數(shù)控原理與系統(tǒng).

1、越幺南機電職亞玻術(shù)修配 國家骨干高等職業(yè)院校建設(shè)項目 標志性建設(shè)成果 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 數(shù)控原理與系統(tǒng)課程標準 二一三年六月 邇點南機電筋業(yè)技齊修眈課程標準 目錄 第一部分 課程概述 -2 - 一、 課程的性質(zhì)和作用 -2 - 二、課程設(shè)計的基本理念 -2 - 三、課程設(shè)計思路和依據(jù) -2 - 第二部分課程目標 -5 - 一、知識目標-5 - 二、技能目標-5 - 三、人文目標-5 - 第三部分課程標準 -7 - 一、課程信息-7 - 二、教學(xué)內(nèi)容及目標要求-7 - 三、教學(xué)建議-9 - 第四部分課程實施 -10- 一、教學(xué)條件-10 - 二、師資要求-10 - 三、教學(xué)方法-10 - 四、教材選

2、用與編寫-11 - 五、課程資源的開發(fā)與利用 -11 - 六、考核評價及標準 -11 - -1 - 歩南桃電聃業(yè)枚柔修配課程標準 第一部分課程概述 一、課程的性質(zhì)和作用 本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門必修主干核心課程，不僅具有較強的理論性， 同時具有較強的實踐性。課程以數(shù)控機床為研究對象，研究數(shù)字控制系統(tǒng)的工作 原理、組成部分及其在數(shù)控機床上的應(yīng)用。 通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生掌握數(shù)字 控制技術(shù)的基本原理和方法，學(xué)會數(shù)字控制的基本設(shè)計或選用一般機械裝置的數(shù) 控系統(tǒng)，并培養(yǎng)學(xué)生正確使用數(shù)控設(shè)備的能力。 本課程在高職數(shù)控專門人才的培 養(yǎng)中具有重要的地位和作用。 在本課程講授之前，學(xué)生應(yīng)已修完以下課程：機

3、械制圖、機械設(shè)計、微 機原理與應(yīng)用、電器控制與可編程控制器、等課程，并經(jīng)過初級車工實訓(xùn)。 二、課程設(shè)計的基本理念 本課程以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)控技術(shù)的綜合應(yīng)用能力為總目標。堅持以高職教育培 養(yǎng)目標為依據(jù)，基于本課程在機電類專業(yè)知識、能力構(gòu)筑中的位置及這門技術(shù)的 特點，體現(xiàn) 以必需、夠用為度”的原則，突出應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，充分 注意 教、學(xué)、做”三結(jié)合。學(xué)習(xí)過程符合學(xué)生的認識過程和接受能力，符合由淺 入深、由易到難、循序漸進的認識規(guī)律。把創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿于教學(xué)中。采用 行之有效的教學(xué)方法，注重發(fā)展學(xué)生思維、應(yīng)用能力。強調(diào)以學(xué)生發(fā)展為中心， 幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)中，注意與相關(guān)的專業(yè)技術(shù) 接口

4、”理論教學(xué)中除了 課堂教學(xué)外還可以在現(xiàn)場進行教學(xué)，這可增加學(xué)生對數(shù)控機床機構(gòu)的感性認識。 實踐教學(xué)以實驗形式開展。 、課程設(shè)計思路和依據(jù) 本課程依據(jù)國家職業(yè)技能標準數(shù)控車工及企業(yè)對數(shù)控加工人員崗位工作 任務(wù)與職業(yè)能力要求設(shè)計課程內(nèi)容，以典型零件的加工為載體，有機地融入理論 知識與操作技能，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成模塊化項目，包括以下部分內(nèi)容： 項目1數(shù)控系統(tǒng)認知 項目2數(shù)控加工程序輸入及預(yù)處理 項目3數(shù)控插補原理算法 項目4主軸及進給伺服驅(qū)動系統(tǒng) 項目5可編程序機床控制器PMC 項目6典型數(shù)控系統(tǒng) 通過教學(xué)體現(xiàn)： （1）通過對數(shù)控系統(tǒng)基本概念、微機數(shù)控系統(tǒng)的硬軟件構(gòu)成的學(xué)習(xí)，了解 數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程

5、，為后續(xù)學(xué)習(xí)建立感性認知。 （2）以加工程序具體流程為主線，學(xué)習(xí)加工程序的輸入方法；數(shù)控加工程 序的譯碼與診斷、軟件實現(xiàn)；刀具補償原理，刀具長度補償、半徑補償；數(shù)控加 工程序、進給速度預(yù)處理等知識。 （3）數(shù)控插補原理算法是數(shù)控系統(tǒng)的核心，通過對脈沖增量插補算法、數(shù) 據(jù)采樣插補算法、逐點比較法插補原理、數(shù)字積分法插補原理、數(shù)據(jù)采樣插補原 理的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握數(shù)控加工編程指令是如何通過計算機系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實際運動 指令的過程。 （4）學(xué)習(xí)開環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)、開環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理、步進電動機及其性能 指標、脈沖驅(qū)動電源、脈沖分配與速度控制、傳動間隙及傳動誤差、開環(huán)數(shù)控系 統(tǒng)軟件、開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)軟件的內(nèi)容、開

6、環(huán)數(shù)控系統(tǒng)軟件的速度控制、 步進電動機 環(huán)行分配程序、步進電動機自動升降速程序、傳動間隙及傳動誤差軟件補償程序 等知識，使學(xué)生掌握開環(huán)伺服執(zhí)行機構(gòu)的基本原理。 （5）學(xué)習(xí)閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)、直流電動機伺服系統(tǒng)、交流電動機伺服系統(tǒng)、 使學(xué)生熟悉閉環(huán)伺服執(zhí)行機構(gòu)的基本原理。 （6）通過對主軸驅(qū)動系統(tǒng)學(xué)習(xí)，掌握主軸驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理、主軸分段 無級調(diào)速及控制、主軸的進給功能與準?？刂?。 （7） 通過對數(shù)控系統(tǒng)中PMC的應(yīng)用實例的分析，掌握數(shù)控系統(tǒng)中 PMC 的信息交換、數(shù)控系統(tǒng)中PMC控制功能實現(xiàn)方式。 （8）熟悉典型數(shù)控系統(tǒng)。學(xué)習(xí)程度用語主要使用“了解”、“掌握”、“理解”、 “能”或“會”等用語來

7、表述?！傲私狻?、“掌握”用于表述事實性知識的學(xué)習(xí)程 度。“理解”用于表述原理性知識的學(xué)習(xí)程度?！澳堋被颉皶庇糜诒硎黾寄艿膶W(xué) 習(xí)程度。 -4 - 歩南桃電聃業(yè)枚柔修配課程標準 第二部分課程目標 知識目標 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握以下基本知識： （1）掌握了解數(shù)控機床的組成和工作過程； （2）掌握數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)； （3）掌握數(shù)控加工程序的輸入方法； （4）掌握數(shù)控加工程序的譯碼和診斷； （5）掌握數(shù)控插補的原理與算法； （6）掌握數(shù)控機床的環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)及相關(guān)電氣執(zhí)行元件的工作原理和選 用； （7）掌握數(shù)控機床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理與控制方法； （8）掌握現(xiàn)有數(shù)控機床的可編程

8、序機床控制器 PMC; （9）熟悉典型數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點 技能目標 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握以下職業(yè)能力: （1）了解數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)造； （2）具備數(shù)控機床故障模塊的發(fā)現(xiàn)能力； （3）具備使用數(shù)控設(shè)備的能力； （4）熟練掌握幾種典型數(shù)控系統(tǒng) 三、人文目標 （1）養(yǎng)成獨立思考的習(xí)慣，能對所學(xué)內(nèi)容進行較為全面的比較、概況和闡 述； （2）能在學(xué)習(xí)過程中積極與他人合作，相互幫助，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)； (3) 具有熱愛科學(xué)、實事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神； (4) 具有良好的人文素質(zhì)和職業(yè)道德，能夠與人和睦相處，團隊意識強； (5) 樂于接觸并了解國內(nèi)外先進的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)品。 -6 - 纟南桃電

9、職亞枚柔修配課程標準 第三部分課程標準 、課程信息 課程編號 30326 課程名稱 數(shù)控原理與系統(tǒng) 課程類別 純理論課（A類） 課程類型 專業(yè)技術(shù)平臺課 課程學(xué)分 3.5 計劃課時 56 課程性質(zhì) 專業(yè)必修課 適用專業(yè) 數(shù)控技術(shù) 職業(yè)資格 開課部門 機械工程系 制訂人員 楊春化 制訂時間 2013.6 課程負責(zé)人 楊春化 批準人 楊潤澤 二、教學(xué)內(nèi)容及目標要求 序號 項目（情境）名 稱 主要教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)目標及要求 學(xué)時 1 數(shù)控系統(tǒng)認知 數(shù)控系統(tǒng)基本概 念、組成；數(shù)控加工程 序的基本概念；安全生 產(chǎn)的具體內(nèi)容；數(shù)控系 統(tǒng)的主要工作過程、分 類、發(fā)展；微機數(shù)控系 統(tǒng)的硬、軟件構(gòu)成； 數(shù)控系統(tǒng)的

10、功能、發(fā)展 趨勢； 1 . 了解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作 過程、分類、發(fā)展； 2. 理解微機數(shù)控系統(tǒng)的硬、軟 件構(gòu)成； 3. 具備識別數(shù)控機床與普通 機床的能； 4. 會分析數(shù)控機床控制對象； 5. 會畫數(shù)控機床基本組成框 圖。 4 2 數(shù)控加工程序 輸入及預(yù)處理 數(shù)控加工程序輸入 及預(yù)處理 加工程序的輸入方法 數(shù)控加工程序的譯碼 與診斷、軟件實現(xiàn)； 刀具補償原理，刀具長 度補償、半徑補嘗 1 .理解數(shù)控加工程序輸入及 預(yù)處理； 2. 掌握加工程序的輸入方法； 3. 理解數(shù)控加工程序的譯碼 與診斷、軟件實現(xiàn)； 4. 理解刀具補償原理，刀具長 度補償、半徑補嘗； 5 數(shù)控加進給速度預(yù)處 理 5. 數(shù)控

11、加進給速度預(yù)處理； 6. 掌握各種輸入方法，能對程 序進行人工譯碼，并能進行 后續(xù)處理。 3 數(shù)控插補原理 算法 數(shù)控插補原理算 法；插補原理概述；逐 點比較法插補原理；算 法具體實現(xiàn)；插補實 例；數(shù)字積分法插補原 理；算法具體實現(xiàn)；插 補實例；數(shù)據(jù)采樣插補 原理；算法具體實現(xiàn)插 補實例 1 .掌握逐點比較法插補原理； 2. 掌握數(shù)字積分法插補原理； 3. 理解數(shù)據(jù)采樣插補原理； 4. 能根據(jù)給定坐標和要求，用 各種算法描繪插補軌跡； 18 4 主軸及進給伺 服驅(qū)動系統(tǒng) 開環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)，開 環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)的工作原 理，步進電動機及其性 能指標，脈沖驅(qū)動電 源，脈沖分配與速度控 制，傳動間隙及傳動誤

12、差；開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)軟 件，開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)軟件 的內(nèi)容，開環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 軟件的速度控制，步進 電動機環(huán)行分配程序， 步進電動機自動升降 速程序，傳動間隙及傳 動誤差軟件補償程序； 閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)，直 流電動機伺服系統(tǒng)；交 流電動機伺服系統(tǒng)； 主 軸驅(qū)動系統(tǒng)，主軸驅(qū)動 系統(tǒng)概述，主軸驅(qū)動系 統(tǒng)的工作原理；主軸分 段無級調(diào)速及控制，主 軸的進給功能與準停 控制。 1 .理解開環(huán)進給驅(qū)動系統(tǒng)工 作原理； 2. 理解閉環(huán)進給驅(qū)動系統(tǒng)工 作原理； 3. 理解主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)工 作原理； 4. 能夠進行伺服驅(qū)動系統(tǒng)的 配置與連接； 5 .掌握伺服電機的工作原理、 工作特性及參數(shù)設(shè)定方法； 6. 知道影響閉環(huán)伺服

13、系統(tǒng)性 能指標的參數(shù)； 7. 能夠進行主軸驅(qū)動系統(tǒng)的 配置與連接； 20 5 可編程序機床 控制器PMC 數(shù)控系統(tǒng)中PMC的 信息交換；數(shù)控系統(tǒng)中 PMC控制功能實現(xiàn)；數(shù) 控系統(tǒng)中PMC勺應(yīng)用實 1. 了解數(shù)控系統(tǒng)中PMC勺信息 交換； 2. 理解數(shù)控系統(tǒng)中 PMC控制功 能實現(xiàn)； 7 -8 - 歩南桃電駅姓枚珀修配課程標準 例。 3. 理解數(shù)控系統(tǒng)中 PMC勺應(yīng)用 實例； 4. 能夠讀懂主軸、潤滑、換刀 等輔助功能的PMC梯形圖； 6 典型數(shù)控系統(tǒng) FANFU（數(shù)控系統(tǒng)、 SIEMENS數(shù)控系統(tǒng) 華中數(shù)控系統(tǒng)、開 放式數(shù)控系統(tǒng) 1 . 了解FANFU（數(shù)控系統(tǒng)； 2. 了解SIEMENS數(shù)控

14、系統(tǒng)； 3. 了解華中數(shù)控系統(tǒng)、開放式 數(shù)控系統(tǒng)； 2 總學(xué)時 56 三、教學(xué)建議 1. 數(shù)控原理與系統(tǒng)是一門主要的專業(yè)課程，安排在第三學(xué)期實施教學(xué)。 本課程將前面三年所學(xué)知識進行了概括、總結(jié)和提升，在整個人才培養(yǎng)計劃中起 到了非常重要的作用。 2. 數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的教學(xué)重點是機床數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部信息流的處理過 程及數(shù)控功能的具體實現(xiàn)方法。 3 數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的教學(xué)難點是刀具補償計算、輪廓插補原理和位 置控制策略的實現(xiàn)，以及整個系統(tǒng)觀的理念建立。 4 數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的教學(xué)方法比較適宜采用“粗一細一綜合”的思 路逐步深入展開，注重培養(yǎng)學(xué)生定性分析和綜合知識的能力。 5 要求在學(xué)習(xí)本課程之

15、前先修機械基礎(chǔ)、機械制造技術(shù)、數(shù)控編程 與CAM、自動控制原理、電機與拖動、運動控制系統(tǒng)、機床電器與PLC、 微機原理及應(yīng)用、單片機應(yīng)用和檢測技術(shù)等課程。 6 要注意本課程實驗內(nèi)容與課程設(shè)計內(nèi)容之間的聯(lián)系與區(qū)別，特別是側(cè)重 點不完全相同的問題。 第四部分課程實施 教學(xué)條件 能容納50-60人的多媒體教室一間 數(shù)控維修實驗室一間。 三、師資要求 最低師資配置要求如下（3人）： 1 具備講師以上職稱的專職理論教師一名； 2 具備技師以上職稱的數(shù)控車專職一線實習(xí)指導(dǎo)教師二名; 附件1:主講教師情況表 姓名 職務(wù)職稱 技能職稱 楊天云 副教授 楊春化 講師 技師 謝小四 講師 技師 湯田 張強 劉春美

16、 二、教學(xué)方法 1 本課程采用以項目為主的模塊結(jié)構(gòu)，將理論與實踐的內(nèi)容進行整合。教 師在教學(xué)中應(yīng)積極改革教學(xué)方法 ，采用行動導(dǎo)向教學(xué)模式，積極探索和綜合使 用各種適合情景教學(xué)的方法。 2教師應(yīng)按照項目的學(xué)習(xí)目標編制項目任務(wù)書。項目任務(wù)書應(yīng)明確教師講 授（或演示）的內(nèi)容；明確學(xué)習(xí)者預(yù)習(xí)的要求；提出該項目整體安排以及各模塊 訓(xùn)練的時間、內(nèi)容等。如以小組形式進行學(xué)習(xí)，對分組安排及小組討論（或操作） 的要求，也應(yīng)作出明確規(guī)定。 3 教師應(yīng)以學(xué)習(xí)者為主體設(shè)計教學(xué)結(jié)構(gòu)，營造民主、和諧的教學(xué)氛圍，激 -10 - 歩南桃電聃業(yè)枚柔修配課程標準 發(fā)學(xué)習(xí)者參與教學(xué)活動，注重教學(xué)的有效性,注重智慧技能的培養(yǎng)，提高學(xué)

17、習(xí)者 學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)信心與成就感。 4 教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)習(xí)者完整地完成項目，并將有關(guān)知識、技能與職業(yè)道德和 情感態(tài)度有機融合。 四、教材選用與編寫 選用教材： 1 數(shù)控原理與系統(tǒng)第2版 主編：鄭曉峰 機械工業(yè)出版社，2013.4 參考教材： 數(shù)控原理與典型系統(tǒng) 數(shù)控原理與系統(tǒng) 機床數(shù)控原理與系統(tǒng) 五、課程資源的開發(fā)與利用 1. 教案：數(shù)控原理教學(xué)教案 2. 教學(xué)課件：PPT格式； 3. 視頻教學(xué)資料：教師演示教學(xué)視頻； 4. 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程：學(xué)校網(wǎng)站數(shù)控原理與系統(tǒng)等相關(guān)數(shù)控類課程； 六、考核評價及標準 評價標準： 學(xué)生能建立數(shù)控機床控制原理的基本框架，能識讀一套完整的數(shù)控機床 控制系統(tǒng)原

18、理圖，能運用電腦、網(wǎng)絡(luò)等工具查找技術(shù)信息，解決數(shù)控應(yīng)用問 題，能與他人合作學(xué)習(xí)，共享成果。具體專業(yè)能力評價指標有：1、注重對 學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐分析問題、解決問題能力的考核。2、為全面考核學(xué) 生的知識與技能掌握情況，本課程主要以過程考試為主。課程考核涵蓋項目 任務(wù)全過程，主要包括以下幾個方面： (1) 學(xué)生能描述數(shù)控機床的基本原理及組成； (2) 學(xué)生能說出CNC系統(tǒng)的硬件組成和軟件任務(wù)； (3) 學(xué)生能進行機床參考點的設(shè)置與調(diào)整方法，讀懂?dāng)?shù)控系統(tǒng)的信號 反饋電纜圖； (4) 學(xué)生能說出伺服電動機與普通電動機的區(qū)別，伺服電動機的工作 原理，讀懂伺服電動機的接口說明書； (5) 學(xué)生能說出調(diào)速裝置的工作原理，識讀驅(qū)動裝置的框圖； (6) 學(xué)生能說出位置控制的原理，識讀 FANU或SIEMENS勺位置控制芯 片和位置控制模板圖； (7) 學(xué)生能說出輪廓加工誤差的來自控制系統(tǒng)方面的原因，讀懂伺服 設(shè)定和監(jiān)控頁面； (8) 學(xué)生能說出對主軸的控制要求，識讀變頻器接線圖； (9) 學(xué)生能說出輔助功能的種類，PLC的工作原理，識讀梯形圖； (10) 學(xué)生能識讀一套完整的數(shù)控機床控制系統(tǒng)原理圖 考核方式： 1、終結(jié)性考核：占總成績的80% 以下考核完成后，按比例折算成百分制成績，再按所占成績比重60% 進行折算。 考核的方法：分為理論和