数控技术课程标准.docx

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数控技术课程标准

数控技术课程标准

课程类别：

工作任务课程适用专业：

机电一体化技术授课系（部）：

机电工程系学分学时：

4/56

编写执笔人：

周娟审核人签字：

1．课程性质和课程设计

1.1课程定位与作用

课程的定位：

数控技术是机电一体化技术专业的一门重要的专业课程。

课程的作用：

由于数控技术是集机、电、液和计算机技术为一体的综合技术，它能激发学生的学习热情，提高学生的学习兴趣。

通过对数控系统的组成、数控加工编程、计算机数控装置的软硬件、进给伺服系统、数控机床特有的机械结构和数控加工中心的刀具交换装置等内容的学习，较全面地了解数控技术的基本知识与核心技术，掌握数控加工编程方法、数控系统应用及初步的数控系统设计方法。

使使学生扩大知识面、能具体掌握数控加工的理论基础、基本方法，能培养学生分析问题、解决问题的能力，具备进一步学习计算机辅助设计和制造、柔性制造系统、计算机集成制造技术与自动化工厂等机电一体化高新制造技术领域知识的相关基础。

同时，通过课程的学习，培养学生机电控制问题的分析问题和解决问题的能力。

该课程在培养机械工程类高级工程技术人才的体系中，对于增强学生在机电控制及自动化领域工作的适应性，培养其相关技术的应用、开发和研究的能力，具有重要的作用。

在培养机械类高级工程技术人员的全局中，具有增强和培养学生开发创新能力的作用。

与其他课程的关系：

前导课程主要有《机械识图与制图》、《机械加工基础技术》、《电工与电子技术基础》《机械工程基础》、《液压与气动》、《机械制造技术》，后续课程主要有《数控加工工艺与编程》、《机电设备故障诊断与维修》、《技能强化综合训练》、《数控加工综合项目》、《职业技能鉴定综合项目》、《生产性实训》和《顶岗实习》等。

1.2课程设计理念

过本课程的学习，使学生系统地掌握液压与气压传动的基础知识，基本原理和基本计算方法；初步具备机电一体化产品开发设计及技术改造的能力，具备简单机电设备的安装调试、维修的能力；认识到这门技术的实用价值，增强应用意识；逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力，为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础；同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。

1.3课程设计思路

本课程是在前序机电类课程《机械识图与制图》、《机械加工基础技术》、《电工与电子技术基础》《机械工程基础》、《液压与气动》、《机械制造技术》的学习基础上，以数控机床的工作原理为典型对象，为完成数控机床的结构及工作原理为目的综合性课程，其后续课程可为相应的进一步拓展课程或顶岗实习。

本课程立足于职业能力培养，紧紧围绕数控机床工作原理选择课程内容，其内容分为数控加工工艺、数控加工程序编制、数控机床的工作原理、计算机数控装置、数控机床的伺服系统、数控机床的机械系统、数控机床的检测装置等七个模块，通过相关项目教学，融“教、学、做”为一体，最终使学生掌握数控机床的基本知识、理解数控系统的工作原理及能够制定简单零件图的工艺。

2．课程目标

通过本课程的学习，使学生了解数控机床的的基本知识、基本理论，初步具备数控工艺制定及程序编制的能力，为学习后续课程《数控加工工艺与编程》奠定必要的基础。

2.1知识目标

1、掌握数控机床的组成及工作原理。

2、具有对简单零件图进行工艺分析的能力。

3、能综合运用所学知识和实践技能，完整的加工出简单的零件并能用量具对其进行检测。

2.2能力目标

1、认识《数控技术》课程学习的一般过程，注重激发学生的学习动机，通过理论教学、实验课程、课外综合实践等多种形式的教学活动培养学生的动手能力。

2、认识《数控技术》课程学习的基本方法，注重理论联系实际，善于观察问题、发现问题、并能运用所学知识解决有关工程实际问题。

3、养成踏实、严谨、进取的品质及独立思考的学习习惯。

2.3素质目标

1、通过课程的学习，使学生了解我国人民在机械历史上的巨大贡献，激发学生强烈的民族自尊心和自信心，形成对国家、民族的责任感，进而培养爱国主义情感。

2、认识到我国机械加工与世界发达国家的差距，增强学生的国际竞争意识。

3、感受机械加工成果的美感，培养学生运用知识进行创新设计的能力，并以此增强学生的审美情趣。

4、培养学生树立崇尚科学精神，坚定求真、求实的科学态度，形成科学的人生观、世界观。

5、在以实际操作过程为主的项目教学过程中，锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。

3．课程内容与教学要求

3.1课程内容

课程是机械类机电一体化技术专业的专业必修课。

本课程的主要内容为：

数控机床的基本概念，数控机床的分类及数控机床的发展趋势；逐点比较法直线插补、圆弧插补的基本原理；数控加工程序的编制；步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机控制系统的基本原理和应用；数控机床的位移传感器的基本原理和位移、速度检测方法；自由曲线和曲面加工。

通过本课程的学习，可以使学生掌握常数控机床的基本理论和基本知识，初步具有工艺分析和程序编制并获得必要的基本技能训练，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风，为学习有关专业课程以及参与技术改造奠定必要的基础。

根据生产一线对机电一体化、数控专业、模具专业应用型高技能岗位人才的基本技能和知识能力的要求，结合职业岗位群的特征，将传统的以知识为主线构建的学科型课程模式，转变为以能力为主线、以任务引领知识、以生产过程组织教学的职业课程模式。

按工作过程组织教学，将工作任务设计成学习项目。

3.2教学单元设计

学习内容

教学单元1：

数控技术概述

参考学时

4

学习目标

1.掌握与数控技术有关的基本概念和数控加工的特点。

2.掌握数控机床的组成、工作原理、分类及工作过程。

3.了解数控机床的发展历史及其发展趋势。

4.能够识别不同类型的数控机床。

教学内容

1.数控机床的基本概念、数控机床的产生和数控加工的特点

2.数控机床的组成、分类和工作过程

3.数控机床的发展历史和趋势

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

现场教学法、教师指导法、小组讨论法、引导文法讲述法任务教学法演示法，多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

　1．1　数控机床的基本概念、数控机床的产生和数控加工的特点

了解数控机床的基本概念

知道数控机床加工的特点

1

　1．2数控机床的组成、分类和工作过程

掌握数控机床的组成

了解数控机床的分类方式

理解数控机床的工作过程

2

1.3数控机床的发展历史和趋势

了解数控机床的发展历史及其发展趋势。

1

学习内容

教学单元2：

数控加工工艺

参考学时

6

学习目标

1.熟知数控加工工艺分析设计的内容和步骤。

2.掌握数控车床加工工艺分析设计的方法。

3.掌握数控铣床加工工艺分析设计的方法。

4.具备数控车床加工工艺分析设计的能力。

5.具备数控铣床加工工艺分析设计的能力。

教学内容

1.数控加工工艺概述

2.数控车削加工工艺

3.数控铣削（加工中心）加工工艺

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

现场教学法、教师指导法、小组讨论法、引导文法讲述法任务教学法演示法，多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

　2．1数控加工工艺概述

了解数控加工工艺的特点

知道数控加工的主要内容

1

　2．2数控车削加工工艺

知道数控车削加工的主要对象

了解数控车削加工的常用道具

掌握数控车床切削用量选择

2

2.3数控铣削（加工中心）加工工艺

知道数控铣削加工的主要对象

了解数控铣削加工的常用道具

掌握数控铣床常用孔加工道具

掌握数控铣床切削用量选择

3

学习内容

教学单元3：

数控加工工艺

参考学时

10

学习目标

1.掌握数控编程的基本概念。

2.理解数控编程的内容和步骤。

3.掌握一般程序的编制方法。

4.掌握数控车削加工程序的编制方法。

5.掌握数控铣削加工程序的编制方法。

6.掌握自动编程CAXA制造工程师的使用方法。

7.掌握分析零件图的方法，具备解决问题的能力。

8.具备手工编程的能力。

9.具备自动编程的能力。

教学内容

1.数控编程过程及方法

2.数控编程的数学处理

3.数控程序编制基础

4.数控车床编程基础

5.数控铣床编程基础

6.自动编程

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

现场教学法、教师指导法、小组讨论法、引导文法讲述法任务教学法演示法，多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

3．1数控编程过程及方法

了解数控编程的基本概念

掌握数控编程的内容和步骤

知道数控编程的方法

1

　3．2数控编程的数学处理

了解基点和节点的概念

知道非圆曲线节点坐标的计算方法

知道编程存在的误差及其控制方法

1

3.3数控程序编制基础

掌握数控程序的组成

掌握数控机床坐标系的确定方法

知道机床参考点和程序原点的概念

1

3.4数控车床编程基础

掌握数控车床编程的相关指令

3

3.5数控铣床编程基础

掌握数控铣床编程的相关指令

3

3.6自动编程

了解常用的CAD/CAM软件

1

学习内容

教学单元4：

数控机床的工作原理

参考学时

12

学习目标

1.掌握插补的基本概念。

2.掌握逐点比较插补法的计算原理。

3.掌握数字积分插补法的计算原理。

4.掌握数据采样插补法的计算原理。

5.掌握用程序延时法和时钟中断法控制进给速度。

教学内容

1.概述

2.逐点比较直线插补法

3.逐点比较圆弧插补法

4.数字积分插补法

5.数据采样插补法

6.进给速度的控制

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

现场教学法、教师指导法、小组讨论法、引导文法讲述法任务教学法演示法，多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

4．1概述

了解插补的基本概念及相关知识

1

　4．2逐点比较直线插补法

掌握直线插补计算原理

知道直线比较插补法的四个工作接拍

掌握四象限的直线插补计算

3

4.3逐点比较圆弧插补法

掌握偏差计算公式

会确定道具的进给方向

掌握四象限的圆弧插补计算

3

4.4数字积分插补法

了解DDA直线插补原理

知道DDA圆弧插补原理

2

4.5数据采样插补法

掌握数据采样插补法原理

了解时间分割插补法直线插补原理

了解时间分割插补法圆弧插补原理

2

4.6进给速度的控制

了解进给速度的控制方法

知道步进电机的升、降速控制

1

学习内容

教学单元5：

计算机数控装置

参考学时

4

学习目标

1.了解CNC的基本构成

2.知道CNC装置的特点及功能

3.了解单位处理器和多微处理器的结构

4.知道硬件各组成部分的功能和原理

5.了解华中数控系统硬件结构

6.知道CNC装置的软件结构

7.了解华中数控系统软件结构

8.知道梯形图的工作原理

9.掌握可编程控制器的工作过程

教学内容

1.概述

2.CNC装置的硬件结构

3.CNC装置的软件结构

4.数控系统中的可编程控制器

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

教师指导法、讲述法、多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

5．1概述

了解CNC的基本构成

知道CNC装置的特点及功能

1

　5．2CNC装置的硬件结构

了解单位处理器和多微处理器的结构

知道硬件各组成部分的功能和原理

了解华中数控系统硬件结构

1

5.3CNC装置的软件结构

知道CNC装置的软件结构

了解华中数控系统软件结构

1

5.4数控系统中的可编程控制器

了解可编程控制器

知道梯形图的工作原理

掌握可编程控制器的工作过程

1

学习内容

教学单元6：

数控机床的伺服系统

参考学时

8

学习目标

1.掌握数控机床伺服系统的基本概念及组成

2.了解数控机床对伺服系统的要求

3.掌握伺服系统的性能

4.知道位置控制系统和速度控制系统的主要技术指标

5.掌握不同伺服系统的分类

6.掌握步进电机的结构和工作原理

7.解步进电机的分类

8.掌握步进电机的主要性能

9.了解步进电机伺服系统的驱动放大电路

10.掌握直流电机的结构及工作原理

11.掌握直流电机的调速原理和调速方法

12.了解直流电机的驱动装置

13.了解直流伺服系统的位置控制

14.掌握交流电机的结构及工作原理

15.掌握交流电机的调速原理和调速方法

教学内容

1.概述

2.步进电机伺服系统

3.直流电机伺服系统

4.交流电机伺服系统

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

教师指导法、讲述法、多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

6．1概述

掌握数控机床伺服系统的基本概念及组成

了解数控机床对伺服系统的要求

掌握伺服系统的性能

知道位置控制系统和速度控制系统的主要技术指标

掌握不同伺服系统的分类

2

　6．2步进电机伺服系统

掌握步进电机的结构和工作原理

了解步进电机的分类

掌握步进电机的主要性能

了解步进电机伺服系统的驱动放大电路

2

6.3直流电机伺服系统

掌握直流电机的结构及工作原理

掌握直流电机的调速原理和调速方法

了解直流电机的驱动装置

了解直流伺服系统的位置控制

2

6.4交流电机伺服系统

掌握交流电机的结构及工作原理

掌握交流电机的调速原理和调速方法

2

学习内容

教学单元7：

数控机床的机械系统

参考学时

6

学习目标

1.掌握数控机床机械系统结构的组成

2.掌握数控机床机械系统结构特点

3.掌握数控机床主轴变速方式

4.了解数控机床主传动系统的特点

5.掌握数控机床主轴组件

6.掌握数控机床进给运动部件机械结构

7.知道电机与丝杆的连接方式

8.掌握滚珠丝杠螺母副的结构和工作原理

9．了解导轨副的种类及基本要求

10.知道导轨副的常用材料

11.了解支撑件的基本要求

12.知道支撑件的常用材料

教学内容

1.数控机床的机械系统结构要求及特点

2.数控机床的主运动部件

3.数控机床的进给运动系统

4.导轨副和支撑件

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

教师指导法、讲述法、多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

7．1数控机床的机械系统结构要求及特点

掌握数控机床机械系统结构的组成

掌握数控机床机械系统结构特点

1

　7．2数控机床的主运动部件

掌握数控机床主轴变速方式

了解数控机床主传动系统的特点

掌握数控机床主轴组件

2

7.3数控机床的进给运动系统

掌握数控机床进给运动部件机械结构

知道电机与丝杆的连接方式

掌握滚珠丝杠螺母副的结构和工作原理

2

7.4导轨副和支撑件

了解导轨副的种类及基本要求

知道导轨副的常用材料

了解支撑件的基本要求

知道支撑件的常用材料

1

学习内容

教学单元8：

数控机床的检测装置

参考学时

6

学习目标

1.掌握数控机床机械系统结构的组成

2.掌握数控机床机械系统结构特点

3.掌握数控机床主轴变速方式

4.了解数控机床主传动系统的特点

5.掌握数控机床主轴组件

6.掌握数控机床进给运动部件机械结构

7.知道电机与丝杆的连接方式

8.掌握滚珠丝杠螺母副的结构和工作原理

9．了解导轨副的种类及基本要求

10.知道导轨副的常用材料

11.了解支撑件的基本要求

12.知道支撑件的常用材料

教学内容

1.概述

2.直线位移检测装置

3.角速度检测装置

4.速度、加速度检测装置

教学条件

多媒体教室教学

教学方法

教师指导法、讲述法、多媒体教学法

考核方式

基本知识水平评价；

单元知识测试；

学习态度评价；

教学单元内容简要描述

学习目标

参考

学时

8．1概述

了解传感器的分类

掌握传感器的基本特性

知道传感器的发展方向

1

　8．2直线位移检测装置

掌握光栅位移传感器的结构和工作原理

掌握感应同步器的结构和工作原理

掌握磁栅位移传感器的结构和工作原理

3

8.3角速度检测装置

掌握旋转变压器的结构和工作原理

1

8.4速度、加速度检测装置

掌握测速发电机的结构和工作原理

掌握光电式速度传感器的结构和工作原理

1

4．课程实施

4.1.教师基本要求

担任数控技术教师，必须持有高校教师资格证，本科类及以上学历，机械设计专业或机械制造专业，有在机械加工制造类生产一线企业实习3个月以上经历，从事机械类教学2年以上，能动手完成简单零件的设计、制造，能单独指导学生完成简单的课程设计。

为保证学习活动的顺利开展，要求教师事先对教学内容必须要有充分的准备，对整个教学过程要有一个全面完整的精心教学设计，为学生布置学习任务，提供必要的学习资料，教师必须要求学生进行先期预习，在课堂上采取集中讲授、问题研讨等多种形式解决相关问题，在实习环节采取分组方式，分派各组的工作任务，实行有效的分工与合作共同完成学习任务。

4.2.教学硬件环境要求

授课硬件环境要求：

多媒体设备、白板、挂图、教具、黑板等。

实训室硬件环境要求：

仿真实验室，视频录像、数控机床等。

4.3教学方法建议

为了顺应21世纪教育教改的趋势，对工科院校的课程改革形成借鉴和指导作用，对于特色学科建设起到表率和示范作用，我们在数控技术的教学过程中，要求教师转变教学观念，改革传统的教学方式和方法，创立新的教学模式。

1、讲练结合型教学

这种将“教、学、做”融一体的教学模式特别适合于需要较强逻辑思维，而在传统教室中较难进行教学的部分课程内容。

教师在讲清基本概念、基本理论与方法之后就布置学生进行实践训练。

例如在数控编程课中老师在讲清了几种基本程序设计方法之后，就由学生应用编程模拟器编制加工程序，然后仿真模拟检验编制得是否正确。

2、问题探究型教学

教师提出几个综合性的问题，然后逐个加以分析，按设定条件一层层提出解决办法，使学生从中领会思路，学会解决问题的办法。

例如对实验指导书所附思考题和练习题的讲评。

3、讨论式教学

这种模式是教师在课堂上提出几个讨论题，学生分组准备并派出代表在班上发言，不同观点之间可以展开争论，最后教师进行归纳总结。

如果统一不了，不同的观点可以允许存在，以后继续讨论，甚至保留。

例如对零件加工工艺方案设计的讨论。

4、案例教学模式

生产一线的情况是千变万化的，案例教学为学生提供了一种模仿、借鉴和引伸的范例。

这种教学模式的最大特点是师生互动性强，体现了以学生为主的教育思想。

例如对课程组将若干年来对外提供技术服务生产典型的零件实例的图纸、工艺卡片、数控程序的分析等。

5、环境陶冶教学模式

我们与校内教学科研互动基地逐步理顺了科研、教学与产业的关系，坚持共同合作、共同发展、互利互惠的原则，提高人才培养在合作框架内的比重。

在数控技术课程的实践与实训环节之外，我们增加了能力素质教育环节，即以问题为中心，以互动基地为平台，从用户订货、产品创意、设计、零部件生产、总成装配、销售、售后服务等各个环节对学生进行全方位的培养，在方法论上强调“虚”（借助于机械电子信息技术的虚拟与模拟）与“实”（先进材料和装备的小规模实验）的有机结合。

这种具有更多操作性、注重时效和面向行动的知识传授形式，使知识更多地在行动中经由行动而产生，在培养组织技能和解决技术问题中产生，增强了学生的思维能力和创造能力，同时增强了生产能力和组织管理能力，充分调动学生的积极性与主动性。

4.4考核方式及课程的成绩评定

本课程采用标准化试题方式进行闭卷笔试，主要考查学生运用本课程分析问题和解决问题的能力，而不需要死记硬背，成绩评定采用百分制。

总成绩=平时成绩20%+实操成绩20%+期末考试成绩60%。

平时成绩=出勤20%+课堂提问20%+作业60%。

5．课程资源开发与利用

5.1推荐教材

1、《数控技术》王永章高等教育出版社

2、《数控技术》董玉红高等教育出版社

3、《数控技术》汤振宁清华大学出版社

5.2教材编写

1、必须依据本课程标准编写教材，教材应充分体现任务引领、实践导向课程的设计思想。

2、教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。

3、教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对常见机床的认识和理解。

教材表达必须精炼、准确、科学。

4、教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新方法、新成果及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。

 5、教材中的活动设计的内容要具体，并具有可操作性。