《数控机床操作与编程》实验指导书
主编 张运吉
主审 漆军
广东机电职业技术学院
前 言
本实验指导书适用于数控技术应用专业，同时也适用于数控设备故障诊断与维修、计算机辅助设计与制造、模具设计与制造、机电一体化等专业。《数控机床操作与编程》属于应用技术科学，是一门技术性和实用性很强的专业课程，是数控技术与应用专业的一门专业主干课程，同时也是数控设备诊断与维修专业、计算机辅助制造专业、机电一体化专业、模具设计与制造专业的专业技术课程。要学习与掌握现代制造技术、机电一体化技术、数控机床使用及编程技术，都必须认真学习本课程。本课程是为培养本专业学生必备的一项重要技能（数控机床操作、编程及其使用能力）而开设的必修课程。做好本实验，有助于使学生进一步掌握数控机床的操作及其使用方法，进一步掌握数控机床的编程及其加工。
目 录
实验项目1：数控车床的操作……………………………………1
实验项目2：数控车床的编程及加工……………………………2
实验项目3：数控铣床及加工中心的操作………………………3
实验项目4：数控铣床及加工中心的编程及加工………………4
实验项目1：数控车床的操作
一、项目编号：1
二、实验课时：6学时
三、主要内容及目的
1、数控车床的安全操作规程
2、数控车床系统操作界面
3、以手动方式及MDI方式操作数控车床。
四、技术标准及要求
1、掌握数控车床的安全操作规程。
2、掌握数控车床系统操作界面，学会使用数控车床。
3、能手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
五、实验场地与器材
1、数控实训中心。
2、数控车床。
六、操作步骤及工作要点
1、开机，在指导老师的指导下熟悉机床的安全操作规程。
2、在指导老师的指导下熟悉数控车床的操作界面，主要要熟悉几种工作方式，并启动主轴。
3、先手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
七、注意事项
1、注意不要超程，注意安全。
2、机床刀架上不要安装刀具。
八、考核要求
1、要求掌握数控车床的安全操作规程
2、应在规定时间内熟悉机床的几种工作方式，并启动主轴，手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
九、配分、评分标准（参考）
十、思考题
1、说明数控车床的工作特点及其结构。
2、以HNC-21T 华中数控系统为例，说明数控车床有几种工作方式？
十一、参考文献
1《数控机床编程与操作》电子工业出版社 黄志辉 主编
2《数控加工综合实训》化学工业出版社 张超英罗学科主编
3《华世纪星数控系统（HNC-21T）操作手册》武汉华中数控股份有限公司
实验项目2：数控车床的编程及加工
一、项目编号：2
二、实验课时：14学时
三、主要内容及目的
1、上机以编辑方式进行手工编程并验证。
2、进行样件试切，掌握车削加工一般方法。
四、技术标准及要求
1、在规定时间内完成机上编程工作并得到验证。加工样件图另附
2、所车削的样件应达图纸要求。
五、实验场地及器材
1、数控实训中心。
2、数控车床及相关刀具、量具、检具等。
六、操作步骤及工作要点
1、按图纸确定工件坐标系及坐标原点，确定加工路线、切削工艺参数、循环方式等。
2、先于机床外编程，再输入至数控系统（手动输入和自动输入）
3、机上验证程序后实施加工。
七、注意事项
1、验证程序要在指导教师下进行，注意机床及人身安全，验证时一般不要安装刀具。
2、首次加工时要用单程序段方式进行。
八、考核要求
1、程序应做得简单正确，并在规定时间内完成。
2、加工样件达图纸要求。
3、机床无任何误操作及故障。
九、配分、评分标准（参考）
十、思考题
1、试说明数控编程的基本步骤。
2、加工中出现工件质量问题应如何停机？
十一、参考文献
1《数控机床编程与操作》电子工业出版社 黄志辉 主编
2《数控加工综合实训》化学工业出版社 张超英罗学科主编
3《华世纪星数控系统（HNC-21T）操作手册》武汉华中数控股份有限公司
实验项目3：数控铣床及加工中心机床的操作
一、项目编号：3
二、实验课时：8学时
三、主要内容及目的
1、数控铣床及加工中心机床的安全操作规程
2、数控铣床及加工中心机床系统操作界面
3、以手动方式及MDI方式操作数控铣床及加工中心机床。
四、技术标准及要求
1、掌握数控铣床及加工中心机床的安全操作规程。
2、掌握数控铣床及加工中心机床的系统操作界面，学会使用数控铣床及加工中心机床。
3、能手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
五、实验场地及器材
1、数控实训中心。
2、数控铣床、加工中心机床。
六、操作步骤及工作要点
1、开机，在指导老师的指导下熟悉机床的安全操作规程。
2、在指导老师的指导下熟悉数控铣床及加工中心机床的操作界面，主要要熟悉几种工作方式，并启动主轴。
3、先手动移动机床，并用MDI方式运行机床。
七、注意事项
1、注意机床不要超程，注意安全。
2、移动时机床主轴上不要安装刀具。
八、考核要求
1、要求掌握数控铣床及加工中心的安全操作规程
2、应在规定时间内熟悉机床的几种工作方式，并启动主轴
3、以手动方式和MDI方式运行机床
九、配分、评分标准（参考）
十、思考题
1、说明数控铣床、加工中心的工作特点及机床结构。
2、加工中心机床的显著特征是什么？其装置有何特点？
十一、参考文献
1《数控机床编程与操作》 电子工业出版社 黄志辉 主编
2《数控机床与数控编程技术》电子工业出版社 陈志雄 主编
3《 数控加工综合实训》化学工业出版社 张超英 罗学科 主编
4《数控机床实验指南》中科技大学出版社 陈吉红 杨克冲 主编
5《FANUC 0Mi数控系统操作手册》 北京FANUC 机电有限公司
6《SIEMENS 810D数控系统操作手册》 吉迈特上海有限公司
实验项目4：数控铣床及加工中心的编程及加工
一、项目编号：4
二、实验课时：14学时
三、主要内容及目的
1、上机以编辑方式进行手工编程并验证。
2、进行样件试切，掌握铣削加工一般方法。
四、技术标准及要求
1、在规定时间内完成机上编程工作并得到验证。加工样件图另附。
2、所加工的样件应达图纸要求。
五、实验场地及器材
1、数控实训中心。
2、数控铣床、加工中心机床及相关刀具、量具、检具等。
六、操作步骤及工作要点
1、按图纸确定工件坐标系及坐标原点，确定加工路线、切削工艺参数、循环方式等。
2、先于机床外编程，再输入至数控系统（手动输入和自动输入）
3、机上验证程序后实施加工。
七、注意事项
1、验证程序要在指导教师下进行，注意机床及人身安全，验证时主轴上一般不要安装刀具。
2、加工时要用单程序段方式进行。
3、机床导轨及主轴要有足够的润滑油。
八、考核要求
1、程序应做得简单正确，并在规定时间内完成。
2、加工样件达图纸要求。
3、机床无任何误操作及故障。
九、配分、评分标准（参考）
十、思考题
1、试说明数控铣床与加工中心的编程有何不同。
2、加工中心刀库的操作及其刀具的设置应注意哪些问题？
十一、参考文献
1《数控机床编程与操作》电子工业出版社 黄志辉 主编
2《数控加工综合实训》化学工业出版社 张超英罗学科主编
3《华世纪星数控系统（HNC-21T）操作手册》武汉华中数控股份有限公司
4《数控机床实验指南》中科技大学出版社 陈吉红 杨克冲 主编
5《FANUC 0Mi数控系统操作手册》 北京FANUC 机电有限公司
6《SIEMENS 810D数控系统操作手册》 吉迈特上海有限公司
《数控机床操作与编程》实验报告书
班级： 姓名： 学号：
备注：
1、此表表头必须按此格式制作。
2、表头以下的栏目和内容，各系部可根据实验课程的具体需要和要求确定，表中所
列内容仅供参考。该栏可以根据需要加页。
3、一门课程有多个实验项目的，应每一个实验项目一份。
第二篇：风力发电实验仪实验指导及操作说明书_20xx-05-23 - 副本
大型风机的变桨距系统采用步进电机或液压驱动，自动控制。我们的装置采用手动调节。扭曲型可变桨距3叶螺旋桨上有角度刻线，松开风叶紧固螺钉，风叶可以绕轴旋转，从而改变桨距角。风叶离指示圆点最近的刻度线对准风叶座上的刻度线时，风叶位于最佳桨距角。以后每转动1个刻度线，桨距角改变3度。
实验内容与步骤
风扇连接到调压器输出端。连接调压器，电子负载及测量表的电源。
转速，风速输出连接到转速、风速表。
负载及电压电流表按图7连接。
电压、电流表，转速、风速表的同步信号端口不连接，以后功能扩展用。
实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系的测量
使扭曲型可变桨距3叶螺旋桨处于最佳桨距角（风叶离指示圆点最近的刻度线对准风叶座上的刻度线），风叶凹面朝向风扇，将螺旋桨安装在发电机轴上（紧固螺帽是反螺纹，紧固与松开的旋转方向与普通螺纹相反）。
断开负载，此时电压表测量的是开路电压，即发电机输出的电动势。
调节调压器使得风速从4.5m/s开始以0.5m/s的间隔来调节风扇转速，风速稳定后记录在不同风速下的螺旋桨转速及发电机感应电动势，将实验数据记入表1。
表1 风速，螺旋桨转速，发电机感应电动势之间的关系
以风速做横坐标，转速做纵坐标作图，分析两者之间的关系。
以转速做横坐标，感应电动势做纵坐标作图，分析两者之间的关系。
实验2 扭曲型可变桨距3叶螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l关系的测量
调节调压器，使风速约为6.0m/s。
逆时针旋转电子负载旋钮，直到电流显示不为零，然后顺时针旋转电子负载旋钮使电流显示刚好为零，各表显示稳定后记录输出电压、输出电流、转速。
逆时针调节电子负载调节旋纽，使输出电压以每隔1.0V调节，将每次实验数据记入表2。表2中的空气密度r参考网络数据。
表2 扭曲型可变桨距3叶螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l的关系（额定风速：V1=6.0m/s）
环境温度：17.6 ℃ 叶片半径R＝0.134m 空气密度：1.215kg/m3
以实验数据作螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l的关系曲线，并比较功率系数CP与叶尖速比l的关系与图2是否相似？
实验3 切入风速到额定风速区间的功率调节实验
风机的运行受两方面的限制，一是由机械强度决定的转速限制，二是由发电机、变流器容量决定的功率限制。
若整机设计导致运行时先达到功率限制，则切入风速到额定风速之间采用统一的调节方案，本实验只考虑这种情况。
若整机设计导致运行时先达到转速限制，则要采用两段控制方案，达到转速限制后需调节负载保持转速恒定，风力增大时转速不变而转矩增大，输出功率增加，直至达到功率限制。
采用何种功率调节方式可以使风机从风力中获取最大风能？本实验比较固定叶尖速比，固定转速2种方式下，风机输出功率的情况。如实验原理部分所述，永磁发电机和双馈发电机采用固定叶尖速比的调节方式，感应发电机转速基本恒定。
固定叶尖速比调节方式时，由实验2确定最佳叶尖速比lm，由f=lmV1/2pR计算最佳转速，在各种风速下通过调节负载使风机转速达到最佳转速，记录输出电压，电流于表3固定叶尖速比列下。
固定转速调节方式时，一般使转速在额定风速时CP达到最大。若随意选择转速，风能利用效率会更低。
固定转速调节方式时，不同风速下调节负载大小，保持转速不变，记录风速变化时风机输出电压，电流于表3固定转速列下。
表3 切入风速到额定风速区间的功率调节实验
R=0.134m 额定风速5.7m/s
画出以上2种调节方式下输出功率随风速的变化曲线。
比较上述2条曲线，能得出什么结论？
实验4 额定风速到切出风速区间的功率调节实验——变桨距调节
风速在额定风速时，输出功率达到额定功率。当风速超过额定风速后，若负载维持不变，采用变桨距调节使风速变化时转速不变，就可使输出功率维持在额定功率。
在风力发电系统中，检测输出功率和转速，连续调节桨距角就可以使风力变化时输出功率维持不变。在我们的实验系统中，为增加感性认识，采用手动调节，从原理上验证以上过程。
调节负载大小，使在6.0m/s的风速下达到最佳叶尖速比，记录此时的转速及输出电压、电流。停机后取下螺旋桨，将3个风叶的桨距角调大3度（逆时针转动1格）。开机并调节风速，风速变化时保持负载不变，可以观测到桨距角改变后，在更大的风速下转速才能达到额定风速下的转速，记录此时风速、转速及输出电压、电流、功率于表4中。逐次调节桨距角，重复以上实验。
表4 变桨距调节实验
f＝6lm /2pR= r/s 额定风速6.0m/s
将表3控制叶尖速比数据和表4数据结合，画出变桨距调节下输出功率随风速的变化，与图4比较。
实验5 风帆型3叶螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l关系的测量
将风帆型3叶螺旋桨装在发电机上，按实验2的方法进行测量。
表5 风帆型3叶螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l的关系（额定风速：V1=6.0m/s）
当地海拔： m 环境温度： ℃ 叶片半径R＝0.127m 空气密度： kg/m3
以实验数据作螺旋桨功率系数CP与叶尖速比l的关系曲线，与实验2的结果比较并讨论。
实验6 平板型4叶螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l关系的测量
将平板型4叶螺旋桨装在发电机上，按实验2的方法进行测量。
表6 平板型4叶螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l的关系（额定风速：V1=6.0m/s）
当地海拔： m 环境温度： ℃ 叶片半径R＝0.127m 空气密度： kg/m3
以实验数据作螺旋桨的功率系数CP与叶尖速比l的关系曲线，与实验2的结果比较并讨论。