数控项目工程师考试-大纲.doc

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1、-数控工程师师考试大纲第一部分 说明一、 本大纲根据数控工程师职业资格标准相关内容编制。二、 本大纲为数控工程师职业资格认证考试依据。三、 本大纲知识点由本课程的基本知识、辅导知识和相关知识所构成。这三个方面的知识，具有不同的界限性，但又是互相渗透的，很难截然分开。教学和考试应以数控工程师的基本知识为主体，同时兼顾与数控工程师密切相关的其他方面的知识。只有这样，才能真正完成培养目标四、 考试内容应以本大纲为依据，允许超纲内容为10%20%。第二部分 考试内容第一篇 基础知识考核知识点与考核内容：第一章概述 第一节数控技术的定义 一、数字化装备技术 二、机床数控技术 第二节数控技术在机床中的应用

2、 一、数控机床的组成 二、数控机床的特点 三、数控机床的工作过程四、数控机床的分类 第三节数控技术的发展趋势 一、数控技术的发展历程专用数控系统，开放式数控系统 二、数控技术的发展现状复杂多轴运动控制技术、复合化多功能机床数控技术、高速高精度化数控技术三、数控技术的发展趋势数控技术构成的发展趋势、数控技术功能的发展趋势、全软件数控与STEPNC 考核知识点与考核要求：1.掌握数控技术、计算机数控系统、数控装置、数控机床的含义（识记）2.数控装置的组成（识记）3.数控机床的工作过程、特点及分类（领会）4.数控机床伺服系统的控制方式及特点、主要区别（领会）5.点位控制系统与连续控制系统的区别（领会

3、）6.数控机床高速高精度化对数控系统提出的要求（领会）7.了解数控技术的发展趋势（领会）第二章 数控机床及编程基础第一节数控机床的机械结构 一、数控机床的结构特点 二、提高机床刚度的措施 三、减少振动的途径四、滚珠丝杠及滚动导轨五、刀库及刀具交换装置六、数控机床的特殊装置第二节数控加工工艺分析 一、数控加工的特点二、工件的定位和夹紧方案的确定三、工序的划分四、加工程序的安排 五、确定刀路线和工步顺序六、切削用量的选择第三节 数控机床的坐标系一、坐标系的确定二、编程尺寸的取值方法（绝对坐标值、增量坐标值）三、程序编制中的数值计算第四节 数控加工编程 一、手工编程 1.准备功能G 2.刀具功能T、

4、进给功能F、主轴功能S 3.辅助功能M 4.程序结构 5.数控车床的编程及实例 6.数控铣床、加工中心的编程及实例 二、自动编程简介考核知识点与考核要求1.数控机床机械结构的主要特点及对它的要求（领会）2.滚珠丝杠副的结构形式、支承方式及其应用场合，滚珠丝杠的选用原则（领会）3.能根据要求选择滚珠丝杠副的参数及精度等级（简单应用）4.自动换刀装置的特征、工作原理及其实现方法（领会）5.了解数控机床的坐标轴和坐标系统（识记）6.数控编程的含义和作用（领会）7.零件加工程序编制的内容与方法（识记）8.主要的G代码和M代码的意义（识记）9.零件加工程序的结构与格式（识记）10.机床坐标系与工件坐标系

5、的关系（领会）11.对刀点、起刀点、刀位点、参考点、工件零点、机床原点的含义（识记）12.确定走刀路线要考虑的问题（领会）13.编程时数值计算中的基点或节点坐标的计算（简单应用）14.编程尺寸的取值方法（绝对坐标值、增量坐标值）（识记）15.什么条件下可用零件轮廓编程？有何好处？（领会）16.确定工件数控加工的工艺方案，掌握点位加工、车削加工和铣削加工的手工编程方法（综合应用）17.自动编程的含义和自动编程系统的类型（识记）18.了解图形交互式自动编程系统的工作原理和后置处理程序的功能（领会）第三章 位置与速度检测装置一、课程内容第一节 概述第二节 脉冲编码器测量原理光电信号的转换，脉冲编码器

6、的基本原理，脉冲信号的计数方法第三节 光栅测量原理光的干涉原理，莫尔条纹与脉冲信号的产生，计数倍频原理第四节 激光测量原理激光特点，激光干涉法测距原理，单频激光干涉仪工作原理，双频激光干涉仪工作原理第五节 旋转变压器原理旋转变压器工作原理，两种工作方式（鉴相式和鉴幅式）的原理及电路分析第六节 感应同步器原理感应同步器结构及工作原理，两种工作方式（鉴相式和鉴幅式）的原理及电路分析二、考核知识点与考核要求1. 位置检测元件在CNC系统的功用、要求和分类（识记）2. 位置检测元件的精度和分辨率两个概念的区别（领会）3. 脉冲编码器的工作原理和适用场合（领会）4. 脉冲编码器的辨向和倍频（领会）5.

7、了解直线投射光栅工作时莫尔条纹的产生和特点（领会）6. 如何提高直线投射光栅的分辨率？如何进行方向判别？（领会）7. 感应同步器的结构组成和两种工作方式（识记）8. 激光干涉仪和旋转变压器的特点和应用场合（识记）第四章 数控系统的构成及基本原理一、课程内容第一节 数控系统的构成一、数控系统的体系结构1.专用数控装置2.开放式数控装置二、数字控制软件完成的任务，开放式系统软件结构，控制程序的组成第二节 数控装置硬件构成一、CNC装置的基本功能控制轴数、联动轴数、插补功能、定位精度及重复定位精度、主轴转速及调节、进给速度及调节、准备功能（G功能）、辅助功能（M功能）、刀具功能（管理和补偿）、零件程

8、序管理及编程方式、操作功能、误差补偿功能、开关量接口、机床顺序控制、字符及图形显示、通信接口及协议、自诊断功能二、主控硬件的各部分组成及功能（CPU、存储器、输入/输出接口、显示器接口）第三节 数控装置软件结构第四节 轴运动控制软件算法一、插补软件逐点比较插补法（直线、圆弧）的基本原理，数字积分插补法（直线、圆弧）的基本原理，数字增量插补即数据采样插补的基本原理（直线、圆弧）二、刀具补偿原理刀具半径补偿的基本概念，C机能刀补的基本设计思路，直线过渡的转接情况分析及转接矢量的计算三、加减速检测第五节 PLC在数控机床中应用数控系统PLC结构中、工作原理以及在数控中的功能，基本程序的编写，PLC与

9、主控系统的数据交换及接口 考核知识点与考核要求1.数控装置应具备的功能（领会）2.数控装置的组成（识记）3.了解数控装置的体系结构（专用数控装置单微处理器结构CNC装置；开放式数控装置多微处理器结构CNC装置）（领会）4.CNC装置软件的特点及典型的软件结构形式（领会）5.PLC的组成、工作方式、功能特点及其在数控机床中的应用类型（领会）6.数控机床I/O接口的作用和常用的接口器件（领会）7.对异步串行通信接口和网络通信接口有所了解（领会）8.插补的含义和插补算法的类型（识记）9.按逐点比较法直线和圆弧插补的偏差判别、坐标进给、偏差计算、坐标计算及终点判别，列表写出插补计算过程，并画出插补轨迹

10、即走刀轨迹（综合应用）10.按数字积分法直线和圆弧插补的积分运算、坐标进给、积分余数、坐标计算及终点判别，列表写出插补计算过程，并画出插补轨迹即走刀轨迹（综合应用）11.分析逐点比较法的进给速度变化范围（领会）12.掌握数字增量插补即数据采样插补的插补周期与被插补的线型（直线或圆弧）、插补误差、进给速度的关系（领会）13.掌握每个插补周期的X轴和Y轴的位移增量X、Y的计算（简单应用）14.数字增量插补适用的场合（领会）15.何谓刀具半径补偿？其功用是什么？（领会）16.C功能刀补直线过渡的转接类型判别（领会）17.掌握刀补与插补的关系（领会）18.了解加减速控制的实现方法（识记）第五章 伺服驱

11、动原理与分析课程内容第一节 概述第二节 步进电机及其控制原理一、步进电机的工作原理二、相位通电顺序与脉冲分配原理三、步进电机伺服放大电路四、步进电机工作特性分析第三节 直流伺服电机及其控制原理一、直流伺服电机的工作原理二、直流伺服电机的速度控制原理三、直流伺服电机的特性四、脉宽调制（PWM）原理与系统第四节 交流伺服电机及其控制原理一、交流伺服电机的工作原理二、交流变频调速系统基本分析三、正弦脉宽调制（SPWM）变频器的基本原理四、交流伺服电机的矢量控制调速系统的基本原理第五节 主轴电机及其控制原理主轴电机的工作基本原理（着重与伺服电机的比较），主轴速度控制方法的基本原理一、主轴驱动装置的工作

12、原理二、主轴速度检测方法的基本原理三、主轴驱动装置的工作原理四、主轴驱动装置的特点五、交流主轴电动机六、主轴分段无级调速及控制1.自动变档控制2.自动变档的实现七、主轴准停控制1.机械准停控制2.电气准停控制八、电主轴简介第六节 进给伺服机构及其动态特性分析一、进给伺服系统的分类二、进给伺服系统的数学模型三、数控进给系统特性分析四、数控进给系统特性对加工精度的影响五、进给伺服系统参数的匹配原则考核知识点与考核要求1.伺服系统的组成、功用及要求（识记）2.进给伺服系统（开环、半闭环及闭环）的组成和特点（领会）3.主轴伺服系统的特点（识记）4.掌握步进电动机转速的计算和不同通电方式下步距角的计算以

13、及开环伺服系统脉冲当量的计算（简单应用）5.了解步进电动机主要性能指标（识记）6.了解步进电动机驱动电源的组成、功用、主要类型及特点（识记）7.直流伺服电动机脉宽调制调速即直流伺服电动机PWM调速是如何实现的？重点掌握脉宽调制器的组成和功用及主回路的组成和功用（领会）8.交流伺服电动机（包括同步和异步）转速的计算式理解（领会）9.正弦脉宽调制调速（SPWM变频调速）是如何实现的（领会）10.对交流伺服电动机的矢量变换控制的实现应有一般的了解（领会）11.对交流电主轴的结构、组成和调速作一般的了解（领会）12.掌握主轴系统的转矩和功率特性（恒转矩和恒功率范围）（领会）13.建立起进给伺服控制系统

14、的整体概念，能够绘制单轴进给伺服系统的位置控制框图，并根据工作要求选择相应的检测元件和驱动元件，并能说明相应伺服系统的工作原理（综合应用）14.了解伺服系统（重点闭环和半闭环）数学模型的建立和特性分析（领会）15.了解伺服系统的特性（如增益、系统稳定性和可靠性等）对加工精度和加工效率的影响（领会）第六章 数控系统实例分析课程内容第一节 基于运动控制卡的开放式数控系统第二节 华中世纪星数控系统第三节 FUNUC oi数控系统第四节 西门子840D数控系统考核知识点与考核要求1.了解开放式数控系统的基本含义和构成方式（识记）2.了解各数控系统的基本构成和主要功能及硬件、软件结构上的特点（识记）六、课程实验（一） 实验的目的和要求1.通过实验加深理解和验证学过的基本理论和知识。2.考生受到必要的基本技能训练。3.培养考生理论联系实际，独立解决工程技术问题的能力。4.实验通过后，必须写出实验报告。实验报告经指导教师检查并签字后，方能取得本课程的学分。（二） 实验环节实验一 典型数控机床的结构分析及操作实验二 数控车床、铣床或加工中心编程及加工实验三 轮廓插补算法实验实验四 伺服系统动态特性实验