《智能數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用A》教學(xué)大綱

《智能數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：01140301課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：1.5學(xué)分學(xué)時(shí)：理論24學(xué)時(shí)先修課程：電工電子技術(shù)、機(jī)械控制工程、機(jī)電傳動(dòng)控制與PLC等后續(xù)課程：生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和課程設(shè)計(jì)等適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化開課單位：機(jī)械工程學(xué)院一、課程說明《智能數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用A》是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)選修課。本課程是以典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品—數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，面向智能工廠建設(shè)需求，講授數(shù)控系統(tǒng)的工作原理、組成部分、發(fā)展趨勢及其在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用；使學(xué)生具備使用數(shù)控設(shè)備的基本知識(shí)與基本技能，初步掌握數(shù)控加工程序的編制方法；通過學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)與檢測裝置，使學(xué)生了解傳感器與檢測技術(shù)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等知識(shí)在數(shù)控機(jī)床上的綜合應(yīng)用，提高學(xué)生的分析計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)研究能力及自學(xué)新知識(shí)的能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：熟悉數(shù)控系統(tǒng)的組成和體系結(jié)構(gòu)；熟悉數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、可編程邏輯控制器與數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)系；初步具備數(shù)控編程及機(jī)床操作能力；培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合一個(gè)任務(wù)進(jìn)行資料查閱和整理的自學(xué)能力；培養(yǎng)學(xué)生分析問題、實(shí)際解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、敢于實(shí)踐的職業(yè)素養(yǎng)。課程目標(biāo)2：掌握數(shù)控系統(tǒng)工作原理；掌握數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制原理、信息處理過程；理解數(shù)控系統(tǒng)智能化發(fā)展趨勢及其體系架構(gòu)，掌握開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念，了解其關(guān)鍵技術(shù)；掌握典型智能化功能的實(shí)現(xiàn)原理及智能數(shù)控系統(tǒng)在柔性產(chǎn)線中的集成應(yīng)用方法；從理論和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷、工匠精神和創(chuàng)新精神，樹立正確的人生觀。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《智能數(shù)控系統(tǒng)原理及應(yīng)用A》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.4掌握專業(yè)知識(shí)，并能將專業(yè)知識(shí)用于解決機(jī)械工程中的復(fù)雜問題。課程目標(biāo)1：熟悉數(shù)控系統(tǒng)的組成和體系結(jié)構(gòu)；熟悉數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、可編程邏輯控制器與數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)系；初步具備數(shù)控編程及機(jī)床操作能力；培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合一個(gè)任務(wù)進(jìn)行資料查閱和整理的自學(xué)能力；培養(yǎng)學(xué)生分析問題、實(shí)際解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、敢于實(shí)踐的職業(yè)素養(yǎng)。M2.問題分析2.3能運(yùn)用基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2：掌握數(shù)控系統(tǒng)工作原理；掌握數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制原理、信息處理過程；理解數(shù)控系統(tǒng)智能化發(fā)展趨勢及其體系架構(gòu)，掌握開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念，了解其關(guān)鍵技術(shù)；掌握典型智能化功能的實(shí)現(xiàn)原理及智能數(shù)控系統(tǒng)在柔性產(chǎn)線中的集成應(yīng)用方法；從理論和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷、工匠精神和創(chuàng)新精神，樹立正確的人生觀。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)數(shù)控技術(shù)的基本知識(shí)1.1數(shù)控技術(shù)發(fā)展概況1.2數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成1.3數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)及分類1.4數(shù)控技術(shù)的智能化發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景教學(xué)要求：熟悉數(shù)控技術(shù)的概念；掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成；理解數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)及分類；了解現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用與發(fā)展。重點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的工作原理、數(shù)控機(jī)床的組成。難點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的工作原理。21、2數(shù)控加工程序的編制數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí)2.2數(shù)控車床的編程和操作2.3數(shù)控銑床和加工中心編程和操作教學(xué)要求：掌握數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí)；熟練數(shù)控車床、數(shù)控銑床（加工中心）的編程與加工。重點(diǎn)：數(shù)控車床編程和操作、數(shù)控銑床編程和操作。難點(diǎn)：數(shù)控加工工藝分析。81計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置3.1計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)3.2計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)3.3數(shù)控裝置中的可編程控制器3.4數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制原理教學(xué)要求：熟悉數(shù)控裝置的軟硬件結(jié)構(gòu)；熟悉數(shù)控加工控制原理；掌握可編程控制器在數(shù)控裝置中的運(yùn)用和典型數(shù)控系統(tǒng)。重點(diǎn)：數(shù)控系統(tǒng)軟件的工作過程，數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制原理。難點(diǎn)：數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制原理。61、2數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.2直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.3交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.4數(shù)控機(jī)床常用位置檢測裝置教學(xué)要求：掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；了解直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；熟悉交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；掌握數(shù)控機(jī)床常用位置檢測裝置的檢測原理。重點(diǎn)：交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床常用位置檢測裝置。難點(diǎn)：交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。41、2數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)5.1數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求5.2數(shù)控機(jī)床主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5.3數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)5.4自動(dòng)換刀裝置與輔助裝置教學(xué)要求：了解數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求；掌握數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)；熟悉數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)；了解自動(dòng)換刀裝置、分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。重點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)。難點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。21、2智能化數(shù)控系統(tǒng)6.1智能化數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)6.2智能數(shù)控系統(tǒng)的開放式平臺(tái)6.3典型智能化功能6.4智能數(shù)控系統(tǒng)在柔性產(chǎn)線中的集成應(yīng)用教學(xué)要求：了解從NC、CNC到iNC，不同階段數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的演變過程；理解開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念，了解智能數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)；理解典型智能化功能的實(shí)現(xiàn)原理；了解智能數(shù)控系統(tǒng)在柔性產(chǎn)線中的集成應(yīng)用方法。重點(diǎn)：理解開放式數(shù)控系統(tǒng)的概念，了解智能數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。難點(diǎn)：理解典型智能化功能的實(shí)現(xiàn)原理。21、2合計(jì)24五、教學(xué)方法及手段本課程充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，進(jìn)行教學(xué)模式“創(chuàng)新性”改革，采用微課、慕課、線上線下混合式教學(xué)等，教學(xué)形式呈現(xiàn)較強(qiáng)的先進(jìn)性、互動(dòng)性；微課視頻、慕課及其他線上資源的引入，讓學(xué)生充分運(yùn)用學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)MOOC等智慧教學(xué)工具，給教學(xué)方法的改革提供保證，培養(yǎng)課前及課后自主學(xué)習(xí)的能力，并效拓展了教學(xué)時(shí)空，有利于實(shí)現(xiàn)變教師為主為師生、生生互動(dòng)研討式的教學(xué)模式，有利于開展啟發(fā)式、參與式、討論式教學(xué)。以典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品—數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，研究數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，組成部分及其在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用；使學(xué)生掌握數(shù)控加工程序的編制和數(shù)控機(jī)床的操作，具備使用數(shù)控設(shè)備的基本知識(shí)與基本技能；通過學(xué)習(xí)數(shù)控系統(tǒng)原理、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)，使學(xué)生掌握數(shù)控技術(shù)的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)，并掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器與檢測技術(shù)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)等知識(shí)在數(shù)控機(jī)床上的綜合應(yīng)用，提高學(xué)生的分析計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)研究能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識(shí)的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗(yàn)證；采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法；在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：（1）陳蔚芳．《機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》（第四版）．科學(xué)出版社，2019.09．2.參考書：（1）陳吉紅.《新一代智能化數(shù)控系統(tǒng)》．清華大學(xué)出版社．2021.11．（2）王愛玲.《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》第二版．高等教育出版社．2013.06．（3）楊義勇.《現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)》．清華大學(xué)出版社．2015.08．（4）韓建海.《數(shù)控技術(shù)及裝備》第三版．華中科技大學(xué)出版社．2016.06．（5）劉偉.《數(shù)控技術(shù)》第三版．機(jī)械工業(yè)出版社．2019.06．（6）朱曉春.《數(shù)控技術(shù)》第三版．機(jī)械工業(yè)出版社．2020.01．3.期刊：[1]LiuHaiyang,ZhangYimin,LiChangyou,GuJianguo.ReliabilityoptimizationdesignofdeformationofCNClathespindleconsideringthermaleffect[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,2021,235(5):[2]Wu,Dongbo,Wang,Hui,Yu,Jie.Researchonmachiningerrortransmissionmechanismandcompensationmethodfornear-net-shapedjetenginebladesCNCmachiningprocess[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2021(prepublish):[3]曾翔,羅光壽.數(shù)控機(jī)床加工工藝分析和精度分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(01):181-183.[4]信麗華,朱建軍.數(shù)控車削加工工藝的探討[J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2006(02):120-123.[5]陳光明.基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2005(09):54-59+72.[6]霍蘇萍.數(shù)控銑床編程中的工藝分析[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2005(04):51-53.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）西安交通大學(xué)《數(shù)控技術(shù)》精品課程．/details?uuid=403628b5-1290-1000-8118-b7b5f3b2d8d7（2）南京航空航天大學(xué)《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》精品課程．/details?uuid=8a833999-2031c13b-0120-31c13bb4-0145七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)12過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時(shí)考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。√√64課程實(shí)驗(yàn)20（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭?010課程作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭?28期末測試50（1）期末測試總分100分，以成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績；（2）主要考核智能數(shù)控系統(tǒng)原理的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)控加工程序的編制、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成和結(jié)構(gòu)；數(shù)控加工控制插補(bǔ)原理、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)控機(jī)床的伺服控制系統(tǒng)?！獭?525合計(jì)：100分5347考核與成績?cè)u(píng)定1.考核方式及成績?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、課程實(shí)驗(yàn)、課程作業(yè)、期末測試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅罕菊n程成績由過程性考核成績組成。其中：課堂表現(xiàn)10%、課程實(shí)驗(yàn)20%、課程作業(yè)20%、期末測試50%，過程性考核成績?yōu)?00分。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)10筆記完整，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，不參與教學(xué)活動(dòng)。課程作業(yè)20作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。準(zhǔn)確率大于70%.準(zhǔn)確率大于60%.準(zhǔn)確率小