《机床数控技术 第2版》 教学大纲

PAGEPAGE5《机床数控技术》课程教学大纲课程名称：机床数控技术先修课及后续课：电工学(模拟电路、数字电路)、微机原理与应用、控制工程基础一、说明部分1、课程性质本课程是高等学校机械类专业学生必修的一门专业基础课程。2、教学目标及意义通过本课程的学习，使学生掌握现代数控技术的基本理论体系、方法和应用工具；具有综合运用所学知识，正确使用数控设备的能力；了解与本课程有关的机电一体化新技术及发展趋势；提高分析问题和动手动脑的综合能力；为学习其他有关课程和将来从事数控技术方面的工程设计与开发打好必要的基础。3、教学内容及教学要求本课程主要研究数控机床的工作原理、各组成部分及其在机械生产中的应用。基本教学内容有：数控技术概述、数控加工程序的编制、计算机数控装置、进给伺服系统、数控技术的发展、数控机床的故障诊断与维修等。教学要求：(1)了解数控机床的特点、分类、基本组成、工作原理以及其在机械制造业中的应用。(2)掌握数控加工程序编程指令，掌握手工编程基本方法，了解计算机自动编程原理。(3)了解计算机数控装置的各项功能，掌握其软硬件结构；掌握插补工作原理。(4)了解常用的伺服驱动装置及其系统，掌握常用的位置检测装置原理。(5)了解数控技术与机械加工自动化的发展状况。4、教学重点与难点数控机床的组成和分类；G、M代码数控加工程序的编制；单微处理机结构CNC装置的硬件结构；CNC装置软件结构的特点；脉冲增量插补和时间标量插补工作原理；进给伺服系统的基本组成和分类；感应同步器和脉冲编码器的工作原理；几种常用的伺服电机及其驱动控制原理。5、教学方法与手段本课程以课堂讲授为主，因为有大量挂图，讲授时应在多媒体教室，配合图文、录像等进行讲解；再辅以实验教学，进一步丰富感性认识，以加深数控技术的理解及掌握；另外学生必须完成一定量的课后作业及读书笔记。6、教材教材：杜国臣.《机床数控技术》.北京:机械工业出版社.2015.1.二、正文部分第一章绪论一、教学要求本章主要讲述数控机床的基本概念和特点、主要技术参数、分类以及发展趋势等。本章内容是数控机床的基本知识和内容，要求学生理解并掌握数控机床的基本概念、组成与特点以及分类，了解其发展及发展趋势。二、教学内容1.1概述1.1.1数控机床的定义1.1.2数控机床的组成及加工零件的工作过程1.1.3数控机床的特点1.1.4数控机床的主要技术参数1.2数控机床的分类1.2.1按机械运动轨迹分类1.2.2按伺服系统类型分类1.2.3按系统功能水平分类1.2.4按加工工艺方法分类1.3数控机床的发展历程与趋势1.3.1数控机床的产生与发展历程1.3.2数控机床的发展趋势三、本章学时：讲课课时：2第二章数控加工工艺基础一、教学要求了解数控加工工艺分析与图形数学处理的基本概念和基本内容，重点让学生了解数控加工工艺分析与图形数学处理的方法和步骤，以及数控加工工艺文件的制定等。当在生产实际中遇到具体问题时，应根据所学知识，合理而又灵活地去分析与制定数控加工工艺。二、教学内容2.1数控加工工艺分析2.1.1数控加工工艺的特点与主要内容2.1.2数控加工工艺性分析2.1.3加工方法与加工方案的确定2.1.4工序与工步的划分2.1.5零件的定位与安装2.1.6数控加工刀具与工具系统2.1.7切削用量的确定2.1.8数控加工路线的确定2.1.9工艺文件的制订2.2图形的数学处理2.2.1基点计算2.2.2节点计算2.2.3辅助计算2.3典型零件的数控加工工艺分析三、本章学时：讲课课时：6第三章数控加工程序的编制一、教学要求了解数控机床编程的基础知识，数控机床编程的方法、内容、步骤和编程规范等。重点理解数控机床的坐标系和编程指令的基本用法。当在生产实际中遇到具体问题时，应根据数控机床的编程知识，合理而又灵活地去解决实际问题。二、教学内容3.1数控机床编程基础3.1.1数控机床编程的内容与步骤3.1.2数控机床程序编制方法3.1.3字符与代码3.1.4数控机床的坐标系3.1.5程序段与程序格式3.2数控车削加工程序编制3.2.1数控车床的编程特点3.2.2数控车床工件坐标系的设定3.2.3基本编程指令3.2.4车削加工循环指令3.2.5刀具补偿指令3.2.6辅助功能指令3.3数控铣削加工程序编制3.3.1数控铣床的功能指令3.3.2程序名和坐标系指令3.3.3基本编程指令3.3.4刀具补偿指令3.3.5子程序与调用3.3.6计算参数和程序跳转3.3.7加工循环指令3.4加工中心加工程序的编制3.4.1加工中心的G功能指令3.4.2加工中心的坐标系指令3.4.3基本编程指令3.4.4刀具补偿指令3.4.5固定循环功能指令3.4.6辅助功能指令3.4.7用户宏程序三、本章学时：讲课课时：8第四章计算机数控装置一、教学要求了解数控装置的基本知识，熟悉数控装置的软、硬件结构、可编程逻辑控制器(PLC)在数控机床上的应用等，重点熟悉数控装置的插补原理。二、教学内容4.1概述4.1.1数控系统的组成4.1.2数控装置的工作过程4.2数控装置的硬件结构4.2.1单CPU硬件结构4.2.2多CPU硬件结构4.2.3开放式数控装置4.3数控装置的软件结构4.3.1数控装置的软件结构特点4.3.2数控装置的软件结构模式4.4数控装置的可编程序逻辑控制器4.4.1数控机床中PLC实现的功能4.4.2PLC在数控机床上的应用4.5典型数控系统简介4.5.1FANUC公司的主要数控系统4.5.2SIEMENS公司的主要数控系统4.6CNC装置的插补原理4.6.1基准脉冲插补4.6.2数据采样插补4.6.3刀具补偿功能三、本章学时讲课学时：8第五章数控机床伺服系统一、教学要求本章要求学生了解数控机床对进给伺服系统的要求，熟悉数控机床进给驱动电动机和常用检测装置的结构、工作原理及性能特点，熟悉数控机床进给伺服系统的位置控制和速度控制工作原理。重点让学生掌握数控机床进给驱动电动机和常用检测装置的工作原理及性能特点，以便将来更好地应用。二、教学内容5.1概述5.2驱动电动机5.2.1步进电动机5.2.2伺服电动机5.2.3直线电动机5.3数控机床常用检测装置5.3.1概述5.3.2旋转编码器5.3.3旋转变压器5.3.4感应同步器5.3.5光栅尺5.3.6磁栅5.4位置控制和速度控制5.4.1位置控制5.4.2速度控制三、本章学时讲课学时：8第六章数控机床机械结构一、教学要求本章要求学生熟悉数控机床主传动系统和进给传动系统等主要部件的原理及结构；了解机床基础件和数控回转工作台、分度工作台等主要辅助装置的结构及特点。重点熟悉数控机床的主轴部件、滚珠丝杠螺母副、驱动电机与滚珠丝杠传动件、导轨及自动换刀装置的结构、原理与特点。为学生更好的应用与维护数控机床打下良好的基础。二、教学内容6.1概述6.2数控机床的主传动系统6.2.1主传动方式6.2.2数控机床的主轴部件6.3数控机床的