“数控技术”课程课堂设计

“数控技术”课程课堂设计

一、目的意义

“数控技术”课是现代先进生产科技的基础，是一门新兴的机械制造及电气控制类专业选修的专业技术基础课。它是在机械类、电类基础课程课堂的基础上（电工技术、电子科技、数字电路和模拟电路、计算机原理及接口技术、算法语言、自动控制机理、机械电气控制、液压传动和检测科技等），讲授现代生产平台中的数字控制科技。其内容包含：数控技术的基本概念、基本原理、产生跟发展；数控加工的编程技术；轨迹控制（插补）原理；数控装置的硬软件构架、组成、工作原理；数控系统中的监测科技和速度位移的伺服控制科技等。该课培养教师应用多学科知识预测的难题能力及机电系统综合设计应用素养，从而提升学员解决实际问题跟自主分析问题的素质。

二、教学内容体系与教学规定

1、课程内容模式：

数控技术教育课程模式：数控概论、数控技术、数控机械设计、数控工艺（包括数控刀具）；实践教学模式：认识实习、操作培训、实验、课程设计跟毕业设计等（特别是结合科研的毕业设计）。数控技术课内容（见教学大纲）本身带有打破了单一学科边界，多学科知识整合的特征。它是以数控工艺跟设备为对象产生一个知识制度，遵循实践认识、理论学习、再实践提升的规律。因此，讲授时首先介绍概念，接着讲解应用科技（数控加工编程技术），然后进行理论性内容教学。最后借助实验和设计等实践环节让学生受到进一步的理解跟减少。课程设定上的体系结构包括前导课、主干课、系统应用课跟后续课；教环节上比如实习操作（在金工培训、生产实习中安排数控机床和数控设备的操行实习）、讲课、实验（开出必修实验三个，选做实验2--3个）、课程设计（增加数控技术方面的题目）和毕生设计（加强数控技术方面毕业论文的理论性、综合性和实践性，启发同学的造就精神）。

2、教学要求

数控技术将传统的机械生产与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论、检测科技及其光电磁等多种学科技术融为一体。该课以帮学员成立平台概念为目标，培养学员全面综合应用机电知识的素质，机电系统的总体设计能力，以适应现代制造业，现代生产平台，如CAD、CAM、CAPP、FMS、CIMS、FA、……等的规定。具体要求如下：

①数控技术的基本原理，数控机床的结构组成；

②数控编程加工技术；

③现代数控装置的软、硬结构原理；

④现代数控的伺服驱动技术；

⑤实验能力；

⑥科研、开发能力（对优秀学老师要求，其他朋友只做通常要求）

三、教学大纲

哈尔滨工业大学本科课程大纲

课程编号

S020812

课程名称

数控技术

课程英文名称

NUMERICAL CONTROL TECHNOLOGY

总学时数

40

讲课

学时

34

实验学时

6

习题课

(4)

周

学时

4

学分

2

上机学时

（8）

开课单位

机电工程学院机械制造及自动化系

授课对象

机电工程学院所有专业

先修课程

电工电子技术、计算机原理及应用

课程类型

√ 1.必修课 2. 限选课 3. 任选课

开课学期

第七学期

教 材

《数控技术》 王永章主编 高等教育出版社

主要参考书

《现代数控机床》毕承恩主编 机械工业出版社

《实用数控机床技术手册》李福生主编 北京出版社

主

要

内

容

第一章 概论 论述了数控技术的基本概念、基本原理；数控机床的构成、分类、产生历史跟数控技术的演进趋势。

第二章 数控机床的程序编制 详述了数控程序编制涉及的标准、指令代码、工艺基础并且数控车床、铣削和孔加工的程序编制；还讲述了数控程编的物理处理和手动编程系统。

第三章 插补原理 阐述了轨迹控制的机理：基准脉冲插补、数据取样插补及其各种插补功能的推动办法。

第四章 计算机数控（CNC）装置 讲述了CNC装置的硬件、软件构架；CNC装置接口，开关量控制及PLC在数控中的应用。

第五章 检测装置 论述了交、直流数控系统中测试装置原理和应用。

第六章 数控伺服系统 论述了直、交流伺服系统中速率控制、位置控制的机理、方法跟新技术。

四、教学安排及教学法

1、按认识规律跟教学规律“先整体―后通常―再总体，先综合―后专题―再综合，先实践―后理论―再实践计算机原理教案下载，以及由浅入深”地进行教学内容安排：先了解实习，看教学多媒体片，然后讲授理论课。再借助实验、作业、答疑和设计让学员真正学到本门课程的常识。

2、做好每次讲课计划，有足够的信息量。体现科技演进的最新内容，对关

键技术跟最新科技内容讲授不能停留在通常概念介绍上，要予以全面系统的讲授。在确保教学内容系数完整的前提下，及时放弃陈旧落伍的内容，将前沿科学和项目科技的最新发展采用教学。

3、充分利用实验教学，增加动手和实践的环节，逐步做到开放实验。

4、充分利用现代教学方法，在自动编程课程内容上研发计算机辅助教学（CAI）软件；在数控机床操作跟编程功能试验教学方面研发计算机辅助实验教学仿真工具。充分利用包括多媒体在内的“数控技术CAI教学和实验模式”。

5、内容深入浅出，通俗易懂，突出重点。

6、采用启发式、讨论式、研究式的教学方法，教学内容增加综合性、设计

性和研究性，以例子启发和训练学员的剖析问题跟解决难题的能力。

7、开出辅导讲座跟技术专题讲座；因材施教计算机原理教案下载，注意提高对优秀教师的培养；在答疑、大作业和毕业设计中仔细与学生进行探讨。

8、注意教学效果，注意与学生们的交流，使朋友主动学习。安排一定量的自学内容、培养自学能力。

五、考核方法

1、原则：

以灵活掌握基本原理，并可实际应用，即预测问题跟解决难题的素质为考核标准。不以期末一张考卷定终身。考试成绩以经常听课（10%）、作业（10%）、实验（10%）和期末考试（70%）进行综合评估。听课、作业、实验方面有突出体现的能提升比重，反之亦然。

2、对试验考核的详细规定

1、认真做好准备：阅读实验指导书、与实验相关的课本内容、写出实验预备程序等。

2、充分知道仪器、设备的性能跟操作方法。

3、积极自己动手做好实验，不放过任何细节，达到实验的要求效果。

4、写好实验报告，并对试验进行总结和预测：

结果正确，总结实验原理和技巧；结果有差错，找出问题，分析原因。

5、要求学生探讨跟回答的几个问题

（1）能否自己设计试验，并强调具体实验方式。

（2）实验中看到了上课时未提及的问题。

（3）对试验教学工作强调意见。

6、教师认真批改实验报告：

（1）找出共性问题，进行讲评总结。

（2）对有新意、前沿性的弊端，进行启发、引导性讲解。

（3）组织学生、同学讨论会。

7、允许重做实验，实验室开放。

六、教材与参考资料

1、教材

王永章主编，《数控技术》，高等教育出版社，2001年12月出版。

王永章主编，《机床的数字控制技术》，哈尔滨工业大学出版社，1995年7月第一版。；

2、参考资料

1、FANUC Series 21/21B OPERATORS MANUAL 1998.07

2、SINUMERIK 840D/810D/FM-NC FUNDAMENTAIS Programming Guide (1-4) 1996.03

3、Frederick M Proctor James S Albums. Open-architecture Controllers. IEEE SPECTRUM JUNE 1997.

4、Hideo MATSUKA.Japanese Open Control Systems for Manufacturing Equipment.Int J Papan Soc Prec Eng，1996,30（3）.

5、王爱玲.现代数控机床结构与设计.兵器工业出版社.1999，9

6、刘启中，蔡德福. 现代数控技术及应用.机机械工业出版社，2000，5

7、曲家骐，王季秩.伺服系统中的传感器.机机械工业出版社，2000，5

8、毕承恩，丁乃建等.现代数控机床，上、下册.机械工业出版社，1991，12

9、李福生.实用数控机床技术手册.北京出版社，1993，8 FANUC 0系统操作、编程说明.1996，10

10、SINUMERIK/SIMODRIVE技术说明.1995，1

11、蔡复之.实用数控加工科技.兵器工业出版社.1995，4

12、上海市电气自动化研究所.机床的数字控制与计算机应用，上、下册.机械工业出版社，1982，2

13、李诚人，吴武贤.机床计算机数控.西北工业大学出版社，1988，[abc1] 2

14、彭炎午.计算机数控（CNC）系统.西北工业大学出版社，1988，5

15、王润孝.机床数控原理与系统.西北工业大学出版社，1989，8

16、[英] S.J.马尔丁.沈阳市日用机械研究所译.机床的数字控制.国防工业出版社，1974，11

17、[日] 研野和人，稻叶 清右卫门.上海市机电一局电气传动自动化情报网译.机床数字控制.1973，6

18、曹琰.数控机床应用与维新.电子工业出版社，1994，7

19、王玉新编译.现代数控机床编程与操作.天津科技翻译出版公司，1996。3

20、叶伯生.计算机数控系统原理、编程与操作.华中理工大学出版社，1998，10

21、任玉田等.机床计算机数控技术.北京理工大学出版社，1996，9

22、林弈红.机床数控技术以及应用.机械工业出版社，1994，1

23、华中理工大学数控研究所，武汉华中数控系统有限公司.数控技术发展动向. 1998，9

24、[日] 岸甫.沈阳市日用机械研究所 译.数控软件. 国防工业出版社1980，3

25、数控机床的编程及实例于华机械工业出版社，1996，10

26、l林其骏.机床数控系统.中国科学技术出版社.1991，3

27、吴明友.数控铣床加工技术.东南大学出版社2000,6

28、刘雄伟.数控机床与编程培训教程.机械工业出版社， 2001,5

29、王季秩.曲家骐.执行电动. 1999，10

30、郭培全.数控机床与编程与应用. 机机械工业出版社，2000，9

31、严爱珍.机床数控原理与系统.机机械工业出版社，1998.8

32、孙竹.数控铣床编程与操作.机机械工业出版, 1996，4

33、陶永华等.新型PID控制及其应用.机机械工业出版社，1998，9

34、陈伯时，陈敏逊.交流调速系统. 机机械工业出版社，1998，4

35、王顺晃，苏迪前.智能控制系统及其应用. 机机械工业出版社，1998，