数控原理与数控机床教学大纲

《数控原理与数控机床》教学大纲

课程编码：04040213

课内学时：56

适用专业：机电一体化技术

数控技术

开课学期：第四学期课程名称：数控原理与数控机床课程类型：专业基础课

开课单位：汽车工程学院

大纲撰写人：

一、课程的性质与任务

（一）本课程的性质

课程性质：《数控原理与数控机床》是面向数控技术专业高等职业技术教育学生的一门实践性很强的专业基础课。本课程是以自动化必备设备—数控机床为研究对象讲授数控系统的基本概念、数控机床的程序的编制、机床数控装置的插补原理、计算机数字控制装置、位置检测装置、数控机床的伺服系统等方面知识，培养学生使用和维护数控机床的基本技能。本教学大纲根据本专业及课程的特点，着重能力的培养及具体应用为原则，力求创新。共分九个学习领域，二十六个教学项目，共需56学时。

（二）本课程的任务

课程任务：本课程培养学生掌握数字控制的理论体系。掌握数控加工的程序设计及插补原理，掌握熟悉数控机床的典型机械传动结构及调整方法，熟悉数控机床的控制系统，了解数控机床的伺服系统。

二、课程的基本要求及重点、难点

(一)课程的基本要求

1、掌握数控技术和数控机床的基本理论及概念，了解数控机床的工作原理及其发展趋势。

2、熟练掌握数控编程的内容和步骤，掌握G指令编程方法。

3、了解光电编码器和光栅的结构特点、工作原理及应用。

4、熟悉计算机数字控制系统的组成与功能，了解和掌握刀具补偿原理以及逐点比较法和数字积分法等插补方法，

5、了解数控机床伺服系统的组成和分类；掌握开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统工作原理和特点；了解和掌握常用伺服电机及其特点。

6）了解和掌握数控机床的结构特点、数控机床主运动系统和进给传动系统。

7、了解和掌握数控刀具的特点及其选择。

8、了解和掌握典型数控机床的组成及其特点。

（二）课程的重点

1、掌握数控机床的组成及分类方法

2、程序编制的内容和步骤

3、自动换刀系统，主轴部件及准停装置

4、掌握CNC装置的结构；掌握CNC装置的功能；了解CNC装置的特点

5、掌握旋转变压器的工作原理及应用；了解感应同步器的工作原理；

6、步进电机的正、反转，升降速

7、了解主传动系统的特点

8、数控机床的组成与布局

9、调试和验收数控机床以及安装；数控机床故障诊断的基本知识

（三）课程的难点

1、掌握数控机床的组成及分类方法

2、程序编制的内容和步骤

3、自动换刀系统，主轴部件及准停装置

4、掌握CNC装置的结构；掌握CNC装置的功能；了解CNC装置的特点

5、了解主传动系统的特点

6、数控机床的组成与布局

7、调试和验收数控机床以及安装；数控机床故障诊断的基本知识

三、课程内容

（一）课程主要内容

课题一数控机床的基本知识

（一）教学内容（ 3学时）

1、理论内容

项目一数控机床的产生、组成、工作原理、分类方法

项目二数控加工的特点

项目三数控机床的发展趋势。

2、实训内容

实训一观察各种数控机床的生产加工。

（二）教学要求

1.了解数控机床的含义及数控机床的发展过程

2.掌握数控机床的组成及分类方法；

3.熟悉机床数字控制的原理。

4.了解数控机床在机械加工行业中的重要性，为搞好理论教学打下基础；

（三）教学重点、难点

重点：掌握数控机床的组成及分类方法。

课题二数控机床的程序编制

（一）教学内容（7学时）

1、理论内容

项目一程序编制的内容和步骤

项目二手工程序编制

项目三 APT自动编程系统。

2、实训内容

实训一数控车床的主运动，进给运动，自动换刀架以及数控车床的简单操作。

（二）教学要求

1.掌握常用的数控标准；

2.掌握编程的内容和步骤；

3.熟练掌握手工编程的各种指令；

（1）掌握准备功能“G”指令；

（2）掌握辅助功能“M”指令；

（3）掌握进给功能“F”、刀具功能“T”、主轴功能“S”等指令。

4. 熟练掌握手工编程的刀具补偿

（1）掌握刀具补偿的概念，刀具补偿的原因及刀补的分类；

（2）了解刀具补偿的步骤，掌握刀具补偿类型的分类依据。

5.了解各种自动编程系统；

6.掌握APT自动编程。

（三）教学重点、难点

重点：程序编制的内容和步骤。

难点：APT自动编程系统。

课题三机床数控系统的插补原理

（一）教学内容（5学时）

1、理论内容

项目一插补概念、分类

项目二插补算法的实现过程。

（二）教学要求

1.掌握什么是插补，插补的两大算法；

2.了解基准脉冲插补的原理

（1）理解数字脉冲乘法器的基本原理；

（2）了解数字脉冲乘法器插补速度分析。

3.理解逐点比较法和DDA的计算实现过程；

4.了解数据采样法的概念及原因；

5.掌握四象限的直线、圆弧的逐点比较法和DDA的计算实现过程。

（三）教学重点、难点

重点：自动换刀系统，主轴部件及准停装置

课题四计算机数字控制装置

（一）教学内容（5学时）

1、理论内容

项目一计算机数字控制系统的组成

项目二计算机数字系统的硬件结构

项目三计算机数控系统的软件结构。

（二）教学要求

1.概述：

（1）掌握计算机数字控制系统的组成；

（2）掌握CNC装置的结构；

（3）掌握CNC装置的功能；

（4）了解CNC装置的特点。

2.计算机数控系统的硬件结构

（1）掌握单微处理机数控装置的结构，理解位置控制单元的工作原理，

（2）理解数控系统中接口电路的工作原理。

3.了解计算机数控装置的软件结构。

（三）教学重点、难点