現代數控加工技術與編程

A. 數控編程與現代加工技術和環境保護與管理哪個更有前途

數控的就業面很廣 因為學數控肯定要實習機械的 （非數控），
環境保護 就業一般與安全一起，，叫安環部 管安全環保的 這些一般在化工行業就業 比較吃香 所以 個人推薦 化工行業的安環管理員 的發展前途很好 並且化工行業很重視安全，一般情況總經理都要給3分面子，安環部長都是 集團直轄 可以對總經理進行考核一般考核分數20%~30%
最主要的是 搞好關系後 油水很大
數控來說 你有能力以後自己干 有銷售渠道 給別人加工的話 就學數控

B. 什麼是數控編程與加工技術

數控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工
工藝路線
、
工藝參數
、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(主軸轉數、
進給量
、
背吃刀量
等)以及
輔助功能
(換刀、主軸
正轉
、反轉、
切削液
開、關等)，按照數控機床規定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內容記錄在控制介質上(如
穿孔紙帶
、磁帶、磁碟、磁泡存儲器)，然後輸入到數控機床的
數控裝置
中，從而指揮
機床加工
零件。
這種從
零件圖
的分析到製成控制介質的全部過程叫數控程序的編制。數控機床與普通機床加工零件的區別在於控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就可以達到加工不同零件的目的。因此，數控機床特別適用於加工小批量且形狀復雜要求精度高的零件
由於數控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以後，輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。

C. 數控編程與數控加工有什麼樣區別，就業怎麼樣

區別很大。數控編程是寫加工程序，數控加工是用機床具體操作零件，總得來說，數控編程屬於技術員類的，待遇是不一樣的

D. 什麼是數控加工技術

數控加工技術概述 2007/04/17 10:06 1數控編程及其發展

數控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統中最能明顯發揮效益的環節之一，其在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研製周期等方面發揮著重要作用。在諸如航空工業、汽車工業等領域有著大量的應用。由於生產實際的強烈需求，國內外都對數控編程技術進行了廣泛的研究，並取得了豐碩成果。下面就對數控編程及其發展作一些介紹。

1.1數控編程的基本概念

數控編程是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。它的主要任務是計算加工走刀中的刀位點（cutterlocationpoint簡稱CL點）。刀位點一般取為刀具軸線與刀具表面的交點，多軸加工中還要給出刀軸矢量。

1.2數控編程技術的發展概況

為了解決數控加工中的程序編制問題，50年代，MIT設計了一種專門用於機械零件數控加工程序編制的語言，稱為APT（AutomaticallyProgrammedTool）。其後，APT幾經發展，形成了諸如APTII、APTIII（立體切削用）、APT（演算法改進，增加多坐標曲面加工編程功能）、APTAC（Advancedcontouring）(增加切削資料庫管理系統)和APT/SS（SculpturedSurface）(增加雕塑曲面加工編程功能)等先進版。
採用APT語言編制數控程序具有程序簡煉，走刀控制靈活等優點，使數控加工編程從面向機床指令的「匯編語言」級，上升到面向幾何元素.APT仍有許多不便之處：採用語言定義零件幾何形狀，難以描述復雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和CAD資料庫和CAPP系統有效連接；不容易作到高度的自動化，集成化。
針對APT語言的缺點，1978年，法國達索飛機公司開始開發集三維設計、分析、NC加工一體化的系統，稱為為CATIA。隨後很快出現了象EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Pro/Engineering，MasterCAM及NPU/GNCP等系統，這些系統都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的模擬顯示、驗證等問題，推動了CAD和CAM向一體化方向發展。到了80年代，在CAD/CAM一體化概念的基礎上，逐步形成了計算機集成製造系統（CIMS）及並行工程（CE）的概念。目前，為了適應CIMS及CE發展的需要，數控編程系統正向集成化和智能化夫發展。
在集成化方面，以開發符合STEP（）標準的參數化特徵造型系統為主，目前已進行了大量卓有成效的工作，是國內外開發的熱點；在智能化方面，工作剛剛開始，還有待我們去努力。

2 NC刀具軌跡生成方法研究發展現狀

數控編程的核心工作是生成刀具軌跡，然後將其離散成刀位點，經後置處理產生數控加工程序。下面就刀具軌跡產生方法作一些介紹。

2.1基於點、線、面和體的NC刀軌生成方法

CAD技術從二維繪圖起步，經歷了三維線框、曲面和實體造型發展階段，一直到現在的參數化特徵造型。在二維繪圖與三維線框階段，數控加工主要以點、線為驅動對象，如孔加工，輪廓加工，平面區域加工等。這種加工要求操作人員的水平較高，交互復雜。在曲面和實體造型發展階段，出現了基於實體的加工。實體加工的加工對象是一個實體（一般為CSG和BREP混合表示的），它由一些基本體素經集合運算（並、交、差運算）而得。實體加工不僅可用於零件的粗加工和半精加工，大面積切削掉餘量，提高加工效率，而且可用於基於特徵的數控編程系統的研究與開發，是特徵加工的基礎。
實體加工一般有實體輪廓加工和實體區域加工兩種。實體加工的實現方法為層切法（SLICE），即用一組水平面去切被加工實體，然後對得到的交線產生等距線作為走刀軌跡。本文從系統需要角度出發，在ACIS幾何造型平台上實現了這種基於點、線、面和實體的數控加工。

2.2基於特徵的NC刀軌生成方法

參數化特徵造型已有了一定的發展時期，但基於特徵的刀具軌跡生成方法的研究才剛剛開始。特徵加工使數控編程人員不在對那些低層次的幾何信息（如：點、線、面、實體）進行操作，而轉變為直接對符合工程技術人員習慣的特徵進行數控編程，大大提高了編程效率。
W.R.Mail和A.J.Mcleod在他們的研究中給出了一個基於特徵的NC代碼生成子系統，這個系統的工作原理是：零件的每個加工過程都可以看成對組成該零件的形狀特徵組進行加工的總和。那麼對整個形狀特徵或形狀特徵組分別加工後即完成了零件的加工。而每一形狀特徵或形狀特徵組的NC代碼可自動生成。目前開發的系統只適用於2.5D零件的加工。
LeeandChang開發了一種用虛擬邊界的方法自動產生凸自由曲面特徵刀具軌跡的系統。這個系統的工作原理是：在凸自由曲面內嵌入一個最小的長方塊，這樣凸自由曲面特徵就被轉換成一個凹特徵。最小的長方塊與最終產品模型的合並就構成了被稱為虛擬模型的一種間接產品模型。刀具軌跡的生成方法分成三步完成：（1）、切削多面體特徵；（2）、切削自由曲面特徵；（3）、切削相交特徵。
JongYunJung研究了基於特徵的非切削刀具軌跡生成問題。文章把基於特徵的加工軌跡分成輪廓加工和內區域加工兩類，並定義了這兩類加工的切削方向，通過減少切削刀具軌跡達到整體優化刀具軌跡的目的。文章主要針對幾種基本特徵（孔、內凹、台階、槽），討論了這些基本特徵的典型走刀路徑、刀具選擇和加工順序等，並通過IP（InterProgramming）技術避免重復走刀，以優化非切削刀具軌跡。另外，JongYunJong還在他1991年的博士論文中研究了製造特徵提取和基於特徵的刀具及刀具路徑。
特徵加工的基礎是實體加工，當然也可認為是更高級的實體加工。但特徵加工不同於實體加工，實體加工有它自身的局限性。特徵加工與實體加工主要有以下幾點不同：
從概念上講，特徵是組成零件的功能要素，符合工程技術人員的操作習慣，為工程技術人員所熟知；實體是低層的幾何對象，是經過一系列布爾運算而得到的一個幾何體，不帶有任何功能語義信息；實體加工往往是對整個零件（實體）的一次性加工。但實際上一個零件不太可能僅用一把刀一次加工完，往往要經過粗加工、半精加工、精加工等一系列工步，零件不同的部位一般要用不同的刀具進行加工；有時一個零件既要用到車削，也要用到銑削。因此實體加工主要用於零件的粗加工及半精加工。而特徵加工則從本質上解決了上述問題；特徵加工具有更多的智能。對於特定的特徵可規定某幾種固定的加工方法，特別是那些已在STEP標准規定的特徵更是如此。如果我們對所有的標准特徵都制定了特定的加工方法，那麼對那些由標准特徵夠成的零件的加工其方便性就可想而知了。倘若CAPP系統能提供相應的工藝特徵，那麼NCP系統就可以大大減少交互輸入，具有更多的智能。而這些實體加工是無法實現的；
特徵加工有利於實現從CAD、CAPP、NCP及CNC系統的全面集成，實現信息的雙向流動，為CIMS乃至並行工程（CE）奠定良好的基礎；而實體加工對這些是無能為力的。

2.3現役幾個主要CAD/CAM系統中的NC刀軌生成方法分析

現役CAM的構成及主要功能

目前比較成熟的CAM系統主要以兩種形式實現CAD/CAM系統集成：一體化的CAD/CAM系統（如：UGII、Euclid、Pro/ENGINEER等）和相對獨立的CAM系統（如：Mastercam、Surfcam等）。前者以內部統一的數據格式直接從CAD系統獲取產品幾何模型，而後者主要通過中性文件從其它CAD系統獲取產品幾何模型。然而，無論是哪種形式的CAM系統，都由五個模塊組成，即交互工藝參數輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態模擬模塊和後置處理模塊。下面僅就一些著名的CAD/CAM系統的NC加工方法進行討論。

UGII加工方法分析
一般認為UGII是業界中最好，最具代表性的數控軟體。其最具特點的是其功能強大的刀具軌跡生成方法。包括車削、銑削、線切割等完善的加工方法。其中銑削主要有以下功能：
、PointtoPoint：完成各種孔加工；
、PanarMill：平面銑削。包括單向行切，雙向行切，環切以及輪廓加工等；
、FixedContour：固定多軸投影加工。用投影方法控制刀具在單張曲面上或多張曲面上的移動，控制刀具移動的可以是已生成的刀具軌跡，一系列點或一組曲線；
、VariableContour：可變軸投影加工；
、Parameterline：等參數線加工。可對單張曲面或多張曲面連續加工；
、ZigZagSurface：裁剪面加工；
、RoughtoDepth：粗加工。將毛坯粗加工到指定深度；
、CavityMill：多級深度型腔加工。特別適用於凸模和凹模的粗加工；
、SequentialSurface：曲面交加工。按照零件面、導動面和檢查面的思路對刀具的移動提供最大程度的控制。
EDSUnigraphics還包括大量的其它方面的功能，這里就不一一列舉了。

STRATA加工方法分析
STRATA是一個數控編程系統開發環境，它是建立在ACIS幾何建模平台上的。
它為用戶提供兩種編程開發環境，即NC命令語言介面和NC操作C++類庫。它可支持三軸銑削，車削和線切割NC加工，並可支持線框、曲面和實體幾何建模。其NC刀具軌跡生成方法是基於實體模型。STRATA基於實體的NC刀具軌跡生成類庫提供的加工方法包括：
ProfileToolpath：輪廓加工；
AreaClearToolpath：平面區域加工；
SolidProfileToolpath：實體輪廓加工；
SolidAreaClearToolpath：實體平面區域加工；
SolidFaceToolPath：實體表面加工；
SolidSliceToolPath：實體截平面加工；
LanguagebasedToolpath：基於語言的刀具軌跡生成。
其它的CAD/CAM軟體，如Euclid,Cimitron,CV,CATIA等的NC功能各有千秋，但其基本內容大同小異，沒有本質區別。

2.4現役CAM系統刀軌生成方法的主要問題

按照傳統的CAD/CAM系統和CNC系統的工作方式，CAM系統以直接或間接（通過中性文件）的方式從CAD系統獲取產品的幾何數據模型。CAM系統以三維幾何模型中的點、線、面、或實體為驅動對象，生成加工刀具軌跡，並以刀具定位文件的形式經後置處理，以NC代碼的形式提供給CNC機床，在整個CAD/CAM及CNC系統的運行過程中存在以下幾方面的問題：
CAM系統只能從CAD系統獲取產品的低層幾何信息，無法自動捕捉產品的幾何形狀信息和產品高層的功能和語義信息。因此，整個CAM過程必須在經驗豐富的製造工程師的參與下，通過圖形交互來完成。如：製造工程師必須選擇加工對象（點、線、面或實體）、約束條件（裝夾、干涉和碰撞等）、刀具、加工參數（切削方向、切深、進給量、進給速度等）。整個系統的自動化程度較低。
在CAM系統生成的刀具軌跡中，同樣也只包含低層的幾何信息（直線和圓弧的幾何定位信息），以及少量的過程式控制制信息（如進給率、主軸轉速、換刀等）。因此，下游的CNC系統既無法獲取更高層的設計要求（如公差、表面光潔度等），也無法得到與生成刀具軌跡有關的加工工藝參數。
CAM系統各個模塊之間的產品數據不統一，各模塊相對獨立。例如刀具定位文件只記錄刀具軌跡而不記錄相應的加工工藝參數，三維動態模擬只記錄刀具軌跡的干涉與碰撞，而不記錄與其發生干涉和碰撞的加工對象及相關的加工工藝參數。
CAM系統是一個獨立的系統。CAD系統與CAM系統之間沒有統一的產品數據模型，即使是在一體化的集成CAD/CAM系統中，信息的共享也只是單向的和單一的。CAM系統不能充分理解和利用CAD系統有關產品的全部信息，尤其是與加工有關的特徵信息，同樣CAD系統也無法獲取CAM系統產生的加工數據信息。這就給並行工程的實施帶來了困難 。

E. 數控編程與加工技術的內容簡介

書中通過取源於企業的產品而改造為典型學習性工作任務和明確的學習目標，結合具體的數控系統，重點介紹回轉體類零件、平面型腔輪廓類零件、方程曲面類零件、箱體類零件及車銑復合類零件的編程與加工技術，使讀者理解掌握數控編程加工的實質。內容精煉，深入淺出，突出了基於工作過程的高職教學模式。
本書適用於高等職業教育機電類專業中從事數控技術應用、模具設計與製造和CAD/CAM技術應用等機電類專業的學生。也可作為機械設計製造及自動化專業本科生的教材，並可供機械加工及自動化行業廣大工程技術人員參考。

F. 數控專業主要學什麼

數控專業主要掌握的理論：制圖、公差、機械加工工藝、機械設計、數控加工工藝、數控原理、數控編程、數控電控、數控機床維修、更高:CAXA電子圖版、CAXA製造工程師、proe、ug等任選。

實習：車床、銑床、數控車、數控銑床（加工中心）的機床操作和軟體模擬。

G. 數控銑零件加工工藝及數控編程

和數控編程技術是最重要的技術之一，
本文主要對模具加工所使用的動模板進行CNC加工，採用西門子系統對動模板進行數控編程加工。首先是對工件進行加工工序的確定，並且進行工藝分析，裝夾方式的選擇，切削用量的確定。再對刀具進行了選擇。然後就工藝路線進行編程加工。
當前數控加工的重點發展方向是無圖化生產、單件高精度並行加工、少人化無人化加工，這就要求數控機床能滿足高速、高動態精度、高剛性、熱穩定性、高可靠性、網路化以及與之配套的控制系統，最重要的是模具三維型面加工特別注重機床的動態性能國內已有一些公司引進了高速銑床，並開始應用。國內機床廠陸續開發出一些准高速的銑床，並正開發高速加工機床。
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴於數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世；19世紀末，以紙為數據載體並具有輔助功能的控制系統被發明；1938年，香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸，奠定了現代計算機，包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年，第一台數控機床問世，成為世界機械工業史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發展。
數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備,是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密加工精度高,質量容易保證,發展前景十分廣闊,因此掌握數控車床的加工編程技術尤為重要
.1數控機床的優點
數控機床採用了計算機數控（ Computerized Nuinerically Control ）系統，因此也稱為計算機數控機床或 CNC 機床。數控機床作為一種新型的自動化機床、在具有高自動程度的同時還具有廣泛的通用性。
這是因為數控機床都具有以下一些共同的優點：
（1）數控機床能縮短生產准備時間，增加切削加工時間的比率。最佳切削參數和最佳走刀路線的合理使用，能夠大大地縮短加工時間，提高生產率。
（2）數控機床按照程序自動加工，不需要人工干預，而且還可以利用軟體進行校正及補償。因此，使用數控機床進行生產，可以保證零件的加工精度。穩定產品質量。
（3）只要改變程序，就能改變數控機床刀具與工件之間的相對運動軌跡，就可以加工不同的零件，使數控加工具備了廣泛的適應性和較大的靈活性。從而能夠完成很多普通機床難以完成或者不能加工的、具有復雜型面的零件的加工。
（4）許多數控機床能夠實現生產加工過程中的自動換刀，使得零件一次性裝夾之後，數控機床就能完成零件的多個加工部位的加工，真正實現了一機多用，大節省了設備和廠房面積。生產者可以精確計算生產成本，並對生產進度進行合理的安排，從而在一事實上程度上可以加速資金的周轉，切實提高經濟效益。
（5）在一般情況下，數控機床在加工生產過程中不需要特別的專用夾具，普通的通用夾具就能滿足數控加工的要求。與普通機床相比，使用數控機床進行生產時，專用夾具設計製造和存放的費用可以大大的減少。
（6）運用數控機床進行生產，能夠大減輕工人的勞動強度。
1.2數控機床的發展趨勢
數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化，使製造業成為工業化的象徵，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：
1．2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。
1.2 .2軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其製造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
1.2.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求，也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak）公司展出的「CyberProction Center」（智能生產控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司展出「IT plaza」（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放製造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。
1.2.4 重視新技術標准、規范的建立
如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准，即採用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特徵是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649（STEP－NC），其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個製造過程，乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對於數控技術的發展乃至整個製造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的製造理念，傳統的製造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。
目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。
數控加工是對學生完成課程後，對機械加工工藝過程、數控加工工藝和夾具結構進一步了解的練習性的實踐環節，是學習深化與升華的重要過程，是對學生綜合素質與工程實踐能力的培養。

H. 數控工藝與編程課程設計的目的和意義

數控工藝與編程課程設計的目的和意義：

隨著機械製造業的發展，數控加工技術已經廣泛普及使用，數控加工技術的應用給傳統製造業帶來了革命性的變化，且隨著數控加工技術的不斷發展和應用領域擴大，它對各行各業的發展起著越重要的作用，推動著工業現代化。

因為數控加工技術具備各種優勢：便捷、精確、省力、高速、高效、高可靠性等，加之它發展前景樂觀，而且涉及領域廣，所以對於數控加工技術應用的人才需求在加大。掌握和應用數控加工技術對於提升產品質量、解放和發展生產力有著巨大的幫助。

設計任務：

1、繪制被加工零件的零件圖一張（A3或A4）；

2、編制機械加工工藝過程；

3、編寫數控工藝課程設計說明書一份；

4、編制指定加工工序內容的數控加工工序，包括數控加工工序卡、數控加工刀具卡片、數控加工程序編制（手工編程）；

5、課程設計答辯。

以上內容參考：網路-數控機床

以上內容參考：網路-課程設計

I. 數控加工工藝及編程畢業論文

畢業論文
一，我國數控系統的發展史
1.我國從1958年起，由一批科研院所，高等學校和少數機床廠起步進行數控系統的研製和開發。由於受到當時國產電子元器件水平低，部門經濟等的制約，未能取得較大的發展。
2.在改革開放後，我國數控技術才逐步取得實質性的發展。經過「六五"(81----85年)的引進國外技術，「七五」(86------90年)的消化吸收和「八五」(91~一-95年)國家組織的科技攻關，才使得我國的數控技術有了質的飛躍，當時通過國家攻關驗收和鑒定的產品包括北京珠峰公司的中華I型，華中數控公司的華中I型和沈陽高檔數控國家工程研究中心的藍天I型，以及其他通過「國家機床質量監督測試中心」測試合格的國產數控系統如南京四開公司的產品。
3.我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展的階段，許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整，經歷了幾年最困難的蕭條時期，那時生產能力降到50%，庫存超過4個月。從1 9 9 5年「九五」以後國家從擴大內需啟動機床市場，加強限制進口數控設備的審批，投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在1 9 9 9年以後，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備製造市場一派繁榮。

三，數控車的工藝與工裝削
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數控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由於數控車床是一次裝夾，連續自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。

1. 合理選擇切削用量

對於高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。經濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。

切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。

進給條件與刀具後面磨損關系在極小的范圍內產生。但進給量大，切削溫度上升，後面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。

用戶要根據被加工的材料、硬度、切削狀態、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。

最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規則的、穩定的磨損達到壽命才是理想的條件。

然而，在實際作業中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質量、切削雜訊、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據實際情況進行研究。對於不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以採用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。

2. 合理選擇刀具

1) 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。

2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。

3) 為減少換刀時間和方便對刀，應盡量採用機夾刀和機夾刀片。

3. 合理選擇夾具

1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免採用專用夾具；

2) 零件定位基準重合，以減少定位誤差。

4. 確定加工路線

加工路線是指數控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。

1) 應能保證加工精度和表面粗糙要求；

2) 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。

5. 加工路線與加工餘量的聯系

目前，在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的餘量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的餘量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。

6. 夾具安裝要點

目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，並從主軸後端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。
四，進行有效合理的車削加工
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有效節省加工時間

Index公司的G200車削中心集成化加工單元具有模塊化、大功率雙主軸、四軸聯動的功能，從而使加工時間進一步縮短。與其他藉助於工作軸進行裝夾的概念相反，該產品運用集成智能加工單元可以使工件自動裝夾到位並進行加工。換言之，自動裝夾時，不會影響另一主軸的加工，這一特點可以縮短大約10％的加工時間。

此外，四軸加工非常迅速，可以同時有兩把刀具進行加工。當機床是成對投入使用的時候，效率的提高更為明顯。也就是說，常規車削和硬車可以並行設置兩台機床。

常規車削和硬車之間的不同點僅僅在於刀架和集中恆溫冷卻液系統。但與常規加工不同的是：常規加工可用兩個刀架和一個尾架進行加工；而硬車時只能使用一個刀架。在兩種類型的機床上都可進行乾式硬加工，只是工藝方案的製造者需要精心設計平衡的節拍時間，而Index機床提供的模塊結構使其具有更強的靈活性。

以高精度提高生產率

隨著生產效率的不斷提高，用戶對於精度也提出了很高的要求。採用G200車削中心進行加工時，冷啟動後最多需要加工4個工件，就可以達到±6mm的公差。加工過程中，精度通常保持在2mm。所以Index公司提供給客戶的是高精度、高效率的完整方案，而提供這種高精度的方案，需要精心選擇主軸、軸承等功能部件。

G200車削中心在德國寶馬Landshut公司汽車製造廠的應用中取得了良好的效果。該廠不僅生產發動機，而且還生產由輕金屬鑄造而成的零部件、車內塑料裝飾件和轉向軸。質量監督人員認為，其加工精度非常精確：連續公差帶為±15mm，軸承座公差為±6.5mm。

此外，加工的萬向節使用了Index公司全自動智能加工單元。首批的兩台車削中心用來進行工件打號之前的預加工，加工後進行在線測量，然後通過傳送帶送出進行滾齒、清洗和淬火處理。最後一道工序中，採用了第二個Index加工系統。由兩台G200車削中心對轉向節的軸承座進行硬車。在機床內完成在線測量，然後送至卸料單元。集成的加工單元完全融合到車間的布局之中，符合人類工程學要求，佔地面積大大減少，並且只需兩名員工看管製造單元即可。

五，數控車削加工中妙用G00及保證尺寸精度的技巧

數控車削加工技術已廣泛應用於機械製造行業，如何高效、合理、按質按量完成工件的加工，每個從事該行業的工程技術人員或多或少都有自己的經驗。筆者從事數控教學、培訓及加工工作多年，積累了一定的經驗與技巧，現以廣州數控設備廠生產的GSK980T系列機床為例，介紹幾例數控車削加工技巧。

一、程序首句妙用G00的技巧

目前我們所接觸到的教科書及數控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以G50 Xα Zβ作為程序首句。根據該指令，可設定一個坐標系，使刀具的某一點在此坐標系中的坐標值為(Xα Zβ)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面)。採用這種方法編寫程序，對刀後，必須將刀移動到G50設定的既定位置方能進行加工，找准該位置的過程如下。

1. 對刀後，裝夾好工件毛坯；
2. 主軸正轉，手輪基準刀平工件右端面A；
3. Z軸不動，沿X軸釋放刀具至C點，輸入G50 Z0，電腦記憶該點；
4. 程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一台階；
5. X軸不動，沿Z軸釋放刀具至C點，停車測量車削出的工件台階直徑γ，輸入G50 Xγ，電腦記憶該點；
6. 程序錄入方式下，輸入G00 Xα Zβ，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入G50 Xα Zβ，電腦記憶該程序原點。

上述步驟中，步驟6即刀具定位在XαZβ處至關重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經驗的人都知道，上述將刀具定位到XαZβ處的過程繁瑣，一旦出現意外，X或Z軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發生，系統只能重啟，重啟後系統失去對G50設定的工件坐標值的記憶，「復位、回零運行」不再起作用，需重新將刀具運行至XαZβ位置並重設G50。如果是批量生產，加工完一件後，回G50起點繼續加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒於上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句G50 XαZβ改為G00 Xα Zβ後，問題迎刃而解。其操作過程只需採用上述找G50過程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5後，將刀具運行至安全位置，調出程序，按自動運行即可。即使發生斷電等意外情況，重啟系統後，在編輯方式下將游標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的實質是將工件坐標系固定在機床上，不再囿於G50 Xα Zβ程序原點的限制，不改變工件坐標系，操作簡單，可靠性強，收到了意想不到的效果。中國金屬加工在線

二、控制尺寸精度的技巧

1. 修改刀補值保證尺寸精度

由於第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下：

a. 絕對坐標輸入法

根據「大減小，小加大」的原則，在刀補001～004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號刀補。
b. 相對坐標法

如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。

同理，對於軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。

2. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度

對於大部分數控車床來說，使用較長時間後，由於絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經常出現不穩定的現象。這時，我們可在粗加工之後，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之後，可在001刀補處輸入U0.3，調用G70精車一次，停車測量後，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調用G70精車一次。經過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩定。
3. 程序編制保證尺寸精度

a. 絕對編程保證尺寸精度

編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說，相對編程的坐標原點經常在變換，連續位移時必然產生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。數控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好採用絕對編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常採用相對編程，但對於重要的軸向尺寸，最好採用絕對編程。
b. 數值換算保證尺寸精度

很多情況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致，故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中，除尺寸13.06mm外，其餘均屬直接按圖2a標注尺寸經換算後而得到的編程尺寸。其中， φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值後得到的編程尺寸。

4. 修改程序和刀補控制尺寸

數控加工中，我們經常碰到這樣一種現象：程序自動運行後，停車測量，發現工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件，經粗加工和半精加工後停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者採用修改程序和刀補的方法進行補救，方法如下：

a. 修改程序

原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來，各軸段均有超出名義尺寸的統一公差0.06mm；
b. 改刀補

在1號刀刀補001處輸入U-0.06。

經過上述程序和刀補雙管齊下的修改後，再調用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。

數控車削加工是基於數控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的工件。
六，數控機床故障排除方法及其注意事項
由於經常參加維修任務，有些維修經驗，現結合有關理論方面的闡述，在以下列出，希望拋磚引玉。

一、故障排除方法

（1）初始化復位法：一般情況下，由於瞬時故障引起的系統報警，可用硬體復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由於掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化後故障仍無法排除，則進行硬體診斷。

（2）參數更改，程序更正法：系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由於用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以採用系統的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

（3）調節，最佳化調整法：調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。如某廠維修中，其系統顯示器畫面混亂，經調節後正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節後正常。

最佳化調整是系統地對伺服驅動系統與被拖動的機械繫統實現最佳匹配的綜合調節方法，其辦法很簡單，用一台多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節速度調節器的比例系數和積分時間，來使伺服系統達到即有較高的動態響應特性，而又不振盪的最佳工作狀態。在現場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據經驗，即調節使電機起振，然後向反向慢慢調節，直到消除震盪即可。

（4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，並做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然後將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

（5）改善電源質量法：目前一般採用穩壓電源，來改善電源波動。對於高頻干擾可以採用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。

（6）維修信息跟蹤法：一些大的製造公司根據實際工作中由於設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟體或硬體。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據，可正確徹底地排除故障。

二、維修中應注意的事項

（1）從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對於固定安裝的線路板，還應按前後取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內，以免丟失，裝配後，盒內的東西應全部用上，否則裝配不完整。

（2）電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當的修整，以適應集成電路的焊接，並避免焊接時碰傷別的元器件。

（3）測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值。

（4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。

（5）不應隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有一定的家電維修經驗，習慣斷線檢查，但數控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，並不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。

（6）不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。

（7）拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。

（8）更換新的器件，其引腳應作適當的處理，焊接中不應使用酸性焊油。

（9）記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使好板亦不能工作。

（10）查清線路板的電源配置及種類，根據檢查的需要，可分別供電或全部供電。應注意高壓，有的線路板直接接入高壓，或板內有高壓發生器，需適當絕緣，操作時應特別注意。

最後，我覺得：維修不可墨守陳規，生搬理論的東西，一定要結合當時當地的實際情況，開闊思路，逐步分析，逐個排除，直至找到真正的故障原因。
綜上所述，數控技術的發展是與現代計算機技術、電子技術發展同步的，同時也是根據生產發展的需要而發展的。現在數控技術已經成熟，發展將更深更廣更快。未來的CNC系統將會使機械更好用，更便宜。