数控技术刘卫华教学大纲

数控技术数控技术 教学大纲教学大纲 1 课程的基本描述课程的基本描述 课程名称 课程名称 数控技术 Numerical Control Technology 课程编号 课程编号 0102D01 课程性质课程性质 专业平台课 适用专业 适用专业 机械电子工程 教材选用教材选用 董玉红 数控技术 北京 高等教育出版社 2010 总总 学学 时时 48 学时 理论学时理论学时 40 学时 实验学时实验学时 8 学时 课程设计课程设计 无 学学 分分 3 学分 开课学期开课学期 第六学期 前导课程 前导课程 机械设计 液压与气压传动 机械精度设计及检测基础 机械系统控制 电工电工 电子技术 单片机原理电子技术 单片机原理 后续课程 后续课程 数控加工技术 数控系统维护及调试 机电一体化系统设计 2 教学定位教学定位 2 1 能力培养目标能力培养目标 通过本课程的学习 让学生较全面地了解和掌握数控技术的基础知识和基本概念 并 注重培养学生的理论联系实际的能力和实践创新能力 通过掌握数控技术的基本概念和基 础 理论 以及学习数控车床编程 数控铣床编程 加工中心编程 并结合数控加工实验 使 学 生掌握当今先进制造业中普遍应用的数控技术 毕业后能迅速适应大中企业机械制造行业 的 人才需求 2 2 课程的主要特点课程的主要特点 本课程是机械设计制造及其自动化专业的重要专业平台课 它综合了计算机 自动控制 电气传动 精密测量 机械制造和管理信息等多学科的最新技术 学习本门课除了应具有 计 算机基础 控制工程基础 电子技术 测试技术和机械设计基础外 还要重视学生理论联 系 实际能力的培养 以及实践动手能力的培养 通过开设数控加工实验 加深学生对数控技 术 基本概念的理解和掌握 2 3 教学定位教学定位 本课程全面系统地讲述了计算机数控 CNC 机床的基本原理和控制技术 紧紧围绕 CNC 机床的各个组成部分 计算机数控 CNC 装置 数控检测装置 数控伺服系统 数控机 床的机械结构和数控加工编程等进行讲授 通过学习数控技术的基本概念和基础理论 开 设 数控车床编程 数控铣床编程 加工中心编程等数控加工实验 不仅提高了学生的实践动 手 能力 而且为学生学习后续的数控加工技术 数控系统维护及调试 机电一体化系统设计 奠 定基础 3 知识点与学时分配知识点与学时分配 3 1 数控技术概述数控技术概述 数控机床的产生与发展 学时 数控机床的产生与发展 学时 2 学时 学时 讲述数控机床产生的背景 数控机床结构 数控系统和伺服系统的发展 了解 核心 数控机床的组成与分类 学时 数控机床的组成与分类 学时 2 学时 学时 介绍数控机床各组成部分的功能 以及数控机床的特点和数控机床的三种分类方法 使 学生对机床数控技术有较全面的了解 了解 核心 共 4 学时 3 2 计算机数控计算机数控 CNC 装置装置 概述 学时 概述 学时 1 学时 学时 讲述 CNC 系统的组成 CNC 装置的工作过程和功能等 理解 核心 CNC 装置的硬件结构 学时 装置的硬件结构 学时 1 学时学时 讲述单微处理机硬件结构 多微处理机硬件结构和开放式 CNC 系统 理解 核心 CNC 装置的软件结构 学时 装置的软件结构 学时 2 学时 学时 讲述 CNC 装置的软件组成 软件结构特性和 CNC 装置的软件结构 理解 核心 CNC 装置的插补原理 学时 装置的插补原理 学时 2 学时 学时 讲述逐点比较法和数字积分法等两种脉冲增量插补方法 理解 核心 CNC 装置的刀具补偿与加减速控制 学时 装置的刀具补偿与加减速控制 学时 2 学时 学时 讲述 CNC 装置的刀具长度补偿 刀具半径补偿和 C 功能刀具半径补偿 理解 核心 共 8 学时 3 3 数控检测装置数控检测装置 旋转变压器 学时 旋转变压器 学时 1 学时 学时 讲述旋转变压器的组成和工作原理 旋转变压器的鉴相式和鉴幅式的应用 理解 核心 感应同步器 学时 感应同步器 学时 1 学时 学时 讲述感应同步器的组成和工作原理 感应同步器的鉴相式和鉴幅式的应用 理解 核心 光栅 学时 光栅 学时 1 学时 学时 讲述光栅的组成和工作原理 光栅位移 数字变换电路 理解 核心 磁栅 学时 磁栅 学时 1 学时 学时 讲述磁栅的组成和工作原理 磁栅的应用 理解 核心 共 4 学时 3 4 数控伺服系统数控伺服系统 伺服系统的驱动元件 学时 伺服系统的驱动元件 学时 2 学时 学时 介绍伺服系统的基本组成和分类 主要讲述步进电动机 直流电动机 交流电动机和直 线电动机的工作原理 理解 核心 步进式伺服系统 学时 步进式伺服系统 学时 1 学时 学时 讲述步进式伺服系统的工作原理和步进电动机的驱动控制电路 理解 核心 鉴相式伺服系统 学时 鉴相式伺服系统 学时 1 学时 学时 讲述鉴相式伺服系统的组成和工作原理 鉴相式伺服系统的控制线路 理解 核心 鉴幅式伺服系统 学时 鉴幅式伺服系统 学时 1 学时 学时 讲述鉴幅式伺服系统的工作原理和控制线路 理解 核心 脉冲比较式伺服系统 学时 脉冲比较式伺服系统 学时 1 学时 学时 讲述脉冲比较式伺服系统的组成和工作原理等 理解 核心 共 6 学时 3 5 数控机床的机械结构数控机床的机械结构 数控机床的总体布局 学时 数控机床的总体布局 学时 2 学时 学时 讲述数控车床的常用布局型式 卧式数控镗铣床 卧式加工中心 的常用布局型式 立 式数控镗铣床 立式加工中心 的常用布局型式 高速加工数控机床的特殊布局 虚拟轴 机床 了解 核心 数控机床的主传动系统 学时 数控机床的主传动系统 学时 1 学时 学时 讲述主传动的基本要求和变速方式 主轴的联接型式 主轴部件的支承和主轴部件结构 了解 核心 数控机床的进给传动系统 学时 数控机床的进给传动系统 学时 1 学时 学时 讲述数控机床进给传动系统的基本型式 滚珠丝杠螺母副的原理 滚珠丝杠螺母副的支 承和滚珠丝杠螺母副与电机的联接 了解 核心 数控机床的导轨 学时 数控机床的导轨 学时 1 学时 学时 讲述数控机床对导轨的基本要求 数控机床导轨的种类与特点 滚动导轨的结构原理与 特点和滚动导轨的安装与使用 了解 核心 自动换刀装置和回转工作台 学时 自动换刀装置和回转工作台 学时 1 学时 学时 讲述数控机床加工中心刀库类型与布局和和回转工作台 了解 核心 共 6 学时 3 6 数控加工编程数控加工编程 数控编程的基础知识 学时 数控编程的基础知识 学时 2 学时 学时 讲述数控编程方法 数控程序代码标准 数控编程的内容和步骤 数控机床的坐标系统 和数控加工程序 运用 核心 工艺分析与数值计算 学时 工艺分析与数值计算 学时 1 学时 学时 讲述零件的数控加工工艺概述 数控加工编程的工艺分析和数控加工编程的数值计算 运用 核心 数控车床编程 学时 数控车床编程 学时 2 学时 学时 讲述数控车床编程基础 基本指令编程 固定循环加工编程 刀具补偿功能 数控车床 加工编程实例 运用 核心 数控铣床编程 学时 数控铣床编程 学时 2 学时 学时 讲述数控铣床编程基础 基本移动指令 刀具补偿功能 镜像加工指令 子程序 转移 加工 零点偏置 数控铣床加工编程实例 运用 核心 加工中心编程 学时 加工中心编程 学时 1 学时 学时 讲述加工中心编程基础 加工中心常用指令编程 刀具补偿 孔加工固定循环 子程序 加工中心编程实例 运用 核心 共 8 学时 3 7 数控机床及数控技术的发展趋势数控机床及数控技术的发展趋势 数控机床及数控技术发展概述 学时 数控机床及数控技术发展概述 学时 2 学时 学时 介绍数控机床的发展展望 柔性制造系统 FMS 直接数字控制 DNC 以及计算机集成 制造系统 CIMS 了解 核心 共 2 学时 3 8 其它学时其它学时 机动机动 学时 学时 2 学时学时 实验实验 学时 学时 8 学时学时 4 讲授提示及方法讲授提示及方法 4 1 绪绪 论论 重点 重点 数控机床的组成和各组成部分的功能 难点难点 全面了解数控机床的产生与发展 讲授提示与方法 讲授提示与方法 结合实验室及工程培训中心的机床讲述数控机床的产生与发展 数控 机床的组成与分类 4 2 计算机数控 计算机数控 CNC 装置 装置 重点重点 CNC 系统的插补原理以及 CNC 系统的刀具补偿与加减速控制 难点 难点 CNC 系统的硬件结构 CNC 系统的软件结构特点 讲授提示与方法 讲授提示与方法 以课堂讲述 启发提问来介绍 CNC 系统的软硬件结构 结合具体实 例讲述 CNC 系统的插补原理和刀具补偿 并在本章内容结束后 安排插补原理及插补方 法的一次习题课 4 3 数控检测装置数控检测装置 重点 重点 旋转变压器 光栅的组成和工作原理 难点 难点 旋转变压器 光栅和磁栅的组成和工作原理 讲授提示与方法讲授提示与方法 利用多媒体教学课件讲述数控机床的常用检测元件的组成 工作原理 以及在实际机床中的应用 4 4 数控伺服系统数控伺服系统 重点重点 步进式伺服系统的组成和工作原理 难点 难点 鉴相式 鉴幅式 脉冲比较式伺服系统的组成和工作原理 讲授提示与方法 讲授提示与方法 利用多媒体教学课件讲述步进式伺服系统 以及三种闭环伺服系统的 组成和工作原理 4 5 数控机床的机械结构数控机床的机械结构 重点重点 数控机床的主传动系统 进给传动系统 难点难点 数控机床的自动换刀装置和数控回转工作台 讲授提示与方法 讲授提示与方法 利用多媒体教学课件讲述数控机床的总体布局 主传动系统 进给传 动系统以及数控机床的自动换刀装置和回转工作台 4 6 数控加工编程数控加工编程 重点重点 数控车床 数控铣床以及加工中心编程 难点难点 加工中心编程 讲授提示与方法讲授提示与方法 首先介绍数控编程的基础知识 编程中的工艺分析与数值计算 然后 结合具体实例重点讲述数控车床 数控铣床以及加工中心编程 在本章内容结束后 应安 排编程的一次习题课和数控实验课 4 7 数控机床及数控技术的发展趋势数控机床及数控技术的发展趋势 重点重点 数控机床的发展展望 难点难点 柔性制造系统 FMS 直接数字控制 DNC 讲授提示与方法讲授提示与方法 概述性地介绍本章内容 让学生对于本门课程及其相关的技术进行全 面的了解和掌握 5 习题与实验设计习题与实验设计 5 1 习题设计习题设计 由于本课程的内容涉及计算机 自动控制 电气传动 精密测量 机械制造等技术 实 践性又比较强 结合授课内容 以各知识单元的重点内容为主 给学生布置一定量的课后 习题 目的是让学生熟练和掌握课堂授课的重点内容 1 为了更好地学好这门课 应该重视每章后的思考题与习题 通过完成习题 使学生 打下坚实的数控基础 为今后的工作和进一步学习奠定基础 2 通过学习数控加工编程 练习编制典型零件的数控加工程序 并结合数控编程实验 培养学生的实践能力 为学生工作后解决工程实际问题打下基础 通过学生完成作业的情况 了解学生对课程的理解和学习情况 针对存在的问题作进一 步的讲解和启发 使学生对学所知识能够达到融会贯通 5 2 实验设计实验设计 实验项目共 4 项 合计 8 学时 实验一 实验一 基于 802D 的位置控制实验 实验类型 综合性实验 实验内容 编写归零程序 利用实验室提供的硬件系统 观察 x 轴归零的过程 编写一 个简单的单轴定位程序 使工作台的一个轴 如 x 轴 以一定的速度行进一段位移 了解加 减速定位控制的基本原理 实验目标 使学生了解简单的位置控制原理及编程方法 实验二 实验二 基于 802D 的直线或圆弧插补实验 实验类型 设计性实验 实验内容 编写一个直线或圆弧插补 G 语言程序 在 x y 工作台上实机运行 观察 x y 工作台的运动轨迹 实验目标 使学生了解和掌握 802D 的 G 语言程序的设计方法 实验三 实验三 数控铣床操作实验 实验类型 综合性实验 实验内容 按照编写的零件加工程序完成铣削加工 实验目标 熟悉数控铣床的操作程序以及操作特点 实验四 实验四 加工中心编程实验 实验类型 综合性实验 实验内容 编写箱体类复杂零件的加工程序 实验目标 熟悉加工中心常用功能指令和编程特点 6 考核与成绩记载考核与成绩记载 6 1 考核的方式及成绩的评定考核的方式及成绩的评定 学生成绩的构成 平时成绩占总成绩的 20 期中成绩占总成绩的 20 实验成绩 10 期末成绩占总成绩的 50 平时成绩的构成 上课出勤占平时成绩的 1 2 作业占平时成绩的 1 2