数控编程及操作教案

数控编程及操作教案（精选8篇）

数控编程及操作教案 篇1

课题 任务1 了解数控车床的基本知识 课型 理论 教学目标 1.认识数控车床 2.认识数控系统，能区分数控系统的种类 3.能区分数控车床的种类 教学重点 1.数控系统的种类 2.数控车床的种类 教学难点 区分数控车床的种类 教学分析 1.分析学生 08数控3班这个学期并没有开设《数控加工工艺》、《数控机床维护》等课程，学生并不具备数控方面的一些基本知识，所以本次课的目的就是使学生对数控车床有一个初步的认识。 2.分析教材 《数控车床编程与操作》这本教材是我校的校本教材，是根据我校教学条件和学生情况编写的，具有一定的针对性。本次课的内容是数控车床的基本知识，可以根据学生的基础进行选择性的教学。 教学过程 一、导入 同学们都学过普通车床的操作，当然也认识普通车床。数控车床也属于车床的一种，但与普通车床却有很大的不同，下面就从感观上先认识一下数控车床。同学们在观察的时候要注意这两种机床有什么不同。 数控车床 普通车床 提问：两张图中的机床有什么不同? (最大的不同是主轴箱的地方，数控车床有一个操作面板，也就是数控系统) 二、数控系统简介 目前，在我国使用的数控车床控制系统从来源地区主要可以分国内产品、日本产品、欧盟产品等。 (一)国内代表产品 1.广州数控系统 广州数控系统应用于数控车床的控制系统主要有GSK980i车床数控系统、GSK980T普及型车床数控系统等。其中GSK980i车床数控系统为新一代的中高档数控系统，其功能强大，具有多种复合循环功能。 2.北京凯恩帝数控系统 目前常见的有KND100T数控系统，其编程应用与FANUC OT系列数控系统类似。 除上述产品外，国内还有华中数控系统HNC-21T、北京航天数控系统CASNUC2100数控系统和凯达(KD国立精机)数控系统等数控系统产品。 (二)日本代表产品 1.日本FANUC数控系统 日本富士通公司FANUC数控系统是在中国得到广泛应用的数控系统之一。应用于车床的数控系统主要有BEIJING-FANUC Series 18i-TB、BEIJING-FANUC Series Oi-TB、BEIJING-FANUC Series OiMATE-TC等。 2.日本三菱数控系统 日本三菱数控系统(MITSUBISHI)在国内也有广泛的应用，它的主流产品主要有MELDAS 50L全功能型数控车床控制系统和MELDAS 520AL高级型数控车床控制系统。 (三)欧盟代表产品 1.德国西门子数控系统 西门子数控系统在中国的使用非常广泛。它的主流产品主要有SINUMERIK 802S、802C、802D、810D、840D等。 2.欧盟其他产品 欧盟产品主要还有法国施奈德自动化的NUM1020T、西班牙法格(FAGOR)自动化有限公司8025/8030系列等产品。 数控系统的类别很多，每一种不同产品，甚至同类产品的不同型号间的编程都有差异，但本质没有区别，通过本书中对典型数控系统的学习，在涉及到其他的数控系统时，就能举一反三，很快地掌握其编程和操作。 三、数控车床的`分类 数控车床按使用功能可分以下三类： 1.经济数控车床如图1―1所示，其特点是：经济数控车床是基于普通车床进行改造的产物。一般采用开环或半闭环伺服系统;主轴一般采用变频调速，并安装主轴脉冲编码器用于车削螺纹。经济型数控车床一般刀架前置(位于操作者一侧)。机床主体结构与普通车床无大的区别，由于主轴和进给的调速主要依靠多速电动机和伺服电动机来完成，从而简化了主运动和进给运动的传动链，故其产生的振动和噪声大大小于普通车床。 图1―1 经济型数控车床 2.全功能数控车床如图1―2所示，其特点是：一般采用后置塔式刀架，主轴伺服驱动，可携带的刀具数量较多，并采用倾斜式导轨以便排屑。 图1―2 全功能型数控车床 3.车削中心如图1―3所示，它是在全功能型数控车床的基础上进一步提升机床性能。车削中心具备三大典型特征：其一是采用动力刀架。在刀架上可安装铣刀等刀具。刀具具备动力回转功能。启用此功能后，机床的主运动即为刀架上刀具的旋转运动。因此，车削中心也可称为车铣复合机床。其二是车削中心具有C轴功能。当动力刀具功能启用后，主轴旋转运动即成为进给运动。其三是刀架容量大，部分机床还带有刀库和自动换刀装置。 图1―3 车削中心 四、想想，做做 根据课件中的图片和视频填写任务书中的相关内容。 任务书 班级 学号 姓名 实训项目 区分数控车床和数控系统的种类 实训时间 实训目的 利用学过的知识区分不同的数控车床和数控系统，锻炼识别能力 实训内容 仔细观察图片和视频中的内容，利用前面介绍过的相关知识将数控机床和数控系统进行分类，并将结果填写到相应的表格内 实训结果 考核项目 现场记录 配分 得分 数控车床的控制系统有哪几种 50 数控车床的有哪几种 50 合计 100 五、小结 根据学生填写任务书的情况点评。 六、板书设计 数控系统的分类： 数控车床的分类： 1.国内产品 1.经济型数控车床 刀架前置(位于操作者一侧)。 2.日本产品 2.全功能型数控车床 采用后置塔式刀架，倾斜式导轨以便排屑。 3.欧盟产品 3.车削中心 采用动力刀架，具有C轴功能，带有刀库和自动换刀装置。

数控编程及操作教案 篇2

《数控机床编程及操作》是数控技术专业的核心专业课程, 是针对数控技术专业职业岗位中核心岗位职业——数控机床操作工、数控程序员、数控工艺员要求而开设的重要专业课程之一。目前, 根据《数控机床操作工国家职业标准》对应核心职业能力的培养, 在内容选取上, 普遍实行的是通才教育模式, 即数控车、数控铣、加工中心都要进行学习, 使得每位学生对于三种机床操作都具有一定的基础, 然而使得学生在毕业后不能直接胜任职业岗位, 往往还要在企业培训或师傅的带领下才能胜任岗位;在专业课程体系中, 该课程在《工程图学》、《机械制造基础》、《数控加工工艺》等课程之后实施教学, 同时也是《数控机床操作与加工实训》、《数控中级认证强化实训》等课程的前导课程, 该课程建设中已经取得了阶段性成果, 我系《数控加工编程及操作》校内精品课程网站已成功上线, 也受到了广大师生的一致好评, 然而在课程资源、教学实施手段等方面与省级精品课程建设标准上还有一定差距, 为此我们将继续推进对该课程建设。

2 建设目标与建设项目

为了切实推行机电工程专业群建设和学院的教学改革, 实现优质教学资源共享, 进一步提高教育教学质量和课程建设水平, 将加大课程建设力度保证课程建设持续发展。以省级精品课程为标准, 在通过合理的教学内容安排、科学的教学方法实践、先进的教学手段来培养高素质的技术人才。在教学方法上以调动学生积极性为目的, 充分强调理论与实践并重, 重视在实践中培养学生的动手能力和创新能力, 力求具有鲜明的教学特点和显著地教学效果。深化课程改革, 构建以任务为导向的模块化课程体系、以社会化考证和行业认证为主的专业考核体系和以用人单位反馈为主的能力素质考评体系。不断改革教学方法和教学手段, 加快推进教学资源库建设和自主学习网络平台, 进一步强化“双师型”师资队伍, 提高师资水平(见表1)。

3 保障措施

为了确保在规划期内将我校《数控加工编程及操作》课程建成省级精品课程标准要建立严格的工作制度。坚持每期期初召开一次领导小组和工作小组全会, 研究部署课程建设工作, 每月进行一次检查, 每季度召开一次调度会, 解决课程建设中遇到的具体问题, 期末进行检查总结。在精品课程建设中, 要让课程建设指导委员会当好参谋, 唱好主角。要严格落实工作制度确保项目建设在制度的规范下实施。建立项目建设监督机制。要实行领导监督, 群众监督, 课程建设指导委员会监督;要坚持全程监督, 全面监督, 让课程建设在监督机制的制约下进行, 确保精品课程建设质量;建立奖惩机制, 学校把精品课程建设纳入相关责任人年度考核内容, 与政治、经济待遇挂钩, 实行奖惩;确保项目经费能确保按时足额到位, 课程建设专项经费要具有严格的计划性、监控性, 不仅能投入到位, 还能产生良好的效益。

建设项目安排:

摘要：为了加强高职院校高技能人才培养工作。落实《高技能人才队伍建设中长期规划 (2010-2020年) 》和《国家高技能人才振兴计划实施方案》要求, 结合各院校“十二五”专业建设目标, 大力推进专业课程建设工作势在必行。高职课程建设应从职业教育的特点入手, 按职业岗位的要求培养学生必需的知识和能力。以知识应用为主线, 能力培养为核心, 对课程进行内容优化和整合, 系统科学地构建知识模块。同时注重师资水平与教学资源库的建设。

关键词：课程,建设,规划

参考文献

数控编程及操作教案 篇3

关键词：行动导向教学法；项目教学法；数控加工编程及操作；教学改革

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0059-02

一、行动导向教学法的概念

行动导向，是20世纪80年代以来世界职业教育教学论中出现的一种新思潮。行动导向教学是指教师构建特定的学习情境，以学生为主体，教师为引导者，在真实或模拟的职业活动中，通过学生们同时用脑、心、手进行自主学习的一种教学法。它创造一种学与教，学生与教师，学生与学生互动的社会交流。在这种教学中达到学习知识，形成技能，提高关键能力的目的。

二、行动导向教学法的基本特征

1.注重学生个体的行动性。行动导向教学方法，强调学生在教学过程中的“行动性”，即参与性、实践性和互动性，体现“以人为本”的职业教育思想。通过教师引导、师生互动，突出“我听到的，我会忘记”“我看到的，我会了解”“我做过的，我会记住”的思想。

2.以工作任务为导向的教学内容特征。要想全面培养和促进综合职业能力的提高，只能通过符合职业活动规律的即工作过程系统化的，或至少与工作过程有一定联系的课程内容来实现。教学内容要与企业、社会现状基本相符，做到理论联系实际，重点介绍具有实用价值的对培养学生职业能力有关的基本知识、基本理论和基本分析方法，学生学了会用。

3.注重教学评价的开放性。行动导向教学的评价既有对所学技能与知识的定量分析，也有对学生所获得的能力的定性分析，所有的评价结果是开放性的，特别是在教学评价中，允许学生自己制定评价标准并检查自身的学习效果，这就使得学生学习的积极性“空前高涨”，从评价的“旁观者”成为评价的“主持人”。评价标准的制定基础不是对知识的复制、拷贝，评价的宗旨是帮助学生改进自身的学习，帮助教师更好地优化教学过程。

三、项目教学法的主要内容

项目教学法是将传统学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生通过该项目的进行，学习和掌握每一环节的基本知识和了解所需的必备能力。在完成项目过程中有针对性地培养学生的独立工作能力、想象力、创新能力以及与人合作沟通的能力。

四、行动导向教学法在数控加工编程及操作中的实施

根据行动导向教学法的基本理念和思想，我们改变了原来数控加工编程及操作的传统教学方法，结合本课程自身的特点，采用了项目导向任务驱动的教学方法。

1.构建课程体系框架。对课程所面向的岗位进行职业能力分析，归纳确定出典型工作任务，形成若干个工作项目，再将工作项目分解为若干个学习性工作任务，同时引入职业技能鉴定标准，最后形成课程教学内容基本框架。

2.教学组织与设计。根据工作任务职业能力要求，进行每一个工作任务的教学组织与设计，开发以工作任务为载体的教学内容，以行动过程为导向来设计教学实施过程。教学内容应包含知识、能力和素质教育三方面的内容，归纳为资讯、分析、计划、实施、检查、评价六个行动过程：①资讯，学生行动内容：阅读项目任务书；分析零件图、毛坯；查阅相关学习资料；分组讨论零件图工艺信息，资讯问题填写零件图工艺信息分析卡片。教师行为：下达项目工作任务书；讲述完成项目任务的流程；引导学生搜集零件图相关工艺信息资料；引导学生理解零件加工技术要求，进行零件图工艺信息分析；提供零件图工艺信息分析范本。学生学习内容：学习零件图工艺信息分析的方法；学习搜集资料的方法；学习搜集到的相关资料。②分析，学生行动内容：填写零件加工顺序卡片；确定工艺装备，填写零件加工刀具卡片；确定切削用量，填写切削用量卡片；绘制零件加工走刀路线图；编制零件数控加工程序。教师行为：讲解加工方案确定的方法；听取学生的决策意见；引导学生填写零件加工顺序卡片、刀具卡片、切削用量卡片；提供数控系统编程格式范本；提供零件加工走刀路线图绘制范本。学生学习内容：学习零件加工工艺知识；学习零件加工方案的确定方法；学习零件走刀路线图的确定方法；学习数控编程指令的使用方法；学习数控机床编程方法。③计划，学生行动内容：制定零件加工工艺规程卡片；制定操作加工方案计划。教师行为：提供零件加工工艺规程卡片范本；提供零件操作加工方案范本。学生学习内容：学习制定零件加工工艺规程方法；学习制定操作加工方案计划。④实施，学生行动内容：将编制好的零件加工程序在仿真软件上进行虚拟操作加工；填写程序清单卡片；输入加工程序并进行校验；仿真加工；修改零件加工工艺规程卡片；机床上加工零件。教师行为：演示华中世纪星数控车床仿真操作加工方法；对仿真操作加工中学生提问进行讲解；对学生仿真加工规范进行示教。学生学习内容：学习数控机床对刀的方法；学习在仿真软件上进行程序编辑、虚拟操作加工的方法。⑤检查，学生行动内容：检测在零件质量检测结果报告单上填写学生自己检测结果；小组学生互相检查、点评。教师行为：组织学生互相检查、点评；在零件质量检测结果报告单上填写教师的检测结果；教师填写考核结果报告单。学生学习内容：学习检测零件尺寸的方法；学习互相检查和评价的方法。⑥评价，学生行动内容：总结整个工作过程；提出改进意见；小组互评成绩；小组总结报告；小组成果展示报告表；单个工作任务教学组织设计。教师行为：组织学生进行讨论、分析、总结，提出改进意见；对小组进行评价。学生学习内容：学习讨论、分析、总结的方法。

3.考核方式。改变以前教学中一张试卷定课程成绩的方式，突出了实践教学环节的中心地位，注重过程考核。具体考核方式如下：过程考试方式：项目考评70%，其中：期末考评素质考评20%；实训报告考评20%；实操考评30%。卷面考评30%，考评要求：严格遵循生产纪律和操作规范，主动协助小组其他成员共同完成工作任务，任务完成后清理场地等。认真撰写和完成实训报告，掌握工作规范和技巧，任务方案正确、工具使用正确、操作过程正确、任务完成良好。建议题型：单向选择、多项选择、判断、问答题、论述题。

运用行动导向教学法的理念，对数控编程加工及操作的传统教学方法进行了课程改革，引入了项目教学法，使得理论教学和实践教学进行了有机的结合，整个教学过程中既发挥了教师的主导作用，又体现了学生的主体作用，充分地展示了现代职业教育“以能力为本”的价值取向，使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。可以变抽象为具体，变枯燥为有趣，让学生乐于去操作、掌握。当学生完成了某一任务后，内心就会产生一种成就感，一种喜悦感，一种冲击力，这种力量不仅增强了学生的自信心，还提高了学生学习知识和技能的兴趣。

参考文献：

[1]赵志群.关于行动导向的教学[J].职教论坛，2008，（10）.

[2]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[J].清华大学出版社，2007.

数控铣床编程与操作实验报告 篇4

班级学号姓名成绩

一、实验目的二、实验仪器与设备

三、实验内容简述

1、了解数控铣床的结构和常用功能指令

1）进一步了解数控铣床的组成部分、应用范围和坐标系（可参照实验一）

2）画出实验中你所用数控铣床（法兰克系统）的控制面板并说明常用按键（或旋钮）的功能。

2、练习数控铣床基本操作方法（可参考实验一）

3、写出数控铣床的常用功能指令，并说明其含义。

4、数控铣床的手工编程步骤

1）绘制所加工的零件图，并标出编程坐标系。

2）根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线。

3）选择刀具。

4）确定切削用量。

5）确定工件坐标系、对刀点和换刀点。

6）编写程序（法兰克系统的加工程序）并加以注释。

5、数控铣床的操作

1）写出实验中你所用数控铣床的开机操作过程。

2）写出回零操作过程。

3）写出程序的输入、编辑和保存操作过程。

4）写出程序的校验操作过程(如显示程序加工图形校验、空运行校验)。

5）写出数控铣床（法兰克系统）的对刀并设定工件坐标系操作过程。

6）写出自动加工操作过程。

7）加工完毕，取下工件检验。

8）写出实验中你所用数控铣床的关机操作过程。

数控编程及操作教案 篇5

数控车床编程技术与操作求职简历表格

职位名称：车床工 ; 数控车床 ; 工作地区：湛江市 ; 待遇要求：4500以上元/月 不需要提供住房 到职时间：可随时到岗

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数控编程与实践教案23 篇6

第1 章

数控机床概述

一、内容简介

数控机床是典型的机电一体化产品，是现代制造业的关键设备。本章主要讲述数控机床的基本概念和工作原理、数控机床的分类以及数控机床的技术与发展水平等。本章要求理解并掌握数控机床的基本概念和分类，了解数控技术的发展趋势以及以数控机床为基础的自动化生产系统的发展。

重点：

数控机床的基本概念 ； 数控机床的分类

难点：

数控机床的工作过程和技术性能指标、数控机床按运动控制的特点和伺服系统的类型分类。

二、掌握程度

熟悉：数控机床的基本概念与工作原理 掌握：数控机床的组成及特点 了解：数控机床的产生与发展、数控技术的发展趋势以及数控技术在先进制造技术中的作用

三、课程讲述

1.1 数控机床的基本概念

1.1.1什么是机床的数字控制

数控，即数字控制（Numerical Control，NC），在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。用这种控制技术控制的机床就称为“数控机床”（Numerically Controlled Machine Tool）或“NC机床”。

数控机床是一种高效、新型的自动化机床，具有广泛的应用前景。它与普通机床相比具有以下特点：

1．适应性、灵活性好；

2．精度高、质量稳定；

3．生产效率高；

4．劳动强度低、劳动条件好；

5．有利于现代化生产与管理；

分布式数字控制（Distributed Numerical Control，DNC）

柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）

计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）

6．使用、维护技术要求高。1.1.2数控机床的组成

数控机床的种类很多，但任何一种数控机床主要由控制介质、数控系统、伺服系统和机床主体四部分组成，如图1-1所示。此外数控机床还有许多辅助装置。

图1-1 数控机床的基本组成

1.1.3 数控机床的工作过程

如图1-2所示，数控机床的加工，首先要将被加工零件图纸上的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序，然后将加工程序输入到数控系统，在数控系统控制软件的支持下，经过处理与计算后，发出相应的控制指令，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动，从而完成零件的加工。

图1-2 数控机床的工作原理

1.1.4 数控机床的技术性能指标 数控机床的精度指标

数控机床的可控轴数与联动轴数 数控机床的运动性能指标 数控系统的技术性能指标 1.2 数控机床的分类

1.2.1 按运动控制的特点分类 点位控制数控机床 直线控制数控机床

轮廓控制的数控机床

1.2.2 按伺服系统的类型分类 开环控制的数控机床 闭环控制的数控机床 半闭环控制的数控机床 1.2.3 按工艺方法分类

金属切削类数控机床

金属成型类及特种加工类数控机床 特种加工数控机床

1.2.4 按功能水平分类

通常把数控机床分为高、中、低档三类。数控机床水平的高低主要指它们的主要技术参数，功能指标和关键部件的功能水平等内涵。

另一种分法是将数控机床分为经济型（简易）、普及型（全功能）和高档型数控机床。1.2.5 按加工方式分类

数控机床和加工中心（带刀库的数控机床）。1.3 数控机床的产生与发展及技术水平

1.3.1 数控机床的产生与发展 1.3.2 数控技术的发展趋势

1.3.3 以数控机床为基础的自动化生产系统的发展 柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是由两台以上的数控机床或加工中心、其他加工设备和一套能自动装卸物料的系统等组成，在计算机的控制下进行制造的自动化生产系统。它能根据制造系统任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。其特点是高效率、高柔性及高自动化等。

计算机集成制造系统（CIMS）

计算机集成制造系统是一个集产品设计、制造、经营、管理为一体，以柔性技术、计算机技术、信息技术、自动化技术、现代管理科学为基础的多层次、多结构的复杂系统。它由4个功能分系统和2个支撑分系统构成，即由管理信息系统、产品设计与工艺设计的工程设计自动化系统、制造自动化系统（柔性制造）、服务信息系统等功能分系统，计算机网络系统及数据库系统等支撑系统组成。在CIMS系统中，综合应用了CAD、CAPP（computer aided process planning）、CAM、数控机床、加工中心、物料传输以及计算机信息管理自动化等技术，可把整个工厂的生产活动有机地联系在一起，实现全厂性综合自动化。1.3.4 数控技术在先进制造技术中的作用

1.数控机床成为现代制造业的关键设备，保证了现代制造业向高精度、高速度、高效率、高柔性化的方向发展。

2.数控机床的发展，带动了CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、FMC、FMS、FML、FMF和CIMS的发展。

四、课后习题或作业及答案 无

五、思考题或期末复习题

第2 章

数控加工编程基础

一、内容简介

本章是数控编程的基础，主要讲述了数控编程的基础知识，常用G代码及M代码功能指令，数控机床坐标系，数控程序段与程序格式等。本章要求熟悉数控加工程序格式以及编程步骤，熟记数控机床坐标系的确定方法和右手笛卡尔直角坐标系的应用。

重点：

数控机床的坐标系； 常规加工程序的格式。

难点：

数控机床的坐标系

二、掌握程度

熟悉：数控机床编程的步骤 掌握：数控机床代码编写 了解：自动编程方法

三、课程讲述 2.1 概

述

2.1.1 数控机床编程的目的与步骤

目的：程序编制是数控加工的一项重要工作，理想的加工程序不仅应保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，以使数控机床安全可靠及高效地工作。

内容与步骤：分析被加工零件的零件图，确定加工工艺过程；进行刀具运动轨迹坐标计算；编写程序单；制备控制介质；程序校验和首件试切等。

2.1.2 数控机床程序的编制方法

1．手工编程

从工件的图样分析、工艺过程的确定、数值计算到编写加工程序单、制作控制介质等都是人手工完成。对形状简单的工件，可以使用手工编程。手工编程既经济又及时。但对于几何形状复杂的零件，特别是具有列表曲线、非圆曲线及曲面的零件（如叶片、复杂模具），或者表面的几何元素并不复杂而程序量很大的零件（如复杂的箱体），或者工步复杂的零件，手工编程就难以胜任，因此必须用自动编程的方法。为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效解决复杂零件的加工问题，应当使手工编程向自动编程方向发展，但也要看到，手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心的经验都来源于手工编程，二者是相辅相成的。

2．自动编程

自动编程也称计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。典型的自动编程有人机对话式自动编程及图形交互式自动编程。2.2 字符与代码

2.2.1 字符与代码

字符（Character）：用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。字符是机器能进行存储或传送的记号。字符也是我们所要研究的加工程序的最小组成单位。

加工程序用的字符分四类。一类是字母，它由大写26个英文字母组成。第二类是数字和小数点，它由0～9共10个阿拉伯数字及一个小数点组成。第三类是符号，由正（+）号和负（-）号组成。第四类是功能字符，它由程序开始（结束）符（如“%”）、程序段结束符（如“；”）、跳过任选程序段符（如“/”）等组成。2.2.2 数控机床功能代码

1．准备功能

准备功能（G功能）是使数控机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿、固定循环等。G功能由地址符G和其后的两位数字组成，从G00~G99共100种功能。

2．辅助功能

辅助功能（M功能）是用于指定主轴的旋转方向、启动、停止、冷却液的开关，工件或刀具的夹紧和松开，刀具的更换等功能。辅助功能字由地址符M和其后的两位数字组成。从M00～M99共100种功能。

2.3 数控机床的坐标系

2.3.1 坐标系及运动方向的规定

目前，国际标准化组织已经统一了标准的坐标系。我国已制订了JB3051-82《数控机床坐标和运动方向的命名》数控标准，它与ISO841等效。

标准的坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系。这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。直角坐标系X、Y、Z三者的关系及其方向用右手定则判定；围绕X、Y、Z各轴回转的运动及其正方向+A、+B、+C分别用右手螺旋定则确定。

2.3.2 机床坐标轴的确定

确定机床坐标轴时，一般是先确定Z轴，然后再确定X轴和Y轴。

2.3.3 数控机床坐标系的原点与参考点

数控机床坐标系的原点

机床坐标系的原点也称机械原点或零点（M），这个零点是机床固有的点，由生产厂家事先确定，不能随意改变，它是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。

不同数控机床坐标系的零点也不同。数控车床的机械零点在主轴前端面的中心上。数控铣床和立式加工中心的机床原点，一般在机床的左前下方。数控机床参考点

参考点R也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点，与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后，移动件（刀架或工作台）都要进行返回参考点的操作，数控装置通过移动件（刀架或工作台）返回参考点后确认出机床原点的位置，数控机床也就建立了机床坐标系。2.4 程序段与程序格式

2.4.1 程序段

把程序中出现的英文字母及其字符称为“地址”，如：X、Y、Z、A、B、C、%等；数字0~9（包含小数点、“+”、“-”号）称为“数字”。“地址”和“数字”的组合称为“程序字”，程序字（亦称代码指令）是组成数控加工程序的最基本单位。如N010、G01、X-100、Z200、F0.1等。

程序由若干个程序段组成，程序段是由若干程序字和程序段结束指令构成。如N010 G01 X-100 Z200 F0.1；就是一个程序段。在书写和打印程序段时，每个程序段一般占一行，在屏幕显示程序时也是如此。

2.4.2 程序段格式 可变程序段格式 固定程序段格式

使用分隔符的固定程序段格式 2.4.3 常规加工程序的格式

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第3章

数控加工工艺与图形的数学处理

一、内容简介

本章讲述数控加工工艺与图形数学处理的基本内容与方法，并以典型实例讲述了零件的数控加工工艺分析及其工艺文件的制定。是数控机床编程中的基本内容，为学习后续各章内容打好基础。本章要求理解数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念和基本内容，掌握数控加工工艺分析与图形数学处理的方法，并能熟练地制定数控加工工艺文件。

重点：

数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念；数控加工工艺分析的内容与方法，数控加工工艺文件的制定

难点：

数控加工工艺文件的制定

二、掌握程度

熟悉：数控加工工艺分析

掌握：数控加工工艺文件的制定 了解：图形数学处理的基本概念

三、课程讲述 3.1 数控加工工艺

数控加工工艺分析的重要性

1.对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。

2.在数控加工中无论是手工编程还是自动编程，编程以前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。

3.在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）和图形（如图形的基点、节点等）也需做一些处理。因此程序编制中的工艺分析是一向十分重要的工作。3.1.1 机床的合理选用

数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件

1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件。2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件。

3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具

和模具）的零件。4）需要多次改型的零件。

5）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件。6）需要最短生产周期的急需零件。

3.1.2 数控加工工艺性分析

从数控加工的可能性和方便性两方面分析其工艺性。

• 零件图的尺寸标注应符合编程方便的原则

（1）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点。（2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。

• 零件的结构工艺性应符合数控加工的特点

（1）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。

（2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。（3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径r不应过大。

（4）应采用统一的基准定位。

3.1.3 加工方法与加工方案的确定

加工方法的选择

选择原则：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。

1.结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。

例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削。一般小尺寸的箱体孔宜选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。2.考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。3.1.4 工序与工步的划分

数控加工工艺路线设计与普通机床加工工艺路线设计的主要区别,在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。3.1.5 零件的定位与安装 定位安装的基本原则

1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。

2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹中加工出全部

待加工面。3）避免采用占机人工调整时间长的装夹方案

4）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。3.1.6 数控加工刀具及对刀仪

3.1.7 切削用量的确定

切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量、进给量。

合理选择切削用量的原则：

粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

3.1.8 数控加工路线的确定

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。加工路线的确定原则：

1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。2）使数值计算简单，以减少编程工作量。

3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。

此外，确定加工路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定是一次刀，还是多次走刀来完成加工，以及在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。

3.1.9 工艺文件的制定

零件的加工工艺设计完成后，就应该将有关内容填入各种相应的表格（或卡片）中。以便贯彻执行并将其作为编程和生产前技术准备的依据，这些表格（或卡片）被称为工艺文件。数控加工工艺文件除包括机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、数控加工工序卡、数控加工刀具卡。另外为方便编程也可以将各工步的加工路线绘成文件形式的加工路线图。

3.2 图形的数学处理

图形的数学处理就是根据零件图样的要求，按照已确定的加工路线和允许的编程误差，计算出数控系统所需输入的数据。

图形数学处理的内容主要有三个方面，即基点和节点计算、刀位点轨迹计算和辅助计算。

3.2.1 基点计算

各几何元素间的连接点称为基点。如两直线的交点，直线与圆弧的交点或切点，圆弧与圆弧的交点或切点，圆弧或直线与二次曲线的切点或交点等。

基点计算方法：根据图纸给定条件，用几何法、解析几何法、三角函数法或用AutoCAD画图求得。

3.2.2 节点计算

在满足允许编程误差的条件下，用若干直线段或圆弧端分割逼近给定的曲线。相邻直线段或圆弧段的交点或切点称为节点。

3.2.3 刀位点轨迹计算

刀位点轨迹计算又称刀具中心轨迹计算，实际就是被加工零件轮廓的等距线计算。

具体求法：首先分别写出零件轮廓曲线各程序段的等距线方程（距离为刀具半径r刀），再求出各相邻程序段等距线的基点或节点坐标，即求解等距线方程的公共解。

3.2.4 零件轮廓为列表曲线的数学处理

列表曲线的数学处理较为复杂，一般的处理方法是根据列表点选择一个或多个插值方程描述（常称为第一次曲线拟合），再根据插值方程采用直线—圆弧插补方法逼近列表曲线或曲面（常称为第二次曲线拟合）。

3.2.5 工件轮廓为简单三坐标立体型面的数值计算 球头铣刀数控加工一般只有3个垂直移动坐标的数控机床上进行，要求刀轴方向始终保持不变（一般为z轴方向），因此要求立体型面在刀轴方向上为单调曲面。为改善切削性能，有益于加工速度的改善和加工表面质量的提高，将加工曲面平坦方向倾斜一定角度。

3.2.6 辅助计算

3.3 典型零件的数控加工工艺分析

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第4 章

数控车床编程

一、内容简介

本章讲述数控车床的编程特点及各编程指令的使用，数控车床的用途、布局、主要参数及其操作，并通过典型实例讲述了数控车削加工程序的编制。

重点：

数控车床的编程特点及各编程指令的使用； 数控车床编程的综合运用。

难点：

车削加工循环；刀具补偿；子程序调用；宏程序

二、掌握程度

了解：数控车床的用途、布局、主要参数及其操作

掌握：数控车床的编程特点及各编程指令的使用，并能熟练地编制数控车削加工程序。熟悉：数控车加工过程

三、课程讲述 4.1 概述

4.1.1 数控车床的用途、布局

数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。

4.1.2 数控车床的主要技术参数

1．机床的主要参数

允许最大工件回转直径—— 460mm；

最大切削直径——292mm 最大切削长度——650mm；主轴转速范围 —— 50~2000r/min（无级）床鞍定位精度——X轴：0.015/100mm ；

Z轴：0.025/300mm 床鞍重复定位精度 ——X轴：±0.003mm ；

Z轴：±0.005mm 刀架有效行程

——X轴：215mm ；Z轴：675mm 快速移动速度——X轴：12m/min ；Z轴：16m/min 刀具规格——车刀20mm×20mm；镗刀φ8mm~φ40mm 自动润滑—15分/次；卡盘最大夹紧力—42140N；安装刀具数—12把

尾座套筒行程—— 90mm；主轴电动机功率——11/15kW 进给伺服电动机——X轴：AC 0.6Kw；Z轴：AC 1.0kW 2．数控系统的主要技术规格

控制轴数——2轴（X轴、Z轴，手动方式时仅1轴）联动轴数——2轴

最小输入增量——X轴：0.001mm ；Z轴：0.001mm 最小指令增量——X轴：0.0005mm/P； Z轴：0.001 mm/P 最大编程尺寸—— ±9 999.999mm 程序存储量——256M；程序号—— O+4位数字

此外，还有直线插补功能、全象限圆弧插补功能、进给功能、主轴功能、刀具功能、辅助功能、编程功能、安全功能、键盘式手动数据输入（MDI）功能、通讯功能、CRT数据显示功能、丝杠间隙补偿、螺距误差补偿、刀具半径及位置补偿和故障自诊断功能等。

4.2 数控车削加工程序的编制

4.2.1 数控车床的编程特点

（1）在一个程序段中，可以采用绝对值编程、增量值编程或混合编程。

（2）直径方向用绝对坐标编程时X以直径值表示，用增量坐标编程时以径向实际位移量的2倍值表示，并附上方向符号。

（3）数控装置具备不同形式的固定循环。

（4）本机床具有刀具半径自动补偿功能（G41，G42），可直接按工件轮廓尺寸编程，无需先计算补偿量。（5）不同组G代码可编写在同一程序段内均有效；相同组G代码若编写在同一程序段内，后面的G代码有效。

（6）对于车削加工，进刀时采用快速走刀接近工件切削起点附近的某个点，再改用切削进给，以减少空走刀的时间，提高加工效率。切削起点的确定与工件毛坯余量大小有关，应以刀具快速走到该点时刀尖不与工件发生碰撞为原则。4.2.2 编程坐标系的设定

1．机床坐标系的建立

机床原点：机床原点为机床上的一个固定点，数控车床一般将其定义在主轴前端面（或卡盘后端面）的中心。

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轴与主轴中心线重合，为纵向进刀方向；X轴与主轴垂直，为横向进刀方向。

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。该位置由设置在机床X向、Z向滑板上的机械挡块通过行程开关来确定。2．编程坐标系（或称工件坐标系）的设定

编程坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。编程坐标系的原点就是编程原点。而编程原点是人为设定的。数控车床工件原点一般设在主轴中心线与工件左端面或右端面的交点处。设定编程坐标系的指令格式：

G50 X＿ Z＿ ； 说明：

1）G50表示编程坐标系的设定，X、Z表示编程原点的位置。

2）程序如设该指令，则应在刀具运动指令之前设定。

3）当系统执行该指令后，刀具并不运动，系统根据G50指令中的X、Z值从刀具起始点反向推出编程原点。

4）在G50程序段中，不允许有其他功能指令，但S指令除外，因为G50还有另一种功用（设定恒切削速度）。

4.2.3 常用编程指令的使用

1．快速定位G00 2．直线插补G01 3．圆弧插补G02、G03 4．程序延时（暂停）G04 7．参考点返回检测G27 8．自动返回参考点G28 9．主轴控制G96、G97 11．螺纹车削G32 4.2.4 车削加工循环

1．单一外形固定循环G90、G92、G94 2．复合固定循环指令

这类循环功能用于无法一次走刀即能加工到规定尺寸的场合，主要在粗车和多次走刀车螺纹的情况下使用。如在一根棒料上车削阶梯相差较大的轴，或车削铸、锻件的毛坯余量时都有一些重复进行的动作，且每次走刀的轨迹相差不大。利用复合固定循环指令，只要编出最终走刀路线，给出每次切除的余量深度或循环的次数，机床即可自动地重复切削，直到工件完成为止。4.2.5 刀具补偿功能

由于刀具的安装误差、刀具磨损和刀具刀尖圆弧半径的存在等，因此在数控加工中必须利用刀具补偿功能予以补偿，才能加工出符合图纸要求的零件。此外合理的利用刀具补偿功能还可以简化编程。

刀具功能又称T功能，它是进行刀具选择和刀具补偿的功能。格式：

T ××

××

刀具号

刀具补偿号

说明：1）刀具号从01~12；刀具补偿号从00 ~16，其中00表示取消某号刀的刀具补偿。

2）通常以同一编号指令刀具号和刀具补偿号，以减少编程时的错误，如T0101表示01号刀调用01补偿号设定的补偿值，其补偿值存在刀具补偿存储器内。1．刀具位置补偿 2．刀尖圆弧半径补偿

3．实现刀尖圆弧半径补偿功能的准备工作 4．刀尖圆弧半径补偿的方向

5．刀具半径补偿的建立或取消指令格式 4.2.6

辅助功能（M功能）

主要控制机床主轴或其他机电装置的动作，还可用于其他辅助动作，如程序暂停、程序结束等。

1．程序停止M00 2．选择停M01 3．程序结束M30、M02 4．主轴旋转指令M03、M04、M05 5．冷却液开关M08、M09 6．调子程序（M98），子程序返回（M99）4.2.7 宏程序简介

所谓宏程序就是把一组数值或变量预先存于一组地址中，当需要时，就用特殊的调用指令调用该变量的地址即可，这些特殊的调用指令就叫宏程序指令，简称宏指令，由宏指令组成的程序叫宏程序。

4.3 数控车床的操作面板及操作简介

4.3.1 操作面板

4.3.2 机床操作简介

1．手动返回机床参考点 2．机床的急停

3．刀具补偿值的输入和修改 4.4 车削加工编程实例

四、课后习题或作业及答案

五、思考题或期末复习题

第5 章

数控铣床编程

一、内容简介

本章讲述数控铣床的编程特点及各编程指令的使用和数控铣床的用途、布局、主要参数及其操作，并通过典型实例讲述了数控铣削加工程序的编制。

重点：

数控铣削编程基础； 数控铣床基本编程方法

难点：

刀具补偿、子程序、计算参数和程序跳转、循环

二、掌握程度

了解：控铣床的用途、布局、主要参数及其操作

掌握：控铣床的编程特点及各编程指令的使用，并能熟练地编制数控铣削加工程序 熟悉：数控铣加工过程

三、课程讲述 5.1 概述

5.1.1 数控铣床的用途、布局

XK5032A是一种可以加工复杂轮廓的中型立式数控铣床，数控系统采用高性能的 西门子SINUMERIK 802D系统。该系统抗干扰性能好、可靠性高、功能强，可实现三轴控制和三轴联动，除可完成复杂的轮廓加工外，还能实现镜像加工、轮廓放大或缩小、钻孔和铣削循环加工等。

5.1.2 数控铣床主要技术参数 1．基本规格

工作台工作面积（长×宽）工作台最大纵向行程 工作台最大横向行程 工作台最大垂直行程 主轴套筒移动距离

主轴端面到工作台面距离 主轴转速范围 主轴转速级数 工作台进给量 纵、横向快进速度

垂向快进速度主电动机功率 机床外形尺寸（长×宽×高）

2．数控系统的主要技术规格 控制轴数 联动轴数 最小设定单位 最小移动单位 最大指令值 定位精度 重复定位精度 程序存储量 5.2 数控铣削编程基础

5.2.1 数控铣床的编程特点

（1）铣削是机械加工中最常用的方法之一，主要包括平面铣削和轮廓铣削。二坐标联动用于加工平面零件轮廓；三坐标及以上的数控铣床用于难度较大的复杂工件的立体轮廓加工。

（2）数控铣床的数控装置具有多种插补方式。一般都具有直线插补和圆弧插补，有的还具有极坐标插补、抛物线插补、螺旋线插补等多种插补功能。

（3）编程时要充分熟悉机床的所有性能和功能。如刀具长度补偿、刀具半径补偿、固定循环、镜像、旋转等功能。

（4）由直线、圆弧组成的平面轮廓铣削的数学处理比较简单。非圆曲线、空间曲线和曲面的轮廓铣削加工，数学处理比较复杂，一般要采用计算机辅助计算和自动编程。5.2.2 基本编程功能指令

数控铣床与数控车床的编程功能相似，数控铣床的编程功能指令也分准备功能和辅助功能两大类。以西门子SINUMERIK 802D数控系统为例介绍数控铣床的基本编程功能指令。

1、程序结构

（1）程序名

SINUMERIK 802D数控系统程序名的命名规则是开始的两个符号一般是字母、其后的符号可以是字母、数字或下划线、最多为16个字符，但不得使用分隔符。例如将程序命名为AB001、L10等。

（2）程序段

程序段是由若干字段和结束符组成。段结束符表示程序段结束。在程序编写中进行换行或按输入键可以自动产生段结束符。编程时大写字母和小写字母没有区别。所以在计算机上编写并通过通信方式输入数控系统的程序，字母可以不分大小写。但一般用大写字母。

2、准备功能G

G功能指令是用地址字符G和后面的数字来表示的 3．辅助功能M M功能指令是用地址字M及后面的数字表示的，其书写格式和含义同数控车床。

4．其他功能

（1）F功能

进给速度F是刀具轨迹速度，它是所有移动坐标轴速度的矢量和。G94为进给速度（mm/min）；G95为进给率（mm/r）（只有主轴旋转控制才有意义）。

（2）S功能

S功能指令表示数控铣床主轴的转速，单位为r/min。主轴的旋转方向和停止转动通过M指令（M3主轴顺时针转动；M4主轴逆时针转动；M5主轴停止转动）来实现，如编程M3 S1000表示主轴顺时针转动，转速为1000r/min。

（3）T功能

T功能指令表示选择刀具，用T1~T32表示，如T2表示选用2号刀具。5.3 数控铣床基本编程方法 5.3.1 坐标轴运动

1．快速移动指令G0

快速移动指令G0用于快速定位刀具，模态有效。

2．直线插补G

1本指令使刀具以直线插补方式从起始点移动到目标点，并以F编程的进给速度运行。

3．圆弧插补G2、GG2指令表示在指定平面顺时针插补；G3指令表示在指定平面逆时针插补。平面指定指令与圆弧插补指令的关系见图5-11所示。

5.3.2 倒圆和倒角

在一个轮廓拐角处可以插入倒角或倒圆，指令CHF=…或者RND=…与加工拐角的轴运动指令（G1、G2、G3）一起写入到程序段中，只在当前平面中执行该功能。

5.3.3 刀具补偿 本系统具有刀具长度补偿和半径补偿功能，刀具的有关参数被单独输入到一专门的数据区，包括刀具长度及半径的基本尺寸、刀具磨损尺寸和类型等参数。在程序中只要调用所需的刀具号及其补偿参数，控制器就利用这些参数执行所要求的轨迹补偿，就能加工出满足要求的工件。

5.3.4 子程序

（1）用子程序编写经常重复进行的加工，比如某一确定的轮廓形状。子程序的结构与主程序的结构相同，在子程序中最后一个程序段用M02指令结束程序运行，也可以用RET指令结束子程序，但RET指令要求占用一个独立的程序段。

（2）子程序名可以自由选择，其方法与主程序中程序名的选取方法一样，但扩展名不同，主程序的扩展名为“.MPF”，在输入程序名时系统能自动生成扩展名，而子程序的扩展名“.SPF”必须与子程序名一起输入。

（3）在子程序中，还可以使用地址字符L，其后面的值可以有7位（只能为整数），地址字符L之后的0均有意义，不能省略。

（4）在一个程序中（主程序或子程序）可以直接利用程序名调用子程序。子程序调用要求占用一个独立的程序段。如果要求多次连续地执行某一子程序，则在编程时必须在所调用子程序的程序名后的地址P下写入调用次数，最大调用次数可达9999（P1~P9999）。

（5）在子程序中可以改变模态有效的G功能，比如G90到G91的变换。在返回调用程序时要注意检查一下所有模态有效的功能指令，并按照要求进行调整；对于R参数也需同样注意，不要无意识地用上级程序界面中所使用的计算参数R来修改下级程序界面的计算参数。（6）本系统子程序嵌套最多为四级 5.3.5 计算参数和程序跳转

要使一个NC程序不仅仅适用于特定数值下的一次加工，或者必须要计算出数值的情况，这两种情况均可以使用计算参数。你可以在程序运行时由控制器计算或设定所需要的数值；也可以通过操作面板设定参数数值。如果参数已经赋值，则它们可以在程序中对由变量确定的地址进行赋值。

在加工非圆曲面时，系统没有定义指令，这就需要借助计算参数R，并应用程序跳转等手段来完成曲面的加工。5.3.6 循环

循环是指用于特定加工过程的工艺子程序，比如用于钻孔、镗孔、铰孔、攻丝、排列孔加工、凹槽切削和坯料切削等，只要改变参数就可以使这些循环应用于各种具体加工过程，可大大减少编程工作量。

5.4 数控铣床的操作面板及操作简介

5.4.1．操作面板简介

5.4.2 机床操作简介 5.5 铣削加工编程实例

四、课后习题或作业及答案

数控机床编程与操作课程教学思考 篇7

1 实践-理论-实践的教学模式

1.1 教学目标

通过《数控机床编程与操作》课程的学习, 使学生针对中等复杂程度的零件能够合理地进行数控加工工艺分析与处理, 正确编制数控加工程序并完成调试工作;能够正确操作使用数控车床、数控铣床、加工中心和电加工机床对零件进行加工, 并且对生产现场出现的技术问题具有一定的独立处理能力;能够对零件的各项精度进行检测与分析, 并采取一定的工艺措施进行补偿, 使零件满足图纸的各项工艺要求。同时在教学过程中注意渗透对学生职业素质的培养, 使学生具备数控技术相关岗位所需的职业资格素质和职业道德素质。

1.2 教学程序

课程每个教学单元采用由教学设计-实验示范-课堂讲解-学生实作-教师总结评价的顺序进行教学。下面以数控车床的编程与操作单元的教学为例讲述“实践-理论-实践”教学模式的教学程序。 (1) 教学设计:先将教学单元分解成若干教学子单元。如数控车床的编程与操作单元分解成以下教学子单元——数控车床及其数控系统的组成、外圆端面的车削加工、圆弧零件的车削加工、螺纹的车削、数控车床循环指令的应用、数控车削综合练习。 (2) 实验演示:在实验室进行现场教学, 对某个教学子单元进行实验示范或者现场讲解。如对于数控车床及其数控系统的组成教学子单元, 可以通过数控车床维修台或数控车床现场讲解数控车床的构成、数控系统的构成及连接, 演示数控车床的手动操作、介绍操作面板各个按键的功能等。对于外圆端面的车削加工子单元, 在实验室车削加工一个短圆柱 (包括车端面、车外圆和切断) , 现场完整的向学生演示并讲解机床的手动操作方法、数控车床程序的编辑方法、对刀方法、自动加工方法。 (3) 课堂教学。某教学子单元完成实验演示后, 回到课堂讲解基本概念、基本知识、基本原理、数控机床的编程方法和操作方法。 (4) 学生实作。根据教学子单元的教学要求, 完成一个问题的实际解决。如对于数控车床及其数控系统的组成教学子单元要求学生绘制车床数控系统的连接图。对于外圆端面的车削加工子单元, 要求学生编写一个车削端面外圆零件的NC程序, 并完成数控车削加工。 (5) 教师总结评价。教师总结本教学子单元的教学内容, 评价学生的实作作品。

1.3 师生角色和教学策略

“实践-理论-实践”的教学模式突出教师在做中教, 学生在做中学的教学理念。教师通过实验演示、理论讲解, 让学生懂得是什么、怎么做。学生在实际操作阶段固化和提升她们对数控机床的操作应用能力。这种从实践到理论, 再由理论到实践的教学模式, 增强了学生的感性认知, 降低了学习难度, 提高了学生的学习效果。

2 以整体把握、单元渐进的方式, 培养学生的能力

《数控机床编程与操作》课程的实验演示和学生实作教学环节分三步走:第一步:单元实验。以基本的加工单元----如车螺纹为实验内容进行实验;第二步:综合实验。综合各基本加工单元, 以使学生掌握数控机床的综合应用能力;第三步:实训。根据技能鉴定的要求, 针对各种工件进行数控编程加工, 使学生能够熟练地进行数控加工, 通过职业技能实训培养学生数控加工的综合技能。在教学上采用单元渐进的方法循序渐进的培养学生数控编程和操作的技能。单元渐进是根据每一加工工步为单元, 讲述其编程的指令、编程方法和机床的操作, 这样把数控加工过程单元化分解, 可以降低学习难度, 提高学习效率。

总体把握指的是在教学设计环节, 把教学单元分解成若干教学子单元时, 一定要求各教学子单元具有相对独立性的整体性。在讲解每一种数控机床的编程与操作时, 其中的每一个教学子单元应包括数控机床的基本操作、编制NC程序和零件加工的全部内容。通过每一个子教学子单元的学习, 都让学生对该数控机床的编程与操作过程有一个整体的认知, 以激发学生的学习兴趣, 避免听了多次课还不知道学了将做什么。

3 改革考试方式

采用“实践-理论-实践”教学模式, 学生成绩由各教学子单元中对学生实作环节的评价结果综合而成, 取消期末考试, 由结果考试改革为过程考核, 避免了“为考而学”的现象, 充分调动了学生平时的学习积极性。

4 结语

实践证明, 在《数控机床编程与操作》课程中采用“实践-理论-实践”的教学模式后, 学习效率提高了, 学生的数控编程和操作能力明显增强, 许多学生都是从数控操作工成长为机械设计制造工程师或技术总管, 对我校机械专业的学生来说, 数控加工的基本理论和操作技能已成为学生职业发展的“支点”。

参考文献

数控编程及操作教案 篇8

关键词：数控机床编程与操作；实践教学；高职教育《数控机床编程与操作》是数控类专业的主干课程，这门课程，既是学生了解数控加工的专业理论，又是学生掌握数控制造技术的中级乃至高级操作工应具有的技能，因此教学中存在着很大的综合性、跨越性和艰巨性[1]。所以，在专业学习中，该课程具有很重要的地位。

由于本课程涉及内容多，覆盖面广等原因，使得学生在学习过程中理解和掌握比较困难，在一定程度上挫伤了原本基础并不厚实的高职学生学习积极性，教学效果不理想[2]。开展与课程配套的实践教学，可以帮助学生理解和记忆课程基本内容，掌握和熟练数控机床编程与操作，促进和提高课程学习效果，是课程教学的重要组成部分，是教学活动过程的关键性环节。

一、目前《数控机床编程与操作》实践教学中存在的问题

我院自2001年机电专业招生开始，新增的数控专业、模具专业、机制专业均开设了《数控机床编程与操作》课程，在课程教学和实践教学中，存在以下问题。

（一）课程内容多，但计划学时有限

《数控机床编程与操作》课程包括“数控编程技术”及“数控机床操作技能”两大部分的内容。随着近年来高职教学改革，以及专业人才培养方案的调整，在《数控机床编程与操作》教学中，要完成使学生由对数控知识一无所知到熟知，从对数控机床完全陌生到熟练操作的渐进过程，必须使训练达到一定的量，才能取得质的飞跃，单凭计划学时是难以完成的[1]。

由于教学内容多而计划学时少，导致存在教学内容与实践项目是否协调一致，实践教学能否围绕课程标准开展，能否确保实践教学效果的问题。

（二）教学经费紧张

教学经费投入的不足，一方面导致我院数控实验和实训设备及数控应用软件的投入和更新明显不足，从而使我院受客观因素的影响，数控机床有限，在计划学时之内无法保证每个学生都能同时上机床训练，使学生的训练时间大打折扣，技能训练受到影响[1]。另一方面导致教师实践教学工作量计算不够合理，劳动报酬不高，同时，也致使引进教师的数量跟不上教学实际需要的速度，使得现有老师教学任务繁重，教师学习、进修的时间和条件有限，在一定程序上限制了实践教学质量的提高。

（三）训练高消耗

在《数控机床编程与操作》开课以前，由于学生对数控技术一无所知，对数控机床非常陌生，甚至有些恐惧感。因此，熟悉机床的惟一方法就是操作机床。掌握数控操作与编程技能的惟一方法就是实际加工。这种“大车小，小车了”的纯消耗，使有限的资金难以承受任务要求[1]。

（四）教学方式陈旧落后

传统的教学方式是学生先学习技术理论和操作规程，再到生产现场，进行技能培训。这种方式的主要缺点是学生动手机会少，使得学生掌握操作技能的时间较长，增加了课时，也使教学内容不连续[3]。

（五）考核标准难确定，致使实践教学考核困难

由于《数控机床编程与操作》课实践教学缺乏详尽的考核标准．致使对实践教学的考核常常无章可循、无法可依，具有很大的随意性和盲目性。这也极大地影响了《数控机床编程与操作》课实践教学考核的效果，不利于实践教学的深化。

二、改革《数控机床编程与操作》课实践教学的对策

（一）整合实践教学内容。

1．优选数控工艺实训内容[4]。工艺实训能正确引导学生在编程前关注工件的装夹、刀具的准备和装夹、工件的加工工艺和加工路线，从而使学生能够根据零件图编制数控加工程序，加工出合格的工件，达到《数控机床编程与操作》课实践教学的教学目标。（1）工件的装夹。数控加工用于多品种小批量生产，数控机床采用的夹具主要是通用夹具，例如三爪自定心卡盘，平口钳和工艺压板。多次装夹的工件需要找正来保证装夹精度。学生在选择工件装夹方式时要注意数控机床工件装夹的这些特点。（2）刀具的准备。尽可能选用新型刀具材料来提高切削用量。数控车床精加工是连续加工，要检查刀具副后刀面与工件已加工表面是否干涉；数控铣床和立式加工中心加工平面和凸轮廓面要尽可能选用大直径铣刀，加工凹轮廓面和型腔时要注意刀具的半径和端刃圆角与工件相适应。(3)加工顺序与走刀路线。数控机床工件的加工顺序要遵守“基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔”的基本原则，然后进一步制订工件的工艺路线和工艺过程。数控加工人员需要确定刀具的走刀路线。进刀和退刀要遵守最短路线原则。一般来说，数控车床加工轴类零件，轴向走刀，径向进刀，循环切除余量；数控车床加工轮盘类零件，径向走刀，轴向进刀，循环切除余量。数控铣床和立式加工中心要选择正确的铣削方式，不要在工件轮廓处停刀以免留下刀痕。学生在编程前需要根据上述原则确定编程轨迹。(4)切削用量。学生编程，由于缺乏数控加工经验，无法确定切削用量。在教学中，可以采用两种方法，一是让学生使用普通机床实习时使用的切削用量经验数据；二是查相关工艺手册来确定。

2．巧选数控仿真实训内容[3]。数控加工仿真系统是结合机床厂家实际加工制造经验与学校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件，可以满足大批量学生教学需求。数控仿真系统软件可以在微机平台上运行，为学校节省大量设备购置经费，是一种很好的教学辅助工具，它可以实现对数控铣床、数控加工中心和数控车床加工零件全过程的仿真，数控加工仿真系统还具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能，学生通过在PC机上操作该软件，在很短时间内就能掌握数控车、数控铣及加工中心的编程方法与基本操作。教师通过网络教学，监看窗口滚动控制，可随时获得学生信息，在教学中还具有多媒体教学的特点。通过软件可以使学生达到实物操作训练的目的，并且安全可靠，动态的仿真操作使教学过程易教易学、教学效果显著提高。

3．精选数控加工实训内容[5]。我院数控实训中心，目前拥有数控设备9台，包括数控车床(2种规格)3台，数控铣床2台，数控加工中心2台、特种加工机床2台。在数控设备选型上避免了设备教学模型化．所有的机床都可以直接用于生产，与企业里的机床没有任何的区别；学生在实践中完全和企业生产过程相似，能使学生工作后能很快的融人到企业的生产实践中。

（二）确定实践教学项目

1．实践教学项目选题措施。将教师单一指定题目方法变成由学生自己选择题目。学生可以根据自己学习的水平，结合自己的兴趣和想法，选择实践教学题目来实施。这体现了学生的学习主动性和可选择性。

2．实践教学项目实施方法。加工类实践教学项目实施步骤分编程和实物加工两步走。学生根据自己的选题，按题目要求分析图纸，查阅技术资料，进行程序编制和输入，装夹工件和刀具，对刀，换刀，实际零件数控加工等。从而对学生进行数控车床、数控铣床和加工中心实际操作训练，使学生掌握数控机床、加工中心的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识，使学生能够操作数控机床加工零件，培养学生操作机床基本技能。加工类实践教学是综合实践训练，学生自己选择中等复杂程度的零件，分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择数控机床、刀具、夹具等，编制加工程序，自己动手操作加工出零件，这样来培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力[6]。

（三）改革实践教学考核

成绩评定由实训期间表现、笔试、口试、操作考试和综合考试五部分构成，分别占总成绩的20％、30％、20％、10％和20%。学生在实践课程中，对本课程基本理论知识掌握情况、运用基本理论知识解决实际问题的能力、操作数控机床的基本技能、独立加工一个零件的综合能力、参与程度、出勤率、方案的合理性、产品制作的质量、调试演示的结果、答辩时对问题的解答情况、实训报告的撰写质量，都将全面准确地反映学生在实践环节的努力和成绩。

三、总结

在我院数控类高职各班进行了《数控机床编程与操作》实践教学改革，通过整合实践教学内容、确定实践教学项目、改革实践教学考核，使实践性教学各环节的内容设置上具有连贯性、阶递渐近性；实践教学中，以学生为主体，发挥学生的主动性、积极性；实践教学注重科学、合理的多元化管理方法，形成完善的课程实践教学规范体系。

通过实践证明，改革后的《数控机床编程与操作》课程实践教学，增强了实践课程的学习效果，提高了学生的数控编程能力和数控机床操作能力，并将理论与实际结合起来，提高了学生的分析问题与解决问题的能力，进一步培养学生技术应用能力及严谨的工程技术态度，为今后更好地服务社会打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 秦曼华.《数控机床编程与操作》实训课程的教学研究与实践[J].高等职业教育,2004,13(4):21-22.

[2] 朱立达，张小丽.数控加工技术教学研究与实践[J].科技咨询导报,2009,(35):2.

[3] 张海军.工学结合模式下《数控编程与操作》教学研究[J].南方农机,2008,(2):42-43.

[4] 杨世成，安宏宇. 《数控机床编程》课程的教学研究[J].职业圈,2007,(4):97-98.

[5] 冯澍.高校工科类学生数控实践教学研究[J]. 广东技术师范学院学报,2007,(7):131-133.

[6] 王雪. 高职“数控加工工艺与编程”课程教学研究与改革[J]. 扬州教育学院学报,2010,(03):68-70.