广东省高等教育自学考试数控机床故障诊断与维护课程代码03395考试大纲.docx

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广东省高等教育自学考试数控机床故障诊断与维护课程代码03395考试大纲

广东省高等教育自学考试

数控机床故障诊断与维护课程（课程代码：

03395）考试大纲

一、课程性质与设置目的

（一）课程性质与特点

《数控机床故障诊断与维护》是全国高等教育自学考试数控技术应用专业（专科）一门重要的专业课，共4学分。

本课程基于工作过程的课程体系建设，采用行动导向的教学方法开展教学，注重实践教学环节，具有很强的岗位适应性与实用性，有利于提高自学应考者的专业技能和工作能力，从而使其更好地适应社会需求。

（二）课程的基本要求

通过本课程的学习，自学应考者应在全面领会数控系统及其工作原理的基础上，掌握数控设备故障诊断及排除的基本方法；能够根据故障现象，通过对数控机床电器控制电路、数控系统接口电路、伺服驱动电路、输入输出电路等的分析，追溯并确认故障的原因，排除故障。

学习时，应注意理论联系实际，注重实际动手能力的训练。

（三）本课程与相关课程的联系

本课程是数控技术的一个重要方面，与一些先修的基础课、专业基础课、专业课，以及后修的专业课有着密切的关联。

先修课程包括机械制图、机械制造基础、电工电子技术基础、互换性原理与测量技术基础、数控加工工艺及设备、数控加工编程与操作等。

后续课程主要为毕业设计。

本课程的重点章节有：

数控机床的电气连接、数控机床控制功能的实现、数控机床典型故障的诊断与排除；次重点章节有：

数控机床故障诊断与维修操作基础。

二、课程内容与考核目标

第一章数控机床故障诊断与维修操作基础

（一）学习目的与要求

通过本章的学习，了解数控机床或数控机系统各显示画面的分类和作用，掌握数控机床各种数据传输的基本方法，熟练掌握数控机床数据备份和恢复的方法，重点掌握数控机床PMC和机床侧各接口的分配和连接。

本章重点是界面操作和机床数据传输；难点是机床数据传输。

（二）课程内容

第一节数控机床的基本操作

数控机床操作面板的布局、功能和操作。

第二节熟悉显示界面及其操作

MDI键盘及系统显示内容、各显示画面的操作。

第三节机床数据传输

数据传输类型和相应参数的设置、系统参数、加工程序等的备份和恢复。

第四节电气控制系统连接

数控机床及系统的工作原理；典型数控机床的电气连接与检测。

（三）考核知识点

1.数控机床的基本操作。

2.显示界面及其操作。

3.机床数据传输。

4.电气控制系统连接。

（四）考核要求

1.数控机床的基本操作

⑴识记：

数控机床操作面板的布局。

⑵领会：

面板的功能和操作。

⑶综合应用：

模式切换和其他基本操作。

2.熟悉显示界面及其操作

⑴识记：

MDI键盘及系统显示内容。

⑵领会：

MDI功能及其对应的显示。

⑶综合应用：

各显示画面的操作。

3.机床数据传输

⑴识记：

数据传输类型和相应参数的设置。

⑵领会：

传输参数的含义。

⑶综合应用：

系统参数、加工程序等的备份和恢复；DNC加工。

4.电气控制系统连接

⑴识记：

数控系统及机床电器的作用和结构。

⑵领会：

数控机床及系统的工作原理。

⑶综合应用：

典型数控机床的电气连接与检测。

第二章数控机床的电气连接

（一）学习目的与要求

通过本章的学习，了解数控系统及数控机床控制电路的原理，掌握电路的连接和检测方法，理解和掌握典型数控系统的应用技术。

本章重点是电气控制系统连接、难点是PMC与机床侧的关系；难点是PMC与机床侧的关系。

（二）课程内容

第一节电气控制系统实物与连接

数控机床电气控制系统组成；数控铣床电气连接与检测。

第二节PMC与机床侧的接口关系

MDI键盘及系统显示内容；各显示画面的操作。

（三）考核知识点

1.电气控制系统实物与连接。

2.PMC与机床侧的接口关系。

（四）考核要求

1.电气控制系统实物与连接

⑴识记：

数控机床电气控制系统组成。

⑵领会：

各组成部分的功能作用。

⑶综合应用：

数控铣床电气连接与检测。

2.PMC与机床侧的接口关系

⑴识记：

数控机床PMC地址资源和连接要求。

⑵领会：

PMC的原理和作用。

⑶应用与操作：

数控铣床PMC的分配与连接。

第三章数控机床控制功能的实现

（一）学习目的与要求

通过本章的学习，了解数控机床PLC控制的原理和实现，掌握在线和离线修改、编辑PLC程序，根据PLC程序观察机床工作状况的原理和方法，理解和掌握典型数控系统控制程序的的应用。

本章重点是PMC程序编辑与机床功能的实现；难点是机床功能的实现。

（二）课程内容

第一节PMC程序编辑与传输

PLC编程及传输软件；PLC程序的结构。

第二节PMC工作原理、接口/内部资源分配

数控机床PLC各种接口及其地址分配；PLC工作的原理和指令的含义。

第三节急停、工作模式、参考点返回控制功能

PMC典型控制环节和控制程序、系统与PMC的工作原理及其之间各种专用接口信号的含义和应用。

第四节机床的手动进给功能

手动及手轮控制、倍率的程序实现；进给倍率、快速倍率的接口信号。

第五节主轴控制和辅助功能

主轴的种类和速度控制方式；主轴速度控制的原理；主轴控制的接口信号。

第六节自动运行及其各模态功能

程序自动运行时的各模态；各种模态的控制实现。

第七节用户报警及梯形图隐藏

用户报警信息的显示与设置；信息显示功能指令及其应用。

（三）考核知识点

1.PMC程序编辑与传输。

2.PMC工作原理、接口/内部资源分配。

3.急停、工作模式、参考点返回控制功能。

4.机床的手动进给功能。

5.主轴控制和辅助功能。

6.自动运行及其各模态功能。

7.用户报警及梯形图隐藏。

（四）考核要求

1.PMC程序编辑与传输

⑴识记：

PLC编程及传输软件。

⑵领会：

PLC程序的结构。

⑶综合应用：

利用软件完成控制程序的备份与恢复；程序的在线、离线编辑。

2.PMC工作原理、接口/内部资源分配（重点）

⑴识记：

PLC程序结构。

⑵领会：

数控机床PLC各种接口及其地址分配；PLC工作的原理和指令的含义。

⑶综合应用：

掌握数控铣床PLC资源的实际分配。

3.急停、工作模式、参考点返回控制功能

⑴识记：

PMC典型控制环节和控制程序。

⑵领会：

系统与PMC的工作原理及其之间各种专用接口信号的含义和应用。

⑶综合应用：

掌握格雷码编程，完成上述功能程序修改或编制。

4.机床的手动进给功能

⑴识记：

手动及手轮控制。

⑵领会：

倍率的程序实现，进给倍率、快速倍率的接口信号。

⑶综合应用：

手动及手轮控制功能的实现以及接口信号的分析。

5.主轴控制和辅助功能

⑴识记：

主轴的种类和速度控制方式。

⑵领会：

主轴速度控制的原理，主轴控制的接口信号。

⑶综合应用：

掌握主轴速度控制、正反转控制、换档、准停的控制程序。

6.自动运行及其各模态功能

⑴识记：

程序自动运行时的各模态。

⑵领会：

各种模态的控制实现。

⑶综合应用：

掌握SBK、DRN、选停、MLK功能的实现。

7.用户报警及梯形图隐藏

⑴识记：

用户报警信息的显示与设置。

⑵领会：

信息显示功能指令及其应用。

⑶综合应用：

各类用户报警文本的实现及梯形图的隐藏。

第四章数控机床典型故障的诊断与排除

（一）学习目的与要求

通过本章的学习，了解数控机床故障诊断与排除的方法，加深对数控机床工作原理的认识，掌握定位和排除故障的方法，能根据故障现象合理分析，定位并排除故障。

本章重点是急停、轴锁与外部复位故障的排除、超程类故障的排除、倍率失效、轴移动不到位、手轮失效故障排除；难点是急停、轴锁与外部复位故障的排除、超程类故障的排除、倍率失效、轴移动不到位、手轮失效故障排除。

（二）课程内容

第一节急停、轴锁与外部复位故障的排除

产生急停、轴锁与外部复位的条件和原因、排除故障。

第二节超程类故障的排除

超程的种类、引起不同超程所有原因、对不同超程现象分析、定位、排除故障。

第三节倍率失效、轴移动不到位、手轮失效故障排除

引起倍率失效、轴移动不到位、手轮失效的原因和条件。

第四节电源故障

电源故障的种类和现象；引发电源故障的原因和条件。

（三）考核知识点

1.急停、轴锁与外部复位故障的排除。

2.超程类故障的排除。

3.倍率失效、轴移动不到位、手轮失效故障排除。

4.电源故障。

（四）考核要求

1.急停、轴锁与外部复位故障的排除

⑴识记：

急停、轴锁、外部复位。

⑵领会：

产生急停、轴锁与外部复位的条件和原因。

⑶综合应用：

诊断并定位急停、轴锁与外部复位的故障原因，排除故障。

2.超程类故障的排除

⑴识记：

超程的种类。

⑵领会：

引起不同超程所有原因。

⑶综合应用：

对不同超程现象分析、定位，排除故障。

3.倍率失效、轴移动不到位、手轮失效故障排除

⑴识记：

倍率失效、轴移动不到位、手轮失效现象。

⑵领会：

引起倍率失效、轴移动不到位、手轮失效的原因和条件。

⑶综合应用：

诊断、定位倍率失效、轴移动不到位、手轮失效的故障原因，排除故障。

4.电源故障

⑴识记：

电源故障的种类和现象。

⑵领会：

引发电源故障的原因和条件。

⑶综合应用：

诊断、定位引发电源故障的原因，排除故障。

三、关于大纲的说明与考核实施要求

（一）自学考试大纲的目的和作用

本课程自学考试大纲是根据数控技术应用专业专科自学考试计划的要求，结合自学考试的特点而确定。

其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。

本课程自学考试大纲明确了《数控机床故障诊断与维护》课程学习的内容以及深广度，规定了课程自学考试的范围和标准。

因此，它是编写或选定自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据，是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。

（二）课程自学考试大纲与教材的关系

本课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围，教材的内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展与发挥。

课程内容在教材中可以体现一定的深度或难度，但在大纲中对考核的要求一定要适当。

大纲与教材所体现的课程内容应基本一致；大纲里面的课程内容和考核知识点，教材里一般也要有。

反过来教材里有的内容，大纲里就不一定体现（注：

如果教材是推荐选用的，其中有的内容与大纲要求不一致的地方，应以大纲规定为准）。

（三）关于自学教材与主要参考书

指定使用教材：

《数控机床调试与维修》，李继中主编，高等教育出版社，2009年9月第1版。

（四）关于自学要求和自学方法的指导

1.自学要求

本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。

课程基本要求还明确了课程的基本内容，以及对基本内容掌握的程度。

基本要求中的知识点构成了课程内容的主体部分。

因此，课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主要内容。

在自学要求中，对各部分内容掌握程度的要求由低到高分为四个层次，其表达用语依次是：

了解、知道；理解、清楚；掌握、会用；熟练掌握。

为有效地指导个人自学和社会助学，本大纲已指明了课程的重点和难点，在各章的基本要求中也指明了各章内容的重点和难点。

2.自学方法指导

（1）在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

（2）阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点。

对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

（3）在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认识、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，不断提高自学能力。

（五）对社会助学的要求

1.应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2.应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻立刻对各知识点的考核目标。

3.辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4.辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5.辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6.注意对应考者能力的培养，特别时自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7.要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8.助学学时：

本课程共4学分，建议总课时72学时，其中助学课时分配如下：

章节

内容

学时

第一章

数控机床故障诊断与维修操作基础

15

第二章

数控机床的电气连接

10

第三章

数控机床控制功能的实现

27

第四章

数控机床典型故障的诊断与排除

20

合计

72

（六）对考核内容和考核目标的说明

1.本课程要求考生学习和掌握的知识点内容都作为考核的内容。

课程中各章的内容均由若干知识点组成，在自学考试中成为考核知识点。

因此，课程自学考试大纲中所规定的考试内容是以分解为考核知识点的方式给出的。

由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同，自学考试将对各知识点分别按三个认知（或叫能力）层次确定其考核要求。

2.四个能力层次从低到高依次是：

识记；领会；简单应用；综合应用。

识记：

要求考生知道本课程中的名词、概念、原理、知识的含义，并能正确认识或识别。

领会：

要求在识记的基础上，能把握本课程中的基本概念、基本原理和基本方法，掌握有关概念、原理、方法的区别与联系。

简单应用：

要求在领会的基础上，运用本课程中的基本概念、基本原理和基本方法中的少量知识点，分析和解决一般的理论问题或实际问题。

综合应用：

要求考生在简单应用的基础上，运用学过的本课程规定的多个知识点，综合分析和解决稍复杂的理论和实际问题。

（七）关于考试命题的若干规定

为了保证自学考试这一国家学历水平考试的质量，使各地的自学应考者、社会助学者和考试命题者有一个统一而明确的考试要求可遵循，本大纲在考试内容具体化的基础上，进一步力求考试要求的标准化，并按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次来规范考试内容的能力程度要求。

考试命题时，不可随意提高考核点的能力层次要求，也不可过多地降低考核点的能力层次要求，对考试命题的具体规定如下：

1.本课程考试方法采用闭卷、笔试，考试时间为150分钟；评分采用100分制，60分为及格线。

2.本课程的考试题型：

一般采用单项选择题、多项选择题、判断改错题、简答题、分析题。

3.本课程在试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致为：

识记占20％，领会占30％，简单应用占30％，综合应用占20％。

4.本课程考试试题的难易程度分为：

易、较易、较难和难四个等级，其比例大致为2:

3:

3:

2。

必须指出试题的难易程度与认识能力的层次不是一个概念，在各认识能力层次中都会存在不同难度的问题，在各难易程度的级别中，同样会包含有不同认识能力层次，切勿混淆。

附录：

题型举例

一、单项选择题

1.X为PMC中（）

Ａ.来自机床侧的输入信号；

Ｂ.来自NC侧的输入信号；

Ｃ.由PMC输出到NC的信号；

Ｄ.内部继电器。

2.F为PMC中（）

Ａ.由PMC输出到NC的信号；

Ｂ.来自机床侧的输入信号；

Ｃ.由PMC输出到机床侧的信号；

Ｄ.来自NC侧的输入信号。

二、多项选择题

1.CNC连接地系统的注意事项（）

Ａ.仅在CNC控制单元的一处连接信号地和框架地；

Ｂ.系统地的接地电阻应是100欧姆或更少；

Ｃ.系统地电缆应有足够的横截面积；

Ｄ.系统地的接地电阻应是1000欧姆或更大；

E.应多处接地。

三、判断改错题

1.在正常工作状态下，电机的负载扭矩一般大于电机的输出扭矩。

（）

2.在JOG中，当坐标和进给方向信号（+X，—X，+Y，—Y，+Z，—Z）选择后，相应的坐标轴在相应的方向以确定的进给速度移动。

进给速度不可以用进给倍率信号调整。

（）

四、分析题

1.当某机床的故障现象如下时：

请写出故障诊断的思路：

1）在自动操作无法执行状态下循环操作不启动（循环启动LED不点亮）。