在24m/min以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12m/min 6.2.9 进一步提高加工精度

从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（#lt;10nm），其应用范围日趋广泛。当前，在机械加工高精度的要求下，普通级数控机床的加工精度已由±10 m提高到±5 m；精密级加工中心的加工精度则从±3～5 m，提高到±1～1.5 m，甚至更高；超精密加工精度进入纳米级（0.001m），主轴回转精度要求达到0.01～0.05 m，加工圆度为0.1m，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。这些机床一般都采用矢量控制的变频驱动电主轴（电机与主轴一体化），主轴径向跳动小于2 m，轴向窜动小于1 m，轴系不平衡度达到G0.4级。高速高精加工机床的进给驱动，主要有#quot;回转伺服电机加精密高速滚珠丝杠#quot;和#quot;直线电机直接驱动#quot;两种类型。

6.2.10进一步提高可靠性

随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为制造、使用环节追求的目标。这就要求从软件的安全性和机械结构的可靠性、电器系统的可靠性等多方面进一步加强研究，改进提高。

6.2.11加工工序进一步复合化

在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要工序乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。就棱体类零件而言，加工中心便是最典型的进行同一类工艺方法多工序复合加工的机床。事实证明，机床复合加工能提高加工精度

和加工效率，节省占地面积特别是能缩短零件的加工周期。

目前我国正以基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

第三篇：机床数控技术复习题2012

《机床数控技术》复习题

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的缩写。

（3）零件轮廓的基点计算主要使用（计算法）和（CAD绘图查询法）

（4）数控机床加工程序的自动编制主要有（）和（）两种方法。

（5）采用直线段分割逼近曲线时，节点的计算方法主要有（）、（等步长法）和（）。

（6）数控车床的刀具补偿功能包括（刀具位置）补偿和（刀尖圆弧半径）补偿。

（7）CNC系统具备多种补偿功能，除了刀具尺寸补偿外，一般还具备（滚珠丝杠螺距误差）补偿、（滚珠丝杠反向间隙）补偿。

（8）从CNC使用的CPU及结构来分，一般分为（）和（）两大类。

（9）多CPU结构的CNC系统的典型结构是（）和（）。

（10）CNC系统的软件结构的特点是（），（）和（）。

（11）目前CNC系统普遍采用的插补算法可分为两大类：（）和（）。

（12）常用的基准脉冲插补方法有（）和（），它们的插补误差是（）。

（13）常用的数据采样圆弧插补方法有（直线函数法（弦线法）），（扩展DDA法），（一阶递归函数法）和（二阶递归函数法）。

（14）数控机床的位置检测装置有（旋转变压器）、（磁栅）、（感应同步器）、（光栅尺）和（光电旋转编码器）。

（15）目前，大多数闭环数控机床采用的位置检测装置是（）、大多数半闭环数控机床采用的位置检测装置是（）。

（16）当光栅尺移动一个栅距d时，莫尔条纹的移动W是（）。

直线光栅有（玻璃投射光栅）和（金属反射光栅）两大类。

（17）旋转编码器可分为（绝对值式）和（脉冲增量式）两大类

（18）绝对式旋转编码器的码盘有(二进制码盘)和（），后者可消除（）误差。

（19）SPWM的主驱动电路由（）、（滤波器）、（）组成。

（20）步进电动机环形分配方法有（）和（）两大类。

（21）步进电机的驱动电源有（单电压驱动电源），（双电压驱动电源），（斩波恒流驱动电源）和（细分驱动电源）等。

（22）数控机床采用的步进电机通常有（）和（）两大类。

（23）数控机床进给用三相永磁同步电机主要由（三相定子绕组）,（永磁材料转子）和（编码器）组成。

（24）机床有级变速主传动的主轴转速通常按（）排列。

（25）数控机床采用的导轨主要有（），（）和（）。

（26）加工中心的选刀方式很多，目前绝大多数采用（记忆式选刀）。

（27）与普通带传动相比，同步齿形带传动的优点是（）。

（28）数控车床回转刀架的换刀动作包括（）、（）和（）三个主要动作。

（29）现代数控机床的塑料导轨可分为（聚四氟乙烯塑料带粘贴式）和（环氧树脂注塑式）。

（30）现代数控机床采用的滚动导轨主要有（），（），（）三种。

（31）常见的现代数控机床自动换刀装置主要是（数控车床的自动刀架）和（加工中心的自动换刀系统）两种。

（32）加工中心的自动换刀系统有（砖塔头式）和刀库式，刀库式有（机械手换刀式）和（无机械手换刀式）。

（33）加工中心的刀库类型很多，主要是(圆盘刀库)、(链式刀库)，还有（格子箱刀库）和(直线刀库)。

（34）数控铣镗床和铣镗加工中心的主轴具有自动夹刀装置和压缩空气喷头，前者的作用是（换刀时，松开刀柄，把用过的刀具拔出；然后夹紧新插入的刀柄），后者的作用是换刀时（要吹入压缩空气，对刀夹和刀柄进行清洁）。

（35）数控机床常用的回转工作台有（数控回转工作台）和（分度工作台）两种。

（36）数控回转工作台除了分度和转位功能外，还能实现（圆周伺服进给）功能。

（37）机床主传动的（“零传动”）可由（电主轴（即内置电动机主轴））实现；数控机床进给系统的(“零传动”)由（直线电机）实现。

（38）CNC系统的主要工作过程依次是（输入程序和数据），（译码），（），（进给速度处理），（），（）。

（39）数控装置与PLC、驱动装置等可采用（现场总线网）实现通讯连接。

（40）数控机床主轴的滚动轴承常采用（锥孔双列圆柱滚子轴承），（角接触球轴承）（双向推力角接触球轴承），（圆锥滚子轴承）等。

（41）大多数数控机床的主轴部件采用（滚动轴承），有的重型数控机床采用（液体静压轴承），高速高精度数控机床采用（气体静压轴承），（超高速数控机床）采用（磁力轴承）或（陶瓷滚动轴承）。

（42)数控机床的进给传动链中，将伺服进给电动机的旋转运动转换为（直线运动）的机构，主要是（滚珠丝杠螺母副），（大、重型或精密机床）也采用（液体静压丝杠螺母副）和（液体静压蜗杆蜗条副）。

(43)FANUC数控系统指令的（G81,G82,G83,G71,G72,G73,G70，G90,G92,G94)是（）指令。

二、名词解释（每题2~3分）

（1）数控机床的机床零点和参考点

（2）中断处理

（3）CNC装置的插补

（4）晶体管脉宽调制（PWM）

（5）正弦波脉宽调制（SPWM）

（7）电主轴

（8）直线电机

（9）零件轮廓曲线的节点

（10）数控加工编程中的模态指令与非模态指令

(11)步进电机，反应式或混合式步进电机

（12）加工中心的记忆式选刀方式

（13）分度工作台和数控回转工作台

（14）同步带

(15)逐点比较法，数字积分法，递归函数计算法

三、回答下列问题

（1）简述数控机床的特点？

（2）绘图说明CNC系统的零件加工控制流程。

（3）绘图说明CNC机床的组成。

（4）当前用于交流电机调速的通用变频器的特点是什么？

（5）什么是SPWM波调制？

（6）交流伺服电动机的矢量控制原理。

（7）当前数控机床主轴的调速方法有哪几种类型。

（8）简述滚珠丝杠的主要支承形式与特点。

（9）什么是数据采样插补？其插补精度如何？

（11）什么是滚珠丝杠螺母副的轴向间隙？有哪几种常用的消隙和预紧方法？

（12）数控机床刀具补偿原理是什么？

（13）写出三

（五）相 步进的通电方式。

（14）什么是多重中断型CNC系统软件结构

（15）简述数控机床机械结构的特点

（16）简述刀具半径补偿的优点？

四、有三

（五）相步进电机，直接通过滚珠丝杠驱动工作台运行。

①已知步进电机转子齿数Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通电方式，求该步进电机的步距角α；

② 已知丝杠导程S=6（10....）mm，求该坐标轴的脉冲当量δ；③ 若工作台的运行速度V=4M/min等，求步进电机脉冲的输入频率f；

五、有交流伺服电机，通过同步带和滚珠丝杠驱动工作台运行。

已知电机上的光电编码器的精度为2000P/r，电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm，丝杠上的带轮齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

六、数控加工编程，作业题

（1）车加工，工件坐标系（G50），刀具位置补偿，刀具类型，编号，刀具参数（如切断刀宽度）。

（2）铣加工，工件坐标系(G54)，刀具半径补偿，长度补偿，刀具类型，编号，刀具参数（如铣刀直径等）。

第四篇：机床数控技术复习题2013

《机床数控技术》复习题

一、填空

（1）CNC（MDI FMC FMS CIMS LCD DNC）是（）的缩写。

（3）零件轮廓的基点计算主要使用（计算法）和（CAD绘图查询法）

（4）数控机床加工程序的自动编制主要有（）和（）两种方法。

（5）采用直线段分割逼近曲线时，节点的计算方法主要有（）、（等步长法）和（）。

（6）数控车床的刀具补偿功能包括（刀具位置）补偿和（刀尖圆弧半径）补偿。

（7）CNC系统具备多种补偿功能，除了（刀具尺寸补偿）外，一般还具备丝杠的（滚珠丝杠螺距误差）补偿、（滚珠丝杠反向间隙）补偿。

（8）从CNC使用的CPU及结构来分，一般分为（）和（）两大类。

（9）多CPU结构的CNC系统的典型结构是（）和（）。

（10）CNC系统的软件结构的特点是（），（）和（）。

（11）目前CNC系统普遍采用的插补算法可分为两大类：（）和（）。

（12）常用的基准脉冲插补方法有（）和（）。

（13）常用的数据采样圆弧插补方法有（切线法（一阶DDA法），（弦线法（直接函数算法）），（割线法（二阶DDA算法）。

（14）数控机床的位置检测装置有（旋转变压器）、（磁栅）、（感应同步器）、（光栅尺）和（光电旋转编码器）。

（15）目前，大多数闭环数控机床采用的位置检测装置是（）、大多数半闭环数控机床采用的位置检测装置是（）。

（17）当光栅尺移动一个栅距d时，莫尔条纹的移动W是（）。

根据标尺光栅的材料，直线光栅有（玻璃投射光栅）和（金属反射光栅）两大类。

（18）绝对式旋转编码器的码盘有(二进制码盘)和（），后者可消除（）误差。

（19）旋转编码器可分为（绝对值式）和（脉冲增量式）两大类

*（20）SPWM变频器由（）、（滤波器）、（）和（SPWM控制电路）组成。

（21）步进电动机环形分配方法有（）和（）两大类。

*（22）步进电机的驱动电源有（单电压驱动电源）、（双电压斩波恒流驱动电源）（）（细分驱动电源）等。

（23）数控机床采用的步进电机通常有（）和（）两大类。

*（24）数控机床的进给用三相交流永磁同步电机上一般都装有增量式光电编码器，其主要作用是（）（）（）和（回参考点控制时的零位标志脉冲）。

（25）机床有级变速主传动的主轴转速通常按（）排列。

（26）现代数控机床采用的导轨主要有（），（）和（）三种类型

（27）加工中心的选刀方式很多，目前绝大多数采用（记忆式选刀）。

（28）与普通带传动相比，同步齿形带传动的优点是（）。

（29）数控车床回转刀架的换刀动作包括（（）、（）和（））三个主要动作。

（30）现代数控机床的塑料导轨可分为（）（）

（31）现代数控机床采用的滚动导轨主要有（）（）两种。

（32）常见的现代数控机床自动换刀装置主要是（）（）两种。

（33）加工中心的刀库类型很多，主要是(圆盘刀库)和(链式刀库)两种类型。1

（34）数控机床常用的回转工作台有（数控回转工作台）和（分度工作台）两种。数控回转工作台除了（分度和转位功能）外，还能实现（圆周伺服进给）功能。

（35）机床主传动的（“零传动”）由（电主轴（即内置电动机主轴））实现；数控机床进给系统的(“零传动”)由（直线电机）实现。

（36）CNC系统的主要工作过程依次是（输入程序和数据），（译码），（），（进给速度处理），（），（）。

现代数控装置与PLC、驱动装置等的连接一般采用（现场总线网）实现通讯连接。*（37）一般要求数控机床主轴转速在（）段为（），在（）段为（）。

（38）FANUC 0iT的G90/G92/G94/G70/G71/G72/G73的功能是（）

（39）FANUC 0iM的G80/G81/G82/G73/G83的功能是（）

*（40）现代CNC系统的插补功能实际上分为（）（）两个过程，前者采用（）法，每次插补一个（），后者采用（）法，输出（）。

二、名词解释（每题2~3分）

（1）数控机床的坐标系的原点和参考点

（2）计算机的中断处理

（3）逐点比较法插补

*（4）数据采样插补

（5）晶体管脉宽调制（PWM）

（6）正弦波脉宽调制（SPWM）

（7）多重中断型CNC系统软件结构

（8）矢量控制

（9）电主轴

（10）直线电机

（11）零件轮廓曲线的节点

（13）数控加工编程中的模态指令与非模态指令

（14）机床的静刚度和动刚度

(15)步进电机，反应式或混合式步进电机

（16）加工中心的记忆式选刀方式

（17）分度工作台和数控回转工作台

（18）基于Linux的开放式结构数控系统

（19）现场总线

（20）步进电机的环形分配器及其类型

三、回答下列问题

（1）简述数控机床的特点是什么？

（2）绘出CNC系统的一般结构框图。

（3）当前用于交流电机调速的通用变频器的特点是什么？

（4）简述SPWM变频器的功能。

（5）绘出三相异步交流电动机矢量控制的原理框图、说明其工作原理。（《机床电气控制技术》p267）

（6）当前数控机床主轴的调速方法有哪几种类型。

（7）简述滚珠丝杠的类型、主要支承形式的特点及应用。

*（8）什么是数控机床主轴的分段无级调速？特点是什么？

（9）什么是滚珠丝杠螺母副的轴向间隙？有哪几种常用的消隙和预紧方法？

（10）什么是数控车床的刀具补偿？如何建立数控车床刀具补偿数据？

（11）什么是步进电机、步进电机的脉冲分配器？步进电机驱动器的作用和类型？

（12）写出三

（五）相 步进的通电方式。

（13）CNC软件系统的特点和结构类型什么？什么是多重中断型CNC系统软件结构

（14）简述数控机床机械结构特点

（15）CNC位置控制的作用？

（16）简要说明三相永磁交流伺服电动机上安装的光电编码器的作用。

（17）数控车床上一般如何实现刀具补偿？

四、有三

（五）相步进电机，直接通过滚珠丝杠驱动工作台运行。

①已知步进电机转子齿数Z=100（80…..），采用三相六拍（三相三拍、五相五拍、五相十拍）通电方式，求该步进电机的步距角α；

② 已知电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm（。。），丝杠上的带轮

齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

③ 若工作台的运行速度V=4M/min等，求步进电机脉冲的输入频率f；

五、有交流伺服电机，通过同步带和滚珠丝杠驱动工作台运行。

已知电机上的光电编码器的精度为2000P/r，电机轴上的带轮齿数Z1=20，丝杠导程S=6mm，丝杠上的带轮齿数Z2=30，求该坐标轴的脉冲当量δ；

六、数控加工编程，作业题

（1）车加工，画出工件坐标系，编程用G50，刀具位置补偿，刀尖半径补偿，说明刀具类型，编号，刀具参数（如切断刀宽度）。

（2）铣加工，画出工件坐标系，编程使用G54，刀具半径补偿，长度补偿，说明刀具类型，编号，刀具参数（如铣刀直径等）。

第五篇：机床数控技术实习报告

机械电子工程专业（先进制造技术方向）

《机床数控技术》

实习报告

姓名： 何明元 学号： 020113200054 指导教师：

华北水利水电大学机械学院

2014年5月

一、实习目的

1.1了解数控车床的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前数控车床呈现以下发展趋势。

1.高速、高精密化

高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。

数控车床采用电主轴，取消了皮带、带轮和齿轮等环节，大大减少了主传动的转动惯量，提高了主轴动态响应速度和工作精度，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min以上。

直线电机驱动速度高，加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙(包括反向间隙)，运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。

直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程的定位精度和重复定位精度。

通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由目前的10～20m/mim提高到60～80m/min，甚至高达120m/min。2.高可靠性

数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。3.数控车床设计CAD化、结构设计模块化

随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。

通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。4.功能复合化

功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。通过功能的复合化，可以扩大机床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车削功能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工。宝鸡机床厂已经研制成功的CX25Y数控车铣复合中心，该机床同时具有X、Z轴以及C轴和Y轴。通过C轴和Y轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。该机床还配置有强动力刀架和副主轴。副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。5.智能化、网络化、柔性化和集成化

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控等方面的内容，以方便系统的诊断及维修等。

网络化数控装备是近年来机床发展的一个热点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标，注重加强单元技术的开拓和完善。CNC单机向高精度、高速度和高柔性方向发展。数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP及MTS等联结，向信息集成方向发展。网络系统向开放、集成和智能化方向发展。

1.2掌握数控车床的基本构造

虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图3是数控车床的基本组成方框图。

图3 数控车床的基本组成方框图

（1）车床主体

除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。

1）主轴与主轴箱

a）主轴 数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化程度。b）主轴箱 具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了“轴承座”及“润滑箱”的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。2）导轨

数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性，是影响零件加工质量的重要因素之一。除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨(金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。3）机械传动机构

除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了(少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。

a）螺旋传动机构 数控车床中的螺旋副，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副，如图4所示。

如图4 滚珠丝杠副

1一螺母 2一丝杠 3一滚珠 4一滚珠循环装置

滚珠丝杠副的摩擦阻力小，可消除轴向间隙及预紧，故传动效率及精度高，运动稳定，动作灵敏。但结构较复杂，制造技术要求较高，所以成本也较高。另外，自行调整其间隙大小时，难度亦较大。

b）齿轮副。在较多数控车床的驱动机构中，其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱（架）。齿轮副的主要作用是，保证车床进给运动的脉冲当量符合要求，避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。

4）自动转动刀架

除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外，数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架，有的车床还带有各种形式的双刀架。5）检测反馈装置

检测反馈装置是数控车床的重要组成部分，对加工精度、生产效率和自动化程度有很大影响。检测装置包括位移检测装置和工件尺寸检测装置两大类，其中工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的高档数控车床上配用。6）对刀装置

除了极少数专用性质的数控车床外，普通数控车床几乎都采用了各种形式的自动转位刀架，以进行多刀车削。这样，每把刀的刀位点在刀架上安装的位置，或相对于车床固定原点的位置，都需要对刀、调整和测量，并以确认，以保证零件的加工质量。

（2）数控装置和伺服系统

数控车床与普通车床的主要区别就在于是否具有数控装置和伺服系统这两大部分。如果说，数控车床的检测装置相当于人的眼睛，那么，数控装置相当于人的大脑，伺服系统则相当于人的双手。这样，就不难看出这两大部分在数控车床中所处的重要位置了。a）数控装置

数控装置的核心是计算机及其软件，它在数控车床中起“指挥”作用：数控装置接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发出执行命令；在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。b）伺服系统

伺服系统准确地执行数控装置发出的命令，通过驱动电路和执行元件（如步进电机等），完成数控装置所要求的各种位移。

2.数控车床的工作过程

数控车床的工作过程如图5所示。

图5 数控车床的工作过程

（1）首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。

（2）用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。

（3）将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。（4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。

（5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形

式向伺服系统统发出执行的命令。

（6）伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使车床自动完成相应零件的加工。

二、实习准备

2.1数控车床的基本操作系统

1）开机与关机操作

在机床主电源开关接通之前，操作者必须对机床的防护门等是否关闭、卡盘的夹持方向是否正确和油标的液面位置是否符合要求等进行安全检查。

合上机床主电源开关，机床工作灯亮，冷却风扇启动，润滑泵、液压泵启动；按下控制面板上的电源启动按钮画，CRT显示器上出现机床的初始位置坐标；检查机床总压力表显示压力是否正常。

2）返回参考点操作

在机床出现下列情况之一时，操作者必须进行返回机床参考点的操作：开始工作之前机床电源接通；机床停电后再次接通数控系统的电源；机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作。

返回参考点的操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“HOME”位置，进人回零方式；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的＋X或＋Z键选择一个所需移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关设定返回参考点进给速度；④按下坐标轴正向运动按钮后放开，坐标运动自动保持到返回参考点，直到参考点指示灯亮时停止。

操作时注意：当滑板上的档块距离参考点开关的距离不足30mm时，要首先用“JOG”按钮使滑板向参考点的负方向移动，直到距离大于30mm停止点动，然后再返回参考点。

3)手动连续进给及断续进给

手动断续进给操作步骤：①旋转方式选择开关“MODE SELECT”至“JOGINC”，进入断续进给方式，并设置进给步长；②按坐标轴选择按钮“JOG AXIS SELECT”的X或Z键选择准备移动的坐标轴；③旋转快速倍率修调开关“FEEDRATE OVERRIDE”选择点动进给速率；④根据坐标轴运动的方向，按正方向或负方向按钮，各坐标便可实现点动进给。点动状态下，每按一次坐标进给键，进给部件移动一段距离。

手动连续进给操作步骤：旋转方式选择开关“MODE.SELECT”处于“JOG”位置时，选择运动轴，按正方向或负方向按钮，运动部件便在相应的坐标方向上连续运动，直到按钮松开时坐标轴才停止运动。

4）刀架的转位 装卸刀具、测量切削刀具的位置以及对工件进行试切削时，都要靠手动操作实现刀架的转位。其操作步骤如下：首先将“MODE”开关置于“JOG”位置；将“TOOL SELECTION”开关置于指定的刀具号位置；按下“T90”键，则回转刀架上的刀台顺时针转动到指定的刀位。

5）主轴手动操作

自动运行时主轴的转速、转向等均可在程序中用S功能和M功能指定。手动操作时要使主轴启动，必须用MDI方式设定主轴转速。当方式选择开关“MODE SELECT”处于“JOG”位置时可手动控制主轴的正转、反转和停止。调节主轴转

速修调开关“SPINDLE SPEED OVERRIDE”，对主轴转速进行倍率修调。按手动操作按钮CW、CCW、STOP控制主轴正转、反转、停止。

6）自动运行操作

机床的自动运行也称为机床的自动循环，自动运行前必须使各坐标轴返回参考点，并有结构完整的数控程序。

先将旋转方式选择开关“MODE SELECT”置于“AUTO”状态，进人自动运行方式；按程序键PRGRM，屏幕显示数控程序；按CURSOR键，光标移动至被选程序的程序头；按下循环启动按钮“CYCLE START”，则自动操作开始执行。

7）机床急停操作

机床在手动或自动运行中，一旦发现异常情况，应立即停止机床的运动。使用急停按钮或进给保持按钮中的任意一个均可使机床停止。

使用急停按钮。如果机床运行时按下急停按钮“E-STOP”，则机床进给运动和主轴运动会立即停止工作。待排除故障重新执行程序恢复机床的工作时，顺时针旋转该按钮，按下机床复位按钮复位后，进行手动返回机床参考点的操作。

使用进给保持按钮。如果机床在运行时按下进给保“FEED HOLD”按钮后，机床处于保持状态。待急停解除之后，按下循环启动按钮恢复机床运动状态，无需进行返回参考点的操作。

8）刀具偏置设定

刀具偏置设定包括刀具长度偏置量与刀具半径偏置量的设定。操作步骤：按功能键MENU OFSET进入偏置菜单；按软键TOOL，进入刀具偏置设定画面；移动光标到要输人或修改的偏置号；测量对刀点直径值，前加MX输入；以工件坐标原点处Z值前加MZ输入，按输入键INPUT。

9）程序的输入和编辑

当输入、编辑、检索程序时需将程序保护开关“PROGRAM PROTECT”打开，并将运行模式置于EDIT状态，显示模式置于PRGRM状态。

程序新建：键入程序名，按INSRT完成程序新建。程序调入：键入程序名，按INPUT完成程序调入。

程序输入：键入程序单元，按INSRT完成输入确认，按EOB程序段换行。程序编辑：按替换键ALTER、删除键DELET、退格键CAN等完成程序的修改编辑。

2.2了解数控车床的的代码及控制面板

数控车床可联动X、Z两个坐标轴，符合国际通用标准的笛卡尔右手直角坐标系。即：三个坐标轴X、Y、Z互相垂直，各坐标轴的方向符合右手法则。大拇指的方向为X轴正方向，食指为Y轴正方向，中指为Z轴正方向。数控机床永远假定工件静止而刀具运动，同时规定坐标轴的正方向总是指向增大工件与刀具之间距离的方向。

Z轴：为主轴回转轴线，向右远离工件方向为正方向，即纵向。X轴：数控车床X轴为径向水平线，向外为正方向，即横向。2.2.1数控代码规范 1）程序结构

ＮＣ程序由各个程序段组成，每个程序段执行一个加工步骤。程序段由若干个字组成，字由地址符和数值组成，地址符必须用大写字母，最后一个程序段包含程序结束符M02或M30。目前常用的是字地址可变程序段格式。

2）数控指令

数控指令包括准备功能指令（G功能）、辅助功能指令（M功能）、刀具功能指令（T功能）、主轴功能指令（S功能）、进给功能指令（F功能）。常用指令有：

G00 快速移动，模态

例如：G00X40Z50； G01 直线插补，模态

例如：G01X40Z-30； G02 顺时针圆弧插补，模态

例如：G02X40Z10R10； G03 逆时针圆弧插补，模态

例如：G03X40Z10I10K10； G04 暂停，单位毫秒 例如：G04P200 G18 ZX平面选择，数控车床缺省 G21 米制单位设定，缺省

G41/G42/G40 刀尖半径左补偿/刀尖半径右补偿/刀尖半径补偿取消 G54～G59 第一工件坐标系～第六工件坐标系指定

G32 单行程螺纹切削

例如：G32Z-10F1.5 G92 螺纹切削固定循环 例如：G92X32Z-20F1.5 G76 螺纹切削连续循环 例如：G76X50Z-20P3.68Q1.2F3 G90 外圆车削固定循环 例如：G90X20Z-20F80 G94 端面车削固定循环 例如：G94X20Z-20I-2F80 G71 外圆粗车连续循环 例如：G71U2R0.2 G71P50Q150U0.5W0.25F300 G72 端面粗车连续循环 例如：G72U2R0.2 G72P50Q150U0.5W0.25F300 G70 精车循环 例如：G70P50Q150F500 G94 进给率Ｆ，单位mm/min G95 进给率Ｆ，单位mm／r M00 程序停止

M02 程序结束

M03 主轴顺时针旋转 M04 主轴逆时针旋转 M05 主轴停止 M08 冷却液打开 M09 冷却液关闭

M06 更换刀具

例如：T1M06 M30 程序结束并返回

M98 调用子程序

例如 ：M98L2008P3；调用O2008子程序3次

M99 子程序结束

2.2.2数控系统控制面板

数控车床所提供的各种功能可以通过控制面板上的键盘操作得以实现。机床配备的数控系统不同其CRT/MDI控制面板的形式也不相同。CK6120数控铣床配备FANUC 0i-TD数控系统。下面介绍其各控制键功能。

1)主功能键

【POS】键：位置显示键。在CRT上显示机床现在的位置。

【PRGRM】键：程序键。在编辑方式，编辑和显示内存程序，显示MDI数据。【MENU OFSET】键：菜单设置键。刀具偏置数值的显示和设定。

【OPR ALARM】键：报警显示键。按此键显示报警号及报警提示。【DGNOS PARAM】键：参数设置键。设置数控系统参数。【AUX GRAPH】键：图象显示键。暂无功能。2)数据输人键

用来输人英文字母、数字及符号。常见功能有：G、M—指令；F—进给量；S—主轴转速； X、Y、Z—坐标； I、J、K—圆弧的圆心坐标；R—圆弧半径；T—刀具号或换刀指令；O—程序名；N—程序段号；0-9—数字等。

3)编辑键

【ALTER】键：修改键。在程序当前光标位置修改指令代码。【INSRT】键：插人键。在程序当前光标位置插人指令代码。【DELET】键：数据、程序段删除键。

【EOB】键：程序段结束键。又称程序段输入键、确认健、回车键。4）复位键

复位键【RESET】：按下此键，复位CNC系统。5)输人输出键 输入键【INPUT】：与外部设备通信时，按下此键，才能启动输入设备，开始输入数据到CNC内。

输出键【OUTPT START】：按下此键，CNC开始输出内存中的参数或程序到外部设备。

6）软键

软键即子功能键，其含义显示于当前屏幕上对应软键的位置，随主功能状态不同而各异。在某个主功能下可能有若干子功能，子功能往往以软键形式存在。

7）编辑辅助键

光标移动键【CURSOR】：用于在CRT页面上，一步步移动光标。↑：向前移动光标。↓：向后移动光标。

页面变换键【PAGE】：用于CRT屏幕选择不同的页面。↑：向前变换页面。↓：向后变换页面。

取消键【CAN】：按下此键，删除上一个输人的字符。8）运行模式选择旋扭：MODE SELECT 【HOME】：返回机床参考点模式 【JOG】：手动连续进给模式 【JOGINC】：手动断续进给模式 【EDIT】：程序编辑模式 【MDI】：手动数据输入模式 【STEP】：单步加工模式 【AUTO】：自动加工模式 9）进给速度倍率调节旋扭：用目前的进给速度乘上倍率得到实际进给速度。

主轴速度倍率调节旋扭：用目前的设定速度乘上倍率得到实际主轴转速。10)其它功能按键及旋扭：

【AXIS SELECT】旋扭：手动进给轴和方向选择旋扭。在JOG、JOGINC运行模式式时，选择手动进给轴和方向。

【ON】【OFF】键： CNC电源按钮。按下“ON”接通CNC电源；按下“OFF”断开CNC电源。

【E-STOP】键：急停按钮。当出现紧急情况时，按下此按钮，伺服进给及主

轴运转立即停止工作。

三、实习内容

数控车削加工及其编程举例--套筒零件数控车床加工编程

加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为&phi。150mm、长为40mm，材料为Q235。3-1 套筒零件解：采用华中数控系统编程。加工图3-1所示的套筒零件，毛坯直径为φ150mm、为40mm，材料为Q235；未注倒角1×45°，其余Ra6.3；棱边倒钝。

3-1 套筒零件

解：采用华中数控系统编程。

表7-18 加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm内孔的程序

程序

说明

%7111 程序名

N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系

N20 M03 S300

主轴正转，转速300r/min

N30 M06 T0202 换内孔车刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直径，距端面5mm处

N50 G81 X150 Z0 F100 加工端面

N60 G80 X97.5 Z-35 F100

粗加工φ98mm内孔，留径向余量0.5mm N70 G00 X97

刀尖定位至φ97mm直径处

N75 G80 X105 Z-10.5 F100 精加工φ112mm

N80 G80 X111.5 Z-10.5 F100

粗加工φ112mm内孔，留径向余量0.5mm N90 G00 X116 Z1

快速定位到φ116mm直径，距端面1mm处

N100 G01 X112 Z-1 倒角1×45°

N100 Z-10

精加工φ112mm内也

N120 X100

精加工孔底平面

N130 X98 Z-11 倒角1×45°

N140 Z-34

精加工φ98mm内孔

N150 G00 X95

快速退刀到φ95mm直径处

N160 Z100 N170 X160 N175 T0200 清除刀偏

N180 M06 T0101 换加工外圆的正偏刀

N190 G00 X150 Z2

刀尖快速定位到φ150mm直径，距端面2mm处

N200 G80 X145 Z-15.5 F100 加工φ145mm外圆

N210 G00 X141 Z1

N220 G01 X147 Z-2 F100 倒角1×45°

N230 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处N210 T0100

清除刀偏

N215 M05 主轴停

N220 M02

程序结束

表3-1 加工φ120mm外圆及端面的程序

程序

说明

%7112 程序名

N10 G92 X160 Z100 设置工件坐标系

N20 M03 S500

主轴正转，转速500r/min N30 M06 T0101 45°端面车刀

N40 G90 G00 X95 Z5

快速定位到φ95mm直径，距端面5mm处

N50 G81 X130 Z0.5 F50 粗加工端面

N60 G00 X96 Z-2

快速定位到φ96mm直径，距端面2mm处

N70 G01 X100 Z0 F50 倒角1×45°

N80 X130 精修端面

N90 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处N95 T0100 清除刀偏

N100 M06 T0202 换加工外圆的正偏刀

N110 G00 X130 Z2

刀尖快速定位到φ130mm直径，距端面2mm处

N120 G80 X120.5 Z-18.5 F100

粗加工φ120mm外圆，留径向余量0.5mm N130 G00 X116 Z1

N140 G01 X120 Z-1 F100 倒角1×45°

N150 Z-16.5

粗加工φ120mm外圆

N160 G02 X124 Z-18.5 R2 加工R2圆孤

N170 G01 X143

精修轴肩面

N180 X147 Z20.5 倒角1×45°

N190 G00 X160 Z100

刀尖快速定位到φ160mm直径，距端面100mm处

N200 T0200 清除刀偏

N205 M05 主轴停

N210 M02 程序结束

夹φ120mm外圆，找正，加工φ145mm外圆及φ112mm、φ98mm内孔。所用刀具有外圆加工正偏刀（T01）、内孔车刀（T02）。加工工艺路线为：粗加工φ98mm的内孔→粗加工φ112mm的内孔→精加工φ98mm、φ112mm的内孔及孔底平面→加工φ145mm的外圆。加工程序见表7-18 夹φ112mm内孔，加工φ120mm的外圆及端面。所用刀具有45°端面刀（T01）、外圆加工正偏刀（T02）。加工工艺路线为：加工端面→加工φ120mm的外圆→加工R2圆弧及平面。加工程序见表3-1。

四、实习总结

时光如流水，三周时间转眼即逝，实习生活结束了。在实习过程中，老师耐心地给我们讲解数控软件上每个指令的使用，在老师的指导下，短短的半个月让我对数控系统有了更全面的认识，对数控有了更深的了解，经过这次实习，我们熟练掌握了数控程序的编程和数控加工操作，收获颇多。

实习就是把所学的理论知识运用到客观实际中去，使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践，所学的就等于零，理论应该与实践相结合，另一方面，实践可为以后找工作打基础，通过这段时间的实习，学到一些在课堂上学不到的东西。因为环境的不同，接触的人与事不同，从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习，从学习中实践，而且在中国的经济飞速发展，又加入了世贸，国内外经济日趋变化，每天都不断有新的东西涌现，在拥有了越来越多的机会的同时，也有了更多的挑战，中国的经济越和外界接轨，对于人才的要求也越来越高，我们不只要学好课堂上所学到的知识，还要不断地从生活中，实践中学其他知识，不断地从各方面武装自己，才能在竞争中突出自己表现自己。