数控机床技术培训讲解

目录一数控机床的发展史

二数控机床的组成与结构

三操作时的安全事项

1.开机前的检查

2.正常的开机步骤

3.操作时的注意事项

4.工作中断时的注意事项

5.工作完成后的注意事项

四NC面板说明

五操作

1.操作面板说明

2.正确的操作顺序

六程序

1.G码

2.M码

3.程序的基本格式

4.主程序和副程序

5.几种宏程序的编制

6.手工编制三维程序

七第四轴的使用

1.注意事项

2.角度的计算

3.当四轴、工件、夹具不同心时怎么处理

八机床的保养和维修

1.环境

2.油

3.水

4.气

5.电

6.液压

7.夹具

8.刀具

9.辅助工具

10.换刀中断时的处理方法

九数控刀具的认识和使用

十加工中刀具的选配及附件的认识

十一易变形工件的加工

1.箱体

2.薄板形工件

第一章 数控机床发展史

制造业作为国民经济发展的支柱产业，正在发生根本性的变化。现代社会正在由工业经济时代进入知识经济时代，伴随着信息技术的发展，一方面我们发展了以数控机床为主的自动化技术。另一方面发展了新的加工工艺。如：激光，水射流等。

几十年来，人们解决机械加工中最主要的问题是：如何提高产品质量和加工效率，因为它关系到企业的信誉和效益。

在数控机床出现以前，加工工件的70%的时间用于零件的上下料、测量、换刀和调整机床，减少加工过程中的辅助时间就成为迫切需要，所以以数控机床为基础的加工自动化技术得到发展。

普通机床————CNC 铣床————CNC 加工中心——自动化工厂 上下料、测量 上下料、换刀 上下料 全自动 换刀、调整机床

目前加工中心最短的换刀时间为1秒，快速进给30-60米/分，此时，为了提高切削效率，除了优化生产工艺外就在切削时间上做文章。如果要提高切削速度就要提高机床转速和进给速度，就会导致机床动平衡难以保持，切削热增加，刀具磨损加剧，这是提高切削速度所面临的根本问题。

萨洛蒙原理

德国切削物理学家萨洛蒙经过实验发现，在常规的切削速度范围内，切削温度随着切削速度的增大而提高，对于每一种工件原料都存在着一个速度范围，在这个范围内，由于切削温度太高，任何刀具都无法承受，切削不可能进行。但当切削速度超出这个范围后，切削温度反而降低，同时切削力也会大副下降。所以在高速切削条件下，切削过程要比常规下容易和轻松，加工表面质量明显提高。下图是切削速度和切削温度的变化关系。

切削速度

温度

第二章 数控机床的组成与结构

一、数控机床的分类：

按运动方式分：点位控制数控机床（数控钻、数控冲）；直线控制数控机床（数控镗）；连续

控制数控机床（数控车、数控铣、加工中心）

按控制方式分：开环数控机床、闭环数控机床、半闭环数控机床、

按加工方式分：立式数控机床、卧式数控机床、

1.程序载体：用USB盘将机床和刀具的运动轨迹通过编制程序，以一定的格式和代码存储到载

体中。

2.输入装置：通过外置计算机、网线等。将程序载体中的信息传送到数控装置中。

3.数控装置：通过专用计算机、输入、输出接口板及机床控制器完成输入信息的存储。数据的

变换和差补的运算来实现各种控制。

4.伺服系统：数控机床的执行机构。将来自数控装置的信息指令转化为机床的运动。其性能决

定机床的软件加工精度。

5.机床本体：数控机床的主体。完成各种切削加工的机械结构部分。与传统机床相比，具有结

构简单，精度高，结构刚性好的特点。

第三章操作时的安全事项

一开机前的检查：

1.油：任何其他油类或润滑剂不可随意使用在本机上，应使用服务手册上指定的

油类或润滑油。

位置：轨道润滑油、主轴润滑油、侧铣头润滑油是否在刻度线以内；

影响：★1.1轨道润滑油缺失：轨道在干摩擦状体下会有异响，同时磨损很快，

丢失精度；

预防: 前兆/润滑油箱的异常（节省润滑油，或润滑油使用量剧增）/运

行声音异常

★1.2 主轴润滑/冷却油缺失影响：主轴过热，加工精度损失，轴承最终

抱死（抱瓦）。

预防：定期检查主轴侧面的油尺标线；加油时注意一定要运行几分钟后

再检查，一定保证油已经超过标线；

前兆：主轴转动声音异响（注意此时已经损坏）

★1.3 侧铣头润滑油缺失：刀具无法卸下（只能在侧铣头不在主轴安装

位置时使用铜锤瞬间击打）此种方式多次使用会损失侧铣头精度；

预防：a、侧铣头椎孔处理，用电火花将侧铣头椎孔加工成环状，沿母线

做一条线，防止刀具真空造成椎柄与椎孔压实无法卸刀；

B、定期检查侧铣头侧面的油标，保证侧铣头不缺失润滑油；

保持机床清洁，检查是否有漏油的位置；各导轨润滑油的排放；

机床工作台在进行长时间停机时，在工作台表面最好涂一层油；

2.水：切削液是否充足，浓度是否合理。

标准：冷却液是否适合被加工材料（影响刀具使用寿命、表面加工质量）

绝对不可以使机床生锈；如果有锈蚀，请找专业卖油品的及时处理；

或者加工使用煤油作为冷却；

3.气：空压机运转是否正常，油水分离器是否有水。

影响：压缩空气不够，造成机床停机

气中含水，造成主轴椎孔锈蚀/每天交接班时用主轴清洁棒擦拭；

方式：加空气过滤器（油水分离器）/擦拭

注意：不要让压缩机连续运转，防止电机烧坏；/选择稍大一点的压缩机；

4.电：所有电源接口是否正确连接，插口是否稳固。

影响：电压不稳，容易烧伤主板/或者控制器的接口；

检查：稳压器是否正常工作；/三相平衡、在机床工作电压以内；

管线是否破损；

操作开关是否无误，尤其是紧急开关应该在无任何障碍条件下。

5.液压：液压站是否正常，油管是否有泄露之处。

6.夹具：机床开机前确认工作台上的夹具是否稳固。

工件稳定才能有好的加工性能，因此在加工的前期准备阶段，将工艺装备准

备齐全，以节约装夹的辅助时间，提高机床切削利用率；同时又能用最高的

技术参数进行加工；

7.刀具：刀具是否清洁，刀尖是否有积屑，拉钉是否禁固。

8.附具：工件和量具是否准备齐全。

9.机床：关闭机床各个安全门。

二正常的开机步骤：

1.首先检查气压、切削液液面和导轨润滑油是否充足。

2.机床电源开关ON。

3.操作面板开关ON。

4.紧急开关松开。

5.确认工作台上无干涉物后进行回零动作。

6.检查屏幕的报警显示，正常后进行产品加工。

7.关机动作和开机步骤相反。先按急停开关、在关操作面板开关、最后关闭总电

源。

三操作时的注意事项：

1.加工过程中穿好工作服，戴好安全帽。

2.机械运转时不准离岗，以免夹具、刀具、机床出现异常时不能及时发现。

3.加工过程中要保持清醒，按工艺要求完成步骤。

4.绝不准用手扶工件进行加工。

5.工具装夹不稳时，要将程序复位再从新安装。

6.正确操作机床的开关和按键。

7.机床运转时，关闭各个安全门。

8.打开安全门时，必须确认机床已停止运转。

9.禁止戴手套或湿手触摸开关及按键。

10.调整机床时，关闭电源。

11.禁止站在防护板上操作。

12.如有四轴，在工作时要注意夹具、油管、工具是否干涉。

13.及时清理刀具上的积屑。

14.换刀异常时，检查刀具拉钉是否禁固。

15.保证使用的工具、刀架和主轴的清洁。

16.夹具找正时，用铜棒轻轻敲打。

17.工件装夹时确认放正位置，以防发生意外。

18.每周用扳手夹紧一次工装，以防松动。

四工作中断时的注意事项：

1.因断电产生工作中断时在重新开机前注意是否乱刀。

2.因撞刀产生工作中断时一定检查刀具是否松动，夹具是否产生位移或变形。五完成工作后的注意事项：

1.认真清理机床，保证清洁。

2.将各轴回到初始状态，以保证机床精度。

3.检查油、水、气、电是否异常。

4.关闭各个安全门。

5.按正确步骤关闭电源。

第四章NC面板说明

RESET 复位键

功能：1 当机床出现异常时，可以停止机床运转。

2当机床程序报警时，可以取消报警信息。

3 当程序指令在程序中间时，可以使指令回到程序开头。

MONITOR 位置键（POS）

功能：1 可以知道机床的当前机械坐标值、工件坐标值、相对坐标值和加工剩余量的数值。

2 可以设定工件坐标系（有的系统在刀具补正栏里）

3 如用手轮加工时（如平面、侧面），可以把相对坐标清零，在依照上面数值进行加

工。

TOOLPARAM 刀具补正键

功能：1 可以设定刀具的半径补正和长度补正。

2 可以设定刀库的排刀顺序。

EDIT/MDI 编辑键

功能：1 可编辑和修改程序。

2 可用MDI执行一个简单命令。（如机床定位、主轴转动）

DIAZNIN/OUT 警示键

功能：1 当程序和机床出现错误时，会显示相应报警号。

如：P041---刀具半径过切。

LUBRICANT LEVEL LOW---润滑油不足

SFG。图形键

功能：1 编完程序后，可以走一下图形，看有无报警，并作出相应修改。

2 图形可以放大和缩小。

3 图形可以在XY、XZ、YZ、XYZ平面内观察。

F0 屏保键

功能：1可延长显示器的使用寿命。

2 夜间工作时，可保护视力。

INPUT 输入键

功能：编程时，输入数据和参数。

INSERT 插入键

功能：在程序中间加入一个新的字符。

DELETE 消除键

功能：消除单个字符。

CAN 清除键 功能：可清除所有字符。

SHIFT 转换键 功能：上下字符的转换。

急停开关 大多数为红色按键，出现紧急情况时按下此键，可停止机床运转。

第五章 操作

一 模式的选择

图1 图2 图3图4

图5

图6图7图8 图9

图10

图1 编辑状态

功能：只有在此状态下才可进行程序的编制、修改。

图2 自动状态

功能：只有在此状态下才可自动执行程序。如程序正在执行时，改变状态则程序自动停止。

图3 手动状态

功能：1 可执行刀库的正转和反转 2 可进行主轴的装刀和松刀 3 可执行X 、Y 、Z 轴的寸动

图4 电脑连线

功能：1 可与电脑配合完成程序的输入和输出 2 可与电脑配合边输入程序边进行产品加工

图5 单动状态

功能：此时MDI有效

MDI；用手工输入，自动执行的一个或几个简单命令。

如：M6 T5；换5号刀

图6 手轮模式

功能：1 夹具找正时可以用到。

2 简单加工时可以用到。如：平面、沟槽----

3 工作台进行移动时可以用到。

图7 慢速模式

功能：机床运动的速度缓慢。

图8 快速模式

功能：机床运动的速度很快。速度由厂家设定。

图9 原点复归

功能：开机后进入此状态进行归零动作。分手动和自动。

手动---分别按Z、X、Y、A轴和刀库进行归零。

自动---只按一下开关，Z、X、Y、A轴和刀库自动进行归零。

图10 单节执行

功能：执行一个新的程序时（可以和程式预演一起使用），大多数都一段一段的执行程序指令，以确保安全。

程式预演：可同时控制G00、G01的速度。

二正确的操作顺序

分析图纸----编排加工工艺方案（装夹方案/刀具选择）-----编程(刀具路径/刀具长度/步距/清跟程序分析/切削余量不均的处理方法)-------准备工装夹具、工件、刀具----装夹工件（检查工件的装夹稳定性）----电脑程序模拟（检查是否有未补充完整的面造成的突然落刀和抬刀，一般红线是刀具抬刀路径，绿线是加工路径，检查绿线是否有突然落刀现象）-----------机床送电前检查机床状态----------送电--------检查水、气、油和急停开关-------放置刀具---------设置工件坐标系----------设置刀补---------检查程序----新手上机台在未安装刀具时进行对刀后机床空刀试验程序/上刀具-----试切工件--------检验工件------在程序稳定条件下提高切削技术参数数值---------批量生产---------断电------清理机床

第六章程序

一G码准备码

G00 快速直线定位速度由厂家设定A至B

G01 直线进给速度由操作者设定B至C G02 顺时针铣圆D至E G03 逆时针铣圆E至D

G90 G00 X20.08 ；

G01 X22.23 F1000；

G02 X（E）Y（E）R12.53；

G03 Y（D）X（D）R12.53；

铣整圆

G01 X12.58 Y0 F1000；

G02 I-12.58；

G04 暂停G04 X0.5；=G04 P500；

区别：X读取小数点P不读取小数点

M00 程式停止只要不启动程式将无限期延长

M01 选择性停止可以选择用或不用

一定注意三者区别

G17 XY平面可以用右手定律参考其方向

G18 XZ平面可以用右手定律参考其方向

G19 YZ平面可以用右手定律参考其方向

（SQRT 开方EQ 等于

NE 不等于GT 大于

EOB 冒号LT 小于

GE 大于等于LE 小于等于

IF 如果GOTO 转到）

G16 极坐标（以工件坐标系的零点为回转中心）

例：图1

G90 G16；

G81 X100. Y30. Z-10. R2. F1000；

（X旋转半径Y旋转角度）

Y120.；

Y270.；

G15 G80；

图1

图2

G68 坐标系回转

例：图2

G90 G81 X304.46 Y159.95 R2. Z-10. F2000；

（R为临界点X、Y是孔坐标位置）

G68 X216.69 Y 109.95 R120.；

（R是旋转角度X、Y是旋转中心）

G68 X216.69 Y 109.95 R270.；

（R是旋转角度X、Y是旋转中心）

G69 G80；

G54～G59 工件坐标系设定

格式：G90 G54 G00 X0 Y0 Z0；

特点：坐标系零点的数值不在程序中。

G92 特定坐标系设定

格式：G90 G92 G00 X0 Y0；

特点：坐标系零点的数值不用设定

以机床的当前位置为基准点

参数设定坐标系

格式：G10 L2 P1 X-100. Y-120. Z-200.；

特点：X、Y、Z的数值为机械值，P1为G54。坐标系零点的数值在程序中设定操作方便，但一定注意不要输错数值。

G52 坐标系偏移设定

格式：G90 G54 G0 X0 Y0 ；最初坐标系设定

M98 P100；呼叫子程序加工产品

G52 X200 Y200 ；坐标系偏移设定

M98 P100；呼叫子程序加工产品

G54 G52 X0 Y0；坐标系偏移设定取消

象限区分法

机械区分法

程序中数值的正负号的区分有如上两种：

1 机械区分法加工完第一个孔时再加工第二个孔时，工作台向机床的正方向运动，所以就是

正值。

2 象限区分法如上图，看坐标点在零点的哪个象限内。

图2

使用参数设定坐标系的注意事项：

图1：1号件坐标系是G54，坐标值X-10.Y-10.。

G90 G54 G00 X0 Y0；1号件设定坐标系

M98 P100；加工1号件

G10 L2 P1 X-30. Y-30.；3号件设定坐标系

M98 P100；加工3号件

M30.；

注意：这个程序如果执行第二次时，1号件的坐标系数值和3号件相同。所以使用时一定小心，以免发生意外。

为图2编制加工程序；

一种、

O1；

#1=-50 #2=10；

M98 P100；

M30；

0100；

G90 G0 G10 L2 P1 X#1 Y#1；

G0 X0 Y0；

G1 X-5F100；

X0 Y-5；

Y0；

#1=#1=#2；

M99；

二种、

O100；

#1=-50；

N1 G90 G0 G10 L2 P1 X#1 Y#1 ；

X0 Y0；

G1 X-5.F1000；

X0 Y-5.；

Y0；

#1=#1=10；

IF[#1LE-10]GOTO1；

M30；

G90 绝对坐标值

以工件坐标系的零点为基准

G91 增量坐标值

以上一个命令的终点为基准

G98 刀具加工结束后回到起始点

G99 刀具加工结束后回到R（临界点）点

如下图：

压板压

板

压

板

G40 刀具半径补正取消

G41 刀具半径左补正

G42 刀具半径右补正

半径补正有两种区分方式：1.顺铣是左补正，逆铣是右补正

2.沿刀具路径方向看，刀具在工件左边为左补，

刀具在工件右边为右补

G43 刀具长度正补正

G49 刀具长度补正取消

如左图刀具半径为左补，如右图，1号刀设为基准，2号刀长补正为+15.28。

G80 自动循环取消

G81 钻孔循环

G81 X0 Y0 R2. Z-10.F1000 ；

（X、Y孔的位置，R临界点，Z孔深，F进给速）

G83 公段钻孔循环

G83 X0 Y0 R2. Z-10. Q5. F1000；

（X、Y孔的位置，R临界点，Z孔深，F进给速，Q每次进给量）G84 攻丝循环

G84 X0 Y0 R2. Z-10. F1.5 R1 ；

（X、Y孔的位置，R临界点，Z孔深，F进给速，R1是同期进给）G86 镗孔循环

G86 X0 Y0 R2. Z-10. Q0.5 F200 ；

（X、Y孔的位置，R临界点，Z孔深，F进给速，Q刀具偏移量）

M码辅助码

M00 程序停止

M01 程序选择性停止

M03 主轴正转M03 S1000；

M04 主轴反转M04 S1000；

M05 主轴停止M05；

M06 自动换刀M06 T5；

M08 冷切液开

M09 冷切液关

M30 程序结束并回到开头

M98 调用子程序M98 P100；

M99 回到主程序

S 转速

F 进给速

H 1 和G43在一起表示刀具长补正

G43 H1 Z100.；

2 和M98在一起表示呼叫子程序的中间段位

M98 P100 H15；

D 和G41在一起表示刀具半径补正

G01 G41 D10 X100. Y100. F1000；

T 1 单独表示刀具

2 和M6在一起表示自动换刀

T5 M6；

K 和自动循环在一起时表示循环次数

G81 X0 Y0 R2. Z-10. F1000 K5；

P 1 和G04在一起时表示暂停

G04 P500；G04 X0.5；

2 呼叫子程序时的引号

M98 P100；

R 1 半径

2 临界点

3 攻丝时R1是同期进给，R0是非同期进给Q 1 G83时是每次进给量

2 G86时是刀具偏移量

L 和M98在一起时是呼叫子程序的次数

M98 P100 L2；

三、程序的基本格式

O0001；

G90 G54 G00 X100. Y100.；

G43 H1 Z100. M3 S1000；

G1 Z0 F2000 M8；

G1 G41 D1 X0 Y0 F200；

G2 X-50. Y-50. R75.；

G1 X-80. Y-100.；

G0 Z100. M9；

M30；

四、主程序和子程序O1；主程序

G90 G54 G00 X0 Y0；

G43 H1 Z100. M3 S1000；

M98 P2；

G00 X200. Y200. ；

M98 P2；

M30；

O2；副程序

G91 G0 Z-100.；

G1 X100. F200；

Y100.；

X-100.；

Y-100.；

G90 G0 Z200.；

M99；

六、编制宏程序

O1；

G90 G54 G00 X0 Y0 ；

G43 H2 Z100. M3 S1000 ;

G01 Z0 M8 F200;

#1=0.5. 每刀进给量;

N10; 段落符号

G01 X488.F2000;

Y#1;

X0;

Y(#1+0.5);

#1=#1+1;

IF[#1LE320.]GOTO10; 如果#1小于等于320.就回到此段开头G0 Z200.;

M30;

O100；

#3=0；

#1=30-tg10*#3;

#2=30-tg10*(#3+0.2);

G90 G54 G00 X50. Y45.; G43 H1 Z100. M3 S1000; G1 X#1 Y#3 F100 ;

Z0;

N1;

G1 X#1 Y-#3 F2000;

X-#1;

X-#2 Y-(#3+0.2);

X#2;

#3=#3+0.4;

IF[#3LE28.356]GOTO1; G0 Z100.;

M30;

O100;

#1=tg10*#2+19.411;

#2=0;

#3=75+#2/cos10.;

G90 G54 G00 X25. Y0 ; G43 H1 Z100. M3 S1000; G1 X#1 Y#2 F100;

Z0;

N1;

G1 X#1 Y#2 F2000;

Z0;

G2 X-#1 Y#2 R#3;

G0 Z100.;

#2=#2+0.2;

IF[#3LE100]GOTO1;

G0 Z200.;

M30;

O100；

X=#1=113.79-COS#5*50.；

Y=#2=19.95+SIN#5*50.；

SQRT（752-66.1852）-80=15.311 #5=SIN（15.311/50）=18；

R=#3=SQRT（#1*#1+#2*#2）；

G90 G54 G00 X#1+10. Y#2+10 ; G43 H1 Z100. M3 S1000;

G1 X#1 Y#2 F100;

Z0;

N1;

G1 X#1 Y#2 F2000；

Z0；

G02 X-#1 Y#2 R#3；

G0 Z100.；

#5=#5+1.；

IF[#3LE100]GOTO1;

G0 Z200.;

M30

O100;

X=#1=15+tg45*#5;

Y=#2=ctg36*#5;

Z=#5=0;

G90 G54 G00 X#1+10. Y#2+10 ; G43 H1 Z100. M3 S1000;

G1 X#1 Y#2 F100;

Z#5;

N1;

G1 X#1 Y#2 F2000；

Z#5;

X-#1;

G0 Z100.;

#5=#5+0.2;

IF[#5LE15.]GOTO1;

G0 Z200.;

M30;