天津市高等教育自学考试课程考试大纲
第一部分课程性质与设置目的
课程名称：数控技术课程代码：1104、4868
一、课程性质与特点
数控技术是一种多学科交叉、综合的高新技术，是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化的技术基础。本课程可作为机械工程及自动化、机械设计制造及自动化、机电一体化、模具设计与制造等专业的技术基础课或专业课，主要研究数控机床的基本结构特点、数控基本理论和运算方法、数控装置的硬件、软件及控制技术、伺服机构与检测装置的基本原理等理论内容以及数控编程等与实践密切相关的内容。 二、课程设置的目的和要求
本课程主要是数控加工专业方向的一门专业课、是模具设计与制造专业方向的基础。通过本课程的学习为学生打下对机床数字控制、数控加工等方面的基础、使学生掌握数控技术的基本概念、数控机床的结构及控制方法、数控机床的基本编程方法等。 三、与本专业其他课程的关系
本课程以电工学、电子学、机床电气控制、微机原理与接口技术、机床、工艺、切削原理与刀具为理论基础，以数控车床、铣床操作为实践基础。
第二部分课程内容与考核目标
第一章概述
一、学习的目的与要求
通过本章学习使学生深刻理解数控技术出现的必然性，它的应用范围和发展趋势。掌握数控机床的组成、机床数字控制的概念、数控机床的基本术语和定义。 二、考核知识点与考核目标 （一）数控机床的组成（重点）
识记：数控机床的各组成部分 理解：数控机床各组成部分作用
应用：用框图描述数控机床的组成及各部分之间的控制关系 （二）数控技术的基本原理（重点）
识记：数控加工的基本原理 理解：数字控制的定义
应用：平面直线、曲线及空间直线、曲线的拟合方法 （三）数控机床的特点（次重点）
理解：数控机床的特点
（四）数控机床的产生和发展（一般）
识记：世界第一台数控机床的诞生年代、产地及机床种类 （五）数控机床在先进制造技术中的地位和作用（一般）
识记：常见数控机床的种类
理解：常见数控机床的轴数及加工特点
应用：数控铣床、数控车床、加工中心的结构特点和适用范围
第二章数控加工编程技术
一、学习的目的与要求
通过本章学习使学生充分理解：数控机床之所以具有“柔性”，是因为其加工过程可由加工程序来控制，而加工程序是根据某一个零件的加工需要编写出来的。通过学习与实验，掌握数控机床的坐标系的设定与建立，G代码的意义及编程方法、M、F、S、T代码的意义及编程方法，简单图形的数控程序编制方法。 二、考核知识点与考核目标
（一）数控机床的坐标系（重点）
理解：数控机床的标准坐标系和运动方向 理解：数控机床的相对运动 理解：绝对坐标和相对坐标 理解：最小设定单位
理解：刀具与工件的相对运动
应用：卧式数控车床、立式铣床、卧式铣床的坐标系 （二）数控机床编程指令（重点）
理解：数控车床、数控铣床、加工中心：
G代码、M代码、F代码、S代码、T代码的意义及应用。 理解：铣削加工的刀具偏置的意义及方法
理解：车削加工的刀尖圆弧半径补偿的意义及方法 识记：数控车削编程的特点 识记：铣削加工程序编制的特点 识记：孔加工程序编制的特点 识记：加工中心程序编制的特点
应用：数控车床的编程、数控铣床的编程、加工中心的编程 （三）数控编程的基础知识（次重点）
识记：数控编程的内容和主要步骤 识记：程序段的组成格式 识记：数控编程的常用方法 识记：数控标准及代码
理解：进给速度和主轴转速的表示方法 理解：数控编程的工艺处理 应用：数控编程的方法 （四）线切割编程（一般）
识记：线切割加工程序的格式及编程方法 识记：坐标系和坐标值的确定 理解：计数方向的确定 理解：计数长度的确定 理解：加工指令的确定
应用：简单线切割程序的编制 （五）数控编程的数学处理（一般）
识记：非圆曲线节点的计算 识记：列表曲线的数学处理
应用：利用计算机辅助软件获得非圆曲线节点和列表曲线数据的处理 （六）自动编程（一般）
识记：自动编程系统的组成和自动编程的过程 识记：TJAPT自动编程语言
应用：利用APT语言编制简单的零件加工程序
第三章数控系统
一、学习的目的与要求
数控系统是一种自动控制系统。通过本章学习使学生掌握：数控机床的控制类型，数控系统硬件组成，数控系统的软件构成，数控系统的插补原理和方法，数控系统刀具半径补偿的概念及实现方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）数控系统的插补算法（重点）
识记：积分法脉冲增量插补的基本原理 理解：数控插补的概念
理解：逐点比较法脉冲增量插补的原理及步骤（直线和圆弧） 理解：DDA法插补的原理及步骤（直线）
应用：利用逐点比较法对第1象限直线和圆弧实施脉冲增量插补 应用：利用DDA法对直线进行插补计算并画出插补轨迹图
（二）数控系统（重点）
识记：数控技术的发展历程 识记：数控系统的工作过程 识记：数控系统的软件构成 理解：数控系统的分类
理解：数控系统的主要功能（基本功能和选择功能） 理解：数控系统的硬件构成
应用：以数控程序为例分析数控系统的处理过程 （三）数控系统刀具补偿的加、减速控制（一般）
识记：C功能刀具半径补偿的概念 识记：程序段间转接的几种情况 识记：转换矢量的计算
识记：CNC系统加、减速的处理方法 理解：刀具半径补偿的计算
理解：CNC系统加、减速控制的意义
第四章数控机床的伺服系统
一、学习的目的与要求
通过本章学习使学生掌握：数控机床伺服系统的基本要求，数控机床伺服系统的分类，数控机床伺服系统常用驱动元件的工作原理及选用方法，数控机床伺服系统常用的检测元件的工作原理，提高伺服系统位置控制精度的措施。 二、考核知识点与考核目标 （一）伺服系统（重点）
识记：伺服系统的概念
理解：数控机床对伺服系统的要求 理解：伺服系统的类型
（二）伺服系统的驱动元件（重点）
识记：直流伺服电机的工作原理
识记：直流伺服电机的静态和动态特性 识记：直流伺服电机的主要参数 识记：交流伺服电机的结构特点
识记：交流伺服电机的性能及主要参数 识记：直线电机的工作原理
理解：永磁式直流伺服电机的结构特点和性能
理解：永磁式直流伺服电机的转矩——速度曲线（工作曲线） 理解：交流伺服电机的变频调速原理 理解：步进电机的工作原理及性能参数 应用：步进电机进给伺服系统的设计 （三）伺服系统的位置检测反馈（次重点）
理解：位置检测元件的分类
理解：数控机床常用位置检测元件及其工作原理
应用：常见位置检测元件的测量参数及应用方式和场合 （四）伺服系统的特性对数控机床加工精度的影响（次重点）
识记：速度误差对加工精度的影响
识记：伺服系统响应速度对加工拐角的影响 （五）伺服系统的速度控制（次重点）
识记：晶闸管调速系统的原理
识记：晶体管脉宽（PWM）调速系统的原理
识记：三相同步永磁交流伺服电机矢量控制变频调速系统的原理 理解：步进电机的驱动系统的过程和驱动原理 （六）典型的伺服系统（一般）
识记：全闭环伺服系统的控制框图 识记：半闭环伺服系统的控制框图 识记：数字式伺服系统的控制框图
应用：分析和判断数控机床进给伺服系统的类型
第五章数控机床的机械系统
一、学习目的与要求
通过本章学习使学生了解数控机床的机械结构特点，掌握数控机床的主传动系统的类型及主电机的选择方法，数控机床进给伺服的控制方式及设计思路，自动换刀装置的换刀方法， 数控回转工作台的工作原理及消隙方法。 二、考核知识点与考核目标
（一）数控机床的伺服进给传动系统（重点）
识记：进给伺服电机的类型和选用 识记：进给伺服电机的丝杠的连接方式 识记：滚珠丝杠的支撑形式
理解：滚珠丝杠螺母副的循环方式 理解：滚珠丝杠螺母副的预紧 （二）数控机床的主传动系统（次重点）
识记：主传动系统驱动电机的类型和选用 识记：直流主轴电机的调速原理
理解：主轴电机与主轴之间的常见传动方式 理解：交流主轴电机的调速原理
应用：根据机床图纸分析数控机床主传动系统的传动方式、 （三）自动换刀装置（次重点）
识记：自动换刀装置的换刀方法 （四）回转工作台和导轨（次重点）
识记：回转工作台的种类 理解：回转工作台的运动方式 理解：数控机床常见导轨形式 应用：回转工作台的控制 应用：导轨贴塑的意义
（五）伺服进给传动系统设计（次重点）
理解：伺服进给控制方法的确定 理解：丝杠支撑方法
应用：滚珠丝杠螺距的选择 应用：伺服电机的选择
（六）数控机床的总体布局（次重点）
识记：常见数控机床的结构布局
第六章数控机床上的PLC控制技术
一、学习的目的与要求：
可编程控控制器简称PLC或PC。是以顺序控制为主的通用型自动控制装置。通过本章学习使学生掌握：PLC在数控机床中的作用，PLC输入、输出接口的形式，梯形图的工作原理，通用PLC的编程指令和编程方法，FANUC－PLC的指令及编程。 二、考核知识点与考核目标
（一）PLC在数控机床中的地位和作用（重点）
识记：PLC的接口分类 理解：PLC的基本概念 理解：梯形图的工作原理 应用：PLC的控制对象 应用：PLC的指令及编程
应用：FANUC-PLC的指令和编程
（二）数控机床上接口分类和规范（次重点）
识记：PLC接口的作用
理解：PLC输入、输出接口的形式 （三）通用PLC的编程（次重点）
理解：通用PLC的指令 应用：通用PLC的编程
（四）FANUC－PLC的编程（重点）
理解：FANUC－PLC的指令 应用：FANUC－PLC的编程
应用：数控机床典型功能的PLC程序编制
第七章数控技术的发展趋势