機床數(shù)控原理與技術(shù)自學(xué)考試大綱

1、高綱1307江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱05661機床數(shù)控原理南京工程學(xué)院編江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會辦公室一、課程性質(zhì)及其設(shè)置目的與要求（一）課程性質(zhì)和特點機床數(shù)控原理課程是我省高等教育自學(xué)考試數(shù)控加工與模具設(shè)計專業(yè)（本科段）的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。其任務(wù)是培養(yǎng)應(yīng)考者系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機床數(shù)控系統(tǒng)的基本概念和基本原理，了解機床數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，深刻認識機床數(shù)控系統(tǒng)在模具設(shè)計與制造技術(shù)中的地位和作用，掌握機床數(shù)控系統(tǒng)使用的基本方法，為模具設(shè)計與制造行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用人才。（二）本課程的基本要求本課程教材內(nèi)容共分為八章。在對機床數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進行簡要介紹的基礎(chǔ)上，重點闡述了機床數(shù)控系統(tǒng)的基本原理、數(shù)控機床的組成

2、及功能、控制原理、伺服系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。通過對本課程的學(xué)習(xí)，要求應(yīng)考者對機床數(shù)控系統(tǒng)有一個全面的了解，具體應(yīng)達到以下要求：1了解機床數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展過程，機床數(shù)控系統(tǒng)在模具設(shè)計與制造中的作用；2理解機床數(shù)控系統(tǒng)的組成、功能、特點及類型；3掌握機床數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用的基本方法。（三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系機床數(shù)控原理課程涉及到機械基礎(chǔ)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制、可編程控制器、檢測技術(shù)，覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域廣泛，緊密結(jié)合生產(chǎn)實際。本課程的前修課程主要包括機械制造技術(shù)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機原理及應(yīng)用、自動控制原理和電氣控制與PLC等課程。這些課程幫助應(yīng)考者理解和掌握機床數(shù)控系統(tǒng)的基本原理和使用。二、課程

3、內(nèi)容和考核目標第一章 數(shù)控系統(tǒng)概述（一） 課程內(nèi)容本章簡要介紹了數(shù)字控制技術(shù)的定義、數(shù)控系統(tǒng)的組成與分類、數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展過程。（二）學(xué)習(xí)要求 了解機床數(shù)控系統(tǒng)的基本原理，理解機床數(shù)控系統(tǒng)的組成、功能、特點及類型。（三）考核知識點和考核要求1領(lǐng)會：機床數(shù)控系統(tǒng)的學(xué)科基礎(chǔ)，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展過程；2掌握：數(shù)控技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床的含義；機床數(shù)控系統(tǒng)的組成、功能、特點及類型；機床坐標系與工件坐標系的關(guān)系。3熟練掌握：數(shù)控機床的類型、特點和適用情況；數(shù)控程序指令字的名稱和功能。第二章 數(shù)控系統(tǒng)的插補與刀具補償原理（一）課程內(nèi)容本章介紹了軸運動插補軟件算法和刀具半徑補償?shù)幕驹?。（二?/p>

4、學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，要求理解逐點比較插補法和數(shù)字積分插補法的基本概念；掌握刀具半徑補償?shù)幕驹怼＃ㄈ┛己酥R點和考核要求 1領(lǐng)會：插補的含義和插補算法的類型、刀具半徑補償?shù)淖饔谩⒌堆a與插補的關(guān)系；2掌握：第1象限逐點比較法直線插補和逆圓弧插補的偏差判別、坐標進給、偏差計算、坐標計算及終點判別，列表寫出插補計算過程，畫出插補軌跡即走刀軌跡。逐點比較法4個象限坐標變換與終點判別，逐點比較法的合成進給速度分析；第1象限數(shù)字積分法直線插補和逆圓弧插補的積分運算、坐標進給、積分余數(shù)、坐標計算及終點判別，列表寫出插補計算過程，畫出插補軌跡即走刀軌跡。數(shù)字積分法4個象限坐標變換與終點判別；C功能刀補

5、直線過渡的轉(zhuǎn)接類型判別；加減速控制原理和方法。3熟練掌握：逐點比較法實現(xiàn)4象限直線插補和逆圓弧插補的計算過程；數(shù)字積分法實現(xiàn)第1象限直線插補的計算過程；與直線插補比較，數(shù)字積分法實現(xiàn)第1象限逆圓弧插補的異同之處。第三章數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件及相關(guān)技術(shù)（一）課程內(nèi)容 本章介紹了CNC系統(tǒng)的組成及特點、計算機數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)及控制、CNC系統(tǒng)常用外設(shè)及結(jié)構(gòu)等基本概念。（二）學(xué)習(xí)要求 通過本章的學(xué)習(xí)，要求理解CNC系統(tǒng)的定義與結(jié)構(gòu)，計算機數(shù)控系統(tǒng)硬件模塊及安裝方式，控制軟件的結(jié)構(gòu)特點及其工作過程，掌握CNC系統(tǒng)的輸入輸出裝置的工作過程。（三）考核知識點和考核要求1領(lǐng)會：CNC系統(tǒng)的定義

6、與結(jié)構(gòu)、CNC系統(tǒng)軟件的組成、多微處理機結(jié)構(gòu)的特點、CNC系統(tǒng)的多任務(wù)并行處理特性；2掌握：CNC系統(tǒng)控制軟件的輸入、存儲、譯碼、預(yù)計算、插補計算、輸出等模塊的工作過程；CNC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信接口及協(xié)議。3熟練掌握：單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理結(jié)構(gòu)的特點；CNC裝置的中斷處理的類型和特點；數(shù)控系統(tǒng)I/O接口電路的作用和類型。第四章 數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)（一）課程內(nèi)容本章介紹了數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展、類型及伺服驅(qū)動裝置的接口和選型。（二）學(xué)習(xí)要求 通過本章的學(xué)習(xí)，要求了解數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成、分類和性能；理解步進式伺服系統(tǒng)、直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)的控制原理。（三）考核知識點和考核要求

7、1領(lǐng)會：步進式伺服系統(tǒng)、直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的特點；步進電動機的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理，步進電動機的功率驅(qū)動電路、細分技術(shù)和控制原理。2掌握：直流伺服電動機組成方案，PWM驅(qū)動系統(tǒng)及數(shù)學(xué)模型；無刷直流電動機伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；交流伺服系統(tǒng)的組成單元和結(jié)構(gòu)，交流伺服系統(tǒng)的控制策略；伺服驅(qū)動系統(tǒng)的接口類型和作用，伺服驅(qū)動裝置選型的原則及各部分常用類型的適用情況。3熟練掌握：步進式伺服系統(tǒng)、直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的組成和作用。第五章 數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)（一）課程內(nèi)容本章介紹了數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)的組成、與其他設(shè)備的連接及控制。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，要求理解數(shù)控機床主

8、軸驅(qū)動系統(tǒng)的功用；理解主軸驅(qū)動裝置的特點及連接方式；理解主軸變速控制、主軸準?？刂萍爸鬏S與進給軸的關(guān)聯(lián)控制的工作機理；了解高速電主軸的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。（三）考核知識點和考核要求1領(lǐng)會：數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)的組成及數(shù)控機床對主軸控制的要求；主軸驅(qū)動裝置的功能和類型；2掌握：數(shù)控裝置與模擬主軸連接信號原理；主軸變速控制類型和實現(xiàn)方法；自動換檔的工作時序；主軸與進給軸的關(guān)聯(lián)控制的類型和作用。3熟練掌握：主軸準?？刂频囊饬x和方法第六章 可編程機床控制器（一）課程內(nèi)容本章介紹了數(shù)控機床用可編程控制器的原理、指令系統(tǒng)及應(yīng)用實例。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，要求理解數(shù)控機床用可編程控制器的基本原理、PMC

9、的指令系統(tǒng)及典型功能的梯形圖設(shè)計。（三）考核知識點和考核要求1領(lǐng)會：可編程控制器的特點和應(yīng)用領(lǐng)域；可編程控制器的組成和工作過程；數(shù)控機床用可編程控制器的類型、控制對象、信號存儲器及地址。2掌握：數(shù)控機床用可編程控制器梯形圖結(jié)構(gòu)和順序程序的執(zhí)行過程；PMC的常用指令類型、格式及含義；梯形圖的設(shè)計流程及具體內(nèi)容，PMC控制信號的類型，數(shù)控機床中典型控制功能的梯形圖設(shè)計和分析。3熟練掌握：PMC的主要功能指令類型和用法；隨機刀具位置選刀控制的工作流程。第七章數(shù)控機床位置檢測裝置（一）課程內(nèi)容 本章介紹了數(shù)控機床常用的旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器、光柵、感應(yīng)同步器、磁柵和測速發(fā)電機等檢測裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理

10、、信息處理和應(yīng)用。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，要求理解直線型檢測裝置的結(jié)構(gòu)特點、用于直線位移測量的工作原理、信息處理的電路分析和方法；理解旋轉(zhuǎn)型檢測裝置的結(jié)構(gòu)特點、用于角度位移測量的工作原理、信息處理的電路分析和方法。（三）考核知識點和考核要求1領(lǐng)會：旋轉(zhuǎn)變壓器的基本結(jié)構(gòu)和類型、光電編碼器的結(jié)構(gòu)和類型、光柵尺的構(gòu)造與種類、感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)特點和類型以及測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和特點。2掌握：旋轉(zhuǎn)變壓器的鑒相式和鑒幅式工作方式；光電編碼器的工作原理；莫爾條紋形成的原理和特點、鑒向倍頻的原理；感應(yīng)同步器鑒相式和鑒幅式工作方式；磁柵相位測量原理；。3熟練掌握：旋轉(zhuǎn)變壓器在數(shù)控機床中的應(yīng)用；光電編碼器正反轉(zhuǎn)

11、辨別的原理；光柵測量系統(tǒng)的組成和功用。第八章 常用數(shù)控系統(tǒng)（一）課程內(nèi)容本章介紹了目前常用的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理。（二）學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí)，要求了解常用數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展、特點及軟件和硬件組成。（三）考核知識點和考核要求1領(lǐng)會：SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)、FANUC數(shù)控系統(tǒng)和華中數(shù)控系統(tǒng)的特點和類型。2掌握：西門子840D硬件系統(tǒng)的組成和功用，西門子840D系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)；FANUC0i系統(tǒng)的特點、硬件和軟件部分的組成，F(xiàn)ANUC0i系統(tǒng)的電源模塊和伺服模塊的功用；華中數(shù)控系統(tǒng)的組成、軟件結(jié)構(gòu)的組成和作用。三、有關(guān)說明和實施要求（一）關(guān)于“課程內(nèi)容與考核目標”中有關(guān)提法的說明在大綱的考核要求中

12、，提出了“領(lǐng)會”、“掌握”、“熟練掌握”等三個能力層次的要求，它們的含義是：1領(lǐng)會：要求應(yīng)考者能夠記憶規(guī)定的有關(guān)知識點的主要內(nèi)容，能夠理解規(guī)定的有關(guān)知識點的內(nèi)涵，熟悉其內(nèi)容要點和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，根據(jù)考核的不同要求，作出正確的解釋、說明和闡述。2掌握：要求應(yīng)考者掌握有關(guān)的知識點，正確理解和記憶相關(guān)內(nèi)容的原理、方法步驟等。3熟練掌握：要求應(yīng)考者必須掌握的課程中的核心內(nèi)容和重要知識點。（二）自學(xué)教材本課程使用教材為：數(shù)控原理與系統(tǒng)，蔣麗主編，國防工業(yè)出版社，2011年版。（三）自學(xué)方法的指導(dǎo)本課程作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其涉及學(xué)科知識面廣、內(nèi)容多、難度較大，應(yīng)考者在自學(xué)過程中應(yīng)該注意以下幾個方面

13、：1應(yīng)考者學(xué)習(xí)前，應(yīng)仔細閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)，熟悉課程的基本要求以及本課程與有關(guān)課程的聯(lián)系，在學(xué)習(xí)中緊緊圍繞課程的基本要求。2在閱讀某一章教材內(nèi)容前，應(yīng)先認真閱讀大綱中該章的考核知識點、自學(xué)要求和考核要求，注意對各知識點的能力層次要求，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)。3閱讀教材時，應(yīng)根據(jù)大綱要求，要逐段細讀，逐句推敲，吃透每個知識點。對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握。在閱讀中遇到個別細節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學(xué)習(xí)的前提下，可暫時擱置。4學(xué)完教材的每一章節(jié)內(nèi)容后，應(yīng)認真完成教材中的習(xí)題和思考題，這一過程可有效地幫助自學(xué)者理解、消化和鞏固所學(xué)的知識，提高分

14、析問題、解決問題的能力。（四）對社會助學(xué)的要求1應(yīng)熟知考試大綱對課程所提出的總的要求和各章的知識點。2應(yīng)掌握各知識點要求達到的層次，并深刻理解各知識點的考核要求。3對應(yīng)考者進行輔導(dǎo)時，應(yīng)以指定的教材為基礎(chǔ)，以考試大綱為依據(jù)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與考試大綱脫節(jié)。4對應(yīng)考者進行輔導(dǎo)時，應(yīng)對應(yīng)考者進行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，提倡應(yīng)考者“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動提出問題，依靠自己學(xué)懂”的學(xué)習(xí)方法。5對應(yīng)考者進行輔導(dǎo)時，要注意基礎(chǔ)、突出重點，幫助應(yīng)考者對課程內(nèi)容建立一個整體的概念，對應(yīng)考者提出的問題，應(yīng)以啟發(fā)引導(dǎo)為主。6注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)。要引導(dǎo)應(yīng)考者逐步學(xué)會獨立學(xué)習(xí)，在自學(xué)

15、過程中善于提出問題、分析問題、作出判斷和解決問題。7要使應(yīng)考者了解試題難易與能力層次高低兩者之間不完全是一回事，在各個能力層次中都存在著不同難度的試題。（五）關(guān)于命題和考試的若干規(guī)定1本大綱各章所提到的考核要求中，各條細目都是考試的內(nèi)容，試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點章節(jié)，加大重點內(nèi)容的覆蓋密度。2試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領(lǐng)會”20%，“掌握”40%，“熟練掌握”為40%。3試題難易程度要合理，可分為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中分值所占的比例約為2：3：3：2。4本課程考試試卷可能采用的題型有：單項選擇題、名詞解釋、簡答題、作圖題和問答題（包括論述題）等類型（見附錄題型示例）。5考試方式為閉卷筆試，考試時間為150分鐘。評分采用百分制，60分為