数控机床插补原理精选(九篇)

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第1篇：数控机床插补原理范文

[关键词]数控原理；教学改革；项目教学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0056-03

数控机床是一种精密的机电一体化产品，它综合了机械、计算机、微电子、自动化等领域的最新技术，是制造业发展的基础和不可或缺的重要环节。随着数控机床在现代机械制造系统中所占比重的增加，国内对于优秀数控人才的需求也在不断增加，尤其是高水平的数控机床设计、编程和维护的复合型人才缺口很大。[1]

在适应社会发展，培养应用型人才的背景之下，南京工程学院对数控技术相关课程进行了改革和探索，以提高学生的理论和实践水平，增强学生的工程实践能力，培养学生的系统工程意识。本文从数控原理与系统课程入手，围绕如何提高该课程的教学效果和教学质量展开了一系列的讨论和研究。

一、课程内容及特点

数控原理与系统是机械设计制造及其自动化专业数控加工与维修方向的专业核心课程，也是一门理论性强、知识面广、综合性强、技术发展迅速的课程。[2]该课程分为理论教学和实践教学两部分。理论教学以数控系统内部信息流为主线，从数控加工程序的输入开始，到位置控制输出为止，介绍了刀具补偿原理、轮廓插补原理、进给运动的控制、主轴驱动及控制、PLC及辅助功能实现等内容。实践教学包含课内实和后续两周的数控机床安装调试实习。该课程是对数控系统工作原理的全面系统阐述，也是进行数控编程及加工、数控机床故障诊断与维护的理论基础。数控原理与系统课程的教学效果直接影响后续课程的开展，影响到学生今后从事数控系统的开发、数控加工、安装调试和维护的能力。

二、“源于实践，联系实践，指导实践”的教学理念

数控原理与系统的授课内容与数控机床的编程和操作联系紧密，并且直接影响数控加工的质量和效率。为此，我们提出了“源于实践，联系实践，指导实践”的教学理念。

在理论教学中，在学生掌握基本理论知识的基础上，我们充分结合数控加工的实际情况和具体实例进行分析和讲解，并采用多媒体教学、软件仿真、课堂讨论等多种教学手段加深学生对知识的理解和掌握。在实践教学中，我们引入以学生为主体的项目教学法，将课程所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生，学生根据任务要求，运用所学的知识和技能，采用“团队学习”的方法，动脑、动手、交流和合作，最终完成项目任务。[3]

贯彻“源于实践，联系实践，指导实践”的教学理念，综合运用多种教学方法和手段，既可以避免由于教学手段单一而造成的内容枯燥、缺乏系统性的问题，又密切了理论知识与生产实践的联系，提高了学生学习积极性和主动性，还有助于学生工程实践能力和团队意识的培养。

三、采用多种方法提高理论教学效果

传统的理论教学注重公式的推导，算法流程的分析，强调单个知识点的掌握，往往忽视理论知识与实践的联系。为了克服传统教学方法的不足，结合数控原理与系统课程的特点，我们采用多种教学方法和手段进行理论教学改革，加深学生对知识的理解和掌握，密切理论知识与数控机床安装、调试及加工操作之间的联系，增加学生解决实际问题的经验和能力。下面分别以数控系统刀具半径补偿和轮廓插补原理的教学为例，采用教师讲授、学生讨论、软件仿真、对比分析等多种方法，进行教学改革和探索。

（一）刀具半径补偿的教学实例

刀具补偿在数控加工中有着非常重要的地位。该功能将控制对象由刀具中心或刀架参考点变换到刀尖或刀刃边缘。刀具补偿可以简化数控加工程序的编写，提高程序的利用率，对刀具磨损和换刀具有重要作用。刀具半径补偿是刀具补偿中的难点。由于常用编程轨迹的连接方式和转接过渡方式有多种，因此，刀具半径补偿的执行过程也分为三个阶段24种情况。

面对如此复杂的情况，我们在授课过程中采用教师讲授与学生讨论相结合的方法。教师先推导几种典型情况下转接点的坐标计算公式，接着引导学生分析和推导其他情况下刀具半径补偿的计算方法。然后，让学生通过仿真软件模拟每一种情况下刀具的运行轨迹，获得转接点坐标，并与之前的推导结果进行印证。最后，以学生数控加工实习所完成的零件为例，介绍刀具半径补偿从建立、进行到撤销的全部过程，以及数控系统中刀具半径补偿的相关参数设置及功能调试的要点。课堂实践表明，讲授、讨论、软件仿真以及加工实例讲解相结合的方法取得了较好的教学效果，学生听课的积极性普遍提高，对知识的理解比较深刻。

（二）轮廓插补原理的教学实例

轮廓插补是数控系统的一个重要功能，是指根据零件轮廓尺寸，结合精度和工艺等方面的要求，在已知刀具中心轨迹转接点之间插入若干中间点的过程。[4][5]插补速度直接影响数控系统的处理速度，插补精度又直接影响数控系统的加工精度。在授课过程中，教师首先讲解几种常见轮廓插补算法的基本原理，然后通过实例与仿真软件相结合的方法进行验证和比较。例如，选择一段圆弧轮廓，分别采用逐点比较法、数字积分法、比较积分法等多种方法进行插补计算，求得一系列的插值点，并绘制各自的插补轨迹图。之后，比较各种插补轨迹与理论轮廓的误差，选择误差最小的插补算法。接着，利用仿真软件进行验证，直观地再现数控加工中走刀的全过程。结合理论讲授、对比分析、软件仿真等方法进行教学，能使学生对轮廓插补原理的理解更加透彻，学生对加工过程的轮廓误差也有更深入的了解，这有利于选择合适的插补算法，提高产品质量。

四、基于项目教学的实践教学环节

实践教学是数控原理与系统课程的重要教学环节，其分为课内实验和数控机床安装调试实习两部分。课内实验由于学时所限，其主要是安排验证性实验，以加深学生对理论课所讲授知识的理解和掌握，如刀具半径补偿计算实验、步进电机环分实验等。数控机床安装调试实习为期两周，是实践环节的重点。我们在实习中采用项目教学法，通过一个完整的“项目”，将数控原理与系统课程所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生。学生根据任务要求，查阅资料，运用所学知识完成项目任务。项目教学法在实施过程中一般按照确定项目任务、制订工作计划、组织项目实施、检查考核评估、总结评比归档等五个步骤展开。[6]

（一）确定项目任务

“西门子808D数控铣床安装调试”是本实习的一个项目任务，主要由低压电器回路设计、电气安装调试、数控系统驱动器调试、变频器调试等部分构成。该项目与数控原理与系统课程中进给运动的控制、主轴驱动与控制以及PLC与辅助功能的实现等内容紧密联系。本次任务能够帮助学生理解和把握本课程及相关课程所涉及的知识点，掌握电气安装和数控系统调试的基本技能，培养学生分析问题和解决问题的思想和方法，训练学生协调、合作的能力。

（二）制订工作计划

明确项目任务后，学生查阅资料，分析项目要求，讨论解决方法，制订总体方案、实施步骤、进度计划及团队成员的分工情况。教师负责解答疑难题，审阅项目计划书。

（三）组织项目实施

学生按照项目分工和实施步骤，完成各自的任务。具体的实施步骤包括：1.查阅资料，绘制西门子808D数控铣床电气原理图；2.根据电气原理图，进行电气控制柜元器件的选型、布局及接线；3.变频器调试；4.伺服驱动器的调试和伺服参数的设置；5.系统参数的设置及功能调试；6.PLC程序调试；7.系统数据备份及恢复。在项目进行过程中，学生是完成任务的主体，学生的学习过程从被动学习向主动学习转变，学生从“要我学”变为“我要学”，这有效提高了学生的学习的积极性。教师除了解答疑问，进行引导之外，还要掌握项目的进度和节奏，保证任务的顺利进行。

（四）检查考核评估

在项目进行过程中，指导教师要随时关注小组各成员的进展情况并进行记录，各子单元调试完成后也要进行相应的考核。项目任务结束后，要按小组进行答辩，每位成员介绍自己完成的工作，指导教师根据项目完成情况、个人工作量、回答问题情况以及之前的考核记录，给出分数。

（五）总结评比归档

教师对各小组的完成情况进行总结，对表现突出的小组和个人进行表扬，引导学生之间相互交流、学习和借鉴。指导教师及分管领导召开项目总结会，交流项目教学过程中的经验、存在的问题以及改进的方向。最后将项目成果进行归档整理和展示。

五、总结

数控原理与系统课程是数控加工、安装调试和维修的基础。本文对该课程的理论教学和实践教学环节进行了改革和探索。在理论教学中，突出“源于实践，联系实践，指导实践”的教学理念，将抽象的理论知识与具体的实际问题、现象结合起来进行讲授。在实践教学中，我们引入项目教学法，将学生作为教学的主体，通过具体的项目任务，帮助学生将理论知识融会贯通。教学实践表明，数控原理与系统课程的改革提高了学生学习的积极性和主动性，增强了学生分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力，培养了学生的系统工程意识。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 徐娅萍，王润孝.数控机床课程教学的改革与实践[J].西北工业大学学报（社会科学版），2007（4）：78-80.

[2] 吴爱萍，汪木兰.《数控原理与系统》课程实践教学体系与改革[J].中国现代教育装备，2007（3）：22-24.

[3] 汪木兰，周明虎，李建启.以项目教学为载体制订先进制造技术卓越工程师培养方案[J].中国现代教育装备，2010（12）：15-19.

[4] 何晓微，林砺宗，陈永平. 数控插补教学演示系统的开发[J].机械与电子，2002（3）：57-59.

[5] 李源，周来水. 数控教学系统研究与开发[J].机械工程与自动化，2007（6）：142-146.

第2篇：数控机床插补原理范文

关键词：数控机床定位精度分析

项目资助；国家重点基；础研究发展计划

加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。在机械加工中，误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。通过有效的误差分析，掌握其变化的基本规律，从而采取相应的措施减少加工误差，提高加工精度。

1.定位精度的影响因素分析

1.1导轨直线度的影响

数控机床由于长期的生产加工，会导致数控机床的各系统部件产生应力变形，会改变数控机床的导轨几何精度，由于导轨发生了水平度和平行度的变形，会改变数控机床工作作业的相应导轨与滑体之间的接触力与摩擦力，必然会导致数控机床的滑体和导轨之间的各配合面中出现不均匀的间隙，增加数控机床导轨直线误差，降低数控机床的定位精度。经过大量实际测量，发现数控机床的导轨的中段发生弧面弯曲是导致产生导轨直线度误差最主要的原因之一，一般可以使用“双频激光干涉仪”对导轨直线度进行精确检测。

1.2丝杠螺距误差的影响

数控机床所使用的丝杠也存在一定的误差的，因为在加工制造丝杠的过程中也会必然存在一定的加工误差，因此，丝杠的螺距其实并不是均匀的，当这种误差达到一定程度时，就会导致实际加工生产中产生不均衡的传动进给量，再加上数控机床在长时间工作中各系统部件的摩损，这些情况都会导致“机床系统检测控制回路”为了达到最佳位置而不断的搜寻，导致因为跟踪误差过大而降低机床定位精度。

1.3环境温度的影响

温度误差一直是机械加工时的最主要的误差之一，也最难消除。因为数控机床的机体暴露于环境中进行加工作业，由于环境温度的发生改变，导致机床导轨及工作台或传动系统等各系统部件产生热胀冷缩的变形，这时当数控机床进行精密加工时，就会发生控制系统指令坐标值和实际位移坐标值并不一致，因而产生误差，因此降低温度误差对于提高定位精度非常关键。

1.4反向间隙的影响

所谓反向间隙误差的定义是指由于丝杠和螺母之间在结合处必然会存在一定的间隙，所以机床工作中(特别是做换向动作时)，在一定的角度内会出现工作台动作滞后的现象，这种现象产生的原理是：在数控机床工作时，由于在受力一侧螺母与丝杠存在的间隙，导致在间隙消除之前，尽管丝杠转动，但是工作台并不移动，产生空动现象。如果由于工作中的误操作或者螺母在实际生产加工中受力发生弹性变形，倒置存在当的间隙距离过大，就会倒置数控机床在做加工动作时的反向间隙过大，因此导致在丝杠和螺母发生相对位移时，机床实际位移行程会相应的加大或缩小，如果反向间隙误差严重则必然会降低数控的定位精度。所以此，现在数控机床的工艺对于进给系统的反向间隙误差的限制都是非常严格的。

2、提高定位精度的方法

2.1选用高精度导轨防护罩

由于数控机床定位精度受导轨直线度的影响非常大，因此导轨的平行度、水平度、刚性以及承载力等就是数控机床的重要参数。可见保证和提高导轨精度对于提高机床的定位精度作用很大。为导轨添加“钢制伸缩式导轨防护罩”是保证和提高到导轨的直线度的常用办法，相应改变“钢制伸缩式导轨防护罩”节数，为了减少总节数而加长每个单节。一股情况下应该保持5：1和3：1之间的最小压缩比例和最大拉伸比例。

2.2减少温度对精度的影响

由于环境温度的变化，数控机床的机械部件也会产生相应的热胀冷缩的变形，因此直接影响数控机场的定位精度，对精密的数控机床加工设备和加工作业影响尤其明显，因为不同的数控机床对于温度和湿度等环境要求不同，所以要为数控机床建立相应稳定的工作环境，以减少环境因素对于精密机械产生的影响。

3.定位精度的补偿

若测得数控机床的定位误差超出误差允许范围，则必须对机床进行误差补偿。通常是以软件形式对螺距误差和反向间隙误差进仃补偿。

3.1螺距补偿

数控机床螺距补偿的基本原理是在机床坐标系中无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程分为若干段，测量出各自目标位置Pi的平均位置偏差x；把该值反向叠加到数控系统的插补指令上。插补计算完成后，目标实际运动位置为P＝P+置，使误差部分抵消，实现误差的补偿。数控系统可进行螺距误差的单向和双向补偿。

3.2反向间隙补偿

对传动系统的反向间隙进行合理的补偿可以有效的提高数控机床定位精度。补偿方法因为受到具体条件、硬件设施和环境的不同而不同，比如：应用反向间隙对计算机数控(computer numerical control，CNC)，可以在保持原数控机床机械系统结构的情况下对传动系统的反向间隙进行合理的补偿；或者通过更换传动系统的部件来进行调整和补偿。反向间隙补偿的原理是：无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置P的平均反向差值B，作为机床的补偿参数输入系统。CNC系统在控制坐标反向运动时，自动先让该坐标轴反向运动B，然后按指令进行运动。在该过程中，CNC系统实际指令运动值为Pij＝Pi+B。反向间隙补偿在坐标轴处于任何方式时均有效。事实上，误差补偿对于半闭环控制系统和开环控制系统具有显著的效果。而针对全闭环系统，由于其本身的高控制精度，应用误差补偿的效果并不明显，但是对于定位精度的提高仍然有所帮助。

第3篇：数控机床插补原理范文

【关键词】数控机床；故障；解决方法

目前，数控加工由于其生产质量稳定、生产率高、劳动者劳动条件得到改善等诸多方面的优点，数控机床广泛应用于机械加工行业。但操作者在使用的过程中，不可避免的会出现这样或那样的故障，笔者根据在教学活动中学生出现的一些问题，归纳以下故障情况，并逐一进行分析，阐述其解决的方法。

一、程序格式不合法

有些同学编制的数控加工程序输入数控系统后，运行程序，进行图形模拟，在此过程中，机床报警，我们在报警状态一览页面可以查到报警信息相对应的内容：程序格式不合法。出现这种情况，我们就要仔细检查每一条程序段，找到不符合该数控系统指令格式的语句，比如：圆弧插补G02/03格式之后缺少用于指令圆心位置的参数R或I、J、K；圆弧插补之后变成了直线插补，而程序当中忘记加上G01指令，这样由于G02/03指令是模态指令，后一条语句就默认为是圆弧，因此产生了错误。

二、不正确的G代码

出现这一现象的原因是：在程序当中输入了系统不支持的G代码。我们在操作某一台具体的机床时，必须首先要阅读该机床随机的说明书，了解、掌握该系统所使用的指令代码，而不能犯经验主义的错误。另外，不同的数控系统，甚至是同一种数控系统的不同型号、版本，所支持的指令也不一样。

三、宏程序格式不合法

目前，随着使用要求、制造精度的不断提高，各种各样的非圆曲线也会被要求加工，而目前的数控系统大多还不能支持，我们为了加工出来符合要求的工件表面曲线，就要使用到宏程序来解决，而宏程序和一般使用的插补指令还有一些区别：要用到三角函数、算术运算、逻辑运算等，在此过程当中，容易出现一些错误，比如：没有成对出现；GOTO输成G0T0。出现这种问题的时候，就需要我们仔细的去检查程序当中的错误、纰漏。

四、机床回零过程中即产生“急停报警”

数控机床开机之后，进行回零操作，结果在此过程中，即产生急停报警。出现这一现象的原因有：限位挡块出现了移位；行程开关由于工作环境差：有细小铁屑的粘附、切削液的浸蚀，导致触头的运动不灵活，压下之后不能弹起恢复原状。解决的方法就是固定限位挡块或清理、更换行程开关。

五、加工中，工件的局部尺寸误差过大

这一现象主要出现在机床使用时间较长的情况下，由于在使用的过程当中，丝杠和螺母之间有相对运动，不可避免的产生摩擦、磨损，而整个丝杠并不是均匀磨损的，个别部位使用较为频繁，从而导致磨损状况不一致，产生的间隙不一致。解决的方法有两种：第一，仔细测量反向间隙的大小，并在机床参数当中予以调整、修改；第二，维修丝杠螺母副或更换新的丝杠螺母副。

六、加工相同的工件，第一件尺寸正常，第二件却有较大误差

产生这一现象，有一些人会认为是加工时的切削参数选择不同造成的，或者是刀具使用的过程中，产生了磨损而导致。其实，是忽视了一个问题：刀尖圆弧半径补偿。由于车刀的刀尖圆弧一般比较小（如：R0.4、R0.8等），并且刀尖圆弧半径对于我们正常加工外圆、端面时，不对尺寸产生影响，人们容易忽视。如果有圆弧等特形面的加工，使用了刀尖圆弧半径补偿，而使用了之后却没有取消，由于该指令属于模态指令，就会对后面的一些工序造成影响。解决这样问题的方法就是在编程中养成良好的习惯，对于刀尖圆弧半径补偿的指令进行成对使用，只要启用了该指令，在该加工工序完成之后，一定将其取消。

七、刀具的行程极限位置不合适，工件的个别部位不能加工

加工工件的内孔或者靠近卡盘进行车削（包括切断）时，有时会遇到这样的提示：X或Z方向超行程。对于该情况，机床本身的设计缺陷通常可以排除，最大可能的原因是：硬件限位开关的安装位置不正确或者是软件限位参数设置不合理。解决的方法：第一，在刀架上适当添加刀夹辅助装置，让刀具悬伸出一定的距离，同时要保证刚度，避免影响切削；第二，也是我们最科学的方法：适当调整硬件限位开关的位置或修改软件限位参数中的数据大小（FANUC中的参数号位1320、1321）。

第4篇：数控机床插补原理范文

Abstract： This article mainly introduced the safety operating rules， check after electrifying， maintenance requirement and content of numerical control machine tools.

关键词： 数控机床；安全操作；维护

Key words： CNC machine tools；safe operation；maintenance

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）35-0062-02

0 引言

数控机床是机电一体化的高新技术设备，具有高效率、高精度等特点，能解决工艺难题，而且又具有一定柔性，在制造业发挥了强大的技术优势。但是，如果数控机床使用操作不当、维护不周，就会发生各种故障。这些故障如果得不到及时有效的维修，就会造成停机，使生产不能正常进行。因此，使用数控机床不仅要严格遵守操作规程，而且必须重视数控机床的维护工作。作为操作人员，也应对数控机床的结构和控制有一定的了解，对简单故障会及时处理。这不仅有助于正确使用数控机床，而且能提高数控机床的使用效率。

1 数控机床的安全操作

正确操作是保证数控机床正常可靠运行的基础，特别是在数控机床的使用初期和保修期。在使用初期，由于操作者对数控机床的性能不熟悉，操作技术不熟练或使用不当，经常发生故障，造成数控机床的停机。在保修期内，由于运动部件处于磨合过程和部分元件稳定性等原因，数控机床的故障发生率较高。例如，某厂有一台加工中心，在使用的第一年，共发生16次停机故障，其中操作不当故障7次，伺服系统故障3次，机床调整不当造成故障2次，电源 电气部分故障3次，显示出错1次。由此可见，因操作、保养、调整不当发生故障共有9次，占总故障的56.3%。因此，正确操作和使用数控机床，可有效地减少故障，提高数控机床的使用效率。

操作人员一定要先阅读有关的操作说明书，了解数控机床的所有性能，熟悉每个部件和开关的作用，才能开始操作和使用数控机床，而且一定要严格的按照规章制度进行操作。而且要做到：熟悉数控机床部件的加工性能，如机械原点、各轴行程、夹具和工件安放位置、工件坐标系、各坐标的干涉区、换刀空间、主轴转速和定位范围等；掌握数控机床的操作方式，如工件的定位方法及主要装夹方式、主轴转速和进给速度的调整、刀具位置的调整等。

1.1 数控机床的操作规程 在使用过程中要严格遵守操作规程，数控机床的操作规程一般如下：①操作者不能超性能使用，要很了解机床的性能、结构、传动原理和控制操作。②在使用机床的时候，一定要把防护镜、防护服、防护帽都穿戴整齐。③先对机床进行详细的检查，才能开始开机工作，比如各开关、手柄位置有没有在规定的位置上；检查电气控制是否正常；油路是否畅通、油质是否良好，并按规定加好油；注意液压或气压系统的调整，检查总系统的工作压力是否在额定范围，溢流阀、顺序阀等调整压力正确。④开机时应低速运转3～5min，查看各部分运转是否正常。⑤加工工件前，必须进行加工模拟或试运行。先将工件清理干净，特别注意工件是否固定牢靠，调节工具是否已经移开。严格检查调整加工原点、刀具参数、加工参数、运动轨迹。⑥工作中发生不正常现象或故障时，应立即停机排除，或通知维修人员检修。⑦工作完毕后，先清扫机床，同时将机床各部分都恢复到原始状态和非工作位置，并切断电源，做好交接班制度。⑧一定按规定操作机床，除非操作者同意，任何人不许开动机床。⑨用适度的力去按动按键。⑩不能随意的敲打一些部件，比如中心架、顶尖、主轴、机械手等。

1.2 数控机床通电后的检查 数控机床通电后进行以下检查是必要的：①检查数控装置中各个风扇有没有正常作业；② 检查机床移动方向是否正确，可以通过手动慢速的移动各坐标轴的方式；③检查超程限位是否有效和一旦超程数控装置是否发出报警信号，可以通过使各轴碰到各个方向的超程开关的方式；④检查数控机床是否有返回基准点的功能，且每次返回的位置是否一致，可以通过进行几次返回机床基准点的动作的方式；⑤最好按照使用说明书，用自编的简单程序检查数控系统的主要功能是否完好。如直线插补、螺旋线插补、定位、自动加速/减速、MST、刀径半径补偿、间隙补偿、镜像功能及用户宏程序等。

2 数控机床的维护

设备的维护，是保持设备处于良好技术状态、延长使用寿命、减少停工损失和维修费用、降低生产成本、保证生产质量、提高生产效率所必须进行的日常工作。对于高精度、高效率的数控机床而言，维护就显得更为重要。

2.1 数控机床维护的基本要求 ①完整性。数控机床的零部件齐全，工具、附件、工件放置整齐，线路、管道完整。②洁净性。数控机床内外清洁，无黄袍、无黑污、无锈蚀；各滑动面、丝杠、齿条、齿轮等处无油污、无碰伤；各部位不漏油、不漏水、不漏气、不漏电；切削垃圾清扫干净。③灵活性。为保证部件灵活性，必须按数控机床标准，定时定量加油、换油；油质要符合要求；油壶、油枪、油杯、油嘴齐全；油毡、油线清洁，油标明亮，油路畅通。④安全性。严格实行定人定机和交接班制度；操作者必须熟悉数控机床结构，遵守操作维护规程，合理使用，精心维护，检测异常，不出事故；各种安全防护装置齐全可靠，控制系统正常，接地良好，无事故隐患。

2.2 数控机床维护的内容

2.2.1 数控机床电气部分的维护 选择合适的使用环境。机床的使用环境会影响机床的正常运转，因此应该选用合适的使用环境，并且应严格按机床说明书的要求进行安装。

定人定机使用。必须有专门的人员来对这些机床进行系统编程、操作和维修。这些人员必须熟悉所用数控机床的机械系统、数控系统、强电控制系统、加工条件等，并能按说明书正确使用数控机床。

制定日常维护规章制度。要根据每个部件的不同，制定有针对性的保养条例。比如哪些需要定期更换、哪些需要每天清理等。

应尽量少开数控柜和强电柜的门。应该严格规定如非必要尽量不要开启柜门，因为机加工车间的空气中都不是很清新，一般都含有一些物质，一旦落在数控装置的内部，容易引起元器件间绝缘电阻下降，并导致元器件及印制线路板的损坏。

定时清理数控装置的散热通风系统。各个冷却风扇要每天检查是否正常。根据实际的情况而定，每半年或每季度检查此过滤通风道是否有堵塞现象。如发现积尘过多，要及时的清理，一旦没有及时的清理，可能导致温度过高，使CNC系统不能正常的工作，甚至发出报警信号。

定期检查和更换直流电动机电刷。要根据机床的使用周期的不同，来对电动机电刷进行定期的检查和更换，做好是每半年或者一年检查一次。

经常监视CNC的电网电压。CNC通常允许电网电压在额定值的10%～15%范围内波动，需要经常监视CNC使用的电网电压，一旦超出范围会影响正常工作，甚至会引起CNC内的电子器件损坏。

存储器用电池的定期更换。存储器如采用CMOS RAM器件，设有可充电电池维持电路，可以在没电的时候仍保持存储的内容。在正常电源供电时，有5v电源经一个二极管向CMOS RAM供电，同时对可充电电池进行充电；当电源停电时，则改由电池供电维持COMS RAM的信息。一般情况下，即使电池有效，也应该每年更换一次。电池的更换应在CNC通电状态下进行。

CNC长期不用时的维护。数控机床长期不用是不可以取的行为，既不利于提高系统的利用率，也不能降低系统的故障率。但如果CNC长期不用的话应注意以下两点：一是要经常给系统通电，尤其是在雨季。如果机床锁住不动，可以让系统空运行，利用自身的发热来驱散潮气，以保证电子部件性能的稳定可靠，实践证明，这是很有效的一个降低故障率的措施。二是数控机床采用的是直流电动机的话，为了防止化学腐蚀作用，造成机床损坏，应该将电刷从直流电动机中取出。

备用印制线路板的维护。对于已购置的备用线路板应定期装到CNC上通电一段时间，以防损坏。

2.2.2 数控机床机械部分维护

上表仅列出了日常维护检查的一些主要内容，对机床频繁运动部分也应做重点检查。例如，加工中心的自动换刀装置频繁，最容易发生故障，所以刀库的选刀及定位、机械手相对刀库和主轴的定位精度等也应进行日常检查维护。

3 结束语

数控机床都应配置相应的安全操作规程、维护保养规程，这些规程可在传统机床相应规程的基础上，根据数控机床的特点要求来制定。依据这些规程，对数控机床作相应的维护，以确保数控机床的正常运行，提高设备的利用率。

参考文献：

[1]廖兆荣，杨旭丽.数控机床电气控制（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]王志平.机床数控技术应用[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3]罗学科.数控原理与数控机床[M].北京：化学工业出版社，2003.

[4]王侃夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京：机械工业出版社，2002.

[5]余仲裕.数控机床维修[M].北京：机械工业出版社，2001.

[6]孙汉卿.数控机床维修技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

[7]武友德.数控设备故障诊断与维修技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[8]孙志永.数控与电控技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

[9]李宏胜.数控原理与系统[M].北京：机械工业出版社，1997.

第5篇：数控机床插补原理范文

关键词：数控机床；改造；评估

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：

数控机床是以数控系统为代表的新技术，是对传统机械制造产业渗透形成的机电一体化产品，其技术范围覆盖机械制造技术、信息处理、加工、传输技术、自动控制技术、伺服驱动技术、传感器技术、软件技术等领域。

计算机对传统机械制造产业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如“朝阳产业”具有广阔的发展天地。

数控机床较好的解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，使用数控机床有以下几方面的好处：（1）提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；（2）提高生产效率；（3）可加工形状复杂的零件；（4）减轻了劳动强度，改善了劳动条件；（5）有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。

数控机床是一个国家工业发展先进制造技术的重要组成部分，也是发展计算机集成制造技术的主题技术，其应用将对产业机构、产品结构、专业分工、机械制造加工和生产管理模式，以至于企业运行机制均产生直接影响。同时，数控机床应用的广度和水平是衡量工业综合技术水平和企业现代化水平的重要标志之 一。因而各国对数控机床的发展都给与了高度重视。

我国数控机床的研发与应用水平，虽然与国外先进水平相比还有很大的差距，但经过近些年的快速发展，也取得了可喜的成果，个别项目上，已达到国际先进水平。数控机床占有率不断提高，已成为我国工业企业实现现代化的重要手段，特别是在关系到国计民生的机械、电子、汽车、航空、航天、军工等重要企业部门发挥关键作用。据第三次全国工业普查，到1995年初，我国机电制造业（包括机械、电子、汽车、轻工、纺织、冶金、煤炭、邮电、造船、航空、航天等制造业）共拥有数控机床7.2万台。

目前，在我国工业企业中使用的数控机床（简易数控系统除外），按时间大致可分为三类。

七十年代末至八十年代中期，所购数控机床大多数为从国外进口，数控系统已老化，备件供应“断粮”有得企业有近2/5的数控机床停机待修；

八时年代中期至九十年代初期，所购数控机床多为国外进口，一部分为国内机床厂采用国外数控系统进行二次开发。目前，这些机床的数控的系统已进入淘汰期，电气部分故障频繁，运行不稳定，只能用于粗加工，且“扎刀”现象有时发生；

九十年代中期至今，多数机床仍为国外产品，一部分为国外机床厂采用国外数控系统，还有一少部分完全采用国内自主开发的数控系统；

（1）对尚有利用价值的数控机床过早淘汰，失去了对其进行翻新改造，恢复活力的机会，浪费了大量资金；

（2）对系统老化、故障频繁、功能落后但仍能维持生产的数控机床是否进行必要的改造，缺乏相关的科学依据，使机床带病工作，维修难度不断加大，维修时间不断延长，严重影响生产；

（3）对数控机床的工作状态不能实施监控、跟踪，无法根据其现有状态进行预防性维修。

由此可见，建立较为科学的数控机床评估体系，十分重要。

从广义上看，研究制定科学合理的数控机床评估体系，一方面可为企业实行数控机床管理的科学化、标准化提供依据，促进提高数控机床管理现代化水平和管理效益；另一方面便于政府部门掌握企业数控设备管理工作的知道和监督力度，为数控设备宏观管理提供决策依据。

与对数控设备的状态评估一样，对现有数控设备进行必要的改造，确定合理的改造方案，也是数控设备管理中的一个重要课题。

根据实际情况，对陈旧数控设备进行改造，是企业提高设备技术装备水平的重要手段。目前，不近在我国，即使在发达国家，设备改造也普遍受到重视并拥有相当大额市场。在我国，绝大多数的国有企业设备陈旧，技术落后、且效益不好、资金短缺，与设备更新相比，设备改造更具有更重要的显示意义。

机械设备一般有机械、液压和电器以及其他附件组成。由于电器元件会逐渐老化，一般电器系统的无故障运行期限为5年，此后即进入故障高发期。而一般设备的机械与液压部件通常可以使用15年甚至20年以上。且仍能够保持较高的精度、可靠性及稳定性。另一方面，随着电器元件制造水平的提高，包括数控系统、伺服系统在内的电气部件成本不断下降，因此，用少量的投资对原有得数控设备的电气系统进行改造，可使旧设备再生，并获得巨大的经济效益。

设备改造的另一现实意义在于设备原有电气系统的备件大都价格昂贵且比较短缺，有得甚至已停止供货。例如西门子80年代初在市场上颇为风行的高性能SINUMERIK8系统，现在一块设备板就要5到10万元；而如果利用功能更强的SINUMERIK802D系统对其数控部分进行改造，则整个硬件部分仅需10余万元。此外，即使购买了备件，暂时解决了问题，但由于系统的其他部分也隐老化而进入故障高发期，更换备件更不能从根本上解决问题，也无法保证整台设备长期、连续、稳定的进行。

设备改造的第三个现实意义在于功能的增强。原有的电气系统由于受当时技术水平的限制，与现有的系统比较，技术上均较为落后，功能也较弱，通过改造可以使原先只能进行两轴插补的数控系统具有的三轴插补、螺旋线插补的功能。又如通过改造可以扩展数控系统的零件存贮容量，可以实现蓝图编程以及加工程序的图形模拟等功能，使最终用户从中获得更多的利益。

普通设备超过服役期限后，绝大多数都通过大修、改造的方法来恢复设备的功能和精度。从而满足生产需要。作为计算机、自动控制技术与机械设备融为一体的数控机床也不例外。

自工业技术革命以来，人们生产产品就逐渐由手工式作坊向集中式工厂方式转变，机械设备也逐渐由简单到复杂，向多功能全自动化方向发展。随着科学技术不断进步和发展，数控设备从技术、研制到成批生产的周期在不断缩短，随着电子器件制造水平的不断提高和计算机技术的飞速发展。使得数控技术日臻完善，可靠性得到了大大的提高。同时，成本大幅度下降，这都为数控设备的翻新改造创造了有利的条件。

数控设备自诞生50年以来，技术上有了长足的进步。尤其是在七八十年代逐步应用到航空、航天、航海等国防重要部门。同期，我国各工业领域也从国外引进了大量的数控设备（包括二手数控机床），加之国内制造的数控机床（线切割除外）。现在基本上都存在着机械精度下降，电气控制元器件损坏、数控、伺服系统老化，可靠性严重下降等问题，甚至有得处于停产、半停产状态，严重影响着生产任务的完成。较多的旧机床和逐渐变旧的机床为数控设备的改造提供了物质基础。

结论：在设备改造的评估方法和改造方案方面做了一些有意义的工作。在评估方面，运用模糊综合评判原理建立了评估模型，设计了评估软件，在改造方面，提出了改造方案，并加以实施。

参考文献：【1】熊光华.数控机床。南京机械专科学校.1989

第6篇：数控机床插补原理范文

【关键字】数控系统；主流系统；认识体会

当前，西门子（SIEMENS）与发那科（FANUC）都是很好的数控系统，占据了大多数的数控系统市场，都为中国的数控机床业的发展做出了贡献。两相比较，西门子（SIEMENS）对环境要求比较高，发那科（FANUC）能更好的用于工业环境。另一方面，从易用性的角度出来，西门子（SIEMENS）的数控系统一般功能较多，西门子840D是20世纪90年代后期的全数字化高度开放式数控系统，它的人机界面更易操作，更易掌握，软件内容更加丰富，具有高度模块化及规范化的结构。840D的计算机化、驱动的模块化和驱动接口的数字化，这三化代表着当今数控的发展方向。应用于众多数控加工领域，能实现钻、车、铣、磨等数控功能。其采用32位微处理器，实现CNC控制，可完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。最多可控制31个轴（最多31个主轴）。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能为加工各类曲线曲面类零件提供了便利条件。840D系统提供有标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Window98/2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接口RS-232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并行接口完成程序存储、读入及打印工作。通过RS-232接口可方便地使840D与西门子编程器或普通的个人电脑连接起来，进行加工程序、PLC程序、加工参数等各种信息的双向通讯。它的硬件结构更加简单、紧凑、模块化，软件内容更加丰富，功能更强大，其软件系统开放式系统理念的一个重要特点是，可以在数控核心部分，使用标准的开发工具对用户指定的系统循环和功能宏进行调整，代表并引领着当今数控技术的发展方向。因此， SEIMENS数控系统最突出的优势在于功能非常丰富和强大，它是一个全数字化、高度开放的系统，因此，设备制造商可以比较容易地在进行二次开满足不同的应用需求。

发那科（FANUC）数控系统也很典型，其系统稳定易用，操作界面友好，实用性很强，发那科更加容易上手， 应用非常广泛。常见的FANUC O系列，系统各系列总体结构非常的类似，具有基本统一的操作界面。FANUC系统可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，因此适应性很强。FANUC系统具有主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高精度攻丝。复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多次粗车的刀具路径，简化了车床编程。适用于切削圆柱上的槽，能够按照圆柱表面的展开图进行编程。可直接指定诸如直线的倾角、倒角值、转角半径值等尺寸，这些尺寸在零件图上指定，这样能简化部件加工程序的编程。可对丝杠螺距误差等机械系统中的误差进行补偿，补偿数据以参数的形式存储在CNC的存储器中。CNC内装PMC编程功能，PMC对机床和外部设备进行程序控制。机床随机存储模块可在CNC上直接改变PMC程序和宏执行器程序。由于使用的是闪存芯片，故无需专用的RAM写入器或PMC的调试RAM。

国内中高端用户大多采用的即是SEIMENS、FANIC等这些国际知名公司的数控系统，尤其是在制造业这样的生产线上，这些品牌的数控系统占据着中高端的主流市场，主流数控系统以SEIMENS 840D和820D数控系统为代表，我所在的公司于2006年全面启动新厂搬迁建设，一期、二期购置了多台当今主流数控系统的进口数控设备，设备非常先进，目前共有数控机床几十台，其中有大约1/3的数控机床是欧洲一些国家的厂商生产的，所配备的数控系统大部分是当今主流的SEIMENS 840D系统，占整个车间数控系统的70%以上，还有部分是FANIC数控系统，从2008年投产使用到现在，单从数控系统来看，我认为：SEIMENS 840D系统技术先进、功能较强、程序比较完善；发那科数控系统的稳定性发挥得特别好，而且NC程序也比较容易理解。SEIMENS 840D数控系统显著的技术优势在于计算机化，驱动的模块化，控制与驱动接口的数字化，这也代表着当今数控技术的发展方向。它的硬件结构更加简单、紧凑、模块化；软件内容更加丰富，功能更强大。SEIMENS 840D可用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制，其典型特征是德国NILES公司的N40、N50车铣复合加工中心，其数控系统具有大量的控制功能，如钻削、车削、铣削、磨削以及特殊控制，这些功能在使用中不会有任何相互影响。

当然，相对来说，西门子数控系统价格较高，在我厂的实际生产运行中稳定性不够好，特别是系统报警故障、电源模块和伺服驱动模块容易烧坏等出现的故障，对我们的生产尤其是维修工作影响较大，有时要花费大量费用用于请外国专家修理和更换部件，费用比较工时比较大。一年少则一次多则大约会发生多次此类情况。能尽量将所有技术资料进行汉化，这样更有利于其技术和产品的推广。

在这几年的大批量生产工作中，数控系统的稳定性发挥得特别好是日本的FANIC系统的数控设备，而且其使用的年数比这些新购置的设备早，NC程序也比较容易理解，价格也较便宜。FANIC数控系统的特点是性能稳定，操作界面友好，系统在设计中大量采用模块化结构，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修、更换。其数控系统具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力，其工作环境可以在较为宽泛的环境中使用，对于电压、温度等外界条件的要求不是特别高，对自身的系统采用了比较好的保护电路，因此可以说适应性很强，很泼辣。

在实际生产中，生产单位工作现场的数控机床、数控系统的维修和调整问题还是比较频繁的，这些问题带来的维修费用和停产损失一直是生产单位十分头痛和无法承受的损失，生产单位也迫切希望供应商、商能积极地帮助解决这些问题，特别是加强技术和应用方面的培训，包括操作、编程、调整和维修等。另外，用户对备件储备、快速响应服务等也提出了一些期望。相信数控系统将来也会进一步降低成本价格，提高集成性、可靠性和操作的舒适性，体积更加密集型、系统柔性和开放性及拓宽功能会更加全面，最终将大大提高数控机床生产能力的效率。

【参考文献】

[1]李佳特.NC技术的回顾与展望[J].设备管理与维修，2006（1）.

第7篇：数控机床插补原理范文

【关键词】数控技术数控机床教学方法

一、提高教师队伍的责任心

指导教师都应该带有一种很强的责任感，尽职尽责地指导学生参加实习，而且要自始至终地，容不得半点松懈。同时，教师的所作所为、敬业精神也会影响到学生的实习态度，以至于直接影响到学生的学习效果。例如在学生操作机床时，教师要做到不离现场，而且还要来回反复巡看学生的操作过程，发现问题要及时指出并进行讲解更正。

二、加强实践环节

数控技术是现代先进制造技术的主要组成部分，实践性强，因此，在教学中结合专业特点采用的是理论和实践紧密结合的方法，以典型的数控设备―――数控机床为主，围绕数控加工的过程控制开展教学与实践。

2.1理论教学的实践性

在理论教学中，介绍数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法，着重阐述计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和计算机辅助数控加工编程等内容。以数控机床为主线，根据加工过程中数控系统内部信息流处理过程展开阐述、由浅入深、循序渐进，理论密切联系实际，并注重机电结合和系统理念，反映当今世界机床数控系统技术的发展前沿。对数控技术的几个重要内容、核心技术和最新技术成果作较为系统、深入的叙述。例如，在讲解手工编程和自动编程的教学内容中，着重强调以下几个方面：（1）引出编制程序的基本功能指令，它是数控机床自动加工工件的基础。首先，讲授数控机床的五大功能指令的作用；其次，介绍每个指令的含义，要求学生能牢记并能正确理解和应用。只有掌握了这些指令的区别与联系，才能选用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的检验或排屑，合适的指令只能是MOO和M01。（2）介绍编制加工程序的格式。目前，常用的数控系统有FANUC系统和SIEMENS系统，这两种数控系统程序的格式框架基本相同，但也有一些区别。针对我校的实际数控系统，要求学生熟练掌握FANUC系统和SIEMENS系统的程序格式。（3）通过大量编制程序的练习，达到熟悉编程的方法和步骤，提高程序编制的准确率。当然，对于其他的理论教学内容，比如插补原理、刀补原理、速度控制原理等，尽可能的注意理论教学的实践性。在进行了理论课程的学习后，如果直接通过实际操作来验证程序的实用性，在学生没有实践经验的前提下，应该说是非常危险的。因为，虽然在实习老师的指导下操作机床，但因缺乏经验，熟练程度欠佳，可能会有不正确的操作，造成刀具和机床损坏。因此，在实习环节之前增加数控加工仿真系统的学习和练习对更好的掌握这门技术非常必要的。

2.2实际操作训

练有了前两个环节，使学生较好的掌握了编程方法，通过仿真验证了程序的准确性，接下来的实践环节，就是让学生在实习教师的指导下动手加工零件。

（1）手工编程及加工。选择合适的零件，根据被加工零件的图纸、技术要求及其工艺要求等切削加工必要的信息，确定适合数控加工的内容，进行数控加工工艺性分析并做出相应的工艺处理和数学处理，按照数控系统所规定的指令和格式编制加工程序。提醒学生注意数控加工工序与普通工序的衔接。考虑到加工安全，要求学生采用仿真系统校验程序的正确性，指导教师还要核查工艺的可靠性，才允许学生在老师的指导下进行实物加工。先采用走空刀的方法，检验刀具路径是否有错误，是否碰撞零件、夹具或机床等；通过程序检验，然后采用蜡模为原材料，开机试切；通过对蜡模零件几何尺寸的检验，决定学生是否可以采用铝合金来代替石蜡进行正式加工；最后通过钢件的切削加工，使学生对材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量对加工质量的影响有更深的认识。（2）自动编程及加工。针对已采用手工编程加工的零件，让学生使用计算机为辅助工具，在学习CAD/CAM课程的基础上，采用CAD/CAM软件进行计算机辅助数控编程及加工，并与手工编程及加工相比较，使学生认识手工编程是基础，图形交互式自动编程是复杂零件数控编程的发展必然趋势，也是现在复杂零件普遍使用的数控编程方法。突出其编程速度快、直观性好、使用方便和便于检查等优点。

第8篇：数控机床插补原理范文

【关键词】数控车削；数控系统；编程指令；分析；运动轨迹

数控机床以其优越性逐步取代普通机床，专用机床，运用在工业加工领域中。数控系统是由译码、刀补、插补、界面等相对独立的任务所组成的实时多任务系统。它把编程人员输入的数控程序，转变为数控机床的运动。运动轨迹完全取决于输入的程序。程序是由程序号、程序内容和程序结束三部分组成。作为主体的程序内容是编程人员根据各个零件的外形差异，用数控指令编写。每个指令都有着自己的运动轨迹。

一、数控车削编程中，指令的使用（华中系统）

（一）G00和G01的区别，如何正确使用

G00是快速点定位指令。功能是使刀具以点位控制方式，从刀具当前所在点以各轴设定的最高允许速度（乘以进给修调倍率）快速移动到定位目标点。

G01是直线插补指令。功能是作直线轮廓的切削加工运动。有时也作很短距离的空行程运动。

这两个指令都可以使刀具从当前所在点移到定位目标点。所以，在实际运用中，容易将它们混淆使用。为了正确的运用G00和G01，就要找出它们的不同之处，加以区分。

首先，G00指令的格式中不带F参数。它的快移速度由机床参数“快移进给速度”对各轴分别设定。故在执行G00指令时，由于各个轴以各自速度移动，根据实际情况的不同，各轴到达终点的先后次序也会有所不同，因而联动直线轴的合成轨迹有时是直线，有时是折线。为此，运行G00指令时，要先搞清楚刀具运动轨迹，避免刀具与工件或夹具发生碰撞。G01指令格式中带F参数，刀具以联动的方式，按F规定的合成进给速度，运行到达终点。它的联动直线轴的合成轨迹始终为直线。

其次，使用的场合不同。G00适用场合一般为加工前的快速定位或加工后的快速退刀。正确运行过程中，始终不与工件接触。G01一般作为直线轮廓的切削加工运动。有时也作很短距离的空行程运动，以防止G00指令在短距离高速度运动时可能出现的惯性过冲现象。

（二）G02和G03方向的判断

G02，G03分别为顺时针圆弧插补和逆时针圆弧插补。判断圆弧是用G02加工还是G03加工的方法是：站在垂直于圆弧所在平面（插补平面）的坐标轴的正方向进行观察判断。如图1所示。

图1：圆弧插补G02/G03方向的规定

数控车床加工回转体零件，只需标出X轴和Z轴。故它的插补平面为XOZ平面。我们根据右手笛卡儿坐标系原理，可以表示出Y坐标轴。Y轴的方向为垂直于X轴和Z轴，箭头指向朝里。根据判断方法可以得出：图1中的（a）圆弧起点到圆弧终点是顺时针方向，用G02加工；图1中的（b）圆弧起点到圆弧终点是逆时针方向，用G03加工。

（三）粗车复合循环G71指令运动轨迹的确定

G71是粗车复合循环指令。它的指令格式为：G71U(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F(f)T(T)S(s)这个指令参数教多，分别表示：d—切削深度、e—退刀量、ns—精加工路线的第一个程序段顺序号、nf—精加工路线的最后一个程序段顺序号、u/2—Z轴方向保留的精加工余量、w—X轴方向保留的精加工余量。

在执行含有G71指令的程序段时，刀具粗加工的运动轨迹取决于程序段N（ns）～N（nf）给定的精加工轨迹和刀具执行G71指令前的所在位置（循环起点）。

如图2所示，

图2：内/外径粗车复合循环

A为循环起点，AA′B′B为精加工编程轨迹。在进行G71粗加工前，为了保证X轴和Z轴方向的精加工余量，系统将循环起点A的坐标值分别在X轴和Z轴方向加上对应的精加工余量求得C点。把刀具先由A点位移到C点，再进行粗加工复合循环。粗加工路线和加工次数由系统根据指定的精加工路线和粗加工的切削深度、退刀量，自动计算得出。由此可见，在执行G71指令时，系统早已将精加工程序段进行扫描，译码并确定其轮廓。要注意的地方就是，在编写精加工程序时，刀具从AA′之间的程序段在Z轴方向不能产生位移。并且循环起点A必须是工件外一点。

二、结语

数控技术的高速发展，数控系统的不断改良，许多指令有了更完善的功用。了解每个指令的功用和运动轨迹，运用起来才能得心应手。程序编写更为简化方便。

参考文献

第9篇：数控机床插补原理范文

关键词 数控车削 正弦曲线 CAXA 编辑程序 电脑编程

一、前言

在机械加工中，经常遇到螺纹的加工，一些特殊螺纹如正弦曲线螺纹采用普通设备加工方法，则会受到刀具角度和进刀方式的影响，加工难度较大；普通机床加工是非常难控制其尺寸精度的，可以通过电脑编程与手工编程相结合，使用数控车削的方法就能够正确的加工出来，而且采用数控机床加工则较为容易。

二、实例分析与加工原理

在加工柱塞泵零件需要加工正弦曲线螺纹，其牙型表面要求光滑圆润，牙型是正弦曲线形状，导程为一个周期，如图 1所示。现采用数控机床进行加工，但数控系统一般只提供直线及圆弧插补指令，而用直线及圆弧插补编辑正弦曲线的加工程序则需要采用线段逼近法，也就是把正弦曲线分成一段段小线段进行编程，这种方法手工计算复杂，易出错，无法满足加工效率的要求，虽然数控系统具有宏程序指令编程功能，但是对于初学者和基础较差的编程人员是难以直接接受的。再者，一般编程人员在使用宏程序编程时，根本无法避免刀具刀尖圆弧对加工过程所产生的刀尖半径误差进行补偿，做出的形状无法达到产品所需要的精度要求。为了消除刀尖半径对加工所形成的误差，可以通过使用CAXA数控车软件对圆弧螺纹车削截面做出精加工点状程序，避免人工计算节点出现错误，再使用手工编程，对点状程序进行手工优化，然后添加螺纹加工程序，从而避免了因刀尖半径误差造成产品的报废。因此，本实例将使用手工编程及电脑编程结合使用编制圆弧螺纹加工程序，简单易学。图2为加工切削示意图，将曲线分为若干段，每定位一个节点，刀具往左切削一次形成螺旋线，直至从第一个节点加工至最后一个节点。每个节点连接起来形成曲线形状，节点与节点距离越近曲线精度越光顺，螺纹表面越光滑。

三、程序编制步骤

（1）使用CAXA数控车软件绘制一倍的螺纹导程截面，并生成精加工轨迹路线，如图3所示。然后通过加工轨迹生成精加工点轨迹程序，如图4所示。

（2）通过手工编程方式，将生成的精加工点轨迹程序运用到螺纹程序当中，如图5所示。

四、结束语

以上措施有效地解决了加工特殊曲面螺纹等问题，减轻了操作者的劳动强度，提高了加工效率并保证加工后零件的质量。在工作中，要善于思考，善于分析，充分利用所掌握的各项知识，理论联系实际，在大量的实际运用中，不断总结，以提高自己的理论和实践水平。

参考文献：

[1]许祥泰，刘艳芬.数控加工编程实用技术[M].北京：机械工业出版社，2001.

[2]时建.数控车工技师技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.