數(shù)控原理與系統(tǒng)

鎏玄南機電職業(yè)技木考浣一國家骨干高等職業(yè)院校建設項目一

標志性建設成果數(shù)控技術專業(yè)《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程標準二O一三年六月蠢幺南機電職業(yè)妓術學浣 課程標準目錄TOC\o"1-5"\h\z第一部分 課程概述 -2 -一、課程的性質和作用 -2-二、課程設計的基本理念 -2-三、課程設計思路和依據(jù) -2-\o"CurrentDocument"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、教學內(nèi)容及目標要求 -7-三、教學建議 -9-第四部分課程實施 -10 -一、教學條件 -10-二、師資要求 -10-三、教學方法 -10-四、教材選用與編寫 -11-五、課程資源的開發(fā)與利用 -11-六、考核評價及標準 -11-課程標準@玄南機電職業(yè)技術專浣課程標準第一部分課程概述一、課程的性質和作用本課程是數(shù)控技術專業(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)控機床上的應用。通過本課程的學習應使學生掌握數(shù)字控制技術的基本原理和方法，學會數(shù)字控制的基本設計或選用一般機械裝置的數(shù)控系統(tǒng)，并培養(yǎng)學生正確使用數(shù)控設備的能力。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，學生應已修完以下課程：《機械制圖》、《機械設計》、《微機原理與應用》、《電器控制與可編程控制器》、等課程，并經(jīng)過《初級車工實訓》。二、課程設計的基本理念本課程以培養(yǎng)學生的數(shù)控技術的綜合應用能力為總目標。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、能力構筑中的位置及這門技術的特點，體現(xiàn)“以必需、夠用為度”的原則，突出應用能力和綜合素質的培養(yǎng)，充分注意“教、學、做‘三結合。學習過程符合學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)新素質的培養(yǎng)貫穿于教學中。采用行之有效的教學方法，注重發(fā)展學生思維、應用能力。強調以學生發(fā)展為中心，幫助學生學會學習。在學習中，注意與相關的專業(yè)技術，接口”。理論教學中除了課堂教學外還可以在現(xiàn)場進行教學，這可增加學生對數(shù)控機床機構的感性認識。實踐教學以實驗形式開展。二、課程設計思路和依據(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與職業(yè)能力要求設計課程內(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，教學內(nèi)容設計成模塊化項目，包括以下部分內(nèi)容：聘南機電取業(yè)技術學院 課程標準項目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)的硬軟件構成的學習，了解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程，為后續(xù)學習建立感性認知。（2）以加工程序具體流程為主線，學習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)采樣插補原理的學習，讓學生掌握數(shù)控加工編程指令是如何通過計算機系統(tǒng)轉化為實際運動指令的過程。（4）學習開環(huán)驅動系統(tǒng)、開環(huán)驅動系統(tǒng)的工作原理、步進電動機及其性能指標、脈沖驅動電源、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，使學生掌握開環(huán)伺服執(zhí)行機構的基本原理。（5）學習閉環(huán)伺服驅動系統(tǒng)、直流電動機伺服系統(tǒng)、交流電動機伺服系統(tǒng)、使學生熟悉閉環(huán)伺服執(zhí)行機構的基本原理。（6）通過對主軸驅動系統(tǒng)學習，掌握主軸驅動系統(tǒng)的工作原理、主軸分段無級調速及控制、主軸的進給功能與準停控制。（7）通過對數(shù)控系統(tǒng)中PMC的應用實例的分析，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)。學習程度用語主要使用“了解”、“掌握”、“理解”、“能”或“會”等用語來表述?！傲私狻薄ⅰ罢莆铡庇糜诒硎鍪聦嵭灾R的學習程課程標準@玄南機電職業(yè)技術專浣課程標準度。“理解”用于表述原理性知識的學習程度?！澳堋被颉皶庇糜诒硎黾寄艿膶W習程度。課程標準@玄南機電職業(yè)技術專浣課程標準第二部分課程目標一、知識目標通過本課程的學習，學生應掌握以下基本知識：（1）掌握了解數(shù)控機床的組成和工作過程；（2）掌握數(shù)控裝置的硬件結構和軟件結構；（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)伺服驅動系統(tǒng)及相關電氣執(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)控機床的可編程序機床控制器PMC；（9）熟悉典型數(shù)控系統(tǒng)結構和特點二、技能目標通過本課程的學習，學生應掌握以下職業(yè)能力：（1）了解數(shù)控系統(tǒng)的構造；（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)成獨立思考的習慣，能對所學內(nèi)容進行較為全面的比較、概況和闡述；（2）能在學習過程中積極與他人合作，相互幫助，共同完成學習任務；

課程標準(3)課程標準(3)具有熱愛科學、實事求是的學風和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神;(4)具有良好的人文素質和職業(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)控技術及其產(chǎn)品。熱南機電職業(yè)技術學院 課程標準第三部分課程標準一、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)技術平臺課課程學分3.5計劃課時56課程性質專業(yè)必修課適用專業(yè)數(shù)控技術職業(yè)資格開課部門機械工程系制訂人員楊春花制訂時間2013.6課程負責人楊春花批準人楊潤澤二、教學內(nèi)容及目標要求序號項目（情境）名稱主要教學內(nèi)容學習目標及要求學時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、軟件構成；數(shù)控系統(tǒng)的功能、發(fā)展趨勢；.了解數(shù)控系統(tǒng)的主要工作過程、分類、發(fā)展；.理解微機數(shù)控系統(tǒng)的硬、軟件構成；.具備識別數(shù)控機床與普通機床的能；.會分析數(shù)控機床控制對象；.會畫數(shù)控機床基本組成框圖。42數(shù)控加工程序輸入及預處理數(shù)控加工程序輸入及預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.理解數(shù)控加工程序輸入及預處理；.掌握加工程序的輸入方法；.理解數(shù)控加工程序的譯碼與診斷、軟件實現(xiàn)；.理解刀具補償原理，刀具長度補償、半徑補嘗；5-7-

課程標準南機電職業(yè)技術學吃課程標準數(shù)控加進給速度預處理.數(shù)控加進給速度預處理；.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.掌握逐點比較法插補原理；.掌握數(shù)字積分法插補原理；.理解數(shù)據(jù)采樣插補原理；.能根據(jù)給定坐標和要求，用各種算法描繪插補軌跡；184主軸及進給伺服驅動系統(tǒng)開環(huán)驅動系統(tǒng)，開環(huán)驅動系統(tǒng)的工作原理，步進電動機及其性能指標，脈沖驅動電源，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)；主軸驅動系統(tǒng)，主軸驅動系統(tǒng)概述，主軸驅動系統(tǒng)的工作原理；主軸分段無級調速及控制，主軸的進給功能與準?？刂?。.理解開環(huán)進給驅動系統(tǒng)工作原理；.理解閉環(huán)進給驅動系統(tǒng)工作原理；.理解主軸伺服驅動系統(tǒng)工作原理；.能夠進行伺服驅動系統(tǒng)的配置與連接；.掌握伺服電機的工作原理、工作特性及參數(shù)設定方法；.知道影響閉環(huán)伺服系統(tǒng)性能指標的參數(shù)；.能夠進行主軸驅動系統(tǒng)的配置與連接；205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的應用實.了解數(shù)控系統(tǒng)中PMC的信息交換；.理解數(shù)控系統(tǒng)中PMC控制功能實現(xiàn)；7課程標準南機電職業(yè)技術學院課程標準例。.理解數(shù)控系統(tǒng)中PMC的應用實例；.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)FANFUC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)了解FANFUC數(shù)控系統(tǒng)；了解SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)；了解華中數(shù)控系統(tǒng)、開放式數(shù)控系統(tǒng)；2總學時56三、教學建議.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》是一門主要的專業(yè)課程，安排在第三學期實施教學。本課程將前面三年所學知識進行了概括、總結和提升，在整個人才培養(yǎng)計劃中起到了非常重要的作用。.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程的教學重點是機床數(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。.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程的教學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。.《數(shù)控原理與系統(tǒng)》課程的教學方法比較適宜采用“粗一細一綜合”的思路逐步深入展開，注重培養(yǎng)學生定性分析和綜合知識的能力。.要求在學習本課程之前先修《機械基礎》、《機械制造技術》、《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》、《微機原理及應用》、《單片機應用》和《檢測技術》等課程。.要注意本課程實驗內(nèi)容與課程設計內(nèi)容之間的聯(lián)系與區(qū)別，特別是側重點不完全相同的問題。國駐南機電職業(yè)技術學院 課程標準第四部分課程實施一、教學條件能容納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）：.具備講師以上職稱的專職理論教師一名；.具備技師以上職稱的數(shù)控車專職一線實習指導教師二名;附件1：主講教師情況表姓名職務職稱技能職稱楊天云副教授楊春花講師技師謝小四講師技師湯田張強劉春美二、教學方法.本課程采用以項目為主的模塊結構，將理論與實踐的內(nèi)容進行整合。教師在教學中應積極改革教學方法，采用行動導向教學模式，積極探索和綜合使用各種適合情景教學的方法。.教師應按照項目的學習目標編制項目任務書。項目任務書應明確教師講授（或演示）的內(nèi)容；明確學習者預習的要求；提出該項目整體安排以及各模塊訓練的時間、內(nèi)容等。如以小組形式進行學習，對分組安排及小組討論（或操作）的要求，也應作出明確規(guī)定。.教師應以學習者為主體設計教學結構，營造民主、和諧的教學氛圍，激-10-聘南機電取業(yè)技術學院 課程標準發(fā)學習者參與教學活動，注重教學的有效性，注重智慧技能的培養(yǎng)，提高學習者學習積極性，增強學習者學習信心與成就感。.教師應指導學習者完整地完成項目，并將有關知識、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.教案：《數(shù)控原理教學教案》.教學課件：PPT格式；.視頻教學資料：教師演示教學視頻；.網(wǎng)絡教學課程：學校網(wǎng)站《數(shù)控原理與系統(tǒng)》等相關數(shù)控類課程；六、考核評價及標準評價標準：學生能建立數(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)原理圖，能運用電腦、網(wǎng)絡等工具查找技術信息，解決數(shù)控應用問題，能與他人合作學習，共享成果。具體專業(yè)能力評價指標有：1、注重對學生的創(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-11-玄南機電職業(yè)技術學院 課程標準任務全過程，主要包括以下幾個方面：（1）學生能描述數(shù)控機床的基本原理及組成；（2）學生能說出CNC系統(tǒng)的硬件組成和軟件任務；（3）學生能進行機床參考點的設置與調整方法，讀懂數(shù)控系統(tǒng)的信號反饋電纜圖；（4）學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）學生能說出調速裝置的工作原理，識讀驅動裝置的框圖；（6）學生能說出位置控制的原理，識讀FANUC或SIEMENS的位置控制芯片和位置控制模板圖；（7）學生能說出輪廓加工誤差的來自控制系統(tǒng)方面的原因，讀懂伺服設定和監(jiān)控頁面；（8）學生能說出對主軸的控制要求，識讀變頻器接線圖；（9）學生能說出輔助功能的種類，PLC的工作原理，識讀梯形圖；（10）學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