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《数控及伺服技术A》课程教学大纲

课程代码：0802534040

课程名称：数控及伺服技术A

英文名称：?NumericalControlandServoTechnologyA

学分：3.5总学时：56

讲课学时：48实验学时：8上机学时：0

适用对象：机械设计制造及其自动化专业（数控加工与维修专业方向）

先修课程：电工技术、电子技术、机械工程控制基础、单片机原理及应用

一、课程目标

《数控及伺服技术A》是机械设计制造及其自动化专业（数控加工与维修专业方向）一门专业核心课程，涉及面宽、综合性强，有很强的技术性和实用性。本课程在学生已经具备电工电子、微机原理和控制工程基础相关知识的基础上，通过对数控原理及伺服运动控制技术这两个核心数控技术的学习，使学生掌握数控机床从加工程序输入开始，到轴运动控制的执行输出为止的整个数字控制和伺服执行过程，理解数控机床的工作原理和工作工程，了解国内外最常用、必威体育精装版的数控系统，初步具备分析数控机床设计和使用中基本问题的能力，能从理论上对机电系统的动态性能和稳态性能进行定性分析，为进一步学习后续课程打下基础。

本课程具体课程目标为：

了解数控核心技术的发展及其应用，掌握数控机床计算机控制装置以及伺服驱动系统的基本概念和知识。

了解数控系统的硬、软件结构，掌握机床数控装置内部信息处理的工作全过程，掌握加工程序的预处理、刀具补偿计算、轮廓轨迹插补原理。

了解数控机床常用检测装置的结构和原理，理解数控机床伺服系统的要求，掌握电力电子基本知识。

了解步进电动机、直流电动机、交流电动机的结构原理、机械特性及调速方法，理解数控机床调速技术指标，理解数控机床主轴变频调速的基本原理，调速特性及应用范围，掌握闭环直流调速系统的基本分析方法。

了解进给运动控制的特性分析，理解数控机床进给轴位置控制系统的基本原理、特点和系统组成。

二、教学内容

1、单元名称绪论（支撑课程目标1）

教学要求：了解数控核心技术的发展，了解目前国内外常用及必威体育精装版的数控及伺服系统的应用，掌握数控机床计算机控制装置以及伺服驱动系统的基本概念和知识。

教学内容：

（1）计算机数字控制系统的基本概念

（2）?数控机床的组成、基本工作原理

（3）?数控机床计算机控制装置的基本工作原理

（4）?数控机床伺服驱动系统的基本概念和知识

（5）数控机床的发展及其应用、分类和发展

2、单元名称计算机数控装置（支撑课程目标2）

教学要求：了解数控机床数控装置的软/硬件结构、通信与网络技术、数控功能、典型的CNC的架构。

教学内容：

（1）?计算机数控装置的硬件、软件结构；

（2）?数控系统通信与网络技术

（3）数控功能介绍

（4）?典型的CNC系统简介

3、单元名称数控机床计算机控制原理（支撑课程目标2）

教学要求：了解加工程序的输入，理解计算机数控系统内部信息处理的工作全过程，掌握计算机数控系统中加工程序的存储和预处理过程,掌握刀具补偿原理，掌握几种典型的轮廓轨迹插补原理和算法。

教学内容：

（1）数控加工程序输入方式

（2）数控加工程序的译码和诊断方法

（3）?刀具补偿原理和算法

（4）?轮廓插补的逐点比较法

（5）?轮廓插补的数字积分法

（6）?轮廓插补的数据采样法

4、单元名称数控机床伺服控制基础（支撑课程目标3）

教学要求：了解数控机床常用检测装置的结构和原理，理解数控机床伺服系统的要求，掌握电力电子基本知识。

教学内容：

（1）?数控机床伺服系统的基本概念

（2）?电力电子技术基础

（3）数控机床常用的检测装置

5、单元名称步进电动机及其控制（支撑课程目标4）

教学要求：了解步进电动机的驱动及控制，理解步进电机调速的方法，掌握步进电动机的结构、工作原理和运行特性。

教学内容：

（1）步进电动机的结构、工作原理及分类

（2）?步进电动机的主要技术指标和运行特性

（3）?步进电动机的驱动及控制

6、单元名称直流调速控制系统（支撑课程目标4）

教学要求：理解他励永磁直流电动机的结构原理和机械特性，理解数控机床调速技术指标，掌握闭环直流调速系统的基本分析方法。

教学内容：

（1）?他励永磁直流电动机的结构原理和机械特性

（2）直流调速方法

（3）?数控机床调速技术指标

（4）?直流调速电源--直流脉冲宽度调制（PWM）技术

（5）?闭环直流调速系统的组成、调速原理及基本分析方法

7、单元名称交流调速控制系统（支撑课程目标4）

教学要求：了解交流电动机矢量控制技术，理解交流异步电动机、交流同步电动机的结构原理和机械特性，理解数控机床主轴变频调速的基本原理，调速特性及应用范围。

教学内容：

（1）?交流异步电动机结构原理和机械特性

（2）?主轴变频调速的基本原理、调速特性及应用范围

（3）正弦波脉宽调制技术（SPWM）

（4）?交流电动机