数控车床实习教案.doc

第 1 次 课
教学课题：课题一 安全教育
教学目的:
⑴掌握数控车床的维护保养知识，做到正确使用数控车床；
⑵掌握数控车床安全技术操作规程，做到安全文明生产实习。
教学重点及处理方法：
安全生产规范动作及规程
处理方法：详细讲解，严格强调
教学难点及处理方法：
严格按正确的操作规程进行实习生产,养成习惯
处理方法:在实习过程中严格要求并随时提醒
教学方法：
讲授法、示范操作
教具：
NC—40数控车床
时间分配：
授课6学时
课题一 安全教育
(一）、机床运转前的准备工作
⒈接电源
⑴将电源线接到位于机床左下方后部的接线端子上。
⑵电源是带有零线接地的三相电源,将接地零线（黄绿线）接到机床终端上。
⑶接线完毕后,核实转速.根据操作手册输入指令，如果主轴旋转方向不正确，对调三个电源接头中的任意两个.
⒉准备工作
⑴ 确保润滑部位（床头箱、导轨及丝杠等）都已加油.
⑵查所有操纵手柄，并处于中间（空档）位置。
⑶用手拨动主轴核实主轴处于空档位置。
⑷检查传动V型皮带是否有适当的张紧力。
⑸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3～5分钟以溅起油润滑床头箱，在这段时间里主轴不应转动。
⑹ 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。
⑺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。
⑻根据情况，可编一个试运行程序（含主运动、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.
⒈ 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。
⒉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。
⒊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。
⒋ 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）、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
⑴ 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。
⑵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。
⑶ 车床的润滑都采用30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
⑴ 开车前，应检查各部分机构是否完好，手柄位置是否正确,以防应开车突然撞击损坏机床。启动后，应使主轴低速空转1~2分钟,使润滑油分散到各需要之处。
⑵ 机床在需要变速时，必须在停车状态下进行.
⑶ 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。
⑷ 要及时刃磨用钝的车刀,严禁钝刀切削.
⑸ 使用冷却液时须在轨面上涂润滑油.
⑹下班前，应清扫机床及周围的切屑。
⑺下班后,将大拖板摇至床尾一端,各转动手柄放在空挡位置，并关闭电源。
⑻ 爱护工、夹、量具，合理放置.
⑼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.
⑽工具箱的布置应分类,重的东西放下面，轻的东西放上面。
⑾穿好工作服,戴好套袖,女同学必须将发辫塞入帽内。
⑿戴好防护眼镜,注意头与工件不能靠得太近。
第 2次 课
教学课题： 课题二 数控系统操作
教学目的:
⑴熟悉车床数控系统操作面板上各功能键的作用；
⑵熟悉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：
NC—40数控车床
时间分配：
讲授演示3学时
巡回指导3学时
课题二 数控系统操作
一、课前准备
数控车床一台，油壶一个,钢尺一把,机油若干卡盘扳手一套
二、开机、关机
（一)、开机
开机前，应检查数控车床是否有明显异常，电源连接是否有误。待确认无误后，方可通电。开机时，首先开外接电源，在按以下步骤进行.数控车床电源总开关置于“ON"→确认电箱门轴流风机工作是否正常→紧急停止按钮右旋跳起→数控系统操作面板锁开关置于“ON"（若一切正常,LCD将清晰地显示出第一幅画面）→按任意键即可进入主功能菜单。
（二）、关机
首先用手动操作使刀架置于车床X、Z轴导轨右端，按以下步骤关机：数控系统操作面板锁开关置于“OFF"→数控车床电源总开关置于“OFF"→关外部电源.
图2—1车床操作面板
三、操作面板各功能键的作用
华中数控系统操作面板如图2—1所示.
系统提供的所有功能及操作规程均可通过面板上键盘来实现.其中所有按键按功能排列为LCD编辑键盘区和手动操作键盘区。
(一)、编辑键
ESC 结束当前状态
COPY 程序复制
INS 　　　 插入程序段和字符
RESET 系统复位
DEL删除程序段和字符
GRAPH显示图形的切换
SP 　　　 空格键,取消当前输入值，等待重新输入
ENTER 回车键
←↑→↓ 对程序、程序段和选择项进行检查
G ……M 字母键
0 ……9 数字键
－负号
。 小数点
(二)、手动操作键
＋X＋Y＋Z 向X、Y、Z坐标的正方向进给键
－X－Y－Z 向X、Y、Z坐标的负方向进给键
HOME 空
启动 启动程序键
暂停 暂停键,按下此键后，除主轴外，系统所有动作暂时停止。再按一次启动键，继续原有动作。
(三）、其它键
功放 功放开关
单段 单段/连续运行选择
主轴速度% 主轴速度修调开关
进给速度％ 进给速度修调开关
（四）、机床控制键
主轴正转 主轴正转开关
主轴停 主轴停开关
主轴反转 主轴反转开关
冷却液开 冷却液开
冷却液关 冷却液关
REF 空
四、主功能菜单的选择
如图2—2所示，为系统主功能菜单选择画面。加工人员可根据需要,按数字键选择其中任一功能。以实现具体的操作。
图2—2 主功能菜单界面
按1进入“编程序”主菜单，可键入或编辑加工程序。
按2进入“参数设定”主菜单，可输入机床及刀具参数。
按3进入“自动运行"主菜单，可执行程序.
按4进入“回零”主菜单，可执行机床各坐标轴回零点.
按5进入“手动”主菜单，可执行手动运行.
按6进入“手动数据输入”主菜单，可执行手动数据输入。
按7进入“通信"（RS232)主菜单，可实现系统与外部通信。
按8进入“示教”主菜单,可实现示教功能。
按9进入“其他”主菜单,可实现其它补充功能。
五、实训内容
⑴练习开机和关机；
⑵ 练习操作面板上各功能键的使用；
⑶ 练习各主功能菜单的选择.
六、容易产生的问题和注意事项
⑴ 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。
⑵ 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。
⑶ 将刀架退至车床X、Z轴导轨右端时，先将中拖板退出，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。
⑷ 开、关机之间必须间隔15秒以上.
⑸ 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。
⑹ 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3次 课
教学课题： 课题三 手动操作
教学目的：
⑴ 熟悉“手动”主菜单的操作界面;
⑵ 熟练掌握面板上手动操作键的使用;
⑶ 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：
NC—40数控车床
时间分配：
讲授演示4学时
巡回指导10学时
结束指导2学时
课题三 手动操作
一、课前准备：
设备：NC-40数控车床1台
材料：Ф40的木棒
工具：卡盘、刀架扳手各1套油壶1个
刀具：直头外圆刀、切断刀各2把
量具:300mm钢尺、1-200mm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。
图3-1手动操作界面
手动操作移动刀架的具体方法如下：
X轴方向的移动：
＋X/－X
按下机床运行轴向键，直至目标位置。
Z轴方向的移动：
＋Z/－Z
按下机床运行轴向键,直至目标位置。
X、Z轴方向的点动移动:
I
按下Ｉ键后可选择5种点动一次运行距离。
操作提示如图3-2所示 :
图3—2 点动操作菜单界面
根据操作提示,键入相应数字即可重新设定点动一次的运行距离,初始值为I0。01,点动时应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。
进给速度％
可选择8种手动运行速率，用面板进给速度%。
U

X坐标值清零
W

Z坐标值清零
SP

清图形显示
ESC

返回主菜单
三、实训内容
（一）、练习图1，如图3—4所示。
图3-4 单向台阶轴
加工步骤：
⑴ 用三爪卡盘装夹工件，并将工件伸出110mm左右，工件夹紧后随手将卡盘扳手取下。
⑵ 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。
⑶ 看系统主功能菜单选择画面的提示，按数字键6进入“手动”功能菜单,实现手动操作。
⑷ 练习进给速度修调开关的使用，熟悉八档手动进给速度。
⑸ 练习点动移动的操作和点动量的选择；练习坐标值的清零。
6、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3-5所示。
图3—5 双向台阶轴
(三）、练习要求
⑴ 由学生用手动操作独立完成零件的加工。
⑵ 按图纸精度要求完成图3—4、图3-5台阶轴的加工。
⑶ 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意事项
⑴ 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。
⑵ 车削前应检查主轴箱手柄位置，
⑶ 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。
⑷ 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。
⑸ 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。
⑹ 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。
⑺ 不能由主轴正转直接变为主轴反转，必须要先停稳车后再变换转速。
⑻ 车床未停稳,不能使用量具测量工件。
⑼ 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。
⑽ 教师操作演示后，学生分组练习。
第 4次 课
教学课题： 课题四 手动数据输入操作
教学目的:
⑴ 掌握常用的G、M、F、S、T指令的编程格式和使用
⑵ 熟练掌握手动数据输入操作的使用方法；
⑶ 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：
NC—40数控车床
时间分配：
讲解示范6学时
巡回指导12学时
结束指导4学时
课题四 手动数据输入操作
一、课前准备
设备：NC—40数控车床1台
材料:Ф40的木棒
工具：卡盘、刀架扳手各1套油壶1个
刀具:直头外圆刀、切断刀各2把
量具：300mm钢尺、1—200mm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
⒈G00-—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5—1 快速定位示意图
如图5-1所示，假设刀具原处于①点处，该点坐标值为X=500， Z=500，如欲将刀具快进到②点处，该点坐标值为X=300, Z=100。
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②点处,欲将刀具快时到①点处，则：
　 绝对编程为： G00 X500Z500
　 增量编程为: G00 U400W200
刀具的运动轨迹如图虚线所示.
⒉G01--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5—2 直线插补
如图5—2所示，假设原刀具处于①点处,设点①坐标值为X=16, Z=210，并将刀具以200毫米/分的进给速率移动到点②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②点处，将刀具以同样的速率移动到①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。
⒊G04——程序延时
编程格式：G04 F
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F设置的时间延时,延时结束后，继续执行下一段程序。在延时期间,系统处于暂停状态。
G04的取值范围为0。01～99.99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.
⒋G26——X、Z轴返回参考点指令
编辑格式：G26
本指令用于 X、Z两轴同时返回参考点。运行模式同G00。
⒌G27--X轴返回参考点指令
编辑格式：G27
本指令用于 X轴单独返回参考点。运行模式同G00。
⒍G29-—X轴返回参考点指令
编辑格式：G29
本指令用于 Z轴单独返回参考点.运行模式同G00。
⒎G36——X、Z轴返回机械原点
编程格式：G36
本指令为用于先执行X向回机械原点，再Z向回机械原点。具体动作为托板高速靠向行程开关，当压下行程开关后，CNC自动控制迅速停止并反向慢速运行，直至行程开关脱离停止。CNC默认当前的刀具点为参数设定中机械原点值,并刷新显示该值。
⒏G37——X轴返回机械原点
编程格式:G37
本指令为用于仅X轴返回机械原点。
动作同G36.
⒐G39——Z轴返回机械原点
编程格式:G39
本指令为用于Z轴返回机械原点。
动作同G36。
⒑G92——建立工件坐标系
编程格式：G92XZ
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6-3 工件原点的确定
例如1:N0010G92X200 Z300 到绝对坐标原点为①
例如2：N0010 G92X200Z10 到绝对坐标原点为②
(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，控制机床的动作以及确定刀具状态。
下面就M功能作详细说明:
⒈M00-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。
⒉M02—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.
⒊M03—主轴正转
M03用于在程序中设定主轴顺时针方向转.
⒋M04—主轴反转
M04用于在程序中设定主轴逆时针方向转。
⒌M05—主轴停止
M05用于在程序中设定主轴停止旋转。
⒍M07-冷却液开
M07用于在程序中设定打开冷却液。
⒎M09—冷却液关
M09用于在程序中设定关闭冷却液.
⒏M20—自动循环
M20用于程序结束后,又自动从程序开头循环执行.
⒐M30—主轴停止,程序结束
M30表示程序结束，同时主轴停止旋转.
（三)、F功能
⒈ 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。
⒉ 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1—9999。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，CNC根据两种方式指令主轴转速（ 模拟量及数字量。其选择方式在参数设定中设定）。
当数字量方式时,S0001，S0002……S0008指定八种主轴转速，信号的输出持续0.4秒.此种模式下,主轴倍率开关无效.
当模拟量方式时，S__ __后面的四位数直接指令主轴转速，例S0500,表示主轴500转/分。主轴转速倍率开关在运行等模式下可即时修调，范围为50％、60%、70%、80%、90%、100%、110％、120%。
(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（01～10)，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（01～10）。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
在主功能菜单中选择6，即可进入MDI（手动数据输入)主菜单。
图5-5手动数据输入主菜单
在屏幕下方的信息输入栏中,可输入单独执行的指令如：
输入：
M02　ENTER
输入M02指令后，再回车。
屏幕显示如下：
图5—6 手动数据输入操作界面
根据操作提示，在第一行键入单句操作程序后,第二行将显示下一步的操作。按启动键后，即可执行该程序指令，执行结束后在屏幕左下角将显示“OK！".一条程序执行完后，可继续输入下一条程序指令。
此外，对S、T 、M所对应的值也可进行修改.具体操作如下：
S1ENTER启动
键入S1,按ENTER键确认，再按启动键执行新值.
T和M功能的修改，操作同上.
如在MDI下运行了刀具补偿功能，退出MDI菜单前必须运行T000撤消刀补。
四、实训内容
（一）、练习图1,如图5—7所示。
图5—7 单向台阶轴
(二）、练习图2,如图5—8所示。
图5—8 锥轴
（三）、练习要求
⑴ 由学生用手动数据输入操作独立完成零件的加工。
⑵ 按图纸精度要求完成图5—7、图5-8台阶轴的加工。
⑶ 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
⑴ 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.
⑵ 快进速度在参数设置中设定,不能使用F指令。
⑶ 系统CNC计算R是依据相对起点坐标的I、K值计算的.
⑷ 系统过象限时自动间隙补偿,并无停顿插补.
⑸ 速度设定范围同直线插补G01指令（1～9999.999毫米），并可模态继承G01的速度,省略编程F指令。
⑹ 当G01、G02、G03指令连用时，F指令只需设定一次，后续的F指令可以省略,即保持模态,直到新值取代。
⑺ 主轴指令可由两种方式设定主轴转速，一种是摸拟量输出方式，另一种为数字量输出方式。具体选择哪种方式，应根据操作者使用的数控车床的主轴转速的控制方式，在参数设置中进行正确设置。
⑻ 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.
⑼ 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。
⑽ 教师操作演示后，学生分组练习。
第5次 课
教学课题: 课题五 数控车床程序的编制
教学目的：
⑴ 了解数控车床的编程特点和掌握数控编程步骤；
⑵ 掌握工件坐标系的设定；
⑶ 熟练掌握台阶轴及带外锥的零件的数控程序编制方法；
⑷ 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: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：
NC-40数控车床
时间分配：
讲解示范8学时
巡回指导10学时
结束指导4学时
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JB3052—82标准,其中规定的命名原则如下:
⑴ 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.
⑵ 标准坐标(机床坐标)系的规定 在数控机床上，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4—1 右手笛卡尔直角坐标系
⑶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
⒈Z坐标
Z坐标的运动由传递切削力的主轴决定，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4-2 数控车床 图4—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。
⒉X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,右手方向为X运动的正方向,如图4—3所示。
⒊Y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.
⒈ 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所示。图中O1即为机床原点。
a)b)
图4-4 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
⒉ 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。
⒊ 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.
⒋ 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JB3050-82《数字控制机床用的七单位编码字符》、JB3051—82《数字控制坐标和运动方向的命名》、JB3208-83《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.
⒈ 顺序号字
它也叫程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，它的地址符是N，后续数字一般2～4位。顺序号可以用在主程序、子程序和宏程序中。
⑴ 顺序号的作用 首先顺序号可用于对程序的校对和检索修改.其次在加工轨迹图的几何节点处标上相应程序段的顺序号，就可直观地检查程序。顺序号还可作为条件转向的目标，更重要的是，标注了程序段号的程序可以进行程序段的复归操作，这是指操作可以回到程序的（运行)中断处重新开始，或加工从程序的中途开始的操作.
⑵ 顺序号的使用规则 数字部分应为正整数。顺序号的数字可以不连续，也不一定从小到大顺序排列。一般都将第一程序段冠以N10，以后以间隔10递增的方法设置顺序号，这样,在调试程序时如需要在N10和N20之间加入两个程序段，就可以用N11、N12。
⒉ 准备功能字
准备功能字地址符是G，所以又称G功能或G指令。它的定义是建立机床或控制系统工作方式的一种命令。准备功能字中的后续数字大多为两位正整数。随着数控机床功能的增加，G00～G99已不够用，所以有些数控系统的G功能字中的后续数字已经使用三位数。
⒊ 尺寸字
尺寸字也叫尺寸指令.尺寸字在程序段中主要用来指令机床上刀具运动到达的坐标位置,表示暂停时间等的指令也列入其中。尺寸字由地址符、+、—符号及绝对（或增量）数值构成。尺寸字的“+”可省略。尺寸字的地址码有X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、I、J、K、D、H等。
⒋ 进给功能字
进给功能字地址符是F，所以又称F功能或F指令。它的功能是指令切削的进给速度。由地址符和后续若干位数字构成。对于车床,可分为每分钟进给和主轴每转进给两种。
⒌ 主轴转速功能字
主轴转速功能字用来指定主轴的转速，单位为r/min，地址符使用S，所以又称为S功能或S指令。
⒍ 刀具功能字
刀具功能字用地址符T及随后的数字表示，所以也称为T功能或T指令。T指令的功能含义主要是用来指定加工时使用的刀具号。对于车床，其后的数字还兼作指定刀具长度(含X、Z两个方向)补偿和刀尖半径补偿用。
在车床上，T之后的数字分2位、4位和6位三种.对两位数字的来说，一般前位数字代表刀具(位）号，后位数字代表刀具长度补偿号。其它两种以后将结合不同的数控系统进行介绍。
⒎ 辅助功能字
辅助功能字由地址符M及随后的1～3位数字组成，所以也称为M功能或M指令。它用来指令数控机床辅助装置的接通和断开，表示机床各种辅助动作及其状态。
迪特康COMMANDER 400T数控系统中，常用的表示地址的英文字母的取值范围及含义如表4—1所示.
表4—1 迪特康数控系统地址符的英文字母的取值范围及含义
地址符
名 称
取值范围
意 义
%
程序号
1～9999
指定加工程序号
N
程序段号
0~9999
程序顺序号
G
准备功能
＊＊
指定动作方式
X、Z
坐标字
±0。01~±9999.99
坐标运动指令—绝对坐标值
U、W
坐标字
±0。01~±9999.99
坐标运动指令—增量坐标值
I、K
坐标字
±0。01～±9999。99
圆心相对圆弧起点的坐标值
F
进给功能
**＊*.*＊
进给速度（MM/MIN）、螺纹导程（MM；INCH）或延时（S）
S
主轴功能
＊*＊*
主轴转速指令
T
刀具功能
*＊*＊
刀具和刀具补偿量
M
辅助功能
*＊
辅助指令
L
重复次数
*＊＊＊
循环重复次数，程序跳转段号或子程序调用段号
R
进刀量
**。＊＊
刀具每次循环时的进给量
（三）、程序的结构
一个完整的程序由程序号、程序的内容和程序结束三部分组成。
例如 %0001 程序号
程序内容
N01 G92 X60 Z20
N02 S02 M03
N03 GOO X45 Z5
N04 G01 Z—60
N05 G26
N06 M30 程序结束
⑴ 程序号 程序号即为程序的开始部分，为了区别存储器中的程序，每个程序都要有程序编号,在编号前采用程序编号地址符.FANUC系统一般采用英文字母O作为程序编号地址符，而其它系统有的采用P、%及“:”等。
⑵ 程序内容 程序内容部分是整个程序的核心,它由许多程序段组成,每个程序段由一个或多个指令构成,它表示数控机床要完成的全部动作.
⑶ 程序结束 程序结束是以程序结束指令M03或M30作为整个程序结束的符号,来结束整个程序。
（四)、程序段格式
零件的加工程序是由程序段组成的，每个程序段由若干个程序字组成，每个程序字是控制系统的具体指令。
程序段格式是指一个程序段中字、字符、数据的书写规则.通常有三种格式：字—地址程序段格式、使用分隔符的程序段格式和固定程序段格式，最常用的是字—地址程序段格式。

字—地址程序段格式如下:
字—地址程序段格式由语句号字、数据字和程序段结束符组成。各字前有地址,字的排列顺序要求不严格，数据的位数可多可少，不需要的字以及与上一级程序段相同的续效字可以不写。该格式的优点是程序简短、直观以及容易检查和修改.因此,该格式目前被广泛使用。
例如：N30 G01 X35 Z—60 F200 S350 T22 M30
程序段结束符是写在每一程序段后,表示程序结束.当用EIA标准代码时，结束符为“CR”；用ISO标准代码时为“NL"或“LF”；有的用符号“:"或“*"表示；有的直接回车即可。
三、绝对和增量位置编程
（一）、绝对位置编程
绝对位置编程是使用绝对坐标来确定目标点的位置.
刀具（或机床)运动位置的坐标值是相对于固定的坐标