湖北电大《数控编程技术》教学大纲.docx
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湖北电大《数控编程技术》教学大纲
数控编程技术教学大纲
资源来源：
湖北广播电视大学
第一部分大纲说明
一、课程性质、目的和任务
本课程是中央广播电视大学数控技术专业的一门专业必修课，与数控加工工艺、数控机床课程紧密联系。
通过本课程的学习，使学生能够针对被加工零件，在合理地制定数控加工工艺的基础上，运用数控机床的数控系统所规定的编程规则和编程方法，编制零件的加工程序，为数控加工做准备。
通过本课程的学习主要培养学生3个方面的能力：
（1）数控加工相关知识的运用能力。
主要是机械制造基础知识、数控加工工艺基础知识、数控机床的基础知识和基本操作方法的应用能力。
（2）相关技术资料的应用能力。
通过本课程的学习，要使学生养成查阅编程手册、刀具样本等技术资料的能力。
（3）综合能力和素质。
针对数控加工技术属知识技能的特点，培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的能力，提高学生的综合素质。
数控编程技术分为手工编程和自动编程两部分，本课程以手工编程为主，自动编程是通过CAD/CAM编程软件实现复杂零件数控加工程序编制的重要手段。
二、与相关课程的衔接、配合、分工
本课程是数控技术专业的专业必修课。
其先修课程为《机械制图》、《机械制造基础》和《金工实习》等课程和实践环节。
并行课程为《数控加工工艺》、《数控机床》。
该课程是数控加工工艺与数控机床紧密联系的纽带，是《CAD/CAM自动编程软件应用》课程的基础，同时也是《数控加工综合实训》实践环节的先修课程。
三、课程教学的基本要求
通过本课程的学习，要求学生能够达到以下要求：
（1）了解数控编程的基本概念，掌握数控加工程序的类型与格式，理解常用功能字的含义，掌握续效代码与非续校代码的区别。
（2）理解机床坐标系与工件坐标系的关系。
（3）了解编程中的工艺处理内容和步骤，掌握数控加工工艺分析方法。
能正确地进行加工方法选择，划分工序与工步，安排加工顺序与走刀路径，选择刀具及其几何参数，确定装夹定位方式。
编制中等复杂零件的数控加工工艺卡片，为数控编程做准备。
（4）了解编程中的数值计算内容与方法，掌握简单基点坐标的计算方法。
（5）掌握T、F、S、M功能指令的指令格式与编程方法；掌握常用G功能的指令格式与编程方法。
（6）了解刀具补偿的概念，理解刀具补偿的建立、执行与取消条件。
掌握刀具补偿指令的编程方法。
（7）了解简化编程指令的用途，掌握固定循环指令的编程格式和方法。
（8）了解车削加工编程的特点，掌握车削加工的编程方法，独立编制中等复杂零件的车削加工程序，为数控加工打下坚实的基础。
（9）能够根据被加工零件的几何特征和技术要求，按照数控系统所规定的程序格式，编制中等复杂零件的数控铣床（加工中心）加工程序。
（10）了解宏程序编制的基本方法，能够利用变量，编制简单的宏程序。
四、课程教学要求的层次
本课程教学按以下3个层次进行要求：
1.了解：
要求对有关教学内容有一般的认知。
2.理解：
要求领会有关教学内容的基本概念、基本理论、基本原则。
3.掌握：
要求能够应用所学知识和方法解决工程中的实际问题。
第二部分媒体使用与教学过程建议
一、课程教学总时数、学分数
本课程为4学分，课内学时为72学时。
开设一学期。
二、教学媒体及其相互关系
本课程的教学媒体由文字教材、录像课（IP课）和CAI课件组成。
1、文字教材
文字教材是主要的教学媒体，在全方位的体现基本教学内容的同时，要便于学习开展自学。
为
此，文字教材各章增加“学习目标”、“内容提要”、“小结”等导学内容。
2、录像课（IP课）
根据教学的总体要求以及各章节的学习目标，讲授重点、难点。
对于综合性的典型习题给予
细的解析。
讲解过程中要注意知识的衔接并突出技能训练的重要地位。
3、结合本课程的特点，利用计算机辅助教学手段形象、直观、生动地表述教学内容，包括重点
知识内容多角度分析与细化的讲解、实验与操作的模拟演示以及自我检测等。
其目的是配合文字教材的阅读，为学生开展个体化，交互式学习提供帮助。
三、考核说明
考试是对教与学的重要验收方式之一。
学生必须完成必做作用和实验、实训后，才能参加考试。
考试符合教学大纲要求、形式多样、突出重点、难易适中。
期末考试由中央电大统一命题，并执行统一的评分标准。
实验考核由各省级电大根据中央电大制定的考核要求安排。
具体考核要求见网上公布的考核说明。
四、教学建议
结合本课程的特点，可以借助防真软件，进行辅助教学，检验程序的正确性；还可以通过工程实际，采用项目教学法，把数控加工工艺、编程技术和数控机床操作紧密结合，边学习、边实践。
从而提高学生动手能力和独立分析问题与解决问题的能力。
五、学时分配
本课程的学时分配见表1。
表1课程学时分配
章节
课程内容
理论教学
课内实践教学
课时
小计
备注
课时数
教学方式手段
课时数
教学方式手段
1
数控加工的编程基础
4
多媒体
4
2
数控编程中的工艺分析
4
多媒体
2
实例分析
6
3
数控编程中的数学处理
3
多媒体
1
习题课
4
4
基本功能指令的编程方法
3
多媒体
1
习题课
4
5
常用准备功能指令的编程方法
6
多媒体
2
习题课
8
6
刀具补偿指令及其编程方法
4
多媒体
2
习题课
6
7
简化编程指令及其编程方法
6
多媒体
4
习题课
10
8
数控车削加工编程
4
多媒体
4
实例分析
8
9
数控铣削加工编程
6
多媒体
4
实例分析
10
10
宏指令编程
4
多媒体
4
实例分析
8
11
自动编程简介
2
多媒体
2
机动
2
2
总计
48
24
72
第三部分教学内容和教学要求
一、数控加工的编程基础
（一）目的与要求
通过学习数控加工程序的基本组成、程序的基本结构和类型，使学生建立数控编程的基本概念。
（二）重点与难点
重点：
数控编程的内容与步骤，数控机床的坐标系和运动方向；
难点：
续效代码与非续效代码的区别。
（三）教学内容
1．数控加工的过程
2．数控编程的内容与步骤
3．数控编程的种类
4．数控机床的坐标系和运动方向
5．典型数控系统及其主要功能
6．程序的结构
7．程序段格式
8．续效代码与非续效代码
（四）教学要求
1．了解数控加工的过程
2．掌握数控编程的内容与步骤
3．理解数控编程的种类
4．掌握数控机床的坐标系和运动方向的命名规则
5．了解典型数控系统及其主要功能
6．掌握程序的结构组成
7．掌握程序段格式的书写规则
8．理解地址码中英文字母的含义
9．掌握续效代码与非续效代码的概念与区别
二、数控编程中的工艺分析
（一）目的与要求
通过学习数控编程前工艺处理的主要内容、数控工艺基本分析方法，能够进行典型零件的工艺分析。
（二）重点与难点
重点：
加工方法的选择，工序与工步的划分，刀具的合理选择，加工路线的确定。
难点：
对刀点与换刀点的确定，切削参数的确定。
（三）教学内容
1．数控编程中工艺处理的主要内容
2．数控机床的合理选用
3．数控加工零件的工艺性分析
4．加工方法的选择与加工方案的确定
5．工序与工步的划分
6．零件的装卡方法与夹具的选择
7．加工路线的确定
8．刀具的选择
9．切削用量的确定
10．对刀点与换刀点的确定
11．数控加工工艺文件的内容
（四）教学要求
1．了解数控编程中工艺分析的主要内容
2．掌握数控机床的合理选用方法
3．掌握数控加工零件的工艺性分析方法
4．掌握加工方法选择原则
5．掌握工序与工步的划分方法
6．掌握零件的装卡方法与夹具的选择原则
7．掌握加工路线的确定方法
8．掌握根据被加工零件的技术要求选择刀具的方法
9．掌握根据工艺条件选择切削用量的方法
10．理解对刀点与换刀点的概念
11．掌握数控加工工艺文件的编制方法
三、数控编程中的数学处理
（一）目的与要求
通过学习数控编程前数学处理的主要内容和基本方法，使学生能够利用三角函数计算基点坐标。
（二）重点与难点
重点：
利用三角函数计算基点坐标
难点：
辅助坐标点的设定与计算
（三）教学内容
1．三角函数法计算基点坐标
2．非圆曲线节点坐标的概念
3．辅助坐标点的设定与计算
（四）教学要求
1．掌握利用三角函数计算基点坐标的方法
2．了解非圆曲线节点坐标的概念
3．掌握辅助坐标点的计算方法
四、基本功能指令的编程方法
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够利用基本功能指令进行编程。
（二）重点与难点
重点：
功能指令的编程格式与方法。
难点：
不同数控系统之间的指令与编程格式差别。
（三）教学内容
1．刀具功能（T指令）的编程
2．主轴功能（S指令）的编程
3．进给功能（F指令）的编程
4．常用辅助功能（M指令）的编程
（四）教学要求
1．理解刀具功能（T指令）的用途，掌握指令的编程方法。
2．理解主轴功能（S指令）的用途，掌握指令的编程方法。
3．理解进给功能（F指令）的用途，掌握指令的编程方法。
4．理解常用辅助功能（M指令）的用途，掌握指令的编程方法。
五、常用准备功能指令的编程方法
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够利用常用准备功能指令进行编程。
（二）重点与难点
重点：
运动控制指令的编程格式、编程方法及注意事项。
难点：
圆弧插补时圆心坐标向量I、J、K的计算。
（三）教学内容
1．坐标系设定指令
（1）工件坐标系设定（G50/G92）
（2）坐标系零点偏置（G54~G59）
（3）平面选择（G17、G18、G19）
（4）回参考点操作（G27、G28、G29、G30）
2．尺寸指令
（1）公/英制转换指令
（2）绝对/增量指令
（3）直径/半径指令
3．基本运动控制指令
（1）快速移动指令G00
（2）直线插补指令G01
（3）圆弧插补指令G02/G03
4．暂停指令G04
（四）教学要求
1．掌握工件坐标系设定指令（G50/G92）的编程方法。
2．掌握坐标系零点偏置指令（G54~G59）的编程方法。
3．掌握平面选择指令（G17、G18、G19）的编程方法。
4．理解回参考点操作的概念，了解回参考点操作指令（G27、G28、G29、G30）的编程方法。
5．掌握公/英制转换指令的编程方法
6．掌握绝对/增量指令的编程方法
7．掌握直径/半径指令的编程方法
8．掌握快速移动指令G00的编程方法。
9．掌握直线插补指令G01的编程方法。
10．掌握圆弧插补指令G02/G03的编程格式及编程方法，理解圆心坐标向量I、J、K的含义，掌握圆心坐标的I、J、K的计算方法。
11．掌握暂停指令G04编程格式及方法。
六、刀具补偿指令及其编程方法
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够利用刀具补偿功能指令进行编程。
（二）重点与难点
重点：
刀具半径补偿的编程方法，刀具长度补偿的编程方法。
难点：
刀具补偿的建立、执行与取消的过程和条件。
（三）教学内容
1．刀具补偿功能的作用
2．刀具半径补偿
3．刀具长度补偿
（四）教学要求
1．理解刀具补偿功能的概念，理解刀具补偿的建立、执行和取消的过程和条件。
2．掌握刀具半径补偿指令G41、G42、G40的编程方法。
3．掌握刀具长度补偿指令G43、G44、G49的编程方法。
七、简化编程指令及其编程方法
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够利用简化编程指令进行编程。
（二）重点与难点
重点：
车削复合固定循环指令的编程方法，铣削固定循环中的钻孔加工指令的编程方法。
难点：
固定循环编程中的参数合理设置。
（三）教学内容
1．车削固定循环指令
（1）单一固定循环
（2）复合固定循环
2．铣削固定循环指令
（1）固定循环的动作步序
（2）固定循环的工作平面
（3）常用指令的编程方法
3．子程序
4．其他简化编程指令
（1）旋转功能指令
（2）镜像功能指令
（3）比例缩放指令
（四）教学要求
1．了解车削固定循环指令的类型
2．了解单一固定循环的动作步序。
3．掌握车削固定循环G71、G72、G73指令的编程方法。
4．了解铣削固定循环指令的类型。
5．理解铣削固定循环的动作步序。
6．掌握铣削固定循环中3个工作平面的确定方法。
7．掌握G81、G73、G83、G82钻孔指令的编程方法。
8．了解子程序的格式，理解子程序嵌套的概念，掌握子程序的调用与返回指令的编程方法。
9．了解旋转、镜像、比例缩放等功能指令的编程方法。
八、数控车削加工编程
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够根据零件加工要求，编制中等复杂程度典型零件的数控车削加工程序。
（二）重点与难点
重点：
按装夹顺序，编制典型零件加工程序的方法。
难点：
轮廓加工编程时，刀具半径补偿指令的应用；螺纹加工编程时，相关参数的选择。
（三）教学内容
1．数控车削的编程特点
2．数控车削加工的要素
3．数控车削编程中的工艺处理
4．轮廓车削与镗削的编程
5．切槽加工的编程
6．螺纹加工的编程
7．典型车削零件综合实例
（四）教学要求
1．了解数控车削的编程特点
2．了解数控车削加工的要素
3．掌握数控车削编程中的工艺处理内容和方法
4．掌握轮廓车削与镗削的编程方法，能够运用固定循环指令编制内外轮廓的粗、精加工程序。
5．掌握切槽加工的编程方法
6．掌握螺纹加工的编程方法
7．掌握中等复杂程度典型车削零件（轴类、盘类、套类）加工程序的编制方法。
九、数控铣削加工编程
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够根据零件加工要求，编制用于数控铣床、加工中心的中等复杂程度典型零件的数控铣削加工程序。
（二）重点与难点
重点：
刀具半径补偿与刀具长度补偿指令的应用，固定循环指令的应用。
难点：
数控铣床与加工中心的编程差别，固定循环指令的应用。
（三）教学内容
1．数控铣床的编程特点
2．数控铣削的加工要素
3．铣削编程时的工艺处理
4．铣削轮廓加工的编程
5．腔槽程序的编制
6．孔加工程序的编制
7．换刀指令
8．加工中心编程
9．综合实例
（四）教学要求
1．了解数控铣床（加工中心）的编程特点
2．了解数控铣削的加工要素
3．掌握铣削编程时的工艺处理方法
4．掌握利用刀具半径补偿功能编制轮廓铣削加工的编程方法。
5．掌握腔槽程序的编制方法
6．掌握孔加工程序的编制方法
7．掌握加工中心换刀指令的编程方法
8．掌握用于数控铣床（加工中心）的中等复杂程度典型零件加工程序的编制方法。
十、宏指令编程
（一）目的与要求
通过学习，使学生能够利用算术运算、逻辑运算、控制指令编制简单宏程序。
（二）重点与难点
重点：
变量的两种赋值关系，算术运算、逻辑运算、控制指令的编程方法。
难点：
变量的应用
（三）教学内容
1．宏程序的基本概念
2．变量及其类型
3．算术与逻辑运算指令
4．控制类指令
5．典型零件的宏程序编制
（四）教学要求
1．了解宏程序的概念。
2．理解变量的概念，掌握变量的类型及其表示方法、变量的赋值方式。
3．掌握常用的算术与逻辑运算指令的编程方法。
4．掌握控制类指令的编程方法。
5．掌握编制简单宏程序的方法。
十一、自动编程简介
（一）目的与要求
通过学习，使学生领会复杂零件编程的概念和方法，领会自动编程的过程及步骤。
（二）教学内容
1．常用的自动编程软件及其特点
2．自动编程的过程及步骤
（三）教学要求
1．了解常用的自动编程软件及其特点
2．了解自动编程的过程及步骤
附录：
表2要求掌握的指令与代码（FANUC系统）
类别
功能
用途
代码
备注
1
刀具功能T
T××、T××××
2
主轴功能S
主轴转速控制
G97S××
恒线速度控制
G96S××
3
进给功能F
直线进给
G94/G98F
旋转进给
G95/G99F
4
辅助功能M
程序暂停控制
M00、M01
主轴控制
M03、M04、M05
刀具控制
M06
冷却控制
M08、M09
程序结束控制
M02、M30
子程序控制
M98、M99
5
准备功能G
工件坐标系设定
车削G50（G92）
铣削G92
坐标偏置G54~G59
功能选择
绝对/增量：
G90/G91
公制/英制：
G70/G71（G20/G21）
平面选择：
G17、G18、G19
进给率选择：
G98/G99（G94/G95）
运动控制
快速移动：
G00
直线插补：
G01
圆弧插补：
G02、G03
暂停指令
G04
螺纹加工
G32（G33）、G92、G76
刀具补偿
刀具半径补偿：
G41、G42、G40
刀具长度补偿：
G43、G44、G49
车削固定循环
单一固定循环：
G90、G92
复合固定循环：
G71、G72、G73、G70
铣削固定循环
钻削加工：
G81、G73、G83、G82
鏜削加工：
G85
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