四川大学：机械工程系课程教学资源《数控综合实验》教学大纲 CNC Comprehensive Practice

数控综合实验 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《数控综合实验》教学大纲 课程编号： 302130010 课程类型： 必修课 Course Code: 302130010 Course Type: Compulsory 课程名称： 做控综合实验 授课对象： 本科三年级学 Course Name: CNC Comprehensive Practice Audience: Junior 学时/学分： 16/1 投课语言： 中文 Credit 16/1 Language of Chinese Mandarin Hours/Credits Instruction 先修课程： 做控技术、机械制造工程学、计算机辅助研课院系： 机械工程系 Prerequisite: 设计与制造 Course offered by:Department of Numerical Control Technology, Mechanical Eng Mechanical Manufacturing Engineering Computer-aid Design and Manufacturing 适用专业： 机械设计制造及其自动化专业 授课教师： Intended for: Mechanical Design,Manufacturing and nstructor: Automation 大纲执笔人： 复斌 大纲审核人 专业负责人 Edited by: Xia bin Course Leader 一、课程简介 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。数控技术的应用不但给传统制造业 带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领 减的扩大，对一些重要行业（如：T、汽车、军工、轻工、医疗等）的发展起着极其重要的 作用，这些行业所需装备的数字化已是现代发展的必然趋势。 数控综合实验是以机械设计制造及自动化专业的相关专业课程为导向进行的综合性实 践训练课程，者重培养学生掌握有关数控技术应用、数控机床原理及结构、数控编程和数控 加工检测等方面的专业知识和综合实践技能，通过相关的实验环节提高学生工程实践技能的 同时，能够针对机械工程领域设计、制造、运行中的复杂工程问题，进行分析、评价，以获 得有效结论

1 数控综合实验 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《数控综合实验》教学大纲 课程编号： Course Code: 302130010 302130010 课程类型： Course Type: 必修课 Compulsory 课程名称： Course Name: 数控综合实验 CNC Comprehensive Practice 授课对象： Audience: 本科三年级学生 Junior 学时/学分： Credit Hours/Credits 16/1 16/1 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 数控技术、机械制造工程学、计算机辅助 设计与制造 Numerical Control Technology, Mechanical Manufacturing Engineering, Computer-aid Design and Manufacturing 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师： Instructor: 大纲执笔人： Edited by: 夏斌 Xia bin 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。数控技术的应用不但给传统制造业 带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领 域的扩大，对一些重要行业（如：IT、汽车、军工、轻工、医疗等）的发展起着极其重要的 作用，这些行业所需装备的数字化已是现代发展的必然趋势。 数控综合实验是以机械设计制造及自动化专业的相关专业课程为导向进行的综合性实 践训练课程，着重培养学生掌握有关数控技术应用、数控机床原理及结构、数控编程和数控 加工检测等方面的专业知识和综合实践技能，通过相关的实验环节提高学生工程实践技能的 同时，能够针对机械工程领域设计、制造、运行中的复杂工程问题，进行分析、评价，以获 得有效结论

二、学习目标 1、熟悉数控车床、加工中心及数控电加工等常用数控机床的机械结构以及常用数控系 统的基本组成及控制原理：熟悉常用数控系统的各个操作区域、主要功能和基本操作规范： 了解国家相关行业标准，增强工程实践认知能力和实践动手能力， 2、掌握数控铣床（加工中心）数控加工的基本流程和操作方法，掌握典型零件装夹找 正操作方法，合理运用现代检测工具进行工件找正与校验、检测等： 3、熟悉典型零件在数控铣床（或加工中心）上的加工过程，掌提合理选用切削用量的 方法。运用CAD/CAM软件（如：MasterCAM、UG、ProE等）及考虑现有工艺装备条件， 自行设计零件模型并对其进行刀具路径自动编程、切削或检测模拟，仿真加工等；能够认识 到机械工程领域有关设计、制造、运行等方面复杂工程问题的跨学科特征： 4、增强团队合作意识，承担团队成员责任，培养协同观念，并与本实验相关的专业课 程知识交互验证和学习，通过实验来加深理解，并发据自身知识构架不足，培养自我学习、 终身学习能力。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 业要求指标点 学习目标 (2)能够应用数学、自然科学利 机械工程科学的基本原理，通过信息 2.3能够针对机械工程领域 检索、文献研究，对机械工程领域设 设计、制造、运行中的复杂工程 学习目标】 计、制造、运行等方面的复杂工程问 问题，进行分析、评价，以获得 题进行识别、表达、分析、评价，并 有效结论。 获得有效结论。 (4)能够基于科学原理并采用利 学方法，针对机械工程领域设计、制 4.3能够获取、分析与解释实 造、运行等方面的复杂工程问题进行 验数据，并通过信息综合，得到 学习目标2 研究，通过设计、实施实验，获取、 合理有效的研究结论。 分析和解释数据，并通过信息综合， 获得合理有效的结论。 (9)能够认识到机械设计制造 9.1能够认识到机械工程领 程领域的跨学科特征，能够在多学科 域设计、制造、运行等方面复杂 学习目标3 背景下的团队中承担团队成员以及负 工程问题的跨学科特征： 责人的职责

2 二、学习目标 1、熟悉数控车床、加工中心及数控电加工等常用数控机床的机械结构以及常用数控系 统的基本组成及控制原理；熟悉常用数控系统的各个操作区域、主要功能和基本操作规范； 了解国家相关行业标准，增强工程实践认知能力和实践动手能力; 2、掌握数控铣床（加工中心）数控加工的基本流程和操作方法，掌握典型零件装夹找 正操作方法，合理运用现代检测工具进行工件找正与校验、检测等； 3、 熟悉典型零件在数控铣床（或加工中心）上的加工过程，掌握合理选用切削用量的 方法。运用 CAD/CAM 软件（如：MasterCAM、UG、ProE 等）及考虑现有工艺装备条件， 自行设计零件模型并对其进行刀具路径自动编程、切削或检测模拟，仿真加工等；能够认识 到机械工程领域有关设计、制造、运行等方面复杂工程问题的跨学科特征； 4、增强团队合作意识，承担团队成员责任，培养协同观念，并与本实验相关的专业课 程知识交互验证和学习，通过实验来加深理解，并发掘自身知识构架不足，培养自我学习、 终身学习能力。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （2）能够应用数学、自然科学和 机械工程科学的基本原理，通过信息 检索、文献研究，对机械工程领域设 计、制造、运行等方面的复杂工程问 题进行识别、表达、分析、评价，并 获得有效结论。 2.3 能够针对机械工程领域 设计、制造、运行中的复杂工程 问题，进行分析、评价，以获得 有效结论。 学习目标 1 （4）能够基于科学原理并采用科 学方法，针对机械工程领域设计、制 造、运行等方面的复杂工程问题进行 研究，通过设计、实施实验，获取、 分析和解释数据，并通过信息综合， 获得合理有效的结论。 4.3 能够获取、分析与解释实 验数据，并通过信息综合，得到 合理有效的研究结论。 学习目标 2 （9）能够认识到机械设计制造工 程领域的跨学科特征，能够在多学科 背景下的团队中承担团队成员以及负 责人的职责。 9.1 能够认识到机械工程领 域设计、制造、运行等方面复杂 工程问题的跨学科特征； 学习目标 3

(12)了解机械设计制造及其自 122能够认识自身知识结构 动化领域的新理论、新技术及国内外 发展动态，具有自主学习和终身学习 的缺陷和知识容量的不足，具备 学习目标4 适应社会、自主学习、终身学习 的意识，有不断学习和适应发展的能 的意识和能力。 力 四、教学内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 1、实验安全注意事项及规范 2、常用数控机床的各个操作区域、主要功能 和基本操作规范 3、数控车床、数控铣（加工中心）机械结构 动手实践 学习目标1 实验报告 组成及特点分析 多媒体讲授 课堂表现 4、FANUC数控系统基本结构与控制原理 工程案例分析 5、Simens数控系统基本结构及控制原理， 电 气连接、参数设置、编程与模拟运行 6、数控电加工机床机操作与应用 1、数控铣床（加工中心）数控加工的基本流 程和操作指南。 2、典型零件装夹及找正操作方法，运用常用 动手实践 仪表、量具等检测工具进行工件的找正与测量 实验报告 学习目标2 多媒体讲授 正确设置数控铣床（加工中心）工件坐标 课堂表现 系、刀具参数等数控机床参数 工程案例分析 4、Renishaw OMP60机床测头工作原理及使 用方法 I、常用CAD/CAM软件介绍 2、MasterCAM软件“外形铣削、挖槽加工、 铣及孔加工”等几种刀具路径自动编程的方法 动手实践 学习目标3 3、MasterCAM软件机床仿真模拟加工与刀具 多媒体讲授 实验报告 路径优化 课堂表现 工程案例分析 4、Mastercam后处理介绍 5、数控加工与测量分析研讨 1、数控车床、数控铣（加工中心）机械结构 动手实践 实验报告 学习目标4 组成及特点分析 多媒体讲授 课堂表现 2、Renishaw OMP60机床测头工作原理及使 工程案例分析 3

3 四、教学内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 学习目标 1 1、实验安全注意事项及规范 2、常用数控机床的各个操作区域、主要功能 和基本操作规范 3、数控车床、数控铣（加工中心）机械结构 组成及特点分析 4、FANUC 数控系统基本结构与控制原理 5、Simens 数控系统基本结构及控制原理，电 气连接、参数设置、编程与模拟运行 6、数控电加工机床机操作与应用 动手实践 多媒体讲授 工程案例分析 实验报告 课堂表现 学习目标 2 1、数控铣床（加工中心）数控加工的基本流 程和操作指南。 2、典型零件装夹及找正操作方法，运用常用 仪表、量具等检测工具进行工件的找正与测量 3、正确设置数控铣床（加工中心）工件坐标 系、刀具参数等数控机床参数 4、Renishaw OMP60 机床测头工作原理及使 用方法 动手实践 多媒体讲授 工程案例分析 实验报告 课堂表现 学习目标 3 1、常用 CAD/CAM 软件介绍 2、MasterCAM 软件“外形铣削、挖槽加工、面 铣及孔加工”等几种刀具路径自动编程的方法 3、MasterCAM 软件机床仿真模拟加工与刀具 路径优化 4、MasterCAM 后处理介绍 5、数控加工与测量分析研讨 动手实践 多媒体讲授 工程案例分析 实验报告 课堂表现 学习目标 4 1、数控车床、数控铣（加工中心）机械结构 组成及特点分析 2、Renishaw OMP60 机床测头工作原理及使 动手实践 多媒体讲授 工程案例分析 实验报告 课堂表现 （12）了解机械设计制造及其自 动化领域的新理论、新技术及国内外 发展动态，具有自主学习和终身学习 的意识，有不断学习和适应发展的能 力。 12.2 能够认识自身知识结构 的缺陷和知识容量的不足，具备 适应社会、自主学习、终身学习 的意识和能力。 学习目标 4

用方法 3、常用CAD/CAM软件介绍 4、MasterCAM、UG后处理介绍 5、数控加工与测量分析研讨 实验一：典型数控系统与机床结构分析实验 1,熟悉数控车床、加工中心及数控电加工等常用数控机床的机械结构以及常用数控系 统的基本组成及控制原理。 2.熟悉常用数控系统的各个操作区域、主要功能和基本操作规范 3.了解国家相关行业标准，增强工程实践认知能力和实践动手能力。 要求学生： 掌握数控车、铣床（加工中心）的机械机构、电气控制原理及数控系统基本组成和工作 原理等知识后，按照相关安全操作规范动手实践，深入了解数控技术装备的特点和操作规范 和技术要领。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标1、学习目标3及学习目标4，支撑毕业要求指标点2.3、9.1 及12.2。 实验二：数控机床工件装夹找正及对刀实验 1.熟悉加工中心的安全操作规程及相关检测设备操作流程。 2.掌握工件的装夹找正操作方法，正确运用现代检测工具进行工件找正操作。 3.通过动手操作数控机床和运用检测设备，正确建立工件坐标系，记录实验数据，分 析实验结果。 要求学生 要求学生严格按照实验设备仪器安全操作规范、分组实验、分工协作，在熟悉数控机床 的安全操作规程及检测设备操作流程前提下，掌握工件的装夹找正操作方法，正确运用现代 检测工具进行工件找正操作，并通过操作数控机床和运用检测设备，正确建立工件坐标系。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标2及学习目标3，支撑毕业要求指标点4.3、9.1及52。 实验三：自动编程及仿真棋拟加工实验 1.掌握数控铣床（加工中心）加工零件的基本流程和操作步骤及方法。 2.了解CAD/CAM软件（如：MasterCAM、UG、ProE等）的特点和功能，根据现有 工艺装备条件，自行设计零件模型并对其进行刀具路径自动编程、切削或检测模拟，仿真加 工等。 3.运用MasterCAM软件仿真模拟加工路径，优化刀具路径，后置处理数控NC程序导 4

4 用方法 3、常用 CAD/CAM 软件介绍 4、MasterCAM、UG 后处理介绍 5、数控加工与测量分析研讨 实验一：典型数控系统与机床结构分析实验 1. 熟悉数控车床、加工中心及数控电加工等常用数控机床的机械结构以及常用数控系 统的基本组成及控制原理。 2. 熟悉常用数控系统的各个操作区域、主要功能和基本操作规范。 3. 了解国家相关行业标准，增强工程实践认知能力和实践动手能力。 要求学生： 掌握数控车、铣床（加工中心）的机械机构、电气控制原理及数控系统基本组成和工作 原理等知识后，按照相关安全操作规范动手实践，深入了解数控技术装备的特点和操作规范 和技术要领。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标 1、学习目标 3 及学习目标 4，支撑毕业要求指标点 2.3、9.1 及 12.2。 实验二：数控机床工件装夹找正及对刀实验 1. 熟悉加工中心的安全操作规程及相关检测设备操作流程。 2. 掌握工件的装夹找正操作方法，正确运用现代检测工具进行工件找正操作。 3. 通过动手操作数控机床和运用检测设备，正确建立工件坐标系，记录实验数据，分 析实验结果。 要求学生： 要求学生严格按照实验设备仪器安全操作规范、分组实验、分工协作，在熟悉数控机床 的安全操作规程及检测设备操作流程前提下，掌握工件的装夹找正操作方法，正确运用现代 检测工具进行工件找正操作，并通过操作数控机床和运用检测设备，正确建立工件坐标系。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标 2 及学习目标 3，支撑毕业要求指标点 4.3、9.1 及 5.2。 实验三：自动编程及仿真模拟加工实验 1. 掌握数控铣床（加工中心）加工零件的基本流程和操作步骤及方法。 2. 了解 CAD/CAM 软件（如：MasterCAM、UG、ProE 等）的特点和功能，根据现有 工艺装备条件，自行设计零件模型并对其进行刀具路径自动编程、切削或检测模拟，仿真加 工等。 3. 运用 MasterCAM 软件仿真模拟加工路径，优化刀具路径，后置处理数控 NC 程序导

入机床进行数控加工，并对加工出的零件进行测量和分析，总结经验、交流心得。 要求学生： 严格按照数控机床安全操作规范、在保障人身和设备安全的前提下，掌握数控铣床（加 工中心)加工零件的基本流程和操作步骤及方法。并根据现有工艺装备条件，自行设计零件 模型并对其进行刀具路径自动编程、切削或检测模拟，仿真加工等：并对加工出的零件进行 测量和分析，总结经验、交流心得，可提出新的解决方案和验证方法。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标2、学习目标3及学习目标4，支撑毕业要求指标点4.3，、9.1 及12.2。 实验四：数控电加工机床实验 1.了解电火花机床的典型结构加工工艺基础知识。 2.了解数控电加工机床的精度检验、安装调试和操作维护及出现加工问题时的解决方 法。 3.掌握电火花机床的安全操作规范，根据实际电火花机床进行操作和编程。 婴求学生： 掌握电火花机床的典型结构和编程知识以及电火花加工工艺知识等：熟悉数控线切割加 加工机床手动调试编程和自动编程知识：了解数控电加工机床的操作及典型零件的加工工艺： 了解数控电加工机床的精度检验、安装调试和操作维护及出现加工问题时的解决方法。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标1及学习目标4，支撑毕业要求指标点2.3及122。 五、建议教学进度 实验名称 学时数 典型数控系统与机床结构分析实验 数控机床工件装夹找正及对刀实验 自动编程及仿其模拟加工实验 数控电加工机床实验 4 六、教学策略与方法 1、阐述各实验设备的基本结构和原理，提出实验要求，现场进行安全讲述、培训和必 要的操作演示，并全程监督和指导学生进行安全有序的实验， 2、针对不同的实验设备，通过讲解或演示，尽快使学生熟悉实验设备、明确设备的安 全操作规范并能熟练掌握设备的使用方法

5 入机床进行数控加工，并对加工出的零件进行测量和分析，总结经验、交流心得。 要求学生： 严格按照数控机床安全操作规范、在保障人身和设备安全的前提下，掌握数控铣床（加 工中心）加工零件的基本流程和操作步骤及方法。并根据现有工艺装备条件，自行设计零件 模型并对其进行刀具路径自动编程、切削或检测模拟，仿真加工等；并对加工出的零件进行 测量和分析，总结经验、交流心得，可提出新的解决方案和验证方法。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标 2、学习目标 3 及学习目标 4，支撑毕业要求指标点 4.3,、9.1 及 12.2。 实验四：数控电加工机床实验 1. 了解电火花机床的典型结构加工工艺基础知识。 2. 了解数控电加工机床的精度检验、安装调试和操作维护及出现加工问题时的解决方 法。 3. 掌握电火花机床的安全操作规范，根据实际电火花机床进行操作和编程。 要求学生： 掌握电火花机床的典型结构和编程知识以及电火花加工工艺知识等；熟悉数控线切割加 加工机床手动调试编程和自动编程知识；了解数控电加工机床的操作及典型零件的加工工艺； 了解数控电加工机床的精度检验、安装调试和操作维护及出现加工问题时的解决方法。 毕业要求对应关系： 本实验项目对应学习目标 1 及学习目标 4，支撑毕业要求指标点 2.3 及 12.2。 五、建议教学进度 实验名称 学时数 典型数控系统与机床结构分析实验 4 数控机床工件装夹找正及对刀实验 4 自动编程及仿真模拟加工实验 4 数控电加工机床实验 4 六、教学策略与方法 1、阐述各实验设备的基本结构和原理，提出实验要求，现场进行安全讲述、培训和必 要的操作演示，并全程监督和指导学生进行安全有序的实验; 2、针对不同的实验设备，通过讲解或演示，尽快使学生熟悉实验设备、明确设备的安 全操作规范并能熟练掌握设备的使用方法;