1、無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室機床數控系統教案（48學時、200版7）主講教師:張愛紅無錫職業技術學院教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目一數控系統概述單元一數控系統的基本概念教學目標.使學生了解本門課程的性質、任務與作用，明確課程學習的目標、要求，激發學生學習本課程的興趣。2使學生了解數控系統的基本概念、數控系統的組成及主要工作過程，融職業素質教育于課堂教學中。教學重點教學難點（帶為難點）1本課程的性質、任務、作用，學習的方法。數控系統組成

2、及各部分功能。數控概念的建立。數控系統的主要工作過程。教學方法教學手段i講述數控相關的基本概念、數控系統組成及各部分功能，以及數控系統的主要工作過程。2通過講授數控系統的一般組成引入到計算機數控系統的組成，并通過數控系統的組成進行案例式教學。.借助于多媒體課件，數控系統綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1本課程的性質、任務、作用，學習方法約分鐘；2數控相關的基本概念、數控系統組成及各部分功能約分鐘；3數控系統的主要工作過程約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業杳閱、收集數控系統資料檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學

3、院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目一數控系統概述單元一數控系統的基本概念單元一數控系統的基本概念一、課程性質、任務、作用，學習方法二、數控系統的基本概念數控：數字控制的簡稱。數控系統：用數字控制技術實現的自動控制系統。數控機床：數控系統與機床本體的結合體。三、數控系統的組成數控系統一般由輸入輸出裝置、數控裝置、驅動裝置、機床電器邏輯控制裝置四部組成，機床本體為被控對象。計算機數控系統的組成）采用計算機數控裝置的數控系統稱為N）現代數控系統的開關量控制采用。數控系統的主要部件數控裝置（顯示器、數控鍵盤）、

4、操作面板、伺服放大器、伺服電機、單元等。數控系統的部件連接：經串行伺服總線，用一條光纜與多個進給伺服放大器（a系列）相連。進給伺服電動機使用a系列。最多可接個進給軸電機。伺服電動機上裝有脈沖編碼器，標配為脈沖轉。編碼器既用做速度反饋，又用作位置反饋。系統支持半閉環控制和使用直線尺的全閉環控制。檢測器的接口有并行口（相脈沖）和串行口兩種。位置檢測器可用增量式或絕對式。四、數控系統的主要工作過程程序輸入一加工信息預處理（譯碼、刀補計算、坐標變換等）一軌跡插補、位置控制、開關量控制以及機床的狀態監控。教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月曰周授課班級授課項目及單元名稱項目一數控系統概述單元二

5、數控系統的分類教學目標1使學生了解數控系統三種不同分類方法。2使學生熟悉輪廓控制數控系統的特點與分類（按聯動坐標軸數）。3使學生理解開環、閉環及半閉環伺服系統的區別。4使學生了解不同功能水平數控系統的特點及應用。教學重點教學難點（帶為難點）1.輪廓控制數控系統的特點與分類。開環、閉環及半閉環伺服系統的區別。3全功能數控系統的特點及應用。教學方法教學手段1根據數控系統不同的分類方法，講述數控系統的特點及應用。2通過講授輪廓控制數控系統的應用引入到坐標軸聯動控制，并通過四軸聯動數控銑床（）的數控改造進行案例式教學。3根據開環、閉環及半閉環伺服系統的異同，進行對比教學。.借助于多媒體課件，數控系統綜

6、合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1按被控機床的運動軌跡分類約分鐘；2按伺服系統分類約分鐘；3按數控系統功能水平分類約分鐘。教學條件多媒體課件、數控機床課外作業作業一：簡述開環、半閉環、閉環數控系統的區別。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目一數控系統概述單元二數控系統的分類一、按被控機床的運動軌跡分類點位控制數控系統控制工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標位置這一類系統的設備有數控鉆床、數控

7、坐標鏜床和數控沖床等。直線控制數控系統：不僅要控制點與點的精確位置，還要控制兩點之間的工具移動軌跡是一條直線，此類控制方式的設備主要有簡易數控車床、數控鏜銑床等。輪廓控制數控系統：這類系統能夠對兩個或兩個以上坐標方向進行嚴格控制，采用此類控制方式的設備有數控車床、銑床、加工中心、電加工機床和特種加工機床等。二、按伺服系統分類開環控制數控系統：這類數控系統不帶檢測裝置，也無反饋電路，以步進電動機為驅動元件，被廣泛應用于經濟型數控系統中。半閉環控制數控系統：位置檢測元件被安裝在電動機軸端或絲杠軸端，調試方便，可以獲得比較穩定的控制特性。參見下圖：全閉環控制數控系統：位置檢測裝置安裝在機床工作臺上，

8、調試時，其系統穩定狀態很難達到。三、按數控系統功能水平分類經濟型數控系統：又稱簡易數控系統，通常僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件，采用的微機系統為單板機或單片機系統，如：經濟型數控線切割機床，數控鉆床，數控車床，數控銑床及數控磨床等。普及型數控系統：通常稱之為全功能數控系統，這類數控系統功能較多，但不追求過多，以實用為準。高檔型數控系統：指加工復雜形狀工件的多軸控制數控系統，且其工序集中、自動化程度高、功能強、具有高度柔性。用于具有軸以上的數控銑床，大、中型數控機床、五面加工中心，車削中心和柔性加工單元等。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職

9、業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月曰周授課班級授課項目及單元名稱項目一數控系統概述單元三數控加工信息預處理教學目標1使學生了解數控加工程序代碼的分類及譯碼過程。2使學生理解刀具長度補償的原理。3使學生理解刀具半徑補償的執行過程、功能刀具補償方法。4使學生了解進給速度處理的過程。教學重點教學難點（帶為難點）1.數控加工信息的譯碼。刀具長度補償計算。刀具半徑補償執行過程。功能刀具半徑補償。5進給速度處理。教學方法教學手段1根據數控系統的一般工作過程引入到數控加工信息的預處理。根據數控加工程

10、序代碼的分類，講授不同代碼的譯碼，并舉例說明。通過對數控系統有無刀具補償功能的對比，強化學生對所學內容的理解。.借助于多媒體課件，數控機床，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排i數控加工信息的譯碼約分鐘；2刀具補償功能約分鐘；3進給速度處理約分鐘。用分鐘作歸納與總結。教學條件多媒體課件、數控機床、數控系統綜合實驗臺課外作業上網查閱數控加工信息預處理的相關知識。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目一數控系統概述單元三數控加工

11、信息預處理一、數控加工信息的譯碼以程序段為單位處理用戶加工程序，將其中的輪廓信息、加工速度和輔助功能信息等翻譯成便于計算機處理的信息格式，將其區分成幾何的、工藝的數據和開關功能，存放在指定的存儲器中。二、刀具補償計算1刀具長度補償刀具長度補償在數控車床和數控銑床、加工中心中都有應用。數控銑床與數控加工中心，刀具長度補償只對應主軸軸向一個坐標進行補償。刀具半徑補償主要運用于數控銑床與數控加工中心。刀具半徑補償的執行過程分為三步：刀補建立、刀補進行、刀補撤銷。刀補僅在二維坐標（平面）內進行。功能刀具半徑補償：1）補償方法）程序間的轉接）補償實例三、進給速度處理1進給速度計算1）脈沖增量插補方式速度

12、處理因為：60所以：（0）:編程時的進給速度單位：；0:脈沖當量單位：；:脈沖源的頻率，單位：。）數據采樣插補方式速度處理（X1000）:一個插補周期對應的進給位移，單位：；:速度倍率；:編程時對應的進給速度單位：；:插補周期m加減速控制1）前加減速和后加減速）加減速特性曲線無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課項目及單元名稱項目一數控系統概述單元四輪廓插補原理教學目標1使學生了解數控系統插補技術的功能與分類。2使學生了解不同插補技

13、術的應用。3使學生掌握直線與圓弧逐點比較插補算法。教學重點教學難點（帶為難點）1插補技術的含義。插補技術的分類與應用。第一象限逐點比較插補算法的實現過程。教學方法教學手段.根據數控系統的一般工作過程及數控系統的核心技術引入到插補技術。2通過講授插補技術的概念、分類及應用說明兩類插補技術的不同。重點講解逐點比較插補算法并給出具體的實例進行案例式教學。.借助于多媒體課件，插補算法軟件，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1插補技術的含義約分鐘；2插補技術的分類與應用約分鐘；3第一象限直線逐點比較插補算法的實現過程（含舉例）約分鐘。第一象限圓弧逐點比較插補算法的實現過程（含舉例）約分鐘

14、。教學條件多媒體課件、插補算法軟件課外作業作業一：逆時針加工第I象限圓弧0A,起點坐標為0（6,0）,終點坐標為A（0,6）,試進行逐點比較插補計算并畫出運動軌跡圖。檢查方法隨堂練習，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目一數控系統概述單元四輪廓插補原理一、插補技術機床數控系統的核心技術之一是插補技術，在已知運動軌跡的起點與終點坐標、軌跡的曲線方程，由數控系統實時地計算出各個中間點坐標的過程，稱為插補。二、插補方法分類脈沖增量插補法在計算過程中不斷向各個坐

15、標軸發出相互協調的進給脈沖，驅動坐標軸電機運動。常用的有：逐點比較法與數字積分法，用于以步進電動機為驅動裝置的開環數控系統。第I象限直線插補軌跡第I象限逆圓插補軌跡數據采樣插補法采用小段直線逼近給定軌跡，插補輸出的是下一個插補周期內各軸要運動的距離，故可達到很高的速度，其中計算機通常包含在伺服控制環內。用于以交直流伺服電機為驅動裝置的閉環半閉環數控系統。三、逐點比較插補法插補計算步驟第一拍：偏差判別第二拍：坐標進給第三拍：偏差計算第四拍：終點判別插補計算實例（逐點比較法）欲加工第一象限直線，起點坐標為終點坐標為。脈沖當量為，寫出其逐點比較法插補計算的過程。）欲加工第一象限逆時針圓弧，起點坐標為

16、終點坐標為。脈沖當量為，寫出其逐點比較法插補計算的過程。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式實驗授課時數授課日期年月曰周授課班級授課項目及單元名稱項目一數控系統概述單元五刀具補償與輪廓插補原理教學目標1使學生了解刀具補償的分類與作用；2使學生掌握刀具補償的原理與基本操作過程；使學生了解數控系統中插補運算的重要性；4要求學生通過觀察插補原理的模擬演示，驗證插補計算的過程。教學重點教學難點（帶為難點）1刀具補償與軌跡插補軟件的使用。驗證刀具長度補償與刀具半徑補償。驗證直線與

17、圓弧逐點比較插補計算的過程。教學方法教學手段1通過示范，講解刀具補償與軌跡插補軟件的使用方法。給定刀具補償的任務（題目），要求學生在規定的時間內完成。3要求學生驗證第一象限直線與圓弧逐點比較插補算法的實現過程。.借助于多媒體課件、錄像與插補算法軟件，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1講解、示范刀具補償與軌跡插補軟件的使用方法約分鐘；2給定刀具補償的任務，要求學生在規定的時間內完成約分鐘；3要求學生驗證第一象限直線與圓弧逐點比較插補算法的實現過程約分鐘。教學條件多媒體課件、插補算法軟件課外作業實驗指導書：實驗檢查方法隨堂練習，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學

18、院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目一數控系統概述單元五刀具補償與輪廓插補原理一、實驗目的1了解刀具補償的作用；2刀具補償在數控車床和數控銑床的應用實例；3掌握刀具補償的基本過程與原理；4驗證刀具補償的程序。5了解數控系統中插補運算的重要性；6觀察插補原理的模擬演示，驗證插補原理；7了解現代數控系統采用的插補方法。二、實驗原理1刀具長度補償2刀具半徑補償3刀具半徑補償的執行過程輪廓插補技術C）基準脈沖插補C）數據采樣插補三、實驗設備、儀器、工具或材料1電腦臺2數控原理綜合實驗軟件套四、實驗步驟1打開數控原

19、理綜合實驗軟件；2驗證刀具長度、半徑補償的執行過程；3驗證逐點比較法直線、圓弧的插補執行過程。五、注意事項1注意區分左刀補和右刀補；2注意刀具半徑補償的半徑輸入不宜過大；每次輸入數據后，都要按下回車鍵，以便系統確認輸入。六、實驗數據、現象記錄1刀具補償執行過程、數據或現象等的記錄。2逐點比較插補法執行過程、數據或現象等的記錄。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目二進給伺動系統單元一步進系統教學目標使學生了解數控機

20、床對進給伺!K系統的要求、進給伺!系的分類。.使學生熟悉步動系統的組成與控制原理。使學生了解脈沖分配控制方法。使學生了解步進電機的主要特性。使學生熟悉步進電機的選用方去。教學重點教學難點（帶為難點）數控機床對進給伺!系的要求。2進驅動系統的組成與控制原理。脈沖分配配控6方法。數控機床中步進電動機的選用方法。教學方法教學手段i通過講授計算機數控系統的組成引入到進給伺服驅動系統，并介紹數控機床對進給伺服系統的要求、進給伺服系統的分類。2通過講授進給伺服系統的分類引入到步進驅動系統，并介紹步進驅動系統的組成與控制原理。3結合經濟型數控機床，介紹步進電機的主要特性、步進電機的選用方1去等O.借助于多媒

21、體課件，數控系統綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1數控機床對進給伺服系統的要求、進給伺服系統的分類約分鐘；2步進驅動系統的組成與控制原理約分鐘；3脈沖分配控制方法約分鐘。步進電機的主要特性、選用方法約分鐘；教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業查閱步進電機資料。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目二進給伺服驅動系統單元一步進驅動系統一、數控機床對進給伺服系統的要求1精度高.響應快、無超調.調速范圍寬

22、二、進給伺服系統的分類1步進驅動系統2直流伺服驅動系統3交流伺服驅動系統三、步進驅動系統的組成步進驅動系統沒有位置反饋回路與速度反饋回路，一般用于對速度和精度要求不高的中、小型經濟型數控機床上。四、步進驅動系統的控制工作臺位移量的控制：進給脈沖的數量一定子繞組通電狀態變化次數一步進電動機轉子角位移中f機床工作臺位移量。工作臺進給速度控制：進給脈沖頻率定子繞組通電/斷電狀態的變化頻率步進電動機轉速3f工作臺的進給速度V工作臺運動方向控制：改變步進電動機輸入脈沖信號的循環順序方向，就可改變步進電動機定子繞組中電流的通斷循環順序，從而使步進電動機實現正轉和反轉，相應的工作臺進給方向就被改變。五、步進

23、電動機（、：簡要說明，注意與數控機床伺服控制課程的銜接）結構工作原理主要特性六、步進電動機的驅動電源i脈沖分配控制驅動放大電路七、步進電機的選用首先要確定步進電動機的類型。根據機床的加工精度要求，選擇進給軸的脈沖當量根據所選步進電動機的步距角、絲杠的螺距以及所要求的脈沖當量，計算減速齒輪的降速比。電動機在最快移動速度時，由矩頻特性決定的電動機輸出轉矩要大于負載轉矩，并留有余量。步進電動機的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關系。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時

24、數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目二進給伺動系統單元二交流伺服驅動系統教學目標.使學生熟悉交流（伺!K系統的組成。.使學生熟悉機床常用位置檢測元件勺應用。使學生熟悉伺服電動機及伺服服器與數控系統勺連接。.使學生理解閉環位置控制的實現過呈。使學生了解全數字（伺!蒜統勺特點。教學重點教學難點（帶為難點）交流伺系統的組成。m位置控制的實現。機床常用位置檢測元件勺應用。伺服電動機及伺服驅動器與數控系統勺連接。教學方去教學手段通過講授進給伺服系統的分類引入到交流伺服驅動系統，并介紹交流伺服系統的組成與閉環位置控制的實現過程。2通過講授交流伺服系統的組成，介紹交流伺服電機、位置檢測裝置的相關

25、知識，以及閉環伺服系統的連接。3通過比較模擬伺服系統與全數字伺服系統的區別，引入全數字伺服系統的構成與特點。.借助于多媒體課件，數控系統綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排i交流伺服系統的組成與閉環位置控制的實現約分鐘；2交流伺服電機與機床常用位置檢測元件的應用約分鐘；3伺服電動機及伺服驅動器與數控系統的連接約分鐘。4全數字伺服系統的特點約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業作業三簡述閉環位置控制的概念與實現方法。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術

26、學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目二進給伺服驅動系統單元二交流伺服驅動系統一、交流伺服驅動系統的組成一般閉環伺服系統的結構是一個三環結構系統，外環是位置環,中環是速度環，內環為電流環。二、閉環位置控制的實現插補程序輸出X新的指令位置與計數器中的實際位置進行比較，其差值經增益放大，并由轉換為模擬電壓，使工作臺向誤差減小的方向移動。三、交流伺服電動機（簡單回顧，注意與數控機床伺服控制課程的銜接）1結構永磁同步電機主要由：定子、轉子和檢測元件等幾部分組成。2工作原理3主要特性參數四、位置檢測元件（、簡單回顧，注意與數控機床伺服控制課程的銜接）1光柵尺通常由標尺光柵、指示光柵、光

27、源、光電二極管等元件組成。2光電編碼器通常由光電碼盤、光源、透鏡、光柵板、光敏元件等元件組成。在數控機床中的應用五、進給伺服系統的連接1模擬式伺服系統連接數控系統、進給驅動模塊、伺服電機之間的連接。2伺服系統的參數）速度環）位置環3全數字式伺服系統系統與伺服驅動之間傳遞的信息包括：位置、速度、扭矩等，伺服驅動裝置本身具有位置反饋與位置控制功能，可獨立完成位置控制。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式實驗授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目二進給伺動系統

28、單元三閉環伺!系的連接教學目標.使學生熟悉閉不半閉環位置伺!系的組成。.使學生理解閉環半閉環位置伺!系的工作原理。.使學生悉伺服驅動裝置、數控裝置上的接口名稱與功能。使學生熟悉數控系統不同功能部件間的連接。教學重點教學難點（帶為難點）1.閉環半閉環伺服系統的組成。閉環半閉環位置伺服系統的工作原理。3伺服驅動裝置、數控裝置上的接口名稱與功能。4數控系統不同功能部件間的連接。教學方法教學手段1講授閉環半閉環伺服系統的組成，并介紹閉環半閉環位置伺服系統的工作原理。2示范并講解伺服驅動裝置、數控裝置上的接口名稱與功能，以及閉環伺服系統不同部件間的連接。.借助于多媒體課件，數控系統綜合實驗臺、錄像，提高

29、學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1介紹閉環半閉環伺服系統的組成，閉環半閉環位置伺服系統的工作原理約分鐘；2示范并講解伺服驅動裝置、數控裝置上的接口名稱與功能，以及閉環伺服系統不同部件間的連接約分鐘；3學生分組完成連接圖的測繪、連接約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業實驗指導書：實驗二檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目二進給伺服驅動系統單元三閉環伺服系統的連接一、實驗目的1了解伺服結構的組成原理；2掌握驅

30、動裝置的接口情況；3掌握閉環系統的連接過程。二、實驗原理閉環控制數控系統的位置檢測裝置安裝在機床工作臺上（半閉環數控系統的位置檢測裝置：編碼器一般與電機同軸連接），用以檢測機床工作臺的實際運行位置，并將其與裝置計算出的指令位置或位移相比較，用差值進行控制。三、實驗設備、儀器、工具或材料1數控系統綜合實驗臺臺2工具若干3萬用表臺四、實驗步驟認識數控系統及驅動裝置；2熟悉驅動裝置的接口；3注意區分閉環系統的連接特點；4進行實際的接線，查看接口狀態。五、注意事項1與放大器之間以及放大器和電機之間連接所使用的電纜不能超過02作為電流反饋線和，要求使用中號雙絞線，否則，易造成系統使用中的不正常噪聲和振動

31、。3采用分離型增量式檢測裝置，通常用光柵尺。六、實驗數據、現象記錄、控制單元接口名稱與功能：7串行主軸或位置編碼器接口；：伺服模塊接口；直流電源輸出接口；顯示器接口；手動數據輸入裝置接口；串行通信接口；手輪接口。、伺服驅動裝置接口名稱與功能：型數控系統接口；直流輸入輸出接口；模塊連接接口；位置編碼器接口（使用型接口時）；三相交流變頻電源輸出端。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目二主軸驅動系統單元一交流主軸電機教

32、學目標使學生熟悉數控機床對主軸控制的要求。使學生了解主軸系統的分類。使學生熟悉主軸電機的結構特點與工作特性。使學生理解主軸分段無級調速的實現方去。教學重點教學難點（帶為難點）數控機床對主軸控制的要求。主軸驅動系統的分類與組成。主軸電機的結構特點與工作特性。4主軸分段無級調速的實現方去。教學方去教學手段.通過回顧進給伺服驅動系統引入到主軸驅動系統，并介紹數控機床對主軸控制的要求、主軸系統的分類。2通過回顧進給伺服電機的結構與工作原理引入到主軸電機，主要介紹主軸電機的結構特點與工作特性。3介紹采用主軸分段無級調速的緣由，以及具體的實現方法。.借助于多媒體課件，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理

33、解。學時安排1數控機床對主軸控制的要求約分鐘；2主軸驅動系統的分類與組成約分鐘；3主軸電機的結構特點與工作特性約分鐘。采用主軸分段無級調速的緣由，以及具體的實現方法約分鐘；教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業下載網絡課件學習檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目三主軸驅動系統單元一交流主軸電機一、數控機床對主軸控制的要求調速范圍寬：以保證加工時選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量。主軸變速分為有級變速、無

34、級變速和分段無級變速三種形式，其中有級變速僅用于經濟型數控機床，大多數數控機床均采用無級變速或分段無級變速。恒功率范圍寬：低速段為恒轉矩輸出，額定轉速以上為恒功率輸出。自動加減速控制：加、減速時間要短。準停控制：為滿足加工中心自動換刀以及某些加工工藝的需要。在車削中心上，還要求主軸具有旋轉進給軸軸的控制功能。二、主軸驅動系統分類1直流主軸驅動系統：直流驅動系統可采用可控硅和脈寬調制調速兩種形式。交流主軸驅動系統：鼠籠式感應交流電動機配置矢量變換控制變頻調速主軸驅動系統。三、交流主軸電機的結構與工作特性1結構2.工作特性主軸電機的特性曲線：四、主軸分段無級調速方法分段無級調速概述代碼執行自動換檔

35、控制過程自動換檔的實現方法：1）液壓撥叉變速換檔電磁離合器變速換檔無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目三主軸驅動系統單元二交流主軸驅動裝置教學目標使學生熟悉交流主軸驅動裝置的組成。.使學生掌握主軸通用變頻器的接線。使學生掌握主軸變頻器參數設定的方&使學生掌握主軸（伺動裝置轉速控制的方法。使學生掌握主軸（伺B驅動裝置的接線。教學重點教學難點（帶為難點）1.交流主軸驅動裝置的組成。2主軸通用變頻器的接線。主軸變頻器參

36、數設定的方法。4.主軸伺服驅動裝置的接線。教學方法教學手段i通過講授交流主軸驅動系統的組成引入到交流主軸驅動裝置，并介紹主軸變頻器的接線與控制方法。2通過主軸變頻器與主軸伺服驅動裝置的比較，引入對主軸伺服驅動裝置接線與控制方法的介紹。.借助于多媒體課件，數控系統綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1交流主軸驅動裝置的組成約分鐘；2主軸通用變頻器的接線約分鐘；主軸變頻器參數設定的方法約分鐘；4主軸伺服驅動裝置的接線與控制約分鐘；的歸納與總結約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業作業四：簡述通用變頻器的預置設定過程。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注

37、無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容-項目三主軸驅動系統單元二交流主軸驅動裝置一、交流主軸驅動裝置的組成由電網端逆變器、控制調節器、負載端逆變器、微處理器組成的控制器等部分組成。二、通用變頻器接線：電源接線、控制信號接線。預置設定：基本步驟包括模式選擇、選擇需設定的功能碼、讀取原先設定的數據、數據更新。三、伺服驅動主軸主軸轉速控制方法（）模擬電壓指定：數控裝置通過其主軸模擬電壓輸出接口輸出土模擬電壓至端，電壓正負控制電動機轉向，電壓大小控制電動機轉速。如果數控裝置輸出的電壓為單極

38、性，則可通過（正轉）與（反轉）開關量指定正反轉。）位二進制指定：數控裝置通過輸出位二進制代碼（共根信號）至主軸驅動控制主軸轉速。）位碼指定：數控裝置輸出二位碼（共根信號）至主軸驅動控制主軸轉速。）位碼指定：數控裝置通過輸出三位碼（共根信號）至主軸驅動控制主軸轉速。開關量信號控制）正反轉信號：用于指定主軸正反轉。）準備好信號：欲使主軸驅動工作時，可閉合觸點，主軸驅動進入正常工作狀態。）急停信號：當常閉觸點打開時，電動機立即制動至停轉。）報警輸出信號：當主軸驅動報警時，報警信號輸出，同時報警代碼通過、編碼輸出，指示報警內容。接線圖（）電源接線）控制信號接線無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職

39、業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目三主軸驅動系統單元三主軸準?？刂平虒W目標.使學生理解主軸準?？刂频母拍?。.使學生了解主軸準?？刂圃跀悼貦C床中的應用。使學生了解機械準?？刂频膶崿F過呈。使學生熟悉三種常用的電氣準亭方法。教學重點教學難點（帶為難點）1.主軸準?？刂频母拍?。主軸準?？刂圃跀悼貦C床中的應用。3機械準?？刂频膶崿F過程。4電氣準停的優點。電氣準?？刂频膶崿F過程。教學方法教學手段1講授主軸準停控制的概念，在講其應用時，舉例說明（如：加工中心換刀、精

40、鏜孔后的退刀等）。2將電氣準停與機械準停進行比較，突出電氣準?？刂频膬烖c。3將三種電氣準停控制進行比較，說明三者間的不同之處。.借助于多媒體課件、數控機床，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1介紹主軸準?？刂频母拍罴皯眉s分鐘；2講解機械準停控制系統的組成與實現過程約分鐘；3介紹電氣準?？刂葡到y的特點、組成及實現過程約分鐘。.總結與歸納約分鐘。教學條件多媒體課件、數控機床課外作業下載網絡課件學習檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注授課主要內容項目三主軸驅動系統單元三主軸準?？刂埔?、主軸準停的概念主軸準停功能（又稱：主軸定位功能），即當主軸停止時，控制其停于固定位置。主要應用

41、于加工中心換刀控制，精鏜孔退刀等場合。二、機械準?？刂葡到y組成：典型的形槽輪定位盤準停結構。準?？刂七^程：主軸減速至某一可以設定的低速轉動，當無觸點開關有效信號被檢測到后，立即使主軸電動機停轉并斷開主傳動鏈，同時準停油缸定位銷伸出并壓向定位盤。當定位盤形槽與定位銷正對時，定位銷插入形槽中，準停到信號有效，表明準停動作完成。三、電氣準?？刂齐姎饪刂茰释５膬烖c：（）機械結構簡化（）準停時間縮短（）可靠性增加（）性價比提高等。磁傳感器型準停）系統組成）準?？刂七^程準停控制由主軸驅動裝置完成。編碼器型準停）系統組成）準?？刂七^程準停控制由主軸驅動裝置完成，靈活性比磁傳感器型準停好。3數控系統型準停）系

42、統組成）準?？刂七^程準?？刂剖怯蓴悼叵到y完成，采用這種控制方式時，數控系統須具有主軸閉環控制功能，主軸準停的控制原理與進給位置控制的原理非常相似。教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目四可編程控制器及接1技術單元一數控機床中的教學目標.使學生了解在數控機床中的配置方式。.使學生熟悉數控機床的兩種形式。.使學生熟悉數控機床的控6對象。.使學生熟悉開關量的輸入輸出接口。教學重點教學難點（帶為難點）.在數控機床中的配置方式。.數控機床的兩種形式。.數控機床的控對象。數控機床的（言號處理。-開關量的輸入輸出接口。教學方去教學手段.通過數控機床兩類控制量的介紹引

43、入到擻控機床的配置方式及控制對象（舉例），并說明數控機床信號的處理過程。2根據數控機床的兩種不同形式，說明各自的特點及應用。3結合系統的輸入輸出接口應用講解開關量的輸入輸出接口電路。.借助于多媒體課件、數控綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1在數控機床中的配置方式、數控機床的控制對象、數控機床的信號處理約分鐘；2數控機床的兩種形式約分鐘；3開關量的輸入輸出接口及應用約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業下載網絡課件學習檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職

44、業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目四可編程控制器及接口技術單元一數控機床中的一、數控機床控制的分類1坐標軸運動的位置控制等（連續量）由伺服驅動系統完成。2加工過程的順序控制（開關量）由可編程控制器完成。二、在數控機床中的配置方式1、PLC在機床一側PLC及其接口在電氣控制柜中PLC在電氣控制柜中，而輸入/輸出接口在機床一側三、數控機床的信號處理處于數控系統與機床之間，主要起到信息處理和橋梁的作用，它們間的關系可以表示為：（數控系統側）ep（機床側）。ms功能.數據接口信號處理.急?？刂?坐標軸控制5主軸控制6刀架控制7冷卻控制.導軌潤滑四、數控機床的形式內裝型：從屬

45、于CNC裝置，PLC與NC間的信號傳送在CNC裝置內部即可實現。2獨立型：又稱“通用型”PLC。獨立型PLC獨立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能,能夠獨立完成規定控制任務的裝置。五、開關量的輸入輸出接口及應用直流開關量輸入接口信號接收器的主要功能為信號電隔離、濾波防擾動和電平轉換即將機床側開關信號轉換為電平信號。2直流開關量輸出接口直流開關量輸出信號用于驅動機床強電箱中的中間繼電器線圈和指示燈等，進而由中間繼電器觸點進一步控制外部接觸器、電磁閥等。3開關量輸入輸出中，應注意的問題：開關量信號檢測元件與接口電路的配接。中間繼電器線圈一定要并聯保護二極管。C）弱電信號與強電驅動信號在走線槽中

46、要盡量分別走線。在交流接觸器線圈等感性負載兩端要就近并聯滅弧器。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目四可編程控制器及接1技術單元二數控機床典型應用程序教學目標使學生理解主軸定向控制W的實現過呈。使學生理解主軸正反轉及齒輪換擋控制C程序的實現過呈。使學生理解潤骨系統自動控制的實現過呈。教學重點教學難點（帶為難點）.主軸定向控制程序的實現過呈。.主軸正反轉及齒輪換擋控制程序的實現過程。潤滑系統自動控制的實現過呈。教學

47、方去教學手段.通過案例法（典型應用程序），使學生掌握數控機床程序的分析方法。2講解主軸定向控制程序前，先放一段錄像，結合具體的應用實例，效果更好。.借助于多媒體課件、錄像、數控機床，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1主軸定向控制程序的實現過程約分鐘；2主軸正反轉及齒輪換擋控制程序的實現過程約分鐘；3潤滑系統自動控制的實現過程約分鐘。4回顧與總結約分鐘。教學條件多媒體課件、數控機床課外作業作業五：簡述潤滑系統正常工作時的控制過程。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教

48、研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目四可編程控制器及接口技術單元二數控機床典型應用程序主題：數控機床典型應用程序代碼、潤滑控制的控制過程分析。教學方法：引入法、案例法、任務法。教學手段：多媒體課件與板書相結合。一、主軸定向控制初始狀態開始執行定向指令自動操作方式下定向正常完成定向報警時：在規定的時間內沒有正常完成主軸定向控制。二、主軸正反轉及齒輪換檔控制主軸換擋結構簡圖（低速擋、高速擋）（功能指令）操作方式選擇、代碼譯碼（功能指令）主軸轉動控制主軸變速換擋控制三、潤滑系統自動控制電氣接線圖：的接線，接觸器與潤滑電機接線。正常工作過程：潤滑電機運行-潤滑電機停潤滑電機運行報警的原因：電

49、機過載、油路泄漏、油路堵塞、油位低等。報警燈控制：利用定時器功能指令實現。診斷號（為過載診斷號、為潤滑油不足診斷號、為油路泄漏診斷號、為油路堵塞診斷號），如為說明出現相應的報警。四、回顧與總結：代碼的實現：工作在自動方式下，（數控系統）對數控加工程序譯碼，并將譯碼的結果輸出（可編程控制器），由處理后輸出（機床）側執行元件（如繼電器等），通過繼電器控制機床的動作（如：主軸正反轉等）。潤滑系統的自動控制正常工作過程、引起報警的原因。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授

50、課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目四可編程控制器及接1技術單元三數控系統中的接口技術教學目標.使學生了解數控裝置鍵盤輸入接口的分類及信息輸入的過呈；.使學生了解數控裝置顯示接口的分類及其常用的功能；.使學生了解數控裝置手輪輸入接口的特點.使學生了解數控裝置串行接口的分類使用時的注意事項；.使學生理解協議的概念、了解常見勺網絡通信協議及其特點。教學重點教學難點（帶為難點）數控裝置鍵盤輸入接口的分類及言息輸入的過呈；.數控裝置顯示接口的分類及其常用的功能；數控裝置手輪輸入言號；數控裝置串行接口的分類使用時的注意事項；常見勺網絡通信協議及其特點。教學方去教學手段通過對數控裝置的介紹

51、，引出數控系統中的接口技札分別就鍵盤輸入接口、顯示接口、手輪接口、串行通信接口、網絡接口來介紹數控系統中的接口技術，并給出具體的應用實例。.借助于多媒體課件、數控綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的理解。學時安排1通過對數控裝置的介紹，引出數控系統中的接口技術約分鐘；2分別就鍵盤輸入接口、顯示接口、手輪接口、串行通信接口、網絡接口來介紹數控系統中的接口技術，并給出具體的應用實例約分鐘；3前四個項目內容的簡單回顧與總結約分鐘。教學條件多媒體課件、數控綜合實驗臺課外作業上網查閱數控系統接口技術資料，了解接口技術的發展概況。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注無錫職業技術學院無錫職業

52、技術學院教案無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室授課主要內容項目四可編程控制器及接口技術單元三數控系統中的接口技術一、數控裝置的鍵盤輸入接口分類：全編碼鍵盤與非編碼鍵盤。鍵盤輸入信息的過程：操作者按鍵-鍵掃描-鍵譯碼-執行按鍵功能。）全編碼鍵盤：鍵的識別由鍵盤的硬件邏輯自動提供被按鍵的代碼或其他編碼，并能產生一個選通脈沖向申請中斷，響應后將鍵的代碼輸入內存，通過譯碼執行該鍵的功能，其優點是使用方便、但是價格昂貴。）非編碼鍵盤：鍵的識別與譯碼由軟件來實現，采用程序查詢的方法來掃描鍵盤。二、數控裝置的顯示功能接口分類：現代裝置采用

53、、作為顯示器顯示接口的功能：顯示器既能顯示字符，又能顯示圖形，還具有豐富的軟件菜單功能以簡化操作過程。三、數控裝置的串行通信接口數據在設備間的傳送可用串行或并行方式，相隔距離較遠時可采用串行通信的方式。常用的串行通信接口電流環、。使用串行通信接口要注意的問題要區分互相通信的設備是還是C有兩個地，即機殼地（連到系統屏蔽罩上）和信號地（信號參考點），通信電纜總長不超過0的邏輯與、電路電平不同。四、數控裝置的網絡通信接口協議的概念：通信一定在兩個系統的對應層次內進行，而且要遵守一系列的規則和約定，稱之為協議。常見的網絡通信協議及其特點以開放式互聯系統參考模型的七層結構為基礎的有關協議。采用局部網絡有

54、關協議。制造自動化協議、等公司支持協議。五、其他接口手輪（手搖脈沖發生器）輸入接口。無錫職業技術學院無錫職業技術學院教案授課主要內容授課主要內容無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室無錫職業技術學院數控教研室教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目五西門子數控系統單元一西門子數控系統概述教學目標使學生熟悉西門子數控系統的組成。使學生了解西門子數控系統的發展歷呈。使學生了解西門子數控系統不同系列的性能特點及應用。使學生熟悉西門子數控系統、伺B驅動系統之間的對應關系。教學重點教學難點（帶為難點）西門子數控系統的組咸西門

55、子數控系統不同系列的性能特點及應用。西門子數控系統、伺服驅動系統之間的對應關系。教學方去教學手段講授西門子數控系統的一般組成。.根據西門子數控系統的發展歷程引出西門子數控系統不同系列的性能特點及其在數控機床中的應用。3講授西門子數控系統、伺服驅動系統及可編程控制器之間的對應關系。.借助于多媒體課件、數控系統綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的認識。學時安排1西門子數控系統的一般組成、西門子數控系統的發展歷程約分鐘；2西門子數控系統不同系列的性能特點及其在數控機床中的應用約分鐘；3西門子數控系統、伺服驅動系統及可編程控制器之間的對應關系約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課

56、外作業作業六：簡述西門子數控系統的區別。檢查方法隨堂提問，按效果計平時成績。備注項目五西門子數控系統單元一西門子數控系統概述一、西門子數控系統組成總線單元、伺服驅西門子數控系統主要包括：控制及顯示單元、輸入輸出單元（P、總線單元、伺服驅動單元、伺服電機等部分。二、西門子數控系統的發展歷程兩個系統具有帶有步進驅動系統,兩個系統具有帶有步進驅動系統,帶有伺服驅動系統它采系統專門為低端數控機床市場而開發的經濟型控制系統。同樣的顯示器，操作面板，數控功能，編程方法等，所不同的只是控制步進電機，可帶個步進驅動軸及一個土模擬伺服主軸；用傳統的模擬伺服土接口最多可帶個伺服驅動軸及一個伺服主軸。系統該系統屬于

57、中低檔系統，其特點是：全數字驅動，中文系統，結構簡單通過連接系統面板、模塊和伺服驅動系統，調試方便。具有免維護性能的核心部件控制面板單元（）具有、人機界面和通訊等功能，集成的硬件可使用戶非常容易地將控制系統安裝在機床上。系統是幾乎同時推出的，具有非常高的系統一致性，顯示操作面板、機床操作面板、輸入輸出模塊、編程語言、數控系統操作、工件程序編程、參數設定、診斷、伺服驅動等許多部件均相同。是的和驅動控制集成型，軟件選件的基本包含了的全部功能。采用現場總線結構西門子個基于的控制概念。是的和驅動控制集成型，軟件選件的基本包含了的全部功能。采用現場總線結構西門子個基于的控制概念。4系統系統一直雄居世界數

58、控系統水平之首，內裝功能強大的模擬式或數字式交流驅動系統，適合于高復雜度的數控機床。三、西門子交流驅動系統系統，全集成的系統沒有驅動接口,數控系統提供了一3可以控制:模擬式伺服，配合系列進給驅動電機和主軸電機可控制主軸,進給軸，及普通異步電機。:數字式伺服，配合系列進給驅動電機和主軸電機，可控制主軸,進給軸等，只能配合、數控系統。:通用型伺服，可接收模擬信號或數字信號（）可以進行位置控制、速度控制及轉矩控制。配合和電機，是理想的驅動系統解決方案之一。:通用型伺服，通過接連，其余同。教師姓名張愛紅授課形式講授授課時數授課日期年月日周授課班級授課頁目及單元名稱項目六數控系統單元一數數控系統概述教學

59、目標.使學生了解數控系統的發展概況。使學生了解數控系統的特點。.使學生了解數控系統不同系列的結構與功能。教學重點教學難點（帶為難點）數控系統的發展概況。數控系統的特點。數控系統不同系列的結構與功能。教學方去教學手段講授數控系統勺發展概況、特點。根據數控系統的發展概況引入到不同系列（舉例說明：u5，c等）系統的結構與功能。.借助于多媒體課件、數控系統綜合實驗臺，提高學生學習的興趣，加深對所學內容的認識。學時安排數控系統的發展概況、特點約分鐘；數控系統不同系列的結構與功能等約分鐘；3回顧與總結約分鐘。教學條件多媒體課件、數控系統綜合實驗臺課外作業查閱、收集數控系統相關資料資料。檢查方法隨堂提問，按

60、效果計平時成績。備注項目六數控系統單元一數控系統概述一、數控系統的發展概況日本公司自年代末期生產數控系統以來，已開發出多種系列的數控系統。年代，公司較有代表性的系統是和系列。年代，其主要產品有和系列。目前，以與、最為常見。二、數控系統的特點系統在設計中大量采用模塊化結構。具有很強的抵抗惡劣環境影響的能力。有較完善的保護措施。系統所配置的系統軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。提供大量豐富的信號和功能指令。具有很強的功能。提供豐富的維修報警和診斷功能。三、數控系統不同系列的結構與功能系統與等系統的結構相似，均為模塊化結構。其集成度較系統的集成度更高，因此控制單元的體積更小，便于安裝排布。采用全