数控车工实习教案.doc

1、兖州市职业中专数控实习教案郭洪新- 1 -第 1-4 课时课题一：数控车床入门知识课型：实习课教材分析：1、讲解数控车床的结构和作用2、讲解数控车床文明生产和安全操作知识教学目标：要求通过本次课题的学习、着重了解数控车床的文明生产和安全操作知识、在今后的实训操作中养成良好的操作习惯、避免发生操作事故。教学重点、难点：安全操作的严格遵守教法：讲解学法：集中学习，分组讨论教具：数控车床教学过程：课题一：数控车床入门知识一、 文明生产和安全操作技术1文明生产文明生产是企业管- 2 -理中的一项十分重要的内容，它直接影响产品质量，影响设备和工、夹、量具的使用效果及寿命，还会影响操作工人技能的发挥。作为

2、中等专业、职业学校的学生、工厂的后备工人，从开始学习数控基本操作技能时，就要养成文明安全生产的良好习惯。因此，要求操作者在整个操作的全过程必须做到以下几点：（1） 进入数控实习场地后，应服从安排，听众指挥，不得擅自启动或操作车床数控系统，（2） 开机前，应仔细检查车床各部分机构是否完好，变速手柄的位置是否正确，电源开头是否联接可靠。（3） 对车床主体，应按普通车床的有关要求进行文明使用和养护。（4） 数控系统在不使用时，要用布罩套上，防止进入灰尘并应在专业人员指导下，定期进行内部除尘或细微清理。（5） 操作数控系统前，应检查两侧的散热风机是否运转正常，以保证良好的散热效果。（6） 操作数控系统

3、时，对各按键及开关的操作不得用- 3 -力过猛，更不允许使用扳手或其它工具进行操作。（7） 当自动转位刀架未回转到位时，不得强行用外力使刀架非正常定位，以防止损坏刀架的内部结构。（8） 虽然数控车削加工过程是自动进行的，但并不属开无人加工性质，仍需要操作者经常观察，不允许随意离开生产岗位。（9） 每件工具都应放在固定位置，不可随便乱放。工作位置周围应经常保持整齐清洁。个个（10） 爱护量具，经常保持量具的清洁，用后擦净，涂油，放入盒内。（11） 下班时，除了按规定关机外，还应认真做好交接班工作，必要时，应做好文字记录。 （如加工程序及程序执行情况等）2安全操作操作时，必须提高执行纪律的自觉性，

4、严格遵守以安全技术要求为主的各项规章制度，认真做到以下几点：（1） 按规定穿、戴好劳动保护用品。- 4 -（2） 不准穿高跟鞋、拖鞋、凉鞋上岗，不允许戴手套和围巾进行操作。（3） 完成对刀后，要做模拟换刀过程试验，以防止正式操作时发生撞坏刀具、工件或设备等事故。（4） 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，以确保头部，特别是眼部的安全。（5） 要注意环境温度对数控系统的影响，勤观察纵向步进电机的温手变化情况，以便出现异常时立即停机检查。（6） 操作过程中出现机床故障时，应及时向实习指导老师反映。二、 数控车工生产实习课教学的特点生产实习课教学主要

5、是培养学生全面、牢固掌握技术操作的技能和技巧。数控车工生产实习课与普通车工生产实习课比较，具有如下特点：（1）数车生产实习教学是以普通车工生产实习的教学为基础，但掌握其技能和技巧主要体现在用脑过程中，特别是编制加工程序进程中的工艺处理环节更为突出。- 5 -（2）数控车削加工是自动控制加工中的一种，它融机械、电子、光学等多顶技术为一体，涉及到多门知识的综合应用，因此，要求学生全面牢固地掌握各门选修课及本专业理论知识，并灵活应用到实习教学过程中。（3）学生应在老师指导下，经过示范、观察、模仿、反复练习，以获得基本操作技能，还应结合数控特点发挥其创新能力，不断提高技艺。（4） 控车工生产实习课的内

6、容多，难度大，在完成各课题教学的同时，还应培养和提高学生分析和解决问题的能力，以便今后能独立地将所学技能，技巧应用到实际生产中去。（5） 生产实习课教学是结合生产实际进行的，所以在整个生产实习教学过程中，要教育学生热爱本工种（专业） ，重视产品质量，培养经济观念，预防发生批量质量事故，并树立安全操作和文明生产的思想。小结：本次课主要学习了数控车床文明生产和安全操作知识。作业：掌握数控车床安全文明生产- 6 -第 5-7 课时课题二：数控车床相关参数的设置及常用编程指令课型：实习课教材分析：系统的再讲解机床参数的设定以有常用指令的编程格式。通过复习让学生尽快的进入实训状态教学目标：1、机床参数的

7、设定2、常用指令的编程格式教学重点、难点：机床参数的设定教法：讲解、示范学法：集中学习，分组实习教具：数控车床教学过程：课题二：数控车床相关参数的设置及常用编程指令一、数控车床坐标系统数控机床的坐标系统包括坐标系、坐标原点和运动- 7 -方向。它对于数控加工及编程来说是一个十分重要的概念。每一个数控编程员和数控机床的操作者都必须对数控车床的坐标系有一个完整、正确的理解，否则编制将发生混乱，操作时更容易发生事故。（1） 机床原点机床坐标系的原点称为 机床原点。它是机床制造商设置在机床上的一个物理位置，其作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点，数控车床的机床原点一般取在主轴前端法

8、兰盘定位面的中心。（2） 机床坐标系机床坐标系是以机床原点为坐标原点建立的 X、Z 轴两维坐标系。Z 轴与车床主轴中心成一致，其正方向为刀具远离主轴箱方向；X 轴与主轴垂直，其正方向为刀具远离主轴旋转中心方向。（3） 机械原点机械原点又称机床参考点，是指刀架中心退离机床原点最远的一个固定点。一般在出厂时已由生产厂家设置并固定好。- 8 -（4） 编程原点为了编程方便，需要在零件上选定一个适当的原点，并建立一个工件坐标系。此点即为编程原点，即工件零点（又称工件原点、程序零点） 。工件原点是人为设定的，从理论上讲，工件原点选在任何位置都是可以的，但实际上为了编程方便以及各尺寸较为直观，数控车床工件

9、原点一般都设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。（5）对刀点对刀点就是加工零件时刀具相对于工件运动的起点，一般来说就是编程原点，选取对刀点时应使对刀点在机床上处于易找正的位置，加工过程中便于检查，且与零件的定位基准有一定的尺寸关系。（6） 换刀点在加工工件时，一般需用若干把车刀，当一把车刀加工完换上另一把车刀时，需把车刀的位置相对固定在加工平面的某一点，即换刀点。设置换刀点时，一般应注意所有刀具在此处能正常换刀，而不碰撞工件、夹具等，该点可以是固定的，也可以是任意的。- 9 -（7） 编程坐标数控车床编程时，可用绝对尺寸（X、Z）编程即利用工件坐标系中刀具起点、终点的坐标值（X、Z）来编

10、程。也可用增量尺寸（U、W）编程即利用刀具终点相对于起点的位移量来编程。也可根据计算方便以及编程者个人的习惯，使用混合编程（但应注意一个程序段中，同一坐标轴只能用一种表示方法，即可使用X、W 或 U、Z 表示，而不能使用 X、U 或 Z、W）在具体设置编程方式时，由于各数控系统不同，设置方式也不同，操作时应认真阅读编程说明书。二、常用的编程指令及其格式数控机床加工中的动作在加工过程中用指令的方式事先予以规定，这类指令有准备功能 G、辅助功能 M、刀具功能 T、主轴转速功能 S 和进给功能 F 等。由于目前数控机床的形式和数控系统的种类较多，同一 G 指令和同一 M 指令其含义不完全相同，故，编

11、程时应对所使用的数控系统功能进行仔细阅读，以免发生错误。（一）准备功能指令 G 指令准备功能指令由字符 G 和其后的 13 位数字组成，常用- 10 -的为：G00G99，分为模态指令和非模态指令。（1） 快速点定位指令：G00指令格式： G00 X（U） Z（W ） G00 指令是命令刀具以点定位控制方式从刀具所在点快速运动到目标位置，它是快速定位，没有运动轨迹要求。（2）直线插补指令：G01指令格式： G01 X（U） Z（W ） F G01 指令是命令刀具在两坐标间以插补联动方式指定的F 进给速度作任意斜率的直线运动。（3）圆弧插补指令：G02/ G03指令格式：G02(G03) X(U

12、)_ Z(W)_ R _ F_G02(G03) X(U)_ X(W)_ I_ K_ F_圆弧插补 G02、G03 指令使刀具相对于工件以 F 进给速度从当前点（始点）向终点进行圆弧插补。G02 是顺时针圆弧插补，G03 是逆时针圆弧插补，圆弧顺序的判断主要与刀架所处的位置有关。（4）螺纹车削指令：G32、G33- 11 -指令格式： G33 X（U）_ Z（W ）_ F _ ）33 指令可以加工公制螺纹的圆柱螺纹、圆锥螺纹、内螺纹、外螺纹、多头螺纹等常用螺纹。32 指令为英制螺纹车削，33 指令为公制螺纹车削。（）半径和直径编程：22 G2322 指令是半径编程；23 指令是直径编程（较常用）

13、（）绝对值编程和增量值编程：90、G91G90 指令是用于绝对值编程（模态）G91 指令用于增量值编程（7）暂停指令：G04指令格式： G04 F （暂停时间 单位：秒）G04 S （暂停主轴转数）通过在两个程序之间插入一个 G04 指令程序段，可以使加工中断给定的时间。 （注：G04 程序段只对自身程序段有效）（二）辅助功能指令 M 功能辅助功能指令亦称“M”指令。主要用来控制机床的某些动作的开和关，以及加工程序的运行顺序。由字符 M- 12 -后跟两个数字组成（从 M00M99） ，共 100 种。（1） M00 指令程序暂停等待启动。（2） M02 指令程序结束指令，用于程序全部结束，主

14、轴停转、进给停止及冷却液关闭。（3） M03、M04 、M05 指令分别为主轴顺时针旋转、主轴逆时针旋转及主轴停止指令。（4） M06 指令用于换刀指令。（5） M08、M09 指令分别为冷却液开、冷却液关指令。（6） M30 指令该指令与 M02 指令功能基本相同，M30 指令还有控制返回到零件程序开头的作用。（三）其他常用功能指令（1） T 功能指令刀具功能选择刀具和确定参数是数控编程的重要步骤，因数控系- 13 -统不同，其编程格式也不同。通常由地址功能码 T 和其后面的若干位数字组成。例：GSK980TD 车床： T11、 T33 ； FANUC 车床：T0101、T0202；（2）

15、S 功能指令 主轴转速主轴转数功能 S 由地址码 S 和在其后面的若干数字组成，单位为（ r/min ） 。如： S500 表示主轴转速为 500 r /min 。（3）F 功能指令 进给速度/进给率功能G94 是直线进给率指令，代表：mm /minG95 是旋转进给率指令，代表：mm / r 小结：本次课主要学习了机床参数的设定以有常用指令的编程格式。作业：1、机床参数的设定2、常用指令的编程格式- 14 -第 8-11 课时课题三：机床面板操作.对刀课型：实习课教材分析：熟悉操作面板各功能键的位置。能正确说出各功能键的名称、作用。能根据操作规程正确使用各功能键。正确掌握该机床对刀的基本步骤

16、。教学目标：熟悉操作面板各功能键的位置,能正确说出各功能键的名称、作用,能根据操作规程正确使用各功能键,正确掌握该机床对刀的基本步骤。教学重点、难点：掌握该机床对刀的基本步骤教法：讲解、示范学法：集中学习，分组实习- 15 -教具：数控车床教学过程：GSK980TD 数控系统的操作面板位于机床左上方，由LCD 显示器和 MDI 键盘两部分组成 . （一）系统操作面板1 LCD 显示器可以显示机床的各种参数和状态。是数控系统的人机对话界面。2 数字键用来输入各类数据或选择工作方式（09）3 地址键用来输入零件程序字母。4 地址键/机床操作键双功能键，左上部用于编辑中输入零件程序字母，右下部用于自

17、动中控制机床键，各键符号含义如下：快速倍率增加，手动运行中增大快速倍率，自动运行中增大 G00 指令倍率。快速倍率减少，手动运行中减少快速倍率，自动运行中减少 G00 指令倍率。- 16 -进给倍率增加，手动运行中增大进给倍率，自动运行中增大 G01 指令倍率。进给倍率减少，手动运行中减少进给倍率，自动运动中减少 G01 指令倍率。X 轴回程序参考点。Z 轴回程序参考点。X 轴回机床参考点。Space 编辑中为空格键，手动运行中为 Z 轴回机床参考点。回车键。5编辑键/状态选择键双功能键，左上部为编辑键，实现各种编辑功能，右下部为运行状态选择键，其含义如下：编辑中进行输入方式，插入与改写的选择

18、。自动运动中的单段运行与连续运动方式选择。编辑中插入一个程序段。自动运动中选择机床锁住运行方式。编辑中删除数字、字母或程序段。手动运行中选择单步或点动运行方式。- 17 -编辑中删除数字、字母或程序段。手动运行中选择单步或点动运行方式。编辑中选择旧文件或建立新文件。手动运行中选择进给的各级进给长度。取消键。取消各类输入数据，或退出当前运动状态，返回上一级工作状态。6循环启动及进给保持键循环启动键。自动运行中启动程序，开始自动运行。进给保持键。手动或自动运行中刀具减速停止、暂停运行。7 动轴移动/光标移动键手动运行中所选轴向所选方向运动，编辑中移动光标。编辑中光标向上移动一行。手动运行中，X 轴

19、向负方向运动。编辑中光标向下移动一行。手动运行中，X 轴向正方向运动。编辑中光标向左移动一个字符。手动运行中，Z 轴向负方向移动。- 18 -快速/进给键。手动运行中进行快速运行与进给速度运行的相互切换。8手动换刀及辅助功能键可直接选择下一个刀位及控制机床的各类辅助功能的完成，含义如下：主轴正转。主轴按顺时针方向运转。主轴停止。主轴反转。主轴按逆时针方向运转。冷却液控制。冷却液的开/关切换。主轴高低速选择键。选择安装有双速主轴电机及控制回路机床的高/低两种速度。换刀键。选择四工位电动刀架中下个刀号的刀具。9 复位键系统复位键。系统复位时所有轴运行停止，所有辅助功能置为无效。机床停止运转呈初始上

20、电状态。10状态指示灯指示数控系统当前所处的工作状态。按 LED 指示灯所- 19 -注符号说明含义如下：O 单段/连续指示。表示自动运行时程序的运行模式。LED 灯亮：系统处于单程序段运行模式。即按一次循环启动键，系统只执行一段程序。LED 灯灭：系统处于连续运行模式。即按一次循环启动键，系统将从头至尾完整地执行程序。O 机床锁住指示。表示自动运行时坐标轴是否移动，M、S、T 功能是否动作。LED 灯亮：系统处于机床锁住状态，程序运行时机床不移动，辅助功能全部无效。LED 灯灭：系统机床锁住解除，机床正常运行。O 单步/点动指示。表示手动运行的运行模式。LED 灯亮：系统处于单步运行状态。即

21、按一次手动轴移动键，刀架向所选方向移动选定的长度。LED 灯灭：系统处于点动运行状态，即按住手动轴移动键，刀架向所选方向移动，手抬起刀架减速停止。O 快速/进给倍率指示。表示坐标轴的进给状态。LED 灯亮：系统处于快速倍率状态。即按一次快速- 20 -倍率键，快速速度将增加或减少 10%。LED 灯灭：系统处于进给倍率状态。即按一次进给倍率键，进给速度将增加或减少 10%。（二）数控系统各功能的操作1 系统开机及关机数控系统开机前，首先将位于机床床头的电源开关由“0”转向“1”接通总电源，然后按下数控系统电源开关接通电源，数控系统显示初始画面。 ，数控系统关机操作应先切断数控电源，再断开机床总

22、电源开关（与开机相反） 。2数控系统工作方式的选择GSK980TD 数控系统采用菜单方式选择系统各种工作方式，操作简单方便，直观。GSK980TD 数控系统上电时动态显示画面，若无按键操作系统将一直循环显示，直到按下“ 复位 ”以外的任一键，系统显示 6 种工作方式画面，对应按数字 1-6，即可选择相应的工作方式。在每一种工作方式按 ESC 键，可返回工作方式选择画面。在工作方式选择画面按 复位 键，可返回系统初始画面。- 21 -在这六种工作方式的操作中，编辑工作方式相对其他工作方式内容较多，操作者在实际运用中对这方式的运用掌握并不是很熟练，故在这里作详细讲解。3编辑工作方式编辑工作方式即通

23、过系统操作面板，手工输入零件程序的工作方式。可以通过键盘新建，选择和删除零件程序，可以对所选择的零件程序内容进行插入修改和删除，还可以通过 RS232 通讯接口与 PC 计算机连接，将系统内零件程序传送到外部计算机或将外部计算机内编辑好的零件程序传送到数控系统中。在工作方式选择时按数字键“1”进入编辑工作方式。（1） 编辑工作方式中，编辑键的意义及使用（2） 零件程序目录检索（3） 零件程序的建立，选择和删除。（4） 零件程序的建立（5） 零件程序的删除（6） 零件程序的选择。（7） 全部零件程序的删除将数控系统内程序存储区的所有程序一次性删除。- 22 -（8） 程序行的插入在两个程序行之间

24、插入一个或多个程序行。（9） 程序段的删除将程序中一行的全部内容（包括顺序号）删除。（10） 程序段内容的删除。将程序段中不需要的内容删除。（11） 程序段内容的修改将程序段的内容修改成新的内容，根据输入方式（插入/数字）的不同可用二种方法完成。在插入方式中：用插入和删除相结合来完成。三、操作练习（一）程序的输入、改写、插入和删除%10O0001N0000 G50 X100 Z100 ；N0010 M03 ；N0020 G0 X40 Z1 ；N0030 G1 X40 Z-40 F70 ；N0040 G0 X41 Z1 ；- 23 -N0050 G0 X36 Z1 ；N0060 G1 X36 Z

25、-20 ；N0070 G0 X37 Z1 ；N0080 G0 X35 Z1 ；N0090 G1 X35 Z-20 F50 M09 ；N0100 G0 X100 Z100 ；N0110 M02 ；练习要求：1 将程序%10 输入机床。2 在 N0010 程序段中插入 T11 指令。3 将 N0030 程序段中 F70 改写为 F100。4 将 N0090 程序段中 M09 指令删除。5 在 N0110 程序段中 M02 指令后添加 M05 指令。6 删除程序%10。四、操作练习（二）参照机床的操作说明书，熟悉各功能键的使用方法。1 接通机床电源，启动机床。2 进行主轴的正转、停止、反转的练习。3

26、 手动变换刀位。- 24 -4 手动进行 X 轴、Z 轴的移动。5 进行快速倍率的增加与减少，从0、10、20150 。6 进行时给倍率的增加与减少操作，从25、50、75100 。7 手动进行点动与单步步长的变换练习。8 手动进行冷却液的开与关。操作时的注意事项：1 变换刀位时，应将刀架置于适当位置，以防止前后碰撞损坏机床。2 在 X 轴、Z 轴的单步操作时，500、1000 步长严令禁用。五、对刀及刀具偏置的自动生成1 对刀的概念在数控车削时，车刀的位移及其轨迹是受加工程序控制的，为了便于控制每一把车刀在位移中的先后次序，起始位置及规定动作，必须在加工程序执行前调整每把刀的刀位点，使刀架在

27、转位后，每把刀的刀位点都能尽量重合于某一理想位置上，这一过程称为对刀。- 25 -常用的对刀方法有：定位对刀法、光学对刀法和试车削的对刀法（此法较常用） 。2 对刀的基本步骤：（1）删除机床原有刀偏，按确认键使高亮显示刀具的刀号，再按删除键。（2）选定参加切削的第一把车刀为基准刀，并通过手动换刀方式将刀换置到切削位置。（3）选择合适的主轴转速并启动主轴，将基准刀迅速靠近工作。（4）将基准刀（用单步步长 0。05）车削一小段外圆（长度以几把车刀能对上刀为宜） ，X 轴清零。（5）将大拖板移出到合适的位置，用手动方式换至第二把车刀到车削位置，将刀慢慢靠向已加工表面。（6）当刀尖对刀点轻轻碰上已加工

28、表面，此时屏幕上X 轴、Z 轴所显示的数值就是此刀与第一把车刀之间的刀偏差。（7）按确认键，再按存储键后（按确认键后，一定要屏幕高亮块，按存储键后，屏幕高亮块消失） 。（8）以后各刀的对刀方式均按（5） 、 （6） 、 （7）的步骤，- 26 -直到全部车刀对刀完毕。六、注意事项：1、机床启动时要检查是否有故障。2、操作时要严格按照操作说明书上的操作顺序进行。3、红色的急停键不要轻易按下，只有在出现异常情况下，才能按下此键。4 操作过程中出现故障，应立即向指导老师反映，切忌盲目操作。小结：本次课主要学习了操作面板各功能键的位置、名称和作用以及各功能键使用。正确掌握该机床对刀的基本步骤。作业：实

29、习报告第 12-13 课时课题三：机床面板操作.对刀课型：实习课教材分析：熟悉操作面板各功能键的位置。能正确说出各功能键的名称、作用。能根据操作规程正确使用各功能键。正确掌握该机床对刀的基本步骤。- 27 -教学目标：熟悉操作面板各功能键的位置,能正确说出各功能键的名称、作用,能根据操作规程正确使用各功能键,正确掌握该机床对刀的基本步骤。教学重点、难点：掌握该机床对刀的基本步骤教法：讲解、示范学法：集中学习，分组实习教具：数控车床教学过程：课题三：机床面板操作.对刀操作练习（一）在 FANUC 机床上进行程序的输入、改写、插入与删除。O0002N0010 M42 S600 M03；N0020

30、T0101 M08；N0030 G0 X40 Z1；N0040 G1 X40 Z-35 F0.1；N0050 G0 X41 Z1 ；N0060 G0 X37 Z1；- 28 -N0070 G1 X37 Z-15；N0080 G0 X38 Z1；N0090 G0 X34 Z1；N0100 G1 X34 Z-15；N0110 G0 X100；N0120 M02 M05；练习要求：1 该程序输入后将程序名改为：O0012；2 将 N0020 程序段中 M08 指令删除。3 将 N0040 程序段中 F0.1 改为 F0.2 4 在 N0110 程序段中与 N0120 程序段中间插入一行：N0112

31、G0 Z100；5 将 N0120 程序段中 M02、M05、删除改写为 M30 。四、操作练习（二）1 打开机床电源，首先选择 ZEN 方式，使机床回零点。2 选择 JOG 方式，分别按 CW 、 STOP - 29 -、 CCW 按钮，进行主轴的正转、停止、反转的练习。3 在 JOG 方式，移动（或快速移动）X 轴、Z轴进行正负方向的练习。4 在 JOG 方式下，按 TOOL 按钮，进行刀具的切换。5 按 COOL 按钮，进行冷却泵的开关练习。6 在 MDT 方式下，手动输入数据：M42 S600 M03 ；启动机床主轴。7 在手轮方式下，手摇脉冲发生器，分别进行 X 轴、Z 轴的正、负方向的单步移动的练习。五、GSK980TD 机床的对刀方法：1 接通机床电源，将旋钮指向 ZRN 方式，按 +Z 、-Z 使机床自动返回参考点。2 选定参加切削的第一把刀做为基准刀，在手动方式下快速靠近工件。3 将旋钮选为 MDI 方式，输入：M42 S400 M03 ；按 EOB 键再按输入键 INSERT ，最后按 START ，启动主轴正转。