数控车理论教案.docx
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数控车理论教案.docx
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数控车理论教案
数控车削与编程
项
目
教
学
仿
真
教
案
授课教师:
周天平
项目一:
数控车床工件坐标系
学时2
课目、课题
数控车床工件坐标系
教学内容
1、数控车床工件坐标系的规定。
2、绝对坐标与相对坐标及混合坐标。
教学目标
知识与技能
通过学习数控车床工件坐标系,让学生了解数控车床工件坐标系的组成与规定,学会计算工件上各基点的绝对坐标与相对坐标。
过程与方法
借助数控车床实物,介绍数控车床工件坐标系的组成及规定,通过基本概念学习,让学生知晓绝对坐标与相对坐标,再通过举例,使学生学会计算工件上各基点的绝对坐标与相对坐标。
情感、态度、价值观
通过数控车床介绍工件坐标系的组成及规定,培养学生观察问题的能力及感性认识的能力。
重 点
难 点
教学重点:
工件上各基点绝对坐标与相对坐标的计算。
教学难点:
绝对坐标与相对坐标的概念的理解。
教学场地、设备、材料准备:
数控车床
教学方法
理实一体化
教学过程
复习提问:
在数学中,我们学习了平面直角坐标系,请问:
平面直角坐标系是如何组成的?
建立平面直角坐标系之后,平面中的任何一点都可以用什么来表示?
导入新课:
一个零件上也有若干个点,不同的位置不同,如何从量的方面区别点的不同呢?
是否也可以用坐标来表示呢?
需要建立一个什么样的坐标系呢?
它和中学数学里讲的平面直角坐标系相同吗?
这就是本节课我们要学习的内容。
(教师引导并设疑,学生思考)
数控车床工件坐标系
一、数控车床工件坐标系
1、工件坐标系
是指工件坐标系也称编程坐标系,是编程人员在编程时设定的坐标系。
2、工件坐标系的规定
数控车床坐标系由X轴、Z轴及编程原点组成。
其中,Z轴指的是主轴的回转轴所
在的直线,指向尾座的方向为Z正方向;X轴指的是与横向滑板平行且垂直于Z轴,刀具远离主轴中心的方向为X轴正方向。
如图
(教师在数控车床边讲解)
3、编程原点
编程原点通常设置在工件右端面的中心上,如上图。
二、绝对坐标、相对坐标及混合坐标
1、绝对坐标(X、Z)
指的是零件图上每一点的坐标都是相对于编程原点计算的。
2、相对坐标(U、W)
指的是零件图上每一点的坐标都是相对于它前一点计算的。
相对坐标又称为增量坐标。
3、混合坐标(X、W或U、Z)
指的是零件图上某一点的坐标中,X坐标为绝对坐标,Z坐标为相对坐标或X坐标为相对坐标,Z坐标为绝对坐标。
三、举例
请计算下列零件图中从A点至E点的绝对坐标,相对坐标。
解:
A点至E点的绝对坐标、相对坐标如下
基 点
绝对坐标
相对坐标
X
Z
U
W
O
0
0
A
8
0
8
0
B
10
-1
2
-1
C
10
-10
0
-9
D
15
-10
5
0
E
15
-25
0
-15
(教师讲解、课件演示)
请计算上面零件图中从F点至J点的绝对坐标,相对坐标。
基 点
绝对坐标
相对坐标
X
Z
U
W
F
25
-30
10
-5
G
25
-45
0
-15
H
35
-60
10
-15
I
40
-60
5
0
J
40
-75
0
-15
(教师指导,学生板演)
课堂小结
今天,我们一起学习了数控车床坐标系,了解了数控车床坐标系的组成,掌握了绝对坐
标与相对坐标,重点是学会如何计算零件图中各基点的绝对坐标与相对坐标。
(教师小结、学生思考)
作 业
列表计算下列零件图中各基点的绝对坐标及相对坐标
项目二:
FANUCoi系统数控车床操作面板
学时2
课目、课题
FANUC oi系统数控车床操作面板
教学目的和教学要求
教学目的:
通过讲解与演示使学生熟悉掌握数控车床操作面板的结构,掌握各主要按钮的功能及使用方法。
重 点
难 点
教学重点:
数控车床操作面板的结构。
教学难点:
数控车床操作面板各主要按钮的功能及使用方法。
教学场地、设备、材料准备:
数控仿真教室,仿真软件,数控车床。
教学方法
教师讲解与演示相结合,采用演示、指导、练习、目标完成的方法教学。
教材分析
本次教学内容是对数控车床的操作系统面板进行讲解,为后续的教学、学生编程练习、实训打下基础,是对数控车床操作的入门学习。
教学过程
复习、提问:
1、同学们见到的普通车床与数控车床有什么不同?
2、我们学习过的普通车床有没有操作系统?
[学生回答问题,教师进行小结。
]
教学引入:
结合复习提问及所见到的FANUC数控车床的操作系统面板引入到本次教学中。
课题:
FANUC oi系统数控车床操作面板
FANUC oi系统数控车操作面板见图2-1,它由CRT显示屏和MDI键盘两部分组成。
一、CRT显示屏及软件区
CRT显示屏是人机对话的窗口。
见图2-2(a),可以显示车床的各种参数和状态,主要用来显示当前坐标位置、工作方式、程序、图形、刀具补偿值、报警信号、自诊断结果等。
CRT显示屏下方有软件操作区,共7个,见图2-2(b),用于各种CRT画面的选择。
其中,软键
和
为拓展键,用于显示下一级菜单。
介绍图2-2 CRT显示屏及软件区
图2-3 MDI键盘
(教师利用数控仿真软件进行教学)
二、MDI键盘
MDI键盘,见图2-3,它由字母键、数字键、功能按钮等组成。
主要用于数控程序、参数、机床指令的输入及系统功能的选择。
各功能键的功能如表2-1
介绍表2-1 FANUC oi系统数控车操作面板各功能键及作用
(教师利用数控仿真软件进行教学)
三、学生练习
(教师指导、解答)
四、教师小结
作 业
课后作业:
温习本次所学内容,熟悉数控系统面板,
完成课后习题。
项目二:
FANUCoi系统数控车床操作面板
学时2
课目、课题
FANUC oi系统数控车床操作面板
教学目的和教学要求
教学目的:
通过讲解与演示使学生熟悉掌握数控车床操作面板的结构,掌握各主要按钮的功能及使用方法。
重 点
难 点
教学重点:
数控车床操作面板的结构。
教学难点:
数控车床操作面板各主要按钮的功能及使用方法。
教学场地、设备、材料准备:
数控仿真教室,仿真软件,数控车床。
教学方法
教师讲解与演示相结合,采用演示、指导、练习、目标完成的方法教学。
教材分析
本次教学内容是对数控车床的操作系统面板进行讲解,为后续的教学、学生编程练习、实训打下基础,是对数控车床操作的入门学习。
教学过程
复习、提问:
1、同学们见到的普通车床与数控车床有什么不同?
2、我们学习过的普通车床有没有操作系统?
[学生回答问题,教师进行小结。
]
教学引入:
结合复习提问及所见到的FANUC数控车床的操作系统面板引入到本次教学中。
课题:
FANUC oi系统数控车床操作面板
FANUC oi系统数控车操作面板见图2-1,它由CRT显示屏和MDI键盘两部分组成。
一、CRT显示屏及软件区
CRT显示屏是人机对话的窗口。
见图2-2(a),可以显示车床的各种参数和状态,主要用来显示当前坐标位置、工作方式、程序、图形、刀具补偿值、报警信号、自诊断结果等。
CRT显示屏下方有软件操作区,共7个,见图2-2(b),用于各种CRT画面的选择。
其中,软键
和
为拓展键,用于显示下一级菜单。
介绍图2-2 CRT显示屏及软件区
图2-3 MDI键盘
(教师利用数控仿真软件进行教学)
二、MDI键盘
MDI键盘,见图2-3,它由字母键、数字键、功能按钮等组成。
主要用于数控程序、参数、机床指令的输入及系统功能的选择。
各功能键的功能如表2-1
介绍表2-1 FANUC oi系统数控车操作面板各功能键及作用
(教师利用数控仿真软件进行教学)
三、学生练习
(教师指导、解答)
四、教师小结
作 业
课后作业:
温习本次所学内容,熟悉数控系统面板,
完成课后习题。
项目四:
快速定位G00、直线插补G01指令的编程
学时2
课目、课题
快速定位G00、直线插补G01指令的编程
教学目的
和
教学要求
教学目的:
1、掌握G00、G01指令的编程格式及特点
2、掌握简单形面的程序设计思想和方法
重 点
难 点
教学重点:
G00,G01指令的格式及应用方法。
教学难点:
1、插补原理
2、绝对坐标方式编程,相对坐标方式编程,混合编程这三种编程的应用
教具准备
计算机投影仪、仿真软件
教学方法
绘图、仿真讲解
教学过程
复习提问
前几节课我们学习了数控车床的基础理论知识,并简单介绍了几种编程的常用指令,下面请同学们回答:
G00,G01指令有什么作用?
教学引入
同学们回答得很好,很正确。
那么,大家知道G00、G01指令是如何进行编程的呢?
本节课,我将和同学们一起探讨这个问题。
课题:
快速定位G00、直线插补G01指令的编程
一、快速定位G00
提问:
同学们阅读教材,回答G01指令的定义
1、定义
G00指令是在工作坐标系中以快速移动快速刀具到达指令指定的位置。
强调:
G00指令是快速移动,不受其它速度指令的控制
2、指令格式:
G00 X(U)_Z(W)_;
解释:
X、Z:
绝对编程时使用的坐标
U、W:
相对编程时使用的坐标
3、G00指令的应用
要求:
学生先阅读,再由学生朗读
板书
(1)一般用于加工前的快速定位或加工后的快速退刀;
(2)G00指令不能在地址F中规定,应由面板上的快速修调按钮修正;
(3)执行G00指令时,刀具轨迹不一定是直线;
(4)G00为模态功能。
提问:
请同学们回答一个前面学过的知识点:
模态指令与非模态指令的区别。
4、举例讲解G00在三种编程中的应用
如图所示,要求刀尖从A点移动到B点,再从B点移动到F点。
G00的编程方式
(1) 绝对坐标方式程序
当用绝对值编程时,X、Z后面的数值是目标位置在工件坐标系的坐标。
G00 X80 Z60;
X18 Z2;
X42 Z-36;
(2) 相对坐标方式程序
当用相对值编程时,U、W后面的数值则是现在点与目标点之间的距离与方向
G00 X80 Z60;
U42 W-58;
U24 W-38;
(3) 混合编程程序
G00 X80 Z60;
U42 W-58;
X42 Z-36;
因为X轴和Z轴的进给速率不同,因此机床执行快速运动指令时两轴的合成运动轨迹不一定是直线,因此在使用G00指令时,一定要注意避免刀具和工件及夹具发生碰撞。
如果忽略这一点,就容易发生碰撞,而快速运动状态下的碰撞就更加危险。
二、 直线插补G01
提问:
同学们阅读教材,回答G01指令的定义
1、定义:
G01指令使刀具以一定的进给速度,从所在点出发,直线移动到目标点。
强调:
G01指令是直线运动指令,受进给速度的控制。
2、指令格式:
G01X(U)_Z(W)_F ;
解释:
X、U、Z、W的应用同G00指令格式中的相同
F:
进给速度。
在程序中一直有效直到指定新值。
有两种表示方法:
①每分钟进给量(mm/min);
②每转进给量(mm/r)
3、 插补原理
提问:
阅读课文,回答什么是插补原理
定义:
数控系统根据给定的直线、圆弧(曲线)函数,在理想的轨迹上的已知点之间,进行数据点密化,确定一些中间点的方法,称为插补。
4、G01在三种编程中的应用
如图要求刀尖从B点移动到C点,再从C点移动到D点。
G01功能应用
(1) 绝对坐标方式程序
G00 X18 Z2;
G01 X18 Z-15 F0.35;
X30 Z-26;
(2) 相对坐标方式程序
G00 X18 Z2;
G01 U0 W-17 F0.35;
U12 W-11 ;
(3) 混合编程程序
G00 X18 Z2;
G01 U0 W-17 F0.35;
X30 Z-26;
思考:
G00、G01指令都是直线运动,它们有什么不同之处?
四、练习
五、教师针对本次教学进行小结
1、G00的指令格式G00 X(U)_Z(W)_
G01的指令格式G01X(U)_Z(W)_
2、理解插补原理,并能够用该原理解释刀具的走刀路径
3、用G00、G01对简单图形做绝对坐标方式编程,相对坐标方式编程,混合编程
作 业
六、课后作业:
完成教材中本章节的所有习题。
要求
1、 G01指令除了可以做直线运动,倒角之外,还有一个功能,就是车槽,请同学们用G01做一个车槽的编程
2、 用绝对坐标,相对坐标,混合编程三种方式编程
项目五:
圆弧插补指令G02/G03
课目、课题
圆弧插补指令G02/G03
教学目的
和
教学要求
学会G02/G03插补方向的判别,理解R的含义及正负的确定,并会用G02/G03编程
熟记圆弧插补指令;
学完该知识点后,会灵活应用。
教 学
重 点
难 点
掌握G02/G03格式及应用;
学会怎样判断顺时针、逆时针圆弧。
灵活应用圆弧插补指令的编程方法。
教学场地、设备、材料准备:
数控仿真教室。
教学方法
教师讲解与演示相结合,采用演示、举例、练习、目标完成的方法教学。
教材分析
本次教学内容是带有圆弧的编程与加工的指令G02/G03,此部分内容为数控编程重点内容,学习本次内容,完成对带有 圆弧的零件进行编程加工,达到教学目标。
教学课时
二课时
教学过程
导入新课
以零件展示、设问、放映录像导入新课,展示的零件外形是圆弧连接的,例如图1,视频演示图一的加工过程。
象这样的圆弧外形我们用什么指令来加工呢?
这就要用到今天我们所要学习的圆弧插补G02/G03。
一 圆弧插补指令G02/G03
定义:
命令刀具在指定平面内按给定的进给速度F做圆弧运动,切削出圆弧轮廓。
顺、逆圆弧的判别
规定:
在刀架后置的数控车床上,迎着Y轴箭头方向看,顺时针用G02,逆时针用G03,对于前置刀架相反。
格式:
G02 /G03 X(U) Z(W) R F
说明:
G02:
顺时针圆弧插补。
G03:
逆时针圆弧插补
X,Z:
绝对坐标编程时,圆弧终点在工件坐标系中的坐标值;
U,W:
增量编程时,圆弧终点相对于起点的增量坐标;
R:
圆弧半径;
F:
加工圆弧时的进给速度;
注意:
α≤180° 用+R;360°>α>180° 用-R。
教学过程
G03:
逆时针圆弧插补
X,Z:
绝对坐标编程时,圆弧终点在工件坐标系中的坐标值;
U,W:
增量编程时,圆弧终点相对于起点的增量坐标;
R:
圆弧半径;
F:
加工圆弧时的进给速度;
注意:
α≤180° 用+R;360°>α>180° 用-R。
二 例题讲解
如下图用圆弧插补指令编程,毛坯直径:
20mm,只编精加工轮廓。
并演示加工过程。
O1234 (程序名)
N10 T0101; (外圆车刀 )
N20 M03S600; (主轴转速600)
N30 G00X20.Z2.; (点定位)
N40 G00X0; (X向到达起点)
N50 G01Z0F0.2; (Z向到达起点)
N60 G03X12.Z-6.R6.; (车R6圆弧)
N70 G02X15.02Z-41.R100.; (车R100圆弧)
N80 G03X18.Z-60.R160.; (车R160圆弧)
N90 G01Z-65.; (车圆柱面至Z向-65)
N100 G00X100.; (X向回换刀点)
N110 Z100.; (Z向回换刀点)
N120 M05; (主轴停止)
N130 M30; (程序结束)
本节课我们学习了圆弧插补指令G02/G03,我们回忆一下,一共有这么几点需要我们注意:
1、 顺、逆圆弧的判别方法,
2、 圆弧终点坐标,
3、 G02/G03编程应用。
三 课堂练习:
结合G02/G03指令,编制如下图的精加工程序,毛坯直径:
20mm,并在仿真系统上模拟加工过程。
O1234 (程序名)
N10 T0101; (外圆车刀 )
N20 M03 S600; (主轴转速600)
N30 G00X22.Z2.; (点定位)
N40 G00X0; (X向到达起点)
N50 G01Z0F0.2; (Z向到达起点)
N60 G03X10.Z-5.R5.; (车R5半圆弧)
N70 G01Z-12.; (车圆柱面至Z-12)
N80 G02X18.Z-16.R4.; (车R4圆弧)
N90 G01Z-20.; (车圆柱面至Z-20)
N100 G02X18. Z-48.R50.; (车R50圆弧)
N110 G01Z-52.; (车圆柱面至Z-52)
N120 G00X100.; (X向回换刀点)
N130 Z100.; (Z向回换刀点)
N140 M05; (主轴停止)
N150 M30; (程序结束))
作 业
结合G02/G03指令,编制课后习题的加工程序。
项目五:
圆弧插补指令G02/G03
课目、课题
圆弧插补指令G02/G03
教学目的
和
教学要求
学会G02/G03插补方向的判别,理解R的含义及正负的确定,并会用G02/G03编程
熟记圆弧插补指令;
学完该知识点后,会灵活应用。
教 学
重 点
难 点
掌握G02/G03格式及应用;
学会怎样判断顺时针、逆时针圆弧。
灵活应用圆弧插补指令的编程方法。
教学场地、设备、材料准备:
数控仿真教室。
教学方法
教师讲解与演示相结合,采用演示、举例、练习、目标完成的方法教学。
教材分析
本次教学内容是带有圆弧的编程与加工的指令G02/G03,此部分内容为数控编程重点内容,学习本次内容,完成对带有 圆弧的零件进行编程加工,达到教学目标。
教学课时
二课时
教学过程
导入新课
以零件展示、设问、放映录像导入新课,展示的零件外形是圆弧连接的,例如图1,视频演示图一的加工过程。
象这样的圆弧外形我们用什么指令来加工呢?
这就要用到今天我们所要学习的圆弧插补G02/G03。
一 圆弧插补指令G02/G03
定义:
命令刀具在指定平面内按给定的进给速度F做圆弧运动,切削出圆弧轮廓。
顺、逆圆弧的判别
规定:
在刀架后置的数控车床上,迎着Y轴箭头方向看,顺时针用G02,逆时针用G03,对于前置刀架相反。
格式:
G02 /G03 X(U) Z(W) R F
说明:
G02:
顺时针圆弧插补。
G03:
逆时针圆弧插补
X,Z:
绝对坐标编程时,圆弧终点在工件坐标系中的坐标值;
U,W:
增量编程时,圆弧终点相对于起点的增量坐标;
R:
圆弧半径;
F:
加工圆弧时的进给速度;
注意:
α≤180° 用+R;360°>α>180° 用-R。
教学过程
G03:
逆时针圆弧插补
X,Z:
绝对坐标编程时,圆弧终点在工件坐标系中的坐标值;
U,W:
增量编程时,圆弧终点相对于起点的增量坐标;
R:
圆弧半径;
F:
加工圆弧时的进给速度;
注意:
α≤180° 用+R;360°>α>180° 用-R。
二 例题讲解
如下图用圆弧插补指令编程,毛坯直径:
20mm,只编精加工轮廓。
并演示加工过程。
O1234 (程序名)
N10 T0101; (外圆车刀 )
N20 M03S600; (主轴转速600)
N30 G00X20.Z2.; (点定位)
N40 G00X0; (X向到达起点)
N50 G01Z0F0.2; (Z向到达起点)
N60 G03X12.Z-6.R6.; (车R6圆弧)
N70 G02X15.02Z-41.R100.; (车R100圆弧)
N80 G03X18.Z-60.R160.; (车R160圆弧)
N90 G01Z-65.; (车圆柱面至Z向-65)
N100 G00X100.; (X向回换刀点)
N1
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