《数控系统维护与调试》课程大纲说明

1、.自考数控系统维护与调试课程大纲说明一、课程的性质及设置目的（一）课程的性质、地位和任务数控系统维护与调试是自考“数控技术”专业（独立本科段）的一门专业基础课程。本课程以数控机床为载体，从数控机床各个组成部分的工作原理和结构特点出发，详细分析数控机床故障诊断与维修的基本方法，通过典型案例的故障分析，引导学生理解故障诊断理论和维修的基本方法。（二）基本要求和重点1.了解、理解数控机床、数控系统调试维护的基本方法和操作规范；2.理解、掌握典型数控系统参数设置；3.理解伺服系统、主轴和进给的调整；4.理解、掌握机床电气与可编程控制器的工作原理以及调整；5.理解、掌握机床工程图纸，熟悉国家标准及有关的

2、基本规定；6.理解、掌握数控系统说明书、用户手册等的阅读。本课程的重点是典型数控系统的原理、参数设置、PLC编程及接口，伺服及主轴的调整，数控机床常见故障的查找与维护方法等内容。通过本课程的学习，使考生确立数控机床故障诊断与维护的基本思路与基本原则。在了解常用数控机床的结构、数控系统、数控伺服系统、数控机床检测系统、机床电气与可编程控制器的工作原理基础上，通过对常见故障特点和发生原因的分析，掌握数控机床故障诊断所必需的理论知识，初步学会用数控机床中常用的检测技术与方法去分析故障现象和进行故障定位， 提高数控机床的设备管理维护、诊断和排除故障的能力。（三）有关课程的联系考生在学习本课程时应具备机

3、机床数控原理及技术、数控机床、工厂电气控制与PLC技术等基础知识。二、课程内容与考核要求第一章  数控机床故障诊断与维护的基本概念（一）学习目的与要求本章的要求是：理解数控机床的组成与特点、数控机床故障诊断与维护的意义、数控机床故障诊断的内容、故障分类和特点。理解、掌握机床故障诊断的常用方法；数控机床的安装、调试、验收。通过本章学习，要求考生了解数控机床故障诊断的基本概念。（二）课程主要内容第一节 数控机床故障诊断与维护的意义数控机床维护的意义、数控机床故障诊断与维护的基本要求第二节 数控机床基本结构、故障的类型与特点数控装置的自诊断功能、数控机床基本结构、故障的类型与特点第三节 数

4、控机床故障诊断与维护的基本方法数控机床的基本使用条件、数控机床调试的基本方法、基本手段、数控机床故障的一般分析方法第四节 数控机床的安装调试、验收和维护数控机床的安装调试、验收；数控机床的日常保养和维护（三）考核的知识点1.数控机床故障诊断的意义；2.数控机床基本结构、数控机床故障的类型和特点；3.数控机床的安装、调试、验收方法、数控机床的日常保养和维护。（四）考核要求1.数控机床故障诊断与维护的意义，要求达到“识记”和“领会”层次；2.数控机床基本结构、故障的类型与特点，要求达到“简单应用”层次；3.数控机床故障诊断与维护的基本方法，要求达到“简单应用”层次；4.数控机床的安装调试、验收和维

5、护，要求达到“简单应用”层次。第二章  数控系统的维护和故障诊断（一）学习目的与要求本章的要求是：理解典型数控系统的结构、工作原理和作用，了解、掌握数控系统的自诊断功能。通过本章学习，要求考生全面理解数控系统的基本组成、功能和特点，从而用好数控系统、维护管理好数控系统；了解典型数控系统的自诊断功能，为数控机床故障诊断提供技术支持。（二）课程主要内容第一节 数控系统的结构、工作原理系统的基本组成、存储器结构、数据的内部备份、数据的外部备份第二节 常用数控系统简介FANUC系统、SIEMENS系统、参数、报警、故障分析、处理和恢复第三节 数控系统的基本参数的调试驱动器的参数配置、PLC应

6、用程序的调试、机械传动系数配比参数、速度参数的设定参考点相关参数误差补偿第五节 数控系统的日常维护调试前的准备、数控系统的初次通电、数控系统的保护级别、日常维护（三）考核的知识点1.数控系统的结构、工作原理；2.FANUC或SIEMENS系统的参数、报警、故障分析、处理和恢复；3.数控系统的维护及保养方法。（四）考核要求1.数控系统的结构、工作原理，要求达到“识记”和“领会”层次；2.常用数控系统简介，要求达到“简单应用”层次；3.数控系统的基本参数的调试，要求达到“简单应用”层次。第三章  伺服系统的故障分析与维护（一）学习目的与要求本章的要求是：了解伺服系统的结构、工作原理和作用

7、；理解步进驱动系统、直流驱动系统和交流驱动系统；理解开环控制系统和闭环控制系统；理解数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统；理解、掌握数控机床常用位置检测元件的功能和工作原理。通过本章学习，要求考生了解数控机床的伺服系统结构、工作原理及伺服系统的自诊断功能。（二）课程主要内容第一节 伺服系统概述步进驱动系统和步进电动机的矩频特性、直流伺服系统和交流伺服系统、开环驱动系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统、驱动器定位参数和坐标控制使能参数第二节 主轴伺服系统的故障分析与维护主轴伺服系统常见故障分析与排除、通用变频器第三节 进给伺服系统的故障分析与维护FANUC或SIEMENS进给伺服系统、进给伺服系统

8、调试、常见故障诊断与维护实例第四节 位置检测系统的故障分析与维护常用位置检测元件、故障分析（三）考核的知识点1.伺服系统基本结构、工作原理和故障分析；2.开环控制系统和闭环控制系统的基本组成；3.数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统；4.常用位置检测元件的结构和工作原理。（四）考核要求1. 伺服系统概述，要求达到“识记”和“领会”层次。2. 主轴伺服系统的故障分析与维护，要求达到“简单应用”层次。3. 进给伺服系统的故障分析与维护，要求达到“简单应用”层次。4. 位置检测系统的故障分析与维护，要求达到和“简单应用”层次。第四章  数控机床机械结构的故障诊断与维护（一）学习目的与要求本

9、章的要求是：了解数控机床的机械结构及调整；了解、理解主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副；了解、理解自动换刀装置、液气压传动系统等机械故障诊断技术。通过本章学习，要求考生了解数控机床中的各种传动件的工作原理，初步了解机械故障诊断的一般技术。（二）课程主要内容第一节 数控机床机械结构概述数控机床机械结构的基本组成、数控机床机械结构的主要特点第二节 数控机床机械故障诊断方法机械故障及其分类、机械故障诊断的基本环节、数控机床机械故障诊断方法第三节 主传动系统与主轴部件故障的诊断与维护主轴部件、主传动系统的特点、一般调试方法第四节 进给传动机构故障的诊断及维护同步齿轮带和连轴节、滚珠丝杠螺母副的特点及维护

10、第五节 导轨副故障的诊断与维护塑料滑动导轨、滚动导轨的特点及维护第六节 液压、气动系统故障诊断及维护液压系统和气动系统的基本工作原理、故障分析和调试第七节 刀库及自动换刀装置故障分析与排除刀库结构、自动换刀装置故障分析与调试（三）考核的知识点1. 数控机床的机械结构；2. 主轴部件、主轴调试的一般方法；3. 滚珠丝杠螺母副、导轨副的调试方法；4. 自动换刀装置、液气压传动系统等机械故障诊断技术。（四）考核要求1. 数控机床机械结构概述，要求达到“识记”和“领会”层次；2. 数控机床机械故障诊断方法，要求达到“领会”和“简单应用”层次；3. 主传动系统与主轴部件故障的诊断与维护，要求达到“简单应

11、用”层次；4. 进给传动机构故障的诊断及维护，要求达到“简单应用”层次；5. 导轨副故障的诊断与维护，要求达到“简单应用”层次；6.液压、气动系统故障诊断及维护，要求达到“简单应用”层次；7.刀库及自动换刀装置故障分析与排除，要求达到“简单应用”层次。第五章  机床电气与可编程控制器的故障分析与维护（一）学习目的与要求本章的要求是：了解、理解机床电气与机床可编程控制器的工作原理，理解、掌握机床可编程控制器在数控机床中的重要作用。通过本章学习，要求考生能够应用机床可编程控制器的诊断功能分析机床、伺服系统、机床电气、检测系统等环节引起的故障。（二）课程主要内容第一节 机床可编程控制器简介

12、机床可编程控制器简介、可编程控制的输入、输出元件第二节 数控机床可编程控制器的故障诊断数控机床可编程控制器故障的表现形式、数控机床可编程控制器故障诊断的方法第三节 机床电气维护及故障诊断电源配置与故障诊断、外围电路与故障诊断、通过电气原理图诊断机床电气故障、不可重复性的故障诊断、不可恢复性的故障诊断、数控机床的抗干扰技术（三）考核的知识点1.机床可编程控制的输入、输出元件；2.机床可编程控制的结构与工作原理、梯形图地址、梯形图功能指令；3.数控机床可编程控制器故障的表现形式和故障诊断的方法；4.数控机床的电气原理图；5.机床电气维护及故障诊断、数控机床的抗干扰措施。（四）考核要求1.机床可编程

13、控制器简介，要求达到“识记”和“领会”层次。2.数控机床可编程控制器的故障诊断，要求达到“简单应用”层次。3.机床电气维护及故障诊断，要求达到“简单应用”层次。第六章  数控机床故障分析、维护与调试实例（一）学习目的与要求本章的要求是：了解数控机床故障诊断、维护与调试的案例分析，综合所学的知识分析数控机床不同故障的表现、引起故障的内在因素，寻求排除故障的方法。理解、掌握机床资料，设计故障判别流程图，结合故障现象，进行故障定位。通过本章学习，考生通过综合案例分析，基本掌握数控机床故障诊断与维护的技术。（二）课程主要内容第一节 数控车床、数控铣床故障分析实例机床坐标轴运动部件配合故障、伺

14、服电动机与丝杠的联轴器松动分析、主轴轴承故障、液压和气动系统故障分析、参考点碰块安装位置与零脉冲位置重合故障分析第二节 加工中心故障分析实例机床坐标轴运动部件配合故障、伺服系统故障分析、主轴故障分析、刀库不能动作故障分析（三）考核的知识点1.数控车床故障诊断、分析与排除；2.数控铣床故障诊断、分析与排除；3.加工中心故障诊断、分析与排除。（四）考核要求1.数控车床、数控铣床故障分析实例，要求达到“综合应用”层次。2.加工中心故障分析实例，要求达到“综合应用”层次。（二）实验环节实验一  数控系统参数、报警、故障分析实验实验二  伺服电动机驱动故障分析实验实验三 

15、主轴控制系统故障分析实验实验四  数控系统PLC参数设置、故障分析实验实验五  数控机床机械故障分析实验四、关于大纲的说明与考核实施要求数控系统维护与调试是一门既有理论又有实践且实践性很强的课程，因而在自学时需要有良好的学习方法，以便取得良好的学习效果。5. 笔试中各部分内容试题分数的分布约为：第一章  数控机床故障诊断与维护的基本概念         15分左右第二章  数控系统的维护和故障诊断      

16、0;          18分左右第三章  伺服系统的故障分析与维护                 18分左右第四章  数控机床机械结构的故障诊断与维护         16分左右第五章  机床电气与可编程控制器的故障分析与维护 

17、;  18分左右第六章  数控机床故障分析、维护与调试实例         16分左右6. 笔试时只允许带钢笔、铅笔、橡皮等文具用品，不允许带有关参考资料和笔记等。（八）题型举例一、填空题1.伺服参数中精停、粗停允差及夹紧允差的大小关系 是2. 伺服驱动的零漂是指 二、单项选择题1.在调试数控机床时，机床出现与进给速度关联的振动，则应调节（     ）。A、速度环增益   B、位置环增益   C、加减速时间

18、    D、   齿根间隙三、问答题SINUMERIK 802D系统具有24VDC的NC启动和监控功能，24VDC用于ECU、D I/O板。在加工过程中，CRT上显示64号报警（+24V直流电源报警），随即系统死机。请问如何排除？四、分析题SINUMERIK 802D系统控制的数控车床，X、Z轴正向硬限位D I/O地址分别是I0.0，I0.1；当X、Z轴正向限位超程时，机床：（1）急停；（2）产生需删除键消除的用户报警，报警号700000；（3）设X为第一轴，Z为第二轴，X、Z轴正向硬限位共用报警号。1.请写出700000用户报警文本的内容；2

19、.给出与之相关的参数并加以设置；3.画出梯形图。五、计算题下表是部分丝杠螺距误差测量数据及补偿数据、参数。实际测得的定位误差补偿参数及数据位置/mm误差/µm名称参数号数据205.6参考点位置MD3160407.2补偿点距离MD32406011.1补偿值MD32805808.6设定数据MD 1006.3MD 12012.114017.116020.4参考点为121个补偿点（参考点不需要补偿），位置20mm代表参考点后20mm，为122个补偿点；在补偿数据中，由8位二进制表示，每两位为一个补偿点，1、3、5和7位以“1”或“0”表示是非要补偿；0、2、4和6位用“1”表示正补偿或