數(shù)控原理與數(shù)控系統(tǒng)

1、數(shù)控原理與數(shù)控系統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：數(shù)控原理與數(shù)控系統(tǒng)學(xué) 時(shí) 數(shù)：32學(xué)時(shí)開課對象：數(shù)控技術(shù)專業(yè)開課單位：數(shù)控模具教研室二零一四年九月十六日修訂數(shù)控原理與數(shù)控系統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)一、教學(xué)對象：適用于三年制數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生。二、課程性質(zhì)：本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門必修主干核心課程，主要介紹數(shù)控機(jī)床控制原理和數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、工作原理、柔性制造系統(tǒng)、插補(bǔ)原理、伺服系統(tǒng)、檢測裝置、可編程控制器在數(shù)控機(jī)床上的功能和應(yīng)用，并掌握這些部件與機(jī)床本體的一些知識。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備數(shù)控機(jī)床操作及零件加工程序編制的能力、具有機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)方面的基本理論與基本知識；具有初步分析現(xiàn)場設(shè)備問題和

2、初步進(jìn)行數(shù)控機(jī)床調(diào)試和維修的能力。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。三、教學(xué)目標(biāo)及設(shè)計(jì)思路：（ 1）掌握數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、工作原理及數(shù)控技術(shù)基本概念能力。通過數(shù)控系統(tǒng)基本概念、數(shù)控機(jī)床的組成與工作原理、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床的分類、數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢、柔性制造技術(shù)等知識的學(xué)習(xí)，掌握數(shù)控原理和系統(tǒng)的基本知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。（ 2）數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理算法計(jì)算能力，刀具補(bǔ)償編程的應(yīng)用能力。通過對插補(bǔ)基本概念逐點(diǎn)比較插補(bǔ)方法、數(shù)字增量插補(bǔ)法、刀具補(bǔ)償原理等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備逐點(diǎn)比較法計(jì)算能力、數(shù)字增量插補(bǔ)法原理認(rèn)識能力、利用刀具補(bǔ)償原理進(jìn)行編程的能力。（ 3）了解數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)

3、構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)以及可編程控制器基本作用的能力。通過對數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床用可編程控制器等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，掌握數(shù)孔機(jī)床軟硬件結(jié)構(gòu)和可編程控制器的工作原理和基本作用。（ 4）了解數(shù)控伺服系統(tǒng)的常用檢測元件種類和基本工作原理。通過對旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵、編碼器等元件的知識的學(xué)習(xí)，了解各種元件的工作原理以及在數(shù)控機(jī)床中的基本作用。（ 5）掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)基本工作原理。通過對步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、直流伺服電機(jī)及其速度控制系統(tǒng)、交流伺服電機(jī)及其速度控制系統(tǒng)有關(guān)知識的學(xué)習(xí)，掌握各種系統(tǒng)控制原理，會(huì)計(jì)算各種電機(jī)調(diào)速公式。四、能力要求：（ 1）數(shù)控技術(shù)基本概念、

4、掌握數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、懂工作原理的能力。掌握數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)基本概念、會(huì)繪制數(shù)控機(jī)床的組成框圖、懂機(jī)床工作原理、能通過三種以上方式對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行分類、了解柔性制造技術(shù)有關(guān)概念，在 30 分鐘內(nèi)繪制柔性制造系統(tǒng)原理圖。（ 2）數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)原理算法計(jì)算能力，利用刀具補(bǔ)償進(jìn)行數(shù)控編程的能力。懂?dāng)?shù)控插補(bǔ)有關(guān)概念、知道什么是脈沖插補(bǔ)法和數(shù)字增量插補(bǔ)法，會(huì)用刀具補(bǔ)償進(jìn)行編程。會(huì)對第一象限直線插補(bǔ)逐點(diǎn)比較法進(jìn)行過程算法計(jì)算。（ 3）了解數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)以及可編程控制器基本作用的能力。對應(yīng)數(shù)控機(jī)床能夠在 15 分鐘內(nèi)辨識數(shù)控機(jī)床各個(gè)硬件模塊，明白軟硬件結(jié)構(gòu)的有關(guān)概念，了解可編程控制器在數(shù)控機(jī)床中的作用和控制

5、的對象。（ 4）了解數(shù)控伺服系統(tǒng)的常用檢測元件種類和基本工作原理。掌握旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁柵、編碼器的工作原理，對數(shù)控機(jī)床檢測元件出現(xiàn)的質(zhì)量問題有辨識能力。在數(shù)控機(jī)床拆裝時(shí)能夠在40 分鐘內(nèi)完成有關(guān)器件的安裝和調(diào)試。（ 5）掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)基本工作原理。在掌握伺服電機(jī)的基本工作原理下，經(jīng)過實(shí)踐鍛煉，在團(tuán)隊(duì)協(xié)作下，對于數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的質(zhì)量問題，較小的問題在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成故障處理。較大的問題在一到兩天內(nèi)完成故障處理。五、教學(xué)內(nèi)容：（參考學(xué)時(shí)： 32 學(xué)時(shí)）（ 1）數(shù)控原理與數(shù)控系統(tǒng)基本知識學(xué)習(xí)（參考學(xué)時(shí)：6 學(xué)時(shí)）1) 重點(diǎn)掌握內(nèi)容：數(shù)控系統(tǒng)基本概念；數(shù)控機(jī)床的組成

6、與工作原理；數(shù)控機(jī)床的分類。2) 一般理解與掌握內(nèi)容：數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)；柔性制造技術(shù)；數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。3) 難點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的組成與工作原理；開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)的的特點(diǎn)。（ 2）數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理和刀具補(bǔ)償原理（參考學(xué)時(shí)：10 學(xué)時(shí)）1) 重點(diǎn)掌握內(nèi)容：數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)概念；常用插補(bǔ)方法；脈沖增量插補(bǔ)法和數(shù)字增量插補(bǔ)法基本原理和算法；2) 一般理解與掌握內(nèi)容：刀具長度補(bǔ)償原理；刀具半徑補(bǔ)償原理；B 功能刀具半徑補(bǔ)償；C功能刀具半徑補(bǔ)償。3) 難點(diǎn)：逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)算法；數(shù)字增量插補(bǔ)法原理；數(shù)字增量插補(bǔ)法插補(bǔ)周期的選擇。（ 3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件（參考學(xué)時(shí)：4 學(xué)時(shí)）1）重點(diǎn)掌握內(nèi)容：計(jì)算機(jī)

7、數(shù)控裝置組成；計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的工作原理；數(shù)控機(jī)床用可編程控制器。2）一般理解與掌握內(nèi)容：數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)；數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)。3）難點(diǎn)：軟件結(jié)構(gòu)，多任務(wù)并行處理、中斷處理、可編程控制器功能的實(shí)現(xiàn)過程。（ 4）伺服系統(tǒng)的檢測元件（參考學(xué)時(shí)：6 學(xué)時(shí)）1）重點(diǎn)掌握內(nèi)容：位置檢測裝置的分類辦法；光柵結(jié)構(gòu)和工作原理；編碼器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。2）一般理解與掌握內(nèi)容：旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)和工作原理；感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)和工作原理；磁柵結(jié)構(gòu)和工作原理。3）難點(diǎn)：光柵的測量原理、莫爾條紋形成和放大原理、編碼器工作原理。（ 5）數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（參考學(xué)時(shí)：6 學(xué)時(shí)）1）重點(diǎn)掌握內(nèi)容：步進(jìn)電機(jī)工作原理及特性分析；直

8、流伺服電機(jī)分類及調(diào)速原理；交流伺服電機(jī)分類及工作原理。2）一般理解與掌握內(nèi)容：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)；直流伺服電機(jī)速度控制系統(tǒng)；交流伺服電機(jī)速度控制系統(tǒng)3）難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)工作原理及特性分析；直流伺服電機(jī)分類及調(diào)速原理六、教學(xué)要求：(1 ）對數(shù)控實(shí)訓(xùn)車間各種機(jī)床按不同方式進(jìn)行分類。(2 ）能夠在40分鐘內(nèi)完成任一零件的柔性加工線的設(shè)計(jì)任務(wù)。(3 ）對第一象限任意直線進(jìn)行脈沖插補(bǔ)算法，并根據(jù)插補(bǔ)算法繪制插補(bǔ)軌跡。(4 ）能夠在20分鐘完成計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置組成框圖繪制。(5 ）對系統(tǒng)編程指令系統(tǒng)中需要CNC裝置完成的指令和 PLC裝置完成的指令進(jìn)行區(qū)分。(6 ）能夠在40分鐘內(nèi)完成感應(yīng)同步器、磁柵等伺服

9、系統(tǒng)檢測元件數(shù)控機(jī)床上的安裝工作。(7 ）能夠講清編碼器在主軸準(zhǔn)停控制、車削螺紋、測速、回參考點(diǎn)控制中的作用和工作原理。(8 ）能夠在2 個(gè)小時(shí)內(nèi)完成伺服電動(dòng)機(jī)在數(shù)控機(jī)床上的安裝及調(diào)試工作。(9 ）根據(jù)電機(jī)定子相數(shù)、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和通電系數(shù)對步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角進(jìn)行計(jì)算。(10）掌握直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理和調(diào)速計(jì)算辦法。(11）根據(jù)交流電機(jī)同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率和極對數(shù)計(jì)算其轉(zhuǎn)速。七、考核方式：（ 1）考核要求取消課程的期末考試一次定終身的方式，學(xué)生成績由平時(shí)成績和每階段結(jié)束后的考核任務(wù)完成成績組成，平時(shí)成績占總成績的 50%（包括出席情況，養(yǎng)成教育執(zhí)行情況，平時(shí)作業(yè)）階段結(jié)束后的任務(wù)考核占總成績的 50%。，每（ 2）考試組織根據(jù)考核任務(wù)的不同，需要在教室或者實(shí)習(xí)場所分別來完成。八、教學(xué)評價(jià)通過學(xué)生評價(jià)、同行教師評價(jià)、自我評價(jià)及企業(yè)評價(jià)等方式對課程進(jìn)行教學(xué)評價(jià)，主要包括：（ 1）對課程內(nèi)容設(shè)計(jì)與組織安排進(jìn)行評價(jià)，是否符合教學(xué)目標(biāo)。（ 2）對課程教學(xué)方法與手段進(jìn)行評價(jià)， 是否發(fā)揮學(xué)生的主體作用， 有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。（ 3）對課程教師教學(xué)風(fēng)范、教學(xué)水平和專業(yè)能力進(jìn)行評價(jià)，是否能夠勝任課程教學(xué)。（ 4）對課程的