数控车一体化教案.docx

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数控车一体化教案

课题名称

总课题：

文明生产

授课主要内容

1、安全、文明、生产

2、6S管理

授课班级

需用时间

分课题：

授课时间

项目目标

知识目标

安全、文明、生产

能力目标

熟悉安全、文明、生产

设情感

目标

重点

难点

示范操作准备

课题实习结束小结

一、安全操作规范

1、进入数控车削实训场地后，应服从安排，不得擅自启动或操作车床数控系统。

2、按规定穿、戴好劳动保护用品。

3、不冷穿高跟鞋、拖鞋上岗，不允许戴手套和围巾进行操作。

4、开机床前，应该仔细检查车床各部分机构是否完好，各传动手柄、变速手柄的位置是否正确，还应按要求认真对数控机床进行润滑保养。

5、操作数控系统面板时，对各按键及开关的操作不得用力过猛，更不允许用扳手或其它工具进行操作。

6、完成对刀后，要做模拟换刀试验，以防止正式操作时发生撞坏刀具、工件或设备等事故。

在数控车削过程中，因观察加工过程的时间多于操作时间，所以一定要选择好操作者的观察位置，不允许随意离开实训岗位，以确保安全。

7、操作数控系统面板及操作数控机床时，严禁两人同时操作。

8、自动运行加工时，操作者应集中思想，左手手指应放在程序停止按钮上，眼睛观察刀尖运动情况，右手控制修调开关，控制机床拖板运行速率，发现问题及时按下程序停止按钮，以确保刀具和数控机床安全，防止各类事故发生。

9、操作前要紧身防护服，袖口扣紧，上衣下摆不能敞开，严禁戴手套，不得在开动的机床旁穿、脱换衣服，或围布于身上，防止机器绞伤。

必须戴好安全帽，辫子应放入帽内，不得穿裙子、拖鞋。

要戴好防护镜，以防铁屑飞溅伤眼。

10、车床开动前，必须按照安全操作的要求，正确穿戴好劳动保护用品，必须认真仔细检查机床各部件和防护装置是否完好，安全可靠，加油润滑机床，并作低速空载运行2—3分钟，检查机床运转是否正常。

11、装卸卡盘和大件时，要检查周围有无障碍物，垫好木板，以保护床面，并要卡住、顶牢、架好，车偏重物时要按轻重搞好平衡，工件及工具的装夹要紧固，以防工件或工具从夹具中飞出，卡盘扳手、套筒扳手要拿下。

12、机床运转时，严禁戴手套操作；严禁用手触摸机床的旋转部分；严禁在车床运转中隔着车床传送物件。

装卸工件，安装刀具，加油以及打扫切屑，均应停车进行。

清除铁屑应用刷子或钩子，禁止用手清理。

13、机床运转时，不准测量工件，不准用手去刹转动的卡盘；用砂纸时，应放在锉刀上，严禁戴手套用砂纸操作，磨破的砂纸不准使用，不准使用无柄锉刀，不得用正反车电闸作刹车，应经中间刹车过程。

14、加工工件按机床技术要求选择切削用量，以免机床过载造成意外事故。

15、加工切削时，停车时应将刀退出。

切削长轴类须使用中心架，防止工件弯曲变形伤人；伸入床头的棒料长度不超过床头立轴之外，并慢车加工，伸出时应注意防护。

16、高速切削时，应有防护罩，工件、工具的固定要牢固，当铁屑飞溅严重时，应在机床周围安装挡板使之与操作区隔离。

17、机床运转时，操作者不能离开机床，发观机床运转不正常时，应立即停车，请维修工检查修理。

当突然停电时，要立即关闭机床，并将刀具退出工作部位。

18、工作时必须侧身站在操作位置，禁止身体正面对着转动的工件。

工作结束时，应切断机床电源或总电源，将刀具和工件从工作部位退出，清理安放好所使用的工、夹、量具，并清扫机床。

二、6S职业规程

根据6S的管理精神和目前学校实训工场间的实际使用情况，制定6S管理规范如下：

1S-整理定义：

◇将工作场所任何东西区分为有必要的与不必要的；

◇把必要的东西与不必要的东西明确地、严格地区分开来；

◇不必要的东西要尽快处理掉。

目的：

●腾出空间，空间活用

●防止误用、误送

●塑造清爽的工作场所

2S-整顿定义：

◇对整理之后留在现场的必要的物品分门别类放置，排列整齐。

◇明确数量，有效标识，并做好相应的登记。

目的：

●工作场所一目了然

●整整齐齐的工作环境

●消除找寻物品的时间

●消除过多的积压物品

3S-清扫定义：

◇将工作环境、工作设施设备清扫干净。

◇保持工作场所干净、亮丽。

目的：

●消除赃污，保持工场间内干净、明亮

●稳定品质●减少工业伤害

4S-清洁定义：

◇将上面的3S实施的做法制度化、规范化。

目的：

●维持上面3S的成果

5S----素养定义：

通过学习、参观等手段，提高员工文明礼貌水准，增强团队意识，养成按规定行事的良好工作习惯。

目的：

提升教师、工作人员、学生的品质，使教师、工作人员、学生对任何工作都讲究认真。

6S----安全定义：

重视全员安全教育，每时每刻都有安全第一观念，防范于未然。

目的：

建立起安全生产的环境，所有的工作应建立在安全的前提下。

教学反思：

课题名称

总课题：

数控车床概述

授课主要内容

1.机床的特点

2.数控车组成

3.车床分类

授课班级

需用时间

分课题：

授课时间

项目目标

知识目标

《数控车床加工工艺与编程》

能力目标

广州数控.GSK980TA/Tda

设情感

目标

重点

机床的特点

难点

示范操作准备

课题实习结束小结

数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一，主要用于加工轴类、盘套类等回转体零件，能够通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作，而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心，使得在一次装夹中可以完成更多得加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工。

一、数控车床的组成：

数控车床由床身、主轴箱、刀架进给系统、冷却润滑系统及数控系统组成。

与普通车床所不同的是数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，它没有传统的走刀箱溜板箱和挂轮架，而是直接用伺服电机或步进电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀具，实现进给运动。

数控系统由NC单元及输入输出模块，操作面板组成。

二、数控车床的特点：

1.传动链短数控车床刀架的两个方向运动分别由两台伺服电机驱动。

伺服电机直接与丝杠联结带动刀架运动，伺服电机与丝杠也可以按控制指令无级变速，它与主轴之间无须再用多级齿轮副来进行变速。

随着电机宽调速技术的发展，目标是取消变速齿轮副，目前还要通过一级齿轮副变几个转速范围。

因此，床头箱内的结构已比传统车床简单得多。

2.刚性高与控制系统的高精度控制相匹配，以便适应高精度的加工。

3.轻拖动刀架移动一般采用滚珠丝杠副，为了拖动轻便，数控车床的润滑都比较充分，大部分采用油雾自动润滑。

为了提高数控车床导轨的耐磨性，一般采用镶钢导轨，这样机床精度保持的时间就比较长，也可延长使用寿命。

另外，数控车床还具有加工冷却充分、防护严密等结构特点，自动运转时都处于全封闭或半封闭状态。

数控车床一般还配有自动排屑装置。

图1卧式机床图2立式机床

三、数控车床的分类

数控车床品种繁多，按数控系统功能和机械构成可分为简易数控车床（经济型数控车床）、多功能数控车床和数控车削中心。

（1）简易数控车床（经济型数控车床）是低档次数控车床，一般是用单板机或单片机进行控制，机械部分是在普通车床的基础上改进设计的。

（2）多功能数控车床也称全功能型数控车床，由专门的数控系统控制，具备数控车床的各种结构特点。

（3）数控车削中心在数控车床的基础上增加其他的附加坐标轴。

课题名称

总课题：

数控车床操作

授课主要内容

1、机床的基本操作要点

授课班级

需用时间

分课题：

授课时间

项目目标

知识目标

能力目标

设情感

目标

重点

面板的操作

难点

按键的功能

示范操作准备

实行机床示范文明操作

课题实习结束小结

一、面板示图：

二、操作面板的基本操作

1、键盘符号的操作说明与用途

复位（//）键：

解除报警、程序复位；

输出（OUT）键：

与其它计算机连接能输出文件；

地址/数字键：

输入的字母、数字等字符；

取消（CAN）键：

取消当前输入的字符或符号，如G11时，按（CAN）键，则G11被取消；

光标移动键：

（）：

分别是使光标向上与向下移动一个单位，通常是在程序编辑中运用或在刀补清零中运用；

翻页键：

（）：

分别是使画面顺方向逆方向换页；

插入（INS）修改（ALT）删除（DEL）：

用于程序的插入、删除、修改的编辑操作；

回车键（EOB）：

用于编辑程序中换程序段的操作；

2、熟悉几种方式的用法

编辑方式的用法：

调用程序、删除程序、建立新程序、编辑程序等；

自动方式的用法：

检验程序、执行程序加工等；

录入方式的用法：

调动主轴、自动换刀、建立工件坐标系、自动定点、刀补输入等；

手动方式的用法：

手动对刀、翻页等；

单步方式/手轮方式：

手动将刀架移到某一定点时的操作；

3、翻页熟悉程序、位置、刀补、参数、诊断、报警、设置栏目的画面；

[程序]：

共有三页，[MDI/模]，[程序]，[目录/存储量]

[位置]：

共有四页，[相对]，[绝对]，[总和]，[位置/程序]

[刀补]：

共有二页，[偏置]，[宏变量]

[参数]：

显示，设定参数

[诊断]：

诊断信息及软件键盘机床面板显示

[报警]：

显示报警信息

[设置]：

设置显示及加工轨迹图形显示

1）选择“LCD、状态显示灯、编辑键盘、显示菜单、机床面板”填入面板分区方框中

图1－15面板区域划分

2.操作练习：

（1）开机

　打开总电源开关→开通机床电源→按下面板电源按钮等待系统起动。

（启动后若出现急停报警，将急停旋钮顺时针旋开，按复位键）

（2）返回参考点

开机后若刀架停在机械零点或机械零点附近时，先用手动方式

将刀架往-Z、-X移动适当的距离，再将方式选择按钮打到回零方式

，先按＋X，再按＋Z，等到零点灯中X、Z亮灯后方可进行下一步的操作。

（注意：

必须先回＋X，再回＋Z）

（3）初始主轴转速

切换到MDI操作模式

→程序界面

→翻页到“程序段值”界面→输入“S400M03”→然后按“循环起动”

（若要让主轴停止转动可以在“手动JOG”或“手轮HNDL”模式下，按“主轴停）

（4）把加工程序输入机床

新建程序：

编辑方式

→程序界面

→翻页到“程序内容”界面→输入程序名O××××再按换行

，然后编辑程序，每编辑完一行程

序，按换行输入一个结束符

。

（注意：

全部程序输入完毕后按复位键

，使光标跳到程序起始段）

（5）检验加工程序

选择自动加工方式

→打开机床锁

→打开MST辅助锁

→打开空运行→

→连续按两次设置按键

进入刀路模拟加工界面→按下循环启动按键

。

（6）超程报警的解除

硬超程：

系统显示报警为EMG，此时NC未准备好，所有操作无法进行

解除方法：

首先按下NC准备好，提示灯闪亮时，按住“超程释放”键不松手，判断正确的起程方向，用手轮

摇回到有效行程范围内即可解除超程。

软超程：

系统显示报警为ALM，这种超程的位置由系统参数设定

解除方法：

判断起程方向，用手轮

摇回到有效行程范围内，按“RESET”复位键

即可解除报警。

（7）自动换刀

切换到MDI操作模式

→程序界面

→翻页到“程序段值”界面→输入“T0200”→然后按“循环起动”

。

（8）显示刀具的位置的操作

按[手动方式]→按[位置]→按[翻页]（其中有二种位置可以在画面显示，分别是绝对坐标值与相对坐标值）。

（9）在程序段值页面输入简单的指令与坐标值进行刀具定点移动

按[程序]→按[翻页]→至[程序段值]页面→按[录入方式]

输入GOO→按[输入]→输入X80→按[输入]→输入Z80按[输入]→按[循环启动]（本例是将刀具快速移到定点X80Z80的位置）。

（10）删除一个程序或全部程序的操作

按[手动方式]→按[程序]栏→翻页至[程序]页面→按[编辑方式]→输入要删除的程序名→按[删除]键（要删除全部的程序，同样原理，只须在输入要删除的程序名输入O-9999/999即可）。

（11）调出一个程序的操作

按[手动方式]→按[程序]栏→翻页至[程序]页面→按[编辑方式]→输入要调出的程序名→按[]或[EOB]。

（12）建立一个新的程序

按[手动方式]→按[程序]栏→翻页至[程序]页面→按[编辑方式]→输入要建立的程序名→按[]或[EOB]（与调出一个程序的最大不同是当计算机装置里面储存有与建立的程序名相同时，就建立不了程序，必须重新改换另一个程序名）。

（13）字符的插入,修改,删除的操作

按[手动方式]→按[程序]栏→翻页至[程序]页面→按[编辑方式]→按光标至插入，修改，删除的地方→输入要修改的内容→按[插入]或[修改]或[删除]。

（14）检索顺序号或某一字的操作

按[手动方式]→按[程序]栏→翻页至[程序]页面→按[编辑方式]

输入要检索的顺序号或字→按[]（如果是向下检索按[]，如果是向上检索按[]）。

教学反思：

面板的介绍，功能键的使用

巡回指导：

学生自己独立操作

学生总结：

不同系统它的面板操作是否是多样的？

课题名称

总课题：

数控车床坐标系、基本指令

授课主要内容

1.G00快速定位

2.G01直线插补

3.G02圆弧插补（顺）

4.G03圆弧插补（逆）

授课班级

需用时间

分课题：

授课时间

项目目标

知识目标

《数控车床加工工艺与编程》

能力目标

广州数控.GSK980TA/Tda

设情感

目标

重点

圆弧的顺逆判断

难点

前置跟后置的区别

示范操作准备

课题实习结束小结

学习目标

1.认知数控编程的概念

2.认知程序的组成和格式

3.能使用GOO、G01、G02、G03、指令编程

4.能编制合理的加工工艺规程

一、运动方向的规定

图1右手笛卡尔

图2数控车床工件坐标系

（1）数控与数控编程：

数控（数字控制）简称CNC。

查一查：

CNC是什么英文单词的缩写？

数控编程简称编程，是用数控指令去操控机床作各种运动实现工件加工的目的的过程。

数控编程难不难？

其实一点不难。

就像我们学数学公式一样，记住公式，往公式里面填写数值就可以了。

如数学公式勾股定理a²+b²=c²把a=3,b=4,c=5代入公式中就会得出

，而数控编程也一样，把坐标A（50，2）的数值代入指令G00X（）Z（）的X和Z就会变成G00X50Z2，这就是数控编程。

（2）程序的格式与组成

1）程序有固定的格式用特定的符号表示。

2）程序的组成

对比一下，程序的组成和文章的组成，找出什么的相同点。

程序的组成文章的组成

O0020；（程序号）荷塘月色（题目）

N10G98G40；几天心里颇不宁静……

N20T0202；（正文）

N30G00X50.0Z50.0；（程序主体）曲曲折折的荷塘上面……

N40M03S600；（段落）

………………

N150G00X50.0Z50.0；

N160M30；

（程序结束）妻已睡熟好久了。

（文章结束语）

1、快速定位G00

该指令命令刀具以点位控制方式，从刀具所在点快速移动到目标位置，无运动轨迹要求，不需要特别规定进给速度。

G00指令格式：

G00X（U）_Z（W）_

式中：

X、Z：

绝对编程时，目标点在工件坐标系中的坐标；

U、W：

增量编程时刀具移动的距离。

2.直线插补（G01）

该指令用于直线或斜线运动，可使数控车床沿X轴、Z轴方向执行单轴运动，也可以沿X、Z轴平面内任意斜率的复合运动，用F指令沿直线移动的速度。

G01代码用于刀具直线插补运动。

功能：

G01指令使刀具以一定得进给速度，从所在点出发，直线移动到目标点。

G01可用于圆柱切削、圆柱切槽、圆锥切削（倒角也作圆锥切削）。

指令格式：

G01X（U）__Z（W）__F__式中：

X、Z：

绝对编程时，目标点在工件坐标系中的坐标；

U、W：

增量编程时刀具移动的距离。

F：

进给速度。

F中指定的进给速度一直有效直到新值，因此不必对每个程序段都指定F。

F有两种表示方法：

每分钟进给（mm/min）;每转进给量（mm/r）

O1234

GOOX100Z100（换刀点即安全点）

M03S500给定转速

T0100选用刀

G00X24Z1定位接近工件

G01Z-15F50加工φ24圆柱面

X32加工φ32端面

Z-35加工φ32圆柱面

X40加工φ40端面

Z-53加工φ40圆柱面

X45加工φ45端面

G00X100Z100

M30

二、圆弧插补指令G02/G03

格式。

G02

X（U）Z（W）FRIK

G03

说明：

G02：

顺时针圆弧插补

G03：

逆时针圆弧插补

X、Z：

绝对编程时，圆弧终点在坐标系中的坐标；

U、W：

增量编程时，圆弧终点在坐标系中的坐标；

I、K：

圆心相对于起点的增加量（等于圆心的坐标减去圆弧起点的坐标，），在绝对、增量编程时都是以增量方式指定，在直径、半径编程时I都是半径值；

R：

圆弧半径；

F：

被编程的两个轴的合成进给速度；

（1）、顺、逆圆弧的判别。

圆弧插补G02/G03的判断是在加工平面内，根据其插补时的旋转方向为顺时针/逆时针来区分的。

加工平面为观察者迎着Y轴的指向，所面对的平面。

也就是说从假想第三轴（Y轴）的正方向往负方向看，刀尖走过的圆弧是顺时针的，就是G02，逆时针的就为G03了。

但是，大家都知道目前大多数数控车的坐标系如（图三）。

所以我们其实是从Y轴的负方向往正方向看，那么在这样的坐标系下，我们看到的顺时针则为G03，逆时针则为G02，如（图四）。

三、例题讲解。

如图五用圆弧插补指令编程，只编精加工轮廓。

图五

用R编程：

%1001

T0101G02X26Z-31R5

M03S800G01Z-40

G00X0X40Z5

G01Z0F80M05

G03X24Z-24R15M30

参照例题用另种方法I、K编制精加工程序。

参考答案：

%1002

T0101G02X26Z-31I20K-3

M03S800G01Z-40

G90G00X0X40Z5

G01Z0F80M05

G03X24Z-24I0K-15M30

本节课我们学习了圆弧插补指令G02/G03，我们回忆一下，一共有这么几点需要我们注意：

1、G02/G03的格式，

2、顺、逆圆弧的判别方法，

3、R与I、K编程的区别。

四、结合新课，编制图六的加工程序，并在机床上加工。

五、巡回指导

根据图形把其相应的加工程序编制出来

六、学生总结

学生的学习进度，和掌握知识点

课题名称

总课题：

数控车床对刀操作

授课主要内容

1、理解对刀的基本概念掌握对刀的基本方法掌握试切对刀的基本方法

授课班级

需用时间

分课题：

授课时间

项目目标

知识目标

能力目标

1）正确建立数控车床工件坐标系2）明确个坐标轴正方向的规定。

3）熟练进行对刀操作。

设情感

目标

重点

掌握对刀的基本方法

难点

掌握试切法对刀的基本操作

示范操作准备

现场讲解、示范学生分组轮流操作

课题实习结束小结

一、对刀的基本概念

1、对刀是数控加工中较为复杂的工艺准备工作之一，对刀的好与差将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。

通过对刀或刀具预调，还可同时测定其各号刀的刀位偏差，有利于设定刀具补偿量。

2、刀位点刀位点是指在加工程序编制中，用以表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。

3、对刀对刀是数控加工中的主要操作。

结合机床操作说明掌握有关对刀方法和技巧，具有十分重要的竟义。

在加工程序执行前，调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。

理想基准点可以设定在刀具上，如基准刀的刀尖上；也可以设定在刀具外，如光学对刀镜内的十字刻线交点上。

一、工件坐标系设定G50

指令功能：

设置当前位置的绝对坐标，通过设置当前位置的绝对坐标在系统中建立工件坐标系

（也称浮动坐标系）。

执行本指令后，系统将当前位置作为程序零点，执行回程序零点操作时，返这一位置。

工件坐标系建立后，绝对坐标编程按这个坐标系输入坐标值，直至再次执行G50时建立新的工件坐标系。

指令说明：

G50为非模态G指令；

二、对基准刀（一号刀，外圆车刀）

1、对刀前准备

（1）按要求夹好工件,装好刀具,调动主轴正转；

（2）按[刀补],找到001至004,将刀补清零（具体做法是将光标移到该编号,输入X0Z0）。

（3）一般情况下一号刀为外圆刀,二号刀为切断刀,三号刀为螺纹刀,四号刀为精车刀。

2、X轴对刀步骤：

●把坐标系原点设在零件端面上

（1）、启动机床，用手轮方式将刀具移动至靠近工件外圆面位置，“注”（使用手轮进给倍率为0.1的速度）。

（2）、将主轴正转，刀具以手轮进给倍率为0.01的速度进行外圆碰刀，后Z轴正向退出，X轴在相对坐标进行清零，X轴进刀（进刀量在0.2mm左右），再Z轴往负方向进行外圆车削（以手轮进给倍率为0.001的速度、车削外圆长度大约为10mm左右）。

（此时注意车削完后X轴不能动，只能把Z轴往正方向退出）。

（3）、停机（用游标卡尺）测量工件车削后外圆的直径。

（4）、将系统操作面板切换至录入方式（MDT）方式界面，输入“G50X20.0”（在这里X20.0是指工件车削后测量出的尺寸）。

（5）、同时在录入方式下执行该值--按下“循环启动键”

（6）、X轴对刀完成，把刀具退开。

3、Z轴对刀步骤

（1）、启动机床，用手轮方式将刀具移动至靠近工件端面位置，“注”（使用手轮进给倍率为0.1的速度）。

（2）、将主轴正转，刀具以手轮进给倍率为0.01的速度进行端面碰刀，后X轴正向退出，Z轴在相对坐标进行清零，Z轴进刀（进刀量在0.1mm左右），再X轴往负方向进行端面车削（车完整个端面）。

（此时注意车削完后Z轴不能动，只能把X轴往正方向退出）。

（3）、将系统操作面板切换至录入方式（MDT）方式界面，输入“G50Z0”（在这里Z0是指工件车削后端面位置）。

（4）