数控编程论文范文

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编制程序前，程序编制者需了解所用数控机床的规格、性能，CNC系统所具备的功能及编程指令格式等。编制程序时，需先对零件图纸规定的技术特性、零件的几何开头尺寸及工艺要求进行分析，确定加工方法、加工路线和工艺参数，再进行数值计算获得刀位数据。然后钭工件的尺寸、刀具运动中心轨道、位移量、切削能数（主轴转速、刀具进给量、切削深度等）以及辅助功能（主轴正、反转，冷却液开、关等），按数控机床采用的指令代码及程序格式，编制出工件的数控加工程序。程序编制好之后，大都需要控制介质，常见的控制介质为穿孔纸带，还有磁盘，磁泡存储器等。通过控制介质将零件加工程序送入控制系统，或由面板通过人机对话将零件加工程序送入CNC控制系统，不仅免去了制备控制介质的繁琐工作，而且提高了程序信息传递的速度及可靠性。

6.1.2数控编程的内容与步骤

数控编程的主要内容包括：分析零件图纸，进行工艺处理，确定工艺过程；数学处理，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。数控编程一般分为以下几个步骤（见图6-1）：

1.分析零件图样，进行工艺处理地编程人员首先需对零件的图纸及技术要求详细的分析，明确加工的内容及要求。然后，需确定加工方案、加工工艺过程、加工路线、设计工夹具、选择刀具以主合理的切削用量等。工艺处理涉及的问题很多，数控编程人员要注意以下几点：

（1）确定加工方案根据零件的几何形状特点及技术要求，选择加工设备。此时应考虑数控机床使用的合理性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。

（2）正确地确定零件的装夹方法及选择夹具在数控加工中，应特别注意减少辅助时间，使用夹具要加快零件的定位和夹紧过程，夹具的结构大多比较简单。使用组合夹具有很大的优越性，生产准备周期短，标准件可以反复使用，经济效果好。另外，夹具本身应该便于在机床上安装，便于协调零件和机床坐标系的尺寸关系。

(3)合理地选择走刀路线应根据下面的要求选择走刀路线：1）保证零件的加工精度及表面粗糙度；2）取最佳路线，即尽量缩短走刀路线，养活空行程，提高生产率，并保证安全可靠；3）有利于数值计算，减少程序段和编程工作量。下面举例加以说明。

在精镗孔时，孔的位置精度要求较高，安排走刀路线时，必须避免将坐标轴的反向间隙误差带入，直接影响孔的位置精度。

切削轮廓零件时，刀具应沿工件的切向切入切出，避免径向切入切出，如果刀具径向切入，当切入后转向轮廓加工时要改变运动方向，此时切削力的大小和方向也将改变并且在工件表面有停留时间，工艺系统将产生弹性变形，在工作表面产生刀痕。如图6-2a，而切向切入和切出将得到良好的表面粗糙讳莫如深，如图6-2b。切削内、外圆时也应按照切向方向切入切出的原则安排走刀路线。

加工空间曲面时，走刀路线如果选择正确，可极大地提高生产率。例如：加工半椭圆柱面，如沿母线切削，见图6-3a，即每次走直线，刀位点计算简单，程序段少。而没直于轴线方向，见6-3b，切削为一组椭圆，数控机床一般只具有直线和圆弧插补功能，因此椭圆需用小直线段逼近，刀位点计算复杂，且程序段多。

（4）正确的选择对刀点数控编程时，正确地选择对刀点是很重要的。"对刀点"就是在数控加工时，刀具相对工件运动的起点，其选择也是从这一点开始执行，对刀点称为"程序原点"。编程时，应首先选择对刀点，其选择原则如下：1）选择对刀的位置（即程序的起点）应使骗程简单；2）对刀点在机床上容易找正，方便加工；3）加工过程便于检查；4）引起的加工误差小。

对刀点可以设在加工零件上或夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有确定的关系。为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件。可以取孔的中心作为对刀点。对鼠点不仅仅是程序的起点，而且往往又是程序的终点。因此在生产中，要考虑对刀的重复精度。对鼠时，应使对鼠点与鼠位点重合。所谓鼠位点，是指刀具的定位基准点。对立铣刀来说是球头刀的球心；对于车鼠是刀尖；对于钻头是钻尖；为了提高对刀精度可采用千分表或对鼠仪进行找正对刀。

在工艺处理中心须正确确定切削深度和宽度、主轴转速、进给速度等。切削参数具体数值应根据数控机床使用说明书、切削原理中规定的方法并结合实践经验加以确定。

（5）合理选择刀具数控编程时还需合理正确选择刀具。根据工件的材料性能、机床的加工能力、数控加工工序的类型、切削参数以及其它与加工有关的因素来选择刀具。对刀具的总要求是：安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好等。

2.数学处理根据零件的几何形状，确定走刀路线及数控系统的功能，计算出刀具运动的轨迹，得到刀位数据。数控系统一般都具有直线与圆弧插补功能。对于由直线、圆弧组成的较简单的平面零件，只需计算出零件轮廓的相领几何元素的交点或切点的坐标值，得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值。如果数控系统无刀补功能，还庆计算鼠具运动的中心轨迹。对于复杂的零件计算复杂，例如，对非圆曲线（如渐开线、阿基米德螺旋线等），需要用直线段或圆弧段逼近在满足中工精度的情况下，计算出曲线各节点的坐标值，对于自由曲线、自由曲面，组合曲面的计算更为复杂，其算法参见本书腾章节，一般需用计算杨计算，否则难以完成。

数控编程中误差处理亦是一重要问题，数控编程误差由三部分组面成：

（1）逼近误差似的方法逼近零件轮廓时产生的误差，又称呈次逼近误差，它出现在用直线段或圆弧段直接逼近轮廓的情况及由样条函数拟合曲线耐，此时亦称拟合误差。因所拟合误差往往难以确定。

（2）插补误差用样条函数拟合零件轮廓后，进行加工时，必须用直线或圆弧段作二次逼近，此时产生的误差亦称插补误差。其误差根据零件的加工精度要求确定。

（3）圆整误差编程中数据处理、脉冲当量转换、小数圆整时产生的误差对空虚误差的处理要注意否则会产生较大的累积意误差，从而导致编程误差增大，应采用合理的圆整化方法。

3.编写零件加工程序在完成上述工艺处理及数值计算后即可编写零件加工程序，按照规定的程序格式的编程指令，逐段写出零件加呀程序。

4．制备控制介质及输入程序过去大多数控机床程序的输入是通过穿孔纸带控制介质实现的。现在也可通控制面板可直接通迅的方法将程序输送到数控系统中。

5．程序检验及首件试切准备好的程序和纸带必须校验和试切削，才能正式加工。一般说来，纸带首先通过穿孔机的穿复校功能，检查穿孔是否有误。然后，将穿孔纸带上的信息输入到数控系统中进行空走刀检验。有数控机床上，过去试验的方法以笔代替刀具，坐标纸代替工件进行空运转画图，检查机床运动轨迹与动作的正确性。现在在具有图形显示屏幕的数控机床上，用显示走刀轨迹或模拟刀具和工件的切削过程的方法进行检查更为便。对于复杂的空间零件，则需使用石蜡、木件进行试切。首件试切不仅可查出程序是否有错误，还可知道加工精度是否符合要求。当发现错误时，或修改程序单或采取尺寸补偿等措施。近代，随着计算机科学的不断发展发展，可采用先进的数控加工仿真系统，对数控序进行检验。

6.1.3数控编程的标准与代码

为了数控机床的设计、制造、维护、使用以及推广的方便，经过多年的不断实践与发展，在数控编程中所使的输入代码、坐标位移指令、坐标系统命名、加工指令、辅助指令、主运动和进给速度指令、刀具指令及程序格式等都已制定了一系列的标准。但是，各生产厂家使用的代码、指令等不完全相同，编程时必须遵照使用的具体的机床编程手册中的规定。下面对数控加工中使用的有关标准及代码加以介绍。

1.穿孔纸带及代码穿孔纸带是数控机床上应用较广的输入介质。在纸带上利用穿孔的方式记录着零件加工程序的指令。国际上及我国广泛使用8单位的穿孔纸带。穿孔纸带的编码国际上采用ISO或EIA标准，两种代码的纸带规格按照EIARS-227标准制定。我国JB3050-82与其等效，标准穿孔带规格见图6-4，ISO及EIA代码见表6-1。

由代码表及纸带规格可知，纸带的每行（排）共有九列孔，其中一列小孔称为中导孔或同步孔，用来产生读带的同步控制信息。其余八列大孔组合来表示数字、字母或符号。有孔表示二进制的"1"无孔表示为"0"。在ISO标准中，代码由七位二进制数和一位偶校验位组成。每个代码其也的个数之和必须为偶数，即为偶校验，当某个代码的孔数为奇数时，就在该代码行的第八列上穿一孔，使其总数为偶数。EIA标准中，所有的代码的孔数必须为奇数，第五列孔用来补奇。数控机床的输入系统中有专门的奇偶校验电路。当输入的代码一旦违反ISO或EIA标准规定的奇、偶数时，控制系统即会发出错信息，并命令停机。

ISO标准代码为七位编码，而EIA为六位编码(不包括奇偶校验位)，因而ISO代码数比EIA我一倍。ISO代码规律性强，数字代码第五、六列有孔，字第七列的均有孔，符号第七列或第六列均有孔。这些规律对读带及数控系统的设计都带来方便。

2.数控机床坐标系命名为了保证数控机床的正确运动，避免工作不一致性，简化编程和便于培训编程人员，统一规定了数控顶床坐标轴的代码及其运动的正、负方向。根据ISO标准及我国JB3051-82标准，数控机床的坐标轴命名规定如下：机床的直线运动采用为笛卡尔直角坐标系，其坐标命名为X、Y、Z、，使用右手定律判定方向，如图6-5所示。右手的大拇指、食指和中指互相垂直时，则拇指的方向为X坐标轴的正方向，食指为Y示轴的正言向，中指为Z坐标轴的正方向。以X、Y、Z坐标轴线或以与X、Y、Z会标轴平行的坐标轴线为中中旋转的运动，分别称为A、B、C。A、B、C的正方向按右手螺旋定律确定。见图6-7，即当右手握紧螺丝时，拇指指向+X、+T、+Z轴正向时，则其余四指方向分别为+A、+B、+C轴的旋转方向。

Z坐标的运动传递切削力的主轴规定为Z坐标轴。对于铣床、镗床和攻丝机床来说，转动刀具的轴称为主轴。而车床、靡床等则以转动工件的称为主轴。如果，机床上有几个主轴百，则选其中一个与工件装夹基面垂直的轴为主轴。当朵床没有主轴时，则选垂直于工件装卡系。

X坐标的运动X坐标是水平的，它平行于工件的装卡面。在工件旋转的机床(如车床、磨床等)，取平行于横向滑座的方向(工件的径向)为X坐标。因此安装在横刀架(横进给台上的刀具离开工件旋转轴方向为X正方向上。对于刀具旋转的机麻烦(例如铣床、镗床)当Z轴为水平时，沿刀具主轴向工件的方向看，向右方向为X轴正方向。

Y坐标轴运动Y坐标轴垂直于X及Z坐标。按右手直角笛卡尔坐标系统判定其正方向。以上都是取增大工件和刀具远离工件的方向为正方向。例如钻、镗加工，切入工件的方向为Z坐标的负方向。

为了编程的方便，不论数控机床的具体结构是工件固定不动刀具移动，还是刀具固定不动工件移动，确定坐标系时，一律按照刀具相对于工件运动的情况。当实际刀具固定不动工件称动时，工件(相对于刀具)运动的直角坐标相应为X、Y、Z。但由珠二者是相对运动，尽管实际上是工件运动，仍以刀具相对运动X、Y、Z进行编程，结果是一样的。

除了X、Y、Z主要方向的直线运动外，还有其它的与之平行的上线运动，可分别命名为U、V、W坐标轴，称为第二坐标系。如果再有，可用P、Q、R表示。如果在旋转运动A、B、C之外，还有其它旋转运动，则可用D、E、F表示。

3.绝对坐标与增量坐标运动轨迹的坐标点以固定的坐标原点计量，称作绝对坐标。例如图6-8所示，A、B点的坐标皆以固定点。坐标原点计量，其坐标值为：XA=30，YA=40，XB=90，YB=95。运动轨迹的终点坐标值，以其起点计量的坐标称作增量坐标系(或相对坐相系)。常用代码表中的第二坐标系U、V、W分别与X、Y、Z平行且同向。图6-8B中B点是以起点A为原点建立的U、V坐标来计量的，终点B的增量坐标为：UB=60，VB=55。

6.1.4数控编程的指令代码

在数控编程中，使用G指令代码，M指令代码及F、S、T指令指令描述加工工艺过程和数控系统的运动特征。数控机床的启停、冷却液开关等辅助功能以及给出进给速度、主轴转速等。国际上广泛采用ISO-1056-1975E标准，国家机械工业部制要了与标准等效的JB3208-83标准用于数控编程中。其代码见表6-2及表6-3。

准备功能指令亦叫"G"指令。它是由勃母"G"和其后2位数字组成，从G00到G99(见表6-2)。该指令主要是命令数控机床进行何种运动，为控制系统的插补运算作好准备。所以一般它们都位于程序段中坐标数字指令的前面。常用的G指令有：

(1)G01-直线插补指令使机床进行两坐标(或三坐标)联动的运动，在各个平面内切削出任意余率的直线。

(2)G02、G03-圆弧插补指令G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆站指令。圆弧的顺、逆方向可按图6-9中给出的方向进行判断。即沿圆弧所在平面(YZ平面)的另一坐标的负方向(即-Y)看去，顺时针方向为G02，逆进针方向为G02，逆时针方向为G03。使用圆弧插补指令之前必须应用平面选择指令，指定圆弧插补的平面。

(3)G00--快速点定位指令它命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置。它只是快速定位，而无运动轨迹要求。

(4)G17、G18、G19-坐标平面选择指令G17指定零件进行XY平面上的加工，G18、G19分别为YZ、ZX平面上的加工。这些指令在进行圆弧插补，刀具补偿时必须使用。

表6-3辅助功能M代码

(5)G40、G41、G42-刀具半径补偿指令数控装置大都具有刀具半径补偿功能，为编程提供了方便。当铣削零件轮廓时，不需计算刀具中心运动轨迹。而只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上使用刀具拨码盘或键盘人工输入刀具半径，数控装置便以自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，只需手工输入改变后的刀具半径，而不修改已编好的序或纸带。在用同一把刀具进行粗、精加工时，设精加工余量为，则粗加工的补偿量为，而精加工的补偿量改为r即可。

G41和G42分别辊为左(右)偏刀具裣指令，即沿刀具前进方向看(假设工件不动)，刀具位于零件的左(右)侧时刀具半径补偿。

F40为刀具半径补偿撤消指令。使用该指令后使G41、G42指令无效。

(6)G90、G91--绝对坐标尺雨及增量坐标尺寸编程指令G90表示程序输入的坐标值按绝对坐标值取；G91表示程序段的坐标值按增量坐标值取。

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2项目教学法在数控车床编程中的应用

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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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所属课程名称：电器与可编程控制器

实验计划学时：1周

一、 实验目的

1、 巩固、熟悉PLC的基本工作原理和特点

2、 了解所使用的PLC（按实验室提供的设备）各种内部继电器的符号、编号和功能，并能通过查阅资料得到不同型号PLC的内部继电器符号和编号的制定及安排

3、 熟悉各种指令的功能和应用

4、 能设计较简单的功能和应用

二、 预习与参考

1、 查阅相关资料，了解实验用PLC的内部继电器符号和编号的制定及安排。

2、 查阅并了解该种PLC的指令系统。

3、 查阅并了解该种PLC的编程器使用方法

4、 按照设计题目要求，进行初步设计。

三、 实验（设计）要求和设计指标

1 画出PLC接线图

2 设计PLC梯形图和相应的助记符程序

3 调试程序，能实现设计题目规定的工艺过程和功能。

4 工艺过程要求：

4.1 三层电梯控制系统

4.1.7 当电梯在上升、下降途中，任何反方向的按钮均无效。

4.1.8 电梯内有开、关门按钮。

4.1.9 电梯有防夹人的光电开关和门没有完全关好不能开动的安全保护。

4.2 十字路通灯控制系统

两组交通灯时序图如下，关断电源后再启动则从头开始

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4.3 全自动洗衣机PLC控制系统

4.3.1 按下启动按扭及水位选择开关，按下启动开关

4.3.2 开始进水直到高（低）水位，关水

4.3.3 2秒后开始洗涤

4.3.5 如此循环5次，总共120秒后开始排水，排空后脱水10秒

4.3.6 开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍

4.3.7 清洗完成，报警3秒并自动停机（响0.5秒，停0.5秒）

4.3.8 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（需先排水）

4.4 饮料罐装生产流水线的PLC控制

4.4.1 系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作

4.4.2 当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警

4.4.3 用两个传感器和若干个加法器检测并记录满瓶数，一旦系统启动，必须记录满瓶数，设最多不超过99999999瓶

4.4.4 可以手动对计数值清零（复位）

四、 实验（设计）仪器设备和材料

PLC

按钮、开关

指示灯

五、 调试及结果测试

根据设计题目的要求，可先进行局部程序调试，局部调试完成后，全部程序联动。

观察联动运行效果是否符合题目的设计要求。

六、 考核形式

指导教师根据学生在整个集中实践过程中的表现、程序设计和调试的效果、实训报告的内容进行综合评定。成绩为：优（100~90分）、良（89~80分）、中（79~70分）、及格（69~60分）、不及格（59~0分）

七、 实验报告要求（实验之前，提供预习报告；实验之后，提供实验报告）

实验报告是实验工作小结，采用统一实验报告纸，应包括以下内容；

① 班别、姓名、合作者、组织、日期。

② 实验目的、任务。

③ 实验接线图、实验步骤合控制过程。

④ 对实验过程中出现的故障进行分析合排除的方法，并回答指导书提出的思考题。

每次实验每人独立写一份实验报告，要求文理通顺，简明扼要，字迹端正，图表清晰，分析合理，结论正确，按时交报告。

思考题

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一、前言

生活中，需要佩戴眼镜的人们不仅对眼镜外观有了一定程度讲究，更重要的是所佩戴眼镜感觉是否良好，这通常和眼镜架有着直接的关系。眼镜架的质量除了所用材料有关以外，跟眼镜架的模具设计与模具制造有着密切关系。论文参考，眼睛后模芯。现在的模具设计和制造都依赖着高级的CAD/CAM软件，一般程序是：工程图纸→三维造型→CAD模具设计→CAM数控编程→CNC自动加工。其中在模具设计和数控编程的两个环节尤其重要，模具设计的合理性以及数控加工时的工艺安排，直接影响到眼镜架的质量。本文就已经设计好的眼镜后模芯（如图1）在数控编程中边界的设定作一个分析。

二、数控编程时区域边界设定不合理对模具制造的影响

在模具企业制造过程中，数控编程师们往往编制好数控程序以后，就直接通过网络传输给机床操作技能人员，很少时间到制造现场去发觉编制程序对模具制造的影响，当模具配件在数控机床上加工完成以后，才发觉具有一些细小的问题时，通常都是由模具安装人员手工做一定的修补，这种现象既影响加工效率，同时也很难保证模具的质量，特别是类似眼镜架的精密产品，严重的影响到在市场上的销售。

数控加工的原理

机床上的刀具和工件间的相对运动，称为表面成形运动，简称成形运动或切削运动。数控加工是指数控机床按照数控程序所确定的轨迹（称为数控刀轨）进行表面成形运动，从而加工出产品的表面形状。论文参考，眼睛后模芯。

从切削的示意图中可以看出，数控编制程序的时候，加工范围需要一个合理的区域线，来控制刀具相对工件的切削运行。如果区域边界过大，刀具的行程越远，相反区域边界过小，不能满足加工的范围，所以在编制数控程序的时候，应该设计好合理的加工边界线来保证模具制造的质量。

眼睛架后模芯数控编程的刀具选用

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及加工范围等因素正确选用刀具。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。论文参考，眼睛后模芯。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。在进行自由曲面加工时而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，曲面的粗加工应选择平头刀。论文参考，眼睛后模芯。由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很密，故球头常用于曲面的精加工。眼睛架后模芯的分型面是一个较为复杂的曲面，表面精加工时应该选择球头的刀具，选择较小的行距，确保表面加工质量，分别是平头刀具和球头刀具。论文参考，眼睛后模芯。

眼镜架后模芯编程时边界设定的的不合理现象

由于对眼镜架后模芯的数控加工都是采用立式三轴数控机床，所以在MastercamX4编制数控程序时，需要考虑刀具都是垂直于工作台表面加工，在软件自动计算程序的时候，是按照刀具中心在控制边界线上自动生成NC程序，如图4(a)所示；如果所加工的曲面是一个斜度较大的曲面，还是以这个曲面的边界作为加工的区域，则就造成刀具无法完全加工到所要求加工的位置。论文参考，眼睛后模芯。这样加工完成后的后模芯还需要模具安装人员做一定的修挫，加工出来的后模芯不能保证眼镜架质量。

三、眼镜架后模芯编程时边界设定的正确方法

为了使刀具能完全加工出具有一定斜度或者扭曲的凸面工件，在编制数控程序时，设定的区域边界线在曲面边界的基础上偏距刀具半径距离，使刀具另一侧完全切削到具有曲面的工件，才能彻底加工到需要加工的位置，很多数控编程师都会因为这些细小问题而忽略了模具的质量，正确的边界设定方法如图5所示。

四、结束语

人们对生活中的日用品要求越来越高，要求具有很好的视觉感以外，还要具有很好质量来保证使用的寿命。各类CAD/CAM软件为设计师和工程师们提供了很大的帮助，但毕竟软件只是一个应用工具，熟练的运用软件和掌握使用技巧，才能更好设计和制造出人们所需要的理想产品。

参考文献

[1]欧阳刚．重型机械科技《曲面加工中的模型处理》．四川：中国期刊网来源刊．2000．

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1 自动编程技术的产生

自动编程（Automatic Programming）也称为计算机编程。将输入计算机的零件设计和加工信息转换称为数控装置能够读取和执行的指令（或信息）的过程就是自动编程。随着数控技术的发展，数控加工在机械制造业的应用日趋广泛，数控编程能力与生产不匹配的矛盾日益明显。随着计算机技术的逐步完善和发展，给数控技术带来了新的发展奇迹，其强大的计算功能，完善的图形处理能力都为数控编程的高效化、智能化提供了良好的开发平台。目前，CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式，其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得，推动数控机床系统自动化的进一步发展。

2 多轴数控机床加工的造型和编程

所谓多轴加工就是在原有三轴加工的基础上增加了旋转轴的加工.如4轴、5轴等。多轴加工一般不可能再用手工编程，多轴数控机床加工零件的复杂性，决定了编程必须采用CAM软件自动编程。经过几十年的发展，CAD/CAM技术在五轴联动、五面体加工等高端的应用也已经相当广泛，在中国，引进的有关CAD/CAM系统就有Cimatron，Delcam，Mastercam，UG，Solidege， Solid-works， Pro/Engineer等，国内自主品牌的CAD/CAM系统几乎只有北航海尔的CAXA系统。对于五轴加工，根据不同的加工对象，这些系统各有所长，比如说，在磨具制造的五轴加工方面，Delcam的Powermill功能在特征技术、后处理、干涉检查、加工循环和仿真切削等方面都比较强大，建筑工程论文操作使用方便。

3 数控加工编程软件PowerMILL

Delcam 是世界领先的专业 CAD/CAM 软件公司。PowerMILL是英国Delcam Plc公司出品的数控加工编程软件系统。PowerMILL功能强大，加工策略丰富，采用全新的中文WINDOWS用户界面，并且提供完善的加工策略。能够帮助用户产生最佳的加工方案，来提高加工效率，软件可以减少手工修整，快速产生粗、精加工路径，并且几乎能够在瞬间完成任何方案的修改和重新计算，因此缩短了85%的刀具路径计算时间，对2-5轴的数控加工包括刀柄、刀夹进行完整的干涉检查与排除。PowerMILL具有集成的加工实体仿真，方便用户在加工前了解整个加工过程及加工结果，节省加工时间。PowerMILL 中包含有多个全新的高效初加工策略，这些策略充分利用了最新的刀具设计技术，从而实现了侧刃切削或深度切削。PowerMILL 提供了多种高速精加工策略，如三维偏置、等高精加工和最佳等高精加工、螺旋等高精加工等策略。

4 典型零件多轴数控机床的加工

3）数控编程

根据预设的加工工艺路线完成各阶段数控编程，贴出加工表格截图。

4）数控程序后处理

输出零件的数控加工程序，并完成表1的工艺单编制。

5）将程序导入五轴加工中心，进行加工，加工结果如图7所示。

5 结语

从叶轮的数控编程和加工可以看出，采用自动编程技术，能够提高CAM 系统的使用效率 ；支持多轴加工，提升企业技术的应用水平；先进加工模拟，降低加工中心的试切成本；无过切与碰撞，排除加工事故的费用损失。多轴数控机床结构的复杂性，工艺设计的周密性，编程技术的复合性，机床操作的灵活性，决定了多轴数控机床应用的广泛性。

【参考文献】

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对职业院校《数控系统原理》课堂教学如何进行，本人进行了探索。在数控编程技术课程中实施行动导向教学,需要教师转变观念,从专业人才培养目标出发,确定学生对数控编程的能力培养目标,从而构建行动导向的知识模块。在总结过去教学方法的基础上,希望能不断创新,不断改进教学方法和手段,在教育过程中充分发挥学生的主体作用,通过多种方法有针对性地开展教学活动,充分调动学生的学习主动性、创造性,努力提高课堂教学效率。总结多年的教学实践，我有如下几点粗浅的体会

一、 活跃课堂气氛、变通讲述方法学好数控技术需要坚实的理论基础和丰富的实践经验，学生获得理论基础的主要途径是课堂教学。而数控技术本身是一门较为枯燥的学科，没有生动的事例可以讲解数控专业，也没有经典的故事可供引用，传统的灌输的方法极易使学生失去学习兴趣。如果教师有扎实的功底，同时教学过程中引入新的理念和方法，营造轻松活跃的课堂氛围，就可以使学生在课堂上始终保持高昂的情绪。例如：生动形象的比喻问题：刀具的补偿概念是数控编程技术中一个非常重要的概念，而学生对于刀具补偿概念的理解往往停留在表面上，好像知道了，但是应用时就往往出问题。归根结底还是对刀具补偿概念的理解深度上不够。 解决方法：例如在讲述刀具的半径补偿时可以利用生活中的例子做比喻让学生不但记住指令而且能够理解中国知网论文数据库。通过比喻不但使学生在思想上理解了刀具半径补偿的概念，而且由于更深入的理解也使得实际应用上更能灵活多变的使用刀具半径补偿功能提高加工效率。 小结：日常生活中有很多事例都可以被引入到数控教学中，教鞭、粉笔盒、钢笔、书本、讲台等都可以作为道具，同时数控系统、数控编程中的很多理论都可以采用计算机动画的方式进行演示。二、 实现实践教学与理论教学的融合实践教学与理论教学的整合并不是简单的教学合并数控专业，而是从知识体系上的融合，具体根据各个知识模块教学的需要，设计实践与理论融合的方式，以及融合的比例。例如有些课上实训后开始讲授理论，如讲授数控加工刀具时，直接在实训室进行，学生通过理论讲解并现场使用，马上就理解了原来难以理解的理论知识。实习教学是数控专业的一个重要环节,由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识,由于数控设备少,我们可先在普通设备上培训有关知识,避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床,等到相关知识准备好了,需要进行程序运行时才上数控机床,这就大大减少了数控机床的工作量,从而缓解了设备不足的压力。因此,我建议实习应按普通机床加工(如普车、普铣)→仿真模拟训练→数控机床操作三步进行,其中,普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不同材料,不同零件,采用何种工艺路线,及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培养学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培养学生对编程指令和机床面板的熟练程度,为在数控机床上的操作打下坚实的基础。避免因指令不熟而损坏数控设备。三、充分利用多媒体教学结合现有的教具进行多元化教学

在讲述数控编程时，我们都会给学生准备一些图纸让学生进行练习，而如果只用工件的图纸的话就不会有很好的效果。因为图纸毕竟不能完全的把零件的所有特点表达的非常的清楚，学生也很难理解所编写的程序的加工结果到底是个什么东西。如果我们在提供给学生图纸的同时也提供一个已加工的工件的话数控专业，效果就比较好了。对于初学编程的学生，需要将零件的图纸和零件结合起来，让学生了解到程序运行的结果就是这个工件了，即省了很多时间对零件的特点进行讲述，又把被动的讲述变成让学生主动的思考。使学生学会能够根据工件的实际特点确定加工方式，能根据工件的最后几何形状主动思考编程过程中存在的问题，并提出问题进行解决。虽然在这个过程中我们只提供了一个完整的工件，但看似简单的一个过程却将学生从被动接受的角色转换成主动思考的角度了。这一转换不但提高了学生学习的效率，而且使学生在学习中逐渐掌握了正确的 学习方法，而这一点才是最重要的。

四、师资队伍的建设,对数控教师进行再培养

教师是课程建设与组织教学实施的主体,其素质高低直接影响课堂教学目标的实现,而数控专业又是一门工程实践性的学科,且发展很快,对从事数控专业的教师而言,应既是知识的传播者,也是实践的示范者。目前,中等职业教育学校的专业教师,大多是从学校到学校,缺乏实践这一环节的训练,在动手能力的培养上还有待提高,同时,由于该专业的特点,在理论上还需加强专业学习,把教材钻深钻透中国知网论文数据库。因此,作为数控专业的教师必须加强“双师型”能力的培养。作到台上能讲,台下能做,理论联系实际,才能真正地把这一门课上好。而要做到这些,任课老师积极主动地投入学习,是十分重要的,但光有老师一方面的积极性是远远不够的,为了让老师尽快向双师型过渡,学校对教师的关心和培养,更为重要。学校应尽量为教师的理论提高创造必要条件,争取多让老师参加社会或高校的理论培训和学术交流,让教师能熟悉和了解数控技术的发展、动态和方向。及时掌握最新理论,在实践上,学校也应鼓励和支持教师积极参加实践操作,参加实习指导,为教师提高动手能力提供更多更方便的条件。双师型教师的培养将直接影响到数控人才的培养。 职业教育要以就业为导向，以服务生产第一线为目的。数控编程技术是一门应用性很强的实用技术数控专业，能够让学生扎实的掌握这门技术，并能够使用这门技术为生产制造服务，成为一名合格的现代高技能人才。是我们每一位老师的忠实的愿望。困则思变，只有在不断的变化和尝试中我们才能真正的做到传道、授业、解惑。随着机械制造业的发展和更多的新技术的出现，职业学校的老师必然面临着更多的考验，如何让学生掌握实用技术、技能，更有效地提高教学效率，是我们永恒的探讨主题。

参考文献

[1]顾华.数控加工与编程[M].北京：人民邮电出版社，2008

[2]钱东东.实用数控编程与操作[M]. 北京：北京大学出版社，2007

篇7

 

随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。

1　总体方案的确定

实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。

2　机械部分设计

微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。机械部分Solidworks虚拟制图如图1所示

图1 铣床的机械部分虚拟制图

2.1 机床总体传动方案的确定

本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。论文参考网。Z轴的进给也是通过电机带动丝杠，丝杠又与Z轴螺母传动来实现。主轴套与Z轴螺母相连，在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动。

2.2 设计计算部分

2.2.1 主轴的选取和校核

1）主轴选取

立式铣削切削力的计算:

由机械设计手册[1],对高速钢圆柱铣刀:

其参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取:

对圆柱铣刀逆加工:

主轴材料为 40Cr 钢取C=102

2）主轴校核

2.2.2 滚珠丝杠的选取

由最大动载荷Q值和导程P可以选择滚珠丝杠的型号为：CWM165-2.5-P3。

3机床控制部分设计

3.1系统硬件组成

经过分析，本三坐标数控系统决定采用单CPU结构(采用的控制PC机主频达到797MHz)。本三坐标数控铣床主要用于教学演示故对精度要求不是特别高，采用开环控制方式，用步进电机驱动输出，设计数控接口电路进行定时中断、脉冲输出以及其它开关量的输入输出。论文参考网。论文参考网。其数控系统硬件组成如图2所示[2－4]

3.1.1接口电路设计

本数控接口电路主要完成外部开关量的输入和步进电机的控制以及一些机床辅助功能的实现，性能优良、工作可靠。接口电路的结构如图3所示[5－6]。

3.1.2步进电机驱动器输出控制电路

为了输出脉冲去控制三个方向的步进电机，以及接收机床行程开关等开关量信号，在电路设计中设计了两片可编程接口芯片8255，可以对48点数字量进行I/O操作。但本微型数控铣床三坐标数控系统中仅用到了一片8255，另一片暂时未用，用于以后的功能扩展。使用的8255的 PA口、PB口、PC口均工作在基本输入输出方式。8255控制字格式如下：

D7：1，D6：0，D5：0，D4：0，D3：0，D2：0，D1：0，D0:0,

即控制字为80H

用Delphi编写CNC程序，初始化8255：

procedure TForm1.FormCreate(Sender: Object);

begin

asm

mov al,80H

mov dx,0213H

out dx,al

……

end；

在实时中断服务程序中，用8255经光电隔离向三个方向的步进电机驱动器输出控制信号，进而控制三个方向步进电机的运动，如图4所示。

4　结束语

型微型数控铣床具有体积小，价格低，功能完善，安全系数高，是三坐标驱动和生产型数控铣床工作原理相同，且具有开放的软硬件结构，基于以上的优点微型数控铣床将具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 邱宣怀．机械设计[M]．北京.高等教育出版社，1997：324-373

[2] 赵玉刚，宋现春．数控技术[M]．机械工业出版社，2003：200-206

[3] 赵国勇，赵玉刚，赵福玲等．基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究[J]．大连理工大学学报，2005,(1)：75-78

[4] 赵玉刚，王敏．基于IPC和Windows的激光加工CNC系统[J]．机电一体化，1999,(5)：24-27

[5] 郑学坚，周斌．微型计算机原理及应用[M]．清华大学出版社，2001：200-223

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关键词：CAD/CAM；Pro/ENGINEER；参数化；数控加工工艺；后置处理

The CAD/CAM For Plastic Moulds of Oil Can On Industrial

篇9

 

1 引言

数控机床一经设计，在装配、调试后便确定了一个固定的点，称为机床原点。与此建立了数控机床坐标系。编程人员编程时以工件上的某个基点作为编程零点,并以编程零点为原点建立一个编程坐标系。程序里的尺寸数据均以编程原点作为基准参考点。然而数控机床运行时是按机床坐标系的坐标而运行的,因此加工前,操作人员必须把编程原点转化为加工原点，即把编程坐标系原点在机床坐标系中的位置坐标告诉数控系统,建立加工坐标系。同时通过对刀确定各把刀具在各坐标轴上的偏置补偿值。

2 常见数控机床加工坐标系建立方法

数控系统一般采用2种方法来建立工件坐标系:(1)通过刀具起始点与工件零点的相对位置来确定工件在机床参考点坐标系中的位置,即G92指令方式；(2)通过找出工件零点与机床原点的相对距离,把这个相对距离作为零点偏置值输入到系统中,从而达到使工件在机床坐标系中有一个正确位置的目的,也就是G54～G59的方式。这里我们介绍G54～G59的对刀方法。

2.1数控车床的对刀

数控车床的数控功能和操作较为简单,一般多采用试切法对刀。如图1所示轴类工件,用四把刀对毛坯加工:用90°偏刀车外圆及右端面,用切断刀切槽,用圆弧车刀车外圆弧面,用螺纹刀车右端螺纹,最后用切断刀切断。为实现精确对刀,采用试切法对刀。选定90°偏刀(01号刀)作为基准刀, 刀尖移动到与工件坐标系的原点重合时(如果不能重合,推算出理论重合时的刀具在各坐标轴的机械坐标值)刀具在各坐标轴上的机械坐标值记录下来,加工前送入G54-G59程序中使用的那个坐标系设定指令下的(X-, Z-)寄存器中。对于基准刀,X、Z向补偿值为0,转位，选定02号刀,移到刚基准刀所在的位置，记下CRT上显示的X、Z坐标值, 由操作者在CRT/MD面板上用“刀具偏置”功能键输入至刀具补偿寄存器内,采用同样方法,设置其余两把刀具的偏置量。如下表。

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随着我国加入世界贸易组织及改革开放的进一步深入，中国已经成为世界制造业的大国，陈旧的制造设备正在被高精度、高效率、高柔性化的数控设备所取代，因此，制造业的竞争在一定程度上就是数控技术的竞争。数控技术的普及使企业急需大批的数控编程及操作人员，然而目前数控人才奇缺，特别是具备综合基本知识、能解决数控技术工程实际问题的人员更为奇缺。这严重地制约了数控设备的使用和利用率，影响了企业的竞争能力。因此，数控人才的培养已迫在眉睫。作为培养生产一线的数控人才的中职学校必须顺应这个历史潮流，利用这样一个大好的发展机遇，培养大批在生产一线从事数控加工编程、操作)Juar及设备的维修、维护等工作的技术技能型人才。

一、明确中职学校数控专业的培养目标，高度重视职业技能鉴定，严把质量关．

(一)中职学校数控专业的学生来源大部分是初中毕业生，入学前文化基础知识普遍较差，能力参差不齐，他们在数控机床的应用过程中，主要面临着操作、编程及维修(主要是维护)三大问题。因此，我们必须明确，中职学校数控专业培养目标应是熟练掌握数控机床的操作、编程及维护技术的生产一线的技术工人。

(二)职业技能鉴定是对操作者所具备的理论知识与技能水平的一个全面鉴别认证的过程，近年来，数控专业的职业资格证书已成为求职者的敲门砖和用人单位用工的首选。不可否认，我国的职业资格证书制度还不成熟，有待完善，虽然技能鉴定的通过率很高，但在知识与能力结构方面仍然不能真正地满足企业等用人单位的要求。因此，中职学校在追求职业资格证书达标率的同时，必须严把教学与实践质量关，真正做到名副其实。

二、注重基础知识、基本技能以及传统的金工实习，突出数控教学中的重点和难点内容。

我们知道，普通机床经过改造，加上数控系统和必要的电路、液压、气路等，便可成为数控机床，但其本质仍然属于机械加工范畴。因此，作为数控专业的操作人员，不仅要掌握数控编程、数控机床操作技能及其维护保养，还需掌握普通机床的基础知识和基本操作技能。目前，在数控专业的实习教学中存在着这样一种误区，认为随着机床数字化程度的不断提高，传统的车、铣、锻、磨、刨的金工实习的教学要求可以随之降低。例如刀具(车刀、铣刀等)的刃磨在普通金工教学中是非常重要且必须掌握的基本技能，如果数控专业的学生缺乏这种能力，绝对会发育不良。可以想象一下，如果数控机床的操作人员连刀具都不会刃磨、切削用量不会选择、制造工艺、安装和定位都不懂，他将如何操作数控机床加工出合格的产品?我认为，数控机床的实习最好安排在普通机床实习之后，实习

由于学生在普通机床上实习过，有一定的普通机床的基础，这样，教师在讲授数控机床的编程和加工特点时，可以和普通机床进行比较，分析它们的异同点，这会使得学生更容易理解，同时也可提高他们的学习积极性。目前，在国内的企业生产中以日本的法纳克(FANUc)和德国的西门子(sIE慨Ns)两种数控系统居多，学校的教学也有华中数控和广州数控等系统。不同厂家生产的数控机床在结构上有所不同，在教学中应强调这一点，并提出其共性部分的特征，以提高学生的适应性。在数控系统的基本操作中，要突出对刀、取刀补及程序录入的操作。因为对刀及取刀补的准确度直接影响到零件的加工精度，而加工程序又是数控机床得以运行的关键。在数控编程的教学中强调加工程序的工艺优化和保证加工精度的方法，选择最佳的切削参数。

对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。数控机床在加工前，要进行对刀。对刀的准确性决定了零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。通过指导学生数控实训发现，学生普遍有这种观点：数控机床的操作并不难，难就难在对刀。让学生掌握简便、实用、有效的对刀方法，是数控教学中的重中之重。

三、利用网络和仿真等软件组织教学，以期提高学生的学习积极性和主动性。

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我院在2010级数控技术专业毕业设计执行时采用上述模式，进行了数控技术专业毕业设计教学改革试点。试点选取30名数控技术专业毕业生进行，分为4组，根据学生综合能力高低每组题目各有差异。第一阶段，指导老师根据学生情况选题。在试点阶段，为了保质保量完成教改全过程，除风力推料机构为我院参加全省机械设计创新大赛机构难度较大外，其他的如装卸器，槽轮机构，大力神杯相对难度都较小。风力推料机构由15人分别完成叶轮加工，凸轮轴加工，齿轮加工，偏心轮加工，底板、推杆、料筒等部分加工，其余3项目共有15人完成。第二阶段，毕业设计学生根据设计任务进行造型、编程、加工、装配。本阶段，由指导老师指导学生完成料单上报，所需工装清单；院部进行材料的准备，并由数控实训中心提供相应的工装，机床；在不影响正常教学的前提下，毕业设计机构的加工我们主要安排在课余时间进行，如晚自习、周末。学生进行零件工艺设计、数据计算、造型、数控编程、数控加工；在整个加工过程中，老师指导学生选用合适的刀具、夹具、量具、切削用量保证零件的加工精度。最终各小组成员完成零部件加工后，进行装配。标准件：如轴承、螺钉、螺母、垫片由项目组统一购买；在装配过程中，出现问题，老师指导学生进行修正，直至完成机构装配达到预定目标。第三阶段，毕业设计资料整理完善。各小组成员根据自己完成的指定零件进行毕业设计资料整理，主要内容有零件图绘制，零件结构分析，工艺规程设计，各工序工装的选择，各工序切削用量的选择，数控加工程序的编制，毕业设计总结几个部分。本阶段不仅仅要对零件进行工艺设计，更重要的是提高工艺规程资料的填写、毕业设计文本资料的规范，通过本阶段的总结，真正实现毕业设计内涵的升华，使理论与实践相结合，为走上工作岗位做好铺垫。第四阶段，进行毕业设计答辩。在答辩过程中我们一改以往提问基础理论知识的模式，重点让学生陈述自己在机构加工过程中出现的问题，以及问题的解决方案，真正通过毕业设计让学生学会自己动脑、动手解决实际问题。图1为数控技术专业毕业设计教学改革实施流程图。

2毕业设计教改效果

通过2013届数控技术专业毕业生毕业设计教学改革试点后座谈，学生普遍反映收获颇丰，既巩固了原本所学的专业理论知识，同时又加强了数控编程、加工、装配等知识的学习，尤其对数控刀具、夹具、量具、切削用量这些知识理解更深刻，还教会了学生如何处理实际问题，如何独立解决问题，学生的积极性很高，效果很好。

篇12

0 引言

目前，着力发展以数控技术为核心的先进制造业已成为我国经济发展的重要战略，而数控PMC控制技术又是数控技术的关键技术之一，所以熟悉和掌握PMC控制技术，可以更好地进行数控机床的故障诊断与维修，解决实际应用中出现的问题和故障。

近几年，随着制造业的快速发展，企业对数控高技能复合型人才和数控维修人才的需求正逐年增加。为此很多学校都开设了课程数控PMC编程与调试。为了使学生更好地学习PMC控制技术，掌握经过调试验证的真实工程实例，在课程数控PMC编程与调试教学中实践“项目积分”教学法具有重要的意义。

1 PMC 的概念和功能

PMC（Programmable Machine Controller），就是内置于CNC、用来执行数控机床顺序控制操作的可编程机床控制器。

PMC的功能是对数控机床进行顺序控制。即按照事先确定的顺序或逻辑，对控制的每一个阶段依次进行的控制。对数控机床来说，“顺序控制”是以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停与换向、刀具的更换、工件的夹紧与松开、液压、冷却、系统的运行等进行的控制。“顺序控制”的信息主要是开关量信号。

PMC在数控机床上实现的功能主要包括工作方式控制、速度倍率控制、自动运行控制、手动运行控制、主轴控制、机床锁住控制、程序校验控制、硬件超程和急停控制、辅助电机控制、外部报警和操作信息控制等。

2 PMC 的信号和程序执行

常把数控机床分为“NC侧”和“MT侧”两大部分。“NC侧”包括CNC系统的硬件和软件，与CNC系统连接的外围设备如显示器，MDI面板等。“MT侧”则包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、、排屑等辅助装置、机床操作面板、继电器线路、机床强电线路等。PMC的信息交换是以PMC为中心，在CNC、PMC和MT三者之间进行信息交换。

PMC程序主要由两部分构成：第一级程序和第二级程序。第一级程序每隔8ms执行一次，主要编写急停、进给暂停等紧急动作控制程序。第一级程序必须以END1指令结束。即使不使用第一级程序，也必须编写END1指令，否则PMC程序无法正常执行。第二级程序每隔8€譶 ms执行一次，n为第二级程序的分割数。主要编写工作方式控制、速度倍率控制、自动运行控制、手动运行控制、主轴控制、机床锁住控制、程序校验控制、辅助电机控制、外部报警和操作信息控制等程序，其程序步数较多，PMC程序执行时间也较长。第二级程序必须以END2指令结束。

3 “项目积分”教学法简介

“项目积分”教学法是把庞大、复杂的项目按工作过程层层细分成一个个简单的子项目，在学习过程中，又层层组合成整个完整的项目。该方法先由繁化简，再由简积繁，符合学生学习的一般规律，便于短时间内掌握学习内容。（下转第208页）（上接第179页）

4 “项目积分”教学法在课程数控PMC编程与调试中的应用

课程数控PMC编程与调试中的项目内容全部为经过调试验证的真实工程实例，便于学习者更好地掌握实践技能，满足企业实际需要。但是由于完整的数控PMC控制项目庞大且复杂，老师教学和学生学习若采用常规方法都非常麻烦，效果也不理想。为了便于老师教学，使学生更好地掌握PMC控制技术，在课程数控PMC编程与调试教学中应用“项目积分”教学法具有重要的意义。

在课程数控PMC编程与调试进行“项目积分”教学法的应用中，是以配置有FANUC 0i Mate-MD系统和标准机床操作面板的KX-MK-001型多功能数控综合实训系统为平台，将其整个庞大、复杂的PMC控制项目按其实现功能分解成各个一级子项目，安排在各章中；再在每章中把一级子项目分解成多个二级子项目，融合在项目案例、拓展实训和课后实训题当中；然后在项目案例和拓展实训中，把较复杂的二级子项目按控制流程分解成多个三级子项目；最后在三级子项目的分析中，把较复杂的三级子项目再细分成多个四级子项目。这样经过项目的多次分解，一个庞大、复杂的项目变成了一个个简单的四级子项目。当学生按照每章的内容学习时，先逐个学习各个简单的四级子项目，学完之后，自然地完成三级子项目的积分，依次类推，当各一级子项目都学完了，又完成整个完整的控制项目的积分。

在课程数控PMC编程与调试进行“项目积分”教学法的具体实践中，首先按其实现功能分解为工作方式PMC控制、速度倍率PMC控制、自动运行PMC控制、主轴PMC控制、机床锁住PMC控制、程序校验PMC控制、硬件超程和急停PMC控制、辅助电机PMC控制、外部报警和操作信息PMC控制共十个一级子项目；以一级子项目主轴PMC控制为例，其再分解为主轴M指令PMC控制、主轴手动操作PMC控制、主轴M00和M01指令PMC控制、主轴S指令PMC控制共四个二级子项目；以二级子项目主轴M指令PMC控制为例，其又分解成准备就绪PMC控制、主轴停止解除PMC控制、M指令译码PMC控制、主轴正反转M指令PMC控制、主轴停止M05指令PMC控制和主轴M指令执行结束PMC控制共六个三级子项目；以三级子项目主轴正反转M指令PMC控制为例，其又分解为主轴启动条件满足PMC控制、主轴正转M03指令PMC控制和主轴反转M04指令PMC控制共三个四级子项目。这样经过项目的多次分解，整个数控PMC控制项目变成了一个个简单的四级子项目。

在课程数控PMC编程与调试的学习过程中，学生先逐个学习简单的四级子项目主轴启动条件满足PMC控制、主轴正转M03指令PMC控制和主轴反转M04指令PMC控制，学完之后，自然地完成三级子项目主轴正反转M指令PMC控制的积分；当三级子项目准备就绪PMC控制、主轴停止解除PMC控制、M指令译码PMC控制、主轴正反转M指令PMC控制、主轴停止M05指令PMC控制和主轴M指令执行结束PMC控制都学完了，自然地完成二级子项目主轴M指令PMC控制的积分；当二级子项目主轴M指令PMC控制、主轴手动操作PMC控制、主轴M00和M01指令PMC控制和主轴S指令PMC控制都学完了，自然地完成一级子项目主轴PMC控制的积分；当一级子项目工作方式PMC控制、速度倍率PMC控制、自动运行PMC控制、主轴PMC控制、机床锁住PMC控制、程序校验PMC控制、硬件超程和急停PMC控制、辅助电机PMC控制、外部报警和操作信息PMC控制都学完了，又完成整个数控PMC控制项目的积分。

5 结束语