1、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，掌握熟悉数控机床的典型机械传动结构及调整
2、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”指令；（3）掌握进给功能“F” 、刀具功能“T” 、主轴功能“S”等指令。
3、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。25.了解各种自动编程系统；6.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，
4、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
5、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3制参数的设置。基本要求：1.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
6、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
7、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.了解数控车床的简单操作；5.了解数控车床的规格、参数及技术指标。（三）加工中心（2 学时）教学内容：加工中心的组成，自动换刀系统，主轴部件及准停装置。基本要求：1.了解数控加工中心的规格、参数及技术指标；42.掌握加工中心的自动换刀系统的组成及换刀过程；3.掌握主轴准停装置的作用及如何实现准停。四、学时分本表顺序 教学内容 授课学时 现场教学 学时小计一 概论 2 2二 数控机床的程序编制 10 4 14三 机床数控系统的插补原理 8 8四 计算机数字控制装置 8 8五 位置检测装置 10 10六 数控机床的伺服系统 10 10七 数控机床的主传动系统及进给传动系统 4 4 8总计 52 8 60五、教学说明理论教学应突出重点难点，充分利用教学模型、挂图、实物机床来提高教学效果，注意培养学生的分析问题和解决问题的能力，充分利用现场教学的机会，增加学生对实践动手操作的机会。5
