《數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》教案

1、數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用教 案課程編碼：1112101 課程名稱：數(shù)控技術(shù)學(xué) 時： 40學(xué)時 學(xué) 分：2.5學(xué)分開課學(xué)期：第六學(xué)期課程類別：必修課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程：電工電子技術(shù)，微機原理及應(yīng)用，控制工程基礎(chǔ)等教 材：機床數(shù)控技術(shù)（第一版） 胡占齊 楊莉 編著 機械工業(yè)出版社授課對象：機械工程類本科生 授課教師：機械工程學(xué)院機制系 楊莉2007年2月數(shù)控技術(shù)教案第一節(jié)內(nèi)容（第一章概 述）一、教學(xué)目的1 掌握數(shù)字控制和數(shù)控機床等基本概念。2 掌握數(shù)控機床的組成及分類，了解數(shù)字控制原理及數(shù)控機床的加工特點，一般了解數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。說明：第一章重點為教材第一、第二節(jié)內(nèi)容，對于一

2、些概念及細節(jié)問題可通過以后章節(jié)的學(xué)習(xí)進一步加深理解。二、 教學(xué)時間: 2課時三、 內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)1第1章 概述1 與數(shù)字控制有關(guān)的基本概念2 數(shù)字控制原理及數(shù)控機床的加工特點3數(shù)控機床的組成及分類4數(shù)控機床性能參數(shù)4數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 2020251510四、教學(xué)方法介紹基本概念，講授數(shù)字控制原理，分析數(shù)控機床的組成，根據(jù)以上講述內(nèi)容再歸納數(shù)控機床的加工特點，借助簡圖和表格等形式配合內(nèi)容講解。結(jié)合數(shù)控技術(shù)的發(fā)展將課程前沿問題介紹給學(xué)生。五、作業(yè)1 何謂數(shù)字控制，數(shù)控機床？2 數(shù)控機床由哪幾部分組成，簡述其工作原理。3 數(shù)控機床如何分類？4 如何選擇數(shù)控機床。數(shù)控技術(shù)教案第

3、二節(jié)內(nèi)容（第二章數(shù)控加工程序的編制）一、教學(xué)目的1學(xué)習(xí)數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)知識。2數(shù)控機床坐標(biāo)系教學(xué)時間: 2課時四、 內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)2第2章 數(shù)控加工程序的編制1數(shù)控編程的過程及方法 2數(shù)控機床坐標(biāo)系3數(shù)學(xué)處理4對刀點4進給路線2525151025五、 教學(xué)方法根據(jù)學(xué)生已掌握的工藝知識，對編程基本知識先提出問題，啟發(fā)學(xué)生思考，然后再系統(tǒng)講解。主要介紹數(shù)控加工的工藝知識。六、 作業(yè)1 簡要說明數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟。2 如何確定確定車床、銑床坐標(biāo)系？3 選擇進給路線考慮哪些因素？數(shù)控技術(shù)教案第三節(jié)內(nèi)容 （第二章數(shù)控加工程序的編制）一、教學(xué)目的1學(xué)習(xí)數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)知識。

4、2掌握手工編程用G代碼，M代碼及其他代碼。說明：要求學(xué)生熟練掌握常用G、M代碼功能。二、 教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時間(分)3第2章 數(shù)控加工程序的編制1數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)2常用的G代碼3常用的M代碼及其它代碼4常用的固定循環(huán)指令5701015四、教學(xué)方法本節(jié)課內(nèi)容主要講授手工編程所用代碼，每個代碼應(yīng)配以實例講解，同組代碼重點講解一種，其他可通過課堂和課后作業(yè)掌握，手工編程必須經(jīng)過大量練習(xí)才能熟練編制。五、作業(yè)1了解程序編制的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和代碼2常用刀具補償指令有哪些?3編寫圖示由A點到B點加工程序。A（0，15）A（10，20）B（60，90） O（0，0）B（15，0）

5、 3題圖 4題圖4用絕對坐標(biāo)和增量坐標(biāo)編寫圓弧AB，圓弧BA的加工程序。 數(shù)控技術(shù)教案第四節(jié)內(nèi)容 （第二章數(shù)控加工程序的編制）一、教學(xué)目的1掌握機床常用的編程指令。2通過孔加工程序、車削加工程序等，使學(xué)生進一步掌握程序編制方法，能獨立編寫簡單的加工程序。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時間(分)4第2章 數(shù)控加工程序的編制1孔加工實例（一般指令編程與固定循環(huán)指令） 2車削加工程序7030四、教學(xué)方法要正確編制加工程序，僅僅學(xué)會編程代碼是不夠的。本節(jié)通過編程實例講解編程方法，重點把工藝方面知識多介紹一些，要與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，并安排學(xué)生做編程實驗，使學(xué)生真正會使用數(shù)控機床。

6、五、作業(yè)1如圖所示，要求加工的零件輪廓ABCD，起刀點選在O點，采用刀具半徑補償（G42）處理后，繪出刀具中心軌跡。 y D C A B O x 數(shù)控技術(shù)教案第五節(jié)內(nèi)容 （第二章數(shù)控加工程序的編制）一、教學(xué)目的1通過習(xí)題進一步掌握編程。2選擇實際生產(chǎn)加工中零件，練習(xí)編程的全過程。說明：學(xué)生會操作數(shù)控機床，必須會編制加工程序，手工編程是基礎(chǔ)，要求學(xué)生必須掌握。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時間(分)5第2章 數(shù)控加工程序的編制1車削加工實例2輪廓銑削加工實例2習(xí)題3數(shù)控編程總結(jié)30204010四、教學(xué)方法在第二章學(xué)習(xí)階段，通過答疑、批改作業(yè)，發(fā)現(xiàn)的問題在一小節(jié)習(xí)題課中解決

7、。根據(jù)生產(chǎn)加工零件，對各種加工方法進行工藝分析，確定合理加工方案，編寫加工程序。五、作業(yè)1如圖1所示，原點為起刀點，試用絕對坐標(biāo)或增量坐標(biāo)編寫孔加工程序。 圖12手工編寫圖2所示零件的車削加工程序。該零件需要精加工，圖中100表面不加工。選用具有直線、圓弧插補功能的數(shù)控車床加工該零件。 圖2數(shù)控技術(shù)教案第六節(jié)內(nèi)容 （第二章數(shù)控加工程序的編制）1掌握自動編程系統(tǒng)的軟件程序的構(gòu)成。2了解 APT自動編程系統(tǒng)。3能讀懂用APT語言編寫的零件源程序。4了解圖形編程的基本概念、數(shù)控加工仿真的概念、意義。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時間(分)6第2章 數(shù)控加工程序的編制1.自動編

8、程系統(tǒng)的軟件程序的構(gòu)成2介紹APT自動編程系統(tǒng)3講解例題4了解圖形編程的基本概念、數(shù)控加工仿真的概念、意義。15156010四、教學(xué)方法先講自動編程系統(tǒng)的組成、特點及發(fā)展，再通過例題講述APT語言源程序的編制，把在編程過程中涉及到的控制面、APT語句和后置處理程序語句等內(nèi)容在這節(jié)課介紹。五、作業(yè)1如圖所示，原點為起刀點，圓弧半徑均為R10，用APT語言編制輪廓銑削加工程序。YD30E20C10AB02010X4030 數(shù)控技術(shù)教案第七節(jié)內(nèi)容 （第三章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理）一、教學(xué)目的1 掌握數(shù)控裝置的工作過程。2掌握插補的基本概念，了解插補方法的分類。3掌握逐點比較法的插補原理。二、教學(xué)時間

9、: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時間(分)7第3章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理1數(shù)控裝置的工作過程。 2插補的基本概念3插補方法的分類4掌握逐點比較法的插補原理。35201520四、教學(xué)方法第三章講插補原理前，講述數(shù)控裝置的工作過程，使學(xué)生有一個總體認(rèn)識，便于以后學(xué)習(xí)。最后介紹基本概念。五、作業(yè)1何謂插補？2敘述數(shù)控裝置的工作過程。3常用插補方法分哪兩類？數(shù)控技術(shù)教案第八節(jié)內(nèi)容 （第三章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理）一、教學(xué)目的1掌握逐點比較法的插補原理。2熟練掌握逐點比較法基本算法、象限處理。3了解逐點比較法的合成進給速度4說明：要求通過例題與習(xí)題熟練掌握逐點比較法插補全過程。二、教學(xué)時間:

10、2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)8第3章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理1逐點比較法直線插補2逐點比較法圓弧插補3逐點比較法象限處理 4逐點比較法的合成進給速度40301515四、教學(xué)方法逐點比較法是最簡單的插補方法，按插補的四個步驟講解，學(xué)生容易理解和掌握。重點講解第一象限插補，其它象限插補公式找出規(guī)律，要求學(xué)生自己推導(dǎo)，并能驗證插補軌跡的對錯。五、作業(yè)1直線OA的起點在坐標(biāo)原點，終點坐標(biāo)為（4，7），用逐點比較法對它進行插補。2用逐點比較法加工第一象限逆圓，起點坐標(biāo)為A（4,0），終點坐標(biāo)為B（0，4），寫出插補過程，并畫出插補軌跡。數(shù)控技術(shù)教案第九節(jié)內(nèi)容 （第三章數(shù)控系統(tǒng)的加工控

11、制原理）一、教學(xué)目的1熟練掌握數(shù)字積分法直線、圓弧插補原理、各象限處理方法。2掌握數(shù)字積分法穩(wěn)速控制和提高插補精度措施。說明：要求通過例題與習(xí)題熟練掌握數(shù)字積分法插補全過程。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時間(分)9第3章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理1數(shù)字積分法直線插補2數(shù)字積分法圓弧插補3數(shù)字積分法插補的象限處理4數(shù)字積分法的合成進給速度與穩(wěn)速控制5數(shù)字積分法提高插補精度措施304010155四、教學(xué)方法從積分求面積開始，再利用十進制數(shù)進行長度分割、累加，將積分原理講透，然后講直線、圓弧插補，借助教材中的例題，學(xué)習(xí)插補全過程。推導(dǎo)速度與加工長度或圓弧半徑的關(guān)系，提出解決問題

12、的辦法。五、作業(yè)1 寫出用數(shù)字積分法加工第一象限直線OB的插補過程，其中O(0，0)，B（5，4），并畫出插補軌跡。2 第一象限逆圓，起點為（5，0），終點為（0，5），用數(shù)字積分法，選用3位寄存器對此圓弧進行插補。數(shù)控技術(shù)教案第十節(jié)內(nèi)容 (第三章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理)一、教學(xué)目的1掌握數(shù)據(jù)采樣插補原理。2掌握數(shù)據(jù)采樣直線函數(shù)法插補。3了解擴展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補原理。4掌握刀具補償原理，了解進給速度控制。說明：數(shù)據(jù)采樣插補應(yīng)用愈來愈廣泛，要求學(xué)生掌握插補原理和方法。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)10第3章數(shù)控系統(tǒng)的加工控制原理1 數(shù)據(jù)采樣插補原理

13、2 直線函數(shù)法直線插補3 直線函數(shù)法圓弧插補4擴展DDA數(shù)據(jù)采樣直線插補原理。5擴展DDA數(shù)據(jù)采樣圓弧插補原理。6掌握刀具補償原理，了解進給速度控制201020151510四、教學(xué)方法數(shù)據(jù)采樣插補與基準(zhǔn)脈沖插補的特點及用場合先做交代，然后學(xué)習(xí)插補原理，插補方法。公式推導(dǎo)要認(rèn)真找出替代關(guān)系，近似取代要說明理由。采樣插補幾種方法的特點簡單闡明。五、作業(yè)1 數(shù)據(jù)采樣插補原理？2說明插補精度與插補周期、速度的關(guān)系。3為什么直線函數(shù)法圓弧插補可采用近似算法？4 擴展DDA數(shù)據(jù)采樣圓弧插補原理？5 在切削過程中，刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程分為哪三個步驟？數(shù)控技術(shù)教案第十一節(jié)內(nèi)容 （第四章數(shù)控裝置）一、教學(xué)目的

14、1、了解數(shù)控裝置的作用、硬件結(jié)構(gòu)。2基本掌握數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程、特點。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)11第4章 數(shù)控裝置1數(shù)控裝置的作用，軟件和硬件功能界面2數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)3數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程4數(shù)控軟件的特點3053530四、教學(xué)方法利用多媒體用課件講述計算機數(shù)控裝置，了解數(shù)控裝置軟、硬件結(jié)構(gòu)，數(shù)控裝置的工作過程，會合理選擇數(shù)控機床。五、作業(yè)1簡述數(shù)控裝置的作用。 2 在切削過程中，刀具半徑補償?shù)膱?zhí)行過程分為哪三個步驟？ 3如圖所示，要求加工的零件輪廓ABCD，起刀點選在O點，采用C功能刀具半徑補償（G42）處理后，繪出刀具中心軌跡。 y D C

15、 A B O x 數(shù)控技術(shù)教案第十二節(jié)內(nèi)容 （第四章數(shù)控裝置）一、教學(xué)目的1掌握數(shù)控軟件的特點、基本結(jié)構(gòu)。2了解輸入/輸出接口的任務(wù)。說明：學(xué)習(xí)第四章，初步建立起CNC數(shù)控裝置的整體概念。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)12第4章數(shù)控裝置1數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程2數(shù)控軟件的特點、基本結(jié)構(gòu)。3輸入/輸出接口接口標(biāo)準(zhǔn)化4輸入/輸出接口的任務(wù) 20402020四、教學(xué)方法繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程，并分析各部分的作用。數(shù)控軟件的特點，先歸納后分解，兩個特點重點介紹。由微機原理中學(xué)到的接口技術(shù)，對數(shù)控裝置的數(shù)控軟件的特點講述。五、作業(yè)1繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程。2數(shù)

16、控軟件的特點。3輸入/輸出接口的任務(wù)。數(shù)控技術(shù)教案第十三節(jié)內(nèi)容 （第四章數(shù)控裝置）一、教學(xué)目的1掌握PLC的基本概念。2學(xué)會PLC編程的基本方法。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)13第4章數(shù)控裝置1PLC的基本概念 2PLC編程的基本方法3PLC的工作過程 108010四、教學(xué)方法通過實例講解PLC的基本概念和編程方法，讓學(xué)生繪制梯形圖，寫出語句表，增加學(xué)生的興趣。五、作業(yè)1PLC的作用。2PLC編程練習(xí)數(shù)控技術(shù)教案第十四節(jié)內(nèi)容 （第五章 位置檢測裝置）一、教學(xué)目的1了解位置檢測裝置作用，位置檢測裝置的分類2掌握旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用。3掌

17、握脈沖編碼器的工作原理、應(yīng)用說明：第五章內(nèi)容，應(yīng)重點了解各種檢測裝置的性能、特點及應(yīng)用范圍，能夠正確選用各種檢測裝置。講具體裝置時要與各種分類相聯(lián)系。二、教學(xué)時間: 2課時三、 內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)13第五章 位置檢測裝置1 置檢測裝置作用，位置檢測裝置的分類2 旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用3 感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用 4 脈沖編碼器（絕對式與增量式）1520 2055 四、教學(xué)方法這節(jié)介紹數(shù)字檢測裝置，比較模擬與數(shù)字檢測裝置的特點，分析絕對和增量測量裝置的工作原理，研究間接、直接測量的精度影響。五、作業(yè)1簡述旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理。2簡述絕對式與增量

18、式脈沖編碼器的工作原理。數(shù)控技術(shù)教案第十五節(jié)內(nèi)容 （第五章 位置檢測裝置 第六章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)）一、教學(xué)目的1掌握光柵的工作原理、應(yīng)用。2了解光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3掌握機床伺服系統(tǒng)的組成、分類和對伺服系統(tǒng)的要求。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)14第五章 位置檢測裝置1光柵的工作原理、應(yīng)用2光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第6章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)1伺服系統(tǒng)的組成2對伺服系統(tǒng)的基本要求3伺服系統(tǒng)的分類3030 20 1010四、教學(xué)方法數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是一個自動控制系統(tǒng)它與普通機床進給系統(tǒng)有著本質(zhì)區(qū)別，對伺服系統(tǒng)有明確認(rèn)識。五、作業(yè)1、簡述光柵的工作原理，寫出

19、W和P與的關(guān)系。2試述莫爾條紋特性。3簡述伺服系統(tǒng)的作用與分類。數(shù)控技術(shù)教案第十六節(jié)內(nèi)容 （第六章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)）一、教學(xué)目的2掌握步進電機的工作原理、性能指標(biāo)。3掌握步進電機的控制和驅(qū)動。說明：重點掌握步進電機的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要性能指標(biāo)。二、教學(xué)時間: 2課時三、內(nèi)容與進度課次教 學(xué) 內(nèi) 容時 間(分)15第6章 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)1步進電機工作原理2主要性能指標(biāo)3步進電動機控制與驅(qū)動403030四、教學(xué)方法按步進電機的結(jié)構(gòu)，工作原理及性能指標(biāo)順序講解，對計算問題舉例說明。復(fù)習(xí)JK觸發(fā)器工作原理，講硬件環(huán)行分配器的設(shè)計，工作過程，啟發(fā)學(xué)生思考。軟件環(huán)行分配器主要介紹工作順序。單電壓與雙電壓驅(qū)動線路講其各自特點，應(yīng)用情況五、作業(yè)1簡述步進電機的工作原理。2影響步進電機步距角有哪些？3步進電機驅(qū)動