课程名称：数控机床                                              课程代码：3209
第一部分  课程性质与目标
一、课程性质与特点
数控机床是高等教育自学考试机械制造及自动化专业的一门自考本科专业技术课程。微电子、自动控制、电子计算机技术和机械制造中的机床设备相结合，形成了一种全新的机械加工装备——数控机床。根据机械加工工艺的要求，数控机床由计算机对整个加工过程进行信息处理和控制，实现加工过程的全部自动化。随着微电子、微型计算机、传感器、信息处理和自动控制等技术的发展，数控机床也得到了迅速的发展。数控机床和其他数控装备是现代机械制造业的主要生产装备。
二、课程目标与基本要求
通过本课程学习，使考生建立现代机械制造的全新概念，了解数控技术的基本知识、基本理论和基本技能。迎接我国加入WTO后所带来的挑战与机遇。
课程基本要求如下：
1、了解国家有关机械工业的方针、政策、法规和数控装备的发展趋势。
2、了解数控机床的性能、组成、工作原理，为正确使用数控机床以及用先进技术改造传统生产装备奠定坚实基础。
3、理解数控加工编程知识与技巧。
4、初步掌握典型数控机床操作技能。为今后从事数控机床运行、维护打下良好的基础。
三、本课程与相关课程的关系
数控机床的先修课程是：工程图学及计算机绘图、电工电子技术基础、机电设备传动与控制、机械设计基础和机械制造基础（1）、机械制造基础（2）。
数控机床的后继课程是数控技术技能训练。
第二部分  课程内容与考核目标
第一章  绪论
一、学习目的和要求
通过本章的学习，对数控机床有一整体的了解；理解数控机床的基本组成及加工原理；理解数控机床的分类；了解数控机床的特点及应用范围。
二、考核知识点与考核目标
（一）数控机床的基本组成及加工原理（重点）
理解：计算机数控的概念；数控机床的基本结构及工作原理
（二）数控机床的分类（次重点）
理解：点位控制、点位直线控制和轮廓控制数控机床
开环控制、半闭环控制和闭环控制数控机床
（三）数控机床的特点及应用范围（一般）
了解：数控机床的加工特点；数控机床的应用范围

第二章  数控加工的工艺与编程
一、学习目的和要求
通过本章的学习，理解数控机床的加工工艺及编程步骤；掌握数控车床的基本编程方法与技巧。
二、考核知识点与考核目标
（一）数控加工程序编制基础（次重点）
了解：ISO及EIA代码；数控机床的坐标轴和运动方向；程序段格式
（二）数控机床的加工工艺及编程步骤（次重点）
了解：工序的划分；编制加工程序的内容及步骤
理解：零件的安装和对刀点的确定；确定加工路线；选择切削用量及刀具
（三）数控车床的编程（重点）
了解：数控车床的编程坐标系；机床参考点；通用型转动刀架
理解：进给功能；主轴功能（恒切削速度控制G96、最高转速控制G50、直接转速控制G97）；刀具功能
常用辅助功能（M00、M02、M03、M04、M05等）
常用准备功能。
应用：数控车床的基本编程方法（限于轴类零件）；刀具移动指令；参考点返回功能；简单循环功能；多重固定循环
（四）数控铣床及加工中心的编程（一般）
了解：机床参考点；工件坐标系；基本编程功能

第三章  计算机数控系统
一、学习目的和要求
通过本章的学习，了解计算机数控系统的基本概念、组成及硬件结构；理解运动轨迹的插补原理；掌握逐点比较法。
二、考核知识点与考核目标
（一）计算机数控（CNC）系统的基本概念（一般）
了解：计算机数控系统的概念和组成
（二）微处理器数控（MNC）系统的组成（重点）
理解：中央处理单元（CPU）和总线（BUS）；随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）
（三）CNC系统的硬件结构（一般）
了解：单微处理机结构；大板式结构与功能模块式结构
（四）运动轨迹的插补原理（重点）
理解：直线运动轨迹插补的概念
应用：逐点比较法的原理；逐点比较法第I象限直线插补。

第四章  进给运动的控制
一、学习目的和要求
通过本章的学习，了解步进电动机的工作原理、优点、步距角、最大静转矩和启动频率；理解伺服驱动系统的类型。掌握位置检测装置的工作原理。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述（次重点）
了解：一般对进给伺服系统的要求；步进驱动系统；直流伺服驱动系统和交流伺服驱动系统
理解：位置伺服驱动系统的开环、半闭环和闭环控制
（二）步进驱动（次重点）
了解：开环控制系统；步进电动机的工作原理；步进电动机的优点
理解：步进电动机的步距角、最大静转矩和启动频率
（三）位置检测装置（重点）
了解：位置检测元件的类型
理解：光电编码器的原理和功用；光栅的种类；透射光栅的结构
应用：莫尔条纹的产生、特点及作用

第五章  数控机床的机械结构与特点
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解数控机床的主传动、进给传动以及数控机床的实例，以便正确使用数控机床。
二、考核知识点与考核目标
（一）数控机床的结构要求（一般）
了解：数控机床机械结构的特点和要求
理解：数控机床机械结构的主要组成
（二）数控机床的主传动（次重点）
了解：数控机床主传动系统的要求
理解：主轴的传动方式；变速齿轮传动方式、带传动方式、调速电动机直接驱动主轴传动方式
（三）数控机床的进给传动机构（重点）
了解：圆柱齿轮和斜齿轮传动的消除间隙；滚珠丝杠螺母副的组成、特点、参数、结构
理解：滚珠丝杠副轴向间隙的调整；滚珠的精度等级及尺寸系列
（四）数控机床实例（一般）
了解：CK7815型数控车床和TH5632型加工中心
第三部分  有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次表述
本课程的考核目标共分为三个能力层次：了解、理解、应用。其具体含义为：
了解：指对知识有初步和一般认识。
理解：在了解的基础上对知识有较深入的认识，并具有初步运用能力。
应用：在理解的基础上，能用所学的知识综合分析和解决工程实际问题。
三个能力层次之间是递进等级的关系，后者必须建立在前者的基础上。

二、指定教材
《机床数控技术及应用》  李宏胜主编  高等教育出版社  2001年8月第1版。

三、自学方法指导
1、自学教材
自学是高等教育自学考试的主要环节和基本方式，要求考生认真刻苦地自学教材，以求按规定的要求掌握课程内容。
在开始学习每一章时，首先阅读自学考试大纲，大致了解该章的主要内容和要求。
学习正文时，可先粗读一遍，初步了解本章的具体内容，对不懂的地方做一记号，然后再进行精读。熟悉基本原理、基本概念和基本方法，对重点、难点要反复钻研，力求深入理解。建议阅读正文时作读书笔记，将每章的基本内容、重要原理、概念等扼要地记录下来，以加深对教材内容的理解和培养综合归纳能力。
阅读正文以后，应按复习思考题来检查自己对教材内容掌握的程度，发现理解不深的地方要再次重点阅读。建议将复习思考题的答案记在笔记本上，以便复习。
2、理论联系实际
本课程是实践性很强的专业课，学习中必须重视理论联系实际。

四、对社会助学的要求
1、要熟悉考试大纲对课程提出的总的要求和各章的知识点。要掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核要求。
2、辅导时，要以考试大纲为依据，指定教材为基础，不要随意删减内容，以免与大纲脱节。
3、辅导时，应注重基础，突出重点。培养考生的正确学习方法，提高自学能力，在自学过程中善于提出问题、分析问题、解决问题。
4、本课程是一门理论知识和实践技能相结合的课程。在理论助学第二章后开始进行实践助学。理论教学与实践环节相辅相成，从而提高教学效果。
实践内容如下：
实验名称：（1）手工编程  （2）数控车床编程与操作  （3）数控铣床编程与操作
实验目的：（1）熟悉直线进给编程和圆弧进给编程。（2）了解刀具半径补偿和刀具长度补偿。
（3）掌握G功能、F功能、S功能和T功能。（4）了解程序原点和坐标值。
（5）掌握典型数控机床面板与操作。
说明：（1）上述3个实验，实验1为必作实验；各助学单位根据自己条件，实验2和实验3可任意选择1个。
（2）实验前考生应预习实习指导书和实习报告。
（3）实验时，应在教师指导下，由考生自己动手完成。
（4）实验结束后，考生按要求完成实验报告。
5、助学学时：本课程共4学分，建议助学学时不少于72课时（含实践助学）。学时分配如下：
章 次 课 程 内 容 学 时
1 绪论 5
2 数控加工的工艺与编程 21
3 计算机数控系统 16
4 进给运动的控制 14
5 数控机床的机械结构与特点 16
 合计 72

五、关于命题和考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的考核目标中各知识点都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
2、试卷中对不同能力层次的试题比例大至是：“了解”20%、“理解”50%、“应用”30%。
3、试题难易程度合理，易、较易、较难、难在试卷中所占比例约为2：3：3：2。
4、试卷中各类考核点所占比例约为：重点占65%、次重点占25%、一般占10%。
5、试题类型一般有：单项选择题、填空题、简答题、分析题、应用题等。
6、考核方法为闭卷笔试。考试时间为150分钟。采用百分制评分，60分及格。试题量应以中等水平的考生在规定时间内答完全部试题为宜。

六、题型示例
（一）单项选择题
坐标系设定的预置寄存寄存指令为（  ）
A．G17    B．G90    C．G91    D．G92
（二）填空题：
若机床的操作命令以      的形式描述，工作过程按照规定的程序自动地进行，则这种机床称为数控机床。
（三）简答题：
      什么是直线插补？
（四）分析题：
      分析采用功率步进电动机的开环控制系统的工作原理。
（五）应用题：
      编制零件加工程序。