機(jī)床數(shù)控原理自考大綱湖南省高等教育自學(xué)考試課程大綱

來源：好上學(xué) ??時(shí)間：2025-03-30

　　湖南省高等教育自學(xué)考試課程考試大綱

　　機(jī)床數(shù)控原理

　　(課程代碼：05661)

　　湖南省教育考試院組編

　　2016 年 12 月

　　第一部分課程性質(zhì)與目標(biāo)

　　一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)

　　機(jī)床數(shù)控原理是高等教育自學(xué)考試數(shù)控技術(shù)(本科)專業(yè)專業(yè)核心課程，專業(yè) 性強(qiáng)，要求考生具備一定的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也是一門理論性與實(shí)踐性結(jié)合比較緊密的課程。學(xué)習(xí)內(nèi)容包括數(shù)控編程的基礎(chǔ)及方法、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、數(shù)控裝置的軌跡控制原理、數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)等。

　　二、課程目標(biāo)與基本要求

　　本課程以數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等典型數(shù)控設(shè)備為主要研究對(duì)象，研究數(shù)字控制系統(tǒng)的工作原理、組成及機(jī)床結(jié)構(gòu)。通過學(xué)習(xí)，考生應(yīng)了解數(shù)控機(jī) 床的特點(diǎn)及工藝范圍，掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理，了解 CNC 的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)處理，掌握 CNC 常見的插補(bǔ)原理及方法，掌握數(shù)控機(jī)床伺服裝置和檢測(cè)裝置的原理及結(jié) 構(gòu)，了解數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及一般維護(hù)等內(nèi)容，為達(dá)到能夠獨(dú)立分析和解決生產(chǎn)實(shí)踐問題，開展新工藝、新技術(shù)創(chuàng)新的目的打下基礎(chǔ)。

　　三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系

　　本課程作為自學(xué)考試本科段的一門重要的專業(yè)技術(shù)課程，考生在學(xué)習(xí)這門課程前，應(yīng)先完成機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)、數(shù)控加工編程與操作、計(jì)算機(jī)應(yīng) 用基礎(chǔ)等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。

　　第二部分考核內(nèi)容與考核目標(biāo)

　　第一章緒論

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，形成對(duì)數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的總體認(rèn)識(shí)，形成數(shù)控、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)等基本概念，明確數(shù)控機(jī)床的工作流程，了解數(shù)控機(jī)床的組成，了解數(shù)控機(jī)床從不同角度的分類，了解數(shù)控機(jī)床與其它加工設(shè)備相比所具有的特點(diǎn)及適用范圍。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)數(shù)控機(jī)床的組成和分類(重點(diǎn))

　　識(shí)記：數(shù)控機(jī)床的組成

　　理解：數(shù)控機(jī)床從不同角度的分類

　　(二)機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：數(shù)控、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)

　　理解：數(shù)控機(jī)床的工作流程

　　(三)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及適用范圍(一般)

　　識(shí)記：數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)

　　理解：數(shù)控機(jī)床的適用范圍

　　應(yīng)用：在工程實(shí)踐中能正確選擇機(jī)床

　　第二章數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，熟悉數(shù)控編程的基本概念，理解數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)，熟記數(shù) 控編程中常見的編程指令，能制定合理的數(shù)控加工工藝。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)數(shù)控程序編程基礎(chǔ)及常準(zhǔn)備功能指令的編程方法(重點(diǎn))

　　識(shí)記：數(shù)控編程的基本概念;數(shù)控編程中常用的功能代碼

　　理解：程序結(jié)構(gòu);數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系

　　應(yīng)用：常用準(zhǔn)備功能指令的編程方法

　　(二)數(shù)控編程的內(nèi)容、步驟與工藝處理(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：數(shù)控編程的內(nèi)容

　　理解：合理確定零件的加工路線;合理選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)

　　應(yīng)用：能編制合理的工藝文件

　　(三)數(shù)控程序編制中的數(shù)值計(jì)算(一般)

　　識(shí)記：數(shù)值計(jì)算的內(nèi)容

　　理解：直線和圓弧組成的零件輪廓的基點(diǎn)計(jì)算;非圓曲線的節(jié)點(diǎn)計(jì)算

　　第三章數(shù)控加工程序的編制

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，熟悉數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心的編程特點(diǎn)，掌握含有直線、圓弧、螺紋等特征的軸類零件的編程與加工，掌握帶有直線、圓弧及孔特征的二維輪廓的編程與加工。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)數(shù)控車削加工編程、數(shù)控銑削加工編程、加工中心編程(重點(diǎn)) 識(shí)記：常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心功能指令

　　理解：數(shù)控車削編程中， G90 、G94 等單一固定切削循環(huán)指令的編程， G92 .G76 螺紋切削循環(huán)指令的編程，G71 .G72 .G73 .G74 .G75 等復(fù)合循環(huán)指令的編程。數(shù)控銑削與加工中心編程中，工件坐標(biāo)系的設(shè)立，鏡像、旋轉(zhuǎn)、縮放等簡(jiǎn)化編程指令的使用，鉆孔、螺紋加工等固定循環(huán)指令的編程，子程序編程

　　應(yīng)用：學(xué)會(huì)應(yīng)用 G90 、G94 .G71 .G72 .G73 .G74 .G75 等指令完成軸類零件的編程與加工。學(xué)會(huì)應(yīng)用鏡像、旋轉(zhuǎn)、縮放、子程序、鉆孔、螺紋加工等指令完成箱體類零件的編程與加工

　　(二)自動(dòng)編程(一般)

　　識(shí)記：CAD 、CAM 的概念

　　理解：常用的幾種 CAD/CAM 軟件的特點(diǎn);自動(dòng)編程技術(shù)的新發(fā)展

　　第四章計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，理解計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成與功能，理解 CNC 裝置的硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)，區(qū)分 CNC 裝置軟硬件的分工，掌握 CNC 裝置的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)CNC 裝置的組成及功能，CNC 裝置的數(shù)據(jù)預(yù)處理(重點(diǎn))

　　識(shí)記：CNC 系統(tǒng)的組成;CNC 裝置的組成;CNC 裝置的主要功能

　　理解：CNC 裝置預(yù)處理包括的內(nèi)容

　　應(yīng)用：刀具補(bǔ)償原理

　　(二)CNC 裝置的硬件結(jié)構(gòu)與軟件結(jié)構(gòu)(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：CNC 硬件裝置的分類方式

　　理解：?jiǎn)挝⑻幚頇C(jī)結(jié)構(gòu)的 CNC 裝置的構(gòu)成;多微處理機(jī) CNC 裝置的基本功能模塊;CNC 裝置軟件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

　　應(yīng)用：多微處理機(jī)結(jié)構(gòu) CNC 裝置的典型結(jié)構(gòu);典型 CNC 裝置軟件結(jié)構(gòu) (三)開放式體系結(jié)構(gòu) CNC 系統(tǒng)、CNC 實(shí)時(shí)處理前的其它預(yù)計(jì)算(一般)

　　識(shí)記：開放式體系的特點(diǎn)

　　理解：開放式 CNC 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

　　第五章數(shù)控裝置的軌跡控制原理

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，掌握插補(bǔ)的概念，理解幾種常用的插補(bǔ)算法的基本原理，掌握幾種常用的插補(bǔ)算法的運(yùn)算過程。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、直接函數(shù)法(重點(diǎn))

　　識(shí)記：脈沖增量插補(bǔ)算法的特點(diǎn)及方法;數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法的涵義及基本原理

　　理解：逐點(diǎn)比較插補(bǔ)算法的基本原理、工作節(jié)拍; 數(shù)字積分法的基本原理; 插補(bǔ)進(jìn)給步長(zhǎng)的計(jì)算

　　應(yīng)用：應(yīng)用逐點(diǎn)比較插補(bǔ)算法完成第一象限直線插補(bǔ)和第一象限圓弧插補(bǔ); 應(yīng)用數(shù)字積分法完成第一象限直線插補(bǔ)和第一象限圓弧插補(bǔ)

　　(二)幾種常用的插補(bǔ)算法的象限處理(次重點(diǎn))

　　理解：逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法的象限處理與坐標(biāo)變換;數(shù)字積分法不同象限的脈

　　沖分配;數(shù)字積分法插補(bǔ)的合成進(jìn)給速度及穩(wěn)速控制

　　應(yīng)用：提高數(shù)字積分法插補(bǔ)精度的措施

　　(三)比較積分法、數(shù)控裝置的進(jìn)給速度控制(一般)

　　識(shí)記：比較積分法的原理;進(jìn)給速度加減速控制的作用

　　理解：比較積分法與逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法的聯(lián)系;脈沖增量插補(bǔ)算法與數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)算法的進(jìn)給速度控制方法;進(jìn)給速度加減速控制的方法

　　第六章數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，了解數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成及分類，掌握開環(huán) 步進(jìn)伺服系統(tǒng)的工作原理，掌握步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要特性，掌握數(shù) 控機(jī)床常用的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)及其工作原理，了解閉環(huán)伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的工作特性。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)裝置(重點(diǎn))

　　識(shí)記：開環(huán)伺服系統(tǒng)的構(gòu)成原理;數(shù)控機(jī)床上常用的檢測(cè)裝置

　　理解：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理;旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理;感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理;光柵的結(jié)構(gòu)及工作原理;脈沖編碼器的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　應(yīng)用：步進(jìn)電機(jī)的主要特性;提高步進(jìn)伺服系統(tǒng)精度的措施

　　(二)概述、閉環(huán)伺服系統(tǒng)(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)的要求;數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成及分類

　　理解：直流伺服電動(dòng)機(jī)的特性;交流伺服電動(dòng)機(jī)的特性

　　應(yīng)用：鑒相式伺服系統(tǒng)的基本組成和工作原理;鑒相式伺服系統(tǒng)的類別; 鑒幅式伺服系統(tǒng)的工作原理

　　(三)閉環(huán)伺服系統(tǒng)分析(一般)

　　識(shí)記：一般數(shù)控機(jī)床對(duì)位置伺服系統(tǒng)的要求

　　理解：位置控制系統(tǒng)影響數(shù)控機(jī)床加工要求的幾個(gè)方面：開環(huán)增益、位置

　　精度、調(diào)速范圍、速度誤差系數(shù)、伺服系統(tǒng)的可靠性

　　第七章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，了解數(shù)控機(jī)床獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)，理解各類型數(shù)控機(jī)床布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，熟悉數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)數(shù)控機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)部件、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(重點(diǎn))

　　識(shí)記：數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的三種形式;數(shù)控機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的幾個(gè)特點(diǎn);絲桿螺母副;機(jī)床導(dǎo)軌的種類及特點(diǎn)

　　理解：數(shù)控機(jī)床主軸部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn);靜壓絲桿螺母副的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　應(yīng)用：滾珠絲桿螺母副的預(yù)緊與支承

　　(二)數(shù)控機(jī)床的布局特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：自動(dòng)換刀裝置的形式

　　理解：數(shù)控車床、數(shù)控車削中心、加工中心等數(shù)控機(jī)床的布局結(jié)構(gòu)特點(diǎn); 四方回轉(zhuǎn)刀架的四個(gè)步驟

　　應(yīng)用：在刀庫(kù)中選擇刀具的方式

　　(三)數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求(一般)

　　識(shí)記：數(shù)控機(jī)床及其加工過程的特點(diǎn);數(shù)控機(jī)床對(duì)結(jié)構(gòu)的要求

　　理解：數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)機(jī)床的區(qū)別

　　第八章數(shù)控機(jī)床的故障診斷

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，熟悉數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律，了解數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障的診斷方法，了解數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷(重點(diǎn))

　　識(shí)記：常用的數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法;診斷程序進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的三種形式

　　理解：根據(jù)數(shù)碼管控顯示進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)故障診斷;根據(jù) PLC 狀態(tài)或梯形圖進(jìn)行故障診斷

　　應(yīng)用：報(bào)警號(hào)在數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的應(yīng)用;機(jī)床參數(shù)在數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的應(yīng)用

　　(二)數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障的診斷(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：一般數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法

　　理解：實(shí)用診斷方法的具體內(nèi)容

　　應(yīng)用：現(xiàn)代診斷技術(shù)在數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用

　　(三)數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律、人工智能在故障診斷中的應(yīng)用(一般)

　　識(shí)記：數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律;系統(tǒng)可靠性;專家系統(tǒng)

　　理解：數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟

　　應(yīng)用：一個(gè)完整的故障診斷專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　第九章數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與機(jī)械加工自動(dòng)化

　　一、學(xué)習(xí)目的與要求

　　通過本章的學(xué)習(xí)，理解數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)，了解先進(jìn)制造的特點(diǎn)。

　　二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)

　　(一)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)、先進(jìn)制造技術(shù)(次重點(diǎn))

　　識(shí)記：DNC 、FMS 、FMC 、CIMS 的概念

　　理解：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主要發(fā)展趨勢(shì)

　　應(yīng)用：FMS 、CIMS 的應(yīng)用實(shí)例

　　第三部分有關(guān)說明與實(shí)施要求

　　一、考核的能力層次表述

　　本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識(shí)記 ”、“理解 ”、“應(yīng)用”三個(gè)能力層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。各能力層次為遞進(jìn)等級(jí)關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：

　　識(shí)記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表述，是低層次的要求。

　　理解：在識(shí)記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

　　應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)分析和解決有關(guān)的理論問題和實(shí)際問題，是最高層次的要求。

　　二、教材

　　1 .指定教材：

　　數(shù)控技術(shù)，朱曉春，機(jī)械工業(yè)出版社，2006 年第二版(2016 年 6 月重印)

　　2 .參考教材：

　　機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)，王潤(rùn)孝、秦現(xiàn)生，西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997 年版 (2011 年重印)

　　機(jī)床數(shù)控技術(shù)，李郝林、方鍵，機(jī)械工業(yè)出版社，2007 年版(2015 年重印)

　　三、自學(xué)方法指導(dǎo)

　　1.在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識(shí)點(diǎn) 及對(duì)知識(shí)點(diǎn)的能力層次要求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)，有的放矢。

　　2 .閱讀教材時(shí)，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì) 基本概念必須深刻理解，對(duì)基本理論必須徹底弄清，對(duì)基本方法必須牢固掌握。

　　3.在自學(xué)過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對(duì)問題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出重點(diǎn)，并涵蓋整個(gè)內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。

　　4.完成書后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解、消化和鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核目標(biāo)所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習(xí)過程中對(duì)所學(xué)知識(shí)

　　進(jìn)行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實(shí)際和具體問題具體分析，解題時(shí) 應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對(duì)問題圍繞相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行層次(步驟)分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次(步驟)間的邏輯關(guān)系。

　　四、對(duì)社會(huì)助學(xué)的要求

　　1 .應(yīng)熟知考試大綱對(duì)課程提出的總要求和各章的知識(shí)點(diǎn)。

　　2 .應(yīng)掌握各知識(shí)點(diǎn)要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的考核目標(biāo)。

　　3 .輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。

　　4 .輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，宜提倡“認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動(dòng)爭(zhēng)取幫助，依靠自己學(xué)通”的方法。

　　5 .輔導(dǎo)時(shí)，要注意突出重點(diǎn)，對(duì)考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。

　　6.注意對(duì)考生能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學(xué)會(huì)獨(dú) 立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。

　　7.要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個(gè)能力層次中會(huì)存在著不同難度的試題。

　　8 .助學(xué)學(xué)時(shí)：本課程共 3 學(xué)分，建議總課時(shí) 54 學(xué)時(shí)，其中助學(xué)課時(shí)分配如下：

機(jī)床數(shù)控原理自考大綱