數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床教案2

第一節(jié)教學(xué)內(nèi)容

第一章概論一、教學(xué)目的掌握數(shù)字控制和數(shù)控機(jī)床等基本概念、組成及分類，了解數(shù)字控制原理及數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，了解數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)內(nèi)容數(shù)控與數(shù)控機(jī)床的基本概念、加工過程、

特點(diǎn)、主要技術(shù)指標(biāo)、組成與分類，加工的適應(yīng)性、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展、目標(biāo)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)四、教學(xué)方法介紹基本概念，講授數(shù)字控制原理，分析數(shù)控機(jī)床的組成，根據(jù)以上講述內(nèi)容再歸納數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，借助簡(jiǎn)圖和表格等形式配合內(nèi)容講解。結(jié)合數(shù)控技術(shù)的發(fā)展將課程前沿問題介紹給學(xué)生。對(duì)編程基本知識(shí)先提出問題，啟發(fā)學(xué)生思維，然后再講解。作業(yè)1、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控技術(shù)的基本概念2、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、組成、各部分作用、分類3、數(shù)控機(jī)床的加工原理、使用范圍4、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)5、什么是點(diǎn)位控制、直線控制、輪廓控制數(shù)控機(jī)床？6、按伺服系統(tǒng)的控制原理數(shù)控機(jī)床分哪幾類？7、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)主要有哪些？8、如何提高數(shù)控機(jī)床的精度、速度和可靠性9、.CNC裝置的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？

第九節(jié)內(nèi)容

第三章位置檢測(cè)裝置一、教學(xué)目的1、了解位置檢測(cè)裝置作用，位置檢測(cè)裝置的分類，數(shù)控機(jī)床對(duì)位置檢測(cè)裝置的要求。2、掌握感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度置檢測(cè)裝置作用，分類及數(shù)控機(jī)床對(duì)位置檢測(cè)裝的要求感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用3、感應(yīng)同步器的特點(diǎn)及使用注意事項(xiàng)四、教學(xué)方法結(jié)合多媒體圖例，介紹檢測(cè)裝置分類，講具體裝置時(shí)要與各種分類相聯(lián)系。要把鑒相型和鑒幅型感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)圖利用課件講清楚。五、作業(yè)1、簡(jiǎn)述感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理。

第十節(jié)內(nèi)容

第三章位置檢測(cè)裝置一、教學(xué)目的1、了解現(xiàn)代位置測(cè)量裝置的先進(jìn)技術(shù)，重點(diǎn)了解各種檢測(cè)裝置的性能、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，能夠正確選用各種檢測(cè)裝置。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度掌握旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)與工作原理，應(yīng)用。磁尺位置檢測(cè)裝置組成、原理四、教學(xué)方法通過簡(jiǎn)圖介紹旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理、轉(zhuǎn)子和定子繞組的布置及感應(yīng)電壓的變化與感應(yīng)同步器的區(qū)別，同時(shí)讓學(xué)生明白轉(zhuǎn)子繞組為什么由兩個(gè)互相垂直的繞組構(gòu)成。以上三種位置檢測(cè)裝置的共同特點(diǎn)和工作方式要掌握。五、作業(yè)1、簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)變壓器、磁尺位置檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理、應(yīng)用

第十一節(jié)內(nèi)容

第三章位置檢測(cè)裝置一、教學(xué)目的1．掌握脈沖編碼器的工作原理、應(yīng)用。2．掌握光柵的工作原理、應(yīng)用。3．了解光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1、光柵的工作原理、應(yīng)用2、光柵位移-數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3、脈沖編碼器（絕對(duì)式與增量式）4、介紹當(dāng)前的測(cè)量技術(shù)四、教學(xué)方法這節(jié)介紹數(shù)字檢測(cè)裝置，比較模擬與數(shù)字檢測(cè)裝置的特點(diǎn)，分析絕對(duì)和增量測(cè)量裝置的工作原理，研究間接、直接測(cè)量的精度影響。了解現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)。講清楚光柵位置檢測(cè)裝置用倍頻提高精度的原理。五、作業(yè)1．簡(jiǎn)述絕對(duì)式與增量式脈沖編碼器的工作原理。2．簡(jiǎn)述光柵的工作原理，寫出W和P與θ的關(guān)系。掌握莫爾條紋的特點(diǎn)及變化規(guī)律。3、光柵位置檢測(cè)裝置用倍頻提高精度的原理

第十二節(jié)內(nèi)容

第四章數(shù)控裝置一、教學(xué)目的1．了解數(shù)控裝置的作用、特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)。2．會(huì)合理選擇數(shù)控機(jī)床二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1．?dāng)?shù)控裝置的組成、優(yōu)點(diǎn)、CNC裝置的功能，2．?dāng)?shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)、分類，各結(jié)構(gòu)形式的硬件功能3、CNC裝置軟件和硬件的功能界面劃分4、數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程四、教學(xué)方法計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置可借助圖片和實(shí)驗(yàn)室的數(shù)控機(jī)床講解，了解數(shù)控裝置作用、功能、特點(diǎn)，繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程，并分析各部分的作用。五、作業(yè)1．簡(jiǎn)述數(shù)控裝置的作用。2．兩種CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)形式比較優(yōu)缺點(diǎn)3、繪出數(shù)控軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程

第十三節(jié)內(nèi)容

第四章數(shù)控裝置一、教學(xué)目的1、掌握數(shù)控軟件的特點(diǎn)、基本結(jié)構(gòu)形式。2、了解輸入/輸出接口的任務(wù)。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1、數(shù)控軟件的特點(diǎn)、基本結(jié)構(gòu)形式。2、輸入/輸出接口的任務(wù)CNC系統(tǒng)進(jìn)給速度控制4、CNC輸入數(shù)據(jù)處理及故障診斷四、教學(xué)方法分析數(shù)控裝置軟件的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式，由微機(jī)原理中學(xué)到的接口技術(shù)，對(duì)數(shù)控裝置的數(shù)控軟件的特點(diǎn)講述。五、作業(yè)1、數(shù)控軟件的特點(diǎn)，3種軟件比較優(yōu)缺點(diǎn)。2．輸入/輸出接口的任務(wù)。

第十四節(jié)內(nèi)容

第五章數(shù)控插補(bǔ)原理一、教學(xué)目的1、掌握數(shù)控裝置的工作過程。2、掌握插補(bǔ)的基本概念，了解插補(bǔ)方法和分類。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1．?dāng)?shù)控裝置的工作過程。2．插補(bǔ)的基本概念、插補(bǔ)方法的分類3、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的原理、介紹逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)的算法、象限處理。四、教學(xué)方法在講插補(bǔ)原理前，講述數(shù)控裝置的工作過程，使學(xué)生有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)，便于以后學(xué)習(xí)。最后介紹基本概念，通過多媒體手段把直線插補(bǔ)的偏差判別式推導(dǎo)出來，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握。五、作業(yè)1、什么叫插補(bǔ)？目前應(yīng)用較多的插補(bǔ)算法有哪些？2、試述逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的四個(gè)節(jié)拍，并推導(dǎo)第Ⅰ象限直線插補(bǔ)公式。3、設(shè)欲加工第一象限直線OE、起點(diǎn)坐標(biāo)為O（0，0），終點(diǎn)坐標(biāo)為E（6，8），脈沖當(dāng)量δ＝1，試用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)之并畫出插補(bǔ)軌跡。

第十五節(jié)內(nèi)容

第五章數(shù)控插補(bǔ)原理一、教學(xué)目的1．掌握逐點(diǎn)比較法的插補(bǔ)原理。2．熟練掌握逐點(diǎn)比較法基本算法、象限處理。3．逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)，比較直線和圓弧插補(bǔ)的異同之處4．要求通過例題與習(xí)題熟練掌握逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)全過程，弄明白逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1．逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)2．逐點(diǎn)比較法象限處理3．逐點(diǎn)比較法的合成進(jìn)給速度四、教學(xué)方法逐點(diǎn)比較法是最簡(jiǎn)單的插補(bǔ)方法，按插補(bǔ)的四個(gè)步驟講解，學(xué)生容易理解和掌握。重點(diǎn)講解第一象限插補(bǔ)，其它象限插補(bǔ)公式找出規(guī)律，要求學(xué)生自己掌握，并能驗(yàn)證插補(bǔ)軌跡的對(duì)錯(cuò)。有一點(diǎn)需要說明的是：逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)各象限的插補(bǔ)公式一樣，只是各象限的進(jìn)給方向不同而已，終點(diǎn)坐標(biāo)均為絕對(duì)值。圓弧插補(bǔ)偏差計(jì)算式中的坐標(biāo)值是動(dòng)態(tài)變化的，而且不同象限，順逆不同，插補(bǔ)計(jì)算式不同，坐標(biāo)進(jìn)給方向不同。五、作業(yè)1、用逐點(diǎn)比較法加工第一象限順圓，起點(diǎn)坐標(biāo)為A（0,4），終點(diǎn)坐標(biāo)為B（4，0），寫出插補(bǔ)過程，并畫出插補(bǔ)軌跡。2、設(shè)欲加工第二象限逆圓AB，起點(diǎn)A（6，0），終點(diǎn)E（0，6），脈沖當(dāng)量δ＝1，試用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)之并畫出插補(bǔ)軌跡。3、比較直線和圓弧插補(bǔ)的異同之處

第十六節(jié)內(nèi)容

第五章數(shù)控插補(bǔ)原理一、教學(xué)目的1．熟練掌握數(shù)字積分法直線、圓弧插補(bǔ)原理、各象限處理方法。2．要求通過例題與習(xí)題熟練掌握數(shù)字積分法插補(bǔ)全過程。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1．?dāng)?shù)字積分法直線插補(bǔ)2．?dāng)?shù)字積分法圓弧插補(bǔ)3、數(shù)字積分法插補(bǔ)的象限處理四、教學(xué)方法從積分求面積開始，理解數(shù)字積分法的實(shí)質(zhì)就是把積分運(yùn)算變成求和運(yùn)算。利用兩個(gè)積分器對(duì)要插補(bǔ)的直線和圓弧分別在X和Y方向累加求和，最后得到直線或圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)值。再利用十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行長度分割、累加，將積分原理講透，然后講直線、圓弧插補(bǔ)，通過直線和圓弧插補(bǔ)例題，學(xué)習(xí)插補(bǔ)全過程。注意教材對(duì)直線和圓弧插補(bǔ)的總結(jié)五、作業(yè)1、用數(shù)字積分法加工第一象限直線OB的插補(bǔ)過程，其中O(0，0)，B（6，7），并畫出插補(bǔ)軌跡。2、第一象限逆圓，起點(diǎn)為（6，0），終點(diǎn)為（0，6），用數(shù)字積分法，選用3位寄存器對(duì)此圓弧進(jìn)行插補(bǔ)并劃出插補(bǔ)軌跡圖。比較直線和圓弧插補(bǔ)的異同之處，便于理解和掌握數(shù)字積分法的原理和實(shí)質(zhì)。5、掌握?qǐng)A弧和圓弧、直線和直線插補(bǔ)中不同象限之間的區(qū)別。

第十七節(jié)內(nèi)容

第五章數(shù)控插補(bǔ)原理一、教學(xué)目的1．掌握數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)原理。2．了解擴(kuò)展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補(bǔ)原理。3、掌握刀具補(bǔ)償原理二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1、掌握數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)原理，擴(kuò)展DDA數(shù)據(jù)采樣直線、圓弧插補(bǔ)原理2、刀具補(bǔ)償原理、刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍?、作用和?shí)質(zhì)，分類，兩種半徑補(bǔ)償?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)，刀補(bǔ)原理的哪一點(diǎn)不同，在原理框圖上如何體現(xiàn)。3、直線與直線過渡的轉(zhuǎn)接情況分析四、教學(xué)方法刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)是把零件的輪廓軌跡變成刀具的中心軌跡。利用刀具長度和半徑補(bǔ)償可以簡(jiǎn)化編程，在編程時(shí)除了會(huì)用其代碼，還要懂其原理。重點(diǎn)講解刀補(bǔ)的作用、步驟。左右偏刀補(bǔ)的概念，可借助圖片和實(shí)驗(yàn)室的數(shù)控機(jī)床講解，。五、作業(yè)1．何謂刀具長度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償？其執(zhí)行過程如何？2.B功能刀具半徑補(bǔ)償與C功能刀具半徑補(bǔ)償?shù)膮^(qū)別在何處？3、在切削過程中，刀具半徑補(bǔ)償?shù)膱?zhí)行過程分為哪三個(gè)步驟？4、給出要求加工的零件輪廓，采用C功能刀具半徑補(bǔ)償（G42或G41）處理后，繪出刀具中心軌跡。畫出直線過渡的不同轉(zhuǎn)接過渡類型圖

第十八節(jié)內(nèi)容

第六章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)一、教學(xué)目的1．掌握機(jī)床伺服系統(tǒng)的組成、分類和對(duì)伺服系統(tǒng)的要求。2．常見的數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型（開、閉環(huán)）3、掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理、性能指標(biāo)。說明：重點(diǎn)掌握步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要性能指標(biāo)。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1．伺服系統(tǒng)的組成2．對(duì)伺服系統(tǒng)的基本要求3．伺服系統(tǒng)的分類4．步進(jìn)電機(jī)工作原理5、主要性能指標(biāo)四、教學(xué)方法數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)它與普通機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)有著本質(zhì)區(qū)別，對(duì)伺服系統(tǒng)有明確認(rèn)識(shí)。按步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，工作原理及性能指標(biāo)順序講解。工作原理結(jié)合多媒體課件圖片介紹，重點(diǎn)介紹反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。五、作業(yè)1．簡(jiǎn)述伺服系統(tǒng)的作用、組成與分類。2．簡(jiǎn)述步進(jìn)電機(jī)的工作原理。3．影響步進(jìn)電機(jī)步距角有哪些？4、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求是什么5、開、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的主要區(qū)別？6、常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)有哪些？其含義是什么？7、簡(jiǎn)述反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，

第十九節(jié)內(nèi)容

第六章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)一、教學(xué)目的1．寬調(diào)速直流伺服電機(jī)特點(diǎn)：2、常見的直流伺服電機(jī)的調(diào)速控制方法3、數(shù)控機(jī)床用交流電機(jī)特點(diǎn)。4、交流電機(jī)變頻調(diào)速與控制。二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1、寬調(diào)速直流伺服電機(jī)特點(diǎn)：2、常見的直流伺服電機(jī)的調(diào)速控制方法3、數(shù)控機(jī)床用交流電機(jī)4、交流電機(jī)的速度控制5、交流電機(jī)變頻調(diào)速與控制四、教學(xué)方法直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)比較各自的優(yōu)點(diǎn)。為什么交流電機(jī)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用愈來愈廣泛，交流電機(jī)主要用來調(diào)速，介紹三種不同的調(diào)速特性，講述應(yīng)用最多的變頻調(diào)速。五、作業(yè)1．什么是大慣量直流電動(dòng)機(jī)？有什么特點(diǎn)？2、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式有哪幾種？3、交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式有哪幾種？通常采用哪種調(diào)頻調(diào)壓的方法4．為什么變頻的同時(shí)要改變電壓？5．變頻器的作用？

第二十節(jié)內(nèi)容

第六章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)一、教學(xué)目的1．步進(jìn)電機(jī)開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算。2．步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。3．提高開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)精度的措施4、半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置的安裝和傳動(dòng)計(jì)算二、教學(xué)時(shí)間:2課時(shí)三、內(nèi)容與進(jìn)度1、步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)選擇2、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，硬件環(huán)行分配器的設(shè)計(jì)，工作過程，軟件環(huán)行分配器工作順序。單電壓與雙電壓驅(qū)動(dòng)線路各自特點(diǎn)，應(yīng)用情況。3．提高開環(huán)進(jìn)給伺服