数控原理与控制系统教学实施大纲cyj

《数控原理与系统》课程教学大纲课程类型:职业能力基础课程适用专业: 数控技术、模具制造总学时：68学分：4一、课程性质与任务（一）课程的性质《数控原理与系统》是我院数控技术及模具制造专业的学生学习和掌握数控原理的基本理论、基本知识与技能的专业课。

（二）课程的任务本课程在高职数控技术及模具制造专业人才培养计划中是主要课程。

该课程侧重数控原理理论知识的掌握，为后续专业核心课程及参加数控大赛奠定理论基础。

二、课程总体目标和要求（一）了解数控技术发展的新技术。

（二）掌握数控机床的组成及工作原理。

（三）熟练掌握CNC装置、伺服系统、检测装置等的工作原理。

（四）掌握典型数控系统的连接。

三、课程教学安排及与其它课程关系本课程在专业人才培养方案中安排在第3学期，共计68学时，其中实践部分折合12学时。

本课程必要的先修课程是《电工基础》、《电子技术》课程，其后续专业课程是《数控加工工艺》、《数控机床结构》、《数控故障诊断与维护》以及《数控编程与操作》等。

四、课程学习情境、具体要求、教学方法及学时五、课程实践条件要求课程开设所需主要教学仪器、设备：六、考核方式及成绩评定标准（一）考核方式过程考核与期末考核相结合（二）成绩评定标准。

前六个学习情境，在每个学习情境结束后进行理论测试；第七个学习情境为技能训练测试；理论测试每次7分，技能测试8分，过程考核共50分。

期末考核占50分。

七、使用教材及参考书（一）主教材数控原理与系统.王爱玲.机械工业出版社，2006年4月第1版.（二）参考书（一）数控原理与系统.蒋丽.国防工业出版社，2008.（二）数控原理与系统.张伟中，姜晓强，徐安林.人民邮电出版社，2012.八、大纲说明：制订人：审定人：制订日期：2012年9月。

数控原理与数控系统课程标准课程名称：数控原理与系统适用专业：数控技术专业1.课程定位和设计思路1.1课程定位本课程是数控技术专业的一门必修主干核心课程，不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。

课程以数控机床为研究对象，研究数字控制系统的工作原理、组成部分及其在数控机床上的应用。

通过本课程的学习应使学生掌握数字控制技术的基本原理和方法，学会数字控制的基本设计或选用一般机械装置的数控系统，并培养学生正确使用数控设备的能力。

本课程在高职数控专门人才的培养中具有重要的地位和作用。

1.2设计思路本课程以培养学生的数控技术的综合应用能力为总目标。

坚持以高职教育培养目标为依据，基于本课程在机电类专业知识、能力构筑中的位置及这门技术的特点，体现“以必需、够用为度”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，充分注意“教、学、做”三结合。

学习过程符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。

把创新素质的培养贯穿于教学中。

采用行之有效的教学方法，注重发展学生思维、应用能力。

强调以学生发展为中心，帮助学生学会学习。

在学习中，注意与相关的专业技术“接口”。

理论教学中除了课堂教学外还可以在现场进行教学，这可增加学生对数控机床机构的感性认识。

实践教学以实验形式开展。

通过教学体现：（1）通过对数控系统基本概念、微机数控系统的硬软件构成的学习，了解数控系统的主要工作过程，为后续学习建立感性认知。

（2）以加工程序具体流程为主线，学习加工程序的输入方法；数控加工程序的译码与诊断、软件实现；刀具补偿原理，刀具长度补偿、半径补偿；数控加工程序、进给速度预处理等知识。

（3）数控插补原理算法是数控系统的核心，通过对脉冲增量插补算法、数据采样插补算法、逐点比较法插补原理、数字积分法插补原理、数据采样插补原理的学习，让学生掌握数控加工编程指令是如何通过计算机系统转化为实际运动指令的过程。

（4）学习开环驱动系统、开环驱动系统的工作原理、步进电动机及其性能指标、脉冲驱动电源、脉冲分配与速度控制、传动间隙及传动误差、开环数控系统软件、开环数控系统软件的内容、开环数控系统软件的速度控制、步进电动机环行分配程序、步进电动机自动升降速程序、传动间隙及传动误差软件补偿程序等知识，使学生掌握开环伺服执行机构的基本原理。

《机床数控原理与系统》教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务本课程是数控技术应用与数控设备维修专业的主干必修课程。

本课程任务是使学生熟悉数控机床控制系统的组成、各组成部分的功能及数控机床工作原理。

通过对数控原理和典型数控系统的分析和介绍，使学生掌握数控装置、伺服系统、检测装置、可编程控制器在数控机床上的功能和应用，并掌握这些部件与机床本体配接的知识。

学完本课程，学生应具有初步分析现场生产问题、进行数控机床简单设计、进行数控机床调试和维修的能力。

三、课程教学内容与要求备注：以下涉及的章节与特定教材无关，仅表示知识顺序。

第一章数控机床控制技术概述（General description ）第二章计算机数控装置(CNC controls)第三章位置检测装置(Position detectors)第四章驱动电机与驱动装置(Motors and drives)第五章数控机床伺服系统(Servo systems)第六章数控系统的组成及典型数控系统介绍(Typical CNC controls)第七章辅助功能与PLC(PLCs in the CNC machine)第九章数控机床控制技术应用实例(Examples of CNC application)四、课内实践教学要求课内实践教学项目及学时分配五、教学时数分配“机床数控原理与系统”课程学时分配表六、本课程与其它课程的联系“机床数控原理与系统”课程内容体系结构由两门先修课程“数控机床操作与编程” 、“ 机床电气控制与PLC” 、一门主干课程“机床数控原理与系统”、一门辅助课程“数控技术专业英语”和一门后续课程“数控机床故障诊断与维护”组成，按数控技术应用和数控设备维修两个专业方向在不同学期开设。

七、教学法建议•建议改过去“教师填鸭式”的教学为“教师指导式”的教学。

可采用学生自学老师提问、学生上讲台或黑板讲解或答题等方式，鼓励学生各抒己见，时刻注意学生的反应，避免满堂灌，增加师生互动。

一、教案基本信息教案名称：《数控原理与系统》授课教案授课对象：数控技术专业学生课时安排：共24课时教学目标：1. 了解数控技术的基本概念、发展历程和应用领域。

2. 掌握数控系统的组成、工作原理和各部分功能。

3. 熟悉数控编程的基本方法和技术要求。

4. 学会使用数控机床进行加工操作。

二、教学内容与课时分配第一章：数控技术概述1. 数控技术的概念与发展历程（2课时）2. 数控技术的应用领域（2课时）第二章：数控系统组成及工作原理1. 数控系统的组成（2课时）2. 数控系统的工作原理（2课时）第三章：数控编程基础1. 数控编程的基本方法（2课时）2. 数控编程的技术要求（2课时）第四章：数控机床及其操作1. 数控机床的组成及特点（2课时）2. 数控机床的操作方法（2课时）第五章：数控加工工艺及编程实例1. 数控加工工艺（2课时）2. 数控编程实例（2课时）三、教学方法与手段1. 讲授：讲解数控技术的基本概念、原理和编程方法。

2. 演示：通过实物或课件展示数控机床的工作原理和操作过程。

3. 实践：安排学生动手操作数控机床，加深对数控技术的理解和掌握。

4. 讨论：组织学生针对实际案例进行分析讨论，提高解决问题的能力。

四、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况，占总成绩的30%。

2. 实践操作考核：评估学生在数控机床操作过程中的技能水平，占总成绩的30%。

3. 期末考试：考查学生对数控技术的综合掌握程度，占总成绩的40%。

五、教学资源1. 教材：《数控原理与系统》及相关辅助教材。

2. 课件：制作精美的课件，辅助讲解和展示。

3. 数控机床：提供实习机会，让学生动手操作。

4. 网络资源：利用网络查找相关资料，拓宽知识面。

六、教学内容与课时分配第六章：数控系统硬件与软件1. 数控系统硬件组成及功能（2课时）2. 数控系统软件及其作用（2课时）第七章：数控系统故障诊断与维修1. 数控系统常见故障类型及诊断方法（2课时）2. 数控系统维修技巧与注意事项（2课时）第八章：数控技术应用案例分析1. 数控车床应用案例（2课时）2. 数控铣床应用案例（2课时）第九章：先进数控技术与发展趋势1. 现代数控技术的发展趋势（2课时）2. 先进数控技术的应用案例（2课时）2. 数控技术拓展学习资源与推荐（2课时）七、教学方法与手段1. 讲授：讲解数控系统硬件软件组成、故障诊断与维修方法。

数控技术教学大纲第一部分：引言
介绍数控技术的背景和重要性
引出本教学大纲的目的和意义
第二部分：课程概述
说明数控技术的定义和基本原理
介绍数控技术在制造业中的应用领域
第三部分：教学目标
提出培养学生的目标和技能
突出数控技术对学生专业发展的重要性
第四部分：课程内容
介绍数控技术的主要内容和课程安排
列示各个阶段的具体学习内容和任务
第五部分：教学方法与手段
阐述教学方法的选择和使用原则
探讨数控技术实验室的建设和教学设备的运用第六部分：教学评价与考核
提供学生评估的标准和方式
介绍期中、期末考试的内容和形式
第七部分：教材与参考书目
推荐本课程所需教材的名称和出版社列举数控技术领域的重要参考书目
第八部分：教学资源与条件
说明教学资源的需求和条件
提供实验室设备、材料和软件的要求第九部分：课程表和时间安排
给出整个课程的时间安排表
列举每个教学模块的所需课时
第十部分：教师信息与联系方式
提供教师的基本信息和教学经验
提供教师的联系方式以便学生咨询
结语
总结本教学大纲的主要内容和要点
鼓励学生积极参与数控技术学习的过程
注意:上述数字是按照提供的题目要求而设定的，实际情况下根据具体需要进行调整。

《数控原理及系统》课程教学大纲课程中文名称：数控技术课程英文名称：CNC Principle and System课程编号：ZF16308课程性质：专业方向课学时：（总学时36，理论课学时36）学分：2适用对象：机械电子工程专业先修课程：金工实习、机械制图、机械设计、机械制造技术基础、液压与气动传动、电工电子学、微机原理、自动控制、测试技术等课程简介：《数控技术》是机械设计制造机器自动化专业的一门专业核心课程。

随着数控机床在机械制造行业中的推广和普及，数控技术越来越显示出其重要性。

为了适应学科技术的高速发展，作为机械类的学生来说，应该掌握数控技术在机械制造行业应用中的一些基本知识和技能，以便将来走上工作岗位能适应现代机械学科技术发展的需要。

通过本课程的学习，培养学生在数控编程、数控原理、数控机床机械结构以及数控新技术的发展等方面的专业知识，在理论与实践相结合的基础上，使得学生一方面具备较为全面的专业知识和扎实的理论知识，另一方面具备一定的实际操作能力，为今后参加实际工作打下了坚实的基础。

一、教学目标及任务教学目标：数控技术是现代机械制造类专业新兴的专业核心课，在教学过程中综合应用机、电、控制及计算机知识，结合各种实践教学环节，进行数控装备机电控制的基本训练，为学生从事机电控制系统和现代先进制造技术工作打下基础，因此“数控技术”课在教学计划中占有重要的地位和作用。

本课程的教学目标如下：（1）使学生了解数控系统的组成、功能、类型、应用场合、特点及其作用。

（2）掌握手工编制数控加工程序的基本原理和方法，了解数控语言编程、图形编程的过程及方法。

（3）掌握数控插补原理。

（4）了解计算机数控装置的基本概念、特点及硬、软件结构。

（5）掌握数控机床伺服机构和位置检测装置的工作原理。

（5）了解数控装置的作用、数控装置的输入/输出接口及PLC控制。

（7）了解数控机床的机械结构。

教学任务：数控技术是一门机械工程学科中机电控制及机电结合的专业核心课。

数控原理与系统教学设计前言数控技术作为一种集机械、电子、信息、计算机等多学科技术于一体的高科技技术，在现代制造业中有着广泛的应用。

因此，在高等职业技术学校中，数控原理与系统是一门必修课程，为学生提供应用数控技术进行机械制造的基本理论和技能。

在该课程的教学设计中，需要充分考虑学生的基础和实际操作能力，以及与时俱进地更新内容和方法。

教学目标该课程的教学目标是使学生掌握数控加工的原理与方法，了解数控加工系统的构成与工作原理，熟悉数控编程与操作技能，并培养学生对数控技术的应用能力和创新能力。

具体地说，学生应该能够：•了解数控加工在现代制造业中的应用•掌握数控加工系统的构成与工作原理•熟悉数控编程和操作技能•能够设计并加工简单的数控加工零件•培养对数控技术的应用能力和创新能力课程内容第一章数控基础知识本章主要介绍数控技术的概念、历史及发展趋势，以及数控加工的基本原理。

第二章数控机床本章主要介绍各种数控机床的构成及性能特点，以及数控机床的主要参数和技术指标。

第三章数控系统本章主要介绍数控系统的组成、功能、性能指标及系统的分类。

重点讲述控制系统、伺服系统和操作系统的功能和特点。

第四章数控编程本章介绍数控编程的基本原理、编程格式、编程语言和程序的调试方法，以及CAD/CAM集成系统的应用。

第五章数控加工工艺本章介绍数控加工工艺的设计、加工工艺参数的计算，以及针对不同形状、不同材料的零件加工工艺分析。

第六章数控加工实践本章通过实验教学和课程设计，实现数控机床的编程和操作，加工出具有实用功能的零件，从而提高学生的实际操作能力和创新能力。

教学方法针对不同章节，采用不同的教学方法，主要分为理论教学、实践教学和课程设计。

理论教学采用讲解、演示、讨论等方式，帮助学生掌握理论知识和基本概念，培养学生的思维能力和分析能力。

实践教学采用实验教学、模拟教学、现场考察等方式，让学生亲身实践和操作，掌握数控机床的编程和操作技能，培养学生的实际操作能力和创新能力。

《数控原理与系统》授课教案第一章：数控技术概述1.1 课程介绍解释数控技术的定义和基本概念强调数控技术在制造业中的应用和重要性1.2 数控系统的组成与工作原理介绍数控系统的各个组成部分及其功能解释数控系统的工作原理和操作流程1.3 数控编程基础介绍数控编程的基本概念和常用指令讲解数控编程的格式和编程方法1.4 数控加工工艺介绍数控加工的基本工艺和特点探讨数控加工的适用范围和优势第二章：数控机床与数控系统2.1 数控机床的分类与结构解释数控机床的分类和特点介绍数控机床的主要结构和部件2.2 数控系统的硬件与软件讲解数控系统的硬件组成及其功能介绍数控系统的软件配置和编程系统2.3 CNC装置及其功能解释CNC装置的定义和作用探讨CNC装置的主要功能和性能指标2.4 数控系统的故障诊断与维修介绍数控系统故障诊断的方法和步骤讲解数控系统故障排除和维修技巧第三章：数控编程与操作3.1 数控编程的基本方法讲解数控编程的基本方法和步骤探讨数控编程中的坐标系和运动指令3.2 数控加工工艺参数的选择介绍数控加工工艺参数的选取方法和原则强调工艺参数对加工质量和效率的影响3.3 数控机床的操作与维护讲解数控机床的操作步骤和注意事项介绍数控机床的维护保养方法和技巧3.4 数控加工实例分析提供数控加工实例，分析其编程和操作过程讨论加工实例中的问题和解决方案第四章：数控系统的维修与调试4.1 数控系统的维修与故障诊断介绍数控系统维修的重要性和目的讲解数控系统故障诊断的方法和技巧4.2 数控系统的调试与优化解释数控系统调试的意义和目的探讨数控系统调试的方法和优化技巧4.3 数控系统的硬件故障维修讲解数控系统硬件故障的常见原因和维修方法强调硬件维修中的安全注意事项4.4 数控系统的软件故障排除介绍数控系统软件故障的常见原因和排除方法探讨软件故障排除的技巧和经验第五章：数控技术的发展与应用5.1 数控技术的历史与发展趋势回顾数控技术的发展历程和重要事件探讨数控技术的发展趋势和未来展望5.2 数控系统的应用领域介绍数控技术在制造业中的应用领域和实例强调数控技术对产业升级和智能制造的贡献5.3 数控技术的创新与研究讲解数控技术在科研和创新中的重要作用探讨数控技术的创新研究方向和技术挑战5.4 数控技术的产业化与市场需求分析数控技术的产业化进程和市场现状预测数控技术产业的发展前景和市场需求第六章：计算机数控（CNC）系统6.1 CNC系统的基本原理解释CNC系统的工作原理和核心功能探讨CNC系统与传统机床的区别6.2 CNC系统的硬件结构介绍CNC系统硬件的主要组成部分，如控制单元、驱动单元、检测单元等讲解各部分硬件的功能和相互之间的关系6.3 CNC系统的软件结构阐述CNC系统软件的组成和作用介绍常见的CNC系统软件及其特点6.4 CNC系统的参数设置与优化讲解CNC系统参数设置的方法和注意事项探讨CNC系统参数优化技巧及其对加工质量的影响第七章：数控编程语言与功能指令7.1 数控编程语言概述介绍数控编程语言的分类和特点解释数控编程语言的作用和重要性7.2 常用数控编程指令讲解数控编程中的常用指令及其功能探讨指令的使用方法和注意事项7.3 用户宏程序与子程序介绍用户宏程序和子程序的概念及其应用讲解宏程序和子程序的编写方法和调用方式7.4 数控编程实例解析提供典型数控编程实例，分析其编程思路和技巧讨论实例中的问题及其解决方法第八章：数控加工工艺与刀具选择8.1 数控加工工艺基础介绍数控加工工艺的概念和特点解释数控加工工艺的作用和重要性8.2 数控加工工艺参数选择讲解数控加工工艺参数的选择方法和原则强调工艺参数对加工质量、效率和成本的影响8.3 刀具选择与补偿介绍刀具选择的原则和注意事项讲解刀具补偿的概念和作用8.4 典型数控加工工艺分析分析典型数控加工工艺的特点和应用场景讨论加工工艺在实际生产中的应用经验第九章：数控仿真与编程软件9.1 数控仿真软件概述介绍数控仿真软件的功能和作用解释数控仿真软件在数控编程与培训中的应用价值9.2 常用数控仿真软件及其特点讲解常用数控仿真软件的界面、功能和操作方法探讨各软件的优势和适用场景9.3 数控编程软件与后处理介绍数控编程软件的功能和作用讲解后处理的概念及其在数控编程中的应用9.4 数控仿真与实际加工对比分析分析数控仿真与实际加工的差异及其原因探讨如何提高数控仿真与实际加工的吻合度第十章：数控技术的创新与应用案例10.1 数控技术在航空航天领域的应用介绍数控技术在航空航天制造中的应用案例强调数控技术在航空航天领域的重要作用10.2 数控技术在汽车制造业的应用讲解数控技术在汽车制造中的应用案例和优势探讨数控技术在汽车制造业的发展趋势10.3 数控技术在模具制造业的应用介绍数控技术在模具制造中的应用案例解释数控技术对模具制造业的影响和改变10.4 数控技术在能源行业的应用探讨数控技术在能源行业（如风力发电、石油化工等）的应用案例分析数控技术在能源行业中的重要作用和前景第十一章：数控系统的现代发展趋势11.1 精密加工与微细加工探讨数控技术在精密加工与微细加工领域的发展趋势分析精密加工与微细加工技术在现代制造业中的应用11.2 高速数控加工技术介绍高速数控加工技术的概念及其重要性讲解高速数控加工技术的关键技术和应用案例11.3 智能数控系统与解释智能数控系统的定义和特点探讨在数控系统中的应用和发展趋势11.4 网络化数控与远程加工讲解网络化数控技术的概念和应用探讨远程加工技术的原理和实际应用案例第十二章：数控系统的安全操作与维护12.1 数控系统的安全操作规程讲解数控系统的安全操作规程和注意事项强调操作人员应具备的安全意识和技能12.2 数控系统的日常维护与保养介绍数控系统的日常维护保养内容和方法讲解维护保养对数控系统性能和寿命的影响12.3 数控系统的故障预防与处理探讨数控系统故障的预防措施和处理方法讲解故障处理的一般步骤和注意事项12.4 数控系统的安全管理与培训解释数控系统安全管理的重要性探讨数控系统培训的内容和方式，以及培训效果的评估第十三章：数控技术在教育与培训中的应用13.1 数控技术教育的目标与内容讲解数控技术教育的目标及其在现代教育中的重要性介绍数控技术教育的主要内容和教学方法13.2 数控技术培训与认证解释数控技术培训的作用和重要性介绍数控技术培训的类型、方法和认证体系13.3 数控技术教育与实际应用的结合探讨数控技术教育与实际应用之间的联系和差距讲解如何提高数控技术教育与实际应用的结合程度13.4 数控技术教育的发展趋势与挑战分析数控技术教育的发展趋势及其面临的挑战探讨数控技术教育的发展策略和应对措施第十四章：数控技术在国内外的发展现状与展望14.1 数控技术在国外的发晨现状分析国外数控技术的发展现状及其优势介绍国外数控技术的主要发展国家和研究机构14.2 数控技术在我国的发展现状分析我国数控技术的发展现状及其特点介绍我国数控技术的主要发展地区和龙头企业14.3 数控技术的发展展望探讨数控技术在未来制造业发展中的重要作用讲解数控技术的发展趋势和潜在应用领域14.4 我国数控技术发展的政策与措施分析我国政府对数控技术发展的支持政策和措施介绍我国数控技术发展的重要计划和项目第十五章：综合实践与案例分析15.1 数控技术综合实践项目提供一个或多个数控技术综合实践项目，让学生动手操作强调实践项目的设计原则和实施方法15.2 数控技术案例分析与讨论提供典型数控技术应用案例，进行案例分析与讨论强调案例分析对理解和掌握数控技术的重要性15.3 数控技术实践与创新的结合探讨数控技术实践与创新的联系和相互作用讲解如何将实践经验转化为技术创新和实际应用15.4 数控技术发展的机遇与挑战分析数控技术发展面临的机遇与挑战探讨数控技术发展方向和策略，以应对未来的挑战重点和难点解析1. 数控技术的基本概念、组成、工作原理和应用领域2. 数控编程的基本方法、格式和编程技巧3. 数控系统的硬件结构、软件结构和功能指令4. 数控机床的分类、结构和主要部件5. CNC装置的功能、性能指标和故障诊断与维修6. 计算机数控（CNC）系统的基本原理、硬件结构和软件结构7. CNC系统的参数设置与优化方法8. 数控加工工艺参数的选择、刀具选择与补偿9. 数控仿真与编程软件的功能、操作方法和应用价值10. 数控技术的创新与应用案例，包括航空航天、汽车制造、模具制造和能源行业等领域11. 数控系统的现代发展趋势，如精密加工、高速数控加工、智能数控系统和网络化数控等12. 数控系统的安全操作与维护，包括操作规程、日常维护保养、故障预防与处理以及安全管理与培训13. 数控技术在教育与培训中的应用，包括教育目标、培训类型、认证体系以及实践与创新的结合14. 数控技术在国内外的发展现状与展望，包括国外数控技术发展现状、我国数控技术发展现状和发展趋势、政策与措施等15. 数控技术综合实践项目、案例分析与讨论以及实践与创新的结合。

数控技术-原理及现代控制系统课程设计一、引言数控技术已经成为现代机械制造业的灵魂。

从最早的数控铣床、数控车床，到现在的高速铣床和五轴加工中心，数控技术不断发展和完善。

在这样的背景下，掌握数控技术的原理及现代控制系统是非常重要的。

二、数控技术的概述数控技术是一种在数码计算机控制下进行机械加工的工艺技术。

其主要特点是通过控制系统使机床在预定的轨迹下进行运动，并实现零件的加工，其误差控制精度高，加工效率高等特点。

三、数控机床的结构数控机床的结构主要是由主轴、伺服系统、控制系统、位移系统等构成。

其中，主轴是机床最核心的部件，主要负责旋转加工。

伺服系统起到控制电机旋转的作用，控制系统则是决定伺服系统输出什么样的控制信号，使得主轴运转。

位移系统用来控制加工物体在床台上的移动。

四、数控技术的原理数控技术的原理主要是基于数学算法和计算机控制。

首先，需要建立零件的CAD模型，然后通过CAM软件进行加工工艺规划和NC数据编制，NC程序通过计算机与数控装置交互，将运动轨迹和加工参数输入到数控装置。

数控装置根据输入的控制指令，控制伺服电机的转速和主轴的旋转角度，使得机床按照预定路径进行加工。

五、数控系统的分类数控系统按照功能的不同可以分为三类：点位控制系统、直线控制系统和编程控制系统。

点位控制系统是最简单的数控系统，控制对象是机床的每个坐标点，可以用来控制单轴运动。

直线控制系统可以实现机床在某个直线方向上的运动。

编程控制系统是最为常用的数控系统，它针对不同的零件几何形状和轮廓生成特定的控制指令，从而一次设置就可以控制加工全部零件。

六、基于LinuxCNC的数控系统设计LinuxCNC是一种功能强大的开源数控系统软件，相比于其他数控系统，它提供了更高的灵活性和定制化功能。

具有高性能、可扩展、灵活的特点。

不同于传统的、封闭的数控系统，LinuxCNC采用了模块化的组件，用户可根据需求自由改变和搭建。

七、数控机床的操作数控机床的操作流程比传统机床更加复杂，需要进行CAD/CAE/CAM机制，并编写程序进行调试和改进。

《数控原理与系统》授课教案第一章：数控技术概述1.1 课程介绍解释数控技术的定义强调数控技术在现代制造业中的重要性1.2 数控系统的组成介绍数控系统的各个组成部分及其功能解释数控机床与传统机床的区别1.3 数控技术的发展历程简述数控技术的发展历程强调我国在数控技术领域的发展现状和展望第二章：数控编程基础2.1 数控编程概述解释数控编程的概念和目的介绍数控编程的基本方法2.2 数控编程的基本指令详细讲解数控编程中的基本指令及其功能通过实例演示基本指令的应用2.3 数控编程的工艺分析介绍数控编程工艺分析的方法和步骤强调工艺分析在数控编程中的重要性第三章：数控系统的硬件与软件3.1 数控系统的硬件组成详细讲解数控系统硬件组成及其功能强调硬件设备在数控系统中的作用3.2 数控系统的软件组成介绍数控系统软件的分类及其功能解释数控系统软件在数控加工过程中的作用3.3 数控系统硬件与软件的协同工作讲解数控系统硬件与软件之间的协同工作原理强调硬件与软件协同工作在数控加工中的重要性第四章：数控机床的维护与故障诊断4.1 数控机床的维护介绍数控机床维护的基本内容和注意事项强调维护工作在确保数控机床正常运行中的重要性4.2 数控机床故障诊断与排除讲解数控机床故障诊断的基本方法介绍常见的数控机床故障及其排除方法4.3 数控机床的安全操作与保护强调数控机床安全操作的重要性讲解数控机床安全操作的注意事项和保护措施第五章：数控技术的应用与发展趋势5.1 数控技术在制造业中的应用讲解数控技术在制造业中的应用领域及优势强调数控技术在提高生产效率和产品质量中的作用5.2 数控技术的发展趋势分析数控技术的发展趋势探讨数控技术在未来的应用前景5.3 我国数控技术的发展战略讲解我国数控技术发展的重要性和目标探讨我国数控技术发展的政策措施和建议第六章：数控系统的信号处理与控制策略6.1 数控系统的信号处理介绍数控系统中信号的处理过程和方法强调信号处理在数控系统中的重要性6.2 数控系统的控制策略讲解数控系统中的控制策略及其作用探讨不同控制策略在数控系统中的应用和优缺点6.3 PLC在数控系统中的应用介绍PLC在数控系统中的作用和重要性讲解PLC编程和调试的基本方法第七章：数控系统的故障分析与维修7.1 数控系统的故障类型及原因分析数控系统故障的类型及其原因强调故障预防和故障处理的重要性7.2 数控系统的故障诊断与排除方法讲解数控系统故障诊断的基本方法介绍常见的数控系统故障及其排除方法7.3 数控系统的维修与保养强调数控系统维修和保养的重要性讲解数控系统的维修保养方法和注意事项第八章：数控系统的网络通信与集成8.1 数控系统的网络通信技术介绍数控系统网络通信的原理和关键技术强调网络通信在数控系统中的应用和重要性8.2 数控系统的集成技术讲解数控系统集成技术的原理和方法探讨数控系统集成技术在提高生产效率和产品质量中的作用8.3 数控系统与其他系统的集成探讨数控系统与其他系统（如CAD/CAM、ERP等）的集成方法和应用强调系统集成在现代制造业中的重要性第九章：数控技术在特定领域的应用9.1 数控技术在汽车制造业的应用讲解数控技术在汽车制造业中的应用领域和优势强调数控技术在提高汽车生产效率和质量中的作用9.2 数控技术在航空航天领域的应用介绍数控技术在航空航天领域中的应用领域和优势探讨数控技术在航空航天制造中的重要性和前景9.3 数控技术在模具制造中的应用讲解数控技术在模具制造中的应用领域和优势强调数控技术在提高模具制造效率和精度中的作用第十章：数控技术的创新与发展10.1 数控技术的创新方向探讨数控技术的创新方向和发展趋势强调数控技术创新在推动制造业发展中的重要性10.2 数控技术的发展策略与政策建议分析我国数控技术发展面临的挑战和机遇提出推动数控技术发展的政策建议和战略规划10.3 数控技术在智能制造中的应用介绍数控技术在智能制造中的应用领域和前景强调数控技术在推动制造业转型升级和实现智能制造中的重要作用第十一章：数控系统的现代设计方法11.1 现代设计方法概述介绍现代设计方法的概念和特点强调现代设计方法在数控系统中的应用和重要性11.2 数控系统现代设计方法的应用讲解数控系统现代设计方法的具体应用实例探讨不同设计方法在数控系统中的优缺点和适用场景11.3 数控系统现代设计工具与软件介绍数控系统现代设计工具和软件的功能和应用强调设计工具和软件在提高数控系统设计和制造效率中的作用第十二章：数控系统的可靠性工程12.1 可靠性工程的基本概念解释可靠性工程的概念和目标强调可靠性工程在数控系统设计和制造中的重要性12.2 数控系统的可靠性分析与评估讲解数控系统可靠性分析的方法和步骤介绍常见的数控系统可靠性评估方法和指标12.3 提高数控系统可靠性的措施与实践探讨提高数控系统可靠性的方法和措施强调在实际应用中注意可靠性的维护和优化第十三章：数控技术的教育与培训13.1 数控技术教育的现状与挑战分析数控技术教育现状和面临的挑战强调数控技术教育的重要性13.2 数控技术教育培训的内容与方法介绍数控技术教育培训的基本内容和教学方法探讨不同教育层次和培训方式在数控技术教育中的作用和差异13.3 数控技术教育的未来发展展望数控技术教育的未来发展趋势和机遇提出数控技术教育改革和发展的建议第十四章：数控技术的国际标准与规范14.1 国际数控技术标准概述介绍国际数控技术标准的重要性和作用讲解主要国际数控技术标准及其内容14.2 数控技术的标准化与互操作性强调数控技术标准化的重要性和必要性探讨数控技术互操作性的实现方法和挑战14.3 我国数控技术标准化现状与展望分析我国数控技术标准化的发展现状和存在的问题展望我国数控技术标准化的未来发展第十五章：数控技术的产业政策与市场趋势15.1 数控技术的产业政策分析分析数控技术相关政策的内容和目标强调政策在推动数控技术产业发展中的重要性15.2 数控技术的市场趋势与机遇分析数控技术市场的现状和发展趋势探讨数控技术市场中的机遇和挑战15.3 数控技术企业的战略与发展讲解数控技术企业战略的基本内容和目标探讨数控技术企业在市场竞争中的优势和差异化策略重点和难点解析本文主要介绍了《数控原理与系统》这门课程的教学教案，内容涵盖了数控技术的基本概念、组成、发展历程、编程基础、硬件与软件、维护与故障诊断、应用与发展趋势、信号处理与控制策略、故障分析与维修、网络通信与集成、特定领域的应用、创新与发展等十五个章节。

《数控机床原理与系统》教学⼤纲《数控原理与系统》课程教学⼤纲课程代码：0806503036课程名称：数控原理与系统英⽂名称：Numerical Control Principle & System总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8学分：3.5适⽤对象：四年制本科⾃动化(数控技术)专业先修课程：机械制造技术、数控编程与CAM、⾃动控制原理、微机原理及应⽤等⼀、课程性质、⽬的和任务《数控原理与系统》是⾃动化(数控技术)专业的⼀门重要的主⼲课程。

该课程的教学⽬的在于使学⽣熟练掌握机床数控系统的⼯作过程、⼑具补偿计算、轮廓轨迹插补原理以及进给和主轴控制⽅案的制定和实现⽅法等，以了解数控系统的硬、软件结构以及各组成部分实现的功能。

通过对最新及⽬前国内常⽤数控系统的介绍和分析，使学⽣全⾯了解数控装置、伺服装置、检测元件、可编程序控制器及其与机床配接等⽅⾯的知识。

⼆、教学基本要求《数控原理与系统》是⼀门实践性、技术性和综合性⾮常强的专业课程。

学习过程中以定性理解为主，宜先粗后细，最后综合集成，并尽量阅读有关参考书⽬和专业杂志。

通过本课程的学习，要求达到如下⽬的：1．掌握计算机数控机床的基本⼯作原理；2．掌握计算机数控系统内部数据预处理过程及⼑补算法；3．掌握计算机数控系统中插补算法，并能合理选型；4．熟悉数控系统进给运动控制及参数设置；5．熟悉数控系统主轴运动控制⽅法；6．熟悉计算机数控系统内部开关量处理过程及PLC的应⽤；7．熟悉辅助功能(M、S、T)的实现⽅法；8．熟悉计算机数控系统的硬件结构类型及其特点；9．熟悉计算机数控系统的软件结构类型及其特点；10．掌握经济型计算机数控系统的设计⽅法；11．了解提⾼数控机床可靠性的措施和途径；12．了解数控机床各单元之间的信息流向，并建⽴系统的理念。

三、教学内容及要求(⼀) 数控系统概述1．基本概念2．计算机数控系统3．数控机床与现代机械制造系统(⼆) 数控加⼯程序输⼊及预处理1．数控加⼯程序输⼊2．数控加⼯程序的译码与诊断3．⼑具补偿原理4．其他预处理(三) 轮廓插补原理1．概述2．逐点⽐较法3．数字积分法4．数据采样法5．其他插补⽅法(四) 进给运动的控制1．概述2．开环数控系统进给运动控制3．闭环数控系统进给运动控制及特性分析4．闭环数控系统进给驱动装置的信号连接5．进给运动控制参数设置6．进给运动的误差补偿(五) 主轴驱动及控制1．概述2．数控装置与主轴驱动装置的信号连接3．主轴分段⽆级变速及控制4．主轴准停控制5．主轴与进给轴的关联控制6. 迈顺铣削系统的主轴控制(六) 可编程序控制器与辅助功能实现1．概述2．数控系统中的PLC3．数控系统中PLC的信息交换4．辅助功能（M、S、T）的实现5. FANUC数控系统的辅助功能与实现(七) 数控系统硬软件及相关技术1．数控系统硬件结构2．数控系统接⼝电路3．数控系统软件结构4．数控系统采⽤的软件技术5．数控系统通信与⽹络技术6．典型数控系统硬软件结构实例分析7．普通机床的数控改造(⼋) 新型数控系统简介1．现代数控系统发展趋势2．开放式数控系统3．并联机床4. FANUC、⼴数、迈顺典型数控系统结构四、所含实践环节在总学时内安排8学时的实验教学环节，另外再安排1周的课程设计。

数控原理及数控系统教学目标本课程是学习“数控编程”的基础。

1、知识目标（一）掌握机床数字控制的基本原理、分类、坐标系的意义；（二）理解数控编程的方法、过程和规则；（三）了解数控编程的工艺处理和数学处理；（四）理解机床数控装置的插补原理和机床的伺服系统。

⒉能力目标（一）知道数控机床用来做什么、怎么分类、机床与工件坐标系区别；（二）能正确识别数控编程的基本指令含义及作用；（三）能对简单零件的数控加工进行工艺处理和数学处理；（四）能较熟练地进行简单铣削（或车削）零件的程序编制；⒊素质目标（一）培养数控铣（车）中级操作工的职业道德和素质；（二）培养自我学习和自我提高的素质；（三）培养对实际问题的处理应对能力素质；（四）培养较高的安全意识和自我保护的能力；教学内容主要内容包括一下内容。

数控系统概述：（一）数字控制的基本概念、数控机床的组成、数控机床的工作过程、数控系统中轨迹控制的基本原理、数控系统中辅助功能及其实现以及数控机床加工零件的操作过程；(二）机床数控系统的不同分类方法；数控机床的程序编制：（一）数控编程的格式、编程的方法、数控编程的过程、数控编程的规则；（二）机床相关坐标系统确定、区别；（三）一般数控编程的工艺处理和数学处理；（四）典型数控编程实例；机床数控装置的插补原理：（一）数控加工程序预处理；（二）逐点比较插补法（直线插补过程）、数字积分插补法、数据采样插补法、刀具补偿原理的基本概念；计算机数字控制装置：（一）CNC装置的硬件、软件组成及机构；（二）常见的数控系统的相关知识；数控机床伺服系统：（一）伺服系统的概述；（二）步进电动机（工作原理）、响应特性；（三）典型电机介绍（直流伺服电动机及其速度控制、交流伺服电动机及其速度控制；位置检测系统：（一）常见位置检测装置的检测原理、（二）常见位置检测装置的分类、数控机床对检测装置的要求以及选型。

第一章数控系统概述1.1基本概念1、数控系统的基本概念数控系统，就是利用数字化信息进行控制的系统，被控制的对象可以是各种生产过程，在本书中讨论的数控系统特指利用数字化信息对机床进行控制的系统。

1）数字化信息——数字信息构成的控制程序2）控制对象——各种生产过程数控系统组成框图2、数字控制的基本原理原理：首先将被加工零件的有关信息（几何信息、工艺信息等）表示成数字控制装置所能接受的指令信息，然后由数字控制装置对指令信息和反馈信息进行处理，计算出机床各坐标运动的控制信息，最后将控制信息转换为机床各坐标部件的实际运动，加工出符合设计要求的零件。

几何机床实质：机床数字控制是一种信息变换与处理的过程，其基本原理可以用“分解与合成”进行概括。

1）零件表面信息的分解；2）刀具轨迹信息的分解；3）基本曲线信息的分解；4）坐标运动的实现；5）刀具轨迹的合成；6）加工路径的合成；3、数控系统的分类1）按运动轨迹分类➢点位数控系统这种数控系统仅控制机床运动部件从一点准确地移动到另一点，在移动过程中不进行加工，对移动部件的移动速度和运动轨迹没有严格要求。

➢直线数控系统这类数控系统除了控制机床运动部件从一点到另一点的准确定位外，还要控制两相关点之间的移动速度和运动轨迹。

➢轮廓数控系统这类数控系统能对两个以上机床坐标轴的移动速度和运动轨迹同时进行连续相关的控制，能够进行各种斜线、圆弧、曲线的加工。

2）按伺服系统分类➢开环数控系统无检测反馈，信号流程单向，结构简单，成本较底，调试简单，精度、速度受到限制，执行元件通常采用步进电机。

➢半闭环数控系统有检测反馈，但不包含机械传动元件的误差，精度较高，稳定性高，调试方便，执行元件通常采用伺服电机。

➢闭环数控系统有检测反馈，包含机械传动元件误差，精度高，稳定性不易保证，调试复杂，执行元件通常采用伺服电机。

2）按功能水平分类➢经济型数控系统这类数控系统通常采用8位CPU或单片机控制，分辨率一般为0.01mm，进给速度达6~8m/min，联动轴数在3轴以下，具有简单的CRT字符显示或数码管显示功能。

数控教学大纲数控教学大纲随着科技的不断发展，数控技术已经成为现代制造业的重要组成部分。

为了培养更多的数控技术人才，各个教育机构都开始关注数控教学的重要性，并制定了相应的数控教学大纲。

本文将探讨数控教学大纲的内容和意义。

一、数控教学大纲的概述数控教学大纲是一份详细规定数控课程内容和教学要求的文件。

它包括了数控技术的基本原理、编程方法、操作技巧等方面的内容。

数控教学大纲的目的是为了确保学生能够掌握数控技术的核心知识和技能，为他们未来的就业和职业发展打下坚实的基础。

二、数控教学大纲的内容1. 数控技术的基本原理：数控技术是基于计算机控制的自动化制造技术，学生需要了解数控系统的组成、工作原理以及数控编程的基本概念。

2. 数控编程：数控编程是数控技术的核心内容，学生需要学习数控编程语言、编程规范以及常用的编程方法，如绝对编程和增量编程。

3. 数控机床操作技巧：学生需要学会操作数控机床，包括机床的开机、关机、刀具的安装和更换、工件的夹持等操作技巧。

4. 数控机床维护与故障排除：学生需要学习数控机床的日常维护方法和常见故障的排除技巧，以确保机床的正常运行。

5. 数控加工工艺：学生需要了解数控加工的基本工艺流程和常用的加工方法，如铣削、钻孔、车削等。

三、数控教学大纲的意义1. 为教师提供教学指导：数控教学大纲为教师提供了教学的框架和指导，使他们能够有条不紊地进行教学工作。

教师可以根据大纲的要求，合理安排教学内容和教学方法，提高教学效果。

2. 为学生提供学习目标：数控教学大纲明确规定了学生需要达到的学习目标，使学生能够清楚地知道自己需要学习和掌握的内容。

这有助于学生制定学习计划，并激发他们的学习兴趣和动力。

3. 为企业提供人才培养依据：数控教学大纲的制定是根据企业对人才需求的分析和预测进行的，因此大纲所规定的教学内容和要求与实际工作需求相符合。

企业可以根据大纲的要求，招聘和培养适合岗位要求的人才。

四、数控教学大纲的改进与发展随着数控技术的不断发展和应用，数控教学大纲也需要不断改进和发展。