数控技术课程标准

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 1 课程性质和课程设计 课程性质和课程设计 1 11 1 课程定位与作用课程定位与作用 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 21 2 课程设计理念课程设计理念 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 31 3 课程设计思路课程设计思路 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 2 课程目标 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 12 1 知识目标知识目标 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 22 2 能力目标能力目标 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 32 3 素质目标素质目标 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 3 课程内容与教学要求 课程内容与教学要求 3 13 1 课程内容课程内容 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 23 2 教学单元设计教学单元设计 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 2 CNC 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 3 CNC 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 4 课程实施 课程实施 4 1 4 1 教师基本要求教师基本要求 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 4 2 教学硬件环境要求教学硬件环境要求 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 34 3 教学方法建议教学方法建议 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