数控铣编程教案

广东省高新技术技工学校文化理论课教案授课专业班级09机电数模班课程名称数控铣编程与操作任课教师唐美春授课时间2011年2月20日课程表09机电数模班第二学期课星期程节数节数星期一星期二星期三星期四星期五上午1数控铣编程与操作09机电,09数控,09模具新10823数控铣编程与操作09机电,09数控,09模具新1084下午5数控铣编程与操作09机电,09数控,09模具新10867理论课教案2011年2月23日第1周星期三第5、6节第一章：绪论1.1数控铣概述1.2数控铣的组成及其特点授课方式讲授作业预习第二章内容教学目的1.了解数控加工的特点及其在制造业的地位。2.熟悉数控机床的适用范围。选用教具挂图无重点1、数控加工的特点2、数控机床的发展史3、数控机床的适用范围难点数控加工的特点教学回顾无说明教学过程一、上课要求：本学期学习要求：笔记要求、上课纪律要求等。（10）分钟二、主要内容：1、数控加工的基本概念及其特点2、数控加工在制造业中的地位和作用。三、课程导入：（65分钟）一）、数控加工在制造业中的地位和作用数字控制简称数控，是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。数控系统是指利用数字控制技术实现的自动控制的系统。数控设备是采用数控系统实现控制的机械设备，其操作命令是用数字或数字代码的形式来描述，工作过程是按照指定的程序自动地进行的。装备了数控系统的机床称之为数控机床。教学过程随着科学技术的发展，机械产品的要求越来越高。其合理性、性能、强度、精度和效率日益提高。机械产品的加工相应的提出了高精度、高柔性、高度自动化的要求。数控技术综合应用了计算机、自动控制、伺服系统、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此采用数控加工手段，解决了机械制造业种常规加工技术难以解决的难题，数控加工技术是制造业的一次革命，使机械制造业进入了一个新的阶段。CNC具有以下优点：1、柔性强对于CNC系统，若需改变其控制功能，只需改变其相应的控制程序即可。因此CNC具有很强的灵活性----柔性。2、可靠性高加工程序一次性输入存储器，功能由软件实现，硬件采用模块化，平均无故障率高。3、易于实现多功能复杂程序控制4、具有较强的网络通信功能5、具有自诊断功能二）、数控加工技术的发展1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作，研制出了第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。数控机床的发展共经历了二个阶段和六代的发展，即：1、数控（NC）阶段第一代数控系统：1952年~1959年，采用电子管、继电器元件。第二代数控系统：1959年开始，采用晶体管元件。第三代数控系统：1965年开始，采用集成电路。2、计算机数控（CNC）阶段第四代数控系统：1970年开始，采用大规模集成电路及小型计算机。第五代数控系统：1974年开始，采用微型计算机。第六代数控系统：1990年开始，基于PC机。三）数控加工技术的特点数控机床（包括数控铣床）是新型的自动化机床，它具有广泛通用性和很高的自动化程度。数控铣削的特点：1）可以加工具有复杂型面的工件。2）加工精度高，尺寸一致性好。3）生产效率高。4）可以减轻工人劳动强度，实现一人多机操作。5）经济效益明显。数控加工在某些方面也有不足之处，这就是数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺和程序编制要求较高，加工中难以调整，维修困难。数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床主机组成。四）课堂小结：本次课讲解了数控加工技术的基本知识，讲解了数控加工产生的背景以及其发展史。希望同学们在课后找寻相关资料，深入了解。审阅签名:理论课教案2011年2月24日第1周星期四第1、2节第一章第四节：数控铣的应用范围和发展趋势授课方式讲授作业无教学目的1.了解数控铣的应用范围2.掌握现代数控机床的发展趋势3.了解数控加工的发展方向选用教具挂图无重点掌握现代数控铣的应用范围及其发展趋势。难点掌握数控铣的应用范围教学回顾上次课我们讲解了数控铣的组成及其特点，了解了数控铣的发展历史，本次课我们首先来回顾一下。（5分钟）说明教学过程一、检查学生的到课情况，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟）二、主要内容：1）、数控铣的应用范围2）、现代数控机床的发展趋势3）、数控加工的发展方向4）、几种典型的数控机床三、教学过程：（70分钟）（一）数控系统的产生1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作，研制出了第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。数控系统的发展共经历了二个阶段和六代的发展，即：2、数控（NC）阶段第一代数控系统：1952年~1959年，采用电子管、继电器元件。第二代数控系统：1959年开始，采用晶体管元件。第三代数控系统：1965年开始，采用集成电路。教学过程2、计算机数控（CNC）阶段第四代数控系统：1970年开始，采用大规模集成电路及小型计算机。第五代数控系统：1974年开始，采用微型计算机。第六代数控系统：1990年开始，基于PC机。随着数控系统的不断发展，其功能不断增多，柔性不断加强，性能价格比不断提高，与此同时，伺服系统和检测元件的性能不断改善，其控制精度也不断提高。（二）数控铣床的加工工艺范围铣削加工时机械加工中最常用的加工方法之一，他主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、绞、镗及螺纹加工。数控铣削还适合于下列几类零件的加工。1．平面类零件平面类零件是指加工面平行或垂直于水平面以及加工面与水平面的夹角为定值的零件，这类加工面可展开为平面。2.直纹曲面类零件直纹类曲面零件时指直线依照某种规律移动所产生的曲面零件。3.立体曲面类零件这种数控系统由开放式的运动控制卡和PC机构成。所谓的开放式运动控制卡，就是一个可以单独使用的数控系统，通常选用高速DSP做为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力，它还具有开放的函数库供用户进行自主开发，以构造用户自己所需要的数控系统。这类数控系统具有可靠性高、功能强、操作简便、开发周期短、成本低等优点，而且适合各种类型数控系统的开发，因而这种数控系统目前被广泛用于制造业自动化控制各个领域。（三）数控系统的发展方向（1）、高速、高精度和高效（2）、多功能、高可靠性①、提高数控系统的硬件质量②、模块化、标准化和通用化(3)、智能化、开放性①、工件自动检测、自动定心②、刀具破损检测及自动跟换备用刀具③、刀具寿命及刀具收存情况管理④、负载监控和调整⑤、数据管理⑥、维修管理⑦、利用反馈控制的实时补偿功能⑧、根据加工时的热变形，对滚珠丝杠、床身等的进行实时补偿功能（4）、复合化（5）、环保型（四）几种典型数控系统结构1、计算机直接数控（DNC）DNC可分为直接型、间接型和分布式三类。2、柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMS）3、计算机集成制造系统（CIMS）①、管理信息系统②、产品设计与制造工程设计自动化系统③、制造自动化系统④、质量保证系统⑤、计算机网络⑥、数据库系统四、课堂小结：总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。审阅签名:理论课教案2011年2月28日第2周星期一第3、4节第二章第一节：数控铣及加工中心的程序结构与格式授课方式讲授作业无教学目的1、了解数控铣加工程序的结构与格式2、了解程序段的格式选用教具挂图无重点掌握数控铣编程的格式难点数控铣编程的格式教学回顾上次课我们了解了数控铣的应用范围和发展趋势，以及其发展历史。（5分钟）说明教学过程一、检查学生的到课情况，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟）二、主要内容：1）、程序结构2）、程序段格式3）、常用编程指令(功能字)三、教学过程：（70分钟）（一）程序结构程序编号：O001程序内容：N001G92X40.0Y30.0;N002G90G00X28.0T01S800M03;N003G01X-8.0Y8.0F200;教学过程N004X0Y0;N005X28.0Y30.0;N006G00X40.0;程序结束段：N007M02;(1)程序编号采用程序编号地址码区分存储器中的程序，不同数控系统程序编号地址码不同，如日本FANUC6数控系统采用o作为程序编号地址码；美国的AB8400数控系统采用P作为程序编号地址码；德国的SMK8M数控系统采用%作为程序编号地址码等。(2)程序内容程序内容部分是整个程序的核心，由若干个程序段组成，每个程序段由一个或多个指令字构成，每个指令字由地址符和数字组成，它代表机床的一个位置或一个动作，每一程序段结束用“；”号。(3)程序结束段以程序结束指令M02或M30作为整个程序结束的符号。（二）.程序段格式每个程序段是由程序段编号，若干个指令（功能字）和程序段结束符号组成。每个指令字由地址符和数字组成（字―地址结构），代表机床的一个位置或一个动作。地址符由字母组成，每个字母、数字、符号（正负号）称为字符。一个零件程序是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的。如图2.1所示。N10G01X50Y-70F200M03S1000;顺序号准备功能坐标字进给功能辅助功能主轴功能程序段分隔号四、课堂小结：总结本堂课的内容、提醒注意课堂纪律。审阅签名:理论课教案2011年3月2日第2周星期三第5、6节第二章第一节：数控铣及加工中心的程序结构与格式（2）授课方式讲授作业无教学目的了解程序段中各代码字母的含义选用教具挂图无重点掌握数控铣编程的格式难点数控铣编程的格式教学回顾上次课我们了解了数控铣的应用范围和发展趋势，以及其发展历史。（5分钟）说明教学过程一、检查学生的到课情况，着装是否符合上课要求，然后引入新课。（5分钟）二、主要内容：1）、程序结构2）、常用编程指令(功能字)三、教学过程：（70分钟）（一）代码字母的含义N10G01X50Y-70F200M03S1000;顺序号准备功能坐标字进给功能辅助功能主轴功能程序段分隔号1、程序的文件名（程序名）格式：O____说明：1)‘O’：文件名首字母，后面必须有四位数字或字母，如日本FANUC系统如教学过程‘O001，O002’；华中数控HNC-21/22T系统扩展了标识程序文件的方法，可以使用任意DOS文件名（即8+3文件名：1至8个字母或数字加小数点，再加0至3个字母或数字组成，如“MYPART.001”、“O1234”等）标识零件程序2)O1、O01、O001、O0001等价；3)范围O1～O7999用户区O8000～O8999用户区（加密、加锁）O9000～O9999扩展区（厂方修改）（FANUC0i2、顺序号（标识作用）格式：N____说明：1）范围：N1～N99992）N1、N01、N001、N0001等价3、准备功能（简称G功能）由地址符‘G’和两位数字组成，G01，G02等等，G功能的代号已标准化；G1、G01等价4、尺寸字（坐标字）：由坐标地址符和数字组成，各组数字必须有作为地址代码的字母开头。X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R；A、B、C、D、E；I、J、K。其中，X50.X50.0在相对坐标编程时，X50000都表示沿X轴移动50mm5、进给功能字：F由进给地址符和数字组成，单位一般为‘mm/min’或‘mm/r’F指令表示刀具中心运动时的进给速度。由F和其后的若干数字组成。数字的单位取决于每个系统所采用的进给速度的指定方法。具体内容见所用机床的编程说明书。注意事项如下：1)当编写程序时，第一次遇到直线（G01）或圆弧（G02/G03）插补指令时，必须编写进给率F，如果没有编写F功能，CNC采用F0。当工作在快速定位（G00）方式时，机床将以通过机床轴参数设定的快速进给率移动，与编写的F指令无关。2）F指令为模态指令，实际进给率可以通过CNC操作面板上的进给倍率旋钮，在0～120%之间调整。6、主轴转速功能字：S由主轴地址符和数字组成，单位为‘r/min’S指令表示机床主轴的转速。由S和其后的若干数字组成，其表示方法有以下三种：①转速S表示主轴转速，单位为r/m