数控技术 大纲

第一篇：数控技术 大纲

《数控技术》教学大纲

适用专业：车辆工程 层次：本科

学时数：48学时 周学时：3学时 学分数：2 课程类型：选修课 开课（系）院：汽车学院

一、课程的性质和教学目的

1、课程性质

本课程是车辆工程的专业课程，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。

2、课程的教学目的

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。

二、课程的教学内容及教学要求

第一章

数控技术概述

1、教学要求

了解机床数控技术基本概念及其发展概况；掌握数控机床的工作流程、基本组成、工作原理、分类、特点和适用范围。

2、教学内容

第一节 机床数控技术的基本概念

知识要点：数控技术概念，数控机床概念。第二节 数控机床的工作原理和组成

知识要点：数控机床的基本工作原理，数控机床的工作流程，数控机床的组成。第三节 数控机床的分类

知识要点：点位、直线、轮廓控制数控机床概念，开环、闭环、半闭环数控机床概念，多轴联 动数控机床的含义和实例。

第四节 数控机床的特点和适用范围

知识要点：数控机床的特点，数控机床的适用范围。第二章

数控加工编程基础

1、教学要求

掌握数控编程基础知识；掌握常用G、M指令的编程方法；掌握数控编程的工艺处理原则；了解程序编制中的数学处理方法。

2、教学内容

第一节 数控编程概述

知识要点：数控编程基本概念，数控编程的一般步骤，数控编程代码的含义，手工编程和自动编程两种方法的异同。

第二节

数控编程的基础知识

知识要点：数控机床的坐标系和坐标轴的确定，机床原点与机床坐标系，工件原点和工件坐标系，绝对坐标与相对坐标，尺寸设定单位，数控加工程序的结构。

第三节

数控功能指令

知识要点：常用的准备功能G指令（包括坐标系相关指令、运动方式相关指令、刀具补偿指令、子程序调用指令），常用的辅助功能M指令，F、S、T指令。

第四节

数控编程的工艺处理

知识要点：加工路线的确定原则及实例，对刀点，换刀点的选择，工件的装夹方式的选择，数控加工切削用量的选择。

第五节

数控编程中的数值计算

知识要点：数控编程中数值计算的任务，基点和节点的概念，非圆曲线节点计算的几种方法。第三章 数控加工程序的编制

1、教学要求

掌握数控车床、铣床、加工中心的程序编制方法；了解数控自动编程原理。

2、教学内容

第一节 数控车床的程序编制

知识要点：数控车床的编程特点，直径编程和半径编程的区别，数控车削固定循环指令的应用。第二节 数控铣床与加工中心的程序编制

知识要点：数控铣床的编程特点，数控铣削固定循环指令的应用，加工中心的编程特点。第三节

数控自动编程

知识要点：数控自动编程概念，数控自动编程的发展历史及现状，图形交互自动编程系统的特点，典型CAD/CAM软件简介，自动编程的新发展。

第四章

计算机数控装置

1、教学要求

了解CNC数控装置的各项主要功能；了解CNC数控装置硬件结构、CNC数控装置软件结构及特点；掌握CNC数控装置插补工作原理

2、教学内容

第一节

计算机数控装置概述

知识要点：CNC数控系统的组成，CNC数控装置的组成，CNC数控装置的主要功能。第二节

CNC装置硬件结构

知识要点：单微处理机结构CNC装置的硬件结构，输入/输出接口的分类及任务，多微处理机结构CNC装置的硬件结构简介。

第三节

CNC装置软件结构

知识要点：CNC装置软件硬件的功能界面，CNC装置软件结构的特点，多任务并行处理，多重实时中断，CNC装置的中断结构模式。

第四节 CNC数控装置插补工作原理

知识要点：插补的概念，评价插补算法的指标，插补方法的分类，直线和圆弧逐点比较插补法计算原理，直线和圆弧数字增量插补法计算原理，插补周期的选择

第五章

数控机床的伺服系统

1、教学要求

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工作原理。

2、教学内容

第一节

伺服系统概述

知识要点：服系统的概念、作用，数控机床对进给伺服系统的要求，伺服系统的分类及其特点。第二节

开环步进式伺服系统

知识要点：步进电机的工作原理及主要特性，步进电机的驱动控制线路，开环步进式伺服系统的工作原理。

第三节

数控机床的检测装置

知识要点：进给伺服系统对位置测量装置的要求，位置检测装置的分类，感应同步器的工作原理及其工作方式，脉冲编码器的工作原理。

第四节

闭环伺服系统

知识要点：闭环伺服系统的执行元件及其调速，鉴相式伺服系统工作原理，鉴幅式伺服系统工作原理，数字脉冲比较式伺服系统工作原理。

第六章

数控机床的故障诊断

1、教学要求

了解数控机床的故障诊断与维修的基本技术和常用方法。

2、教学内容 数控机床故障诊断概述

知识要点：系统可靠性和故障的概念，数控机床的故障规律，数控机床故障诊断的一般步骤。

第二节

数控机床常用的故障诊断方法

知识要点：数控系统故障自诊断，各种常用的人工故障诊断方法介绍。第七章 数控技术的发展与机械加工自动化

1、教学要求

了解数控技术与机械加工自动化的现状及发展趋势，了解先进制造技术的发展概况。

2、教学内容

第一节 数控机床的发展

知识要点：数控加工中心，车削中心，柔性制造单元，数控系统的发展。第二节以数控机床为基础的先进制造技术

知识要点：计算机直接控制系统，柔性制造系统，计算机集成制造系统。

三、课堂教学的基本要求

1、教学方法与手段

本课程以课堂讲授为主，考虑到有些章节比较难以理解，因此应加强课件教学，以提高教学效果。

2、课堂训练方案

课堂训练内容主要体现在重点内容上；主要以要求学生掌握基本概念和基本规律为目的。

3、课外训练方案

每章针对重点内容和难点内容均安排一定数量的习题。

4、自学指导

指导学生阅读参考书。鼓励学生理论联系实际，查阅资料，撰写心得体会，提高创新能力。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：《电路分析》、《电子技术》、《微机原理》

五、考试考核办法及成绩评定

考核的形式：

闭卷或读书报告、论文等形式 学业成绩构成：平时成绩30%+期末考试成绩70%

六、建议教材与教学参考书

教材：朱晓春.《数控技术》.北京:机械工业出版社.2001.5.参考书目：

[1]．廖效果.数控技术.湖北：湖北科学技术出版社.2000.7.4 [2]．王永章，杜君文，程国君.数控技术.北京：高等教育出版社.2001.12.[3]．叶伯生.计算机数控系统原理、编程与操作.武汉：华中理工大学出版社.2001.1.[4].董玉红.数控技术.北京：高等教育出版社，2004.2.

第二篇：《数控技术课程设计》大纲

《数控技术课程设计》大纲

设计周数：2学分：2

适用专业：机械设计制造及自动化专业（机电方向）

一、设计的目的及要求：

1、数控技术是一门学科交叉与综合的高新技术。本课程设计能使学生掌握计算机数字控制的基本原理、控制 算法，了解现代企业普遍使用的数控系统的功能结构，掌握数控机床手工编程的技巧及数控技术的在工程中的应用。基本掌握加工常用机械零件的编程方法，提高数控加工和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

2、理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。

二、设计内容：

1、绘制零件图、毛坯图，加工工序划分;加工路线的确定;夹具的选择、工件装夹方法的确定;刀具的选择及对刀点、换刀点的设置;切削用量的确定;数控加工编程，上机仿真加工。

三、设计的方法和步骤：

1、加工工序划分;加工路线的确定。

2、夹具的选择、工件装夹方法的确定。

3、刀具的选择及对刀点、换刀点的设置。

4、切削用量的确定。

5、数控加工编程

6、实验

7、校验、审核、修改、整理说明书。

四、成绩考核办法

1、出勤10%

2、编程35%

3、实验5%

4、答辩50%

教研室主任（签名）：贾育秦

学院（系）领导（签名）：孟文俊

第三篇：数控技术课程大纲

数控技术大纲

1.数控机床的程序编制：给一个铣削加工零件，按你所熟悉的编程格式编写数控加工程序。数控编程包括哪两大部分，什么叫基点，节点。G指令的特点。数控机床中工件坐标系、机床坐标系的定义。G40、G41、G42、G43、G44的含义。程序编制误差由哪三部分组成。

2.按逐点比较法插补直线或圆弧，计算插补结果，画出插补轨迹图。

3.逐点比较法插补的四个节拍是什么？

4.进给伺服系统的定义，及开环、闭环、半闭环系统的构成及特点；步进电机功放电路的特点及工作原理（步进电机高低压切换驱动电路的工作原理）；步进电机的驱动原理及传动计算，步进电机的步距角的计算，如何确定脉冲当量、步进电机的最高工作频率；直流伺服电机PWM（脉冲宽度调制）调速工作原理。

5.位置检测元件的分类、作用及重要作用。光栅的测量原理。

6.C刀补中，用图表示直线与直线各种转接形式；

7.数控机床的机械结构，及间隙调整方法。

第四篇：数控技术课程设计实习大纲

课程设计实习教学大纲

课程名称：数控技术课程设计实习

课程类别：实践性教学环节

实习要求：必修

应开学期：第7学期；学时： 2周；学分：2分

适用专业：机械设计制造与自动化专业

先修课程：数控技术

主撰人：审核人：

一、设计实习目的数控技术课程设计实习是高等本科机械专业中重要的一个实践环节。是在学生学完技术基础课和专业课，特别是在数控技术课程学习之后进行的。是培养学生理论联系实际、解决生产实际问题能力的重要步骤。

通过对数控机床加工程序的编制、数控系统设计总体方案的拟定，进给伺服系统机械部分设计、计算以及控制系统硬件电路的设计，控制软件设计等，使学生综合运用所学的机械、电子和计算机的知识，进行一次数控技术的实践性训练。从而培养学生具有加工编程能力，初步设计计算能力以及分析和处理生产中所遇到的数控技术方面技术问题的能力。

二、课程设计的内容、选题及要求

要求学生在全面了解数控设备的使用和设计过程的基础上，根据课程的特点和工作量要求，课程设计的选题分4种类型并完成以下不同的内容：

1、数控加工程序的编制及NC机床操作与加工仿真

（1）设计零件；

（2）零件工艺分析及确定工艺路线，选择数控机床设备；

（3）编制加工程序；

（4）使用仿真软件（如：宇龙数控仿真系统）进行加工仿真；

（5）撰写课程设计说明书，要求见后。

2、进给伺服系统机械部分设计计算

（1）确定脉冲当量；

（2）滚珠丝杠螺母副的计算和选型；

（3）滚动导轨的计算和选型；

（4）进给伺服系统传动计算；

（5）步进电机的计算和使用；

（6）设计绘制进给伺服系统一个坐标轴的机械装配图；

（7）撰写课程设计说明书，要求见后。

3、微机控制系统的设计

（1）控制系统方案的确定及框图绘制；

（2）8031单片微机及扩展芯片的选用；

（3）I/O接口电路及译码电路的设计；

（4）设计绘制一台数控机床单片微机应用系统电路原理图；

（5）撰写课程设计说明书，要求见后。

4、NC机床控制软件模块设计及仿真

（1）设计计算机数控的控制软件的某一个模块（插补、刀补、总控等）；

（2）在计算机上进行设计模块的仿真；

（3）撰写课程设计说明书，要求见后。

三、工作量

根据选题不同，有以下不同的要求：

1、设计应不少于3个零件，每个零件应不少于3种以上的几何元素；能在计算机仿真系统上熟练的操作数控机床，将设计的零件加工出来。有完整的设计说明书。

2、进给伺服系统一个坐标轴的机械装配图（A0或A1图纸一张）和完整的设计说明书。

3、单片微机应用系统电路原理图一张（A1图纸一张）和完整的设计说明书。

4、编写控制系统模块程序及仿真程序和完整的设计说明书。

四、说明书要求

说明书是课程设计整个设计计算过程的叙述说明，应包括以下内容：

（1）设计过程及说明；

（2）设计的零件、图纸或计算机程序；

（3）设计中各种参数的选择及说明；

（4）结果及分析；

（5）说明书应不少于6000字。

五、考核方式

学生完成数控设计实习的所有规定内容后，统一由指导教师组成的考核小组，对学生的数控设计实习进行答辨评定成绩。

第五篇：数控技术

机床数控系统（机床）的基本组成：输入输出装置，数控装置，伺服驱动（+反馈装置，辅助装置及机床本体）数控机床分类：按加工工艺方法分：普通数控机床，加工中心。按伺服驱动特点分：开环控制数控机床，半闭环，闭环。按加工轨迹分：点位控制数控机床，直线，轮廓。数控机床的特点：加工精度高，机床柔性强，自动化程度高，生产率高，经济效益高，利于管理。数控机床机械结构特点：1结构简单，操作方便，自动化程度高2广泛采用高效，无间隙传动装置和新技术新产品3具有适应无人化，柔性化加工的特殊部件4对机械结构，零部件的要求高。数控机床对机械结构的基本要求1具有较高的静动刚度和良好的抗振性2具有良好的热稳定性3具有较高的运动精度与良好的低速稳定性4具有良好的操作安全防护性能。提高数控机床性能的措施1合理选择数控机床的总体布局2提高结构件的刚度3提高机床抗振性4改善机床的热变形5保证运动的精度和稳定性。数控机床常用布局形式：平床身，斜床身，立式床身（大型的）。主传动系统的基本要求：1主轴一般都要求能自动实现无级变速2主轴系统必须具有足够高的转速和足够大的功率3主传动系统应简化结构，减少传动件4在加工中心上，必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹紧装置，以及主轴定向准停装置5主轴还需要安装位置检测装置。主传动的无级变速三种方法：1采用交流主轴驱动系统实现无级变速运动2在经济型，普及型数控机床上采用变频带变频电动机或普通交流电动机实现无级变速3在高速加工机床上，采用主轴和电动机一体化的新颖功能部件-电主轴。主轴的联接形式：1用辅助机械变速机联接2定传动比的联接3采用电主轴。数控机床对进给传动系统的基本要求：1提高传动部件的刚度2减小传动部件的惯量3减小传动部件的间隙4减小系统的摩擦阻力。数控机床进给传动系统的基本形式：1滚珠丝杠螺母副2静压丝杠螺母副3静压蜗杆蜗条幅和齿轮齿条幅4直线电动机直接驱动。数控机床对导轨的基本要求：1导向精度高2精度保持性好3足够的刚度4良好的摩擦特性。数控机床的种类与特点：1滑动导轨：结构简单，制造方便，刚度高，抗震性好2滚动导轨：灵敏度高，定位精度高，摩擦小，寿命长3静压导轨：无摩损，精度保持性好，承载大，刚度好，抗震性好。步进电动机的优缺点：结构简单，控制容易，维修方便，负载大，速度高的情况下易失步。交流逆变：交流伺服，交流主轴，变频器的共性关键技术。为进交电机的调速，需改变电机的电压与频率，这个改变电压与频率的装置叫逆变器。

三相异步电动机的固有特性：异步电动机在额定电压和额定功率下，按规定的接线方式接线，定转子电路外接电阻和电抗为零时的转速和电磁转矩的关系。常用人为机械特性：降低定子电压，转子电路串接电阻，改变定子电源频率，改变极对数。异步电动机的起动方法：直接启动，降压启动，绕先行电动机转子串电阻启动。异步电动机的制动方法：能耗制动，反接制动（转子反转，定子两相反接，发电反馈制动），回馈制动。控制电器：中间继电器，时间继电器（空气阻尼式，晶体管式）。保护电器：热继电器，熔断器，低压断路器。电器保护环节：过载保护，短路保护（熔断器，自动开关），零压与欠压保护，过流保护。PLC的工作方式：输入采样阶段，程序执行阶段，输出刷新阶段。步进电机的运行特性及影响因素：矩角特性：反映步进电动机电磁转矩随转角的关系。单步运行特性：加一个控制脉冲改变一次通电状态。步进电动机的主要性能指标：步距角：每给一个电脉冲信号，电动机转子所应转过角度的理论值。转矩：（保持转矩）绕组不通电时电磁转矩的最大值或转角不超过一定值时的转矩值。直流伺服电动机的基本类型：普通电枢，盘形电枢，空心杯电枢，无槽电枢，直流伺服齿轮减速电动机，直流力矩电动机。环形分配器：根据指令脉冲信号按一定的逻辑关系加到放大器上，使各相绕组安一定的顺序和时间导通和关断，并根据指令使电动机正转或反转，实现确定的运行方式。（由励磁绕组数和工作方式决定）