上海市高等教育自學考試

數控技術應用專業（專科）（A080744）

數控機床故障診斷與維護（03395）

自學考試大綱

上海電機學院自學考試辦公室編

上海市高等教育自學考試委員會組編

2012年版

I、課程性質及其設置的目的和要求

一、本課程的性質與設置的目的

《數控機床故障診斷與維護》是數控技術應用專業的一門專業

課，主要介紹CNC機床的安裝工藝，機械調試及驗收，CNC機床的機

械結構特點，典型CNC系統的原理、參數設置、PLC編程及接口，伺

服及主軸的調整，數控機床常見故障的查找與維修方法等內容。

通過本課程的學習使學生熟悉數控機床故障診斷與維修技術，

掌握數控機床日常維護、保養和故障排除方法。

二、本課程的基本要求

1、了解數控機床的結構、分類和特點，工作原理和常用的數

控系統，熟悉和使用數控技術應用方面的名詞術語，具備數控加工的

基本職業素養；

2、掌握數控機床的故障診斷方法

3、掌握CNC的基本原理和PLC的工作原理，使操作者更好

的理解數控機床插補原理與程序的編制格式與工藝，并能分析與排除

數控機床的常見故障；

4、熟悉數控機床的結構、操作界面及程序編制，能根據所

給零件圖熟練地進行程序編制、輸入調試、零件裝夾、刀具選擇及裝

夾，直至加工出合格的零件。其操作時間在等級工考核所允許的范圍

內；

5、掌握典型伺服系統與機械結構，能夠進行數控機床的安裝、

調試和維護。

三、與相關課程的聯系

本課程是數控技術應用、模具設計與制造、機械設計與制造和機

電一體化等專業的專業基礎必修課程，是培養數控機床操作人員、數

控編程工藝員、數控機床維修與維護人員、數控機床設計與研發、數

控機床營銷人員和數控系統選型人員等職業崗位群基礎能力的核心

課程。

11＞課程內容與考核目標

第一章數控機床故障診斷及維修的基本概念

一、學習目的與要求

1.了解數控機床故障的特點、分類及對維修人員要求

2.掌握故障診斷維修的一般流程及診斷技術

3.熟悉數控機床故障維修的基本方法

二、課程內容

1.1數控機床故障的特點及類型

1.1.1數控機床故障的特點

1.1.2數控機床故障的分類

1.1.3對維修人員的要求

1.2數控機床故障診斷及維修的方法

1.2.1數控機床的故障診斷、維修應遵循的基本原則

1.2.2故障診斷維修的一般流程

1.2.3數控系統的自診斷技術

1.2.4數控機床故障診斷維修的基本方法

三、考核知識點

1.數控機床故障的特點、分類及對維修人員要求

2.故障診斷維修的一般流程及診斷技術

3.數控機床故障維修的基本方法

四、考核要求

1.識記

數控機床故障的特點、分類

2.領會

故障診斷維修的一般流程、維修人員要求

3.簡單應用

故障診斷維修的診斷技術

4.綜合應用

數控機床故障維修的基本方法

第二章典型數控系統的故障診斷及維修

一、學習目的與要求

1.了解FANUCOi、西門子802D的常用操作界面

2.掌握FANUCOi、西門子802D的接口信號、自診斷功能系統

報警

3.熟悉FANUCOi、西門子802D的機床數據保護

二、課程內容

2.1FANUCOi數控系統

2.1.1常用操作界面

2.1.2數控系統接口信號

2.1.3數控系統自診斷功能

2.1.4FANUCOi系統報警

2.1.5機床系統保護

2.2西門子802D數控系統

2.2.1常用操作界面

2.2.2數控系統接口信號

2.2.3西門子802D系統報警

2.2.4機床數據保護

三、考核知識點

1.FANUCOi、西門子802D的常用操作界面

2.FANUCOi、西門子802D的接口信號、自診斷功能系統報警

3.FANUCOi、西門子802D的機床數據保護

考核要求

1.識記

FANUCOi、西門子802D的常用操作界面

2.領會

FANUCOi、西門子802D的自診斷功能系統報警

3.簡單應用

FANUCOi、西門子802D的接口信號

4.綜合應用

FANUC0i、西門子802D的機床數據保護

第三章機床電氣與PLC的故障診斷及維修

一、學習目的與要求

1.了解PLC在數控機床作用、信息交換

2.掌握數控機床的抗干擾技術、電氣系統日常維護

3.熟悉通過PLC進行故障診斷的方法

二、課程內容

3.1機床電氣

3.1.1電源配置

3.1.2根據電氣原理圖診斷電氣控制系統故障

3.1.3數控機床的抗干擾技術

3.1.4電氣控制系統的日常維護

3.2數控系統中的PLC

3.2.1PLC在數控機床控制系統中的作用

3.2.2FANUCOi系統中PMC的信息交換

3.2.3西門子802D系統中的PLC的信息交換

3.3通過PLC進行故障診斷

3.3.1FANUCOi系統通過PMC進行故障診斷

3.3.2西門子802D系統通過PLC進行故障診斷

三、考核知識點

1.PLC在數控機床作用、信息交換

2.數控機床的抗干擾技術、電氣系統日常維護

3.通過PLC進行故障診斷的方法

四、考核要求

1.識記

PLC在數控機床作用

2.領會

PLC在數控機床中信息交換的方法、數控機床的抗干擾技術

3.簡單應用

電氣系統日常維護

4.綜合應用

通過PLC進行故障診斷的方法

第四章伺服系統的故障診斷及維修

一、學習目的與要求

1.了解伺服系統、主軸變頻調試系統的工作原理

2.掌握常用檢測反饋元件功能、主軸變頻調試系統的故障診斷

3.熟悉FANUC、西門子伺服系統、驅動系統的故障診斷及維修

二、課程內容

4.1伺服系統概述

4.1.1伺服系統工作原理

4.1.2常用檢測反饋元件

4.2FANUC伺服驅動系統故障診斷及維修

4.2.1FANUC伺服驅動系統

4.2.2FANUC伺服系統故障診斷及維修

4.3西門子伺服系統故障診斷及維修

4.3.1西門子伺服系統

4.3.2西門子伺服驅動系統故障診斷及維修

4.4主軸變頻調速系統故障診斷及維修

4.4.1主軸變頻調速系統概述

4.4.2主軸變頻調速系統故障診斷及維修

三、考核知識點

1.伺服系統、主軸變頻調試系統的工作原理

2.常用檢測反饋元件功能、主軸變頻調試系統的故障診斷

3.FANUC、西門子伺服系統、驅動系統的故障診斷及維修

四、考核要求

1.識記

伺服系統、主軸變頻調試系統的工作原理

2.領會

常用檢測反饋元件功能

3.簡單應用

主軸變頻調試系統的故障診斷

4.綜合應用

FANUC、西門子伺服系統、驅動系統的故障診斷及維修

第五章數控機床機械結構的故障診斷及維修

一、學習目的與要求

1.了解主傳動系統、進給系統的特點

2.掌握主軸、進給、刀庫及液壓系統典型結構的維護方法

3.熟悉滾珠絲桿、自動換刀、主軸部件的調整步驟

二、課程內容

5.1數控機床機械結構概述

5.1.1數控機床機械結構的組成及特點

5.1.2數控車床機械結構故障的特點

5.2主傳動系統與主軸部件的故障診斷及維修

5.2.1主傳動系統

5.2.2數控機床主軸部件

5.3進給傳動系統的故障診斷及維修

5.3.1數控機床對進給系統機械結構的要求

5.3.2齒輪副間隙的消除

5.3.3滾珠絲杠螺母副間隙調整及預緊

5.3.4數控機床導軌

5.4刀庫及自動換刀裝置的故障診斷及維修

5.4.1數控機床常見自動換刀方式

5.4.2刀庫及自動換刀裝置的故障診斷及維修

5.5數控機床液壓系統

5.3.1液壓系統在數控機床上的應用

5.3.2液壓系統基本結構及常見故障表現形式

5.3.3液壓系統常見故障診斷及維修

三、考核知識點

1.主傳動系統、進給系統的特點

2.主軸系統、進給系統、刀庫及液壓系統典型結構的維護方法

3.滾珠絲桿、自動換刀裝置、主軸部件的調整步驟

四、考核要求

1.識記

主傳動系統、進給系統的特點

2.領會

主軸系統、進給系統、刀庫及液壓系統典型結構的維護方法

3.簡單應用

滾珠絲桿、自動換刀裝置、主軸部件的典型結構

4.綜合應用

滾珠絲桿、自動換刀裝置、主軸部件的調整步驟

第六章數控機床的調試與驗收

一、學習目的與要求

1.了解數控機床調試的基本步驟

2.掌握數控機床驗收的要求

3.熟悉數控機床精度對加工精度的影響

二、課程內容

6.1數控機床的調試

6.1.1數控機床通電前的準備工作

6.1.2數控機床的通電過程

6.1.3數控機床的調試

6.2數控機床的驗收

6.2.1電氣控制系統的驗收

6.2.2數控機床空運行試驗

6.2.3數控機床幾何精度檢驗

6.2.4數控機床切削精度檢驗

三、考核知識點

1.數控機床調試的基本步驟

2.數控機床驗收的要求

3.數控機床精度對加工精度的影響

四、考核要求

1.識記

數控機床的精度要求

2.領會

數控機床調試的基本步驟

3.簡單應用

數控機床驗收的要求

4.綜合應用

數控機床精度對加工精度的影響

第七章數控機床的維修與保養

一、學習目的與要求

1.了解數控機床維護管理的內容

2.掌握數控機床一、二、三級保養的內容和要求

3.熟悉數控機床的日常維護要求

二、課程內容

7.1數控機床的維護

7.1.1數控機床維護或維修中的管理工作

7.1.2TPM全員生產維修（維護）在數控機床維護和維修、保

養中的作用

7.2數控機床的保養

7.2.1數控機床一級保養的內容和要求

7.2.2數控機床二級保養的內容和要求

7.2.3數控機床三級保養的內容和要求

三、考核知識點

1.數控機床維護管理的內容

2.數控機床一、二、三級保養的內容和要求

3.數控機床的日常維護要求

四、考核要求

1.識記

維修中的管理工作

2.領會

數控機床一、二、三級保養的內容

3.簡單應用

數控機床一、二、三級保養的要求

4.綜合應用

數控機床的日常維護要求

川、有關說明與實施要求

一、關于考核目標的說明

1.關于考試大綱與教材的關系

考試大綱以綱要的形式規定了“數控機床故障診斷與維護”的基

本內容，是進行學習和考核的依據；教材是考試大綱所規定課程內容

的具體化和系統論述，便于自學應考者自學、理解和掌握。考試大綱

和教材在內容上基本一致。

2.關于考核目標的說明

(1)本課程要求應考者掌握的知識點都作為考核的內容。

(2)關于考試大綱中四個能力層次的說明：

識記：要求應考者能知道本課程中有關的名詞、概念、原理和知

識的含義，并能正確認識和表述。

領會：要求在識記的基礎上，能全面把握本課程中的基本概念、

基本原理、基本方法，能掌握有關概念、原理、方法的區別與聯系。

簡單應用：要求在領會的基礎上，能運用本課程中的基本概念、

基本方法中的少量知識點分析和解決有關的理論問題和實際問題。

綜合應用：要求在簡單應用的基礎上，能運用學過的本課程的多

個知識點，綜合分析和解決比較復雜的問題。

二、關于自學教材

《數控機床故障與維修》劉樹青主編

張秀玲于建副主編

2009年10月第一版人民郵電出版社

三、自學方法指導

1、本課程是綜合性很強的課程，所以要特別注意基礎知識的積

累與應用。

2、掌握基本的維修方法是本課程的主要內容。

3、對機械部分要了解典型的主軸結構與進給結構。

4、對整機要掌握機床幾何精度對加工的影響。

5、電氣部分主要熟悉各功能模塊之間的關系。

6、數控系統的參數設置也是一個難點，要注意到三類參數的不

同作用。

7、PLC是維修不可缺少的一個關鍵部分，努力掌握其與NC及MT

之間的關系。

8、輔助裝置、液壓系統等是MT側重要的信號源。

9、全面掌握數控機床的日常維護和常規處理方法。

10、對典型方法可通過上機操作，調試來加深理解和掌握數控機

床的維修技巧。

四、對社會助學的要求

1、要熟悉考試大綱對課程提出的總的要求和各章的知識點。要

掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核要

求。

2、輔導時，要以考試大綱為依據，指定教材為基礎，不要隨意

刪減內容，以免與大綱脫節。

3、輔導時，應注重基礎，突出重點。培養考生的正確學習方法,

提高自學能力，在自學過程中善于提出問題、分析問題、解決問題。

五、關于命題考試的要求

1、覆蓋面與重點章節

考試命題覆蓋到章，一般覆蓋到知識點的80%,重點章節為：第

二章典型數控系統的故障診斷及維修；第三章機床電氣與PLC的故

障診斷及維修；第四章伺服系統的故障診斷及維修；第六章數控

機床的調試與驗收；

2、試卷能力層次比例

不同能力層次要求的分數比例大致為：識記占20%,領會占30%,

簡單應用占30%,綜合應用占20%。

3、試卷難易比例

本課程試題的難易程度應適中。每份試卷中不同難度試題的分數

比為：易占20%,較易占30%,較難占30%,難占20%。應當注意，試

題的難易程度與能力層次不是同一概念，在各個能力層次的試題中都

存在著不同的難度，切勿將二者混淆。

4、題型

填空題、判斷說明題、單項選擇題、多項選擇題、簡答題、綜合

題

5、考試形式、考試時間

書面閉卷考試，考試時間150分鐘。

附錄：題型舉例

一、填空題

按數控機床發生的故障性質分類有和系統性故障。

二、判斷說明題（正確填“J"，錯誤填“義”）

使用RS232串行接口傳送數控程序時，除了要將波特率設置以外，

還需將相應的代碼格式設置好。（J）

三、單項選擇題

PWM進給系統的過壓報警指示燈是（A）0

A、HVALB、OVCC、HCALD、TSGT

四、簡答題

增量式編碼器輸出的的