机械类-机床数控原理与系统

作业
Practice is
• 学习方法:
everything ,
• Hear:课堂认真听讲,勤笔记
• See:现场仔细观察,勤动脑
• Do:实验室细心操作,勤动手
学生的预备知识(Preliminary knowledge)
✓ 数控(机床、编程、操作)基础 ✓ 计算机基础 ✓ 自动控制基础 ✓ 电机拖动基础 ✓ 机床电气控制与PLC基础 ✓ 检测基础 ✓ 英语基础
• 启发式和讨论式,实施探究教学策略
教师不断提出问题让学生思考,自如运用 了多媒体、实物投影、录像等多种教学手 段,有机运用了“复杂理论比拟化”、“多 媒体课件直观化”、“案例分析实用化”、 “课堂练习互动化”、“双语教学国际化” 等教学方法,师生双方都感到身心愉悦。
打造精品教材
在五年的“机床数控原理与系统”精品课程 建设中,形成了“数控技术应用”系列教材。它 们从工程应用的实际出发,结合学生的思维特点 和学院设备条件,合理有效地编排知识点,并将 其融入实验的开发和习题的设计中;采用丰富的 图片作为背景资料,链接了部分英文材料,加上 卡通人物的旁白,使得全书内容实用、理念先进、 图文并茂、清新活泼;同时建立了较完备的网络 教学资料,如教学大纲、多媒体课件、实验指导、 试卷、参考文献等。
机床数控原理与系统
CNC Principle and System for the Machine Tool
常州机电职业技术学院 机械工程系
标志整体是“数控”拼音的首写字母“S”和“K”的变形, 里面用彩色线条填充,说明了该精品课程内容的丰富多彩; 标志整体又是一个领带的变形,上面采用灰色说明该课程 培养现代高级灰领应用型人才;标志整体还是一个机床刀 具的形状,体现了课程的内容性,下方“CNC”是现在数控 的英文缩写。
特色1:雄厚的师资力量 ---工程实践与教学研究并行
• 三分之二的教师具有企业工作经验,使得 课程教学实现理论与实践一体化。成功 地为企业进行了10项数控设备的技术改 造。开展项目式教学的研究与实施。有 多本教材被列为国家规划教材。
特色2:强大的硬件设施 ---配套各种品牌实验设备100台套源自文库
拥有国家级数控技术实训基地,拥有数控 设备76台。与多家数控厂家建立了合作 关 系 , 拥 有 SIEMENS 、 FANUC 、 北 京 航 天数控技术培训中心,实验设备共计26台 套。
实验
• 1、数控机床的机械结构与坐标系认识 • 2、数控系统的硬件组成 • 3、编码器与坐标轴的参考点的设置 • 4、步进驱动系统的组成 • 5、闭环伺服系统的构成 • 6、数控系统进给参数的设置 • 7、通用变频器的连接与使用 • 8、辅助功能与PLC • 9、数据的输入与输出 • 10、典型数控系统的连接与调试
学和贝尔实验室从事这一领域的研究 与开发 ，年资 助额从1 00万、 200万 加到199 3年的5 00万美 元。19 94年发 布的《 美国国 防部技
术计划》报告，把MEMS列为关键技 术项目 。美国 国防部 高级研 究计划 局积极 领导和 支持ME MS的 研究和 军事应 用，现 已建成 一条
MEMS标准工艺线以促进新型元件/装 置的研 究与开 发。美 国工业 主要致 力于传 感器、 位移传 感器、 应变仪 和加速 度表等 传感器 有
关领域的研究。很多机构参加了微型 机械系 统的研 究，如 康奈尔 大学、 斯坦福 大学、 加州大 学伯克 利分校 、密执 安大学 、威斯 康
星大学、老伦兹得莫尔国家研究等。 加州大 学伯克 利传感 器和执 行器中 心(BSA C)得到 国防部 和十几 家公司 资助15 00万元 后，建 立
机床 本体 伺服 装置
反馈 装置
课程主要任务:三大项目
• 通过对数控原理和典型数控系统的分析和介绍,使学生 了解数控装置、伺服系统、检测装置、可编程控制器 在数控机床上的功能和应用,并掌握这些部件与机床本 体配接的知识。
• 三大项目 • 1、坐标轴位置的控制(CNC) • 2、主轴转速的控制(SP) • 3、辅助装置的控制(PLC)
了1115m 2研究开发MEMS的超净实验室。
日本通产省1991年开始启动一项为期10 年、耗 资250 亿日元 的微型 大型研 究计划 ，研
制两台样机，一台用于医疗、进入人 体进行 诊断和 微型手 术，另 一台用 于工业 ，对飞 机发动 机和原 子能设 备的微 小裂纹 实施维 修
。该计划有筑波大学、东京工业大学 、东北 大学、 早稻田 大学和 富士通 研究所 等几十 家单位 参加。
依旧应用于某些零部件的转配过程中 ）。
机械加工包括：灯丝电源绕组、激光切 割、重 型加工 、金属 粘结、 金属拉 拔、等
离子切割、精密焊接、辊轧成型、金 属板材 弯曲成 型、模 锻、水 喷射切 割、精 密焊接 等。
机械加工：广意的机械加工就是
指能用机械手段制造产品的过程；狭 意的是 用车床 （Lathe Machine）、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨
营造精品课堂
• 每一堂精彩的授课,无不浸透着严肃精心的前期备 课,包含引人入胜的教学内容、轻松愉快的教学方 法、师生交融的课堂组织、活泼新颖的教学手段、 以及教学艺术、风格、人格的融入等等。精品课堂 最能体现精品课程建设。
课堂内容---教学内容组织与安排
• 制订革新的大纲,充实案例
• 授课内容考虑本课程知识的整合、本课程与相关课程 之间的衔接和有机结合。
特色3:立体化的教学资源库 ---六种教材形式
• 构建了由主教材、多媒体课件、实验、 习题、录像、双语教材等组成的全方位 的立体化教学资源库。
特色4:基于以上三大支撑,多种 教学方法运用下的理论与实践
一体化教学
• 在各章教学设计的纲领指导下,利用了师 资、设备、教材等资源实施理论与实践 一体化教学,有机运用了多媒体直观化、 案例实验化、习题互动化、双语国际化 等教学方法。
相变化﹐称热加工。冷加工按加工方 式的差 别可分 为切削 加工和 压力加 工。热 加工常 见有热 处理﹐ 煅造﹐ 铸造和 焊接。
机械加工 另外装配时常常要用到冷热处理。例 如：轴 承在装 配时往 往将内 圈放入 液氮里 冷却使 其尺寸 收缩， 将外圈 适当加 热使其 尺寸放 大
，然后再将其装配在一起。火车的车 轮外圈 也是用 加热的 方法将 其套在 基体上 ，冷却 时即可 保证其 结合的 牢固性 （此种 方法现 在
要技术领域与其他国家的竞争中走在 前面"， 建议中 央财政 预支费 用为五 年5000 万美元 ，得到 美国领 导机构 重视， 连续大 力投资
，并把航空航天、信息和MEMS作为 科技发 展的三 大重点 。美国 宇航局 投资1亿 美元着 手研制 "发现 号微型 卫星"， 美国国 家科学 基
金会把MEMS作为一个新崛起的研究 领域制 定了资 助微型 电子机 械系统 的研究 的计划 ，从199 8年开 始，资 助MIT ，加州 大学等8 所大
机床数控原理与系统
CNC Principle and System for the Machine Tool
• 常州机电职业技术学院 • 机械工程系
课程简介 建设实践
课程特色 精品内涵
本课程在专业课程体系中的地位
• 本课程是数控技术应用 专业的主干课程,是数控 设备与维护专业的核心 课程,是“数控机床维修 技术”课程的先修课程。 解决数控技术应用中 “为什么(Why)”的问题
主要内容:九大模块
• 第一章 • 第二章 • 第三章 • 第四章 • 第五章 • 第六章 • 第七章 • 第八章 • 第九章
数控机床控制技术概述 计算机数控装置 位置检测装置 驱动电机及其驱动装置 位置伺服系统 主轴的控制 辅助功能与PLC 数控系统通信技术 数控系统应用
能力培养
• 学完本课程,学生应具备实际数控系统的应用 能力,能根据数控原理分析数控机床故障并且 排除故障;同时了解数控技术前沿领域的发展 趋势,了解加工新工艺的发展对数控系统的新 要求,使学生初步具备分析问题和解决问题的 能力。
• 本课程是“数控机床故障诊断与维修”课程的先修课 程,要求原理知识讲授结束后,学生能自然分析出与之相 关的数控机床故障原因。
• 本课程的每一知识点必须紧紧围绕“机床”这个被控 对象,充实应用实例,以最终实现“数控”而设置。
• 不断提高内容学术水平与技能含量,精品课程应该定位 于“高水平”。
课堂形式---教学方法与手段
精品课程的内涵
❖ 一流的师资队伍 ❖ 一流的教学内容 ❖ 一流的教学方法 ❖ 一流的教材 ❖ 一流的教学管理
谢谢!
请不吝赐教!
机械加工是一种用加工机械对工件的 外形尺 寸或性 能进行 改变的 过程。 按被加 工的工 件处于 的温度 状态﹐ 分为冷 加工和 热加工 。
一般在常温下加工，并且不引起工件 的化学 或物相 变化﹐ 称冷加 工。一 般在高 于或低 于常温 状态的 加工﹐ 会引起 工件的 化学或 物
课程简介(Introduction)
本课程介绍:数控机床控制原理和数控系统应用
机床数控系统是一个普通的自动控制系统,人是一个天然 的自动控制系统,他们之间的原理是相通的。
加工程序(工 作任务)
数控装置 (大脑)
伺服装置 (四肢)
机床本体 (被控对象)
反馈装置 (眼睛)
加工 程序
数控 装置
数控机床控制原理
后开发出尺寸为50～500μm的齿轮、齿轮泵 、气动 涡轮及 联接件 等微机 械。196 5年， 斯坦福 大学研 制出硅 脑电极 探针， 后来又 在
扫描隧道显微镜、微型传感器方面取 得成功 。1987 年美国 加州大 学伯克 利分校 研制出 转子直 径为60 ～12μm 的利用 硅微型 静电机
，显示出利用硅微加工工艺制造小可 动结构 并与集 成电路 兼容以 制造微 小系统 的潜力 。
微型机械在国外已受到政府部门、
企业界、高等学校与研究机构的高度 重视。 美国MI T、Ber keley 、Stanfo rd\AT&T的15 名科学 家在上 世纪八 十年代 末提出"小机器
、大机遇：关于新兴领域--微动力学 的报告"的国家 建议书 ，声称"由于微 动力学 (微系 统)在美 国的紧 迫性， 应在这 样一个 新的重
床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机机等专用机 械设备 制作零 件的过 程。 编辑本段微型机械加工技术的国外发 展现状
机械产品 1959年，Richard P Fey nman(1965年诺贝尔物理奖获得者)就提出了微型 机械的 设想。1 962年 第一个 硅微型 压力传 感器问 世，其
解惑”的师者吗?
设计精品实验
运用自身丰富的专业技术应用经验,协同企业 专家开发功能性、创新性实验,不断降低验证性 实验的比例。原先的验证性实验通过计算机技 术采用多媒体课件的方式在课堂上当场验证。 实验中强调学生动手实践,发现问题,解决问题。 高水平的实验提升了本课程的含金量,使学生理 论与技能双丰收,改善了学习收益率。
教材
• 主教材 • 实验指导书 • 习题册 • 双语教材 • 培训教材
新教材编写应考虑的因素
• 1、教学内容的组织(取舍、 整合)符合“数控技术应用” 和“数控设备应用与维护” 专业的人才培养目标
• 2、符合人的认知规律和教 学规律
• 3、来源于成功的教学实践
• 4、版面的设计
一本精品的教材 不就是一位能够 “传道、授业、
以学生为本,点点滴滴
• 以学生是否听懂、解决学生心中的疑问 为追求目标,启发学生思考,鼓励学生各抒 己见,在课堂、车间或通过手机短信、电 子邮件、实验报告等媒介大胆发表自己 的见解,提出心中的疑问。在教学过程中 随机应变、对症下药。
学生是教学责任人之一
• 学生和教师一样对教学过程负有责任。学生
应在教师指导下,积极思考、回答提问、完成
欧洲工业发达国家也相
继对微型系统的研究开发进行了重点 投资， 德国自1 988年 开始微 加工十 年计划 项目， 其科技 部于199 0～199 3年拨 款4万马 克支持 "
微系统计划"研究，并把微系统列为本 世纪初 科技发 展的重 点，德 国首创 的LIG A工艺 ，为ME MS的 发展提 供了新 的技术 手段， 并已