1、數控原理及編程技術(NC principle and programming technology)課程編號：3410100學分：2學 時：32 （其中：講課學時：26、實驗學時：6、上機學時：0 ）先修課程：機械工程導論、電工電子學A、機械CAD、單片機原理及應用、機械 制造技術基礎A、控制工程基礎適用專業：機械設計制造及其自動化教 材：數控技術，李斌、李曦主編，華中科技大學出版社，2010.4一、課程的性質與課程目標（一）課程性質數控原理及編程技術是高等學校機械設計制造及其自動化專業的一門專業基 礎選修課程，本課程以培養學生掌握數控技術的基本知識、應用能力和操作技能為導 向，將理論知識和實

2、踐知識有機結合，以數控手工編程、自動編程、數控系統工作原 理和組成、伺服系統工作原理和組成、數控機床組成和主要功能部件等為主體構建課 程體系，通過課堂授課、專題報告、討論和實驗等形式，培養具有較廣數控加工技術 知識和應用能力的高級工程技術人才，能夠從事數控技術相關方面的數控系統和數控 機床開發、數控程序編制、生產和維護、數控技術教育和培訓等工作。（二）課程目標.能根據數控原理和數控編程基本知識，針對生產實際中的零部件加工要求，能 夠編制出數控加工工藝卡和數控加工程序，能夠在數控機床上運行和驗證，分析加工 質量和加工效率，提出工藝和程序的改進方案。.在認識數控技術對提高產品制造質量和加工效率的基

3、礎上，進一步要求了解高 性能伺服系統、高精度數控插補方法、五聯動軸數控機床、新型超硬數控刀具、高速 電主軸和車銃復合工藝等數控核心技術和關鍵部件的應用，能夠提升和推動整個制造 業發展的重要性。.通過課堂、講座及其相關文獻檢索和分析，了解數控機床、數控系統及其關鍵 零部件的國內外發展現狀，熟悉技術前沿與發展方向。性、選做實驗的數量和完成情況，以及對實驗報告的批改，進行評分，并將成績 記錄在冊。.實驗成績含各單項實驗成績和實驗總評成績，按百分制的形式給出。.此實驗不單獨算學分，將實驗成績報給任課教師，按教學大綱規定的比例納入課 程的總成績。六、參考資料.數控技術實驗指導書，江蘇大學工業中心，自編指

4、導書，2012.機床數控技術，李斌、李曦主編，華中科技大學出版社，2010.圖解數控機床編程方法與加工實例，顧京、王振宇編著，中國電力出版社， 2009.UGNX5.0CAM實例解析，沈春根，機械工業出版社，20072017年9月25日課程簡介課程編碼：03410100課程名稱：數控原理及編程技術英文名稱：NC Principle and Programming Technology學 分：2學 時：32 （其中：講課學時：26、實驗學時：6、上機學時：0）課程內容：數控原理及編程技術主要介紹數控原理及編程技術基礎相關的基 本知識、基本理論和基本方法，包括數控裝置、進給伺服驅動系統、機 床運動

5、系統等工作原理和基本組成，以及數控編程技術的應用方法。通 過本課程的學習，培養學生掌握數控加工工藝及其編程技術的基本知識 和技能，了解數控裝置、伺服驅動系統和機床運動系統的組成和工作原 理，了解數控加工技術和數控機床的發展趨勢和關鍵技術，具備根據零 件加工要求制定數控加工工藝和數控編程的能力，具備根據中等復雜程 度的零件型面進行自動編程的能力，以及能夠進行常見數控機床相關編 程操作的能力。選課對象：機械設計制造及其自動化專業先修課程：機械工程導論、電工電子學A、機械CAD、單片機原理及應用、機械 制造技術基礎A、控制工程基礎教 材：數控技術，李斌、李曦主編，華中科技大學出版社，2010二、課程

6、內容及教學要求第1章概述(-)課程內容(1)數控機床基本概念、數控機床種類和分類；(2)數控系統工作原理、應用范圍及其數控系統性能指標；(3)數控系統和數控機床選用的基本方法。(二)教學要求(1)使學生掌握數控加工、計算機數控系統，數控機床等基本概念；(2)使學生了解數控機床的特點，數控裝置的主要技術指標和選用方法；(3)初步具備利用將一些工程中的數學問題轉化為編制數控程序的能力。(三)重點和難點(1)數控系統的工作原理和數控系統的性能指標；(2)數控系統性能指標的作用和選用方法。第2章數控加工程序的編制(含自動編程)(一)課程內容(1)數控程序編制的基本步驟、數控機床坐標系和工件坐標系、數控

7、加工工藝分 析和工序卡的編制；(2)數控編程格式和常用命令；(3)數控車削編程實例和數控銃削編程實例(4)基于UG NX軟件自動編程工作流程、常見自動編程的操作類型。(二)教學要求(1)熟練掌握手工編制數控加工程序的基本原理、基本步驟和編制格式；(2)基本掌握基于UG NX CAM模塊自動編程的工作流程和常用操作類型；(3)初步具備利用將一些工程中的數學問題轉化為編制數控程序的能力。(三)重點與難點(1)數控加工工藝基本要求，數控程序編程基本格式、常用命令和基本步驟，數 控車編程方法和實例，數控銃削(加工中心)編程方法和實例；(2) CAM軟件自動編程的工作流程、后處理方法、常見操作類型和應用

8、方法。(3)程序編制中固定循環、子程序命令及其宏程序應用方法；(4)自動編程中刀路分布模式和分類，以及機床坐標系、參考坐標系和工件坐標 系的區別和應用方法。第3章計算機數控裝置(一)課程內容(1)數控裝置的工作過程：程序輸入、譯碼、數據處理、插補、位置控制、輸入 /輸出控制、顯示、診斷；(2)數控裝置的硬件結構：單片機組成的數控裝置、單微處理機數控裝置、基于 網絡的數控裝置；(3)數控軟件：數控軟件的數據轉換流程、數控軟件的基本結構；(4)數控裝置的輸入/輸出接口:接口標準化、接口的任務；(5) PLC控制：PLC的基本概念、PLC編程的基本方法和工作過程；(6)插補原理：插補的基本概念和分類

9、；插補算法：逐點比較法、數字積分法、 數字增量插補算法；(7)刀具補償原理：刀具補償的概念、原理和常見類型。(二)教學要求(1)熟練掌握基準脈沖類逐點比較法，了解數字積分法插補原理、數據采樣類直 線函數法、擴展DDA插補法的插補原理；(2)掌握刀具補償原理、類型、實踐運用及進給速度控制原理；(3)初步具備利用將一些工程中的數學問題轉化為編制數控程序的能力。(三)重點與難點(1)數控插補概念、原理、類型和常見算法；(2)車刀偏置補償、刀尖半徑補償、刀具半徑補償和長度補償的基本概念和實際 應用方法；(3)刀具半徑補償的建立和取消，以及對應命令的實際應用方法。第4章進給伺服驅動系統(一)課程內容(1

10、)進給伺服驅動系統：伺服系統的組成、基本要求和分類；(2)位置檢測裝置作用和分類；(3)旋轉變壓器結構組成、工作原理和應用；感應同步器的結構、工作原理和應 用；絕對式編碼器和增量式脈沖編碼器工作原理；光柵結構、工作原理和位移一數字 轉換系統；(4)步進電機工作原理、主要性能指標、控制和驅動以及開環控制步進電機伺服 系統的工作原理；(5)交流伺服系統電機和速度控制方法。(二)教學要求(1)掌握伺服系統的工作原理、組成和分類方法；(2) 了解旋轉變壓器、感應同步器的結構與工作原理和應用；(3)掌握脈沖編碼器、光柵的結構與工作原理、性能指標和選用方法。(三)重點與難點(1)伺服系統的組成和分類；檢測

11、系統的種類、工作原理和選用方法；(2)脈沖編碼器的工作原理、種類、性能指標和選用的基本原則；(3)光柵的工作原理、種類、性能指標和選用的基本原則。第5章機床運動系統與典型部件(-)課程內容(1)數控機床主運動和進給運動的特點；(2)數控機床的主運動系統、主運動參數和傳動形式、主軸部件和控制功能、新 型電主軸結構和發展趨勢；(3)數控機床的進給運動系統基本結構、齒輪傳動副、滾珠絲杠螺母副、同步 帶、刀軌和工作臺、數控機床的換刀裝置及過程和自動換刀形式、刀庫結構以及刀具 交換裝置。(二)教學要求(1) 了解數控機床的組成、主運動和進給運動結構；(2)具備選用數控機床典型部件和分析其性能參數的能力。

12、(三)重點與難點(1)高速電主軸結構、性能指標和控制方法；(2)主軸準停結構、類型和控制方法；(3)滾珠絲杠螺母副結構特點、誤差形成原因和分析。第6章典型數控機床(一)課程內容(1)數控車床及車削中心的組成和特點、數控銃床及加工中心的組成和特點；(2)數控磨床的組成和特點、數控特種加工機床的組成和特點。(二)教學要求(1)掌握實際生產中數控機床基本結構分析的方法；(2)具備選用數控機床關鍵功能部件以及確定工藝應用范圍的能力。(三)重點與難點(1)數控車床、數控銃和數控加工中心的組成、特點和加工工藝應用范圍；（2）數控加工中心、車銃復合中心、五軸聯動加工中心的機床結構組成，以及 各自的工藝應用范

13、圍。第7章數控加工技術的發展趨勢（一）課程內容（1）數控機床主機的發展趨勢、數控加工控制系統的發展、伺服驅動系統的發展 趨勢；（2）柔性制造技術的發展、基于網絡的數控加工技術。（二）教學要求了解數控機床中新型主機、數控系統、伺服系統、測量系統等關鍵技術的發展趨 勢和工程應用。（三）重點與難點（1）數控裝置系統、伺服驅動系統的關鍵技術和發展趨勢；（2）伺服驅動系統關鍵技術；（3）多軸聯動加工中心的組成和在葉輪、復雜模具上的加工應用。三、 學時分配及教學方法注：1.課程實踐學時按相關專業培養計劃列入表格；章（按序填 寫）教學形式及學時分配主要教學方法支撐的課程目 標課堂 教學實驗上 機課程 實踐小

14、 計第一章22講授法目標2、3第二章8412講授法目標1、2第三章628講授法目標1、2第四章63講授法目標1、2第五章22講授法目標1、2第六章11講授法目標3第七章11講授法目標3合計266322.主要教學方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學方法（基于問題、項目、案例等教 學方法）等。四、課程考核考核形式考核要求考核權重支撐的課程 目標課堂表現以隨機的形式，在每章內容進行中或結束后， 隨堂提問或者測試1-3題，主要考核學生課堂的 聽課效果和課后及時復習消化本章知識的能 力，結合平時的隨機點名，進行綜合考核。5%目標1、2平時作業課后完成10-15個習題，主要考核學生對每章知 識點的復

15、習、理解和掌握程度，計算全部作業 的平均成績。5%目標1、3大作業針對數控編程操作技能的行業要求，完成數控 車、加工中心手工編程大作業和自動編程(CAM)大作業各一份。10%目標1期末考試采用閉卷考試，試卷題型包括填空題、選擇 題、判斷題、簡答題和綜合應用題等5種考核 形式。其中考核概論、典型數控機床和數控加 工技術的發展趨勢等基礎知識占20%；考核數 控技術的工程應用、實驗操作能力知識占 50%；考核針對數控原理知識中的概念、術語、 方法和命令及其在實踐中應用能力占30%。70%目標1、2、 3實驗完成4個實驗，主要考核學生應用數控原理和 數控編程知識進行實驗、實踐和工程綜合應用 的能力，并

16、對實驗結果進行分析與評價的能 力。10%目標1注：1.分學期設置和考核的課程應按學期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現、平時作業、階段測試、期中考試、期末考試、大作業、小 論文、項目設計和作品等。.考核要求包括作業次數、考試方式(開卷、閉卷)、項目設計要求等。.考核權重指該考核方式或途徑在總成績中所占比重。五、課程目標達成度評價課程對應考核形式實際評測結果目標（學生達到的平均水平）課程目標1平時成績、大作業、期末 考試、實驗（課堂表現義5%+平時作業義5%） /2+期末考試 對應試題平均分x70%+實驗平均分X10%課程目標2平時成績、大作業、期末 考試（課堂表現x5%+平時作業x5%）

17、 /2+期末考試 對應試題平均分x70%六參考書目及學習資料.現代數控原理及控制系統，張吉堂，國防工業出版社，2009.數控編程手冊，彼得斯密德，化學工業出版社，2012.UGNX5.0CAM實例解析，沈春根，機械工業出版社，2007七 大綱說明（內容可包括實驗內容與基本要求、習題要求及其它一些必要的說明）.采用多媒體教學手段，保證講課進度的同時注意學生的掌握程度和課堂的氣 氛；.在第一章講授結束時，布置課程報告的選題和要求。2017年9月25日數控原理及編程技術課程實驗教學大綱(NC principle and programming technology)課程編號：3410100課程教學總

18、學時：32 實驗總學時：6 總學分：2先修課程：機械工程導論、電工電子學A、機械CAD、單片機原理及應用、機械制造 技術基礎A、控制工程基礎適用專業：機械設計制造及其自動化一、目的與任務本課程是機械設計與制造自動化專業必修實驗課。通過實驗，使學生加深對數控原 理及編程技術有關基本知識、基本理論和基本技能的理解和掌握，拓寬知識面，掌握 實驗的基本方法和技能，學會使用有關數控機床和數控編程軟件的操作流程和操作方 法，著重培養學生的實際動手能力及綜合運用所學知識分析和解決一般數控相關技術 問題的能力。二實驗教學的基本要求(1)復習實驗相關理論和基礎知識，認真寫好預習報告；(2)利用數學工具和數控編程

19、軟件，根據要求實現實驗數據和數控加工程序的處 理，獲得實驗結果和實現數控機床加工零件；(3)分析存在的問題及改進的方法。三 實驗內容 性質 學時分配及對畢業要求的支撐序 號實驗項目 名稱實驗內容學時對課程 目標的 支撐類型備注1數控插補 原理與伺 服控制實 驗本實驗為驗證性實驗，通過教師演 示和學生動手，能夠掌握數控插補 的基本原理及其常見插補算法的應 用方法；掌握采用逐點比較法完成 手工計算直線、圓弧的插補軌跡及 其程序編寫方法；利用編寫的插補 程序，應用到運動控制開發平臺， 實現插補控制目標。2目標1驗證性必做2數控車床本實驗為驗證性實驗，通過手工編2目標1驗證性必做編程與操 作實驗程演示和數控機床操作的演示，掌 握數控車床的機床坐標系、參考坐 標系和工件坐標系等設置方法以及 車削數控系統的主要組