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1、数控机床故障诊断与维修教学大纲课程编码：04040305课内学时：84适用专业：数控技术开课学期：第四学期课程名称：数控机床故障诊断与维修课程类型：专业核心课开课单位：汽车工程学院大纲撰写人： 一、课程的性质与任务（一）本课程的性质本课程是数控技术专业核心能力课程, 专业必修课程。通过诊断与排除数控加工过程中 典型故障的工作过程, 采取工作过程导向、任务驱动的教学模式，提升学生保证数控生产加 工顺利进行的职业岗位能力, 同时拓展学生数控机床维护、维修、调试和检测的能力, 使学 生能够诊断与排除数控机床使用过程中经常出现的典型故障, 初步具备由操作员转职为维修员的岗位迁移能力。（二）、课程任务与
2、目标数控机床故障诊断与维修课程是在学生具备数控机床操作能力的基础上, 通过诊断与排 除六个数控机床典型故障的工作过程, 使学生具备排除常见故障的能力, 保证生产任务顺利 完成; 同时使学生熟悉数控机床维修人员的工作流程, 能以正确、有效的方法和途径对数控 机床的故障进行诊断与排除, 使学生初步具备数控机床维修能力,养成自主学习的习惯和自 我发展的意识。1、知识目标1）了解数控技术发展的前沿；2）掌握数控系统的组成；3）熟悉数控机床电气原理图,了解数控机床原理；4）掌握数控机床主要电子元件的功能；5）熟悉数控机床的机械结构；6）掌握安全用电知识；7）了解数控机床报警信息；8）了解数控机床报警信息
3、；9）掌握数控机床上电动作过程；10）掌握数控机床急停控制回路；11）掌握数控机床进给伺服系统的工作原理、连接方法；12）掌握数控机床刀架系统的控制原理、动作过程；13）掌握数控机床加工精度下降的原因；14）掌握数控机床主轴转速不正确的原因；15）掌握数控机床故障排除的一般工作过程；16）掌握数控机床故障排除的常用方法。2、能力目标1）正确识别数控机床电路,并能使用工具对电路进行检测的能力;2）数控机床日常维护能力；3）确认故障现象,调查故障现场,收集故障信息的能力；4）分析故障产生原因,制定维修方案的能力；5）检测、定位故障产生部位并排除故障的能力；6）正确修复、备份系统文件、调整相关系统参
4、数的能力。3、素质目标1）良好的职业道德和职业习惯;2）熟练的职业技能、较强的创新意识;3）良好的语言文字表达能力、沟通能力、团队协作精神;4）安全操作意识;5）严谨踏实的工作作风。4、其他目标1）养成自主学习的习惯和自我发展的意识；2）初步具备由数控机床操作人员转职为数控机床维修人员的岗位迁移能力。三、教学内容本课程采用工作过程导向、任务驱动的教学模式,使学生在做中学、学中做,融“知识、技能、素质”培养为一体。1、学习内容:数控技术发展的前沿,数控系统的组成,数控机床电气原理图, 数控机床工作原理,数数控机床工作原理,数控机床系统参数,数控机床故障诊断与排除的工作过程。表1学习情境描述序号学
5、习请境项目名称任务描述知识能力素质学时1排除“系统 上电后没反 应”故障1.收集数控机床上电后没反 应故障的相关信息2.分析数控机床上电后没反 应故障产生的可能原因3.制定数控机床上电后没反 应故障维修方案4.使用万用表检测电源电路, 并维修电路或更换元件5.备份、修复系统文件6.整理相关资料, 写出小组评 估结论1.数控机床电气 原理图的识读2.电源电路分析3.安全用电常识4.数控机床故障 维修的一般流 程5.数控系统DOS指令的应用1.分析数控机床 电源电路能力2.检测数控机床 电源电路能力3.制定数控机床 故障维修方案的 能力4.备份、修复数 控系统能力5.归纳总结、资 料整理能力1.安
6、全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力162排除“机床 开机后急停 且不能复 位”故障1.根据故障现象进行相关资料搜集整理2.分析引起故障现象的原因,制定维修计划和方案3.使用测量工具, 对故障线路 进行检测,对系统参数和PLC 的输入和输出与复位相关的因素进行校对,并能对 出现的问题进行分析判断, 修正完善维修方案4.对本次检修方案进行汇报 (分小组) ,学生互评1.数控机床电气 原理图的识读2.急停回路的原 理、组成3.数控机床PLC检测功能4.数控系统参数 设定5.PLC输入输出 点位知识1.分析数控机床 急停回路的能力2.检测与修复急 停回
7、路线路能 力;3.恢复数控系统 参数能力4.校 对 及 分析PLC能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力143排除“机床 回参考点超 程”故障1.收集回参考点控制过程的相关信息及故障产生的相关信息;2.分析机床回参考点故障类 型,以及故障原因3.制订机床回参考点超程故 障的维修方案4.方案实施, 进行故障现象排 除5.试机检查6.整理相关资料, 写出小组评 估结论1.机床回参考点 的控制过程2.机床行程开关 的作用3.数控系统参数 的作用4.数控机床参考 点位置的确定5.数控机床回参 考点的作用1.正确连接行程开关线路的能力2.正确分析机
8、床回参考点过程的能力3.正确设置数控 系统参数的能力4.正确设置参考 点位置的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力144排除“刀架 不能锁紧”故障1.收集数控车床“刀架不能锁 紧”故障的相关信息2.分析数控车床“刀架不能锁 紧故障产生的原因3.制定数控车床“刀架不能锁 紧”故障维修方案4.使用万用表独立检测刀架 的主电路与控制电路,并维 修电路或更换元件5.正确备份 PLC控制参数、 修复系统文件,修复后 PLC控制参数正常6.整理相关资料, 写出小组评 估结论1.可转位刀架的 基础知识2.可转位刀架换 刀动作的工作 过程3.可转位刀架
9、控 制线路4.刀架换刀相关 参数设置5.PLC点位动作 相关动作时序 控制1.正确识别刀架 类型的能力;2.正确检测刀架 换刀控制线路的 能力3.正确设置刀架 参数的能力4.观 测 及 分 析PLC动作的能力5.检测换刀操作?PLC?程序的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力145排除“加工 时轮廓过象 限出现接刀 痕”故障1.收集机械部件对加工精度 影响的相关信息2.讨论机床加工时有反向间 隙时会出现哪些现象3.制订“加工时轮廓过象限存 在接刀痕”故障的维修方案 流程4.方案实施, 进行故障现象排 除5.试机检查6.整理相关资料, 写
10、出小组评 估结论1.数控机床反向间隙产生的原因2.滚珠丝杠副的特点3.反向间隙的测量方法4.反向间隙的调整方法5.伺服参数设置1.安装与调整滚 珠丝杠副的能力2.测量反向间隙 的能力3.利用系统参数调整反向间隙的能力4.正确设置伺服参数的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力146排除“螺纹 不能加工”故障1.熟悉数控机床维修的工作 流程2.收集螺纹不能加工故障的 相关信息3.分析数控机床螺纹不能加 工故障产生的可能原因4.制定故障维修方案5.使用万用表、 示波器独立检 测主轴电路、主轴编码器6.整理相关资料, 写出小组评估结论1.主轴转
11、速的相 关参数2.主轴编码器的 作用、特点3.主轴驱动装置4.示波器的使用方法5.主轴转速的调整方法1.正确连接、检测主轴线路的能力2.正确调整主轴转速的能力3.正确调整主轴 相关参数的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力14四、教学设计结合学院和专业的现有教学条件,以数控机床经常出现的典型故障为载体,通过确认故障现象、调查故障现场、收集故障信息(资讯)、分析故障产生原因(计划)、制定故障维修方案(决策)、检测故障部位并排除故障(实施)、整理资料并总结故障维修过程(检查) 、 小组互评、学生自评教师点评(评价)的工作过程设计课程教学。表
12、2学习情境设计学习情境1排除“系统上电后没反应”故障总学时:19项目描述华中数控系统是市场上常见的国产数控系统,通过检测与排除华中数控系统数控车床上电后没反应故障的过程,使学生掌握安全用电常识和数控机床维修的工作流程,能够识别和检测电源电路,修复系统文件,使学生初步具有排除数控机床电源故障的能 力能力目标方法能力确认故障现象,调查故障现场,收集故障信息的能力 分析故障产生原因,制定排除故障方案的能力检测、定位故障并排除故障的能力整理资料、自我总结提高的能力 自我评价和评价他人的能力社会能力团队协作能力 交流沟通能力 组织能力 表达能力专业能力学生能够按照安全操作规程进行电路检测 学生能正确识别
13、电源电路,且明确电源电路元器件的功能学生能使用万用表独立检测电源电路,且检测结果要正确学生能使用万用表独立检测电源电路,且检测结果要正确教学资料教学过程方案、学习情境任务书、故障维修方案表、数控机床连接与调试说明书等教学环境工具电笔、万用表教学方法 与 学习方法教学方法:头脑风暴、故障现场观察法、引导课文法、任务驱动法学习方法:小组讨论、分工实施、小组自评、小组互评、规范填写工艺文件教学组织 形式学习方法:小组讨论、分工实施、小组自评、小组互评、规范填写工艺文件考核与评价过程考核、综合评价项目/子情境/任务任务一收集故障信息、分析故障原因、制定工作方案学时9教学资料数控机床电气原理图、教学过程
14、方案、引导课文、多媒体课件教学方法故障现场观察法、头脑风暴法、小卡片法、张贴板法、多媒体演示、小组讨论法能力目标正确识别数控机床电源电路的能力 正确分析电源电路的能力 正确备份、重装系统文件的能力制定维修工作计划与工作方案的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力知识目标了解数控机床的基本信息 掌握数控机床电源电路 了解电源电路中相关元器件的作用教学过程及手段教师活动讲解、组织学生分析、组织学生收集信息、指导学生收集信息学生活动收集机床故障信息、识别电源电路、收集机床基本信息、回答引导问题、填写工作任务检查单阶段成果引导问题回答、工作任务检查单任务二排除故障现象、检查工作质量、修正工作方案学时7教学资料机床电气原理图、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单、多媒体课件教学方法小组讨论法、共性问题指导法、任务驱动法能力目标根据电源电路不同位置故障会产生何种故障现象的分析能力团队协作能力 组织能力 正确使用电笔、万用表等电工工具的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力时时总结修改完善工作方案的能力正确修复系统文件的能力 安全操作的能力知识目标掌握安全用电常识 掌握数控机床上电过程 掌握空开、导线、开关电源的功能与作用掌握XS1接口功能教学过程及手段
