16 《数控系统及应用》教学大纲 课程名称 数控系统及应用 课程代码 QZ071008 课程英文名称 Principle and Application of Numerical Control System 学时 32 学分 2.0 开课 学期 秋季 开课单位 机械工程学院 课程类型 学位课 非学位课 考核 方式 开卷考试 闭卷考试 ☑考查 平时成绩占比： 60 % 期中成绩占比： 0 % 期末考试占比： 40 % 教学目的与要求 数控技术为现代先进制造技术的基础之一 ，是机械工程学科中机电控制及其结合的专业技术 基础课。本课程教学目的是使学生掌握机床的数字控制技术的基本原理，数控指令系统，数控加 工工艺及程序编制 ，数控装置的结构与分析，数控能够系统的组成、结构及工作原理，数控系统 各组成单元（数控装置、驱动系统、检测系统组成、人机交互）的结构、原理，数控系统构成方 案及实现。本课程的主要任务是培养学生如下几方面的能力： 1、掌握机电结合及多学科融合的综合系统分析、设计、应用能力。为从事现代制造工程（如 CAD/CAM、FMS、CIMS.等技术工作）打下基础。 2、掌握数控技术的基本理论和所涉及的基本技术，具有分析、选用和设计机械设备、数控系 统的能力。 3、具有编制、分析和调试数控加工程序（中等复杂程度）的能力。掌握数控编程中的数学处 理方法和自动编程的方法。 4、运用数控技术发展的新理论、新技术进行初步设计数控系统的能力。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 第一章 绪论 价值引领 数控技术是机械装备自动化、智能化的 核心技术，我国正在由制造大国向制造 强国转变，正在向智能制造方向发展， 学好、用好数控技术将为我国的智能制 造大业贡献力量。 2.0 课堂讲授 知识传授 1. 数控系统的基本概念 2. 数控机床的组成与工作原理 3. 数控机床的特点 4. 数控机床的分类 5. 数控系统的发展趋势 6. 柔性制造技术 能力培养 培养针对数控技术与系统国内外发展 现状与趋势查阅相关文献和综述能力。 第二章 数控加工程序 的编制基础 价值引领 高效高、高质量数控加工程序的编制是 熟悉数控技术应用和数控机床的基本 2.0
17 技能，夯实基本技能，培养工匠精神。 知识传授 1. 数控加工程序的编制基础 2. 数控系统的操作面板 3. 数控加工程序的编制 能力培养 培养高效、高质量数控加工程序的编制 能力。 第二章 零件数控加工 程序编制、数 控加工实验 价值引领 脚踏实地，注重工程实践，从工程中来， 到工程中去，理论与工程实际螺旋互 动，相互促进，不断提高。 2.0 实验教学 知识传授 零件数控加工程序编制、数控加工 能力培养 培养数控加工操作能力。 第三章 数控系统的插 补原理与刀具 补偿原理 价值引领 插补是数控的核心，是数控技术水平的 重要标志，了解数控插补原理，引导学 生注重基础理论的学习和创新意识。 2.0 课堂讲授 知识传授 1. 概述 2. 逐点比较插补法 3. 数字积分插补法 4. 数字增量插补法 5. 刀具补偿原理 6. 进给速度和加减速控制 能力培养 能够根据需求正确运用插补原理方法， 刀具补偿方法和进给速度控制方法。 第四章 数控系统的检 测元件 价值引领 检测反馈是获得高质量、高精度控制的 有效方法，对自身的行为实时自我检 测、反省也是促进我们不断进步的有效 途径。 2.0 课堂讲授 知识传授 1. 概述 2. 旋转变压器 3. 感应同步器 4. 光栅 5. 磁栅 6. 编码器 能力培养 培养正确选用和使用检测装置的能力。 第五章 数控机床的伺 服驱动系统 价值引领 良好的执行力是成功的关键，光想不 做，终将一事无成。 2.0 课堂讲授 知识传授 1. 概述 2. 步进电机及其驱动控制系统 3. 直流伺服电机及其速度控制系统
18 4. 交流伺服电机及其速度控制系统 5. 位置控制 能力培养 培养正确选用和使用驱动装置的能力。 第六章 数控系统的硬 件和软件 价值引领 数控装置是数控系统的核心，是系统的 大脑，关注先进控制装置软硬件最新技 术，并将其应用到设备的数控系统中。 2.0 课堂讲授 知识传授 1. 概述 2. 2. 数控系统的硬件结构 3. 数控系统的 I/O 接口 4. 数控系统的通信 5. 数控系统的软件结构 能力培养 培养正确选用和设计数控装置软硬件 的能力。 第七章 典型数控系统 价值引领 学习典型，举一反三，提高学习效率。 知识传授 4.0 课堂讲授 1. 华中数控系统 2. SIEMENS 数控系统 3. FANUC 数控系统 4. 网络数控系统 5. 其它数控系统 能力培养 培养基于典型数控系统的设备数控系 统的设计能力。 第八章 数控系统应用 开发案例分析 价值引领 以需求为驱动，进行数控系统设计，在 考虑功能、性能指标的同时，考虑经济、 法律、环境、健康、可持续发展等因素。 知识传授 转塔冲床数控系统开发案例分析 2.0 课堂讲授 能力培养 培养根据具体设备功能、性能要求，以 及运行环境条件，正确设计数控系统的 能力。 第九章 数控系统应用 开发方案设计 价值引领 在老师的指导下，独力或与小组共同完 成某数控系统的方案设计，对于复杂问 题有团队合作完成的意识。 12.0 小组讨论 知识传授 1. 介质盒自动焊接设备数控系统开 发方案设计与研讨 2. 转环骨架螺母焊接设备数控系统 开发方案设计与研讨 3. 码垛机器人数控系统开发方案设 计与研讨
19 能力培养 培养独力或与小组共同完成某数控系 统的方案设计的能力。 先修课程 1 机电传动与控制 3 机电系统检测与控制 2 数控技术 4 教材 序 号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 教材 1 数控技术（第二版） 马宏伟 电子工业出版 社 978712121 8019 2010 否 2 运动控制器及数控系统的工程 应用 黄风 机械工业出版 社 978711148 1089 2015 否 参考资料（推荐书目） 序 号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 书目 1 开放式智能数控系统 韩振宇 哈尔滨工业大 学出版社 978756036 2038 2017 否 2 计算机数控系统 黄家善 机械工业出版 社 978711160 5935 2018 否 参考资料（推荐文献） 序 号 文献名称 作者 期刊名称 卷期号 页码 1 复杂约束下的五轴数控系统自 适应速度规划 杨敏 机械工程学报 56(11) 161-17 1 2 数控机床多轴联动铣削加工动 力学集成建模研究 张星 机械工程学报 56(09) 214 参考资料（推荐网站） 序 号 专题名称 网站网址 1 中国数控网 http://www.v-cnc.com/news/ 2 数控工作室 http://www.busnc.com/ 大纲撰写人（签字）：孙选 培养方案修（制）订工作组副组长（签字）：张辉
20 《现代伺服控制技术》教学大纲 课程名称 现代伺服控制技术 课程代码 QZ071013 课程英文名称 Modern servo control technology 学时 32 学分 2 开课 学期 秋季 开课单位 机械工程学院 课程类型 ☑学位课 非学位课 考核 方式 开卷考试 ☑闭卷考试 □考查 平时成绩占比： 30 % 期中成绩占比： 20 % 期末考试占比： 50 % 教学目的与要求 通过本课程的学习，使学生认识步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机的结构原理，掌握 伺服驱动器的工作原理，了解参数设置，正确连接线路，提升专业能力。使学生在学习过程中养 成发现问题、分析问题、运用所学过的知识和技能独立解决问题的能力和习惯。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 第一章 电气伺服控制 技术概述 价值引领 伺服控制可服务于各行各业，用途广 泛，知识就是力量 知识传授 2 课堂讲授 一、电气伺服控制系统原理及组成 二、伺服系统分类 能力培养 认识伺服系统的分类，区分伺服控制与 普通电机控制的区别 第二章 2.1-2.3 步进电动机概 述及应用 价值引领 对于低精度控制场合，采用低成本控制 方案，合适的就是最好的 知识传授 2 课堂讲授 一、步进电动机及伺服控制技术概述 二、步进电动机驱动技术及应用 能力培养 熟悉步进电机应用 第二章 2.4-2.5 步进伺服系统 设计与计算 价值引领 做事情要有理有据，找到设计的根本 知识传授 2 课堂讲授 一、步进电动机控制技术及应用 二、步进电动机及伺服系统设计与计算 能力培养 熟悉步进电机系统设计与计算；完成步 进电机应用课程汇报 第二章 实验 步进电机控制 实验 价值引领 理论联系实际 2 实验教学 知识传授 步进电机控制实验 一、掌握正确的硬件接线方法 二、实现步进电机按照预定步数运行 三、正确设置相关参数 四、掌握失步问题解决方法