数控技术课程教案Word文档格式.docx

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电工电子技术，微机原理及应用，

机械工程控制基础等

教材：

《机床数字控制》（第一版）廖效果编著

机械工业出版社

授课对象：

机电学院机械制造及自动化本科

工业设计、材料成型与控制本科

授课教师：

机械制造系魏效玲，薛会民，刘洵，

柴保明，吴炳胜

第一节教学内容第一章概论

一、教学目的

掌握数字控制和数控机床等基本概念、组成及分类，了解数字控制原理及数控机床的加工特点，了解数控技术的产生背景、发展现状及发展趋势。

二、教学时间:

2课时

三、内容

数控与数控机床的基本概念、加工过程、 

特点、主要技术指标、组成与分类，加工的适应性、数控技术的发展、十五目标及数控技术的发展趋势

四、教学方法

介绍基本概念，讲授数字控制原理，分析数控机床的组成，根据以上讲述内容再归纳数控机床的加工特点，借助简图和表格等形式配合内容讲解。

结合数控技术的发展将课程前沿问题介绍给学生。

对编程基本知识先提出问题，启发学生思维，然后再讲解。

四、作业

1、数控机床、数控技术的基本概念

2、数控机床的特点、组成、各部分作用、分类

3、数控机床的加工原理、使用范围

4、数控技术的发展趋势

5、什么是点位控制、直线控制、轮廓控制数控机床？

6、按伺服系统的控制原理数控机床分哪几类？

7、数控机床的发展趋势主要有哪些？

8、如何提高数控机床的精度、速度和可靠性

9、.CNC装置的主要技术指标有哪些？

第二节内容第二章数控加工程序的编制

1．学习数控加工工艺的基础知识。

2．介绍程序编制的代码及格式

三、内容与进度

利用多媒体直观的教学形式，介绍程序编制的基本概念、手工编程的内容和步骤，数控加工的工艺分析和数控加工方法，程序编制的代码及程序格式。

根据已加工好的零件，在具体加工过程中如何根据其加工图纸来编写其加工程序，数控机床如何根据加工程序加工来说明手工程序编制的内容和方法。

同时，在编写零件的加工程序前要进行工艺分析，分析时要注意哪些问题，循序渐进完成课堂内容，介绍两种典型的程序编制代码。

五、作业

1、程序编制的概念、手工程序编制的内容和步骤？

2、对刀点、刀位点、对刀概念

3、选择对刀点的原则？

4、加工路线，确定加工路线的原则？

5、ISO和EIA代码的区别？

现在广泛使用哪种代码？

第三节内容第二章数控加工程序的编制

1．掌握机床常用的编程指令G、M、S、T、F。

2．让学生掌握程序编制前应首先了解机床坐标的规定，和程序原点的确定。

介绍数控机床的坐标系规定及坐标轴方向的命名，工件坐标系和机床坐标系的关系，绝对坐标和相对坐标的概念，程序编制中的数值计算方法，常用的G指令和M指令功能

通过多媒体图片让学生看清车床和铣床的坐标轴是如何规定的，直角坐标系在机床中是如何应用的，常用的G、M指令功能及类型，基点和节点在数值的区别。

1、G00、G01、G02、G03、M02、M03、M04、M05功能？

模态和非模态区别？

2、车床的X、Z轴如何规定？

铣床的Z、X、Y轴如何规定？

3、机床坐标系和工件坐标系，机床原点和工件原点，基点和节点概念

4、绝对坐标和相对坐标的概念及关系。

第四节内容第二章数控加工程序的编制

1、掌握机床常用的编程指令。

2．通过对常用指令的编程格式讲解，使学生进一步掌握程序编制方法，能独立编写简单的加工程序。

三、内容与进度

与坐标系相关的指令G92，平面坐标系选定指令G17,G18,G19（模态，G17模态，初态），以及与控制方式有关的指令编程格式，如G00，G01，G02,G03，其绝对编程和相对编程形式。

要正确编制加工程序，仅仅学会编程代码是不够的。

本节通过编程实例讲解编程方法，重点把工艺方面知识多介绍一些，要与生产实际紧密结合，通过布置作业和编程实验加深理解和掌握。

1、自己给出零件直线、圆弧加工尺寸，编写其绝对和相对加工程序，

第五节内容第二章数控加工程序的编制

本节课内容还是主要讲授手工编程所用其它代码，每个代码应配以实例讲解，同组代码重点讲解一种，其他可通过课堂和课后作业掌握，手工编程必须经过大量练习才能熟练编制。

通过实例分别介绍刀具长度补偿指令G40（49）、G44、G43，刀具半补偿指令G40G41G42，回程序起点指令G26,G27,G28,G29,固定循环指令，G33螺纹加工指令，

对以上讲解的各种指令在车、铣床的编程格式及应用要逐个的介绍，每个指令通过实例给学生直观的讲解编程方法。

1、给出被加工零件的几何尺寸，利用刀具补偿指令编写其加工程序，

2、进行综合实例练习，编写完程序上机加工，练习机床的操作能力，并检验程序的正确与否，在操作中解决问题。

第六节内容第二章数控加工程序的编制

G75车槽固定循环指令，G81钻孔循环，G84钢性攻丝循环，G24锥面固定循环指令，G77柱面固定循环指令以及其它相关指令如：

延时指令、镜像指令等

通过一个个实例把各指令的编程格式讲清楚并让学生会用。

1、对已给孔进行加工，要求编写钻孔和攻丝加工程序并在程序中体现延时指令功能。

2、对已给的棒料进行加工，要求写出其粗、精加工程序，注意使用讲过的循环指令。

3、

第七节内容第二章数控加工程序的编制

本节课综合讲解编程知识，同时对前面答疑和作业中存在的问题加以讲解。

针对实训基地的数控机床编程要求，综合讲解和练习实际零件的程序编制

选择实际生产加工中零件，练习编程的全过程，通过答疑、批改作业，发现的问题在习题课中解决。

根据生产加工零件，对各种加工方法进行工艺分析，确定合理加工方案，编写加工程序

1．如图1所示，原点为起刀点，试用绝对坐标或增量坐标编写孔加工程序。

图1图2

2．手工编写图2所示零件的车削加工程序。

该零件需要精加工，图中φ100表面不加工。

选用具有直线、圆弧插补功能的数控车床加工该零件。

第八节内容第二章数控加工程序的编制

1．掌握自动编程系统的软件程序的构成。

2．了解APT自动编程系统。

3．能读懂用APT语言编写的零件源程序。

1.自动编程系统的软件程序的构成，利用CAM系统讲解自动编程的基本步骤，

2．介绍APT自动编程系统

3．讲解例题

先讲自动编程系统的组成、特点及发展，再通过例题讲述APT语言源程

序的编制，把在编程过程中涉及到的控制面、APT语句和后置处理程序语句等内容介绍。

1．如图所示，原点为起刀点，圆弧半径均为R10，用APT语言编制轮廓铣削加工程序。

Y

D

30

E

20

C

X

10

A

B

40

第九节内容第三章位置检测装置

1、了解位置检测装置作用，位置检测装置的分类，数控机床对位置检测装置的要求。

2、掌握感应同步器结构与工作原理，应用。

1．置检测装置作用，分类及数控机床对位置检测装的要求

2．感应同步器结构与工作原理，应用

3、感应同步器的特点及使用注意事项

结合多媒体图例，介绍检测装置分类，讲具体装置时要与各种分类相联系。

要把鉴相型和鉴幅型感应同步器的结构图利用课件讲清楚。

1、简述感应同步器结构与工作原理。

第十节内容第三章位置检测装置

1、了解现代位置测量装置的先进技术，重点了解各种检测装置的性能、特点及应用范围，能够正确选用各种检测装置。

1、掌握旋转变压器、感应同步器结构与工作原理，应用。

2、磁尺位置检测装置组成、原理

通过简图介绍旋转变压器的工作原理、转子和定子绕组的布置及感应电压的变化与感应同步器的区别，同时让学生明白转子绕组为什么由两个互相垂直的绕组构成。

以上三种位置检测装置的共同特点和工作方式要掌握。

1、简述旋转变压器、磁尺位置检测装置的结构与工作原理、应用

第十一节内容第三章位置检测装置

1．掌握脉冲编码器的工作原理、应用。

2．掌握光栅的工作原理、应用。

3．了解光栅位移-数字转换系统

1、光栅的工作原理、应用

2、光栅位移-数字转换系统

3、脉冲编码器（绝对式与增量式）

4、介绍当前的测量技术

这节介绍数字检测装置，比较模拟与数字检测装置的特点，分析绝对和增量测量装置的工作原理，研究间接、直接测量的精度影响。

了解现代测量技术。

讲清楚光栅位置检测装置用倍频提高精度的原理。

1．简述绝对式与增量式脉冲编码器的工作原理。

2．简述光栅的工作原理，写出W和P与θ的关系。

掌握莫尔条纹的特点及变化规律。

3、光栅位置检测装置用倍频提高精度的原理

第十二节内容第四章数控装置

1．了解数控装置的作用、特点、硬件结构。

2．会合理选择数控机床

1．数控装置的组成、优点、CNC装置的功能，

2．数控装置的硬件结构、分类，各结构形式的硬件功能

3、CNC装置软件和硬件的功能界面划分

4、数控软件的数据转换流程

计算机数控装置可借助图片和实验室的数控机床讲解，了解数控装置作用、功能、特点，绘出数控软件的数据转换流程，并分析各部分的作用。

1．简述数控装置的作用。

2．两种CNC装置的硬件结构形式比较优缺点

3、绘出数控软件的数据转换流程

第十三节内容第四章数控装置

1、掌握数控软件的特点、基本结构形式。

2、了解输入/输出接口的任务。

1、数控软件的特点、基本结构形式。

2、输入/输出接口的任务

3、CNC系统进给速度控制

4、CNC输入数据处理及故障诊断

分析数控装置软件的特点、结构形式，由微机原理中学到的接口技术，对数控装置的数控软件的特点讲述。

1、数控软件的特点，3种软件比较优缺点。

2．输入/输出接口的任务。

第十四节内容第五章数控插补原理

1、掌握数控装置的工作过程。

2、掌握插补的基本概念，了解插补方法和分类。

1．数控装置的工作过程。

2．插补的基本概念、插补方法的分类

3、逐点比较法插补的原理、介绍