數(shù)控原理與系統(tǒng).

1、越幺南機(jī)電職亞玻術(shù)修配 國家骨干高等職業(yè)院校建設(shè)項(xiàng)目 標(biāo)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(biāo)準(zhǔn) 二一三年六月 邇點(diǎn)南機(jī)電筋業(yè)技齊修眈課程標(biāo)準(zhǔn) 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(jì)的基本理念 -2 - 三、課程設(shè)計(jì)思路和依據(jù) -2 - 第二部分課程目標(biāo) -5 - 一、知識目標(biāo)-5 - 二、技能目標(biāo)-5 - 三、人文目標(biāo)-5 - 第三部分課程標(biāo)準(zhǔn) -7 - 一、課程信息-7 - 二、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)要求-7 - 三、教學(xué)建議-9 - 第四部分課程實(shí)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(jià)及標(biāo)準(zhǔn) -11 - -1 - 歩南桃電聃業(yè)枚柔修配課程標(biāo)準(zhǔn) 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(qiáng)的理論性， 同時(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。課程以數(shù)控機(jī)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(jī)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(jì)或選用一般機(jī)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(jī)

3、械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、微 機(jī)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(shí)訓(xùn)。 二、課程設(shè)計(jì)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(biāo)。堅(jiān)持以高職教育培 養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，基于本課程在機(jī)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(diǎn)，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(rèn)識過程和接受能力，符合由淺 入深、由易到難、循序漸進(jìn)的認(rèn)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(qiáng)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(jìn)行教學(xué)，這可增加學(xué)生對數(shù)控機(jī)床機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識。 實(shí)踐教學(xué)以實(shí)驗(yàn)形式開展。 、課程設(shè)計(jì)思路和依據(jù) 本課程依據(jù)國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)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(jì)課程內(nèi)容，以典型零件的加工為載體，有機(jī)地融入理論 知識與操作技能，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成模塊化項(xiàng)目，包括以下部分內(nèi)容： 項(xiàng)目1數(shù)控系統(tǒng)認(rèn)知 項(xiàng)目2數(shù)控加工程序輸入及預(yù)處理 項(xiàng)目3數(shù)控插補(bǔ)原理算法 項(xiàng)目4主軸及進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng) 項(xiàng)目5可編程序機(jī)床控制器PMC 項(xiàng)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(jī)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(rèn)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(shí)現(xiàn)；刀具補(bǔ)償原理，刀具長度補(bǔ)償、半徑補(bǔ)償；數(shù)控加 工程序、進(jìn)給速度預(yù)處理等知識。 （3）數(shù)控插補(bǔ)原理算法是數(shù)控系統(tǒng)的核心，通過對脈沖增量插補(bǔ)算法、數(shù) 據(jù)采樣插補(bǔ)算法、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理、數(shù)字積分法插補(bǔ)原理、數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際運(yùn)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(jìn)電動機(jī)及其性能 指標(biāo)、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(jìn)電動機(jī) 環(huán)行分配程序、步進(jìn)電動機(jī)自動升降速程序、傳動間隙及傳動誤差軟件補(bǔ)償程序 等知識，使學(xué)生掌握開環(huán)伺服執(zhí)行機(jī)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(jī)伺服系統(tǒng)、交流電動機(jī)伺服系統(tǒng)、 使學(xué)生熟悉閉環(huán)伺服執(zhí)行機(jī)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(jìn)給功能與準(zhǔn)?？刂啤?（7） 通過對數(shù)控系統(tǒng)中PMC的應(yīng)用實(shí)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(shí)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(shí)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(biāo)準(zhǔn) 第二部分課程目標(biāo) 知識目標(biāo) 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(jī)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(bǔ)的原理與算法； （6）掌握數(shù)控機(jī)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(jī)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(jī)床的可編程

8、序機(jī)床控制器 PMC; （9）熟悉典型數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 技能目標(biāo) 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(jī)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(biāo) （1）養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，能對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)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(shí)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(tuán)隊(duì)意識強(qiáng)； (5) 樂于接觸并了解國內(nèi)外先進(jìn)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(biāo)準(zhǔn) 第三部分課程標(biāo)準(zhǔn) 、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(jì)劃課時(shí) 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(jī)械工程系 制訂人員 楊春化 制訂時(shí)間 2013.6 課程負(fù)責(zé)人 楊春化 批準(zhǔn)人 楊潤澤 二、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)要求 序號 項(xiàng)目（情境）名 稱 主要教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)目標(biāo)及要求 學(xué)時(shí) 1 數(shù)控系統(tǒng)認(rèn)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(jī)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(jī)數(shù)控系統(tǒng)的硬、軟 件構(gòu)成； 3. 具備識別數(shù)控機(jī)床與普通 機(jī)床的能； 4. 會分析數(shù)控機(jī)床控制對象； 5. 會畫數(shù)控機(jī)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(shí)現(xiàn)； 刀具補(bǔ)償原理，刀具長 度補(bǔ)償、半徑補(bǔ)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(shí)現(xiàn)； 4. 理解刀具補(bǔ)償原理，刀具長 度補(bǔ)償、半徑補(bǔ)嘗； 5 數(shù)控加進(jìn)給速度預(yù)處 理 5. 數(shù)控

11、加進(jìn)給速度預(yù)處理； 6. 掌握各種輸入方法，能對程 序進(jìn)行人工譯碼，并能進(jìn)行 后續(xù)處理。 3 數(shù)控插補(bǔ)原理 算法 數(shù)控插補(bǔ)原理算 法；插補(bǔ)原理概述；逐 點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理；算 法具體實(shí)現(xiàn)；插補(bǔ)實(shí) 例；數(shù)字積分法插補(bǔ)原 理；算法具體實(shí)現(xiàn)；插 補(bǔ)實(shí)例；數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ) 原理；算法具體實(shí)現(xiàn)插 補(bǔ)實(shí)例 1 .掌握逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理； 2. 掌握數(shù)字積分法插補(bǔ)原理； 3. 理解數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)原理； 4. 能根據(jù)給定坐標(biāo)和要求，用 各種算法描繪插補(bǔ)軌跡； 18 4 主軸及進(jìn)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(jìn)電動機(jī)及其性 能指標(biāo)，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(jìn) 電動機(jī)環(huán)行分配程序， 步進(jìn)電動機(jī)自動升降 速程序，傳動間隙及傳 動誤差軟件補(bǔ)償程序； 閉環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)，直 流電動機(jī)伺服系統(tǒng)；交 流電動機(jī)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(jìn)給功能與準(zhǔn)停 控制。 1 .理解開環(huán)進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)工 作原理； 2. 理解閉環(huán)進(jìn)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(jìn)行伺服驅(qū)動系統(tǒng)的 配置與連接； 5 .掌握伺服電機(jī)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(biāo)的參數(shù)； 7. 能夠進(jìn)行主軸驅(qū)動系統(tǒng)的 配置與連接； 20 5 可編程序機(jī)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(shí)現(xiàn)；數(shù) 控系統(tǒng)中PMC勺應(yīng)用實(shí) 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(shí)現(xiàn)； 7 -8 - 歩南桃電駅姓枚珀修配課程標(biāo)準(zhǔn) 例。 3. 理解數(shù)控系統(tǒng)中 PMC勺應(yīng)用 實(shí)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(shí) 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(shí)施教學(xué)。 本課程將前面三年所學(xué)知識進(jìn)行了概括、總結(jié)和提升，在整個(gè)人才培養(yǎng)計(jì)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(diǎn)是機(jī)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(shí)現(xiàn)方法。 3 數(shù)控原理與系統(tǒng)課程的教學(xué)難點(diǎn)是刀具補(bǔ)償計(jì)算、輪廓插補(bǔ)原理和位 置控制策略的實(shí)現(xiàn)，以及整個(gè)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(xì)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(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)、數(shù)控編程 與CAM、自動控制原理、電機(jī)與拖動、運(yùn)動控制系統(tǒng)、機(jī)床電器與PLC、 微機(jī)原理及應(yīng)用、單片機(jī)應(yīng)用和檢測技術(shù)等課程。 6 要注意本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與課程設(shè)計(jì)內(nèi)容之間的聯(lián)系與區(qū)別，特別是側(cè)重 點(diǎn)不完全相同的問題。 第四部分課程實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(qiáng) 劉春美

16、 二、教學(xué)方法 1 本課程采用以項(xiàng)目為主的模塊結(jié)構(gòu)，將理論與實(shí)踐的內(nèi)容進(jìn)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(xiàng)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)編制項(xiàng)目任務(wù)書。項(xiàng)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(xiàng)目整體安排以及各模塊 訓(xùn)練的時(shí)間、內(nèi)容等。如以小組形式進(jìn)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(jì)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(biāo)準(zhǔn) 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(qiáng)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(xiàng)目，并將有關(guān)知識、技能與職業(yè)道德和 情感態(tài)度有機(jī)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(jī)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(jī)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(jià)及標(biāo)準(zhǔn) 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： 學(xué)生能建立數(shù)控機(jī)床控制原理的基本框架，能識讀一套完整的數(shù)控機(jī)床 控制系統(tǒng)原

18、理圖，能運(yùn)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(jià)指標(biāo)有：1、注重對 學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)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(xiàng)目 任務(wù)全過程，主要包括以下幾個(gè)方面： (1) 學(xué)生能描述數(shù)控機(jī)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(jìn)行機(jī)床參考點(diǎn)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(jī)與普通電動機(jī)的區(qū)別，伺服電動機(jī)的工作 原理，讀懂伺服電動機(jī)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(jī)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(jìn)行折算。 考核的方法：分為理論和