數(shù)控技術(shù)應用本科專業(yè)

1、數(shù)控技術(shù)應用本科專業(yè)計算機數(shù)控系統(tǒng)自學考試大綱一、課程性質(zhì)與設置目的（一）課程性質(zhì)、特點和設置目的計算機數(shù)控系統(tǒng)是遼寧省高等教育自學考試數(shù)控技術(shù)（應用本科）專業(yè) 考試計劃規(guī)定的一門必考的主要專業(yè)基礎課。 通過本課程的學習，使學生掌握計 算機數(shù)控系統(tǒng)的組成和工作原理，為深入學習和應用數(shù)控機床、以及從事機械設 計與制造打下基礎。（二）本課程的基本要求1. 學習和系統(tǒng)掌握機床數(shù)控技術(shù)以及的先進制造技術(shù)的相關基本概念；2. 學習和掌握數(shù)控加工編程的基本原理與方法；3. 學習和理解數(shù)控系統(tǒng)的控制原理；4. 學習和認識計算機數(shù)字控制裝置的硬件和元件系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理；5. 學習和認識數(shù)控機床的位置檢測裝

2、置的類型、特點和基本工作原理；6. 學習和掌握數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的類型、特點和基本工作原理。（三）本課程與相關課程的關系先修課程除公共基礎課外，還應包括電工與電子技術(shù)基礎和機械制造技術(shù)基 礎等專業(yè)技術(shù)基礎課程。二、課程內(nèi)容與考核目標第1章概述（一）學習目的與要求初步掌握數(shù)控機床的組成與工作原理，掌握數(shù)控機床的分類，熟悉數(shù)控機 床的特點與應用，了解數(shù)控技術(shù)的發(fā)展以及 以數(shù)控機床為基礎的生產(chǎn)自動化 技術(shù)，為進一步學習打基礎。（二）課程內(nèi)容1. 數(shù)控機床的組成與工作原理2. 數(shù)控機床的特點與應用3. 數(shù)控機床的分類4. 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展5. 以數(shù)控機床為基礎的生產(chǎn)自動化技術(shù)（三）考核知識點1. 數(shù)控機床

3、的組成與工作原理（1）機床數(shù)控技術(shù)的基本概念（2）數(shù)控機床的組成（3）數(shù)控機床的工作原理2. 數(shù)控機床的特點與應用3. 數(shù)控機床的分類（1）按加工工藝及機床用途的類型分類（2）按機床運動的控制軌跡分類（3）按伺服控制方式分類（4）按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類4. 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展（1）數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展（2）數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢5. 以數(shù)控機床為基礎的生產(chǎn)自動化技術(shù)（1）分布式數(shù)字控制（2）柔性制造單元（3）柔性制造系統(tǒng)（4）計算機集成制造系統(tǒng)（四）考核要求1. 識記NC CNC DNC FMC FMS CIMS PLC,伺服控制9數(shù)控機床分類，多坐標聯(lián)動2. 領會（1）數(shù)控機床的組成和工作原理（2

4、）數(shù)控機床的加工特點和應用（3）數(shù)控機床的發(fā)展趨勢（4）數(shù)控機床的應用第2章數(shù)控加工程序編制（一）學習目的與要求學習和掌握數(shù)控加工程序編制的基本知識，為理解數(shù)控系統(tǒng)的工作打基礎, 也為后續(xù)學習打基礎。（二）課程內(nèi)容1. 概述2. 數(shù)控加工的指令代碼和程序結(jié)構(gòu)3. 程序編制中的數(shù)學處理4. 計算機輔助數(shù)控編程（三）考核知識點1. 概述（1）零件程序編制的步驟與內(nèi)容（2）數(shù)控編程方法2. 數(shù)控加工的指令代碼和程序結(jié)構(gòu)（1 ）程序結(jié)構(gòu)（2）程序段格式（3）變量參數(shù)編程與用戶宏程序（4）數(shù)控加工中的坐標系與相關 G指令（5）刀具補償指令（6）固定循環(huán)（7）輪廓銑削加工的程序編制3. 程序編制中的數(shù)學處

5、理（1）程序編制中數(shù)學處理的任務（2）非圓曲線的節(jié)點計算（3）列表曲線的插值與擬合4. 計算機輔助數(shù)控編程（1）計算機輔助編程技術(shù)的發(fā)展概況（2）典型的CAD/CAM軟件介紹（四）考核要求1. 識記數(shù)控加工程序，程序段，功能字，機床坐標系，機床零點，工件坐標系手工編程，自動編程，起刀點，退刀點，固定循環(huán)和刀具補償2. 領會（1）零件程序編制的步驟、內(nèi)容和數(shù)控編程方法（2）數(shù)控加工的程序結(jié)構(gòu)和常用指令代碼；（3）了解計算機輔助數(shù)控編程，主要是 CAD/CAM 體化編程的特點、原 理與發(fā)展。3. 簡單應用程序編制中的數(shù)學處理的任務和處理方法；4. 綜合應用輪廓銑削加工的程序編制方法；第3章數(shù)控系統(tǒng)

6、的控制原理（一）學習目的與要求學習和理解數(shù)控系統(tǒng)的控制原理，掌握數(shù)控加工程序的輸入與處理過程；掌握數(shù)控系統(tǒng)插補的基本概念和分類，了解數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償原理、數(shù)控 系統(tǒng)的速度控制和數(shù)控系統(tǒng)的位置控制等。（二）課程內(nèi)容1. 數(shù)控系統(tǒng)的差補原理2. 數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補償原理（三）考核知識點1. 數(shù)控系統(tǒng)的差補原理（1）插補的基本概念和分類（2）基準脈沖插補（3）數(shù)據(jù)采樣插補（4）曲面直接插補（SDI）2. 數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補償原理（1）程序段間的轉(zhuǎn)接（2）轉(zhuǎn)接矢量計算（3）進給速度和加減速控制（4）數(shù)控系統(tǒng)的位置控制（四）考核要求1. 識記數(shù)控機床的脈沖當量、數(shù)控系統(tǒng)插補的基本概念、分類特點、插

7、補精度、SDI 直線加減速、指數(shù)加減速、速度增益和補償2. 領會（1）基準脈沖插補中的逐點比較法和 DDA法；（2）數(shù)據(jù)采樣插補中的直線函數(shù)法、擴展 DDA法和遞歸法；（3）數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償原理、數(shù)控系統(tǒng)的速度控制和數(shù)控系統(tǒng)的位置控 制原理3. 簡單應用（1）數(shù)據(jù)采樣插補的精度分析（2）遞歸法插補分析第4章計算機數(shù)字控制裝置（一）學習目的與要求學習和熟悉CNC裝置的硬、軟件結(jié)構(gòu)和工作原理，了解常用數(shù)控系統(tǒng)的一 般情況，為正確操縱和維護數(shù)控機床奠定基礎。（二）課程內(nèi)容1. 概述2. 計算機數(shù)字控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)3. 計算機數(shù)字控制裝置的功能4. 數(shù)控系統(tǒng)的可編程控制器（PLC）5. CNC裝置

8、的軟件系統(tǒng)6. 數(shù)控系統(tǒng)的接口電路和通信7. 典型數(shù)控系統(tǒng)介紹（三）考核知識點1. 概述2. 計算機數(shù)字控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)（1）大板式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)（2）單微處理器數(shù)控裝置和多微處理器數(shù)控裝置（3）開放式數(shù)控體系結(jié)構(gòu)3. 計算機數(shù)字控制裝置的功能（1）CNC裝置的基本功能與工作過程（2）CNC裝置的擴展功能4. 數(shù)控系統(tǒng)的可編程控制器（PLC）（1）PLC的組成、工作原理和特點（2）PLC在數(shù)控機床中的應用（3）PLC的應用實例5. CNC裝置的軟件系統(tǒng)（1）CNC軟件的功能特點（2）CNC系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)6. 數(shù)控系統(tǒng)的接口電路和通信（1）概述（2）機床開關量及其接口（3）串行通訊及接口

9、（4）數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊技術(shù)7. 典型數(shù)控系統(tǒng)介紹（1）國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)介紹（2）國外數(shù)控系統(tǒng)介紹（四）考核要求1. 識記硬件，軟件，存儲，數(shù)據(jù)處理，位置控制，適時控制，中斷，開關量，通訊,R232接口，計算機網(wǎng)絡，通訊協(xié)議，F(xiàn)ANU和SIMENS2、理解（1）CNC功能的特點和總體結(jié)構(gòu)類型；（2）系統(tǒng)的接口電路和通信的一般情況；（3）CNC系統(tǒng)功能特點；（4）CNC軟件結(jié)構(gòu)；（5）計算機數(shù)字控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)和基本類型，包括大板結(jié)構(gòu)和模塊化 結(jié)構(gòu)，單CPU和多CPU結(jié)構(gòu)等；(6) PLC的構(gòu)成、特點、工作方式及編程。3. 簡單應用數(shù)控程序的處理過程4. 綜合應用常用數(shù)控系統(tǒng)的特點分析第5章位置檢測

10、裝置(一) 學習目的與要求學習掌握數(shù)控機床對位置檢測裝置的基本要求、常用位置檢測裝置的類型、 結(jié)構(gòu)、工作原理及特點，并為正確選擇、使用和維護打下技術(shù)基礎。(二) 課程內(nèi)容1. 概述2. 光柵3. 編碼器4. 旋轉(zhuǎn)變壓器5. 感應同步器6磁柵(三) 考核知識點1. 概述2. 光柵(1) 計量光柵的種類；(2) 計量光柵的工作原理。3. 編碼器(1) 絕對式編碼器；(2) 脈沖增量式碼盤。4. 旋轉(zhuǎn)變壓器(1) 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理；(2) 旋轉(zhuǎn)變壓器的測量系統(tǒng)。5. 感應同步器(1) 感應同步器的結(jié)構(gòu)和工作原理；(2) 感應同步器測量系統(tǒng)。6磁柵（1）磁柵的結(jié)構(gòu)與工作原理；（2）磁柵的測量

11、系統(tǒng)。（四）考核要求1. 識記系統(tǒng)分辨率，數(shù)字式測量，模擬式測量，絕對式測量，相對式測量，直線測量，角度測量，鑒相式測量，鑒幅式測量，莫爾條紋，電磁感應和讀數(shù)磁頭。2. 領會（1）旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理；（2）感應同步器結(jié)構(gòu)與工作原理；（3）磁柵的結(jié)構(gòu)與工作原理。3. 簡單應用（1）常用光柵尺結(jié)構(gòu)與工作原理；（2）絕對式編碼器和脈沖增量式碼盤的工作原理。第6章數(shù)控機床的伺服控制系統(tǒng)（一）學習目的與要求學習和掌握數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的類型、特點及發(fā)展，伺服電機工作原理及其 速度控制，了解伺服系統(tǒng)的工作原理及性能分析， 為伺服電機及伺服系統(tǒng)的使用 和維護打下技術(shù)基礎。（二）課程內(nèi)容1. 概述；2.

12、 直流伺服電機及其速度控制；3. 交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng)；4. 步進電機開環(huán)位置控制系統(tǒng)；5. 直線電動機；6. 進給伺服系統(tǒng)分析。（三）考核知識點1. 概述（1）數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類；（2）數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)的要求;（3）機床伺服系統(tǒng)的發(fā)展。2. 直流伺服電機及其速度控制（1）直流數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類；（2）晶體管直流脈寬調(diào)制調(diào)速控制；（3）主軸直流電機。3. 交流伺服電機及其速度控制系統(tǒng)（1）永磁交流伺服電機；（2）正弦波脈寬調(diào)制 （SPWM）調(diào)速；（3）交流主軸電機；（4）交流電機的矢量控制。4. 步進電機開環(huán)位置控制系統(tǒng)（1）步進電機的工作原理；（2）步進電機的類型與選擇；（

13、3）步進電機的控制原理。5. 直線電動機6. 進給伺服系統(tǒng)分析（1）概述；（2）數(shù)學模型；（3）性能分析。（四）考核要求1. 識記伺服驅(qū)動，直流電機，交流電機，步進電機，直線電機，電主軸，pwmspwm 變頻調(diào)速，矢量控制，定位精度，跟隨誤差，輪廓誤差。2. 領會（1）熟悉步進電機的工作原理、技術(shù)參數(shù)與控制原理；（2）直流電機調(diào)速原理與方法。3. 簡單應用（1 ）永磁交流伺服電機結(jié)構(gòu)與工作原理；（2）熟悉直流電機晶體管脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速控制原理，了解H型開關功率放大器；（3） 正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）調(diào)速的工作原理；（4）交流主軸電機的類型和調(diào)速原理；（5）交流伺服電動機的矢量控制工作原

14、理。4. 綜合應用（1）掌握數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類及要求；（2）進給伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型和性能分析，包括開環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)的定位 誤差、閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)跟隨誤差對輪廓加工誤差的影響等。三、有關說明與實施要求（一）關于“考核要求”中四個“能力層次”的說明識記：要求考生能夠識別和記憶本大綱規(guī)定的有關知識點的主要內(nèi)容，并能根據(jù)考核的不同要求，做出正確的表述，選擇和判斷。領會：要求考生能夠領悟和理解本大綱規(guī)定的有關知識點的內(nèi)涵與外延， 熟 悉其內(nèi)容要點和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系。 并能夠根據(jù)考題要求，作出正確的解釋 和表述。簡單應用：要求考生能夠運用本大綱規(guī)定的知識點分析和解決一般應用問 題。綜合應用：

15、要求考生能夠運用本大綱規(guī)定的知識點分析和解決較復雜的應用 問題。（二）關于學習教材與主要參考書1. 楊繼昌等主編，數(shù)控技術(shù)基礎北京:化學工業(yè)出版社，2005.82. 富大偉等主編，數(shù)控技術(shù)北京:化學工業(yè)出版社,2005,93 王仁德等編著，機床數(shù)控技術(shù).沈陽:東北大學出版社,2002.94 王愛玲主編,現(xiàn)代數(shù)控原理與系統(tǒng)北京:國防工業(yè)出版社,2005.15 黃家善主編,計算機數(shù)控技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2004.16任玉田等編著，新編機床數(shù)控技術(shù).北京:北京理工大學出版社,2005.5（三）自學方法指導1 認真閱讀與鉆研大綱與教材。自學應考者應根據(jù)本大綱規(guī)定的考核目標， 認真學習教材，全面

16、系統(tǒng)地掌握教材所闡述的基本原理、基本概念和基本知識。 本課程有較嚴密的邏輯體系，涉及內(nèi)容較多，知識范圍較廣泛，各章分別闡明不 同的問題，又有密切的內(nèi)在聯(lián)系。自學應考者應深人學習各章的內(nèi)容， 掌握基本 原理，理解基本概念和基本知識的內(nèi)涵。2系統(tǒng)學習和重點深入相結(jié)合。自學應考者應在全面系統(tǒng)學習教材的基礎 上，對重點章節(jié)進行深入的學習，掌握重要原理和概念，以便更好地把握本課程 的全部內(nèi)容。應注意的是，切忌在沒有全面系統(tǒng)地學習教材的情況下， 單純孤立 地去抓重點，甚至猜題押題，那樣是不可能有好的學習效果的。3. 重視理論聯(lián)系實際，提高分析問題、解決問題的能力。4. 保證必要的學習時間。自學者應根據(jù)本課

17、程的特點和自身的實際情況， 合理安排自學時間。（四）對社會助學的要求1. 社會助學者應明確本課程的性質(zhì)與設置要求， 根據(jù)本大綱規(guī)定的課程內(nèi)容 和考核目標，把握指定教材的基本內(nèi)容， 對自學應考者進行切實有效的輔導，引 導他們掌握正確的學習方法，防止自學中的各種偏向，體現(xiàn)社會助學的正確導向。2. 要正確處理基本原理、基本概念和基本知識同應用能力的關系，努力引導 自學應考者將基礎理論知識轉(zhuǎn)化為認識、分析和解決實際問題的能力。3. 要正確處理重點和一般的關系。 本課程的理論性強，內(nèi)容廣泛；考試命題的題型多樣、覆蓋面廣。社會助學者應根據(jù)這門課程和考試命題的特點，指導自學應考者全面系統(tǒng)地學習教材，掌握全部

18、課程內(nèi)容和考核目標。 在全面輔導的基 礎上，突出重點章節(jié)和重點問題，把重點輔導和兼顧一般有機地結(jié)合起來。（五）建議分配學時21 早課程內(nèi)容建議學時（小時）第1章概述6第2章數(shù)控加工程序編制6第3章數(shù)控系統(tǒng)的控制原理8第4章計算機數(shù)字控制裝置8第5早位置檢測裝置4第6章數(shù)控機床的伺服控制系統(tǒng)8總 計40（六）關于命題考試的若干規(guī)定1. 本課程的命題考試，應根據(jù)本大綱規(guī)定的課程內(nèi)容和考核目標， 來確定考 試范圍和考核要求，不要任意擴大或縮小考試范圍，提高或降低考核要求。 考試 命題要覆蓋本大綱的第1章到第6章的內(nèi)容，并適當突出重點章節(jié)，體現(xiàn)本課程 的基本內(nèi)容。2. 試卷對能力層次的要求應結(jié)構(gòu)合理。

19、 對不同能力層次要求的分數(shù)比例， 一 般為：識記與領會40%，簡單應用35%，綜合應用25%。3. 要合理安排試卷的難度結(jié)構(gòu)。試題的難度分為易、較易、較難、難四等。 每份試卷中，四種難易度試題的分數(shù)比例一般以 2: 3: 3: 2為宜。試題的難易 度與能力層次不同，在各個能力層次中，都可有難易度不同的試題。4. 本課程考試試卷的題型，主要是填空題和分析題等。各種題型的具體樣式 可參見本大綱附錄。5. 本課程考試時間為150分鐘，試題量應以中等水平的自學應考者在規(guī)定時 間內(nèi)答完全部試題為度。(七)題型舉例“計算機數(shù)控系統(tǒng)”試題一、填空(30分)(1) DNC是的縮寫。(2) MAP/TOP是的縮寫。(3) GTR是的縮寫。(4) PWM 是的縮寫。(5) MDI是的縮寫。(6) RS-232是 的縮寫。(7) 根據(jù)數(shù)控機床的控制結(jié)構(gòu)，數(shù)控機床可分 ，和三種類型，其中，大多數(shù)數(shù)控機床采 。(8) 根據(jù)聯(lián)動控制的軸數(shù)，數(shù)控機床可分為 ，和五軸聯(lián)動等五種類型，其中，五軸聯(lián)動有 3個和2個坐標軸。(9) 大多數(shù)數(shù)控機床的進給電機采用