数控车编程教案.docx
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数控车编程教案
数控编程原创教案
学校：
温岭市太平高级职业中学
姓名：
林金海
课题数控机床的MDI面板与控制面板
一、教学目的：
1、掌握数控机床的MDI面板与控制面板中每个按钮的含义
2、能熟练地运用控制面板操纵机床并能输入程序
3、让学生体会成功的乐趣激发学生的学习兴趣
二、教学重点：
让学生准确地选择机床的移动方向
三、教学难点：
机床移动时的倍率把握
四、教学方法：
讲授、归纳、总结
五、教学用具：
数控车床
六、教学过程：
时间分配
教学过程
（一）、导入新课：
学好数控机床的第一步是什么？
是了解数控机床，下面我们就来讲述数控机床的两个主要面板
（二）、讲授新课：
1、MDI面板：
（1）、[POS]：
坐标键，显示当前光标的位置。
[ABS]：
绝对坐标。
[REL]：
相对坐标。
[ALL]：
既有绝对坐标、又有相对坐标。
（2）、PROG：
程序键
1、将模式选择钮转到[EDIT]位置，并压下[程序]键，屏幕下面会显示二个功能键：
[程序]：
此画面可以显示程序，并可对程序进行更改、插入、删除。
[LIB]：
此画面可以显示程序的目录，目录的内容和数目以及占用的字节数。
2、将模式选择钮转到[MDI]和[MEN]位置，并压下[程序]键，屏幕下面会显示四个功能键：
[PRGRM]：
显示当前正在执行的程序。
[CHECK]：
显示[MEN]状态下刀具的位置和模态数据。
[CURRNT]：
显示当前程序段的内容。
[NEXT]：
显示当前正在执行的和下一个程序段的内容。
（3）、OFFSETSETTING：
刀具补偿键
1、先按OFFSETSETTING键，紧接着按SETTING进入刀具的形状补偿和摩耗补偿。
2、当对刀具进行形状补偿时，先对刀输入X0或Z0[测量]。
3、当对刀具进行磨耗补偿时，应输入一数值加[INPUT]。
（4）、SYSTEM：
用于进行系统画面的设定，一般情况下不必进行更改。
（5）、MESSACE：
用以显示报警信息、报警履历和外部数据。
（6）、GRAPH：
可以显示和模拟图形：
（7）、ALTER—替换（8）、INSERT—插入
（9）、DELETE—删除（10）、SHIFT—上档键
（11）CAN—取消（12）、INPUT—输入键
2、机床面板：
（1）、第一行按键：
（1）、MACHINELOCK—机床锁定开关：
当机床锁定开关打开，程序执行时，CRT上的数字会变更，仅机床滑板不会运动，M、S、T机能均照常执行。
（主轴旋转，刀具交换，切削液喷出）
2、DRYRUN—空运行开关：
当此开关打开时，程序中的F代码无效，滑板以“进给倍率”开关指定的速度移动，。
3、BLOCK—单步运行开关：
此开关按下时，指示灯亮，程序执行为单节操作法，但复合循环机能则会在一个循环结束后才能停止。
4、SKIP—程序段跳过开关：
此开关打开时，对程序开关有“/”的程序段，跳过不执行；但当此开关关闭时，没有任何效果。
6、START—程序起动。
7、HOLD—暂停按钮：
程序停止进给，按START可重新恢复运行。
8、STOP—程序停止
9、LIMTREST—超程释放：
当滑板出现超程报警时，模式开关必须置于手动位置，先按住此键，等到READY灯亮后，方可移动手动按钮。
（2）、第二行按键：
1、CW—此开关在模式置于手动部分时才有作用，用于主轴正转。
2、STOP—此开关在模式置于手动部分时才有作用，用于主轴起动。
程序停止。
3、CCW—此开关在模式置于手动部分时才有作用，用于主轴反转。
4、COOL—冷却液开。
5、TOOL—刀具转位，注意刀具转位时一定要转到规定位置，不能停在途中。
6、COOL—冷却液开。
7、LAMP—机床主轴上方灯亮。
8、READY—当机床滑板出现超程报警时，必须先按LIMTREST按钮，当等到READY灯亮后，方可移动手动按钮。
9、ALARM—机床报警灯。
（3）、左一按键：
1、FEEDRATEOVERRIDE—在程序自动运行时，由F代码指定的进给速度可以用此开关进行行调整，每格增加10﹪；在点动状态下，进给速度可以在0—1260mm/min范围内调整。
2、SPINDLEOVERRIDE—在程序自动运行时，控制主轴的输出倍率。
（4）、左二按键：
在JOG模式下，控制机床滑板向前后左右运动，如同时按中间的RAPID键则作快速运动。
（5）、中间按键：
1、MDI模式：
手动程序输入暂时性程序，MDI之程序只能执行一次，执行完后程序自动消失。
2、MEMORT模式：
自动运行状态，要想使程序自动运行，必须使用该模式。
3、EDIT模式：
在此模式下可以对程序进行编辑和存取。
4、HANDLE模式：
在此模式下可以通过手摇轮对滑板进行控制。
5、JOG模式：
可用JOG按钮控制滑板的移动，移动速度由FEEDRATEOVERRIDE开关设定。
6、ZERORETURN模式：
用JOG按钮，使X、Z坐标返回机床参考点，对应的ZEROX、ZEROZ灯亮，注意回到机械原点。
（6）、右边按键：
在HANDLE模式，可对滑板的位置进行调节，可选择移动的的坐标轴X、Z，并可选择移动的倍率。
三、复习巩固：
本堂课的收获有哪些？
四、布置作业：
熟记MDI面板与机床面板的主要内容。
教法学法
课题数控机床的程序格式
二、教学目的：
1、掌握数控机床的程序组成、格式
2、掌握数控编程的的基本指令
3、让学生体会成功的乐趣激发学生的学习兴趣
二、教学重点：
G指令的内容
四、教学难点：
G指令的内容及模态代码与非模态代码的划分
四、教学方法：
讲授、归纳、总结
七、教学用具：
电脑、投影仪、教棒、测试
八、教学过程：
时间分配
教学过程
（一）、导入新课：
机床该如何运动？
按程序运动，哪么什么是程序？
程序如何组成？
（二）、讲授新课：
1、程序:
由字母和数字组成，组成程序的字母和数字的含义如下：
（1）、程序名字：
O+四位数字
（2）、顺序号N：
顺序号又称程序段号或程序段序号。
顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。
顺序号字N是地址符，后续数字一般为1～4位的正整数。
数控加工中的顺序号实际上是程序段的名称，与程序执行的先后次序无关。
数控系统不是按顺序号的次序来执行程序，而是按照程序段编写时的排列顺序逐段执行。
（3）、准备功能字G
准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。
后续数字一般为1～3位正整数，
见G功能字含义表
（4）、尺寸字
尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。
其中，第一组X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组A，B，C，D，E用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组I，J，K用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。
在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。
（5）、进给功能字F
进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。
对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。
F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。
（6）、主轴转速功能字S
主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。
单位为r/min。
对于具有恒线速度功能的数控车床，程序中的S指令用来指定车削加工的线速度数。
（7）、刀具功能字T
刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号。
对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用。
（8）、辅助功能字M
辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，见表。
2、程序段格式举例：
N30G01X88.1Y30.2F500S3000T02M08
N40X90（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）
在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：
移动目标：
终点坐标值X、Y、Z；
沿怎样的轨迹移动：
准备功能字G；
进给速度：
进给功能字F；
切削速度：
主轴转速功能字S；
使用刀具：
刀具功能字T；
机床辅助动作：
辅助功能字M。
O1000//程序名
N10G00G54X50Y30M03S3000
N20G01X88.1Y30.2F500T02M08
N30X90//程序主体
……
N300M30//结束符
三、复习巩固：
本堂课的收获有哪些？
四、布置作业：
熟记G、M、T、F等字母的含义。
教法学法
课题数控机床的坐标系和G指令的格式
一、教学目的：
1、掌握数控机床的程序组成、格式
2、掌握数控编程的基本指令
3、让学生能看图分析出机床的坐标系
二、教学重点：
工件坐标系的设定和程序的一般格式
三、教学难点：
工件坐标系的设定
四、教学方法：
讲授、归纳、总结、测试
五、教学用具：
电脑、投影仪、教棒
五、教学过程：
时间分配
教学过程
（一）、导入新课：
机床该如何运动？
按程序运动，程序如何运动？
按坐标运动
（二）、讲授新课：
1、坐标系统：
（1）、机床的的坐标轴：
数控车床以机床主轴轴线方向为Z轴的方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。
X轴位于与工件安装平面相水平的平面内，垂直于工件轴线的旋转的方向，且刀具远离轴线的方向为X轴的正方向。
（2）、机床原点和参考点：
机床原点是数控机床上的一个固定点，该点定义在机床主轴轴线与卡盘的右端面（不装卡爪时）的交点上。
以机床为原点设定的坐标系叫机床坐标系。
参考点是数控机床上的一个固定点，该点由机床出厂时预先设定，不可更改，机床打开时首先必须回参考点。
（3）、工件原点与工件坐标系：
零件图给出后，首先应找出图样上的设计基准点，其他各项尺寸均是以此尺寸为基准进行的，该点称为工件原点；以工件原点为坐标原点建立的的一个Z轴与X轴的直角坐标系，称为工件坐标系。
（4）、绝对编程与增量编程：
X轴和Z轴移动量的指令方法有绝对指令和增量指令两种
绝对指令是指对各轴移动到终点的坐标值进行编程的方法，用X、Z表示X轴、Z轴的坐标值。
增量指令用各轴的相对于前一位置的移动量的编程方法，用U、W表示X、Z轴方向上的移动量。
（5）、直径编程与半径编程：
采用直径编程时，称为直径编程；采用半径编程时，称为半径编程。
具体由出厂时加以设定。
2、指令书写的格式：
G00X（U）Z（W）
G01X（U）Z（W）F
G02X（U）Z（W）RF（CW）
G03X（U）Z（W）RF（CCW）
G04X（U）或P
G20inch
G27X（U）Z（W）T0000
G28X（U）Z（W）T0000
G32X（U）Z（W）F
G50X（U）Z（W）
G50S
G70PQ
G71UR
G71PQUWFST
G72WR
G72PQUWFST
G73UWR
G73PQUWFST
G74R
G74X（U）Z（W）PQRF
G75R
G75X（U）Z（W）PQRF
G90X（U）Z（W）RF
G92X（U）Z（W）RF
G94X（U）Z（W）RF
G96S
G97S
G98F
G99F
三、复习巩固：
本堂课的收获有哪些？
四、布置作业：
理解工件坐标系，熟记G指令格式。
教法学法
课题G指令的格式说明
二、教学目的：
1、掌握数控机床的G指令格式含义
2、能运用G指令进行简单的编程
3、能根据工件的形状选择相应的指令
二、教学重点：
G00、G01、G90、G92指令
三、教学难点：
G27、G28指令的具体体含义
四、教学方法：
讲授、归纳、总结、测试
五、教学用具：
电脑、投影仪、教棒
六、教学过程：
时间分配
教学过程
（一）、导入新课：
知道了格式，但内容是什么含义？
（二）、讲授新课：
1、坐标系统：
（1）、快速定位：
G00X（U）Z（W）
采用G00指令时，刀具的轨迹是一条折线，所以要特别注意刀具与工件间的干涉，必要时可将程序拆成两行。
（2）、直线插补指令：
G01X（U）Z（W）F
G01指令中必须指定进给速度F值，并特别注意F指令是一个模态指令，如果跟在G00的后面，且又没有指定F值将是非常危险的。
（3）、圆弧插补：
G02/G03X（U）Z（W）R（IK）F
G02为顺圆弧，G03为逆圆弧
半径编程时，R为圆弧的半径值；I、K编程时，I、K为圆弧的始点至圆弧中心的矢量的X、Z向的分量，为增量值。
注：
圆弧的终点位置及圆心位置均采用直径编程。
R值为正时表示圆心角小于180°，R值为负时表示圆心角大于180°。
（4）、程序延迟：
G04X（U）或P
X（U）后面的数字为带小数点的数，单位为秒；P后面的单位为毫秒。
（5）、公制/英制变换：
G21/G20
G21表示为米制，G20表示为英制，G21/G20指令断电前后一致。
必须在程序的开头的一个独立程序中指定G代码，然后才能输入坐标。
程序中间G20和G21不能相互转换；G20和G21转换时，偏置量相应转换。
（6）、回参考点检测：
G27X（U）Z（W）T0000
使用G27时，必须返回过一次参考点，且取消刀补后G27才有消。
（7）、自动返回参考点：
G28X（U）Z（W）T0000
使用G28时，必须返回过一次参考点，且取消刀补后G28才有消。
（8）、螺纹切削：
G32X（U）Z（W）F
螺纹切削过程中不能停止进给，一旦停止进给，切深便会加剧，很危险。
例：
图6.2-6
G00X29.4
G32Z-23.F2；1循环切削
G00X32
Z4.
X29.
G32Z-23.F2；2循环切削
G00X32.
Z4.
（9）、刀具半径补偿：
G40、G41、G42
G40--取消刀具半径补偿，按刀具路径进给。
G41--左偏刀具半径补偿，按刀具路径前进方向刀具偏在零件左侧进给。
G42--右偏刀具半径补偿，按刀具路径前进方向刀具偏在零件右侧进给。
编程时，通常都将车刀刀尖作为一点来考虑，但实际上刀尖处存在圆角，当用按理论刀尖点编出的程序进行端面、外径、内径等与轴线平行或垂直的表面加工时，是不会产生误差的。
但在进行倒角、锥面及圆弧切削时，则会产生少切或过切现象，具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生
（10）、外圆切削循环：
G90X（U）Z（W）R（I）F
X（U）、Z（W）为终点坐标值，R（I）为锥体的大小端半径差，当起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负。
外圆切削循环。
1.U<0,W<0,R<02.U>0,W<0,R>0
3.U<0,W<0,R>04.U>0,W<0,R<0
（11）、螺纹切削循环指令：
G92X（U）Z（W）IF
X（U）、Z（W）螺纹切削的终点坐标值，I螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。
加工圆柱螺纹时，I=0。
加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负，反之为正。
三、复习巩固：
本堂课的收获有哪些？
四、布置作业：
熟记G指令格式和内涵。
教法学法
课题辅助指令的格式说明
三、教学目的：
1、掌握数控机床的M、S、T指令格式含义
2、能运用M、S、T指令进行简单的编程
3、能根据工件的形状选择相应的指令
二、教学重点：
M03、M04和M05、M30指令
三、教学难点：
M01和T指令的具体体含义
四、教学方法：
讲授、归纳、总结、测试
五、教学用具：
电脑、投影仪、教棒
七、教学过程：
时间分配
教学过程
（一）、导入新课：
G指令主要控制机床的运动形式，但光有G指令还不够，今天介绍数控机床的M、S、T指令格式含义？
（二）、讲授新课：
1、M指令：
代码
说明
M00
程序停
M01
选择停止
M02
程序结束（复位）
M03
主轴正转（CW）
M04
主轴反转（CCW）
M05
主轴停
M06
换刀
M08
切削液开
M09
切削液关
M19
主轴定向停止
M28
返回原点
M30
程序结束（复位）并回到开头
M48
主轴过载取消不起作用
M49
主轴过载取消起作用
M60
APC循环开始
M80
分度台正转（CW）
M81
分度台反转（CCW）
M94
镜像取消
M95
X坐标镜像
M96
Y坐标镜像
M98
子程序调用
M99
子程序结束
其中M00指令非常重要，运行该指令时，主轴停止，进给停止，切削液中断；可以利用此时进行工件的调头与测量。
M00的功能与M01相类似，但必须在机床的选择停止按钮按下后方发生作用。
2、F指令：
F指令后数值的单位可以是mm/r，也可以是mm/min，系统开机时为G99状态，即mm/r；出现G98指令后单位变为mm/min，系统保持G98状态，直到再次被G99取代为止。
3、T指令：
（1）、对刀：
用外圆车刀先试切一外圆，测量外圆直径后，按
→
输入“X外圆直径值”，按“测量”键，即输入到刀具几何形状里。
用外圆车刀再试切外圆端面，按
→
输入“Z0”，按“测量”键，即输入到刀具几何形状里。
（2）、T****：
前两位表示刀具号，后两位一表示刀补号。
4、S功能：
（1）、G50可以限定每分钟最高多少转。
（2）、G96表示主轴恒线速度控制，单位为m/min。
（3）、C97取消主轴恒线速度控制，单位r/min。
三、复习巩固：
本堂课的收获有哪些？
四、布置作业：
熟记并能理解M、S、T指令格式和内涵。
教法学法
课题复合循环指令与M指令
一、教学目的：
1、掌握数控机床的复合循环指令含义
2、能运用复合循环指令进行的编程
3、能根据工件的形状选择相应的指令
二、教学重点：
G71、G73指令
三、教学难点：
G76指令的具体体含义
四、教学方法：
讲授、归纳、总结、测试
五、教学用具：
电脑、投影仪、教棒
六、教学过程：
时间分配
教学过程
（一）、导入新课：
数控机床中有一组以一当十的指令，它们就是复合循环指令，具体含义如下？
（二）、讲授新课：
精加工循环（G70）
1.格式
G70P（ns）Q（nf）
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
nf:
精加工形状程序的最后一个段号
2.功能
用G71、G72或G73粗车削后，G70精车削。
外圆粗车固定循环（G71）
1.格式
G71U（△d）R（e）
G71P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）
△d:
切削深度（半径指定）
不指定正负符号。
切削方向依照AA′的方向决定，在另一个值指定前不会改变。
FANUC系统参数（NO.0717）指定。
e:
退刀行程
本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
FANUC系统参数（NO.0718）指定。
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
nf:
精加工形状程序的最后一个段号。
△U:
X方向精加工预留量的距离及方向，当数值为负数时表示孔的加工。
（直径/半径）
△W:
Z方向精加工预留量的距离及方向。
f,s,t:
包含在ns到nf程序段中的任何F,S或T功能在循环中被忽略，而在G71程序段中的F，S或功能有效。
注意：
ns的哪行程序中不能出现z坐标，否则机床将报警，G71指令也可以用来加工内孔。
端面车削固定循环（G72）
格式
G72W（△d）R（e）
G72P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）
程序中具体字母的含义与G71相同，注意ns的哪行程序中不能出现x坐标，否则机床将报警。
成型加工复式循环（G73）
格式
G73U（△i）W（△k）R（d）
G73P（ns）Q（nf）U（△u）W（△w）F（f）S（s）T（t）
△i:
X轴方向退刀距离（半径指定）,FANUC系统参数（NO.0719）指定。
△k:
Z轴方向退刀距离（半径指定）,FANUC系统参数（NO.0720）指定。
d:
分割次数
这个值与粗加工重复次数相同，FANUC系统参数（NO.0719）指定。
ns:
精加工形状程序的第一个段号。
nf:
精加工形状程序的最后一个段号。
△U:
X方向精加工预留量的距离及方向。
（直径/半径）
△W:
Z方向精加工预留量的距离及方向。
f,s,t:
顺序号“ns”到“nf”程序段中的任何F,S或T功能在循环中被忽略，而在G73程序段中的F，S或功能有效。
当△i等于循环部分最大直径减去最小直径差的一半时，第一刀正好和工件相切，如果比最大直径减去最小直径差的一半小时，则第一刀肯定会车到工件；当△k和△W等于零时，则轮廓垂直上下。
端面啄式钻孔循环（G74）
1、格式
G74R（e）；
G74X（u）Z（w）P（△i）Q（△k）R（△d）F（f）
e:
后退量
本指定是状态指定，在另一个值指定前不会改变。
FANUC系统参数（NO.0722）指定。
x:
B点的X坐标
u:
从A至B增量
z:
C点的Z坐标
w:
从A至C增量
△i:
X方向的移动量（不带符号）
△k:
Z方向的移动量（不带符号）
△d:
刀具在切削底部的退刀量。
△d的符号一定是（+）。
但是，如果X（U）及△I省略，退刀方向可以指定为希望的符号。
f:
进给率
2.功能
如上图所示在本循环可处理断削，如果省略X（U）及P，结果只在Z轴操作，用于钻孔
外经/内径啄式钻孔循环（G75）
图6.2-14
1.格式
G75R（e）；
G75X（u）Z（w）P（△i）Q（△k）R（△d）F（f）
2.功能
指令操作如上图所示，除X用Z代替外与G74相同，在本循环可处理断削，可在X轴割槽及X轴啄式钻孔。
螺纹切削循环（G76）
1.格式
G76P（m）（r）（a）Q（△dmin）R（d）
G76X（u）Z（w）R（i）P（k）Q（△d）F（L）
m:
精加工重复次数（2位数）
r:
斜向退刀量。
（2位数）
a:
刀尖角度：
（2位数）
△dmin:
最小切削深度，用半径值表示，单位um。
d:
精加工余量，单位mm。
i:
螺纹部分的半径差
如果i=0,可作一般直线螺纹切削
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