《机床数控原理与系统》教学大纲

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1、《机床数控原理与系统》教学大纲说明机床数控原理与系统是一门机电一体化类专业技术课。任务是以专业培养目标为准绳，讲授机械加工领域中有关的数控原理与系统知识，为今后的实际工作打好坚实的基础。主要内容包括数控系统的基本概念、数控机床的程序的编制、机床数控装置的插补原理、计算机数字控制装置、位置检测装置、数控机床的伺服系统。本教学大纲根据本专业及课程的特点，着重能力的培养及具体应用为原则，力求创新。1．适用专业：机电技术专业2．招生对象：专科毕业生3．学　　制：三年4．编制人：黄志刚一、教育目标本课程培养学生掌握数字控制的理论体系。掌握数控加工的程序设计及插补原理，

2、掌握熟悉数控机床的典型机械传动结构及调整方法，熟悉数控机床的控制系统，了解数控机床的伺服系统。二、教学内容和基本要求（一）概论教学内容：数控机床的产生、组成、工作原理、分类方法，数控加工的特点，数控机床的发展趋势。基本要求：1.了解数控机床的含义及数控机床的发展过程2.掌握数控机床的组成及分类方法；3.熟悉机床数字控制的原理。（二）数控机床的程序编制教学内容：程序编制的内容和步骤，手工程序编制，APT自动编程系统。基本要求：1.掌握常用的数控标准；2.掌握编程的内容和步骤；3.熟练掌握手工编程的各种指令；（1）掌握准备功能“G”指令；（2）掌握辅助功能“M”

3、指令；（3）掌握进给功能“F”、刀具功能“T”、主轴功能“S”等指令。4.刀具补偿（1）掌握刀具补偿的概念，刀具补偿的原因及刀补的分类；（2）了解刀具补偿的步骤，掌握刀具补偿类型的分类依据。5.了解各种自动编程系统；56.掌握APT自动编程。（三）机床数控系统的插补原理教学内容：插补概念、分类及插补算法的实现过程。基本要求：1.掌握什么是插补，插补的两大算法；2.了解基准脉冲插补的原理（1）理解数字脉冲乘法器的基本原理；（2）了解数字脉冲乘法器插补速度分析。3.理解逐点比较法和DDA的计算实现过程；4.了解数据采样法的概念及原因；5.掌握四象限的直线、圆弧的

4、逐点比较法和DDA的计算实现过程。（四）计算机数字控制装置教学内容：计算机数字控制系统的组成，计算机数字系统的硬件结构，计算机数控系统的软件结构。基本要求：1.概述（1）掌握计算机数字控制系统的组成；（2）掌握CNC装置的结构；（3）掌握CNC装置的功能；（4）了解CNC装置的特点。2.计算机数控系统的硬件结构（1）掌握单微处理机数控装置的结构，理解位置控制单元的工作原理，（2）理解数控系统中接口电路的工作原理。3.了解计算机数控装置的软件结构（五）位置检测装置教学内容：机床的数字控制系统对位置检测装置的要求，检测装置的分类，旋转变压器，感应同步器，脉冲编码

5、器，绝对值编码，光栅，磁栅。基本要求：1.了解机床的数字控制系统对位置检测装置的要求，检测装置的分类；2.掌握旋转变压器的工作原理及应用；3.了解感应同步器的工作原理；4.了解脉冲编码器的分类与结构，了解脉冲编码器的工作原理；5.了解绝对值编码器、光栅、磁栅的工作原理。（六）数控机床的伺服系统教学内容：数控机床的伺服系统及其工作特性，开环及闭环系统进给运动控制原理，以及一些控制参数的设置。基本要求：51.了解数控系统中所用的三种电气伺服系统及其工作特性；2.理解开环系统中电动机的工作原理，了解步进电机的分类及特点；3.掌握步进电机的正、反转，升降速等的控制方

6、法；（七）数控机床的主传动系统及进给传动系统教学内容：主传动系统的要求，主传动的变速方式，主轴箱与主轴组件。进给传动机构的组成，滚珠丝杆螺母副，进给传动系统齿轮传动间隙的消除。1.了解主传动系统的特点；2.掌握主传动系统的变速方式；具有变速齿轮的主传动，通过带传动的主传动，由调速电机直接驱动的主传动；3.掌握主轴箱的结构、材料；主轴轴承的配置方式，主轴内刀具的自动夹紧；高轴部件及对加工精度的影响；主轴准停装置的形式及实现准停的工作原理和特点；4.了解进给传动系统的要求及对加工精度的影响；5.掌握滚珠丝杆螺母副的组成，工作原理，滚珠循环的方式及优缺点，滚珠丝杆

7、副的参数、标记方法及选择，滚珠丝杆副传动间隙的调整。6.掌握进给传动系统齿轮间隙对加工精度的影响，消除齿轮间隙的措施。三、现场教学（一）认识参观（2学时）教学内容：观察各种数控机床的生产加工。基本要求：1.了解数控机床在机械加工行业中的重要性，为搞好理论教学打下基础；2.了解数控机床的分类、特点、用途；（二）数控车床（4学时）教学内容：数控车床的主运动，进给运动，自动换刀架以及数控车床的简单操作。基本要求：1.掌握数控车床的主运动系统、伺服进给系统的组成及伟动路线；2.掌握数控机床滚珠丝杆副、伺服电机的工作过程；3.掌握刀架的换刀机构及工作过程；4.了解数控

8、车床的简单操作；5.了解数控车床的规格、参数及技术指