数控车床编程技术范文

导语：如何才能写好一篇数控车床编程技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：数控车床编程；操作；任务驱动；教学实例；探究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.234

0 引言

数控车床编程与操作这门课程对于数控专业学生职业能力的培养和职业素养的形成起着关键作用，它是前期专业技术基础课知识能力的综合应用，也为后续课程顶岗实习打下扎实的基础。

从近几年职业学校招生情况分析来看，学生的整体素质在逐年下降。学生缺乏积极向上的精神，主动性、自觉性较差。面对教学现实状况，用传统的教学方法向学生灌输各种专业理论知识，往往得不到好的教学效果。同时，通过对企业调研，对劳动者知识水平、职业素养、实践能力的要求越来越高，而中职学校的数控教学往往沿袭传统教学模式，理论教学与实习教学分开进行教学，各自为政、互不干涉。加之教学方法死板 、教学手段陈旧，已不能满足企业用工需求。

通过实施任务驱动教学，以任务技能训练为主线，强化专业理论的指导作用，突出学生实际操作能力的培训，强化学生的社会能力、方法能力和专业能力的提高。经过一学期的理实一体化教学，从实践效果来看，激发了学生的学习兴趣、充分调动了学生的学习积极性，培养学生的核心能力，特别是独立工作能力、创新能力，从而提高他们解决实际问题的综合能力。

下面以教材中项目三“螺杆轴零件加工”的教学为例，尝试构建任务驱动教学模式。

1 传统教学模式

螺杆轴零件加工，传统教学中要求学生掌握：读图、数控加工工艺分析、零件编程等相关理论知识，通过实训课加工零件。这就需要学生学习机械制图、数控编程技术、数控加工工艺、普通车工技术等课程理论。而这些理论课程分别开设在不同学期，数控车工实训又安排在第三～第四学期，中间间隔时间过长，理论课与实训课由不同教师承担，相互间交流较少，实训老师必须对新旧知识重新讲解分析、梳理。从课堂的评价来看，仍以笔试成绩或操作考核成绩为主要形式，很难正确判断学生的职业能力、专业能力、创新能力。

2 任务驱动教学模式

2.1 教学设计思路

通过每个专业模块下任务驱动教学模式，将基础课程、数控理论与实训课相互融合，把教学内容巧妙地设计隐含在单个的任务中，实行理实一体化教学。让学生以分组完成任务的方式领会学习的核心内容，在学生完成任务的同时培养学生的创新意识和创新能力以及自主学习的习惯。

2.2 创设情景

根据班级实训人数进行小组学习分组。分组的情况，会直接影响学生的学习效果。一般分组根据为：学习成绩、性格特点、学习能力、性别等，采用互补搭配。分组数目结合车间设备的情况，每组确定一名组长，全面负责小组的学习任务，小组采用协作学习的方式，在组长的支持下进行分工，各司其职。本例，将学生分成9个工作小组，每组3位学生，并对小组成员进行分工，确定质量管理记录员、操作员、展示员，这样有利于培养学生间团队协作精神，又有助于顺利完成任务。

2.3 确定任务

本任务要完成的零件加工要求见图1。

（1）能够根据数控加工工艺文件选择、安装和调整数控车床常用刀具，能够刃磨常用车削刀具；

（2）熟练操作数控车床、并能加工出中等复杂程度的零件，达到数控车中级工水平；

（3）培养学生安全与质量意识，加强职业素养、创新意识，增强团队合作精神。

（4）分析螺杆轴零件图，试编写其数控车加工程序并进行加工。

2.4 自主学习，制定实施计划

（1）根据任务要求学习本任务中所涉及的理论知识。

（2）制定任务实施计划。

通过学生小组讨论、教师指导的方式，分析螺杆轴加工过程的操作步骤，并根据任务的内容和教学时间，每个学习小组从以下几个环节：分析零件图样、填写数控加工工艺卡片、零件加工、零件检测、评价展示、填写实验报告制定合理的任务计划。

2.5 任务实施。

各个学习小组团队按制定好的计划，确定具体的实施步骤，并按计划严格实施。在任务实施过程中，教师加强巡回辅导，解决学生活动中的疑问。

（1）零件图样分析。从主要工作面尺寸精度、表面粗糙度进行分析。

（2）零件加工工艺分析。包括：确定装夹方案、确定加工顺序及走刀路线、刀具选择、切削用量的选择。

（3）填写相关工艺卡片。将前面分析的各项内容填入到数控加工工艺卡片中；

（4）编制加工程序。根据螺纹轴图样的要求，编制数控加工程序单；

（5）零件加工。请在教师指导下在数控车床上进行加工。

2.6 检测与评价

对任务的检测与评价是教学中活动中的一个重要环节，本例借鉴德国双元制评价方式，采用多元性整体结果的评价。由传统的教师主体评价向教师、学生、企业和社会等多元主体的共同评价转变。特点是让学生在参与评价的过程中充分发挥评价主体的作用，大大激发学生的主体意识，激励学生学习热情，提高学生学习的内驱力和自觉性，促进学生学习能力的养成。在教学中实施的评价主体有学生自评、互评、教师评价、学生间相互评价等主体评价的形式。充分考核学生在学习过程中表现出来的收集处理信息的能力、获取新知识的能力、知识积累能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。本任务检查方法采用学生自评、互评、教师评相结合进行，详见表整体评价表1。

2.7 教师总结评价

同时教师要对学生完成案例的过程和结果进行归纳、总结和评价，对知识点进行总结和查漏补缺，对部分难点要进行示范，注重学习方法和学习过程的评价，实行鼓励性评价，同时注意鼓励学生的创新思维，激励学生的成就感。结合评价给出学生案例完成成绩，作为该任务总评成绩的一部分。

表1 整体评价表

3 任务驱动教学法运用效果分析

3.1 教师层面的能力提升

任务驱动教学法的理念指导下，越来越多的教师尝试在这一新理念下进行改革与实践，传统的以知识传授为目标的教学模式、教学方法、评价方式都发生着变化，能讲能做的“双师”型教师脱颖而出。教师对所教知识的教学目标和知识结构的认知能力加深。

3.2 学生层面的能力提升

教学任务的创设，根据学生特点设置。教师通过一个个任务保持将数控教学理论知识形象化，不断地创设问题情境，激发学生潜在的求知欲，使之自觉地去思考，从学生的能力培养上为重点突破。将技能实践融入课堂教学，变被动学习为主动参与。增强学生解决综合问题的能力，强调学生方法能力和社会能力的发展，符合中职教育的规律。

通过实践研究表明，教师能合理有序安排学生实习任务、培养节约意识，使学生在掌握一定理论知识以后可以得到快速的验证，提高了课堂学习有效性，学生技能鉴定一次通过率达到95%以上。促使学生的理解能力得到较大的提高，并且在实习过程中也可以避免资源的重复浪费，有效的提高了数控设备的利用率。培养了学生爱护设备和良好的职业道德。

综上所述，任务驱动教学法在本课程实施以来，教师的专业素质、业务能力和学生的学习效果得到了明显提高。但是，任务驱动教学法对教师的教学能力、专业知识、技能水平、教学场所等要求较高。同时，对于实践性不强的课程采用任务驱动教学法的实施效果较差，这种课程的教学实践需要我们进一步研究。

参考文献：

[1]刘红.任务驱动教学法[J].才智，2010（32）.

[2]牛利平.任务驱动教学法初探[J].安徽教育学院学报，2003（06）.

[3]周杏芳.职业技术教育中“模块式”教学法的探索与实践[J].襄樊职业技术学院学报，2003（02）.

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1 项目教学法的定义

项目教学法是教师和学生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动，老师在进行教学的时候，可以通过项目的形式来给学生交待需要问的问题和需要完成的任务，老师可以通过指导，学生可以采取个人或者分组的形式，在一起商量、讨论制定相应的计划，最后让学生自己结合实际工作来完成相应的任务。教学过程中的从教案的重点逐渐转换为以完成项目为重点的教学，实行项目教学法就是让学生可以把课堂中学习到的理论知识与实践相互结合在一起，从而来提高学生对实际问题的解决能力，不断的激发学生的创造能力和思维能力。

2 项目教学法与传统教学方法的区别

首先，在传统的教学中，主要的教学目标就是为了传授知识和技能，而在项目教学法中，是培养学生能够解决问题的能力和学习知识能力。其次，教学形式的不同，传统的教学方法都是以教师为主体，教师一直在讲，而学生为只是负责听，项目教学法是在教师的指导之下，学生进行主动的学习。第三，交流方式的不同，传统的教学方法，学生都是处于被动的位置，而项目教学法是通过分组，学生在一起讨论，和教师一起互动。第四，参与程度，传统的教学方法，学生都是按照教师的指挥来学习，而项目教学法学生可以按照自己的兴趣来进行选择。第五，教学中的特色不一样，传统的教学方法，教师对课堂内容的补充，教师来发现学生的不足之处，而项目教学法教师结合学生各自的优点，来不断的开展教学活动。

3 项目教学法在数控车床编程与加工技术工中的应用

3.1 对项目进行确定

首先需要对项目进行确定，了解项目中的任务。项目中的任务也需要合理的计划，这是实施项目教学的首要前提，在项目确定的时候有几个因素需要考虑：第一，在项目进行选择的时候要按照教学中的内容，结合教学大纲中的要求，将教学大纲中的知识和每一个项目结合在一起，还需要一定的想象空间，这样不仅能够提高学生学习知识的能力，还能培养学生的创新能力。其次，根据学生的学习水平、学习层次来制定项目的难易程度，来提高学生的学习兴趣，每一个项目都尽量能让学生接受。最后，设定的项目要有一定的实用价值，例如：在在数控车床编程与加工技术工中可以选用一些小酒杯来作为项目中的教学，分析小酒杯中的零件图纸，通过图纸上的尺寸要求，来对尺寸进行控制并进行加工。

3.2 制定相应的计划

要制定计划的时候，需要提供相应的资料。可以将学生分为几个小组，并从其中选出一个组长，在老师的指导下，对本组人员进行职务上的分配。老师给学生提供相应的零件加工资料，并且告诉学生需要完成的项目是什么以及这个项目的操作顺序，这样可以减少学生在操作中容易出现差错。每个小组可以根据酒杯的零件图纸来进行加工，小组成员通过一起商量和探讨来进行编写，教师可以通过对加工工艺的程序进行相应的指导，对小组中出现程序错误的进行改正。这样一来，不仅能够提高学生的合作能力、交流能力，还能达到教学中的目的。

3.3 对计划的实施

在确定好项目之后，教师需要对项目在实施过程中遇到的一些问题进行解决，这样能够总结经验，来更好的对学生指导。在教学中，可以给学生展示一些关于数控车床编程与加工技术工中的案例，来提高学生的学习兴趣。在实施项目计划的过程中，教师要不断地激励学生勇敢的尝试，提高学生的自主学习能力，学生之间也可以互相的交流和合作，来对项目中的任务更好的完成。学生在项目完成之后，老师可以通过阶段性测试，来检验学生对知识的掌握程度，学生也能清楚的知道自己哪方面知识不足，教师也可以看到学生知识存在的漏洞，可以进行再次的讲解和指导，来增加学生的理解能力和学习兴趣，更好的完成项目中的任务。

3.4 进行总结和评价

在学生对项目加工完之后，教师可以让每一组学生的作品结果进行展示，找出符合加工要求、质量比较高的小组，来进行讲评和总结。对在加工中出现问题的小组，找出出现问题的原因，并进行一定程度上的指导，给出相应的解决办法。例如：学生在对酒杯进行加工的过程中，内孔刀的选择和切削用量对准确对酒杯的内表面的加工质量是比较重要的。因此，教师可以让学生对项目加工中需要注意的事项进行总结，以及学生在项目学习过程中的表现进行评价，教师对这些问题进行纠正，并给出相应的建议，方便学生在下一个项目任务中更好的表现。

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[关键词]数控车床；压缩机支架；工艺分析；编制程序；

中图分类号：TG633 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0014-02

1 引言

数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一，本文就数控车床压缩机支架加工中的加工工艺和程序编制问题进行探讨。

2 压缩机支架的数车加工

2.1 加工图样和工艺分析

工艺处理是数控车床加工过程中较为复杂又非常重要的环节，与加工程序的编制、零件加工质量、效益都有着密切的联系。做好工艺处理工作，对于数控车床加工中程序的编制和零件的加工是非常重要的。

（一）加工工艺分析如下：

1、分析零件图样

1）本工件材料是铸铝合金，外形、内孔已铸成形；属批量生产。（见图2、3）

如图1所示（因该零件设计属商业秘密，故只给出数车加工部位的零件尺寸），工件加工精度、表面粗糙度要求很高，属批量生产。如图6，加工部位已标有七处，分布在毛坯件的两端，至少需装夹两次。

2）分析尺寸公差、表面粗糙度要求。

Φ98.4±0.01，加工精度最高；10.56，Φ33.43，Φ139，加工精度要求次之。表面精糙度方面，Φ33.43内孔要求是Ra0.8，其他Ra1.6。

3）形状和位置公差要求。

数控机床安装在恒室温的环境，主轴精度高，全跳动0.05um的要求不难保证。两端的平行度要求是0.10mm，由装夹保证。

根据以上分析，通常的加工方法是用三爪自定心卡盘内外爪两次装夹工件，用一般的合金刀加工，经济节省。但会遇到以下问题：

1）零件数控车床加工部分的表面粗糙度最低要求是Ra1.6，卡爪极易将工件夹伤，造成整件零件作废。

2）硬质合金刀比高速钢刀硬、耐磨、耐热，但在大批量的实际生产中，刀具极易发生磨损，影响产品质量，从而影响生产效率。

解决办法：

1）卡爪采用软爪装夹，先用图6（b）的方法装夹，试切一刀Φ98.4±0.01内孔，然后采用图6（a）的方法装夹，分别粗、精加工1、2、3、4部位，最后拆下零件，用图6（b）的方法装夹，粗精加工5、6、7部位。这样既保证产品的质量，又提高了装夹效率。

2）粗、精加工皆故考虑用涂层刀具，提高其耐用度。另外，出于粗糙度要求的考虑，加工Φ33.43内孔，用具有极高硬度及耐磨性的金刚石刀具，可保证内孔的尺寸精度和Ra0.8要求。

2.2 数控车床刀具的选择

在数控车床中，产品质量和劳动生产率在相当大的程度上受到刀具的制约。考虑到加工材料为铸铝合金，生产批量大，加工精度、表面粗糙度要求高等原因，故采用涂层和金刚石刀具。

2.3 工件的装夹和对刀点的选择

工件在机械加工时，首先要解决的一个重要问题，就是如何使其在机床上（或夹具中）获得一个正确的位置，通常称为定位。这是被加工表面获得所要求的加工精度（尤其是相互位置精度）的前提和保证。如果工件的定位产生差错，那么在加工中所做的其它一切工件都是徒劳的。

我们所熟悉的普通车床、数控车床上常用的三爪自定心、四爪单动卡盘、各类顶尖及通用夹头等夹具在工作时，大多与车床主轴一起，带动工件高速回转。

为保证工件的加工要求，工件在工位上安装时必须保证其对于刀具及刀具的切削成形运动处于正确的空间位置。凡使用夹具的工序应通过两个环节来保证满足这一要求：一是工件在夹具中装夹时，要保证相对夹具处于正确的空间位置。对于批量生产的工件，要考虑多个工件重复地放置到夹具中时，应能保证整批工件相对夹具均应占据同一个空间位置，这一环节要靠夹具的定位装置来保证。另一环节是，要保证夹具与机床连接时，其对于机床、刀具及其切削成形运动应具有一正确的相对位置，这一环节要靠夹具的对定装置和通过夹具的正确调装来保证。

我们知道：在工件的定位中，我们用由空间合理分布的最多六个定位点，来限制工件的最多六个空间位置不定度，这一原理称为工件的六点定位基本原理，简称六点定位原理。

采用通用夹具――卡盘软爪装夹对该工件定位，能保证工件轴线与主轴轴线合一，定位精准。另外卡盘装拆方便，适合批量生产。（如图6）

对刀，将工件两端面中心点设为X0，Z0。

2.4 程序编制

T0101 外圆粗车刀；T0202外圆精车刀；T0303镗孔粗车刀；T0404镗孔精车刀。

端面中心点为编程原点，零件的加工程序（以GSK980TA系统编程为例）

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全国40所职技高师类院校教育情况调查报告

市场体制下的人力资源竞争与制度创新

本刊声明

美育与创造能力的培养

论先进文化的继承和创新

深刻理解“四个如何认识”为深化改革、扩大开放扫清思想障碍

学校内部人事制度改革的思考

调查研究中敏感性问题的“去敏感化”技术述评

商业银行试行客户经理制的思考

采用间接法将净利润调整为现金流量净额的探讨——现金流量表补充资料第二部分

21世纪的文献信息服务

信息时代数字化档案馆建设探讨

影响大学英语四级通过率的因素及对策

大学英语听力素质教育与应试问题

职技高师体育教学模式的发展趋势

基于几何质量和后验误差的网格优化设计

短脉冲紫外激光辐照下硅材料表面剥离过程研究

JettaGTX轿车ABS液压制动管路压力瞬态特性模型

三维直线插补算法的优化及精度分析

基于工业设计的纺织复合材料产品造型设计

基于CAN总线的冷库温度测量设计

用两种算法实现的自适应判决反馈均衡器性能比较

基于尾气分析的发动机故障诊断专家系统

基于PC机的开放式数控系统的设计

宏编程技术在数控车床上的应用

IC卡门锁的电路设计

MEMS及其在生物医学领域中的应用

以太网技术的现状及发展综述

一般二元关系下的粗糙度不等式

线性网络简化分析法的讨论

英国高等教育管理特点及其启示

美国研究生教育发展的特点与借鉴——兼论职技高师职业技术教育学硕士研究生的培养

发展机器人教育培养综合型创新人才的研究与实践

应用语言学研究综述

在基础英语教学中培养学生的综合技能

基于几何质量和后验误差的网格优化设计

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基于工业设计的纺织复合材料产品造型设计

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用两种算法实现的自适应判决反馈均衡器性能比较

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基于PC机的开放式数控系统的设计

宏编程技术在数控车床上的应用

IC卡门锁的电路设计

MEMS及其在生物医学领域中的应用

以太网技术的现状及发展综述

一般二元关系下的粗糙度不等式

线性网络简化分析法的讨论

英国高等教育管理特点及其启示

美国研究生教育发展的特点与借鉴——兼论职技高师职业技术教育学硕士研究生的培养

发展机器人教育培养综合型创新人才的研究与实践

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一、引言

编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图1所示的P/点就是理论刀尖。但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.2―1.6之间），如图2所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数 图1带圆弧刀尖 图2刀尖切削位置

控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P与实际切削点A、B是不同点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。

二、假想刀尖的轨迹分析

1、加工圆锥面的误差分析

车削外圆锥面时，实际切削点与理想刀尖在X、Z轴方向上都存在位置偏差（如图3所示），以P点编程的轨迹为图中实线，刀尖圆弧实际切削轨迹为图中虚线，实线与虚线之间区域为欠切现象。由图可知刀尖圆弧半径越大，加工误差也就越大 。 图3车圆锥产生偏差

2、加工圆弧面的误差分析

圆头车刀加工圆弧面和加工圆锥面基本相似。如图4是加工1/4凸凹圆弧，CD为工件轮廓线，O点为圆心，半径为R，刀具与圆弧轮廓起点、终点的切削点分别为C和D，对应假想刀尖为C1和D1。对图4a所示凸圆弧加工情况，圆弧C1D1为假想刀尖轨迹，O1点为圆心，半径为（R+r）；对图4b所示凹圆弧加工情况，圆弧C2D2为假想刀尖轨迹，其圆心是O2点半径为（R-r）。 图4圆头刀加工圆弧

如果按假想刀尖轨迹编程，则要以图中所示的圆弧C1D1或C2D2（虚线）有关参数进行程序编制。

在加工各表面的过程中，刀具实际切削点的位置会随着加工表面的不同而变化，但不管实际切削点的位置如何变化，刀尖圆弧的圆心始终与实际切削点保持一个刀尖圆弧半径值，故可采用刀尖圆心作为刀位点进行编程。在加工前，可通过数控系统使刀具刀心按规定方位偏离一个半径值，这样刀具实际切削的轨迹即为零件轮廓线的轨迹，称该功能为刀尖圆弧半径补偿。

三、刀具半径补偿方法

现代数控系统一般都有刀具圆角半径补偿器，具有刀尖圆弧半径补偿功能（即G41左补偿和G42右补偿功能），对于这类数控车床，编程员可直接根据零件轮廓形状进行编程，编程时可假设刀具圆角半径为零，在数控加工前必须通过数控系统的操作面板向系统存储器中输入刀具半径的相关参数：刀尖圆弧半径R和刀尖方位T。加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀号补偿号刀具圆弧半径值即可。需要注意的是：有些具有G41、G42功能的数控系统，除了输入刀头圆角半径外，还应输入假想刀尖相对于圆头刀中心的位置，这是由于内、外圆车刀或左、右偏刀的刀尖位置不同。

对于有些不具备补偿功能经济型数控系统的车床可直接按照假想刀尖的轨迹进行编程，即在编程时给出假想刀尖的轨迹。如果采用手工编程计算相当复杂，通常可利用计算机绘图软件（如AutoCAD、CAXA电子图版等）先画出工件轮廓，再根据刀尖圆角半径大小绘制相应假想刀尖轨迹，通过软件查出有关点的坐标来进行编程；对于较复杂的工件也可以利用计算机辅助编程（CAM），如用CAXA数控车软件进行编程时，刀尖半径补偿有两种方式：编程时考虑半径补偿和由机床进行半径补偿，对于有些不具备补偿功能数控系统应该采用编程时考虑半径补偿，根据给出的刀尖半径和零件轮廓会自动计算出假想刀尖轨迹，通过软件后置处理生成假想刀尖轨迹的加工程序。对于这类数控系统当刀具磨损、重磨、或更换新刀具而使刀尖半径变化时，需要重新计算假想刀尖轨迹，并修改加工程序，既复杂烦琐，又不易保证加工精度。

四、刀具半径补偿参数及设置

1、刀尖半径 补偿刀尖圆弧半径大小后，刀具会自动偏离零件轮廓半径距离。因此必须将刀尖圆弧半径尺寸输入系统的存储器中。一般粗加工取0.8mm，半精加工取0.4 mm， 精加工取0.2mm。

2、车刀形状和位置 车刀形状不同，决定刀尖圆弧所在的位置不同，执行刀具补偿时，刀具自动偏离零件轮廓的方向也就不同。因此也要把代表车刀形状和位置的参数输入到存储器中。

五、刀尖圆弧半径补偿的意义

刀尖圆弧半径补偿在数控车床加工工件的过程中，大大提高了工件的数值精确度。在编写程序的时候更为简单和容易，节省了大量的时间。生产同样规格的工件，采用了刀具位置补偿的生产企业能够节省更多的时间，对于加强企业的竞争了来说是尤为重要的。株洲硬质合金集团作为我国刀具企业的佼佼者在这一方面一直做得很好，通过与时俱进，引进最先进的技术来克服生产中的问，将生产效率提高了几倍。在数控车床中进行刀具补偿，减少了人力物力，给车间管理也带来了很大的益处。简化的程序帮助刀具在磨损的情况下仍然能够加工出规格一致的工件。

六、参考文献

[1]郎一民：数控车削编程技术. [M].北京：中国铁道出版社，2010，1

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[关键词]数控技术；手工编程；数控加工

中图分类号：TG552 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0034-02

一、合理设定程序原点

数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的正确确定，对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的设定方式一般有两种：1）工件轴线与右端面的交点2）工件轴线与左端面的交点。程序原点的选择要尽量满足程序编制的需要，尺寸换算少，引起的加工累计误差小等条件。为了提高零件加工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件右端面交点上，而且尽量使编程基准与设计、装配基准重合。

另外，对于需要多把刀具进行加工的零件，也可根据实际情况的不同，设置不同的程序原点。如图（1）所示的长拉杆，在编制加工程序时，外圆刀的程序原点可设置在毛坯装夹后的轴线与右端面的交点。而切1.75mm槽时，由于顶尖的限制，在右端面进行切槽刀的Z轴对刀操作会形成干涉，此时，就可将切槽刀的Z轴方向程序原点设置在Φ19、85±0.2轴段的轴肩处。

二、合理选择进给路线

进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开始进行进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点所有的路径，是编写程序的重要依据之一。对于复杂的零件加工，我们通常需要用到单一和复合循环指令，如：G90、G71、G72、G73，这些指令的运用可以简化程序，但是循环起点的设定却非常重要，如果路线不合适，在返回参考点和退刀过程中，就会造成误加工或者车刀撞到工件，所以合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。编程时可以从以下几个方面进行考虑：

1、缩短进给路线，减少空行程

（1）合理安排起刀点。在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的条件下，使起刀点应尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。外径循环加工中，X轴循环起点一般大于或等于毛坯直径，内孔加工循环中，X轴循环起点一般稍小于钻孔直径，Z轴方向一般都是离开工件右端面2～5mm左右。

（2）在编制复杂轮廓的加工程序时，通常需要多把刀具进行加工，在进行换刀时，通过合理安排回零路线，使前一刀具的切削终点与后一刀具的切削起点间的距离尽量短，以缩短下一刀的进给路线，提高生产效率。通常安全的换刀距离在距离工件右端面100mm的位置上，以确保换刀时不碰撞工件，且可以缩短空行程的距离。

（3）在粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，这时可采用普通机床的加工方式，在提高加工效率和保证机床性能的前提下，采用较大的背吃刀量和较大的进给量尽快的去除加工余量，然后采用合适的循环加工方式。如使用G73进行仿形循环加工时，可在保证被加工零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等加工工艺性等要求的前提下，选择采取最短的切削进刀路线，提高生产效率。

2、保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求

（1）合理选择起刀点、切入点和切入方式，保证切入方式平稳，没有突然冲击。解决方式为可以定位刀具的起点位置在离开工件右端面2～5mm的位置。这样主轴带动工件充分旋转后，刀具在缓冲位置平稳进刀。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑刀具的切入和切出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向切入和切出，避免沿工件轮廓垂直方向进刀而划伤工件。

（2）选择工件在加工后变形最小的路线。对细长轴零件或薄壁零件，为避免在加工过程中因受切削力影响而变形和热伸长，应采用增加走刀次数，或对称去处余量安排进给路线。螺纹工件的加工中，因螺纹刀的刀尖在刀头的中间部位，在确定轴向移动尺寸时，必须考虑刀具的引入长度δ1和切出长度δ2。

3、保证加工过程的安全性

加工过程中的安全操作至关重要，在程序编制中，一定要避免刀具和非加工表面的干涉，并避免刀具和工件相撞。在进行沟槽和切断零件的加工中，在编程时要保证切断刀进、退刀点应与沟槽方向一直，进刀速度不能用“G00”的快移速度。而且在编制退刀路线时一定避免“X、Z”同时移动。尤其是在切断零件的编程时，习惯上认为直接切到工件中心，但是为了避免由于刀具未安装在中心上引发的刀尖损坏，因此，在编制切断程序时，应将切断刀的切削终点设为X2～X3mm。此时，从理论上看工件是没有被切掉的，若后续的退刀路线是X、Z轴同时退刀，刀具与工件会发生干涉而损伤刀头。所以在使用切断刀时，退刀路线尽可能地先退X轴，再退Z轴。

4、简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量

在实际的生产操作中，经常会碰到加工形状的重复出现，比如连续切槽和切断，这种直径方向尺寸不变，长度方向有规律的变化的工件，可以把这部分相同的操作编成一个子程序。在主程序中给定调用的次数，使主程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程，可以采用宏指令编程，使用变量，减少计算复杂的过程和编程量。

三、准确掌握循环切削指令的加工特点并进行合理选用

在FANUC0i-Mate-TC数控系统中，数控车床有十多种切削循环加工指令，每一种指令都有其加工特点，各自的编程方法也有所不同，我们在选择的时候要仔细分析，合理选用，争取编制出最优化的加工程序。

1、如螺纹切削加工指令就有：G92、G76、G32，由于切削刀具的进刀方式不同，使这几种指令的加工方法不同，各自的编程方法、造成的误差情况和精度也不一样。G92螺纹切削单一循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙型精度较高，一般多用于小螺距、高精度的螺纹加工，缺点是加工程序段要跟切削次数一样多，稍显繁琐；G76螺纹切削复合循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，牙型精度较差，但工艺性较合理、编程效率较高，不管要分多少刀加工螺纹，都只需要两段程序，适用于大螺距、较低精度的螺纹加工，在螺纹精度要求不高的情况下此加工方法更为简单、方便；基础指令G32编程程序段多，容易出错，但是加工精度高，使用范围广。我们掌握了各自的加工特点及适用范围，就可以根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活的选用这些循环指令。比如：加工高精度、大螺距的螺纹，就可以采用G92与G76混用的方法，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工，需要注意的是粗精时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣。再比如图（2）所示：沟槽很窄只有3L，如用G92、G76来加工根本达不到要求，因为它们都带有退刀功能，还未加工到位就开始退刀（在不能自由的修改参数的情况下），螺纹不能完全清根，而G32就可以满足这一点，在刀具宽度合适的情况下，只需要给定螺纹长度22加上超越长度δ2即可。

2、如将φ65mm的毛坯棒料加工成图（3）所示零件。如果用最基本的方法编程，逐层的去除毛坯，我们需要计算在加工到圆锥和圆弧形状时，每到哪一步必须退刀，不然很容易造成过切或者留有很大的余量。而用G71、G73的方法加工，就可以使编程简单、切削厚度均匀，对于加工工艺也可以起到一定的作用，免去了计算的麻烦和误差，大大的提高了生产效率。

四、灵活使用指令代码，保证零件的加工质量和精度

1、适当返回参考点

参考点是机床上一个固定的点，通过参考点返回功能，刀具可以很容易的移到该位置。参考点主要用作自动换刀或设定机床坐标系。刀具能否准确的返回参考点，是衡量其重复定位精度的重要指标，也是数控加工保证其尺寸一致性的前提条件。自动加工中，适当返回参考点，可以提高产品的精度。对于重复定位精度很高的机床，为了保证主要尺寸的加工精度，在加工前，刀具可先返回参考点再重新运行到加工位置。如此做法的目的实际上是重新校核一下基准，来确定加工的尺寸精度。

2、混合方式编程的结合运用

混合方式编程就是增量值U、W与绝对值X、Z的结合运用。增量编程是以刀尖所在位置为坐标原点，刀尖以相对于坐标原点进行位移来编程。就是说，增量编程的坐标原点经常相互变换，运行是以现刀尖点为基准控制位移，那么连续位移时，必然产生累计误差。绝对编程在加工的全过程中，均有相互统一的基准点，即坐标原点，所以累计误差较增量编程误差小。数控车削加工时，工件径向尺寸的精度比轴向尺寸精度高，而且为了编程计算方便，一般采用绝对编程，但对于直接标注距离值的轴向尺寸，或者在工件的中间部位的直线倒角和圆弧倒角，为了计算简便，常采用增量编程。综合以上所述，在编程时按照工艺的要求，进行增量编程和绝对编程的混合灵活使用，即：直径方向采用绝对值，长度方向采用增量值与绝对值。

总之，随着科学技术的飞跃发展，数控车床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛。为了充分发挥数控车的作用，我们除了要在编程中掌握一定的技巧之外，还应注意一些细节问题，以编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格零件，同时更能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥，更安全、可靠地进行工作。

参考文献

[1] 《数控机床车削加工直接编程技术》.孙德茂.机械出版社

[2] 《数控车床培训教程》.袁峰.机械工业出版社，2004.

篇7

中职学校数控专业实践教学存在着缺乏有效的实践技能训练实训、设备数量不足且使用率较低、师资力量短缺等问题。解决的对策：一是增加数控实践教学设备的投入，二是组织学生进入岗位实习，三是理论课程与实践课程的设置，四是不断提升实践教学师资队伍质量。

【关键词】

中职学校；数控专业；实践教学；问题；对策

中职学校主要是为社会各岗位培养各种各样的技术型人才，这就要求中职学生必须要具备一定的实践能力，这样在其进入社会工作岗位之后才能够尽快适应以及满足岗位的具体要求。数控技术在我国生产制造行业有广泛的运用，该行业对人才的专业知识以及实践技能的要求较高，因此，中职学校在培养数控技术型人才时不仅要注重对学生专业知识的培养，更要强化学生实践能力的提升，做好数控专业的实践教学工作势在必行。

一、中职数控专业实践教学存在的问题

1、缺乏有效的实践技能训练

由于中职院校的数控方面的教学内容比较陈旧，再加上课程的设置不够合理，致使学生的基础理论知识不够扎实，对数控编程知识以及数控机床缺乏全面的了解。受学生理论基础知识的限制，其在实际操作的过程中，只能掌握一些数控机床方面的简单的操作，而对于数控自动编程、刀具的选择与刃磨、工装的选择和调试以及切削用量的具体选用等各个方面的专业技能训练则极其缺乏，这就使学生的操作水平只是处于一个较低的水平，很难满足未来工作岗位的需要。

2、中职学校数控实训设备的数量不足并且使用率较低

很多中职学校虽然开设了数控实践教学，但是其实训设备却极度缺乏，数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割机以及数控仿真等的数量均不能满足开展数控实践教学的需要。并且除了数控机床的使用次数较多之外，其他的数控设备通常会处在一种闲置状态之下。我国中职学校开设实践教学时一般是学，由于设备数量较少，通常会数人或者十几人同时使用一台机床，这不仅使实践教学的质量以及效率大大下降，同时还使车间管理的难度大大增加，使数控实践教学带有很大的危险性。在这种情况之下，学生对数控操作以及数控编程的掌握也不够扎实，这样其在参加资格考试时合格率就会大大降低，即使部分学生通过资格考试，含金量也比较低，这给学生将来的工作可能会带来很大的影响。

3、数控专业的师资力量短缺

在传统的教学模式下，数控专业多是以理论知识教学为主，在实施教学改革之后，部分数控专业的教师承担着理论教学与实践教学双重任务。数控专业师资力量的缺乏致使学生在实际操作的过程中没有比较专业的技术指导，致使学生实践训练的质量以及效率大大下降，这给学生实践技能的提升带来很大的影响。

二、提高中职数控专业实践教学质量的对策

1、增加数控实践教学设备的投入

各种数控教学设备是有效开展数控实践教学的基础性条件，要提高学生的数控技能必须要通过反复训练使学生掌握操作的基本技巧，因此，中职学校必须要加大数控专业实践教学设备的投入，使数控实践教学的场地以及各种实训设备在质量以及数量上均达到标准化的要求。保证数控设备的数量可以消除数人甚至十几人共用一台数控设备的现象，使学生均能够实施自主性操作，这样就可以使学生在自作的过程中不断提高自身的实践技能；而提高数控教学设备的质量主要是指中职学校要是对数控教学的设备配置进行及时的更新，各种教学设备要尽量体现出数控方面的最新技术，并及时淘汰各种技术比较落后的数控设备，这样学生所掌握的操作技术才能够和社会工作岗位的需要接轨，避免出现所学知识与社会需要脱节现象。

2、中职学校要组织学生进入岗位实习

针对数控专业实践教学，中职学校可以积极与一些比较优质的企业合作，并建立稳定的、高水平的校外实训操作基地，学生在掌握一定的操作技能的基础上通过岗位实训可以对具体岗位的具体要求有一个更加细致的了解，这样在其学习的过程中，实践教学的针对性也会不断增强。教师在选择实践教学的具体设备时，应该以小型的数控机床为教学的重点，并适当地选用一些比较高档的车床，但是不管是选择小型的数控机床还是选择一些比较高档的数控车床，其数控系统类型的选择上都是极其重要的，这主要是因为数控专业实践教学主要是围绕着数控系统的主要功能以及基本操作来展开的。数控专业实践教学中所选用的数控系统的功能必须要比较齐全，PLC指令以及T、M、G代码要丰富，宏指令以及固定循环的功能要比较强大，另外，可设置的补偿参数、系统参数以及轴参数也要比较丰富，并且可以支持全闭环、半闭环以及开环等各种控制方式，其系统要能够覆盖国内外的主要系统的大多数的功能。除此之外，数控专业实践教学所使用的数控系统最好要具备加工轨迹的三维图形动态显示以及仿真校验、二次开发的扩展接口以及局域网接口，这样才能够使学生掌握更加全面以及更加安全的操作技能以及数控编程技术。

3、优化数控理论课程与实践课程的设置

理论是指导实践的基础，中职学校要提高其数控实践教学的质量以及效率，首先应使学生掌握一定的数控理论操作知识，这样才能够为其更好地进行实践操作打下一定的基础。学生在掌握各种操作理论知识的基础上可以对数控机床的结构、性能以及工作原理等有一个全面的了解，这样才能够使其实践操作的针对性以及准确率不断增强，对培养学生的创新思维以及创新能力有很大帮助。同时，把数控理论知识教学和数控实践教学结合起来，还可以使学生通过实际操作来验证教材中的理论知识，有效避免理论与实践脱节现象的出现。

4、不断提升数控实践教学师资队伍的质量

中职学校要对数控实践教学的教师实施必须要的培训，加大师资队伍的培训力度以及培训投资，通过外出学习或者与其他学校进行交流等方式使实践教学的教师尽快掌握最新的数控技术以及相关操作技术，这样才能够使教师的数控技能不断得到提升，为更好地指导学生的实训教学提供必要的条件。同时，中职学校还可以引进一些先进的数控操作人才，对教师与学生进行必要的指导，不断壮大数控实践教学的师资队伍，使数控实践教学的质量以及效率得到同步提升。

三、结语

中职学校不仅要重视数控专业的理论知识教学，同时还要重视数控实践教学，对其实践教学质量及效率较低的原因进行分析，积极引进先进的教学设备以及教学经验，不断壮大实践教学的师资队伍，规范其教学行为，为学生能够更好地适应未来工作岗位的需要打下良好的基础。

【参考文献】

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【关键词】网络数控；Java语言；逐点比较法插补；仿真

网络数控系统（Network Numerical Control， NNC） 是以通讯和资源共享为手段， 以车间乃至企业内的制造设备的有机集成为目标， 支持 ISO-OSI 网络互联规范的自主数控系统。Java 语言是一种跨平台的面向对象语言， 它简单、可移植、与平台无关， 具有很强的安全性， 并可提供分布性、动态性的支持。同时， Java 还有丰富的类库， 使程序设计者可以很方便地建立自己的系统。为此， 本文采用了具有平立性的 Java 语言， 设计开发了网络数控加工仿真系统， 对数控加工过程进行仿真。

1 Java简介

Java平台由Java虚拟机（Java Virtual Machine，简称JVM）和Java 应用编程接口（Application Programming Interface，简称API）构成。Java 应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口，可分为基本部分和扩展部分。在硬件或操作系统平台上安装一个Java平台之后，Java应用程序就可运行。现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样Java程序可以只编译一次，就可以在各种系统中运行。

2 Java五大特点

（1）灵活简单。Java没有太高的语法和编程技术上的要求，且Java语言在集成功能程序方面也有着其他编程语言不可比拟的优势，因此常常被作为WEB开发的首选。

（2）Java具有面向对象编程语言的四种基本特征：封装性、多态性、继承性和动态联编。

（3）更好的可靠性和网络安全性。Java语言可以利用自带的机制，阻止其他恶意程序代码的攻击，并利用自带的安全预防机制对网络下载的包、类进行分析得以实现程序的运行。

（4）Java语言可并行操作。在Java的操作环境下，Thread类和Runnable接口的对象通过独特的编写方式和相关的类库等程序操作来创建一种特别的对象——线程。基于这样的编写方式和操作流程，Java语言具有更高的效率，能够多线程一同或者并行工作且互不影响。

（5）动态性。Java语言不仅可以在不影响操作程序的前提下，通过动态的编辑操作将类和包调入到运行的系统环境当中，还可以实时的对包和类进行调用和下载。

3 开发平台

（1）操作系统。系统选WindowsXP 为软件开发和运行的操作系统， 但采用 Java 语言开发， 具有平立性， 可以在任一操作系统下运行。

（2）开发工具。系统采用Borland公司开发的集成开发工具 Jbuilder9.0，该工具支持可视化编程和面向对象技术。客户通过builder的相关操作，可以得到所需的数据库表的Java类；实现各种各样电子商务平台的开发；结合运用Java语言开发动态WEB，实现图形模式窗口和线程并行操作。

4 关键技术的实现

4.1 仿真实时性的实现

仿真实时性要求仿真系统的运行满足一定的时间约束条件， 使控制仿真时间与机器时间满足规定的约束关系。为了实现加工过程的仿真实时性， 系统采用了多线程技术。多线程的支持是Java 的一大特点， 利用它实现了多个任务的并发执行， 提高了插补的运算速度， 有效地控制仿真时间， 解决了加工过程仿真的实时性问题。

4.2 动态仿真的实现

动画制作中最常用的是载入多幅图像， 按一定顺序依次显示， 形成动画。本文采用Java 语言自行绘制图形实现动画。

（1）调用sleep（） 方法

为了使连续显示的图像之间的时间间隔保持稳定， 调用sleep（） 方法实现延迟。在方法中， 可以设置延迟的时间。

（2）解决动画演示的过程中的闪烁问题

动画演示的过程， 就是屏幕不断刷新的过程， 但会产生令人烦恼的闪烁问题。为了解决闪烁问题， 本文采用的方法是在动画显示过程中， 首先定义构成动画的图像大小相同、位置相同， 然后利用缺省的paint模式， 使得图像连续显示过程中， 后面的图像完全覆盖前面的图像， 从而不必要清屏， 最后通过删除update（）方法中的清屏语句， 消除了动画闪烁。

5 数控插补（Interpolation）

所谓插补（Interpolation） 就是根据给定进给速度和给定轮廓线性的要求， 在轮廓的已知点之间， 确定一些中间点的算法。

本系统采用逐点比较法进行数控插补。

5.1逐点比较法直线插补

（1）偏差函数的构造。第一象限的直线插补原理图如图1所示，编程时给出要加工直线的起点和终点，若以直线的起点为原点，则终点坐标为E（Xe，Ye），点P（Xi，Yi）表示刀具的位置。

若点P恰好在直线上，则下式成立

Yi/Xi=Ye/Xe ，即Xi Ye-Yi Xe = 0

若点P恰好在直线上方，则

Yi/Xi>Ye/Xe ，即Xi Ye-Yi Xe >0

若点P恰好在直线下方，则

Yi/Xi

由上所述，可以取函数F=Xi Ye-Yi Xe作为偏差判别的一个函数，此函数称为偏差函数。由偏差函数F（Xi，Yi）的数值就可以判别当前点与直线的相对位置，即

当F（Xi，Yi）=0时，刀具在直线上；

当F（Xi，Yi）>0时，刀具在直线上方；

当F（Xi，Yi）

（2）偏差函数的递推计算。采用偏差函数的递推式，即由前一点计算后一点。若Fi≥0，沿+X方向走一步，则新的坐标和偏差为

Xi+1=Xi+1， Y i+1=Yi

F i+1=Xe Yi-（Xi+1）Ye=XeY-XiYe-Ye=Fi-Ye

若Fi≤0，沿+Y方向走一步，则新的坐标和偏差为

Xi+1=Xi， Y i+1=Yi+1

F i+1=Xe （Yi +1）-XiYe=Xe+XeYi-XiYe=Fi+Xe

（3）终点判别。刀具每进给一步，都要进行一次终点判别，若已经达到终点，插补运算停止，并发出停机或转换新程序段的信号，否则继续进行插补循环。

6 加工实例的仿真演示

采用中星数控机床厂的型号为CK6150的数控车床， 进行实例验证。利用开发的仿真系统， 对第一象限内的直线加工过程进行仿真， 仿真结果如图2 所示。

图2 直线加工仿真实例

7 结语

本文采用具有平立性的 Java 编程语言， 以Java Applet 应用程序为载体， 解决了仿真过程中的图像闪烁、声音载入等问题， 实现了仿真过程的实时性动态仿真， 完成了网络数控的二维加工仿真系统的开发。并在CK6150数控车床上， 对直线、圆弧加工过程进行试验验证， 仿真结果表明系统具有界面友好、计算速度快和平台可移植等优点， 具有一定的实用性和应用价值。

参考文献：

篇9

关键词：顺时针圆弧；逆时针圆弧；圆弧插补指令

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）10-0131-04

学生在学习数控机床编程技术时，对顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03很难理解，因而难以正确使用，更难灵活运用。多数教材对该内容叙述简单、分散。另外，部分教师的教学不够详细、深入，给学生正确理解并运用顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补指令造成了困难。怎样才能使学生正确理解并运用顺时针和逆时针圆弧插补指令于数控编程中，笔者在教学实践中对此作了探究。

正确理解和掌握数控编程基础知识

数控编程基础知识包括数控机床和工件的坐标系，尺寸字G、M、F、S、T功能等。

弄清数控机床坐标系的定义和规定 数控机床采用三维直角坐标系即右手笛卡尔坐标系。基本坐标轴为OX轴、OY轴、OZ轴（简称X轴、Y轴、Z轴），三坐标轴正交，其交点O就是坐标系原点，+X、+Y、+Z的方向如图1所示。

认清坐标轴正方向和右手各手指的关系 伸出右手，五指在同一掌平面，使拇指与食指等其余指垂直，再令中指和掌平面垂直，拇指的指向即是+X的方向，食指的指向即是+Y的方向，中指的指向即是+Z的方向。这就是右手笛卡尔坐标系，如图2所示。

遵守数控机床坐标系的各坐标轴正方向的规定 数控机床各坐标轴正方向，依右手笛卡尔直角坐标系，顺大拇指的指向对应为X轴的正方向，沿食指的指向对应为Y轴的正方向，中指的指向对应为Z轴的正方向。

知道圆周进给运动正方向和各坐标轴正方向的规定 围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴分别用A、B、C表示，圆周进给运动正方向和各坐标轴正方向的关系如图3所示。

明白右手螺旋定则的内容 伸出右手，五指在同一掌平面，先使拇指与其余指垂直，后把其余指自然弯曲成圆形，如图4所示。

弄清圆周进给运动正方向和各坐标轴正方向的关系 （1）右手握OX轴，拇指指向+X方向，食指和中指等的指向是圆周进给运动的+A方向。（2）右手握OY轴，拇指指向+Y方向，食指和中指等的指向是圆周进给运动的+B方向。（3）右手握OZ轴，拇指指向+Z方向，食指和中指等的指向是圆周进给运动的+C方向。

牢记数控机床的运动正方向的规定 无论数控机床是工件静止、刀具运动，还是工件运动、刀具静止，为便于数控编程，都规定：数控机床的运动，是刀具相对于静止的工件做进给切削的运动。Z轴作为平行于机床主轴的坐标轴，正方向为刀具远离工件的方向。X轴平行于装夹平面且垂直于机床主轴，取水平方向，刀具远离主轴方向为正方向。Y轴的正方向根据右手笛卡尔定律确定。旋转运动+A、+B、+C的方向，根据X、Y、Z轴正方向，按右手螺旋定则来确定。（1）对车床而言，Z轴与车床主轴轴线重合，沿着Z轴正方向移动将增大工件和刀具间的距离。X轴垂直于Z轴并平行于工件的装夹面，刀具沿X轴正方向移动将增大工件和刀具间的距离。Y轴、X轴和Z轴遵守右手笛卡儿坐标系。图5是前置刀架数控车床从上往下看的坐标系投影平面图。其+Y的方向是垂直平面向里，用圆内十字交叉表示；若+Y的方向是垂直平面向外，则用圆内小圆黑点表示，编程用这个坐标系。（2）对铣床而言，Z轴与主轴轴线重合，沿着Z轴正方向移动将增大工件和刀具间的距离，即刀具远离工件的方向为+Z方向。X轴垂直于Z轴，平行于工件的装夹面，如果为单立柱式铣床，面对装有刀具的主轴向立柱方向看，其左方为+X方向。Y轴与X轴和Z轴遵守右手笛卡尔坐标系，如图6所示。图7是立式铣床从上往下看的坐标系投影平面图，编程用这个坐标系。

区分加工圆弧时的

方向是顺时针还是逆时针

加工平面 是由任意两坐标轴构成的平面或投影平面。数控机床上加工平面为观察者迎着第三坐标轴的正方向所看到的平面。

加工方向判别方法 在加工平面内，根据其加工工件刀具运动时的移动方向是顺时针还是逆时针来区分。当观察者迎着第三坐标轴的正方向看加工平面，发现加工工件时，刀具是作顺时针回转移动，就是顺时针方向；反之，发现加工工件时，刀具是作逆时针回转移动，就是逆时针方向。

判断应用顺时针和逆时

针圆弧插补指令的方法

应用顺时针圆弧插补指令G02还是应用逆时针圆弧插补指令G03的判断方法是：在加工时，观察者迎着第三坐标轴的正方向看加工平面，刀具是作顺时针回转移动，就是顺时针圆弧插补，就使用G02指令；反之，若加工工件时，刀具是作逆时针回转移动，就是逆时针圆弧插补，就使用G03指令。

如加工图8所示的圆弧，圆弧的起点在刀尖处，终点在图上箭头尖端，用G02还是G03指令？这是由X和Z轴组成的XZ平面，Y轴正方向是垂直平面向里，就要迎着Y轴的正方向看这个平面，即从里往外看XZ平面的圆弧回转的方向是顺时针还是逆时针。显然，加工图8所示圆弧，刀具是顺时针回转，应该用G02顺时针圆弧插补指令。

篇10

Abstract： Numerically controlled machine tool is a combination of information technology and mechanism manufacture technology， and it represents the technological level and development trend of modern basic machinery. Numerically controlled machine tool industry develops rapidly in China in recent years， and there are nearly a hundred manufacturers at present. At the same time， there is a more prominent problem： the labor market appears to be in serious shortage of applied talents of numerical control technology， so the media constantly calls for "high salary fails to hire qualified numerical control technicians". Qualified numerical control technicians are skillful numerical control talents with "craft， programming， operation" knowledge. The author states some of his views about how to become a skillful programmer.

关键词： 数控；编程；技巧

Key words： numerical control；programming；skill

中图分类号：TP313 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）12-0033-02

1 具有扎实的基础知识

数控机床加工受控于程序指令，加工的全过程都是按程序指令自动进行的。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量，走刀路线，刀具尺寸以及机床的运动过程。我们要想熟练的掌握数控编程，首先必须了解数控机床的组成及工作原理，对数控机床的性能、特点、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法都要非常熟悉。其次要具有扎实的数学基础，例如在手工编程中要遇到一些复杂形状零件的基点的计算，可根据零件图样给定的尺寸，运用代数、三角函数、几何或解析几何的有关知识，直接求出数值。再次，数据结构、离散数学、计算机高级语言，编译原理，这些是计算机科学的基础，如果不掌握它们，很难写出高水平的程序。程序人人都会写，但当你发现写到一定程度很难提高的时候，就应该回过头来学学这些最基本的理论。同时，金属切削与刀具也是我们必须要掌握的基础知识，在实习的过程中，用相同的加工程序加工出来的零件表面粗糙度却有较大的差别，这主要是刀具的角度刃磨不合理，刀具的刃磨在数控加工中显得尤为重要。

2 丰富的想象力

不要拘泥于固定的思维方式，遇到问题时要多想几种解决问题的方案，试试别人从未想到的方法，丰富的想象力是建立在丰富的知识基础上，除计算机之外，多涉猎其它的学科，比如天文、地理、数学等等。开阔的思维对程序员来说很重要。

3 最简单的是最好的

这也许是所有科学都遵循的一条准则，简单的方法更容易被人理解，更容易实现，更容易维护。遇到问题时优先考虑最简单的方案，只有简单方案不能满足时再考虑复杂的方案。例如简单的外圆加工，我们就可以直接利用G01来实现，没必要用G71来加工。再例如在数控铣削加工中，如果要实现零件的粗精加工，可以将刀具的运动轨迹编制成子程序，通过改变刀具半径补偿值和调用子程序来加工。

4 不钻牛角尖

当你遇到障碍时，不妨暂时远离电脑，看看窗外的风景，听听轻音乐，和朋友聊聊天。当我编程遇到障碍的时候，我会暂时看会报纸或者杂志，让负责编程的那部分大脑细胞得到充分的休息。当重新开始工作的时候，我会发现那些难题会迎刃而解。

5 对答案的渴求

人类自然科学的发展史就是一个渴求得到答案的过程，即使只能得到答案的一小部分也值得我们去付出。只要你坚定信念，一定能找到答案，你才会付出精力去探索，即使最后没有得到答案，在过程中你也会学到很多东西。例如刚开始学习用宏程序加工椭圆，程序怎么也不运行，第二天重新仔细看了一遍，原来在三角函数的角度外面忘记加一个中括号。虽然我第一天没有把程序编制成功，但是我在这个过程中至少对变量的使用、控制语句加深了理解。当然在三角函数的角度上一定要加中括号这一点，使我牢记心中。

6 多与别人交流

三人行必有我师，也许和别人一次不经意的谈话中，就可以迸发出灵感的火花。多读读别人的程序，看看别人对问题的看法，会对你有很大启发。例如下图的加工实例，我就从别人的程序中学到了很好的编程思想和非常有用的见解，写出来大家共享。（图1）

尺寸为？准100x25mm的圆柱加工20个半径均为5.0mm的花边槽（仅编制铣削花边槽的程序）。（表1）

上面编写的普通程序综合运用了子程序的嵌套、旋转坐标系。每次加工完一个孔，然后将坐标系绕工件原点旋转18°，程序非常简洁。这又进一步拓宽了我的编程思路，向更高方向的发展迈进了一步。

7 良好的编程风格

注意养成良好的习惯，如程序中要使用程序段号、字与字之间要有空格、多写注释语句等，使程序清晰，便于阅读和修改。大家都知道如何排除代码中的错误，却往往忽视了对注释的排错。注释是程序的一个重要的组成部分，它可以使你的代码更容易理解，而如果代码已经清楚地表达了你的思想，就不必再加注释了，如果注释和代码不一致，那就更加糟糕。指令代码的格式严格按照语法来书写，变量的命名规则要始终一致。

总之，随着科学技术的飞速发展，数控机床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控机床的作用，我们需要在编程中掌握一定的技巧，编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格工件，同时能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控车床能安全、可靠、高效地工作。本文总结的一些具体结论适用于FANUC0i数控机床，但是它表现的编程思想具有普遍意义。要编制合理高效的加工程序，必须要熟悉所使用机床的程序语言并能加以灵活运用，了解机床的主要参数，深入分析零件的结构特点、材料特性及加工工艺等。

参考文献：

[1]荣瑞芳，关雄飞.数控加工工艺与编程.西安电子科技大学出版社，2006，8.

[2]陈红康，杜洪香.数控编程与加工.山东大学出版社，

2003，8.