《数控机床故障诊断与维修实验》课程教学大纲.docx

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1、数控机床故障诊断与维修实验课程标准第一部分前言一、课程基本信息课程编号课程名称课程类别学 时学 分开课学期考杨”适用专 业开课单位AL043260数控机床 故障诊断 与维修实 验实验80.57报告机械设 计制造 及其自 动化机电工程 学院二、课程性质数控机床故障诊断与维修实验是机械设计制造及其自动化专业的一门专业 限选课程。通过本实验课程的教学，使学生初步掌握数控机床CNC、主轴驱动 系统、进给轴伺服系统、PMC （或PLC）的基本工作原理，为毕业后从事相关工 作打下基础。三、课程基本理念以常见数控机床的维修需求为目标，以学生职业能力培养和职业素质养成为 主线，以国家职业标准中相关内容为依据组

2、织教学。按照应用型高技术人才能力 培养的要求，将学生职业能力培养与课程理论教学、实践教学相结合，形成以学 生为中心、教师引导、教学做一体化的工学结合教学模式。四、课程的设计思路最能体现社会对学生职业能力和实践动手能力需求的是国家职业标准中关 于技能操作考核的相关内容；数控机床电气控制部分发生故障的概率要比其机械 部分发生故障的概率高得多。因此本课程的设计思路是：以国家颁布的数控机 床装调维修工（试行）国家职业标准、数控车工国家职业标准等；以数控 机床电气控制部分的工作原理、常见故障和维修方法为主；通过项目教学，培养 学生的实验技能和职业素养。第二部分课程目标一、总体目标主要以数控机床装调维修工

3、（试行）国家职业标准、维修电工国家职 业标准中关于数控机床故障诊断与维修的要求为依据，结合我校实验设备的具 体情况,选择工程实际中的典型案例，使学生在实验教学过程中得到锻炼和提高。 二、具体目标1 .知识与方法实验项目一主要包括如下知识和方法：数控车床机械部分的构成，主要包括 主轴和卡盘，工作台，Z方向滚珠丝杠，X方向滚珠丝杠，以及刀架等；数控车 床电气控制部分的构成，主要包括CNC （内含PMC）,主轴变频器和主轴电机, X轴和Z轴的步进电机驱动器和步进电机，主轴光电编码器，以及低压控制电器 等。数控铳床机械部分的构成，主要包括主轴，工作台，Z方向滚珠丝杠，X方 向滚珠丝杠，Y方向滚珠丝杠；

4、数控铳床电气控制部分的构成，主要包括CNC （内含PMC）,主轴变频器和主轴电机，X轴、Y轴和Z轴的交流伺服驱动器和 交流伺服电机，以及低压控制电器等。实验项目二主要包括如下知识和方法：CNC和主轴变频器的接线连接，CNC 和X、Y、Z方向进给轴伺服驱动器的接线连接，CNC中的机床参数及其在数控 机床控制中所起的作用；数控机床PMC部分输入输出信号的接线连接，PMC的 梯形图程序。实验项目三主要包括如下知识和方法：数控机床主轴变频器和CNC及主轴 电机的接线连接；主轴变频器的内部参数及其在数控机床控制中所起的作用。实验项目四主要包括如下知识和方法：数控机床进给轴伺服驱动器和CNC 及伺服电机的

5、接线连接；伺服驱动器的内部参数及其在数控机床控制中所起的作 用。2 .技能与能力通过本实验教学环节，学生应达到如下要求：1）掌握数控车床、数控铳床机械部分的构成，能够对机械部分的各个部件 进行日常维护，并且能够对机械部分的常见故障进行诊断和维修。2）认识CNC中的机床参数和PMC程序在数控机床控制中所起的作用；能 够根据机床参数表对CNC机床参数进行正确设置；能够利用个人计算机或笔记 本电脑，上载或下载PMC程序。3）能够完成CNC和主轴变频器之间的接线连接；能够根据主轴变频器参数 表对变频器内部参数进行正确设置和调试；能够对主轴变频器的常见故障做到模 块级维修。4）能够完成CNC和进给轴伺服

6、驱动器之间的接线连接；能够根据伺服驱动 器参数表对伺服驱动器内部参数进行正确设置和调试；能够对伺服驱动器的常见 故障做到模块级维修。5）能够按照数控机床的电气原理图，对CNC上PMC的输入输出信号进行 接线连接；能够对按钮、接触器、空气开关、行程开关、接近开关等低压控制电 器进行检修。3 .情感与态度培养学生与同学、老师的沟通能力；遵守有关法律、法规和有关规定，严格 执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程；工作认真负责，团结协作, 爱岗敬业，具有高度的责任心。第三部分内容标准一、课程结构序号项目名称实验类型组织形式教学场地仪器设备学时分配备注1数控机床认识验证型实验分组实验实验室数控车

7、床 数控铳床2必做2数控系统接线、参 数设置和调试验证型实验分组实验实验室数控车床 数控铳床2必做3主轴变频器接线、 参数设置和调试验证型实验分组实验实验室数控车床 数控铳床2必做4进给轴伺服模块接 线、参数设置和调 试验证型实验分组实验实验室数控车床 数控铳床2必做二、具体内容和标准第四部分课程实施建议序号项目名称主要内容内容标准教学建议与说明1数控机床认识1）数控车床机械部分2）数控车床电气控制部分3）数控铳床机械部分4）数控铳床电气控制部分1）认识数控车床的机 械部分2）认识数控车床的电 气控制部分3）认识数控铳床的机 械部分4）认识数控铁床的电 气控制部分2学时2数控系统 接线、参 数

8、设置和 调试1）数控机床CNC部分的 接线2）数控机床CNC中的机 床参数3）数控机床PMC部分的 接线4）数控机床PMC的梯形 图程序1）认识数控机床CNC 与主轴变频器、进给 伺服驱动器的接线连 接2）认识CNC中的机床 参数及其作用3）认识数控机床PMC 的接线2）认识PMC的程序2学时3主轴变频 器接线、 参数设置1）数控机床主轴变频器 的接线2）数控机床主轴变频器1）认识数控机床主轴 变频器的接线2）认识数控机床主轴2学时和调试的内部参数变频器的内部参数4进给轴伺 服模块接 线、参数 设置调试1)数控机床进给轴伺服 驱动器的接线2)数控机床进给轴伺服 驱动器的内部参数1)认识数控机床

9、进给 轴伺服驱动器的接线 2)认识数控机床进给 轴伺服驱动器的参数2学时一、教学建议(-)课程组织形式实验以小组为单位进行，由于我校实验条件的限制，所有实验项目均以一个 自然教学班30人为单位进行。实验课一般分课前预习、实验、书写实验报告三 个阶段，各个阶段要求如下：1)课前预习要求在预习时仔细阅读实验指导书，复习教材中有关章节，明确实验目的和 实验任务，了解实验基本原理以及实验步骤和方法，清楚在实验过程中要观察哪 些实验现象，以及实验注意事项。2)实验(1)教师在实验前讲授实验要求及注意事项。(2)熟悉实验室中数控车床及其实验台、数控铳床及其实验台的接线情况 和电压等级。(3)实验按照预定步

10、骤进行，注意观察教师在演示操作时数控机床的相应 动作。(4)对所观察到的实验现象和数据进行记录，最终将其记录在实验报告中。(5)结尾工作。完成全部规定的实验项目，最后将数控车床实验台和数控 铳床实验台整理好，搞好清洁卫生工作方可离开实验室。3)分析讨论及书写实验报告。对所观察到的实验现象进行认真分析和总结； 认真书写实验报告；将实验报告上交相关负责教师。(-)教学模式、策略和方法本实验课程的主要目的在于培养学生对数控机床常见故障进行诊断和维修 的能力。学生应首先明确实验步骤和所要观察的实验现象-实验指导教师边操作 边讲解一同学集中精力观察实验现象一对所观察到的实验现象进行分析并相互 讨论T完成

11、实验报告，对所观察到的现象进行整理和总结。通过实验教学，同学 处理数控机床常见故障的能力可以得到切实锻炼和提高。(三)教学媒体手段数控车床及实验台、数控铳床及实验台，演示、讲授，学生分组操作。(四)学生学习准备实验前应复习教材中的有关章节,认真研读实验指导书，了解具体实验步骤, 特别是所要观察的实验现象。二、实验(实践)条件建议(-)教学时间设定每个实验项目标准用时规定为2学时，具体实验项目根据数控机床故障诊断 与维修理论课的进度安排，在相应理论课结束后及时进行实验教学。(-)场地与环境要求数控机床故障诊断与维修实验在实验室进行。对于每个实验项目，现在实验 室中NNC-R1A数控车床、NNC-

12、R2数控铳床各有1台，只能按照1个自然班30 人为1组进行教学(这些实验设备都比较昂贵，另外还需要考虑购置后的利用率 问题)。实验室要有三相电源和单相电源，并且具有漏电保护，照明良好。(三)仪器、设备与设施) NNC-R1A数控车床1台。4 ) NNC-R2数控铳床1台。(四)耗材选用目前无需耗材。(五)安全保障与注意事项1)人身安全实验室的电源一般有220伏和380伏，均非安全电压；同时实验过程中数 控机床的电机转动部分也容易引起事故。所以要求切实遵守实验室的各项安全操 作规程，以确保实验过程的安全。在实验过程中应注意以下几点：(1)不擅自接通电源。(2)不触及带电部分，遵守“先接线后合电源

13、，先断电源后拆线”的操作 程序。(3)不得带电操作，以防发生触电事故。上实验课时不得赤脚或穿拖鞋。(4)实验时应注意衣角、围巾、辫子等，防止被电机的转动部分卷入，停 车时不要用手或脚去制动，以免发生危险；注意数控机床的动作部分，防止被撞 伤或挤伤。2)爱护仪器设备仪器设备是国家财产，应当加倍爱护。这样做既保证实验正常开出，也培养 爱护公共财产的优良品德。在实验过程中应注意实验设备的运行情况，如出现不 正常应及时处理。如发生事故，应立即拉断数控机床总开关，保持现场进行检查, 确定事故原因后再进行实验。造成仪器设备损坏者，如实填写事故报告单。在实 验室不得用笔在仪表和实验台上写字，不得将导线和工具

14、乱抛，也不要擅自取用 其他实验台上的器材和设备。三、评价建议（一）考核方式1）每次实验，学生都必须认真独立完成实验报告。2）实验报告应包括实验名称、实验目的、实验器材、实验原理、实验方法 和步骤、实验结果及讨论等内容。学生需认真书写实验报告，杜绝相互抄袭现象。（-）评价办法1）数控机床故障诊断与维修实验主要根据实验表现和实验报告两部分进行 评分，实验表现占50%,实验报告占50%,综合评定（期末不另设独立的实验 考试）后，计入数控机床故障诊断与维修实验课程的总成绩。2）数控机床故障诊断与维修实验成绩分为优、良、中、及格、不及格五级。 四、教材选择与编写建议（一）教材、指导书选择使用教材：刘策.

15、数控机床故障诊断与维修实验指导书.河北科技师范学院自 编教材。（-）讲义及活动指南编制数控机床故障诊断与维修实验采用自编实验指导书。（三）参考书籍、期刊参考书籍主要有：刘永久.数控机床故障诊断与维修技术（FANUC系统）（第二版）.北京:机械工 业出版社2009.2刘永久.数控机床故障诊断与维修技术（第一版）.北京:机械工业出版 社,2008.3龚仲华.数控机床PMC设计典例.北京机械工业出版社,2015.期刊主要有：1金属加工机床与液压3设备管理与维修（四）教学软件及网络课程资源优酷网站等。五、课程资源利用与开发建议（-）校外实践教学基地开发与建设根据机械设计制造及其自动化专业培养方案的要求，数控机床故障诊断与维 修实验共计8学时，应该和其他相关课程一起，在学院领导、专业带头人、教学 部主任、实验室主任的统一领导和协调下，进行校外实践教学基地的开发和建设。 （二）校内实验室与实训基地的利用校内实验室有：1） NNC-R1A数控车床1台；2） NNC-R2数控铳床1台。（三）音像资料与信息技术机械工业出版社音像分社：维修电工技能（共8盘）等。（四）网络信息资源数控技术论坛网站；工控人家园网站；优酷网站等。（五）图书资源、社会资源学校图书馆；数字图书馆等。