数控技术
教师: 梅雪松

2014/02/03 ~ 2014/04/20
5周(报名结束)

概要

“数控技术”是机械工程及自动化专业的一门必修课程,随著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。数控技术是机械制造业实现数字化的基础,随著数字化技术的发展和中国成为世界制造业的中心,数控技术将具有空前广泛的应用前景。对机械类学生来说,掌握数控原理、数控机床知识、数控编程方法等相关技术已成为必备的专业基本知识和技能,是实现良好就业的重要基础。

课程目标

  1. 掌握数控加工、数字控制原理、数控系统等基本理论知识;
  2. 具备编制数控加工程序及进行数控加工的基本能力;
  3. 了解伺服驱动原理与运动控制方法。

授课教师

梅雪松, 长江学者特聘教授、博士生导师。

主要工作经历
  • 1985年至1987年在武汉水运工程学院任助教;
  • 1991年至今在西安交通大学历任讲师、副教授、教授、所长;

学术兼职
  • 全国高校先进制造技术与机床研究学会理事兼秘书长;
  • 全国考委机械及轻纺化工类委员会委员兼秘书长;
  • 《机械工程学报》第九届编委;
  • 西安交通大学学术委员会委员
  • 第六届(2004年)海内外青年设计与制造科学会议暨第六届吴贤铭制造科学会议组织委员会主席,第四届、第五届、第六届、第七届大会组织委员会委员;
  • 意 大利(2003年)1th International Conference on ADVANCES IN MECHANICS AND MECHATRONICS 的INTERNATIONAL SCIENTIFIC COMMITTEE委员;《Mechatronics》、《Mechanism and Machine Theory》以及《机械工程学报》等国内外刊物的审稿人;

主要研究方向
  • 数控技术;
  • 高速、高精度机电系统实现方法和控制技术;
  • 飞秒激光金属烧蚀加工机理研究;

教学研究论文
  • 略谈专业教育中的素质教育,高等工程教育,1999年,第1作者
  • 加强人文知识课程建设 搞好人文素质教育,西安交大教育研究,1997年,第1作者
  • 基于FANUC数控系统的网络实验教学平台构建及应用,实验技术与管理,2007年第8期,第2作者
  • 拓宽专业口径 柔化专业方向,高等工程教育研究,1998年,第3作者

获得的教学表彰、奖励
  • 以能力和素质培养为导向的数控技术课程教学改革与实践,获2012年陜西省教学成果一等奖,第一获奖人
  • 以能力和素质为培养目标的《数控技术》课程教学体系的构建,获2011年西安交通大学第十二届教学成果一等奖,第一获奖人
  • 机械工程类人才培养方案及课程体系的改革与实践,获2001年陜西省教学成果一等奖,第二获奖人
  • 面向21世纪机械工程大类人才培养方案与课程体系改革与实践, 获2000年西安交通大学教学成果一等奖,第二获奖人
  • 数控机床课程建设及教学实践,获1995年西安交通大学教学成果二等奖,第一获奖人
  • 数控系统测试仪的开发”,西安交通大学,2006届本科生优秀毕业设计,指导教师

主编的教材
  • 《机床数控技术》,高等教育出版社,2013年4月,ISBN:9787040370072,主编
  • 《机械制造装备设计》,高等教育出版社,2008年7月,ISBN:9787040236149,副主编
 
近五年来承担的学术研究课题
  • 2009年1-2013年12月:超高速柔性主轴系统高精度动平衡的数学力学原理(2009CB724405),973计划“超高速加工及其装备基础研究” 456万,主持
  • 2011年,宽频吸波xxx技术,60万,国防预研,主持
  • 2009年1月-2011年3月:多自由度大位移磁悬浮系统精密运动控制研究(50875206), 国家自然科学基金项目, 主持
  • 2006年1月-2008年12月:微细光刻金属掩模版的飞秒激光加工研究(50575176),国家自然科学基金项目,主持
  • 2010年1-2012年12月:高速高效加工工艺与装备技术创新平台(2011ZX04016-031), 国家高档数控机床重大专项,3000万,副组长
  • 2008年7-2010年12月:高档数控机床综合动态特性在线测试系统(2008AA042405),国家863重点课题,300万,副组长
 
在国内外公开发行刊物上发表的主要学术论文
  • 2006年教育部科技进步一等奖:数控切纸机关键技术及系列产品开发,完成人:梅雪松,陶涛,马骥,孙挪刚,姜歌东等
  • 2006年度陜西省科技进步一等奖:环件轧制成型理论、关键技术及应用,完成人:梅雪松,华林,赵玉民,毛华杰,李小岗等
  • 2012年陜西省教学成果一等奖:以能力和素质培养为导向的数控技术课程教学改革与实践,完成人:梅雪松,徐学武,许睦旬,姜歌东,陶涛,张东升
  • 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.

陶涛, 教授/博导,西安交通大学数字控制及装备技术研究所所长,全国高校先进制造技术与机床研究学会理事兼秘书长,机械工程学报编委,教育部04年度新世纪人 才。主持承担了高速、高精度机电系统建模和控制技术等方面的国家自然科学基金、大型企业委托横向合作项目20余项。作为主要成员,参与了973项目“超高 速加工基础研究”, (2009CB724400) 、973项目“数字化制造基础研究”以及863重点课题高档数控机床综合动态特性在线测试系统,(2008AA042405)等国家重大机床科技项目的研 究工作。获2006年度教育部科技成果1等奖和2006年度陜西省科技成果1等奖各一项;迄今在国内外重要期刊上发表论文90余篇,其中SCI/EI收录 50余篇。

姜歌东,2007 年度教育部新世纪人才,教授、博导。1998年获西安交通大学机械学专业博士学位,随后任教于西安交通大学机械工程学院至今;2002年2月-2003年 12月期间,香港理工大学机械系研究助理,2010年7月-2011年1月,加拿大曼尼托巴大学机械工程及制造系访问学者。主要研究领域机械制造及自动 化,主要研究方向1)机床数控制技术; 2)精密机械及测量技术;3)机电系统动力学研究。迄今为止主持国家自然科学基金2项、863重点课题1项,参与973项目2项、国家机床重大项目2项, 其他省部级项目和横向课题10余项。获得教育部科技进步一等奖、陜西省科技进步一等奖各1项,在国内外重要刊物发表论文50余篇,其中被SCI、EI收录 近40篇;获得发明专利10余项。目前是中国微纳米技术学会高级会员,中国机械工程学会生产工程分会青年工作委员会委员;国家自然科学基金、教育部博士点 基金、863项目评审专家;英国机械工程师学会会刊《Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers》、《西安交大学报》、《重庆大学学报》等国内外重要期刊评审专家。

刘红忠,西安交通大学 机械工程学院 教授(腾飞特聘教授) 博士生导师

教育背景
  • 2001-2004 西安交通大学 机械工程学院 博士
  • 1995-1998 兰州交通大学 电信工程学院 硕士

工作经历
  • 2010- 西安交大 机械学院 教授,西安交大“腾飞特聘”教授,“千人教授”联系教授
  • 2009-2010 哈佛大学 应用科学工程学院 访问研究
  • 2006-2009 西安交通大学 机械工程学院 副教授(骨干教师),教育部新世纪人才
  • 2004-2006 西安交通大学 仪器仪表博士后流动站 博士后

研究方向
  • 微纳制造工艺与装备、纳米光电子器件制造、纳米光栅制造技术。
    • 近5年,主持科研项目11项,经费合计2000余万元。包括:国家科技重大专项,国家自然科学基金、863项目、973项目课题、重点基金等。
    • 发表论文60余篇(SCI检索40篇),包括AM、PS、OL等国际一区期刊,影响因子最高达到13以上;出版英文专著一本(NOVA Science Publishers)。
  • 中国发明专利42项,软件著作权2项;美国发明专利1项。
    • 研 究成果被行业权威期刊MST(IOP, UK)、AMR(Transactions, ASME)、RSI(American Institute of Physics)、ROBOTICA, JIS(Springer)等引用300余次,在飞行器表面近壁流场测量、微三维微结构异质结太阳能电池及高精度机床用光栅制造等获得应用。

学术任职
  • 中国机械工程学会 高级会员,中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会 理事,中国机床工具工业协会数显装置分会 高级会员(标准委员会 委员),美国机械工程师学会(ASME) 会员,IEEE会员。

许睦旬, 教授。1986年在西安交通大学机制专业毕业,留校任教至今,现任职于西安交通大学机械工程学院数字控制及装备技术研究所。1991年晋升讲师; 1999年晋升副教授;2014年晋升教授。主要从事精密机械设计、数控技术、工业设计等方面的教学与科研工作。主要研究方向为“精密机械设计”、“数控 技术”、“工业设 计”。近年负责和参与了10多项科研项目,获得10多项专利,主编了9本教材和论著,发表论文10余篇。

课程进度表

第1周:第一章 数控技术概论
第2周:第二章 数控加工程序编制
第3周:第三章 CNC装置及接口
第4周:第四章 插补、刀具补偿与速度控制
第5周:第五章 伺服驱动系统

课程内容

本课程主要包括:数控技术概论、数控编程知识、CNC装置及接口、数控插补原理、刀补原理及速度控制、伺服驱动系统等基本知识。
 
1)数控技术概论
教学内容:数控机床的特点及应用,数控机床的组成与分类,数控机床发展前景。

2)数控加工程序编制
教学内容:程序编制的内容和步骤、程序编制的工艺处理、程序编制的工艺指令、程序格式及编程指令代码等、数控车、铣编程方法以及自动编程。

3)CNC装置及接口
教学内容:数控装置的软硬件结构、PLC控制器。

4)插补、刀具补偿与速度控制
教学内容:插补原理及逐点比较法、数字积分法等基本插补算法,刀补原理以及速度及加减速控制方法。

5)伺服驱动系统
教学内容:位置检测装置(旋转变压器、感应同步器、光栅、编码盘)的原理及其在数控机床上的应用、步进电机的工作原理、直、交流伺服电机类型及工作原理、特性。

上课形式

学生通过观看教学视频、学习教材课件(PPT),进行自学。鼓励学生通过论坛与同学和老师积极交流学习经验和体会,帮助其掌握和巩固所学知识。并且鼓励学生进行课外技术实践,掌握应用数控技术的技能。

评分标准

期中考:50%
期末考:50%

通过标准


课程及格标准:60分   满分:100分

先修科目或先备能力

机械控制工程基础;
电工电子技术;
C语言编程;
微机原理及接口技术;
数字/模拟电子技术;

建议参考书目

主教材:新编机床数控技术,任玉田,北京理工大学出版社,ISBN:9787564004187

辅助教材:
1. 机床数控技术, 梅雪松, 高等教育出版社, ISBN:9787040370072
2. 机械制造装备设计, 黄玉美 王润孝 梅雪松, 高等教育出版社, ISBN:9787040236149
3. 数控技术, 李斌 李曦, 华中科技大学出版社, ISBN:9787560960494

常见问答集

课程开始之后,于期限内,您可自由选择空闲的时间,观看影音与文字教材、进行测验考试、参与讨论…等。有设定期限的课堂活动,为了公平性的问题,期限过后不再重复开放。

其它

若有任何的更动,请以育网上的资讯为依据。