机床数控系统
教 案
（64学时、2007版）
主讲教师: 张爱红
无锡职业技术学院
无锡职业技术学院 数控教研室
无 锡 职 业 技 术 学 院
教 案
教 师 姓 名 授 课 日 期 授课项目及 单元名称 张爱红 授课形式 年 月 日 周 项目一 数控系统概述 单元一 数控系统的基本概念 讲授 授课班级 授课时数 2 教学目标 1．使学生了解本门课程的性质、任务与作用，明确课程学习的目标、要求，激发学生学习本课程的兴趣。 2．使学生了解数控系统的基本概念、数控系统的组成及主要工作过程，融职业素质教育于课堂教学中。 教学重点 教学难点 （带*为难点） 1．本课程的性质、任务、作用，学习的方法。 2．数控系统组成及各部分功能。 3．数控概念的建立。 *4.数控系统的主要工作过程。 1．讲述数控相关的基本概念、数控系统组成及各部分功能，以及数控系统的主要工作过程。 2．通过讲授数控系统的一般组成引入到计算机数控系统的组成，并通过Fanuc 0i-TC数控系统的组成进行案例式教学。 3．借助于多媒体课件，数控系统综合实验台，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。 1．本课程的性质、任务、作用，学习方法约10分钟； 2．数控相关的基本概念、数控系统组成及各部分功能约60分钟； 3．数控系统的主要工作过程约20分钟。 多媒体课件、数控系统综合实验台 查阅、收集数控系统资料 随堂提问，按效果计平时成绩。 教学方法 教学手段 学时安排 教学条件 课外作业 检查方法 备注 无锡职业技术学院 数控教研室
授课主要内容
项目一 数控系统概述 单元一 数控系统的基本概念 一、课程性质、任务、作用，学习方法 二、数控系统的基本概念 1.数控：数字控制的简称。 2.数控系统：用数字控制技术实现的自动控制系统。 3.数控机床：数控系统与机床本体的结合体。 三、数控系统的组成 1.数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、驱动装置、机床电器逻辑控制装置四部组成，机床本体为被控对象。 2.计算机数控系统的组成 1）采用计算机数控装置的数控系统称为CNC。 2）现代数控系统的开关量控制采用PLC。 3) Fanuc 0i-C数控系统的主要部件:数控装置（显示器、数控键盘）、操作面板、伺服放大器、伺服电机、I/O单元等。 3.Fanuc 0i-C数控系统的部件连接： 经FANUC 串行伺服总线FSSB，用一条光缆与多个进给伺服放大器（αi 系列）相连。进给伺服电动机使用αis 系列。最多可接4 个进给轴电机。 伺服电动机上装有脉冲编码器，标配为1,000,000 脉冲/转。编码器既用做速度反馈，又用作位置反馈。系统支持半闭环控制和使用直线尺的全闭环控制。检测器的接口有并行口（A/B 相脉冲）和串行口两种。位置检测器可用增量式或绝对式。 四、数控系统的主要工作过程 程序输入→加工信息预处理（译码、刀补计算、坐标变换等） →轨迹插补、位置控制、开关量控制以及机床的状态监控。
无锡职业技术学院 数控教研室
无 锡 职 业 技 术 学 院
教 案
教 师 姓 名 授 课 日 期 授课项目及 单元名称 张爱红 授课形式 年 月 日 周 项目一 数控系统概述 单元二 数控系统的分类 讲授 授课班级 授课时数 2 教学目标 1．使学生了解数控系统三种不同分类方法。 2．使学生熟悉轮廓控制数控系统的特点与分类（按联动坐标轴数）。 3．使学生理解开环、闭环及半闭环伺服系统的区别。 4．使学生了解不同功能水平数控系统的特点及应用。 教学重点 教学难点 （带*为难点） 1．轮廓控制数控系统的特点与分类。 *2.开环、闭环及半闭环伺服系统的区别。 3．全功能数控系统的特点及应用。 教学方法 教学手段 1．根据数控系统不同的分类方法，讲述数控系统的特点及应用。 2．通过讲授轮廓控制数控系统的应用引入到坐标轴联动控制，并通过四轴联动数控铣床（XK5032）的数控改造进行案例式教学。 3．根据开环、闭环及半闭环伺服系统的异同，进行对比教学。 4．借助于多媒体课件，数控系统综合实验台，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。 1．按被控机床的运动轨迹分类约30分钟； 2．按伺服系统分类约40分钟； 3．按数控系统功能水平分类约20分钟。 多媒体课件、数控机床 作业一：简述开环、半闭环、闭环数控系统的区别。 随堂提问，按效果计平时成绩。 学时安排 教学条件 课外作业 检查方法 备注 无锡职业技术学院 数控教研室
授课主要内容 项目一 数控系统概述 单元二 数控系统的分类 一、按被控机床的运动轨迹分类 1.点位控制数控系统: 控制工具相对工件从某一加工点移到另一个加工点之间的精确坐标位置,这一类系统的设备有数控钻床、数控坐标镗床和数控冲床等。 2.直线控制数控系统：不仅要控制点与点的精确位置，还要控制两点之间的工具移动轨迹是一条直线，此类控制方式的设备主要有简易数控车床、数控镗铣床等。 3.轮廓控制数控系统：这类系统能够对两个或两个以上坐标方向进行严格控制，采用此类控制方式的设备有数控车床、铣床、加工中心、电加工机床和特种加工机床等。 二、按伺服系统分类 1.开环控制数控系统：这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件，被广泛应用于经济型数控系统中。 2.半闭环控制数控系统：位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，调试方便，可以获得比较稳定的控制特性。参见下图： 3.全闭环控制数控系统：位置检测装置安装在机床工作台上，调试时，其系统稳定状态很难达到。 三、按数控系统功能水平分类 1.经济型数控系统：又称简易数控系统，通常仅能满足一般精度要求的加工，能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件，采用的微机系统为单板机或单片机系统，如：经济型数控线切割机床，数控钻床，数控车床，数控铣床及数控磨床等。 2.普及型数控系统：通常称之为全功能数控系统，这类数控系统功能较多，但不追求过多，以实用为准。 3.高档型数控系统：指加工复杂形状工件的多轴控制数控系统，且其工序集中、自动化程度高、功能强、具有高度柔性。用于具有5轴以上的数控铣床，大、中型数控机床、五面加工中心，车削中心和柔性加工单元等。 无锡职业技术学院 数控教研室