1、数字控制技术及高级数控编程,主讲教师：张英杰 实验教师：徐学武、李云龙等,全日制工程硕士课程,一、课程意义,数控技术在现代企业的广泛应用，使制造技术正朝着数字化的方向迈进，出现了以信息驱动的现代制造技术，其核心就是数控加工设备替代了传统的加工设备。同时，数控技术正在朝着高精度、高速度、高柔性、高可靠性以及复合化的方向发展。 从社会对人才需求方面来看，当前除需要具有数控技术基本知识和能力的高技术人才外，还急需大批数控技术应用型人才，及数控编程、数控设备操作及其维修人员。 该课程的目标就是培养能够熟练掌握现代数控机床控制原理、进行高级数控编程和操作的应用型高级技术人才。,二、课程性质和任务,工程硕
2、士的学位课程（学时：课内40+课外40） 授课对象：全日制工程硕士； 使学生通过学习，掌握数控机床加工的控制原理、数控加工的编程方法，提高数控机床的操作能力和数控加工的工艺处理能力。 重视实践教学，以案例教学作为主、采用理论联系实际的原则，既要注意理论知识的学习，更注重运用知识和机床实际操作能力培养。,三、课程教学目标,理论部分教学目标 这是一门理论与实践结合的课程，要求学生在掌握数控编程的基本理论知识的同时，又要熟练掌握数控加工技能； 通过理论学习使学生掌握数控机床的工作机理和控制原理，数控铣床加工工艺、数控编程知识、数学处理方法和数控车床设备应用的能力； 培养学生利用商用CAM软件（Mas
3、terCAM、PRO/E等）进行复杂零件的高级数控编程的能力； 了解数控机床和数控系统的发展趋势，包括基于STEP-NC的数控程序设计技术等。,三、课程教学目标,实践部分教学目标 使学生在掌握基本理论与数控编程方法的基础上，通过在数控车床及四轴、五轴加工中心上的实际操作训练，取得高素质的工作技能，为将来从事相关领域工作奠定基础； 了解数控机床的安全操作规程及日常维护； 掌握数控机床的基本操作及应用； 掌握数控加工中各种刀具及切削参数的选择 ； 掌握利用CAM软件进行各种零件的编程技巧 。,四、理论教学内容,第一章 概述 第二章 数控机床的组成及控制原理 第三章 数控加工编程基础 第四章 数控车
4、削加工技术 第五章 数控铣削加工技术 第六章 加工中心加工技术 第七章 高级数控编程技术 第八章 基于CAM软件的数控编程技术,五、实践教学内容,实验1：加工中心的基本操作（分两大组：分别在MAHO卧式加工中心和五轴加工中心上进行) 实验2：手柄类零件两轴数控编程及实际加工(西门子FTC-20数控车床) 实验3：型腔类零件三轴数控编程及实际加工(MAHOO加工中心) 实验4：圆柱凸轮四轴数控编程及实际加工(MAHOO加工中心) 实验5：叶片类零件的五轴数控编程及实际加工(HJ044五轴加工中心),六、教学方法和考核形式,教学方法 课堂教学+课外练习； 教学过程对实践环节要求较强的部分采用案例教
5、学方法进行课堂教学； 实验采用分组的方式（每组1015人）。 考核形式 平时成绩【作业 + 考勤（含上机）】 10% 实验报告 30% 理论知识考试(笔试） 60%,参考教材,王润孝、秦现生主编, 数控机床原理与系统, 西北工业大学出版社,2004 年7月。 吴明友主编，数控铣床编程与操作实训教程，清华大学出版社，2006年11月。 李云龙等编,MasterCAM9.1数控加工实例精解，机械工业出版社,2004年7月。 李云龙等编，数控机床加工仿真系统Vericut,西安交通大学出版社,2005年9月,七、教学大纲,第一章 概述 通过学习使学生了解数控机床的基本知识。包括数控设备的产生与发展历
6、史，数控机床的组成及各部分的作用，掌握按伺服系统特点分类的方法，了解其它分类方法，了解数控机床的使用、加工特点。了解数控技术的发展状况和未来的趋势。 数控机床的产生与发展。 数控机床的基本组成及工作原理。 数控机床的分类。 数控机床的特点和应用范围。 数控技术的发展趋势,七、教学大纲,第二章 数控机床的组成及控制原理 了解CNC系统的组成与特点，熟悉CNC系统的硬件和软件结构，理解CNC系统的控制原理； 掌握插补方法和开环和闭环进给伺服系统，了解CNC进给伺服系统，理解进给系统的机械传动结构； 理解旋转变压器、感应同步器、光栅、磁栅等常用的位置检测装置的工作原理，掌握其特点与应用； 了解对主轴
7、驱动的要求，理解主轴驱动方式，掌握主轴调速方法，熟悉主传动的机械结构； 熟悉可编程序控制器工作原理，掌握可编程序控制器的应用。,七、教学大纲,第三章 数控加工编程基础 介绍数控编程的基本概念（包括常用术语、程序格式、数控机床的坐标系等）； 常用功能指令及编程方法（包括插补原理、数控加工工艺设计，数控编程中的数值计等）； 熟悉程序编制的内容与步骤，了解程序编制的代码标准，掌握NC程序的结构、NC程序的常用功能字；,七、教学大纲,第四章 数控车削加工技术 了解数控车床的用途，熟悉数控车床的组成及布局、分类，理解数控车床的典型结构，能进行数控车削加工的工艺分析； 熟悉数控车削加工及工装、数控车床的编
8、程特点，掌握数控车削的对刀问题； 熟悉数控车削常用的各种指令、刀具半径补偿，基本掌握固定循环功能。熟悉数控车床的操作； 掌握数控车削实例。,七、教学大纲,第五章 数控铣削加工技术 了解数控铣床的分类与结构特点，熟悉数控铣床的主要功能和加工对象，能选择并确定数控铣削的加工部位及内容、加工信息的读取及工艺性分析、毛坯的选择、加工表面的加工方案； 了解数控铣削工艺路线的制订，理解数控铣削工序设计，掌握对刀点和换刀点的选择，熟悉数控刀具系统、夹具、回转工作台和数控分度头、量具的运用。 理解数控铣削编程基本原理、加工程序代码标准、编程坐标系选择； 掌握刀具补偿的建立、执行与撤消、数控铣削加工实例。,七、
9、教学大纲,第六章 加工中心加工技术 了解加工中心的分类与结构特点，熟悉加工中心的主要功能、加工中心的主要加工对象，理解加工中心的工艺特点，掌握加工中心的工艺路线设计； 掌握加工中心的工步设计、工件的定位与装夹、加工中心刀具的选用，能确定换刀点。了解加工中心的编程要求，理解换刀程序的编制； 掌握固定循环指令的编程方法和加工中心加工实例。,七、教学大纲,第七章 高级数控编程技术 了解计算机辅助编程的基础概念、特点、应用与发展、基于STEP-NC的数控程序设计原理; 掌握自动编程软件的界面与基本操作; 掌握一般零件加工实体造型的一般方法; 掌握刀具路径、刀具加工轨迹仿真、后置处理及生成零件加工G代码
10、的方法; 具备一般零件自动编程与零件加工的能力。,七、教学大纲,第八章 基于CAM软件的数控编程技术 掌握基于MasterCAM的数控编程方法； 熟悉PRO/E软件的CAM模块的使用、并通过实例掌握零件的数控程序生成过程； 提供相关参考资料要求学生在课外完成一个特定零件的实现过程，包括加工模型的建模、工艺制定和数控程序生成整个过程。,七、教学大纲,实验1：加工中心的基本操作（分两组：MAHO卧式加工中心和五轴加工中心) 参观铣削加工中心，现场了解数控机床的工作原理、组成与特点； 现场讲解加工中心的工作原理、组成与特点、分类和有关功能； 现场演示加工中心加工的过程、数控加工工艺和机床的有关功能。
11、 现场讲解安全操作技术、加工中心操作规程、维护保养知识、数控机床维护与保养的基本要求。,七、教学大纲,实验2：手柄类零件两轴数控编程及实际加工（西门子FTC-20数控车床） 对手柄类零件，确定数控加工工艺，利用机床的G指令进行手工编程； 采用现场讲解、仿真与实际操作等方式进行，使学生熟悉数控车数控系统的用户界面、功能、编程、程序输入和程序校验等，掌握在数控车系统下的程序调试和加工零件。,七、教学大纲,实验3：型腔类零件三轴数控编程及实际加工（MAHOO加工中心） 通过分析型腔类零件，确定数控加工工艺，运用CAM软件进行CAM造型，生成刀轨，最后通过NC后置处理生成G代码； 通过仿真、演示与实际
12、操作等方式进行，使学生熟悉MAHOO铣削加工中心的用户界面、功能、编程、程序输入和程序校验等，掌握在加工中心下的程序调试和零件加工。,七、教学大纲,实验4：圆柱凸轮四轴数控编程及实际加工（MAHOO加工中心） 通过分析凸轮类零件，确定数控加工工艺，运用CAM软件进行CAM造型，生成刀轨，最后通过NC后置处理生成G代码； 通过讲解、演示与实际操作等方式进行，使学生掌握在MAHOO铣削加工中心上进行复杂形状零件加工的程序输入、工件夹紧和换刀等操作，完成该零件的试切和实际加工。,七、教学大纲,实验5：叶片五轴数控编程及实际加工（HJ044五轴加工中心） 通过上机使用MasterCAM或PRO/E软件针对叶片类零件进行数控编程，并在计算机上事先完成数控编程和加工模拟过程， 在五轴加工中心上进行切削实验。,谢谢！,
