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数控技术与编程
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spContent=《数控机床与编程》是《画法几何与机械制图》、《机械制造基础》、《机械制造技术》、《液压与气压传动》等专业基础、专业课程后的后续核心专业必修主干课,它是电子技术、计算机技术与机械制造技术的有机结合,以数控机床为对象,比较全面、系统地叙述了机床数控技术的相关内容,在介绍数控机床的机械结构、数控加工技术、数控机床编程的同时,融入了面向数控机床的驱动系统与检测技术、数控机床的工程设计,知识结构完备且与时俱进,实现理论联系实际,重在应用的一门综合性课程。
—— 课程团队
课程概述

        《数控技术与编程》是机械设计制造及其自动化、机械电子工程等机械类各专业的专业必修主干课。它以数控机床为对象,研究数字控制系统的工作原理、组成及其在数控机床上的应用。通过本课程的教学使学生具有一定的机械加工工艺分析和数控编程的能力,掌握典型数控机床的基本操作技能,为今后从事数控加工和研究工作奠定基础。本课程在内容方面侧重于基础知识、基础理论以及基本分析方法的讲授,在培养实践能力方面应着重数控加工技能的基本训练。

        通过本课程的学习,学生应达到如下目的:

        1.了解数控系统及其组成和数控机床的特点;掌握数控机床的基本组成、工作原理和数控机床的分类。

        2.了解数控机床的特殊结构和提高数控机床机械性能的措施;掌握数控机床的机械组成。

        3.了解数控机床的使用与维护;掌握数控机床的工艺特点。

        4.掌握数控车床、数控镗铣床(加工中心)程序的手工编制。

        5.了解闭环伺服驱动系统和主轴驱动系统与变频器,掌握开环步进、半闭环伺服驱动系统或数控机床的检测装置。

        6.了解数控系统的硬件结构与选型、数控系统的软件功能,掌握主轴系统的设计、伺服进给系统设计。

授课目标

        本课程侧重于基础知识、基础理论以及基本分析方法的讲授,在实践能力方面应着重数控加工技能的基本训练。

        1、掌握数控机床的基本机械结构。

        2、熟悉数控机床的自动换刀装置及其工作原理。

        3、对常见的数控系统有一定的了解。

        4、熟悉并掌握数控编程的基本理论知识,具有编写中等复杂零件程序并进行加工操作的能力。

        5、掌握数控系统的基本组成及其工作原理。


成绩要求

课程考核总体上来讲,采用课程成绩由过程性考核和终结性考核综合评定,可采取线上线下相结合考核方式。过程性考核包括:出勤、在线讨论及展示、回答问题、课外作业、期中考试、小测验等。终结性考核采用期末考核形式。

具体评价考核方式:

①期中、期末考试评价:以在线考试的形式并给出相应成绩。期末考试占总成绩的50%。

②线上学习评价:主要通过在线学习时间统计,学习频度统计等衡量。线上学习评价占总成绩的40%。

③习题及作业完成情况评价:主要通过在线习题及作业完成情况等衡量。作业占总成绩的5%。

④课堂表现情况评价:如进行编程加工学习时,可以分为不同项目小组分别对加工案例进行编程加工,通过小组成员答辩或加工实物的形式,教师给出评价分数。课堂表现情况占总成绩的5%。

因疫情常态化条件下,课程学习评分标准:单元测验占总成绩的20%,单元作业占总成绩的20%, 课程讨论占总成绩的10%,期末考试占总成绩的50%。按百分制计分,60 分至 89 分为合格,90分至 100 分为优秀。

课程大纲
预备知识

机械制图、电工电子技术、金属切削机床、机械制造技术、机床电气控制等

参考资料

[1]龚仲华.数控技术(第2版).北京:机械工业出版社,2015.

[2]彭小南.数控技术.北京:机械工业出版社,2001

[3]毕毓杰.机床数控技术[M].北京:机械工业出版社,1999.

[4]严爱珍.机床数控原理与系统[M].北京:机械工业出版社,1999.

[5]于涛等.数字控制技术与数控机床[M].北京:中国计量出版社,2004.

[6]王贵明.数控实用技术[M].北京:中国科学技术出版社,2001.

[7]赵玉刚等.数控技术[M].北京:机械工业出版社,2003.


常见问题

Q : 本课程主要包括哪些方面的内容?

A :  本课程内容主要包括数控机床的基本知识及技术,数控装置的基本知识,数控机床的编程与应用。 

Q :  什么是数控加工技术? 

A :  数控加工技术: 是指高效、优质地实现产品零件特别是复杂形状零件加工的有关理论、方法与实现技术,它是自动化、柔性化、敏捷化和数字化制造加工的基础与关键技术。数控加工过程包括按给定的零件加工要求(零件图样、CAD数据或实物模型)进行加工的全过程。一般来说,数控加工技术涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两大方面。 

Q :  数控加工工艺文件的作用是什么?与机械制造工艺文件的作用有无不同?

A :  数控加工工艺文件的作用: 数控加工工艺文件是指导数控加工的纲领性技术文件,它具有与机械制造工艺文件相同的作用。由于数控机床自动化程度较高,但自适应性差,因此,数控加工的内容必须十分具体,数控加工的工艺工作相当严密。 

Q :  数控车床的编程有什么特点? 

A :  数控车床的编程特点有: 

(1)数控车床的工件坐标系原点指定通过G50指令进行,而在数控镗铣床、加工中心则通过指令G92进行。 

(2)在采用代码体系A时(常用),绝对/增量尺寸的选择采用变地址格式,而不使用 G90/G91指令。在这种格式下,一个程序段中允许绝对、增量混用。 

(3)在数控车床上,X轴通常可以直接采用直径编程方式。 

(4)为适应加工需要,对于常见的车削加工动作循环,可以通过采用数控系统本身具备的固定循环功能以简化编程。 

(5)为了提高车削表面的加工精度,在数控车床上一般都可以采用“线速度恒定控制”功能(G96) 。

(6)为简化编程的计算工作量,使程序中的切削参数尽可能直观,在数控车床上,进给速度通常使用主轴每转进给指令进行编程。 

(7)数控车床的刀具位置偏置、刀尖半径补偿指令的形式,是利用T代码在选择刀具的同时,直接选择刀具补偿号;另外,刀具位置偏置号一经指定,刀具偏置即自动生效,无须其他指令。

Q :  CNC系统中微机的控制功能有哪几种,分别是什么? 
A :  CNC系统中微机的控制功能主要包括以下几方面:

(1)记忆功能。用于存储规定机床动作的程序以及各种有关机床加工现场的状态信息。

(2)信息处理功能。对外部输入的各种有关控制信息进行相应的算术运算和逻辑处理,以便对执行机构发出相应的动作指令。

(3)内部控制功能。由于保持控制系统内各功能部件的动作及各部件之间的协调。

(4)输入/输出功能。由于保持对外随着系和机床控制状态信息的输入和输出。

(5)适应环境的功能。在计算机数控系统中,可以人工或自动改变程序,以适应环境条件和加工状态的变化。 

Q :  CNC系统控制软件主要由哪些部分组成? 

A :  CNC系统控制软件主要由以下七部分组成。系统管理程序;零件加工源程序的输入、输出设备的管理程序;机床手动控制程序;系统的编译程序;插补程序;伺服控制开关量控制程序;系统自检程序。