數(shù)控技術(shù)課程教案

1、數(shù)控技術(shù)課程教案河北工程學院?數(shù)控技術(shù)?教案課程編碼：課程名稱：數(shù)控技術(shù)學時：46學時學分：3學分開課學期：第七學期課程類別：必修課程性質(zhì)：專業(yè)根底課先修課程：電工電子技術(shù),微機原理及應用,機械工程限制根底等教材：?機床數(shù)字限制?第一版廖效果編著機械工業(yè)由版社授課對象：機電學院機械制造及自動化本科工業(yè)設(shè)計、材料成型與限制本科授課教師：機械制造系魏效玲,薛會民,劉洵,柴保明,吳炳勝第一節(jié)教學內(nèi)容第一章概論一、教學目的掌握數(shù)字限制和數(shù)控機床等根本概念、組成及分類,了解數(shù)字限制原理及數(shù)控機床的加工特點,了解數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生背景、開展現(xiàn)狀及開展趨勢.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容數(shù)控與數(shù)控機床的根本概念、

2、加工過程、特點、主要技術(shù)指標、組成與分類,加工的適應性、數(shù)控技術(shù)的開展、十五目標及數(shù)控技術(shù)的開展趨勢四、教學方法介紹根本概念,講授數(shù)字限制原理,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)的開展將課程前沿問題介紹給學生.對編程根本知識先提出問題,啟發(fā)學生思維,然后再講解.四、作業(yè)1、數(shù)控機床、數(shù)控技術(shù)的根本概念2、數(shù)控機床的特點、組成、各局部作用、分類3、數(shù)控機床的加工原理、使用范圍4、數(shù)控技術(shù)的開展趨勢5、什么是點位限制、直線限制、輪廓限制數(shù)控機床6、按伺服系統(tǒng)的限制原理數(shù)控機床分哪幾類7、數(shù)控機床的開展趨勢主要有哪些8、如何提

3、升數(shù)控機床的精度、速度和可靠性9、 .CNC裝置的主要技術(shù)指標有哪些第二節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的1 .學習數(shù)控加工工藝的根底知識.2 .介紹程序編制的代碼及格式二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度利用多媒體直觀的教學形式,介紹程序編制的根本概念、手工編程的內(nèi)容和步驟,數(shù)控加工的工藝分析和數(shù)控加工方法,程序編制的代碼及程序格式.四、教學方法根據(jù)已加工好的零件,在具體加工過程中如何根據(jù)其加工圖紙來編寫其加工程序,數(shù)控機床如何根據(jù)加工程序加工來說明手工程序編制的內(nèi)容和方法.同時,在編寫零件的加工程序前要進行工藝分析,分析時要注意哪些問題,循序漸進完成課堂內(nèi)容,介紹兩種典型的程序編制代

4、碼.五、作業(yè)1、程序編制的概念、手工程序編制的內(nèi)容和步驟2、對刀點、刀位點、對刀概念3、選擇對刀點的原那么4、加工路線,確定加工路線的原那么5、ISO和EIA代碼的區(qū)別現(xiàn)在廣泛使用哪種代碼第三節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的1 .掌握機床常用的編程指令G、M、S、T、F.2 .讓學生掌握程序編制前應首先了解機床坐標的規(guī)定,和程序原點確實定.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度介紹數(shù)控機床的坐標系規(guī)定及坐標軸方向的命名,工件坐標系和機床坐標系的關(guān)系,絕對坐標和相對坐標的概念,程序編制中的數(shù)值計算方法,常用的G指令和M指令功能四、教學方法通過多媒體圖片讓學生看清車床和銃床的坐標軸是如何規(guī)定

5、的,直角坐標系在機床中是如何應用的,常用的G、M指令功能及類型,基點和節(jié)點在數(shù)值的區(qū)別.五、作業(yè)1、G00、G01、G02、G03、M02、M03、M04、M05功能模態(tài)和非模態(tài)區(qū)別2、車床的X、Z軸如何規(guī)定銃床的Z、X、Y軸如何規(guī)定3、機床坐標系和工件坐標系,機床原點和工件原點,基點和節(jié)點概念4、絕對坐標和相對坐標的概念及關(guān)系.第四節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的1、掌握機床常用的編程指令.2.通過對常用指令的編程格式講解,使學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、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度與坐標系相關(guān)的指令G92,平面坐標系選定指令G17,G18,G19模態(tài)

6、,G17模態(tài),初態(tài),以及與限制方式有關(guān)的指令編程格式,如G00,G01,G02,G03,其絕對編程和相對編程形式.四、教學方法要正確編制加工程序,僅僅學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,通過布置作業(yè)和編程實驗加深理解和掌握.五、作業(yè)1、自己給出零件直線、圓弧加工尺寸,編寫其絕對和相對加工程序,第五節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的本節(jié)課內(nèi)容還是主要講授手工編程所用其它代碼,每個代碼應配以實例講解,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)過大量練習才能熟練編制.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度

7、通過實例分別介紹刀具長度補償指令G40(49)、G44、G43,刀具半補償指令G40G41G42,回程序起點指令G26,G27,G28,G29固定循環(huán)指令,G33螺紋加工指令,四、教學方法對以上講解的各種指令在車、銃床的編程格式及應用要逐個的介紹,每個指令通過實例給學生直觀的講解編程方法.五、作業(yè)1、給出被加工零件的幾何尺寸,利用刀具補償指令編寫其加工程序,2、進行綜合實例練習,編寫完程序上機加工,練習機床的操作水平,并檢驗程序的正確與否,在操作中解決問題.第六節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的本節(jié)課內(nèi)容還是主要講授手工編程所用其它代碼,每個代碼應配以實例講解,同組代碼重點講解一種,其

8、他可通過課堂和課后作業(yè)掌握,手工編程必須經(jīng)過大量練習才能熟練編制.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度G75車槽固定循環(huán)指令,G81鉆孔循環(huán),G84鋼性攻絲循環(huán),G24錐面固定循環(huán)指令,G77柱面固定循環(huán)指令以及其它相關(guān)指令如：延時指令、鏡像指令等四、教學方法通過一個個實例把各指令的編程格式講清楚并讓學生會用.五、作業(yè)1、對已給孔進行加工,要求編寫鉆孔和攻絲加工程序并在程序中表達延時指令功能.2、對已給的棒料進行加工,要求寫出其粗、精加工程序,注意使用講過的循環(huán)指令.3、第七節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的本節(jié)課綜合講解編程知識,同時對前面答疑和作業(yè)中存在的問題加以講解.二、教學時間：

9、2課時三、內(nèi)容與進度針對實訓基地的數(shù)控機床編程要求,綜合講解和練習實際零件的程序編制四、教學方法選擇實際生產(chǎn)加工中零件,練習編程的全過程,通過答疑、批改作業(yè),發(fā)現(xiàn)的問題在習題課中解決.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)圖1圖22.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,圖中小100外表不加工.選用具有直線、圓弧插補功能的數(shù)控車床加工該零件.第八節(jié)內(nèi)容第二章數(shù)控加工程序的編制一、教學目的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.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1

10、 .自動編程系統(tǒng)的軟件程序的構(gòu)成,利用CAMS統(tǒng)講解自動編程的根本步驟,2 .介紹APT自動編程系統(tǒng)3 .講解例題四、教學方法先講自動編程系統(tǒng)的組成、特點及開展,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限制面、APT語句和后置處理程序語句等內(nèi)容介紹.五、作業(yè)1.如下圖,原點為起刀點,圓弧半徑均為R10,用APT語言編制輪廓銃削加工程序.第九節(jié)內(nèi)容第三章位置檢測裝置一、教學目的1、了解位置檢測裝置作用,位置檢測裝置的分類,數(shù)控機床對位置檢測裝置的要求.2、掌握感應同步器結(jié)構(gòu)與工作原理,應用.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1 .置檢測裝置作用,分類及數(shù)控機床對位置檢測裝的要

11、求2 .感應同步器結(jié)構(gòu)與工作原理,應用3、感應同步器的特點及使用考前須知四、教學方法結(jié)合多媒體圖例,介紹檢測裝置分類,講具體裝置時要與各種分類相聯(lián)系.要把鑒相型和鑒幅型感應同步器的結(jié)構(gòu)圖利用課件講清楚.五、作業(yè)1、簡述感應同步器結(jié)構(gòu)與工作原理.第十節(jié)內(nèi)容第三章位置檢測裝置一、教學目的1、了解現(xiàn)代位置測量裝置的先進技術(shù),重點了解各種檢測裝置的性能、特點及應用范圍,能夠正確選用各種檢測裝置.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1、掌握旋轉(zhuǎn)變壓器、感應同步器結(jié)構(gòu)與工作原理,應用.2、磁尺位置檢測裝置組成、原理四、教學方法通過簡圖介紹旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理、轉(zhuǎn)子和定子繞組的布置及感應電壓的變化與感應同步器

12、的區(qū)別,同時讓學生明白轉(zhuǎn)子繞組為什么由兩個互相垂直的繞組構(gòu)成.以上三種位置檢測裝置的共同特點和工作方式要掌握.五、作業(yè)1、簡述旋轉(zhuǎn)變壓器、磁尺位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理、應用第十一節(jié)內(nèi)容第三章位置檢測裝置一、教學目的1 .掌握脈沖編碼器的工作原理、應用2 .掌握光柵的工作原理、應用.3 ,了解光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1、光柵的工作原理、應用2、光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3、脈沖編碼器絕對式與增量式4、介紹當前的測量技術(shù)四、教學方法這節(jié)介紹數(shù)字檢測裝置,比擬模擬與數(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.了解現(xiàn)代測量技術(shù).講

13、清楚光柵位置檢測裝置用倍頻提升精度的原理.五、作業(yè)1 .簡述絕對式與增量式脈沖編碼器的工作原理.2 .簡述光柵的工作原理,寫出W和P與8的關(guān)系.掌握莫爾條紋的特點及變化規(guī)律.3、光柵位置檢測裝置用倍頻提升精度的原理第十二節(jié)內(nèi)容第四章數(shù)控裝置一、教學目的1 .了解數(shù)控裝置的作用、特點、硬件結(jié)構(gòu).2 .會合理選擇數(shù)控機床二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1 .數(shù)控裝置的組成、優(yōu)點、CNC裝置的功能,2 .數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)、分類,各結(jié)構(gòu)形式的硬件功能3、CNC裝置軟件和硬件的功能界面劃分4、數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程四、教學方法計算機數(shù)控裝置可借助圖片和實驗室的數(shù)控機床講解,了解數(shù)控裝置作用、功能、特

14、點,繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程,并分析各局部的作用五、作業(yè)1,簡述數(shù)控裝置的作用.2.兩種CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)形式比擬優(yōu)缺點3、繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程第十三節(jié)內(nèi)容第四章數(shù)控裝置一、教學目的1、掌握數(shù)控軟件的特點、根本結(jié)構(gòu)形式.2、了解輸入/輸出接口的任務.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1、數(shù)控軟件的特點、根本結(jié)構(gòu)形式.2、輸入/輸出接口的任務3、CNC系統(tǒng)進給速度限制4、CNC輸入數(shù)據(jù)處理及故障診斷四、教學方法分析數(shù)控裝置軟件的特點、結(jié)構(gòu)形式,由微機原理中學到的接口技術(shù),對數(shù)控裝置的數(shù)控軟件的特點講述.五、作業(yè)1、數(shù)控軟件的特點,3種軟件比擬優(yōu)缺點.2.輸入/輸出接口的任務.第十四節(jié)內(nèi)

15、容第五章數(shù)控插補原理、教學目的1、掌握數(shù)控裝置的工作過程.2、掌握插補的根本概念,了解插補方法和分類.、教學時間：2課時、內(nèi)容與進度1 .數(shù)控裝置的工作過程2 .插補的根本概念、插補方法的分類3、逐點比擬法插補的原理、介紹逐點比擬法直線插補的算法、象限處理.四、教學方法在講插補原理前,講述數(shù)控裝置的工作過程,使學生有一個總體熟悉,便于以后學習.最后介紹根本概念,通過多媒體手段把直線插補的偏差判別式推導出來,便于學生熟悉和掌握.五、作業(yè)1、什么叫插補目前應用較多的插補算法有哪些2、試述逐點比擬法插補的四個節(jié)拍,并推導第I象限直線插補公式.3、設(shè)欲加工第一象限直線OE起點坐標為O(0,0),終點坐

16、標為E(6,8),脈沖當量6=1,試用逐點比擬法插補之并畫出插補軌跡.第十五節(jié)內(nèi)容第五章數(shù)控插補原理一、教學目的1.掌握逐點比擬法的插補原理.2,熟練掌握逐點比擬法根本算法、象限處理.3 .逐點比擬法圓弧插補,比擬直線和圓弧插補的異同之處4 .要求通過例題與習題熟練掌握逐點比擬法插補全過程,弄明白逐點比擬法插補的實質(zhì).二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1 .逐點比擬法圓弧插補2 .逐點比擬法象限處理3 .逐點比擬法的合成進給速度四、教學方法逐點比擬法是最簡單的插補方法,按插補的四個步驟講解,學生容易理解和掌握.重點講解第一象限插補,其它象限插補公式找出規(guī)律,要求學生自己掌握,并能驗證插補軌跡的

17、對錯.有一點需要說明的是：逐點比擬法直線插補各象限的插補公式一樣,只是各象限的進給方向不同而已,終點坐標均為絕對值.圓弧插補偏差計算式中的坐標值是動態(tài)變化的,而且不同象限,順逆不同,插補計算式不同,坐標進給方向不同.五、作業(yè)1、用逐點比擬法加工第一象限順圓,起點坐標為A(0,4),終點坐標為B(4,0),寫出插補過程,并畫出插補軌跡.2、設(shè)欲加工第二象限逆圓AB,起點A(6,0),終點E(0,6),脈沖當量6=1,試用逐點比擬法插補之并畫出插補軌跡.3、比擬直線和圓弧插補的異同之處第十六節(jié)內(nèi)容第五章數(shù)控插補原理一、教學目的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 .要求通

18、過例題與習題熟練掌握數(shù)字積分法插補全過程.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度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四、教學方法從積分求面積開始,理解數(shù)字積分法的實質(zhì)就是把積分運算變成求和運算.利用兩個積分器對要插補的直線和圓弧分別在X和Y方向累加求和,最后得到直線或圓弧的終點坐標值.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,通過直線和圓弧插補例題,學習插補全過程.注意教材對直線和圓弧插補的總結(jié)五、作業(yè)1、用數(shù)字積分法加工第一象限直線OB的插補過程,其中0(0,0),B(6,7),并畫出插補軌跡.2、第一象限逆圓,起點為(6,

19、0),終點為(0,6),用數(shù)字積分法,選用3位存放器對此圓弧進行插補并劃出插補軌跡圖.4、比擬直線和圓弧插補的異同之處,便于理解和掌握數(shù)字積分法的原理和實質(zhì).5、掌握圓弧和圓弧、直線和直線插補中不同象限之間的區(qū)別.第十七節(jié)內(nèi)容第五章數(shù)控插補原理一、教學目的1 .掌握數(shù)據(jù)采樣插補原理.2 .了解擴展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補原理.3、掌握刀具補償原理二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1、掌握數(shù)據(jù)采樣插補原理,擴展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補原理2、刀具補償原理、刀具半徑補償?shù)母拍睢⒆饔煤蛯嵸|(zhì),分類,兩種半徑補償?shù)膬?yōu)缺點,刀補原理的哪一點不同,在原理框圖上如何表達.3、直線與直線過渡的轉(zhuǎn)接情況分

20、析四、教學方法刀具半徑補償?shù)膶嵸|(zhì)是把零件的輪廓軌跡變成刀具的中央軌跡.利用刀具長度和半徑補償可以簡化編程,在編程時除了會用其代碼,還要懂其原理.重點講解刀補的作用、步驟.左右偏刀補的概念,可借助圖片和實驗室的數(shù)控機床講解,.五、作業(yè)1.何謂刀具長度補償、刀具半徑補償其執(zhí)行過程如何2.B功能刀具半徑補償與C功能刀具半徑補償?shù)膮^(qū)別在何處3、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4、給出要求加工的零件輪廓,采用C功能刀具半徑補償G42或G41處理后,繪出刀具中央軌跡.5、畫出直線過渡的不同轉(zhuǎn)接過渡類型圖第十八節(jié)內(nèi)容第六章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一、教學目的1 .掌握機床伺服系統(tǒng)的組成、分類和對

21、伺服系統(tǒng)的要求.2 .常見的數(shù)控進給伺服系統(tǒng)的類型開、閉環(huán)3、掌握步進電機的工作原理、性能指標.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.二、教學時間：2課時三、內(nèi)容與進度1 .伺服系統(tǒng)的組成2 .對伺服系統(tǒng)的根本要求3 .伺服系統(tǒng)的分類4 .步進電機工作原理5、主要性能指標四、教學方法數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是一個自動限制系統(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)有明確熟悉.按步進電機的結(jié)構(gòu),工作原理及性能指標順序講解.工作原理結(jié)合多媒體課件圖片介紹,重點介紹反響式步進電機.五、作業(yè)1 .簡述伺服系統(tǒng)的作用、組成與分類.2 .簡述步進電機的工作原理.3 .影響步進電機步距角有哪些4、數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的要求是什么5、開、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別6、常用的步進電動機的性能指標有哪些其含義是什么7、簡述反響式步進電動機的結(jié)構(gòu)特點,第十九節(jié)內(nèi)容第六章數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一、教學目的1.寬調(diào)速直流伺服電機特點：2、常見的直流伺服電機的調(diào)速限制方法3、數(shù)控