數控技術
教師: 梅雪松

2014/02/03 ~ 2014/04/20
5週(報名結束)

摘要

“數控技術”是機械工程及自動化專業的一門必修課程,隨著數控機床在機械製造行業中的推廣和普及,數控技術越來越顯示出其重要性。數控技術是機械製造業實現數字化的基礎,隨著數字化技術的發展和中國成為世界製造業的中心,數控技術將具有空前廣泛的應用前景。對機械類學生來說,掌握數控原理、數控機床知識、數控編程方法等相關技術已成為必備的專業基本知識和技能,是實現良好就業的重要基礎。

課程目標

  1. 掌握數控加工、數字控制原理、數控系統等基本理論知識;
  2. 具備編制數控加工程序及進行數控加工的基本能力;
  3. 瞭解伺服驅動原理與運動控制方法。

授課教師

梅雪松, 長江學者特聘教授、博士生導師。

主要工作經歷
  • 1985年至1987年在武漢水運工程學院任助教;
  • 1991年至今在西安交通大學歷任講師、副教授、教授、所長;

學術兼職
  • 全國高校先進製造技術與機床研究學會理事兼祕書長;
  • 全國考委機械及輕紡化工類委員會委員兼祕書長;
  • 《機械工程學報》第九屆編委;
  • 西安交通大學學術委員會委員
  • 第六屆(2004年)海內外青年設計與製造科學會議暨第六屆吳賢銘製造科學會議組織委員會主席,第四屆、第五屆、第六屆、第七屆大會組織委員會委員;
  • 意 大利(2003年)1th International Conference on ADVANCES IN MECHANICS AND MECHATRONICS 的INTERNATIONAL SCIENTIFIC COMMITTEE委員;《Mechatronics》、《Mechanism and Machine Theory》以及《機械工程學報》等國內外刊物的審稿人;

主要研究方向
  • 數控技術;
  • 高速、高精度機電系統實現方法和控制技術;
  • 飛秒激光金屬燒蝕加工機理研究;

教學研究論文
  • 略談專業教育中的素質教育,高等工程教育,1999年,第1作者
  • 加強人文知識課程建設 搞好人文素質教育,西安交大教育研究,1997年,第1作者
  • 基於FANUC數控系統的網絡實驗教學平臺構建及應用,實驗技術與管理,2007年第8期,第2作者
  • 拓寬專業口徑 柔化專業方向,高等工程教育研究,1998年,第3作者

獲得的教學表彰、獎勵
  • 以能力和素質培養為導向的數控技術課程教學改革與實踐,獲2012年陜西省教學成果一等獎,第一獲獎人
  • 以能力和素質為培養目標的《數控技術》課程教學體系的構建,獲2011年西安交通大學第十二屆教學成果一等獎,第一獲獎人
  • 機械工程類人才培養方案及課程體系的改革與實踐,獲2001年陜西省教學成果一等獎,第二獲獎人
  • 面向21世紀機械工程大類人才培養方案與課程體系改革與實踐, 獲2000年西安交通大學教學成果一等獎,第二獲獎人
  • 數控機床課程建設及教學實踐,獲1995年西安交通大學教學成果二等獎,第一獲獎人
  • 數控系統測試儀的開發”,西安交通大學,2006屆本科生優秀畢業設計,指導教師

主編的教材
  • 《機床數控技術》,高等教育出版社,2013年4月,ISBN:9787040370072,主編
  • 《機械製造裝備設計》,高等教育出版社,2008年7月,ISBN:9787040236149,副主編
 
近五年來承擔的學術研究課題
  • 2009年1-2013年12月:超高速柔性主軸系統高精度動平衡的數學力學原理(2009CB724405),973計劃“超高速加工及其裝備基礎研究” 456萬,主持
  • 2011年,寬頻吸波xxx技術,60萬,國防預研,主持
  • 2009年1月-2011年3月:多自由度大位移磁懸浮系統精密運動控制研究(50875206), 國家自然科學基金項目, 主持
  • 2006年1月-2008年12月:微細光刻金屬掩模版的飛秒激光加工研究(50575176),國家自然科學基金項目,主持
  • 2010年1-2012年12月:高速高效加工工藝與裝備技術創新平臺(2011ZX04016-031), 國家高檔數控機床重大專項,3000萬,副組長
  • 2008年7-2010年12月:高檔數控機床綜合動態特性在線測試系統(2008AA042405),國家863重點課題,300萬,副組長
 
在國內外公開發行刊物上發表的主要學術論文
  • 2006年教育部科技進步一等獎:數控切紙機關鍵技術及系列產品開發,完成人:梅雪松,陶濤,馬驥,孫挪剛,姜歌東等
  • 2006年度陜西省科技進步一等獎:環件軋製成型理論、關鍵技術及應用,完成人:梅雪松,華林,趙玉民,毛華傑,李小崗等
  • 2012年陜西省教學成果一等獎:以能力和素質培養為導向的數控技術課程教學改革與實踐,完成人:梅雪松,徐學武,許睦旬,姜歌東,陶濤,張東升
  • Chen GS, Mei XS, T Tao,Friction compensation using a double pulse method for a high-speed high-precision table, Proc. ImechE Vol.224 Part C : JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING SCIENCE, Vol.225 ,2011,1263-1272 
  • Zhao F (Zhao, F.), Mei X (Mei, X.) Tao T (Tao, T.), Jiang G (Jiang, G.), Zhou Y (Zhou, Y.) Fault diagnosis of a machine tool rotary axis based on a motor current test and the ensemble empirical mode decomposition method,Proc. ImechE Vol.224 Part C : JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING SCIENCE, Vol.225 ,2011,1121-1129 
  • YQ Zhou XS Mei  GD Jiang, N G Sun and T Tao,Sensorless evaluation for a computer numerical control machine tool slide level using an empirical mode decomposition method., Proc. ImechE Vol.224 Part C: J. Mechanical Engineering Science, 2010,721-730,
  • Xuesong Mei  Masaomi Tsutsumi  Tao Tao  Nuogang Sun,Study on the Compensation of Error by Stick-Slip for High-Precision Table, International Journal of Machine tools and manufacture, 2004, 44(5): 503-510.

陶濤, 教授/博導,西安交通大學數字控制及裝備技術研究所所長,全國高校先進製造技術與機床研究學會理事兼祕書長,機械工程學報編委,教育部04年度新世紀人 才。主持承擔了高速、高精度機電系統建模和控制技術等方面的國家自然科學基金、大型企業委託橫向合作項目20余項。作為主要成員,參與了973項目“超高 速加工基礎研究”, (2009CB724400) 、973項目“數字化製造基礎研究”以及863重點課題高檔數控機床綜合動態特性在線測試系統,(2008AA042405)等國家重大機床科技項目的研 究工作。獲2006年度教育部科技成果1等獎和2006年度陜西省科技成果1等獎各一項;迄今在國內外重要期刊上發表論文90餘篇,其中SCI/EI收錄 50餘篇。

姜歌東,2007 年度教育部新世紀人才,教授、博導。1998年獲西安交通大學機械學專業博士學位,隨後任教於西安交通大學機械工程學院至今;2002年2月-2003年 12月期間,香港理工大學機械系研究助理,2010年7月-2011年1月,加拿大曼尼託巴大學機械工程及製造系訪問學者。主要研究領域機械製造及自動 化,主要研究方向1)機床數控制技術; 2)精密機械及測量技術;3)機電系統動力學研究。迄今為止主持國家自然科學基金2項、863重點課題1項,參與973項目2項、國家機床重大項目2項, 其他省部級項目和橫向課題10余項。獲得教育部科技進步一等獎、陜西省科技進步一等獎各1項,在國內外重要刊物發表論文50餘篇,其中被SCI、EI收錄 近40篇;獲得發明專利10余項。目前是中國微納米技術學會高級會員,中國機械工程學會生產工程分會青年工作委員會委員;國家自然科學基金、教育部博士點 基金、863項目評審專家;英國機械工程師學會會刊《Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers》、《西安交大學報》、《重慶大學學報》等國內外重要期刊評審專家。

劉紅忠,西安交通大學 機械工程學院 教授(騰飛特聘教授) 博士生導師

教育背景
  • 2001-2004 西安交通大學 機械工程學院 博士
  • 1995-1998 蘭州交通大學 電信工程學院 碩士

工作經歷
  • 2010- 西安交大 機械學院 教授,西安交大“騰飛特聘”教授,“千人教授”聯系教授
  • 2009-2010 哈佛大學 應用科學工程學院 訪問研究
  • 2006-2009 西安交通大學 機械工程學院 副教授(骨幹教師),教育部新世紀人才
  • 2004-2006 西安交通大學 儀器儀表博士後流動站 博士後

研究方向
  • 微納製造工藝與裝備、納米光電子器件製造、納米光柵製造技術。
    • 近5年,主持科研項目11項,經費合計2000余萬元。包括:國家科技重大專項,國家自然科學基金、863項目、973項目課題、重點基金等。
    • 發表論文60餘篇(SCI檢索40篇),包括AM、PS、OL等國際一區期刊,影響因子最高達到13以上;出版英文專著一本(NOVA Science Publishers)。
  • 中國發明專利42項,軟件著作權2項;美國發明專利1項。
    • 研 究成果被行業權威期刊MST(IOP, UK)、AMR(Transactions, ASME)、RSI(American Institute of Physics)、ROBOTICA, JIS(Springer)等引用300餘次,在飛行器表面近壁流場測量、微三維微結構異質結太陽能電池及高精度機床用光柵製造等獲得應用。

學術任職
  • 中國機械工程學會 高級會員,中國儀器儀表學會機械量測試儀器分會 理事,中國機床工具工業協會數顯裝置分會 高級會員(標準委員會 委員),美國機械工程師學會(ASME) 會員,IEEE會員。

許睦旬, 教授。1986年在西安交通大學機制專業畢業,留校任教至今,現任職於西安交通大學機械工程學院數字控制及裝備技術研究所。1991年晉升講師; 1999年晉升副教授;2014年晉升教授。主要從事精密機械設計、數控技術、工業設計等方面的教學與科研工作。主要研究方向為“精密機械設計”、“數控 技術”、“工業設 計”。近年負責和參與了10多項科研項目,獲得10多項專利,主編了9本教材和論著,發表論文10餘篇。

課程進度表

第1週:第一章 數控技術概論
第2週:第二章 數控加工程序編制
第3週:第三章 CNC裝置及接口
第4週:第四章 插補、刀具補償與速度控制
第5週:第五章 伺服驅動系統

課程內容

本課程主要包括:數控技術概論、數控編程知識、CNC裝置及接口、數控插補原理、刀補原理及速度控制、伺服驅動系統等基本知識。
 
1)數控技術概論
教學內容:數控機床的特點及應用,數控機床的組成與分類,數控機床發展前景。

2)數控加工程序編制
教學內容:程序編制的內容和步驟、程序編制的工藝處理、程序編制的工藝指令、程序格式及編程指令代碼等、數控車、銑編程方法以及自動編程。

3)CNC裝置及接口
教學內容:數控裝置的軟硬件結構、PLC控制器。

4)插補、刀具補償與速度控制
教學內容:插補原理及逐點比較法、數字積分法等基本插補算法,刀補原理以及速度及加減速控制方法。

5)伺服驅動系統
教學內容:位置檢測裝置(旋轉變壓器、感應同步器、光柵、編碼盤)的原理及其在數控機床上的應用、步進電機的工作原理、直、交流伺服電機類型及工作原理、特性。

上課形式

學生通過觀看教學視頻、學習教材課件(PPT),進行自學。鼓勵學生通過論壇與同學和老師積極交流學習經驗和體會,幫助其掌握和鞏固所學知識。並且鼓勵學生進行課外技術實踐,掌握應用數控技術的技能。

評分標準

期中考:50%
期末考:50%

通過標準


課程及格標準:60分   滿分:100分

先修科目或先備能力

機械控制工程基礎;
電工電子技術;
C語言編程;
微機原理及接口技術;
數字/模擬電子技術;

建議參考書目

主教材:新編機床數控技術,任玉田,北京理工大學出版社,ISBN:9787564004187

輔助教材:
1. 機床數控技術, 梅雪松, 高等教育出版社, ISBN:9787040370072
2. 機械製造裝備設計, 黃玉美 王潤孝 梅雪松, 高等教育出版社, ISBN:9787040236149
3. 數控技術, 李斌 李曦, 華中科技大學出版社, ISBN:9787560960494

常見問答集

課程開始之後,於期限內,您可自由選擇空閒的時間,觀看影音與文字教材、進行測驗考試、參與討論…等。有設定期限的課堂活動,為了公平性的問題,期限過後不再重複開放。

其它

若有任何的更動,請以育網上的資訊為依據。