“数控技术”课程教学大纲.doc
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“数控技术”课程教学大纲
英文名称：
NumericalControlTechnology
课程编号：
MACH3436
学时：
56（理论学时：
40实验学时：
12上机学时：
4
课外学时：
16（课外学时不计入总学时））
学分：
3
适用对象：
机械工程及自动化专业三、四年级
先修课程：
微机原理及接口技术、数字/模拟电子技术、C语言
使用教材及参考书：
[1]任玉田.新编机床计算机数控技术.北京:
理工大学出版社，2005.
[2]黄玉美，王润孝，梅雪松.机械制造装备设计.北京:
高等教育出版社，2008.
[3]李斌、李曦等.数控技术，华中科技大学出版社，武汉，2010.
[4]毕承恩，丁乃健.现代数控机床.北京:
机械工业出版社，1994.
[5]王爱玲.现代数控原理及控制系统.北京:
国防工业出版社，2005.
[6]FANUC系统、Siemens系统等各式各类技术手册.
一、课程性质和目的
性质：
专业知识类专业主干课程
目的：
学习本课程的目的是掌握数控技术的基本原理、基本构成，数控机床的基本使用，培养数控系统的开发和初步设计能力，以及数控机床控制系统的维护技能。
本课程的主要任务：
1.学习数控技术的基本原理和基本知识；
2.掌握数控加工程序的编写与数控机床的基本使用；
3.培养数控系统的分析与设计能力。
二、课程内容简介
本课程讲述了数控技术的基本知识：
数控技术的现状及发展；零件数控加工程序的编制知识，零件数控加工程序的编制，现代CAD/CAM的自动编程技术；机床数控系统的软、硬件结构及其组成；数控插补原理、刀补原理，及其计算机实现方法；数控伺服系统基本组成，检测装置基本原理及其选用，位置控制的实现原理及方法；伺服驱动装置的工作原理，数控系统速度及加减速控制的实现方法。
通过学习能够初步设计、维护并开发实际的数控系统。
本课程还包括以下实验内容：
了解数控机床的组成及基本操作，了解数控机床驱动及检测元器件，了解位置反馈测量信号分析；编制数控车床、铣床加工零件的数控加工程序并在机床上进行实际操作；插补程序编制。
三、教学基本要求
1.了解数控技术的现状与发展
2.掌握数控系统及数控机床的工作原理与结构
3.掌握数控系统的硬件与软件基本结构
4.掌握伺服系统的工作原理与结构，以及控制方法
四、教学内容及安排
第一章：
概述
1.了解数控技术与数控机床组成、特点等基本概念、掌握数控机床与数控系统的分类
2.了解数控机床的发展状况及现代数控技术的发展趋势
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
1.1
2
1.2
2
√
第二章：
数控加工程序编制
1.了解数控加工程序编制基础（数控编程内容与步骤，编程方法简介，各坐标系的定义及有关标准）
2.手工编程方法（常用基本指令G与M指令介绍，工艺处理内容，数值计算，数控铣床加工程序编制
3.数控车床加工程序编制方法
4.数控加工自动编程（基本步骤，语言式与图象交互式自动编程系统简介及其内容）
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
2.1
2
2.2
2
4
2
2.3
2
4
√
2.4
2
√
第三章：
CNC装置及其接口
1.CNC装置硬件结构（单微处理器结构、多微处理器结构
2.软件结构（控制流程、软件设计技术），可编程控制器PLC
3.CNC装置的接口电路（机床I/O接口）
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
3.1
2
3.2
2
3.3
2
√
第四章：
插补、刀补原理与速度控制
1.插补原理概述、脉冲增量插补算法（逐点比较插补原理及步骤、算法设计、速度计算）
2.数字积分插补原理及步骤、提高数字积分插补算法精度措施及其速度计算
3.数字增量插补算法概述、时间分割插补算法、扩展DDA插补算法
4.刀具半径补偿、基本概念、C功能刀补基本思想、刀补转接类型的判别
5.进给速度和加速度控制（开环系统的速度及加减速控制、（半）闭环系统加减速控制方法）
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
4.1
2
4.2
2
√
4.3
2
4.4
2
2
√
4.5
2
√
第五章：
伺服驱动系统
1.伺服驱动系统概述、数控机床伺服系统的分类及对伺服系统的要求、检测装置概述
2.感应同步器（工作原理、鉴幅与鉴相两种工作方式、特点及其选用方法）
3.光栅（结构组成、工作原理、选用、提高精度措施、辨向倍频电路）编码器（分类、结构组成、工作原理、特点与选用）
4.位置控制（脉冲比较伺服系统、相位比较伺服系统、幅值比较伺服系统、数字伺服系统简介）
5.步进电机及其驱动、直流伺服电机及其速度控制（直流伺服电机工作原理）
6.直流伺服电机及其速度控制（性能指标、PWM调速原理）、交流伺服电机及其速度控制（交流伺服电机工作原理、性能指标、SPWM变频调速原理）主轴控制简介
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节（请打“√”）
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合
大作业
其他
5.1
2
5.2
2
5.3
2
√
5.4
2
2
5.5
2
5.6
2
2
√
五、实践环节
1．实验， 12学时
1）数控车床操作及加工程序编写， 2学时
2）车削类零件数控加工， 2学时
3）数控铣床操作及加工程序编写， 2学时
4）铣削类零件数控加工， 2学时
5）数控机床驱动及检测反馈系统实验， 2学时
6）交流伺服与运动控制系统的运用， 2学时
2．上机， 4学时
1）曲线节点的计算与自由点曲线拟合 2学时
2）数字积分插补程序编制 2学时
六、课外学时分配
章
内容
参考学时
3
PLC在数控机床中的应用
6
4
脉冲增量插补程序编制
2
5
位置反馈测量信号分析
4
6
常用数控系统分析
4
七、考核方式
闭卷；
闭卷考试成绩占65%，平时作业占10%；上机成绩占5%；实验成绩占20%。
八、本课程各教学环节对人才培养目标的贡献度见下表
知识能力素质要求
教学环节
课后环节
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合大作业
其他
K1
K2
◎
◎
◎
K3
○
○
K4
A1
◎
◎
◎
A2
◎
◎
◎
A3
◎
◎
◎
A4
A5
○
○
○
A6
A7
A8
○
○
○
C1
C2
C3
○
○
○
C4
○
○
○
C5
C6
注：
1、各专业课程贡献度表根据本专业知识、能力、素质培养要求填写。
基础课程贡献度根据学校知识、能力、素质培养要求填写。
2、贡献度显著表示为◎，贡献度一般表示为○
大纲制定者：
姜歌东
大纲审核者：
梅雪松
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