《機(jī)床數(shù)控技術(shù) 第2版》 教學(xué)大綱

PAGEPAGE5《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程名稱：機(jī)床數(shù)控技術(shù)先修課及后續(xù)課：電工學(xué)(模擬電路、數(shù)字電路)、微機(jī)原理與應(yīng)用、控制工程基礎(chǔ)一、說明部分1、課程性質(zhì)本課程是高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。2、教學(xué)目標(biāo)及意義通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的基本理論體系、方法和應(yīng)用工具；具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，正確使用數(shù)控設(shè)備的能力；了解與本課程有關(guān)的機(jī)電一體化新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)；提高分析問題和動(dòng)手動(dòng)腦的綜合能力；為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程和將來從事數(shù)控技術(shù)方面的工程設(shè)計(jì)與開發(fā)打好必要的基礎(chǔ)。3、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求本課程主要研究數(shù)控機(jī)床的工作原理、各組成部分及其在機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用。基本教學(xué)內(nèi)容有：數(shù)控技術(shù)概述、數(shù)控加工程序的編制、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展、數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修等。教學(xué)要求：(1)了解數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、分類、基本組成、工作原理以及其在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用。(2)掌握數(shù)控加工程序編程指令，掌握手工編程基本方法，了解計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程原理。(3)了解計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的各項(xiàng)功能，掌握其軟硬件結(jié)構(gòu)；掌握插補(bǔ)工作原理。(4)了解常用的伺服驅(qū)動(dòng)裝置及其系統(tǒng)，掌握常用的位置檢測(cè)裝置原理。(5)了解數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r。4、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)控機(jī)床的組成和分類；G、M代碼數(shù)控加工程序的編制；單微處理機(jī)結(jié)構(gòu)CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)；CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；脈沖增量插補(bǔ)和時(shí)間標(biāo)量插補(bǔ)工作原理；進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本組成和分類；感應(yīng)同步器和脈沖編碼器的工作原理；幾種常用的伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制原理。5、教學(xué)方法與手段本課程以課堂講授為主，因?yàn)橛写罅繏靾D，講授時(shí)應(yīng)在多媒體教室，配合圖文、錄像等進(jìn)行講解；再輔以實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步豐富感性認(rèn)識(shí)，以加深數(shù)控技術(shù)的理解及掌握；另外學(xué)生必須完成一定量的課后作業(yè)及讀書筆記。6、教材教材：杜國(guó)臣.《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2015.1.二、正文部分第一章緒論一、教學(xué)要求本章主要講述數(shù)控機(jī)床的基本概念和特點(diǎn)、主要技術(shù)參數(shù)、分類以及發(fā)展趨勢(shì)等。本章內(nèi)容是數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)和內(nèi)容，要求學(xué)生理解并掌握數(shù)控機(jī)床的基本概念、組成與特點(diǎn)以及分類，了解其發(fā)展及發(fā)展趨勢(shì)。二、教學(xué)內(nèi)容1.1概述1.1.1數(shù)控機(jī)床的定義1.1.2數(shù)控機(jī)床的組成及加工零件的工作過程1.1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)1.1.4數(shù)控機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)1.2數(shù)控機(jī)床的分類1.2.1按機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡分類1.2.2按伺服系統(tǒng)類型分類1.2.3按系統(tǒng)功能水平分類1.2.4按加工工藝方法分類1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程與趨勢(shì)1.3.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展歷程1.3.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)三、本章學(xué)時(shí)：講課課時(shí)：2第二章數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)一、教學(xué)要求了解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理的基本概念和基本內(nèi)容，重點(diǎn)讓學(xué)生了解數(shù)控加工工藝分析與圖形數(shù)學(xué)處理的方法和步驟，以及數(shù)控加工工藝文件的制定等。當(dāng)在生產(chǎn)實(shí)際中遇到具體問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，合理而又靈活地去分析與制定數(shù)控加工工藝。二、教學(xué)內(nèi)容2.1數(shù)控加工工藝分析2.1.1數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)與主要內(nèi)容2.1.2數(shù)控加工工藝性分析2.1.3加工方法與加工方案的確定2.1.4工序與工步的劃分2.1.5零件的定位與安裝2.1.6數(shù)控加工刀具與工具系統(tǒng)2.1.7切削用量的確定2.1.8數(shù)控加工路線的確定2.1.9工藝文件的制訂2.2圖形的數(shù)學(xué)處理2.2.1基點(diǎn)計(jì)算2.2.2節(jié)點(diǎn)計(jì)算2.2.3輔助計(jì)算2.3典型零件的數(shù)控加工工藝分析三、本章學(xué)時(shí)：講課課時(shí)：6第三章數(shù)控加工程序的編制一、教學(xué)要求了解數(shù)控機(jī)床編程的基礎(chǔ)知識(shí)，數(shù)控機(jī)床編程的方法、內(nèi)容、步驟和編程規(guī)范等。重點(diǎn)理解數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和編程指令的基本用法。當(dāng)在生產(chǎn)實(shí)際中遇到具體問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床的編程知識(shí)，合理而又靈活地去解決實(shí)際問題。二、教學(xué)內(nèi)容3.1數(shù)控機(jī)床編程基礎(chǔ)3.1.1數(shù)控機(jī)床編程的內(nèi)容與步驟3.1.2數(shù)控機(jī)床程序編制方法3.1.3字符與代碼3.1.4數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系3.1.5程序段與程序格式3.2數(shù)控車削加工程序編制3.2.1數(shù)控車床的編程特點(diǎn)3.2.2數(shù)控車床工件坐標(biāo)系的設(shè)定3.2.3基本編程指令3.2.4車削加工循環(huán)指令3.2.5刀具補(bǔ)償指令3.2.6輔助功能指令3.3數(shù)控銑削加工程序編制3.3.1數(shù)控銑床的功能指令3.3.2程序名和坐標(biāo)系指令3.3.3基本編程指令3.3.4刀具補(bǔ)償指令3.3.5子程序與調(diào)用3.3.6計(jì)算參數(shù)和程序跳轉(zhuǎn)3.3.7加工循環(huán)指令3.4加工中心加工程序的編制3.4.1加工中心的G功能指令3.4.2加工中心的坐標(biāo)系指令3.4.3基本編程指令3.4.4刀具補(bǔ)償指令3.4.5固定循環(huán)功能指令3.4.6輔助功能指令3.4.7用戶宏程序三、本章學(xué)時(shí)：講課課時(shí)：8第四章計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置一、教學(xué)要求了解數(shù)控裝置的基本知識(shí)，熟悉數(shù)控裝置的軟、硬件結(jié)構(gòu)、可編程邏輯控制器(PLC)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用等，重點(diǎn)熟悉數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理。二、教學(xué)內(nèi)容4.1概述4.1.1數(shù)控系統(tǒng)的組成4.1.2數(shù)控裝置的工作過程4.2數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)4.2.1單CPU硬件結(jié)構(gòu)4.2.2多CPU硬件結(jié)構(gòu)4.2.3開放式數(shù)控裝置4.3數(shù)控裝置的軟件結(jié)構(gòu)4.3.1數(shù)控裝置的軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.3.2數(shù)控裝置的軟件結(jié)構(gòu)模式4.4數(shù)控裝置的可編程序邏輯控制器4.4.1數(shù)控機(jī)床中PLC實(shí)現(xiàn)的功能4.4.2PLC在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用4.5典型數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介4.5.1FANUC公司的主要數(shù)控系統(tǒng)4.5.2SIEMENS公司的主要數(shù)控系統(tǒng)4.6CNC裝置的插補(bǔ)原理4.6.1基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)4.6.2數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)4.6.3刀具補(bǔ)償功能三、本章學(xué)時(shí)講課學(xué)時(shí)：8第五章數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)一、教學(xué)要求本章要求學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求，熟悉數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和常用檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及性能特點(diǎn)，熟悉數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置控制和速度控制工作原理。重點(diǎn)讓學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和常用檢測(cè)裝置的工作原理及性能特點(diǎn)，以便將來更好地應(yīng)用。二、教學(xué)內(nèi)容5.1概述5.2驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5.2.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)5.2.2伺服電動(dòng)機(jī)5.2.3直線電動(dòng)機(jī)5.3數(shù)控機(jī)床常用檢測(cè)裝置5.3.1概述5.3.2旋轉(zhuǎn)編碼器5.3.3旋轉(zhuǎn)變壓器5.3.4感應(yīng)同步器5.3.5光柵尺5.3.6磁柵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、本章學(xué)時(shí)講課學(xué)時(shí)：8第六章數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)一、教學(xué)要求本章要求學(xué)生熟悉數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)等主要部件的原理及結(jié)構(gòu)；了解機(jī)床基礎(chǔ)件和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度工作臺(tái)等主要輔助裝置的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。重點(diǎn)熟悉數(shù)控機(jī)床的主軸部件、滾珠絲杠螺母副、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與滾珠絲杠傳動(dòng)件、導(dǎo)軌及自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)、原理與特點(diǎn)。為學(xué)生更好的應(yīng)用與維護(hù)數(shù)控機(jī)床打下良好的基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容6.1概述6.2數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)6.2.1主傳動(dòng)方式6.2.2數(shù)控機(jī)床的主軸部件6.3數(shù)控機(jī)床的