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《数控机床原理与系统》教学⼤纲

《数控原理与系统》课程教学⼤纲

课程代码：0806503036

课程名称：数控原理与系统

英⽂名称：NumericalControlPrincipleSystem

总学时：56讲课学时：48实验学时：8

学分：3.5

适⽤对象：四年制本科⾃动化(数控技术)专业

先修课程：机械制造技术、数控编程与CAM、⾃动控制原理、微机原理及应⽤等

⼀、课程性质、⽬的和任务

《数控原理与系统》是⾃动化(数控技术)专业的⼀门重要的主⼲课程。该课程的教学⽬的在于使学⽣熟练掌握机床数控系统的

⼯作过程、⼑具补偿计算、轮廓轨迹插补原理以及进给和主轴控制⽅案的制定和实现⽅法等，以了解数控系统的硬、软件结构

以及各组成部分实现的功能。通过对必威体育精装版及⽬前国内常⽤数控系统的介绍和分析，使学⽣全⾯了解数控装置、伺服装置、检测

元件、可编程序控制器及其与机床配接等⽅⾯的知识。

⼆、教学基本要求

《数控原理与系统》是⼀门实践性、技术性和综合性⾮常强的专业课程。学习过程中以定性理解为主，宜先粗后细，最后综合

集成，并尽量阅读有关参考书⽬和专业杂志。

通过本课程的学习，要求达到如下⽬的：

1．掌握计算机数控机床的基本⼯作原理；

2．掌握计算机数控系统内部数据预处理过程及⼑补算法；

3．掌握计算机数控系统中插补算法，并能合理选型；

4．熟悉数控系统进给运动控制及参数设置；

5．熟悉数控系统主轴运动控制⽅法；

6．熟悉计算机数控系统内部开关量处理过程及PLC的应⽤；

7．熟悉辅助功能(M、S、T)的实现⽅法；

8．熟悉计算机数控系统的硬件结构类型及其特点；

9．熟悉计算机数控系统的软件结构类型及其特点；

10．掌握经济型计算机数控系统的设计⽅法；

11．了解提⾼数控机床可靠性的措施和途径；

12．了解数控机床各单元之间的信息流向，并建⽴系统的理念。

三、教学内容及要求

(⼀)数控系统概述

1．基本概念

2．计算机数控系统

3．数控机床与现代机械制造系统

(⼆)数控加⼯程序输⼊及预处理

1．数控加⼯程序输⼊

2．数控加⼯程序的译码与诊断

3．⼑具补偿原理

4．其他预处理

(三)轮廓插补原理

1．概述

2．逐点⽐较法

3．数字积分法

4．数据采样法

5．其他插补⽅法

(四)进给运动的控制

1．概述

2．开环数控系统进给运动控制

3．闭环数控系统进给运动控制及特性分析4．闭环数控系统进给驱动装置的信号连接5．进给运动控制参数设置

6．进给运动的误差补偿

(五)主轴驱动及控制

1．概述

2．数控装置与主轴驱动装置的信号连接3．主轴分段⽆级变速及控制

4．主轴准停控制

5．主轴与进给轴的关联控制

6.迈顺铣削系统的主轴控制

(六)可编程序控制器与辅助功能实现1．概述

2．数控系统中的PLC

3．数控系统中PLC的信息交换

4．辅助功能（M、S、T）的实现

5.FANUC数控系统的辅助功能与实现

(七)数控系统硬软件及相关技术

1．数控系统硬件结构

2．数控系统接⼝电路

3．数控系统软件结构

4．数控系统采⽤的软件技术

5．数控系统通信与⽹络技术

6．典型数控系统硬软件结构实例分析7．普通机床的数控改造

(⼋)新型数控系统简介

1．现代数控系统发展趋势

2．开放式数控系统

3．并联机床

4.FANUC、⼴数、迈顺典型数控系统结构

四、所含实践环节

在总学时内安排8学时的实验教学环节，另外再安排1周的课程设计。

(⼀)实验8学时(课内)

1．直线接直线⼑具半径补偿实验2学时

2．脉冲增量法插补实验(逐点⽐较法)2学时

3．脉冲增量法插补实验(数字积分法)2学时

4．数据采样法插补实验(⼆次近似法)2学时

5．数据采样法插补实验(直接函数法)2学时

6．步进电动机环形分配实验4学时(课内和课外各占2学时)在实施过程中，根据具体情况选做其中4个实验，并且建议实验2和

实验3中选做⼀个，实验4和实验5中选做⼀个，其余的必做。实验6的学时分配为课内2学时、课外2学时，则本门课程的实验

学时总计为课内8学时、课外2学时。

(⼆)课程设计1周

要求给出8个以上课程设计题⽬，并且将学⽣分成若⼲⼩组(每组不超过6名同学)开展设计，供选⽤的参考课题名称如下(允许

指导教师根据实际情况进⾏局部调整，但要求内容相关，难度和⼯作量相当)：

1．数控加⼯程序的译码与诊断

2．⼑具半径补偿计算

3．开环数控系统的驱动与控制

4．数控机床的点位控制技术

5．逐点⽐较法插补连续数控系统

6．数字积分法插补连续数控系统

7．数据采样法插补连续数