数控铣床与编程操作说课稿

第一篇：数控铣床与编程操作说课稿

北川羌族自治县七一职业中学

课程名称：《数控铣床编程与操作》课程性质：专业课

知 识 点：

授课专业：数控专业

说课教师：姜安乐

说 课 稿数控铣床MDI操作及对刀

说课程

《数控铣床编程与操作》说课稿

一、课程分析

本课程的教学对象是我校数控专业二年级的学生，所使用的是机械工业出版社朱明松主编——《数控铣床编程与操作项目教程》。本课程是数控技术专业的一门核心专业课。本课程的任务是让学生熟悉数控铣床加工程序编制的基础知识和基本方法，重点培养学生掌握常用数控铣床编程方法及基本操作加工技能。

二、教学目的与要求

1．课程目的通过本课程的教学，使学生了解常见数控机床的结构、操作使用方法，系统地掌握数控铣床的编程与操作技能，为以后的实际工作奠定基础。

2．能力培养要求

通过《数控铣床编程与操作》课程的学习，应使学生具备如下能力：

（1）具备常见数控系统的数控铣床的编程技能

能根据常见数控铣床的编程手册，编制中等复杂零件的数控铣床加工程序，达到国家职业标准中对数控铣床操作工工种的中级/四级要求。

（2）具备常见数控系统铣床的操作技能

熟悉常见数控铣床结构、布局及主要部件，了解其工作过程；能根据数控铣床的操作手册，掌握数控加工中开关机、面板使用、工件、刀具安装，对刀，工装选择等铣床操作技能。

（3）吸收新知识、掌握新技术的能力

能初步依据数控加工技术的发展方向，识别新技术、新工艺，并通过新内容的学习，掌握、应用新技术。

三、教学方法

1．为方便教学过程的组织，部分内容的先后次序可作适当调整；

2．为提高课程教学效果，课程大部分内容应在多媒体教室和数控实训基地实施，并充分发挥教学资源作用；现场教学应分组进行。

四、学习方法

本课将通过指导学生采用自主学习和协作学习等方法，帮助学生在不断探索，不断交流、不断评价中自然达成学习目标，转变学习方式，提高学习能力。

说章节

《数控铣床MDI操作及对刀》说课稿

一、教材及重难点分析

本课程的教学对象是我校数控专业二年级的学生，所使用的是机械工业出版社朱明松主编——《数控铣床编程与操作项目教程》。《数控铣床MDI操作及对刀》是《数控铣床编程与操作》中第模块1第课题5中的内容。在本节课之前，已经介绍了数控铣床的基础知识、面板功能、手动操作及程序的输入，学生已经熟悉了数控铣床，能够进行一些常规操作，但是还不能通过程序来控制机床正确运动，数控操作工的主要目的就是要运用指令代码，正确控制机床运动，要能准确的控制机床的位移，就必须通过对刀操作来完成，所以对刀操作是学习数控专业中非常重要的一个知识，对刀操作直接影响到零件的加工精度，因此本次课的知识点在整个数控铣床编程与操作中占有举足轻重的地位。同时，此内容又是课程后面即将学习习近平面图形加工的基础，因此，本次课也起到了一个承前启后的作用。

作为一名即将实习的数控专业的学生，数控编程及数控铣床操作是其必须掌握的专业技能。能否熟练的进行手工编程、能否熟练的操作数控铣床也是企业在选择数控技术工人时的一个最基本的要求。考虑到数控铣床MDI操作及对刀在数控铣床操作过程中，是必不可少的环节，结合教学过程中要突出的实用性，故指定以下教学目标：

教学目标：

认知目标：

掌握建立工件坐标系的目的，可设定的零点偏置指令。

能力目标：掌握MDI操作方法，数控铣床对刀方法及验证方法。

情感目标：激发学生学习兴趣，增强了学生的思维分析能力。

在以往的教学过程中，学生普遍反映存在以下的问题：1.对刀步骤繁琐较多，大多数同学一时半会记不住；2.看到别人操作的时候感觉很容易，一旦自己动手时就不知道从何下手。针对这些情况，指定以下重难点：

教学重点：数控铣床试切法对刀的步骤的验证方法。

教学难点：数控铣床对刀步骤

在教学过程中，将通过板书演示的方法突出重点，通过仿真软件演示的方法突破难点。

二、教法阐述

以学生为核心，充分发挥学生自主创新的能力，调动的学生的积极性，变被动接受位主动获取，是教学的宗旨，本着这个主导思想同时结合本课内容的特点，本课将采取 “比较发现法”、“任务驱动法”、“仿真教学法”等教学方法。

比较发现法：将前一节介绍过的手动操作与本节课的通过MDI方式下程序控制机床相比较，使学生从中发现MDI操作的优点，激发学生对新知识的探索兴趣，这是采用本发的主要目的。

任务驱动法：在教学过程中，将本节课的新知识点设计成学生感兴趣的任务，让学生带着任务去学习。例如：在介绍对刀方法时，教师只讲解一个其中一个角落点的对刀方法，而后提要求学生在课堂上自己完成其他三个角落点的对刀，加深学生对于对刀的记忆和灵活的运用。

仿真教学法：根据数控编程课程的特点，还将引入“仿真教学法”。对于数控铣床的对刀操作，单凭课件和方法原理讲解是无法展现的，由于设备有限，所以可以采用数控仿真软件直接在课堂教学中予以演示。

以上教学方法将贯穿于整个教学过程中，以期待能够帮助学生快速、正确的理解教学内容。

三、学法指导

建构主义理论强调以学生的自主建构为核心，变学生为知识的灌输对象为学习活动的主体。本课将通过指导学生采用自主学习和协作学习等方法，帮助学生在不断探索，不断交流、不断评价中自然达成学习目标，转变学习方式，提高学习能力。自主学习意在于培养学生自主探究的能力，例如：要求学生自行总结用对刀的操作步骤，便于学生记忆。启发学生自主学习，自主探究。协作学习意在培养学生的合作交流能力以及团队合作的意识，例如：学生反映能看懂老师的操作步骤，自己不会操作的问题，可以将学生分为5人一组，自由选择角落点，分组讨论操作完成，然后由每组推选一人上台将其操作过程用仿真软件仿真。从中发现问题加深学生的印象。

四、教学准备

多媒体教室、自制多媒体课件、宇龙数控仿真软件一套。

五、教学过程

整个教学过程时间安排如下：

复习与新课的引入：5分钟

新知识讲授：12分钟

课堂实践：18分钟

课后小结：3分钟

布置作业：2分钟

这样安排是由于数控编程课程自身的特殊性，老师一味的讲授，学生接受比较困难，也不利于学生记忆，同时无法将所掌握的知识灵活应用，因此，课堂上安排较多时间给学生进行随堂练习，同时结合仿真软件模拟，可以达到较好的教学效果。

1.复习及新知识的引入

首先复习上节课所讲解的数控铣床手动操作与试切，让学生到台上操作仿真

软件，接着随便在MDI方式输入一个程序，运行程序，刀具没有移动到我们所需要的位置，提问为什么会出现这种状况，没有按照我们的意愿去移动呢？激发学生产生强烈的兴趣，此时引出本次课的内容数控铣床的对刀。

2.新知识的讲授

教材在编写时的顺序是：先介绍工件坐标系的概念，其次介绍循设定零点偏置的指令，再是对刀的操作步骤，最后介绍对刀的检验方法，这样学生不容易记忆，根据本次课的教学目标及重难点的要求，将安排教学如下：

A由于工件坐标系我们在专门学习编程的时候已经重点介绍过工件坐标系的选择及作用了，这里就不急于介绍工件坐标系，先快速的对刀一次，再次运行刚才那个程序，让学生观察此时的结果如何。通过分析，说明对刀的重要性。

B接着通过仿真软件演示对刀的步骤，老师讲解一步，让学生在自己在仿真软件上做一步，直到完成对刀操作。

C然后在黑板上讲解工件坐标系的概念，坐标系偏置指令，写出对刀的检验的程序。

3.课堂实践

在讲解完前面内容后，提出任务，要求学生在仿真软件上完成剩余角落点的对刀，从而总结出对刀的具体步骤，对好刀后，接着把写好的校验程序在MDI方式下运行，看看对刀是否正确，增加学生的兴趣。最后补充书本上没有的重要内容。

4.课后小结

利用几分钟时间总结本节课的内容，再次强调本课的重难点，要求学生课后一定要花时间消化，复习，对于需要记忆的一定要记忆。同时留出问题：我们工件坐标系设置在方形工件中心时该如何对刀呢？要求学生课后思考，为下节课做好铺垫。

5.布置作业

1）CNC铣床坐标系的规定？

2）为什么要对刀？

3）对刀的方法及步骤？

六、板书设计

一、对刀操作步骤：

1、准备工作

2、试切

3、数据输入

二、工件坐标系

三、MDI手动输入操作

四、“对刀”校验

输入M03S500;G54 G01 X0 Y0 Z10 F100;

第二篇：《数控铣床编程与操作》说课稿

《数控铣工编程与操作》课程说课稿

各位评委、各位专家：

我是岳阳职业技术学院院级《数控铣床编程与操作》精品课程负责人，就该课程建设情况向大家汇报：

第一部分 ：整体设计

一、课程定位

《数控铣床编程与操作》是数控技术专业的一门专业技术主干课程。

1、定位

我院数控技术专业面向数控加工设备使用企业培养从事数控机床编程、操作与维护的中、高级数控机床操作工、数控机床编程员。

2、本课程的前期与后续课程：

在专业课程体系中，《数控铣工编程与操作》按双证融通模式设计，在《机械制图与CAD》、《机械制造工艺与装备》、《金属切削原理与刀具》、《金工实习》等课程之后实施教学，数控铣床操作工（中级）技能证书考证培训融入课程，也作为《数控铣综合实训》等课程的前导课程。

3、培养目标：

课程主要培养学生的数控铣床操作、编程能力，熟悉数控机床的组成、工作原理和分类方法。掌握数控铣床编程的步骤、方法、特点及应用场合。培养学生工作执行、工作组织、团队协作等能力。

二、课程设计

1、以职业工作过程构建课程学习领域

按数控机床操作工的制订工艺方案-零件编程操作加工-工件检验等工作过程确定行动领域，根据行动领域确定零件的数控编程、数控铣床的操

作与加工学习领域，根据学习领域确定数控铣床基本操作、平面图形加工、孔加工、轮廓加工、凹槽加工、零件综合加工六个学习情境。学习情境设计遵循从易到难，从简单到复杂的原则。

2、课程设计理念与思想

设计理念

课程贯彻校企合作、工学结合的职业教育课程理念。课程的项目源自学院现代制造技术创业园湖南鑫和股份有限公司的产品加工。（产品图）

设计思路

1、以“口罩机”为主线设计课程

2、在实施项目课程教学模式的前提下，以学生为主体，实行过程考核，明确给出考核评分标准，过程考核与期末总评成绩挂钩，促使学生努力学习。

3、课程总体采用项目教学，通过学生合作教学项目，培养团队合作精神。在教学中注重品质控制和质量管理方面素质养成与提高。

三、内容选取

1、根据数控铣床操作工国家职业技能鉴定中级标准要求来确定课程培养的技能点、知识点和职业素质能力要点

2、与企业联合开发的教学项目。

模拟企业的分工制，突出职业岗位活动的学习情境设计，以岗位活动的工作过程为依据，组织项目活动的步骤流程，以此来实地模拟真实的职业活动，达到职业能力的培养目标。

6个工作项目，每个项目有几个工作任务。

四、课程考核

项目一——项目五，每个项目占课程的10%，项目六为综合项目，占

20%，技能考证占30%。

五、课程特色与效果

1、课程开发校企合作，依托现代制造技术创业园，与企业共同开发项目、共同实施项目教学，学生在学习过程中参与产品的加工。

2、课程与技能考证培训相结合，中级取证率100%，高级取证率10%。

3、课程与竞赛培训相结合，我院学生2009年在全国职业院校技能比赛中，获三等奖。今年11月在湖南省数控技能竞赛中分别获得数控铣第二名、加工中心第四名。

第二部分 ：教学实施

下面就工学结合项目：剪刀滑板的槽加工进行教学单元设计（课时：4）

剪刀滑板是口罩机上的一个零件

本次课为项目五中的凹槽加工中的一个任务。

一、教材分析

课程团队编写了《数控铣床编程与操作》校本教材。本次课的实施以鑫和公司口罩机的零件之一——剪刀滑板为载体开发的教学项目。

二、学情分析

本次课的教学：共有3台数控铣（2台华中系统，1台法兰克系统），1台加工中心（华中系统）。学生32人，分2批教学，每批16人，每组4人，每组1个组长。在学习本门课程之前，学生具有普通铣床加工的操作技能。

三、本节课的教学目标：

1、知识目标：

 掌握局部坐标系的概念；子程序的应用、坐标轴偏移指令、槽加工工艺的制定方法。

2、能力目标：

 会选择合适的铣刀

 会铣削各种槽,并能控制其尺寸. 能按图纸要求,完成工件

3、素质目标

让学生体验团队协作的力量，成功的喜悦，从而能培养学生团队合作的意识。

教学方法：项目教学法、分组讨论法、职业活动导向教学法、展示法、示范法等。

四、教学实施

1、（课前）老师拿出图纸，交代任务----加工剪刀滑板的槽，此零件为口罩机上的一个零件

要求学生在课前完成此零件在普通铣床上加工的工艺卡

2、填写工艺卡

学生在课前利用学院图书馆的图书资源

网络资源查阅资料

咨询现代制造技术创业园的技术专家，提取经验，广泛地收集信息，分组讨论，根据我院中央财政支持的数控实训基地的设备情况，填写加工工艺卡。

3、展示工艺卡

学生展示工艺卡，并进行讲解

老师对每组的工艺卡进行点评

学生综合各组的优点及老师的点评，完善工艺卡

4、老师（利用多媒体教学）讲授知识点：凹槽加工编程方法与工艺，子程序的编写的调用，操作安全要点、加工方法。

学生：将所学知识点融合到工作任务中，在原有的工艺卡的基础上，制订数控铣床加工的工艺卡。

5、完善工艺卡，分组编写程序，利用教学资源宇龙仿真软件进行仿真。老师：观察和记录小组工作情况，并解答学生工作时提出的问题。

6、教师演示

老师：演示操作过程

学生：观察和记录工作过程

7、工艺准备，开始操作加工

老师：观察和记录小组工作情况，处理紧急突发事件。

学生：操作机床，加工产品

8、检验，现场清理，设备维护等

学生自检，同学互检工件，工量卡具入库，环境卫生、废物处理

老师检验工件

9、总结，评价，作业布置

老师：对产品不合格地方进行分析，点评，总结，给出成绩

布置下一个工作任务。

整个教学过程是：下达任务-收集资料填写工工艺卡-展示工艺卡-讲授知识点-编程、仿真-教师示范-准备、加工-检验、现场清理-总结、评价。

我的说课完毕。

第三篇：数控铣床编程与操作实验报告

实验四数控铣床编程与操作实验报告

班级学号姓名成绩

一、实验目的二、实验仪器与设备

三、实验内容简述

1、了解数控铣床的结构和常用功能指令

1）进一步了解数控铣床的组成部分、应用范围和坐标系（可参照实验一）

2）画出实验中你所用数控铣床（法兰克系统）的控制面板并说明常用按键（或旋钮）的功能。

2、练习数控铣床基本操作方法（可参考实验一）

3、写出数控铣床的常用功能指令，并说明其含义。

4、数控铣床的手工编程步骤

1）绘制所加工的零件图，并标出编程坐标系。

2）根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线。

3）选择刀具。

4）确定切削用量。

5）确定工件坐标系、对刀点和换刀点。

6）编写程序（法兰克系统的加工程序）并加以注释。

5、数控铣床的操作

1）写出实验中你所用数控铣床的开机操作过程。

2）写出回零操作过程。

3）写出程序的输入、编辑和保存操作过程。

4）写出程序的校验操作过程(如显示程序加工图形校验、空运行校验)。

5）写出数控铣床（法兰克系统）的对刀并设定工件坐标系操作过程。

6）写出自动加工操作过程。

7）加工完毕，取下工件检验。

8）写出实验中你所用数控铣床的关机操作过程。

9）清理切削屑。

第四篇：数控铣床宏程序编程 经典

变量

普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离；例如，GO1和X100.0。使用用户宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时，变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变。#1＝#2＋100 G01 X#1 F300 说明：

变量的表示

计算机允许使用变量名，用户宏程序不行。变量用变量符号（#）和后面的变量号指定。例如：#1 表达式可以用于指定变量号。此时，表达式必须封闭在括号中。例如：#[#1+#2-12]

变量的类型

变量根据变量号可以分成四种类型

变量号 变量类型 功能

#0 空变量 该变量总是空,没有值能赋给该变量.#1-#33 局部变量局部变量只能用在宏程序中存储数据,例如,运算结果.当断电时,局部变量被初始化为空.调用宏程序时,自变量对局部变量赋值, #100-#199 #500-#999 公共变量公共变量在不同的宏程序中的意义相同.当断电时,变量#100-#199初始化为空.变量#500-#999的数据保存,即使断电也不丢失.#1000 系统变量 系统变量用于读和写CNC运行时各种数据的变化,例如,刀具的当前位置和补偿值.变量值的范围

局部变量和公共变量可以有0值或下面范围中的值:-1047到-10-29或-10-2到-1047 如果计算结果超出有效范围,则发出P/S报警NO.111.小数点的省略

当在程序中定义变量值时，小数点可以省略。

例：当定义#1＝123；变量#1的实际值是123.000。

变量的引用

为在程序中使用变量值，指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时，要把表达式放在括号中。

例如：G01X[#1+#2]F#3;被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。例如： 当G00X#/;以1/1000mm的单位执行时，CNC把123456赋值给变量#1,实际指令值为G00X12346.改变引用变量的值的符号，要把负号（－）放在#的前面。例如：G00X－#1 当引用未定义的变量时，变量及地址都被忽略。

例如：当变量#1的值是0，并且变量#2的值是空时，G00X#1 Y#2的执行结果为G00X0。

双轨迹（双轨迹控制）的公共变量

对双轨迹控制，系统为每一轨迹都提供了单独的宏变量，但是，根据参数N0.6036和6037的设定，某些公共变量可同时用于两个轨迹。

未定义的变量

当变量值未定义时，这样的变量成为空变量。变量#0总是空变量。它不能写，只能读。

引用

当引用一个未定义的变量时，地址本身也被忽略。当#1=<空> 当#1＝0 G90 X100 Y#1 G90 X100 G90 X100 Y#1 G90 X100 Y0

(b)运算

除了用<空>赋值以外，其余情况下<空>与0相同。

当#1=<空>时 当#1＝0时

#2＝#1 #2＝<空> #2＝#1 #2＝0

#2＝#*5 #2＝0 #2＝#*5 #2＝0

#2＝#1+#1 #2＝0 #2＝#1+#1 #2＝0

(c)条件表达式

EQ和NE中的<空>不同于0。当#1=<空>时 当#1＝0时

#1EQ#0 成立 #1EQ#0 不成立

#1 NE #0 成立 #1 NE #0 不成立

#1 GE #0 成立 #1 GE #0 不成立

#1 GT #0 不成立 #1 GT #0 不成立

限制

程序号，顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。例：下面情况不能使用变量： 0#1；

/#2G00X100.0;N#3Y200.0;

二 算术和逻辑运算

下面表中列出的运算可以在变量中执行。运算符右边的表达式可包含常量和或由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量#j和#k可以用常数赋值。左边的变量也可以用表达式赋值。

功能 格式 备注 定义 #i=#j 加法

减法

乘法

除法 #i=#j+#k;

#i=#j-#k;

#i=#j*#k;

#i=#j/#k;正弦

反正弦

余弦

反余弦

正切

反正切 #i=sin[#j;

#i=asin[#j];

#i=cos[#j];

#i=acos[#j];

#i=tan[#j]

#i=atan[#j]/[#k] 角度以度指定，90o30'表示为90.5度。平方根

绝对值

舍入

上取整

下取整

自然对数

指数函数 #i=SQRT[#j];

#i=ABS[#j];

#i=ROUNG[#j];

#i=FIX[#j];#i=FUP[#j];

#i=LN[#j];

#i=EXP[#j];或

异或

与

#i=#jOR#k;

#i=#jXOR#k;

#i=#jAND#k;逻辑运算一位一位地按二进制数执行。从BCD转为BIN

从BIN转为BCD #i=BIN[#j];

#i=BCD[#j];用于与PMC的信号交换。

说明：

角度单位

函数SIN ,COS,ASIN,ACOS,TAN和ATAN的角度单位是度。如90°30’表示为90.5度。ARCSIN # i= ASIN[#j]（1）取值范围如下：

当参数（NO.6004#0）NAT位设为0时，270°～90° 当参数（NO.6004#0）NAT位设为1时，－90°～90°

（2）当#j超出－1到1的范围时，发出P/S报警NO.111.（3）常数可替代变量#j

ARCCOS #i＝ACOS[#j] 取值范围从180°～0° 当#j超出－1到1的范围时，发出P/S报警NO.111.常数可替代变量#j

三 程序举例

铣椭圆：

轨迹：

椭圆程序代码如下：

N10 G54 G90 G0 S1500 M03 N12 X0 Y0 Z20.N14 G0 Z1 N16 G1 Z-5.F150.N18 G41 D1 N20 #1=0 N22 #2=34 N24 #3=24 N26 #4=#2*COS[#1] N28 #5=#3*SIN[#1] N30 #10=#4*COS[45]-#5*SIN[45] N32 #11=#4*SIN[45]+#5*COS[45] N34 G1 X#10 Y#11 N36 #1=#1+1 N38 IF [#1 LT 370] GOTO26 N40 G40 G1 X0 Y0 N42 G0 Z100 N44 M30

铣矩形槽：

铣矩形槽代码如下： #102=0.N3#100=0.#101=0.#103=200.#104=400.G91G28Z0.G0G90G54X0.Y0.G43H1Z20.M3S2000.N4G0X#100Y#101 G01Z#102F200.#102=#102-2.IF[#102EQ-50.]GOTO1 GOTO2 N2 N4X#104F500.Y#103 X#100 Y#101 #100=#100+10.#101=#101+10.#103=#103-10.#104=#104-10.IF[#100EQ100.]GOTO3 GOTO4 N3 N1 M5 M9 G91G28Z0.G28Y0.M30

铣倾斜3度的面：

轨迹：

铣倾斜3度的面的代码如下： O0001 #[#1+1*2]=1 G65P9012L1A0B0.1C4I100J3K0 M30

宏程序O9012代码如下: G54 G90 G00 X[#3] Y0 Z100 S500 M3 G01 Z0 F300 WHILE[#1LE10]DO1 #7= #1/TAN[#5]+#3 G1Z-#1 X#7 #8=#6/2-ROUND[#6/2] IF[#8EQ0]GOTO10 G1Y0 GOTO20 N10 Y#4 N20#1=#1+#2 #6=#6+1 END1 G0 Z100

铣半球：

轨迹：

铣半球代码如下：

G90G0G54X-10.Y0M3S4500 G43Z50.H1M8 #1=0.5 WHILE[#1LE50.]DO1 #2=50.-#1 #3=SQRT[2500.-[#2*#2]] G1Z-#1F20 X-#3F500 G2I#3 #1=#1+0.5 END1 G0Z50.M5 M30

铣喇叭：

铣喇叭代码如下： M03 S500 M06 T01 #1=0 #2=0 G0 Z15 X150 Y0 N11 #2=30*SIN[#1] #3=30+30*[1-COS[#1]] G01 Z-#2 F40 G41 X#3 D01 G03 I-#3 G40 G01 X150 Y0 #1=#1+1 IF [#1 LE 90] GOTO 11 G0 Z30 M30

第五篇：数控铣床编程概述

5.1.1数控编程的定义

为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作，必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统，这种数控系统可以识别的指令称为程度，制作程序的过程称为数控编程。

数控编程的过程不仅仅指编写数控加工指令代码的过程，它还包括从零件分析到编写加工指令代码，再到制成控制介质以及程序校核的全过程。在编程前首先要进行零件的加工工艺分析，确定加工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(切削速度、进给量、背吃刀量)以及各项辅助功能(换刀、主轴正反转、切削液开关等)；接着根据数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单；再把这一程序单中的内容记录在控制介质上(如软盘、移动存储器、硬盘等)，检查正确无误后采用手工输人方式或计算机传输方式输入数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

5.2.1数控编程的内容与步骤

数控编程步骤如图5－1所示，主要有以下几个方面的内容：

(a)分析图样 包括零件轮廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技术要求的分析，零件材料、热处理等要求的分析。

(b)确定加工艺 包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具，选择各项切削参数，选择对刀点、换刀点。

(c)数值计算 选择编程原点，对零件图形各基点进行正确的数学计算，为编写程序单做好准备。

(d)编写程序单 根据数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单。

(e)制作控制介质 简单的数控程序直接采用手工输入机床，当程序自动输入机床时，必须制作控制介质。现在大多数程序采用软盘、移动存储器、硬盘作为存储介质，采用计算机传输来输入机床。目前，除了少数老式的数控机床仍在采用穿孔纸带外，现代数控机床均不再采用此种控制介质了。

(f)程序校验 程序必须经过校验正确后才能使用。一般采用机床空运行的方式进行校验，有图形显示卡的机床可直接在CRT显示屏上进行校验，现在有很多学校还采用计算机数控模拟进行校验。以上方式只能进行数控程序、机床动作的校验，如果要校验加工精度，则要进行首件试切校验。

5.3数控编程的分类

数控编程可分为手工编程和自动编程两种。

5.3.1．手工编程

手工编程是指所有编制加工程序的全过程，即图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序校验都是由手工来完成。

手工编程不需要计算机、编程器、编程软件等辅助设备，只需要有合格的编程人员即可完成。手工编程具有编程快速及时的优点，其缺点是不能进行复杂曲面的编程。手工编程比较适合批量较大、形状简单、计算方便、轮廓由直线或圆弧组成的零件的加工。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，采用手工编程则比较困难，最好采用自动编程的方法进行编程。

5.3.2．自动编程

自动编程是指用计算机编制数控加工程序的过程。自动编程的优点是效率高，正确性好。自动编程由计算机代替人完成复杂的坐标计算和书写程序单的工作，它可以解决许多手工编制无法完成的复杂零件编程难题，但其缺点是必须具备自动编程系统或自动编程软件。自动编程较适合形状复杂零件的加工程序编制，如：模具加工、多轴联动加工等场合。

实现自动编程的方法主要有语言式自动编程和图形交互式自动编程两种。前者通过高级

语言的形式表示出全部加工内容；计算机运行时采用批处理方式，一次性处理、输出加工程序。后者是采用人机对话的处理方式，利用CAD／CAM功能生成加工程序。

CAD／CAM软件编程加工过程为：图样分析、零件分析、三维造型、生成加工刀具轨迹；后置处理生成加工程序、程序校验、程序传输并进行加工。

5.4常用CAD/CAM软件介绍

5.4.1．UG(Unigraphics)

UG起源于麦道飞机制造公司，是由EDS公司开发的集成化CAD／CAE／CAM系统，是当前国际、国内最为流行的工业设计平台。其庞大的模块群为企业提供了从产品设计、产品分析、加工装配、检验，到过程管理、虚拟动作等全系列的支持，其主要模块有数控造型、数控加工、产品装配等通用模块和计算机辅助工业设计、钣金设计加工、模具设计加工、管路设计布局等专用模块。该软件的容量较大，对计算机的硬件配置要求也较高，所以早期版本在我国使用不很广泛，但随着计算机配置的不断升级，该软件在国际、国内的CAD／CAE／CAM市场上已占有了很大的份额。

5.4.2．Pro／Engineer

Pro／Engineer是由美国PTC(参数科技公司)于1989年开发的，它开创了三维CAD／CAM参数化的先河，采用单一数据库的设计，是基于特征、全参数、全相关性的CAD／CAE／CAM系统。它包含零件造型、产品装配、数控加：工、模具开发、钣金件设计、外形设计、逆向工程、机构模拟、应力分析等功能模块，因而广泛应用于机械、汽车、模具、工业设计、航天、家电、玩具等行业，在国内外尤其是制造业发达的地区有着庞大的用户群。

5.4.3SolidWorks

SolidWorks是一个在微机平台上运行的通用设计的CAD软件，它具有高效方便的计算机辅助该软件有极强的图形格式转换功能，几乎所有的CAD／CAE／CAM软件都可以与SolidWorks软件进行数据转换，美中不足的是其数控加工功能不够强大而且操作也比较烦琐，所以该软件常作为数控自动化编程中的造型软件，再将造型完成的三维实体通过数据转换到UG、Masteream、Cimatron软件中进行自动化编程。

5.4.4Mastercam

Mastercam是由美国CNCSoftware公司推出的基于PC平台，集二维绘图、三维曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟为一身的CAD／CAM软件，该软件尤其对于复杂曲面的生成与加工具有独到的优势，但其对零件的设计、模具的设计功能不强。由于该软件对运行环境要求较低、操作灵活易掌握、价格便宜，所以受到我国中小数控企业 的欢迎。

5.4.5Cimatron

Cimatron系统是源于以色列为了设计开发喷气式战斗机所发展出来的软件。它由以色列的Cimatron公司提供的一套集成CAD／CAE／CAM的专业软件，它具有模具设计、三维造型、生成工程图、数控加工等功能。该软件在我国得到了广泛的使用，特别是在数控加工方面更是占有很大的比重。

5.4.6CAXA制造工程师

CAXA制造工程师是我国北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床与加工中心的三维CAD／CAM软件，它既具有线框造型、曲面造型和实体造型的设计功能，又具有生成二至五轴的加工代码的数控加工功能，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。由于该软件是我国自行研制的数控软件，采用了全中文的操作界面，学习与操作都很方便，而且价格也较低，所以该软件近几年在国内得到了较大程度的推广。另外，CAXA系列软件中的“CAXA线切割”也是一种方便实用的线切割自动编程软件。

5.5 数控铣床编程的基础知识

5.5.1程序的结构与格式

每一种数控系统，根据系统本身的特点与编程的需要，都有一定的程序格式。对于不同的机床，其程序格式也不同，因此，编程人员必须严格按照机床说明书的格式进行编程。但程序的常规格式却是相同的。

a、程序的组成一个完整的程序由程序号、程序内容和程序结束三部分组成：

％0001零件程序号（％1～4294967295）

N10 G90 G80 G40 G49 G17程序内容

N20 G00 G54 X0 Y0 Z50 F300程序段

N30 M03 S500

N260 M05

N270 M30程序结束

(1)程序号

每一个储存在零件存储器中的程序都需要指定一个程序号来加以区别，这种用于区别零件加工程序代号称为程序号，同一机床的程序号不能重复。

程序号写在程序的最前面，必须单独占用一行。

(2)程序内容

程序内容是整个程序的核心，它由许多程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，它表示数控机床的全部动作。

在数控铣床的程序中，子程序的调用也作为主程序内容的一部分，主程序中只完成换刀、调转速、工件定位等动作，其余加工动作都由子程序来完成。

（3）程序结束

程序结束通过M代码来实现，它必须写在程序的最后。可以作为程序结束标记的M代码有M02和M30，它们代表零件加工主程序的结束。为了保证最后程序段的正常执行，通常要求M02(M30)也必须单独占一行。

此外，子程序结束有专用的结束标记，HNC—21M系统中用M99来表示子程序结束后返回主程序。

5.5.2．程序段的组成(1)程序段基本格式

程序段是程序的基本组成部分，每个程序段由若干个数据字构成，而数据字又由表示地址的英文字母、特殊文字和数字构成。如X30、G90等。

程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的排列、书写方式和顺序。通常情况下，程序段格式有字—地址程序段格式、使用分隔符的程序段格式、固定程序段格式三种。字—地址程序段格式如下：

N50 C01 X30 Y30 Z30 F100 S800 TO1 M03；

(2)程序段号与程序段结束

程序段由程序段号NXX开头，以程序段结束标记CR(或IJ)结束，实际使用时，常用符号“；”或“*”表示CR(或LP)。程庄段的中间部分是程序段的内容，主要包括准备功能字、尺寸功能字、进给功能字、主轴功能字、刀具功能字、辅助功能字等，但并不是所有程序段都必须包含所有功能字，有时一个程序段内可仅包含其中一个或几个功能字，如下列程序段都是正确的程序段。

N10 C01 X100 F100；

N10 M05；

NXX为程序段号，由地址N和后面的若干位数字表示。在大部分系统中，程序段号仅作为“跳转”或“程序检索”的目标位置指示，因此，它的大小顺序可以颠倒，也可以省略，程序段在存储器内以输入的先后顺序排列，而程序的执行是严格按信息在存储器内的先后顺序一段一段地执行，也就是说执行的先后次序与程序段号无关。但是，当程序段号省略时，该程序段将不能作为“跳转”或“程序检索”的目标程序段。

程序段号也可以由数控系统自动生成，程序段号的递增量可以通过“机床参数”进行设置，一般可设定增量值为10。

(3)程序的斜杠跳跃

有时，在程序段的前面有“／”符号，该符号称为斜杠跳跃符号，该程序段称为可跳跃程序段。如下列程序段：

／N10 G00 X100；

这样的程序段，可以由操作者对程序段和执行情况进行控制。若操作机床使系统的“跳过程序段”信号生效，程序执行时将跳过这些程序段；若“跳过程序段”信号无效，程序段照常执行，该程序段和不加“／”符号的程序段相同。

(4)程序段注释

为了方便检查、阅读数控程序，在许多数控系统中允许对程序进行注释，注释可以作为对操作者的提示显示在屏幕上，但注释对机床动作没有丝毫影响。程序的注释应放在程序的最后，并用“()”括起来，不允许将注释插在地址和数字之间。如下程序段所示：

％0000；(PROGRAMNAME—M1)

G21 G17 G40 C49 G80 G90；

5.6数控常用系统功能

数控系统常用的系统功能有准备功能、辅助功能、其他功能三种，这些功能是编制数控程序的基础。

5.6.1．准备功能

1、准备功能也叫G功能或G代码，是用于数控机床做好某些操作准备动作的指令。它由地址G和后面的两位数字组成，从G00～G99共100种，如G01、G41等。目前，随着数控系统功能的不断提高，有的系统已采用三位数的功能代码，如SIEMENS系统中的G450、G451等。

2、G功能以组区别可以分为两大类。属于“00”组别者，为非续效指令，即该指令的功能只在该程序段执行时发挥效用，其功能不会延续到下面的程序段。属于“非00”组别者，为续效指令，即该指令的功能除在该程序段执行时发生效用外，如下一程序段仍使用相同功能，则不需要再指令一次，其功能会延续到下一程序段，直到被同组别的指令取代为止。

3、不同组别的G功能可以在同一程序段中执行。但若是同一组别的G功能，在同一程序段中出现两个或以上时，则以最后的G功能为有效。例如G00 G01 X50 Y60；则此程序将以直线插补（G01）方式移至X50 Y60位置，G00指令将被忽略。

4、虽然从G00到G99共有100种G代码，但并不是每种代码都有实际意义，实际上有些代码在国际标准(1SO)或我国原机械工业部标准中并没有指定其功能，这些代码主要用于将来修改标准时指定新功能。还有一些代码，即使在修改标准时也永不指定其功能，这些代码可由机床设计者根据需要定义其功能，但必须在机床的出厂说明书中予以说明。

5.7.1、辅助功能

辅助功能也叫M功能或M代码。它由地址M和后面的两位数字组成，从M00～M99共100种。

1、辅助功能是主要控制机床或系统的开、关等辅助动作的功能指令，如开、停冷却泵，控制主轴正反转，控制程序的结束等。

同样地，由于数控系统的不同，以及机床生产厂家的不同，其M代码的功能也不尽相同，甚至有些M代码与ISO标准代码的含义也不相同，如：表5－1如M00、M02、M30、M98、M99用于控制零件程序的走向，不由机床制造设计商设计决定。其余代码由机床制造单位自行指定。使用者要参考机床编程说明书。因此，一方面我们迫切需要对数控代码进行标准化；另一方面，我们在进行数控编程时，一定要按照机床说明书的规定进行。

在同一程序段中，既有M代码又有其他指令代码时，M代码与其他代码执行的先后次序由机床系统参数设定。因此，为保证程序以正确的次序执行，有很多M代码，如M30、M02、M98等最好以单独的程序段进行编程。

坐标功能M功能有非模态M功能和模态M功能二种形式。非模态M功能(当段有效代码):只在书写了该代码的程序段中有效；模态M功能(续效代码)：一组可相互注销的M功能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直有效。模态M功能组中包含一个缺省功能，系统上电时将被初始化为该功能（M05、M09）。另外，M功能还可分为前作用M功能和后作用M功能二类。前作用M功能:在程序段编制的轴运动之前执行；后作用M功能：在程序段编制的轴运动之后执行。

5.7.3 F、S、T功能介绍

1、F（进给速度）功能

F功能用于控制刀具移动时的进给速度，进给功能分为每分钟进给量mm/min（G94）和每转进给量mm/r（G95）。

a、每分钟进给量mm/min

G94 G01 X20 F200——表示进给速度为200mm/min（G94为续效代码，开机默认）；

当工作在G01、G02或G03方式下，编程的F一直有效，直到被新的F值所取代，而工作在G00, G60方式下，快速定位的速度是各轴的最高速度，与所编F无关。

借助操作面板上的倍率按键, F 可在一定范围内进行倍率修调。

进给速度Vf的计算公式：

Vf＝fz z n

fz——铣刀每齿进给量（mm/齿）；

z——铣刀的刀刃数；

n——刀具的转速（r/min）；

b、每转进给量mm/r

G95 G01 X20 F0.2 ——表示进给速度为0.2mm/r；

在加工螺纹（攻丝循环G84、螺纹切削G33）、镗孔过程中常使用每转进给量mm/r来指定进给速度。倍率开关失效，进给倍率固定在100％。

注：编程时，进给速度不允许用负值来表示。

2．S（主轴功能）

主轴功能S控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位为转/每分钟(r/min)。S是模态指令，S功能只有在主轴速度可调节时有效。

借助操作面板上的倍率按键, S可在一定范围内进行倍率修调。

3、T功能

T功能是指系统进行换刀或选刀的功能指令，其后的数值表示选择的刀具号，T代码与刀具的关系是由机床制造厂规定的。

在加上中心上执行T指令，刀库转动选择所需的刀具，然后等待，直到M06指令作用时自动完成换刀。

T指令同时调入刀补寄存器中的刀补值(刀补长度和刀补半径)。T指令为非模态指令，但被调用的刀补值一自有效，直到再次换刀调入新的刀补值。