數控機床插補原理精選(九篇)

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第1篇：數控機床插補原理范文

[關鍵詞]數控原理；教學改革；項目教學

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）04-0056-03

數控機床是一種精密的機電一體化產品，它綜合了機械、計算機、微電子、自動化等領域的最新技術，是制造業發展的基礎和不可或缺的重要環節。隨著數控機床在現代機械制造系統中所占比重的增加，國內對于優秀數控人才的需求也在不斷增加，尤其是高水平的數控機床設計、編程和維護的復合型人才缺口很大。[1]

在適應社會發展，培養應用型人才的背景之下，南京工程學院對數控技術相關課程進行了改革和探索，以提高學生的理論和實踐水平，增強學生的工程實踐能力，培養學生的系統工程意識。本文從數控原理與系統課程入手，圍繞如何提高該課程的教學效果和教學質量展開了一系列的討論和研究。

一、課程內容及特點

數控原理與系統是機械設計制造及其自動化專業數控加工與維修方向的專業核心課程，也是一門理論性強、知識面廣、綜合性強、技術發展迅速的課程。[2]該課程分為理論教學和實踐教學兩部分。理論教學以數控系統內部信息流為主線，從數控加工程序的輸入開始，到位置控制輸出為止，介紹了刀具補償原理、輪廓插補原理、進給運動的控制、主軸驅動及控制、PLC及輔助功能實現等內容。實踐教學包含課內實和后續兩周的數控機床安裝調試實習。該課程是對數控系統工作原理的全面系統闡述，也是進行數控編程及加工、數控機床故障診斷與維護的理論基礎。數控原理與系統課程的教學效果直接影響后續課程的開展，影響到學生今后從事數控系統的開發、數控加工、安裝調試和維護的能力。

二、“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念

數控原理與系統的授課內容與數控機床的編程和操作聯系緊密，并且直接影響數控加工的質量和效率。為此，我們提出了“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念。

在理論教學中，在學生掌握基本理論知識的基礎上，我們充分結合數控加工的實際情況和具體實例進行分析和講解，并采用多媒體教學、軟件仿真、課堂討論等多種教學手段加深學生對知識的理解和掌握。在實踐教學中，我們引入以學生為主體的項目教學法，將課程所涉及的知識和技能通過一個明確的“項目任務”布置給學生，學生根據任務要求，運用所學的知識和技能，采用“團隊學習”的方法，動腦、動手、交流和合作，最終完成項目任務。[3]

貫徹“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念，綜合運用多種教學方法和手段，既可以避免由于教學手段單一而造成的內容枯燥、缺乏系統性的問題，又密切了理論知識與生產實踐的聯系，提高了學生學習積極性和主動性，還有助于學生工程實踐能力和團隊意識的培養。

三、采用多種方法提高理論教學效果

傳統的理論教學注重公式的推導，算法流程的分析，強調單個知識點的掌握，往往忽視理論知識與實踐的聯系。為了克服傳統教學方法的不足，結合數控原理與系統課程的特點，我們采用多種教學方法和手段進行理論教學改革，加深學生對知識的理解和掌握，密切理論知識與數控機床安裝、調試及加工操作之間的聯系，增加學生解決實際問題的經驗和能力。下面分別以數控系統刀具半徑補償和輪廓插補原理的教學為例，采用教師講授、學生討論、軟件仿真、對比分析等多種方法，進行教學改革和探索。

（一）刀具半徑補償的教學實例

刀具補償在數控加工中有著非常重要的地位。該功能將控制對象由刀具中心或刀架參考點變換到刀尖或刀刃邊緣。刀具補償可以簡化數控加工程序的編寫，提高程序的利用率，對刀具磨損和換刀具有重要作用。刀具半徑補償是刀具補償中的難點。由于常用編程軌跡的連接方式和轉接過渡方式有多種，因此，刀具半徑補償的執行過程也分為三個階段24種情況。

面對如此復雜的情況，我們在授課過程中采用教師講授與學生討論相結合的方法。教師先推導幾種典型情況下轉接點的坐標計算公式，接著引導學生分析和推導其他情況下刀具半徑補償的計算方法。然后，讓學生通過仿真軟件模擬每一種情況下刀具的運行軌跡，獲得轉接點坐標，并與之前的推導結果進行印證。最后，以學生數控加工實習所完成的零件為例，介紹刀具半徑補償從建立、進行到撤銷的全部過程，以及數控系統中刀具半徑補償的相關參數設置及功能調試的要點。課堂實踐表明，講授、討論、軟件仿真以及加工實例講解相結合的方法取得了較好的教學效果，學生聽課的積極性普遍提高，對知識的理解比較深刻。

（二）輪廓插補原理的教學實例

輪廓插補是數控系統的一個重要功能，是指根據零件輪廓尺寸，結合精度和工藝等方面的要求，在已知刀具中心軌跡轉接點之間插入若干中間點的過程。[4][5]插補速度直接影響數控系統的處理速度，插補精度又直接影響數控系統的加工精度。在授課過程中，教師首先講解幾種常見輪廓插補算法的基本原理，然后通過實例與仿真軟件相結合的方法進行驗證和比較。例如，選擇一段圓弧輪廓，分別采用逐點比較法、數字積分法、比較積分法等多種方法進行插補計算，求得一系列的插值點，并繪制各自的插補軌跡圖。之后，比較各種插補軌跡與理論輪廓的誤差，選擇誤差最小的插補算法。接著，利用仿真軟件進行驗證，直觀地再現數控加工中走刀的全過程。結合理論講授、對比分析、軟件仿真等方法進行教學，能使學生對輪廓插補原理的理解更加透徹，學生對加工過程的輪廓誤差也有更深入的了解，這有利于選擇合適的插補算法，提高產品質量。

四、基于項目教學的實踐教學環節

實踐教學是數控原理與系統課程的重要教學環節，其分為課內實驗和數控機床安裝調試實習兩部分。課內實驗由于學時所限，其主要是安排驗證性實驗，以加深學生對理論課所講授知識的理解和掌握，如刀具半徑補償計算實驗、步進電機環分實驗等。數控機床安裝調試實習為期兩周，是實踐環節的重點。我們在實習中采用項目教學法，通過一個完整的“項目”，將數控原理與系統課程所涉及的知識和技能通過一個明確的“項目任務”布置給學生。學生根據任務要求，查閱資料，運用所學知識完成項目任務。項目教學法在實施過程中一般按照確定項目任務、制訂工作計劃、組織項目實施、檢查考核評估、總結評比歸檔等五個步驟展開。[6]

（一）確定項目任務

“西門子808D數控銑床安裝調試”是本實習的一個項目任務，主要由低壓電器回路設計、電氣安裝調試、數控系統驅動器調試、變頻器調試等部分構成。該項目與數控原理與系統課程中進給運動的控制、主軸驅動與控制以及PLC與輔助功能的實現等內容緊密聯系。本次任務能夠幫助學生理解和把握本課程及相關課程所涉及的知識點，掌握電氣安裝和數控系統調試的基本技能，培養學生分析問題和解決問題的思想和方法，訓練學生協調、合作的能力。

（二）制訂工作計劃

明確項目任務后，學生查閱資料，分析項目要求，討論解決方法，制訂總體方案、實施步驟、進度計劃及團隊成員的分工情況。教師負責解答疑難題，審閱項目計劃書。

（三）組織項目實施

學生按照項目分工和實施步驟，完成各自的任務。具體的實施步驟包括：1.查閱資料，繪制西門子808D數控銑床電氣原理圖；2.根據電氣原理圖，進行電氣控制柜元器件的選型、布局及接線；3.變頻器調試；4.伺服驅動器的調試和伺服參數的設置；5.系統參數的設置及功能調試；6.PLC程序調試；7.系統數據備份及恢復。在項目進行過程中，學生是完成任務的主體，學生的學習過程從被動學習向主動學習轉變，學生從“要我學”變為“我要學”，這有效提高了學生的學習的積極性。教師除了解答疑問，進行引導之外，還要掌握項目的進度和節奏，保證任務的順利進行。

（四）檢查考核評估

在項目進行過程中，指導教師要隨時關注小組各成員的進展情況并進行記錄，各子單元調試完成后也要進行相應的考核。項目任務結束后，要按小組進行答辯，每位成員介紹自己完成的工作，指導教師根據項目完成情況、個人工作量、回答問題情況以及之前的考核記錄，給出分數。

（五）總結評比歸檔

教師對各小組的完成情況進行總結，對表現突出的小組和個人進行表揚，引導學生之間相互交流、學習和借鑒。指導教師及分管領導召開項目總結會，交流項目教學過程中的經驗、存在的問題以及改進的方向。最后將項目成果進行歸檔整理和展示。

五、總結

數控原理與系統課程是數控加工、安裝調試和維修的基礎。本文對該課程的理論教學和實踐教學環節進行了改革和探索。在理論教學中，突出“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念，將抽象的理論知識與具體的實際問題、現象結合起來進行講授。在實踐教學中，我們引入項目教學法，將學生作為教學的主體，通過具體的項目任務，幫助學生將理論知識融會貫通。教學實踐表明，數控原理與系統課程的改革提高了學生學習的積極性和主動性，增強了學生分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力，培養了學生的系統工程意識。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 徐婭萍，王潤孝.數控機床課程教學的改革與實踐[J].西北工業大學學報（社會科學版），2007（4）：78-80.

[2] 吳愛萍，汪木蘭.《數控原理與系統》課程實踐教學體系與改革[J].中國現代教育裝備，2007（3）：22-24.

[3] 汪木蘭，周明虎，李建啟.以項目教學為載體制訂先進制造技術卓越工程師培養方案[J].中國現代教育裝備，2010（12）：15-19.

[4] 何曉微，林礪宗，陳永平. 數控插補教學演示系統的開發[J].機械與電子，2002（3）：57-59.

[5] 李源，周來水. 數控教學系統研究與開發[J].機械工程與自動化，2007（6）：142-146.

第2篇：數控機床插補原理范文

關鍵詞：數控機床定位精度分析

項目資助；國家重點基；礎研究發展計劃

加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數的符合程度。在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內。通過有效的誤差分析，掌握其變化的基本規律，從而采取相應的措施減少加工誤差，提高加工精度。

1.定位精度的影響因素分析

1.1導軌直線度的影響

數控機床由于長期的生產加工，會導致數控機床的各系統部件產生應力變形，會改變數控機床的導軌幾何精度，由于導軌發生了水平度和平行度的變形，會改變數控機床工作作業的相應導軌與滑體之間的接觸力與摩擦力，必然會導致數控機床的滑體和導軌之間的各配合面中出現不均勻的間隙，增加數控機床導軌直線誤差，降低數控機床的定位精度。經過大量實際測量，發現數控機床的導軌的中段發生弧面彎曲是導致產生導軌直線度誤差最主要的原因之一，一般可以使用“雙頻激光干涉儀”對導軌直線度進行精確檢測。

1.2絲杠螺距誤差的影響

數控機床所使用的絲杠也存在一定的誤差的，因為在加工制造絲杠的過程中也會必然存在一定的加工誤差，因此，絲杠的螺距其實并不是均勻的，當這種誤差達到一定程度時，就會導致實際加工生產中產生不均衡的傳動進給量，再加上數控機床在長時間工作中各系統部件的摩損，這些情況都會導致“機床系統檢測控制回路”為了達到最佳位置而不斷的搜尋，導致因為跟蹤誤差過大而降低機床定位精度。

1.3環境溫度的影響

溫度誤差一直是機械加工時的最主要的誤差之一，也最難消除。因為數控機床的機體暴露于環境中進行加工作業，由于環境溫度的發生改變，導致機床導軌及工作臺或傳動系統等各系統部件產生熱脹冷縮的變形，這時當數控機床進行精密加工時，就會發生控制系統指令坐標值和實際位移坐標值并不一致，因而產生誤差，因此降低溫度誤差對于提高定位精度非常關鍵。

1.4反向間隙的影響

所謂反向間隙誤差的定義是指由于絲杠和螺母之間在結合處必然會存在一定的間隙，所以機床工作中(特別是做換向動作時)，在一定的角度內會出現工作臺動作滯后的現象，這種現象產生的原理是：在數控機床工作時，由于在受力一側螺母與絲杠存在的間隙，導致在間隙消除之前，盡管絲杠轉動，但是工作臺并不移動，產生空動現象。如果由于工作中的誤操作或者螺母在實際生產加工中受力發生彈性變形，倒置存在當的間隙距離過大，就會倒置數控機床在做加工動作時的反向間隙過大，因此導致在絲杠和螺母發生相對位移時，機床實際位移行程會相應的加大或縮小，如果反向間隙誤差嚴重則必然會降低數控的定位精度。所以此，現在數控機床的工藝對于進給系統的反向間隙誤差的限制都是非常嚴格的。

2、提高定位精度的方法

2.1選用高精度導軌防護罩

由于數控機床定位精度受導軌直線度的影響非常大，因此導軌的平行度、水平度、剛性以及承載力等就是數控機床的重要參數。可見保證和提高導軌精度對于提高機床的定位精度作用很大。為導軌添加“鋼制伸縮式導軌防護罩”是保證和提高到導軌的直線度的常用辦法，相應改變“鋼制伸縮式導軌防護罩”節數，為了減少總節數而加長每個單節。一股情況下應該保持5：1和3：1之間的最小壓縮比例和最大拉伸比例。

2.2減少溫度對精度的影響

由于環境溫度的變化，數控機床的機械部件也會產生相應的熱脹冷縮的變形，因此直接影響數控機場的定位精度，對精密的數控機床加工設備和加工作業影響尤其明顯，因為不同的數控機床對于溫度和濕度等環境要求不同，所以要為數控機床建立相應穩定的工作環境，以減少環境因素對于精密機械產生的影響。

3.定位精度的補償

若測得數控機床的定位誤差超出誤差允許范圍，則必須對機床進行誤差補償。通常是以軟件形式對螺距誤差和反向間隙誤差進仃補償。

3.1螺距補償

數控機床螺距補償的基本原理是在機床坐標系中無補償的條件下，在軸線測量行程內將測量行程分為若干段，測量出各自目標位置Pi的平均位置偏差x；把該值反向疊加到數控系統的插補指令上。插補計算完成后，目標實際運動位置為P＝P+置，使誤差部分抵消，實現誤差的補償。數控系統可進行螺距誤差的單向和雙向補償。

3.2反向間隙補償

對傳動系統的反向間隙進行合理的補償可以有效的提高數控機床定位精度。補償方法因為受到具體條件、硬件設施和環境的不同而不同，比如：應用反向間隙對計算機數控(computer numerical control，CNC)，可以在保持原數控機床機械系統結構的情況下對傳動系統的反向間隙進行合理的補償；或者通過更換傳動系統的部件來進行調整和補償。反向間隙補償的原理是：無補償的條件下，在軸線測量行程內將測量行程等分為若干段，測量出各目標位置P的平均反向差值B，作為機床的補償參數輸入系統。CNC系統在控制坐標反向運動時，自動先讓該坐標軸反向運動B，然后按指令進行運動。在該過程中，CNC系統實際指令運動值為Pij＝Pi+B。反向間隙補償在坐標軸處于任何方式時均有效。事實上，誤差補償對于半閉環控制系統和開環控制系統具有顯著的效果。而針對全閉環系統，由于其本身的高控制精度，應用誤差補償的效果并不明顯，但是對于定位精度的提高仍然有所幫助。

第3篇：數控機床插補原理范文

【關鍵詞】數控機床；故障；解決方法

目前，數控加工由于其生產質量穩定、生產率高、勞動者勞動條件得到改善等諸多方面的優點，數控機床廣泛應用于機械加工行業。但操作者在使用的過程中，不可避免的會出現這樣或那樣的故障，筆者根據在教學活動中學生出現的一些問題，歸納以下故障情況，并逐一進行分析，闡述其解決的方法。

一、程序格式不合法

有些同學編制的數控加工程序輸入數控系統后，運行程序，進行圖形模擬，在此過程中，機床報警，我們在報警狀態一覽頁面可以查到報警信息相對應的內容：程序格式不合法。出現這種情況，我們就要仔細檢查每一條程序段，找到不符合該數控系統指令格式的語句，比如：圓弧插補G02/03格式之后缺少用于指令圓心位置的參數R或I、J、K；圓弧插補之后變成了直線插補，而程序當中忘記加上G01指令，這樣由于G02/03指令是模態指令，后一條語句就默認為是圓弧，因此產生了錯誤。

二、不正確的G代碼

出現這一現象的原因是：在程序當中輸入了系統不支持的G代碼。我們在操作某一臺具體的機床時，必須首先要閱讀該機床隨機的說明書，了解、掌握該系統所使用的指令代碼，而不能犯經驗主義的錯誤。另外，不同的數控系統，甚至是同一種數控系統的不同型號、版本，所支持的指令也不一樣。

三、宏程序格式不合法

目前，隨著使用要求、制造精度的不斷提高，各種各樣的非圓曲線也會被要求加工，而目前的數控系統大多還不能支持，我們為了加工出來符合要求的工件表面曲線，就要使用到宏程序來解決，而宏程序和一般使用的插補指令還有一些區別：要用到三角函數、算術運算、邏輯運算等，在此過程當中，容易出現一些錯誤，比如：沒有成對出現；GOTO輸成G0T0。出現這種問題的時候，就需要我們仔細的去檢查程序當中的錯誤、紕漏。

四、機床回零過程中即產生“急停報警”

數控機床開機之后，進行回零操作，結果在此過程中，即產生急停報警。出現這一現象的原因有：限位擋塊出現了移位；行程開關由于工作環境差：有細小鐵屑的粘附、切削液的浸蝕，導致觸頭的運動不靈活，壓下之后不能彈起恢復原狀。解決的方法就是固定限位擋塊或清理、更換行程開關。

五、加工中，工件的局部尺寸誤差過大

這一現象主要出現在機床使用時間較長的情況下，由于在使用的過程當中，絲杠和螺母之間有相對運動，不可避免的產生摩擦、磨損，而整個絲杠并不是均勻磨損的，個別部位使用較為頻繁，從而導致磨損狀況不一致，產生的間隙不一致。解決的方法有兩種：第一，仔細測量反向間隙的大小，并在機床參數當中予以調整、修改；第二，維修絲杠螺母副或更換新的絲杠螺母副。

六、加工相同的工件，第一件尺寸正常，第二件卻有較大誤差

產生這一現象，有一些人會認為是加工時的切削參數選擇不同造成的，或者是刀具使用的過程中，產生了磨損而導致。其實，是忽視了一個問題：刀尖圓弧半徑補償。由于車刀的刀尖圓弧一般比較小（如：R0.4、R0.8等），并且刀尖圓弧半徑對于我們正常加工外圓、端面時，不對尺寸產生影響，人們容易忽視。如果有圓弧等特形面的加工，使用了刀尖圓弧半徑補償，而使用了之后卻沒有取消，由于該指令屬于模態指令，就會對后面的一些工序造成影響。解決這樣問題的方法就是在編程中養成良好的習慣，對于刀尖圓弧半徑補償的指令進行成對使用，只要啟用了該指令，在該加工工序完成之后，一定將其取消。

七、刀具的行程極限位置不合適，工件的個別部位不能加工

加工工件的內孔或者靠近卡盤進行車削（包括切斷）時，有時會遇到這樣的提示：X或Z方向超行程。對于該情況，機床本身的設計缺陷通常可以排除，最大可能的原因是：硬件限位開關的安裝位置不正確或者是軟件限位參數設置不合理。解決的方法：第一，在刀架上適當添加刀夾輔助裝置，讓刀具懸伸出一定的距離，同時要保證剛度，避免影響切削；第二，也是我們最科學的方法：適當調整硬件限位開關的位置或修改軟件限位參數中的數據大小（FANUC中的參數號位1320、1321）。

第4篇：數控機床插補原理范文

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

關鍵詞： 數控機床；安全操作；維護

Key words： CNC machine tools；safe operation；maintenance

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）35-0062-02

0 引言

數控機床是機電一體化的高新技術設備，具有高效率、高精度等特點，能解決工藝難題，而且又具有一定柔性，在制造業發揮了強大的技術優勢。但是，如果數控機床使用操作不當、維護不周，就會發生各種故障。這些故障如果得不到及時有效的維修，就會造成停機，使生產不能正常進行。因此，使用數控機床不僅要嚴格遵守操作規程，而且必須重視數控機床的維護工作。作為操作人員，也應對數控機床的結構和控制有一定的了解，對簡單故障會及時處理。這不僅有助于正確使用數控機床，而且能提高數控機床的使用效率。

1 數控機床的安全操作

正確操作是保證數控機床正常可靠運行的基礎，特別是在數控機床的使用初期和保修期。在使用初期，由于操作者對數控機床的性能不熟悉，操作技術不熟練或使用不當，經常發生故障，造成數控機床的停機。在保修期內，由于運動部件處于磨合過程和部分元件穩定性等原因，數控機床的故障發生率較高。例如，某廠有一臺加工中心，在使用的第一年，共發生16次停機故障，其中操作不當故障7次，伺服系統故障3次，機床調整不當造成故障2次，電源 電氣部分故障3次，顯示出錯1次。由此可見，因操作、保養、調整不當發生故障共有9次，占總故障的56.3%。因此，正確操作和使用數控機床，可有效地減少故障，提高數控機床的使用效率。

操作人員一定要先閱讀有關的操作說明書，了解數控機床的所有性能，熟悉每個部件和開關的作用，才能開始操作和使用數控機床，而且一定要嚴格的按照規章制度進行操作。而且要做到：熟悉數控機床部件的加工性能，如機械原點、各軸行程、夾具和工件安放位置、工件坐標系、各坐標的干涉區、換刀空間、主軸轉速和定位范圍等；掌握數控機床的操作方式，如工件的定位方法及主要裝夾方式、主軸轉速和進給速度的調整、刀具位置的調整等。

1.1 數控機床的操作規程 在使用過程中要嚴格遵守操作規程，數控機床的操作規程一般如下：①操作者不能超性能使用，要很了解機床的性能、結構、傳動原理和控制操作。②在使用機床的時候，一定要把防護鏡、防護服、防護帽都穿戴整齊。③先對機床進行詳細的檢查，才能開始開機工作，比如各開關、手柄位置有沒有在規定的位置上；檢查電氣控制是否正常；油路是否暢通、油質是否良好，并按規定加好油；注意液壓或氣壓系統的調整，檢查總系統的工作壓力是否在額定范圍，溢流閥、順序閥等調整壓力正確。④開機時應低速運轉3～5min，查看各部分運轉是否正常。⑤加工工件前，必須進行加工模擬或試運行。先將工件清理干凈，特別注意工件是否固定牢靠，調節工具是否已經移開。嚴格檢查調整加工原點、刀具參數、加工參數、運動軌跡。⑥工作中發生不正常現象或故障時，應立即停機排除，或通知維修人員檢修。⑦工作完畢后，先清掃機床，同時將機床各部分都恢復到原始狀態和非工作位置，并切斷電源，做好交接班制度。⑧一定按規定操作機床，除非操作者同意，任何人不許開動機床。⑨用適度的力去按動按鍵。⑩不能隨意的敲打一些部件，比如中心架、頂尖、主軸、機械手等。

1.2 數控機床通電后的檢查 數控機床通電后進行以下檢查是必要的：①檢查數控裝置中各個風扇有沒有正常作業；② 檢查機床移動方向是否正確，可以通過手動慢速的移動各坐標軸的方式；③檢查超程限位是否有效和一旦超程數控裝置是否發出報警信號，可以通過使各軸碰到各個方向的超程開關的方式；④檢查數控機床是否有返回基準點的功能，且每次返回的位置是否一致，可以通過進行幾次返回機床基準點的動作的方式；⑤最好按照使用說明書，用自編的簡單程序檢查數控系統的主要功能是否完好。如直線插補、螺旋線插補、定位、自動加速/減速、MST、刀徑半徑補償、間隙補償、鏡像功能及用戶宏程序等。

2 數控機床的維護

設備的維護，是保持設備處于良好技術狀態、延長使用壽命、減少停工損失和維修費用、降低生產成本、保證生產質量、提高生產效率所必須進行的日常工作。對于高精度、高效率的數控機床而言，維護就顯得更為重要。

2.1 數控機床維護的基本要求 ①完整性。數控機床的零部件齊全，工具、附件、工件放置整齊，線路、管道完整。②潔凈性。數控機床內外清潔，無黃袍、無黑污、無銹蝕；各滑動面、絲杠、齒條、齒輪等處無油污、無碰傷；各部位不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電；切削垃圾清掃干凈。③靈活性。為保證部件靈活性，必須按數控機床標準，定時定量加油、換油；油質要符合要求；油壺、油槍、油杯、油嘴齊全；油氈、油線清潔，油標明亮，油路暢通。④安全性。嚴格實行定人定機和交接班制度；操作者必須熟悉數控機床結構，遵守操作維護規程，合理使用，精心維護，檢測異常，不出事故；各種安全防護裝置齊全可靠，控制系統正常，接地良好，無事故隱患。

2.2 數控機床維護的內容

2.2.1 數控機床電氣部分的維護 選擇合適的使用環境。機床的使用環境會影響機床的正常運轉，因此應該選用合適的使用環境，并且應嚴格按機床說明書的要求進行安裝。

定人定機使用。必須有專門的人員來對這些機床進行系統編程、操作和維修。這些人員必須熟悉所用數控機床的機械系統、數控系統、強電控制系統、加工條件等，并能按說明書正確使用數控機床。

制定日常維護規章制度。要根據每個部件的不同，制定有針對性的保養條例。比如哪些需要定期更換、哪些需要每天清理等。

應盡量少開數控柜和強電柜的門。應該嚴格規定如非必要盡量不要開啟柜門，因為機加工車間的空氣中都不是很清新，一般都含有一些物質，一旦落在數控裝置的內部，容易引起元器件間絕緣電阻下降，并導致元器件及印制線路板的損壞。

定時清理數控裝置的散熱通風系統。各個冷卻風扇要每天檢查是否正常。根據實際的情況而定，每半年或每季度檢查此過濾通風道是否有堵塞現象。如發現積塵過多，要及時的清理，一旦沒有及時的清理，可能導致溫度過高，使CNC系統不能正常的工作，甚至發出報警信號。

定期檢查和更換直流電動機電刷。要根據機床的使用周期的不同，來對電動機電刷進行定期的檢查和更換，做好是每半年或者一年檢查一次。

經常監視CNC的電網電壓。CNC通常允許電網電壓在額定值的10%～15%范圍內波動，需要經常監視CNC使用的電網電壓，一旦超出范圍會影響正常工作，甚至會引起CNC內的電子器件損壞。

存儲器用電池的定期更換。存儲器如采用CMOS RAM器件，設有可充電電池維持電路，可以在沒電的時候仍保持存儲的內容。在正常電源供電時，有5v電源經一個二極管向CMOS RAM供電，同時對可充電電池進行充電；當電源停電時，則改由電池供電維持COMS RAM的信息。一般情況下，即使電池有效，也應該每年更換一次。電池的更換應在CNC通電狀態下進行。

CNC長期不用時的維護。數控機床長期不用是不可以取的行為，既不利于提高系統的利用率，也不能降低系統的故障率。但如果CNC長期不用的話應注意以下兩點：一是要經常給系統通電，尤其是在雨季。如果機床鎖住不動，可以讓系統空運行，利用自身的發熱來驅散潮氣，以保證電子部件性能的穩定可靠，實踐證明，這是很有效的一個降低故障率的措施。二是數控機床采用的是直流電動機的話，為了防止化學腐蝕作用，造成機床損壞，應該將電刷從直流電動機中取出。

備用印制線路板的維護。對于已購置的備用線路板應定期裝到CNC上通電一段時間，以防損壞。

2.2.2 數控機床機械部分維護

上表僅列出了日常維護檢查的一些主要內容，對機床頻繁運動部分也應做重點檢查。例如，加工中心的自動換刀裝置頻繁，最容易發生故障，所以刀庫的選刀及定位、機械手相對刀庫和主軸的定位精度等也應進行日常檢查維護。

3 結束語

數控機床都應配置相應的安全操作規程、維護保養規程，這些規程可在傳統機床相應規程的基礎上，根據數控機床的特點要求來制定。依據這些規程，對數控機床作相應的維護，以確保數控機床的正常運行，提高設備的利用率。

參考文獻：

[1]廖兆榮，楊旭麗.數控機床電氣控制（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2]王志平.機床數控技術應用[M].北京：高等教育出版社，1998.

[3]羅學科.數控原理與數控機床[M].北京：化學工業出版社，2003.

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[9]李宏勝.數控原理與系統[M].北京：機械工業出版社，1997.

第5篇：數控機床插補原理范文

關鍵詞：數控機床；改造；評估

中圖分類號：TG502 文獻標識碼：A 文章編號：

數控機床是以數控系統為代表的新技術，是對傳統機械制造產業滲透形成的機電一體化產品，其技術范圍覆蓋機械制造技術、信息處理、加工、傳輸技術、自動控制技術、伺服驅動技術、傳感器技術、軟件技術等領域。

計算機對傳統機械制造產業的滲透，完全改變了制造業。制造業不但成為工業化的象征，而且由于信息技術的滲透，使制造業猶如“朝陽產業”具有廣闊的發展天地。

數控機床較好的解決了復雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，使用數控機床有以下幾方面的好處：（1）提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產品質量穩定；（2）提高生產效率；（3）可加工形狀復雜的零件；（4）減輕了勞動強度，改善了勞動條件；（5）有利于生產管理和機械加工綜合自動化的發展。

數控機床是一個國家工業發展先進制造技術的重要組成部分，也是發展計算機集成制造技術的主題技術，其應用將對產業機構、產品結構、專業分工、機械制造加工和生產管理模式，以至于企業運行機制均產生直接影響。同時，數控機床應用的廣度和水平是衡量工業綜合技術水平和企業現代化水平的重要標志之 一。因而各國對數控機床的發展都給與了高度重視。

我國數控機床的研發與應用水平，雖然與國外先進水平相比還有很大的差距，但經過近些年的快速發展，也取得了可喜的成果，個別項目上，已達到國際先進水平。數控機床占有率不斷提高，已成為我國工業企業實現現代化的重要手段，特別是在關系到國計民生的機械、電子、汽車、航空、航天、軍工等重要企業部門發揮關鍵作用。據第三次全國工業普查，到1995年初，我國機電制造業（包括機械、電子、汽車、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、造船、航空、航天等制造業）共擁有數控機床7.2萬臺。

目前，在我國工業企業中使用的數控機床（簡易數控系統除外），按時間大致可分為三類。

七十年代末至八十年代中期，所購數控機床大多數為從國外進口，數控系統已老化，備件供應“斷糧”有得企業有近2/5的數控機床停機待修；

八時年代中期至九十年代初期，所購數控機床多為國外進口，一部分為國內機床廠采用國外數控系統進行二次開發。目前，這些機床的數控的系統已進入淘汰期，電氣部分故障頻繁，運行不穩定，只能用于粗加工，且“扎刀”現象有時發生；

九十年代中期至今，多數機床仍為國外產品，一部分為國外機床廠采用國外數控系統，還有一少部分完全采用國內自主開發的數控系統；

（1）對尚有利用價值的數控機床過早淘汰，失去了對其進行翻新改造，恢復活力的機會，浪費了大量資金；

（2）對系統老化、故障頻繁、功能落后但仍能維持生產的數控機床是否進行必要的改造，缺乏相關的科學依據，使機床帶病工作，維修難度不斷加大，維修時間不斷延長，嚴重影響生產；

（3）對數控機床的工作狀態不能實施監控、跟蹤，無法根據其現有狀態進行預防性維修。

由此可見，建立較為科學的數控機床評估體系，十分重要。

從廣義上看，研究制定科學合理的數控機床評估體系，一方面可為企業實行數控機床管理的科學化、標準化提供依據，促進提高數控機床管理現代化水平和管理效益；另一方面便于政府部門掌握企業數控設備管理工作的知道和監督力度，為數控設備宏觀管理提供決策依據。

與對數控設備的狀態評估一樣，對現有數控設備進行必要的改造，確定合理的改造方案，也是數控設備管理中的一個重要課題。

根據實際情況，對陳舊數控設備進行改造，是企業提高設備技術裝備水平的重要手段。目前，不近在我國，即使在發達國家，設備改造也普遍受到重視并擁有相當大額市場。在我國，絕大多數的國有企業設備陳舊，技術落后、且效益不好、資金短缺，與設備更新相比，設備改造更具有更重要的顯示意義。

機械設備一般有機械、液壓和電器以及其他附件組成。由于電器元件會逐漸老化，一般電器系統的無故障運行期限為5年，此后即進入故障高發期。而一般設備的機械與液壓部件通常可以使用15年甚至20年以上。且仍能夠保持較高的精度、可靠性及穩定性。另一方面，隨著電器元件制造水平的提高，包括數控系統、伺服系統在內的電氣部件成本不斷下降，因此，用少量的投資對原有得數控設備的電氣系統進行改造，可使舊設備再生，并獲得巨大的經濟效益。

設備改造的另一現實意義在于設備原有電氣系統的備件大都價格昂貴且比較短缺，有得甚至已停止供貨。例如西門子80年代初在市場上頗為風行的高性能SINUMERIK8系統，現在一塊設備板就要5到10萬元；而如果利用功能更強的SINUMERIK802D系統對其數控部分進行改造，則整個硬件部分僅需10余萬元。此外，即使購買了備件，暫時解決了問題，但由于系統的其他部分也隱老化而進入故障高發期，更換備件更不能從根本上解決問題，也無法保證整臺設備長期、連續、穩定的進行。

設備改造的第三個現實意義在于功能的增強。原有的電氣系統由于受當時技術水平的限制，與現有的系統比較，技術上均較為落后，功能也較弱，通過改造可以使原先只能進行兩軸插補的數控系統具有的三軸插補、螺旋線插補的功能。又如通過改造可以擴展數控系統的零件存貯容量，可以實現藍圖編程以及加工程序的圖形模擬等功能，使最終用戶從中獲得更多的利益。

普通設備超過服役期限后，絕大多數都通過大修、改造的方法來恢復設備的功能和精度。從而滿足生產需要。作為計算機、自動控制技術與機械設備融為一體的數控機床也不例外。

自工業技術革命以來，人們生產產品就逐漸由手工式作坊向集中式工廠方式轉變，機械設備也逐漸由簡單到復雜，向多功能全自動化方向發展。隨著科學技術不斷進步和發展，數控設備從技術、研制到成批生產的周期在不斷縮短，隨著電子器件制造水平的不斷提高和計算機技術的飛速發展。使得數控技術日臻完善，可靠性得到了大大的提高。同時，成本大幅度下降，這都為數控設備的翻新改造創造了有利的條件。

數控設備自誕生50年以來，技術上有了長足的進步。尤其是在七八十年代逐步應用到航空、航天、航海等國防重要部門。同期，我國各工業領域也從國外引進了大量的數控設備（包括二手數控機床），加之國內制造的數控機床（線切割除外）。現在基本上都存在著機械精度下降，電氣控制元器件損壞、數控、伺服系統老化，可靠性嚴重下降等問題，甚至有得處于停產、半停產狀態，嚴重影響著生產任務的完成。較多的舊機床和逐漸變舊的機床為數控設備的改造提供了物質基礎。

結論：在設備改造的評估方法和改造方案方面做了一些有意義的工作。在評估方面，運用模糊綜合評判原理建立了評估模型，設計了評估軟件，在改造方面，提出了改造方案，并加以實施。

參考文獻：【1】熊光華.數控機床。南京機械專科學校.1989

第6篇：數控機床插補原理范文

【關鍵字】數控系統；主流系統；認識體會

當前，西門子（SIEMENS）與發那科（FANUC）都是很好的數控系統，占據了大多數的數控系統市場，都為中國的數控機床業的發展做出了貢獻。兩相比較，西門子（SIEMENS）對環境要求比較高，發那科（FANUC）能更好的用于工業環境。另一方面，從易用性的角度出來，西門子（SIEMENS）的數控系統一般功能較多，西門子840D是20世紀90年代后期的全數字化高度開放式數控系統，它的人機界面更易操作，更易掌握，軟件內容更加豐富，具有高度模塊化及規范化的結構。840D的計算機化、驅動的模塊化和驅動接口的數字化，這三化代表著當今數控的發展方向。應用于眾多數控加工領域，能實現鉆、車、銑、磨等數控功能。其采用32位微處理器，實現CNC控制，可完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制。最多可控制31個軸（最多31個主軸）。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯和曲線表插補，這些功能為加工各類曲線曲面類零件提供了便利條件。840D系統提供有標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Window98/2000下開發自定義的界面。此外，2個通用接口RS-232可使主機與外設進行通信，用戶還可通過磁盤驅動器接口和打印機并行接口完成程序存儲、讀入及打印工作。通過RS-232接口可方便地使840D與西門子編程器或普通的個人電腦連接起來，進行加工程序、PLC程序、加工參數等各種信息的雙向通訊。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化，軟件內容更加豐富，功能更強大，其軟件系統開放式系統理念的一個重要特點是，可以在數控核心部分，使用標準的開發工具對用戶指定的系統循環和功能宏進行調整，代表并引領著當今數控技術的發展方向。因此， SEIMENS數控系統最突出的優勢在于功能非常豐富和強大，它是一個全數字化、高度開放的系統，因此，設備制造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應用需求。

發那科（FANUC）數控系統也很典型，其系統穩定易用，操作界面友好，實用性很強，發那科更加容易上手， 應用非常廣泛。常見的FANUC O系列，系統各系列總體結構非常的類似，具有基本統一的操作界面。FANUC系統可以在較為寬泛的環境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。FANUC系統具有主軸控制回路為位置閉環控制，主軸電機的旋轉與攻絲軸（Z軸）進給完全同步，從而實現高速高精度攻絲。復合加工循環可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。適用于切削圓柱上的槽，能夠按照圓柱表面的展開圖進行編程。可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。可對絲杠螺距誤差等機械系統中的誤差進行補償，補償數據以參數的形式存儲在CNC的存儲器中。CNC內裝PMC編程功能，PMC對機床和外部設備進行程序控制。機床隨機存儲模塊可在CNC上直接改變PMC程序和宏執行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RAM寫入器或PMC的調試RAM。

國內中高端用戶大多采用的即是SEIMENS、FANIC等這些國際知名公司的數控系統，尤其是在制造業這樣的生產線上，這些品牌的數控系統占據著中高端的主流市場，主流數控系統以SEIMENS 840D和820D數控系統為代表，我所在的公司于2006年全面啟動新廠搬遷建設，一期、二期購置了多臺當今主流數控系統的進口數控設備，設備非常先進，目前共有數控機床幾十臺，其中有大約1/3的數控機床是歐洲一些國家的廠商生產的，所配備的數控系統大部分是當今主流的SEIMENS 840D系統，占整個車間數控系統的70%以上，還有部分是FANIC數控系統，從2008年投產使用到現在，單從數控系統來看，我認為：SEIMENS 840D系統技術先進、功能較強、程序比較完善；發那科數控系統的穩定性發揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解。SEIMENS 840D數控系統顯著的技術優勢在于計算機化，驅動的模塊化，控制與驅動接口的數字化，這也代表著當今數控技術的發展方向。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化；軟件內容更加豐富，功能更強大。SEIMENS 840D可用于完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制，其典型特征是德國NILES公司的N40、N50車銑復合加工中心，其數控系統具有大量的控制功能，如鉆削、車削、銑削、磨削以及特殊控制，這些功能在使用中不會有任何相互影響。

當然，相對來說，西門子數控系統價格較高，在我廠的實際生產運行中穩定性不夠好，特別是系統報警故障、電源模塊和伺服驅動模塊容易燒壞等出現的故障，對我們的生產尤其是維修工作影響較大，有時要花費大量費用用于請外國專家修理和更換部件，費用比較工時比較大。一年少則一次多則大約會發生多次此類情況。能盡量將所有技術資料進行漢化，這樣更有利于其技術和產品的推廣。

在這幾年的大批量生產工作中，數控系統的穩定性發揮得特別好是日本的FANIC系統的數控設備，而且其使用的年數比這些新購置的設備早，NC程序也比較容易理解，價格也較便宜。FANIC數控系統的特點是性能穩定，操作界面友好，系統在設計中大量采用模塊化結構，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。其數控系統具有很強的抵抗惡劣環境影響的能力，其工作環境可以在較為寬泛的環境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，對自身的系統采用了比較好的保護電路，因此可以說適應性很強，很潑辣。

在實際生產中，生產單位工作現場的數控機床、數控系統的維修和調整問題還是比較頻繁的，這些問題帶來的維修費用和停產損失一直是生產單位十分頭痛和無法承受的損失，生產單位也迫切希望供應商、商能積極地幫助解決這些問題，特別是加強技術和應用方面的培訓，包括操作、編程、調整和維修等。另外，用戶對備件儲備、快速響應服務等也提出了一些期望。相信數控系統將來也會進一步降低成本價格，提高集成性、可靠性和操作的舒適性，體積更加密集型、系統柔性和開放性及拓寬功能會更加全面，最終將大大提高數控機床生產能力的效率。

【參考文獻】

[1]李佳特.NC技術的回顧與展望[J].設備管理與維修，2006（1）.

第7篇：數控機床插補原理范文

【關鍵詞】數控技術數控機床教學方法

一、提高教師隊伍的責任心

指導教師都應該帶有一種很強的責任感，盡職盡責地指導學生參加實習，而且要自始至終地，容不得半點松懈。同時，教師的所作所為、敬業精神也會影響到學生的實習態度，以至于直接影響到學生的學習效果。例如在學生操作機床時，教師要做到不離現場，而且還要來回反復巡看學生的操作過程，發現問題要及時指出并進行講解更正。

二、加強實踐環節

數控技術是現代先進制造技術的主要組成部分，實踐性強，因此，在教學中結合專業特點采用的是理論和實踐緊密結合的方法，以典型的數控設備―――數控機床為主，圍繞數控加工的過程控制開展教學與實踐。

2.1理論教學的實踐性

在理論教學中，介紹數控機床的基本概念、原理、計算和設計方法，著重闡述計算機數控系統的硬件和軟件結構、進給伺服系統、檢測裝置、數控加工程序的手工編制和計算機輔助數控加工編程等內容。以數控機床為主線，根據加工過程中數控系統內部信息流處理過程展開闡述、由淺入深、循序漸進，理論密切聯系實際，并注重機電結合和系統理念，反映當今世界機床數控系統技術的發展前沿。對數控技術的幾個重要內容、核心技術和最新技術成果作較為系統、深入的敘述。例如，在講解手工編程和自動編程的教學內容中，著重強調以下幾個方面：（1）引出編制程序的基本功能指令，它是數控機床自動加工工件的基礎。首先，講授數控機床的五大功能指令的作用；其次，介紹每個指令的含義，要求學生能牢記并能正確理解和應用。只有掌握了這些指令的區別與聯系，才能選用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的檢驗或排屑，合適的指令只能是MOO和M01。（2）介紹編制加工程序的格式。目前，常用的數控系統有FANUC系統和SIEMENS系統，這兩種數控系統程序的格式框架基本相同，但也有一些區別。針對我校的實際數控系統，要求學生熟練掌握FANUC系統和SIEMENS系統的程序格式。（3）通過大量編制程序的練習，達到熟悉編程的方法和步驟，提高程序編制的準確率。當然，對于其他的理論教學內容，比如插補原理、刀補原理、速度控制原理等，盡可能的注意理論教學的實踐性。在進行了理論課程的學習后，如果直接通過實際操作來驗證程序的實用性，在學生沒有實踐經驗的前提下，應該說是非常危險的。因為，雖然在實習老師的指導下操作機床，但因缺乏經驗，熟練程度欠佳，可能會有不正確的操作，造成刀具和機床損壞。因此，在實習環節之前增加數控加工仿真系統的學習和練習對更好的掌握這門技術非常必要的。

2.2實際操作訓

練有了前兩個環節，使學生較好的掌握了編程方法，通過仿真驗證了程序的準確性，接下來的實踐環節，就是讓學生在實習教師的指導下動手加工零件。

（1）手工編程及加工。選擇合適的零件，根據被加工零件的圖紙、技術要求及其工藝要求等切削加工必要的信息，確定適合數控加工的內容，進行數控加工工藝性分析并做出相應的工藝處理和數學處理，按照數控系統所規定的指令和格式編制加工程序。提醒學生注意數控加工工序與普通工序的銜接。考慮到加工安全，要求學生采用仿真系統校驗程序的正確性，指導教師還要核查工藝的可靠性，才允許學生在老師的指導下進行實物加工。先采用走空刀的方法，檢驗刀具路徑是否有錯誤，是否碰撞零件、夾具或機床等；通過程序檢驗，然后采用蠟模為原材料，開機試切；通過對蠟模零件幾何尺寸的檢驗，決定學生是否可以采用鋁合金來代替石蠟進行正式加工；最后通過鋼件的切削加工，使學生對材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量對加工質量的影響有更深的認識。（2）自動編程及加工。針對已采用手工編程加工的零件，讓學生使用計算機為輔助工具，在學習CAD/CAM課程的基礎上，采用CAD/CAM軟件進行計算機輔助數控編程及加工，并與手工編程及加工相比較，使學生認識手工編程是基礎，圖形交互式自動編程是復雜零件數控編程的發展必然趨勢，也是現在復雜零件普遍使用的數控編程方法。突出其編程速度快、直觀性好、使用方便和便于檢查等優點。

第8篇：數控機床插補原理范文

【關鍵詞】數控車削；數控系統；編程指令；分析；運動軌跡

數控機床以其優越性逐步取代普通機床，專用機床，運用在工業加工領域中。數控系統是由譯碼、刀補、插補、界面等相對獨立的任務所組成的實時多任務系統。它把編程人員輸入的數控程序，轉變為數控機床的運動。運動軌跡完全取決于輸入的程序。程序是由程序號、程序內容和程序結束三部分組成。作為主體的程序內容是編程人員根據各個零件的外形差異，用數控指令編寫。每個指令都有著自己的運動軌跡。

一、數控車削編程中，指令的使用（華中系統）

（一）G00和G01的區別，如何正確使用

G00是快速點定位指令。功能是使刀具以點位控制方式，從刀具當前所在點以各軸設定的最高允許速度（乘以進給修調倍率）快速移動到定位目標點。

G01是直線插補指令。功能是作直線輪廓的切削加工運動。有時也作很短距離的空行程運動。

這兩個指令都可以使刀具從當前所在點移到定位目標點。所以，在實際運用中，容易將它們混淆使用。為了正確的運用G00和G01，就要找出它們的不同之處，加以區分。

首先，G00指令的格式中不帶F參數。它的快移速度由機床參數“快移進給速度”對各軸分別設定。故在執行G00指令時，由于各個軸以各自速度移動，根據實際情況的不同，各軸到達終點的先后次序也會有所不同，因而聯動直線軸的合成軌跡有時是直線，有時是折線。為此，運行G00指令時，要先搞清楚刀具運動軌跡，避免刀具與工件或夾具發生碰撞。G01指令格式中帶F參數，刀具以聯動的方式，按F規定的合成進給速度，運行到達終點。它的聯動直線軸的合成軌跡始終為直線。

其次，使用的場合不同。G00適用場合一般為加工前的快速定位或加工后的快速退刀。正確運行過程中，始終不與工件接觸。G01一般作為直線輪廓的切削加工運動。有時也作很短距離的空行程運動，以防止G00指令在短距離高速度運動時可能出現的慣性過沖現象。

（二）G02和G03方向的判斷

G02，G03分別為順時針圓弧插補和逆時針圓弧插補。判斷圓弧是用G02加工還是G03加工的方法是：站在垂直于圓弧所在平面（插補平面）的坐標軸的正方向進行觀察判斷。如圖1所示。

圖1：圓弧插補G02/G03方向的規定

數控車床加工回轉體零件，只需標出X軸和Z軸。故它的插補平面為XOZ平面。我們根據右手笛卡兒坐標系原理，可以表示出Y坐標軸。Y軸的方向為垂直于X軸和Z軸，箭頭指向朝里。根據判斷方法可以得出：圖1中的（a）圓弧起點到圓弧終點是順時針方向，用G02加工；圖1中的（b）圓弧起點到圓弧終點是逆時針方向，用G03加工。

（三）粗車復合循環G71指令運動軌跡的確定

G71是粗車復合循環指令。它的指令格式為：G71U(d)R(e)P(ns)Q(nf)X(u)Z(w)F(f)T(T)S(s)這個指令參數教多，分別表示：d—切削深度、e—退刀量、ns—精加工路線的第一個程序段順序號、nf—精加工路線的最后一個程序段順序號、u/2—Z軸方向保留的精加工余量、w—X軸方向保留的精加工余量。

在執行含有G71指令的程序段時，刀具粗加工的運動軌跡取決于程序段N（ns）～N（nf）給定的精加工軌跡和刀具執行G71指令前的所在位置（循環起點）。

如圖2所示，

圖2：內/外徑粗車復合循環

A為循環起點，AA′B′B為精加工編程軌跡。在進行G71粗加工前，為了保證X軸和Z軸方向的精加工余量，系統將循環起點A的坐標值分別在X軸和Z軸方向加上對應的精加工余量求得C點。把刀具先由A點位移到C點，再進行粗加工復合循環。粗加工路線和加工次數由系統根據指定的精加工路線和粗加工的切削深度、退刀量，自動計算得出。由此可見，在執行G71指令時，系統早已將精加工程序段進行掃描，譯碼并確定其輪廓。要注意的地方就是，在編寫精加工程序時，刀具從AA′之間的程序段在Z軸方向不能產生位移。并且循環起點A必須是工件外一點。

二、結語

數控技術的高速發展，數控系統的不斷改良，許多指令有了更完善的功用。了解每個指令的功用和運動軌跡，運用起來才能得心應手。程序編寫更為簡化方便。

參考文獻

第9篇：數控機床插補原理范文

關鍵詞 數控車削 正弦曲線 CAXA 編輯程序 電腦編程

一、前言

在機械加工中，經常遇到螺紋的加工，一些特殊螺紋如正弦曲線螺紋采用普通設備加工方法，則會受到刀具角度和進刀方式的影響，加工難度較大；普通機床加工是非常難控制其尺寸精度的，可以通過電腦編程與手工編程相結合，使用數控車削的方法就能夠正確的加工出來，而且采用數控機床加工則較為容易。

二、實例分析與加工原理

在加工柱塞泵零件需要加工正弦曲線螺紋，其牙型表面要求光滑圓潤，牙型是正弦曲線形狀，導程為一個周期，如圖 1所示。現采用數控機床進行加工，但數控系統一般只提供直線及圓弧插補指令，而用直線及圓弧插補編輯正弦曲線的加工程序則需要采用線段逼近法，也就是把正弦曲線分成一段段小線段進行編程，這種方法手工計算復雜，易出錯，無法滿足加工效率的要求，雖然數控系統具有宏程序指令編程功能，但是對于初學者和基礎較差的編程人員是難以直接接受的。再者，一般編程人員在使用宏程序編程時，根本無法避免刀具刀尖圓弧對加工過程所產生的刀尖半徑誤差進行補償，做出的形狀無法達到產品所需要的精度要求。為了消除刀尖半徑對加工所形成的誤差，可以通過使用CAXA數控車軟件對圓弧螺紋車削截面做出精加工點狀程序，避免人工計算節點出現錯誤，再使用手工編程，對點狀程序進行手工優化，然后添加螺紋加工程序，從而避免了因刀尖半徑誤差造成產品的報廢。因此，本實例將使用手工編程及電腦編程結合使用編制圓弧螺紋加工程序，簡單易學。圖2為加工切削示意圖，將曲線分為若干段，每定位一個節點，刀具往左切削一次形成螺旋線，直至從第一個節點加工至最后一個節點。每個節點連接起來形成曲線形狀，節點與節點距離越近曲線精度越光順，螺紋表面越光滑。

三、程序編制步驟

（1）使用CAXA數控車軟件繪制一倍的螺紋導程截面，并生成精加工軌跡路線，如圖3所示。然后通過加工軌跡生成精加工點軌跡程序，如圖4所示。

（2）通過手工編程方式，將生成的精加工點軌跡程序運用到螺紋程序當中，如圖5所示。

四、結束語

以上措施有效地解決了加工特殊曲面螺紋等問題，減輕了操作者的勞動強度，提高了加工效率并保證加工后零件的質量。在工作中，要善于思考，善于分析，充分利用所掌握的各項知識，理論聯系實際，在大量的實際運用中，不斷總結，以提高自己的理論和實踐水平。

參考文獻：

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