《数控技术与编程》教学大纲（机械）

1、PAGE PAGE 8数控技术与编程课程简介课程编号1240453014课程名称数控技术与编程课程性质限选学 时48学 分3学时分配授课：18 实验：16 上机：14 实践： 实践（周）：考核方式闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。开课学院机械工程学院更新时间 适用专业机械设计制造及其自动化专业先修课程计算机辅助设计、金工实习、机械原理、机械设计、机械制造工艺学、电工电子技术、可编程控制器课程内容：“数控技术与编程”是机械类专业的一门选修课程。通过本课程的学习，培养学生在数控编程、数控原理、数控机床机械结构以及数控新技术的发展等方面的专业知识，在理论与实践相结合的基础上，使得学生

2、一方面具备较为全面的专业知识和扎实的理论知识，另一方面具备一定的实际操作能力，为今后参加实际工作打下了坚实的基础。课程内容主要包括：数控技术概论、数控编程、数控原理、数控机床检测元件、数控机床机械结构、现代数控技术基本知识等。本课程的教学目的是使学生掌握数控加工工艺过程、数控原理的基本理论知识；具备编制数控加工程序及进行 CAM加工的基本能力；了解数控检测元件的基本检测原理与安装使用方法。Brief Introduction Code1240453014TitleCNC technology and programmingCourse natureLimited OptionalSemeste

3、r Hours48Credits3Semester Hour StructureLecture：18 Experiment：16 Computer Lab：14 Practice：Practice (Week)：AssessmentClosed book examination, daily performance accounted for 30%, the final score accounted for 70%.Offered bySchool of Mechanical EngineeringDate forStudents Majoring in Mechanical Engine

4、ering and AutomationPrerequisiteComputer-aided design, metalworking, mechanical principles, mechanical design, mechanical manufacturing technology, electrical and electronic technology, PLCCourse Description: CNC technology and programming is a selective course for students majoring in mechanical en

5、gineering and automation. Through learning the course, students expertise in CNC programming, CNC principle, the structure of CNC machine tools machinery and CNC technology, based on a combination of theory and practice, on the one hand, students have a more comprehensive professional knowledge and

6、a solid theoretical knowledge, on the other hand, they can have the practical ability to lay a solid foundation for the future to participate in the actual work.Course contents include: Introduction to CNC technology, CNC programming, CNC principles, CNC machine detection components, CNC machine too

7、ls mechanical structure, modern CNC technology and so on. The purpose of this course is to enable students to master the CNC machining process, the CNC basic principle theory, NC machining program and CAM machining; understand basic CNC sensing element detection principle.数控技术与编程课程教学大纲课程编号1240453014

8、课程名称数控技术与编程课程性质选修学 时48学 分3学时分配授课：18 实验：16 上机：14 实践： 实践（周）：考核方式闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。开课学院机械工程学院更新时间 适用专业机械设计制造及其自动化专业先修课程计算机辅助设计、金工实习、机械原理、机械设计、机械制造工艺学、电工电子技术、可编程控制器一、教学内容第一章 数控技术概论 1.1什么是数控技术。 1.2数控技术的组成；机床本体、数控系统的组成；选讲数控外围技术。 1.3数控加工零件的工作过程；简介从零件图到加工成品的整个过程。 1.4数控机床的特点与分类。1.5数控技术的发展趋势。教学难点：数控机床的

9、组成与分类教学重点：数控加工零件的工作过程第二章 数控加工的程序编制基础 2.1 概述 1）、数控编程的内容与步骤。 2）、机床坐标系的确定。展示不同种类的数控机床，其常用坐标系的建立与标定。 3）、数控程序的结构与格式，扩展介绍主程序与子程序。2.2 数控编程中的常用指令 数控编程中常用的指令；G准备功能代码与M辅助功能代码。介绍F、S、T代码。2.3 数控编程中的工艺处理 1）、数控加工工艺的特点、数控加工零件的选择。 2）、数控加工工艺性分析。通过一些图例分析与对比，让学生直观地掌握数控加工工艺性良好的实例。 3）、数控加工工艺路线设计与分析。 4）、工序的设计。讲解数控加工零件的装夹、

10、典型数控用夹具、数控加工刀具的选择、切削用量的选择 5）、对刀点、起刀点、换刀点。 6）、加工路线的设计与分析。重点介绍什么是切入、切出；如何选择走刀路线。2.4 数学处理 1）、直线、圆弧的数学处理。基点、节点的概念。 2）、非圆曲线节点坐标计算。重点介绍等步长法、等误差法。 3）、用圆弧逼近非圆曲线。主要介绍双圆弧法，可通过作图法，使得学生了解什么是双圆弧逼近，通过几何计算，确定双圆弧逼近节点的坐标。教学难点：数控加工工艺性分析，数控加工工艺路线设计与分析教学重点：数控加工工艺路线设计与分析第三章 数控加工编程方法 3.1 概述 手工编程与自动编程的基本流程。3.2 手工编程 1）、数控车

11、。通过实例，介绍数控车床的加工程序的编写；要求学生基本掌握车床加工指令；根据零件图的要求，能够完成简单的数控车床加工程序的编制。 2）、数控铣。了解镜像功能、行切法、三坐标与五坐标加工；学会坐标系设定，可通过实例，重点讲解轮廓铣的加工程序编制。要求学生根据零件图的要求，能够独立完成数控铣床加工程序的编制。 3）、数控线切割。 4）、点位加工程序编制。要求学生能够数量运用固定加工循环语句进行编程。 5）、数控加工中心。掌握换刀程序；子程序的编写与调用；学会刀具补偿的使用。3.3 自动编程 自动编程的流程。结合UG软件，掌握CAM技术基础。教学难点：数控加工自动编程软件的操作和分析教学重点：轮廓铣

12、的加工程序编制第四章 计算机数字控制装置 4.1 硬件结构 1）、单微处理器结构。结合结构框图，介绍总线结构以及单微处理器的硬件组成。 2）、多微处理器结构。结合结构框图，介绍共享总线结构、共享存储器这两种用以实现各个模块之间互联与通讯的结构。 3）、开放式数控系统。4.2 软件结构 CNC系统软件的工作过程。4.3 PLC 数控机床中通过PLC实现的功能： M、S、T。PLC与CNC以及数控机床的关系。4.4 典型CNC系统介绍教学难点：CNC系统软件的工作过程教学重点：CNC系统软件架构、工作过程第五章 数控机床的控制原理 5.1 概述 插补基本概念、插补方法分类。5.2 逐点比较法 1）

13、、逐点比较法直线插补。根据直线插补的四个步骤，介绍插补公式推导过程，通过例题，分析计算直线插补过程。 2）、逐点比较法圆弧插补。介绍插补公式推导过程，通过例题，分析计算圆弧插补过程。 3）、象限变换分析。通过对第一象限公式与计算过程的说明，引导学生掌握运用坐标变换插补其他象限圆弧的计算方法。 4）、逐点比较法插补速度分析。5.3 数字积分法 1）、DDA直线插补。重点讲述清楚算法如何通过二进制累加器实现插补计算。让学生能够理解通过对x、y方向终点坐标值进行累加实现插补计算的过程。 2）、DDA圆弧插补。重点分析算法是通过对x、y瞬时点坐标进行累加实现插补计算的过程。通过例题，分析计算DDA直线

14、插补过程。5.4 直线函数法 1）、直线函数法直线插补。介绍插补周期T、步长l以及x，y的计算方法。 2）、直线函数法圆弧插补。可先通过图示，明确几何关系，再推导出公式。5.5 刀具半径补偿介绍刀补方式的工作过程。教学难点：逐点比较法 数字积分法教学重点：插补原理及基本插补算法第六章 数控机床的检测装置 6.1 概述 数控机床对检测装置的要求。位置检测装置分类。可以用表格对比介绍，便于区分理解。6.2 旋转变压器 1）、旋转变压器的结构。介绍不同种类的旋转变压器。 2）、介绍其工作原理与普通变压器类似；讲清励磁电压与感应电压，通过图示以及动画，展现感应电压的变化过程；讲解其与机床的连接方式和如

15、何通过感应电压来检测位移信号。6.3 感应同步器 1）、感应同步器的结构与种类。结合实际使用，介绍感应同步器的安装。 2）、简单介绍感应同步器的工作原理。分析感应同步器的特点。6.4 光栅 1）、介绍光栅的种类与精度。 2）、图示光栅的结构，讲解光栅的基本测量原理。莫尔条纹的特性。3）、磁栅。6.5 编码器 1）、接触式编码器。图示接触式码盘，讲解什么是码道、二进制码盘、4位格雷码盘，介绍工作原理。 2）、光电式编码器。图示光电式编码器的结构。讲解工作原理。 3）、电磁式编码器4）、编码器在数控中的应用。介绍如何测量位移、主轴控制。教学难点：旋转变压器、感应同步器、光栅、编码盘的结构原理教学重

16、点：旋转变压器、感应同步器、光栅、编码盘的结构原理第七章 数控机床的伺服驱动系统 7.1 概述 数控机床对进给伺服系统的要求。7.2 步进电机 工作原理。动画展示步进电机的工作状态，分析电机转动方向、转动频率、转动角度与绕组的相数、通电状态、通电频率的关系。步进电机特性。简介步矩角、矩角特性、启动频率。7.3 直流伺服电机 1）、直流伺服电机的机结构与分类。2）、直流伺服电机的调速原理与方法。3）、直流伺服电机的PWM调速控制系统。7.4 交流伺服电机 交流伺服电机的分类与特点。交流伺服电机的变频调速。教学难点：步进电机的工作原理、交、直流伺服电机类型及特性教学重点：步进电机的工作原理、交、直

17、流伺服电机类型及特性第八章 数控机床的机械结构与装置8.1 概述 数控机床机械结构特点。数控机床机械结构的基本要求。8.2 主运动系统 1）、结合主轴图，介绍主轴部件的结构。数控机床主轴部件的支承。 2）、数控机床的准停装置。介绍什么是准停，如何实现。介绍自动换刀装置。8.3 进给传动系统 1）、滚珠丝杠。根据图示，介绍滚珠丝杠的两种循环方式。 2）、回转工作台。分别介绍分度工作台、数控回转工作台。8.4 导轨 通过图片，介绍不同的数控机床上常用的导轨。8.5 自动换刀装置与其他辅助装置 通过图片，介绍不同的自动换刀装置。教学难点：数控机床主运动、进给运动系统教学重点：数控机床主运动、进给运动

18、系统二、教学要求第一章 数控技术概论 教学要求：了解数控技术的组成，掌握数控加工零件的工作过程。第二章 数控加工的程序编制基础 教学要求：了解数控加工工艺的特点。掌握程序编制的内容和步骤、程序编制的工艺处理、程序编制的工艺指令、程序格式及编程指令代码。第三章 数控加工编程方法 教学要求：了解数控车编程、掌握数控铣，加工中心编程方法和机床操作步骤。学会利用UG软件对零件的三轴数控编程。第四章 计算机数字控制装置 教学要求：了解数控装置的软硬件结构、PLC控制器。通过图解，让学生掌握CNC装置的软件构成，以及软件系统的工作过程。第五章 数控机床的控制原理 教学要求：了解插补原理及基本插补算法：逐点

19、比较法、数字积分法等。分析计算DDA 直线插补过程。第六章 数控机床的检测装置 教学要求：了解四种位置检测装置：旋转变压器、感应同步器、光栅、编码盘的工作原理第七章 数控机床的伺服驱动系统 教学要求：掌握步进电机的工作原理、了解交、直流伺服电机类型及特性.第八章 数控机床的机械结构与装置教学要求：掌握数控机床主运动、进给运动系统，了解数控机床典型装置上机实验部分：实验一 数控插补原理实验学习和使用数控插补教学软件，熟悉常用的插补算法；通过插补算法编程，实现逐点比较的直线插补算法。2学时实验二 二维平面铣削的自动编程了解数控加工自动编程基础，运用UG等CAD/CAM软件实现2维平面铣削的自动编程。4学时实验三 三维固定轴铣削的自动编程运用UG等CAD/CAM软件实现三维固定轴铣削加工的自动编程。4学时。实验四 数控加工仿真实验 运用UG、斯沃数控仿真系统软件、VERICUT、CIMCO Edit等软件，对数控加工过程进行模拟仿真，检验程序是否正确。4学时。实验部分：实验一 数控原理实验了解数控系统的特点、基本组成和应用。了解数控系统常用部件的原理与作用。熟悉数控系统综合实验台的连接与基本操作。 2学时。实验二 数控综合实验台电气控制分析实验 按照数控综合实验台电气原理图，检查