教学内容教学内容
课程标准

数控与电控技术课程标准

课程名称:数控与电控技术
适用专业:机械制造与自动化

第一部分  前言

一、背景

  在“十一五”期间,天津成为全国第一个国家级职业教育试验区,天津职业大学跻身于国家首批示范校行列,担当起服务滨海新区开发开放和国家职业教育改革试验区先行先试龙头校角色。创新“工学结合”教学模式;探索素质教育新模式;探索“以服务为宗旨、以就业为导向”的“工学结合、勤工俭学”的人才培养模式;构建适应先进制造业和现代服务业需要的、具有中国特色的现代职业教育课程体系,成为我们义不容辞的责任和使命。将职业教育与学历教育结合起来,制定课程标准有着重大的意义。

二、课程性质和任务

  数控与电控技术是机械制造与自动化专业的专业核心课程。在整个课程体系中,与它密切相关的先行课程是电工电子技术,它所服务的后续课程是数控加工技术、数控机床故障诊断与维修等课程。

  课程由课堂理论教学和实践环节教学两部分组成。通过这些科学设置的教学环节的训练,要让学生掌握数控机床电气控制的基本知识与技能,并经历基本的实验、控制系统的设计等过程的系统训练,使学生受到科学态度、创新精神的熏陶。通过该课程各项实践技能的训练,使学生经历基本的工程技术工作过程,学会使用相关先进技术工具从事生产实践,形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度。充分体现高职教育人才培养模式的基本特征,吸收专业发展和教学改革的新成果,坚持以学生为主体,加强实践教学,提高学生的综合素质。也使学生更加关心相关技术的发展应用动态,关注其给生活和生产带来的进步和问题,树立正确的科学观。培养具有创新精神、创新能力、创业能力和实践能力,具有较强的社会适应能力和竞争能力的高技能人才。

第二部  分课程目标

  数控与电控技术课程在于通过对数控设备的控制方法、电气控制系统的构成和设计方法的学习,让学生成为一名数控电气控制技术与PLC应用方面的专业工作人员。

    本课程的总目标是使学生在学习数控机床电气控制技术的过程中培养学生独立思考、钻研探索的兴趣,在平时学习实践中不断获取成就感、满足感和兴奋感,并引发他们对后续课程中涉及的更先进的控制方法和系统的学习热情和渴望。学习基本的电气控制基础知识,具有收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、综合运用所学知识分析和解决问题的能力,形成良好的思维习惯、工作方法和科学态度,在未来的岗位上有能力进一步学习新技术,解决新问题。

一、职业知识

1、了解机床电气控制发展的历史和现状。

2、使学生掌握各类机床电气元件的工作原理、基本理论,使学生对各类机床电气元件的用途、结构和主要技术性能等有比较系统的熟悉,掌握各类机床电气元件的使用、维修和检修的一般知识,具有电气控制系统分析和设计的基本能力;

3、掌握可编程序控制器的工作原理,掌握可编程控制器原理及编程方法,具备简单PLC程序的设计和PLC应用能力。

4、掌握数控机床工作原理,数控系统原理、组成、用途。

5、掌握数控机床常用检测装置原理。

6、掌握数控机床伺服驱动系统原理。

7、常用电机基本结构与工作原理及在机电设备中简单应用。

二、职业技能

培养对本专业知识的初步自学能力。培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的技能。培养学生具有一定的对数控机床电气常见故障进行诊断、排除的能力、技术改造和革新的能力。培养学生初步具备安全生产的能力。培养学生具备初步设计和系统调试的能力。能熟练运用计算机及专业软件进行初步的设计和开发。

三、职业素质

1、培养遵纪守法、爱岗敬业、爱护设备、具有高度的责任心、团结合作的职业操守。

2、培养严格执行相关标准、工作程序与规范、工艺文件和安全操作规程以及学习新知识新技能、勇于开拓和创新的科学态度。

3、有较强的求知欲,乐于探究、善于使用所学技术方法解决日常事务、社会交流、专业技术方面的问题。

4、在专业工作中,认识到交流与合作的重要性,有将自己的见解公开并与他人交流的愿望,有与他人合作的团队精神,敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点。

第三部分  课程内容标准和要求

 

1、课程内容安排表

模块

工作任务

课程内容和要求

(技能、国家行业标准)

实训设计

参考学时

认识数控机床

1.认识数控车床、数控铣床

2.认识电火花机床

3.认识加工中心

知识要求:

1.数控技术的发展

2.基本概念

3.数控机床的分类

技能要求:

认识机床,熟悉分类

认识数控机床

4学时

应用数控装置

1.数控系统的硬件

2.数控系统的软件

 

知识要求:

1.数控系统的硬件构成

2数控系统的软件构成

3.常用数控系统

技能要求:

数控装置简单参数设定和调试

数控系统硬件构成

8学时

数控机床电气控制

1.机床常用控制电器识别、维修

2.电气控制线路的基本环节安装、调试

3.电气控制线路应用、分析

知识要求:

1.机床常用控制电器结构、工作原理、表示符号

2.电气原理图的画法

3.典型电气线路工作过程

技能要求:

1.能够选择、识别、维修机床常用控制电器

2.安装、调试电气控制线路的基本环节

3.分析典型电气线路工作过程

基本控制线路安装

 

30学时

数控机床进给运动的控制

1.步进电动机及其驱动控制

2.直流伺服进给电动机及其驱动控制

3.交流伺服进给电动机及其驱动控制

4.数控机床伺服系统应用

5.数控机床位置传感器应用

知识要求:

1.步进电动机、伺服进给电动机工作原理

2.步进电动机、伺服进给电动机驱动控制原理

3.常用数控机床伺服系统分类及构成

4.数控机床位置传感器原理

技能要求:

1.步进电动机及其驱动控制器安装、调试

2.直流伺服进给电动机及其驱动控制器安装、调试

3.交流伺服进给电动机及其驱动控制器安装、调试

4.数控机床伺服系统应用

5.数控机床位置传感器选择、识别、安装、调试

1、伺服进给系统常见故障及诊断

2、感应同步器的安装、调试

12学时

数控机床主轴的控制

1.直、交流主轴电动机及其驱动控制

2.主轴驱动装置的工作原理

3.主轴分段无级调速及控制

4.主轴准停控制

知识要求:

1.直流主轴电动机、交流主轴电动机工作原理

2.直流主轴电动机、交流主轴电动机驱动控制器原理

3.主轴无级调速及控制原理

4.主轴准停控制原理及实现

技能要求:

直流主轴电动机、交流主轴电动机及驱动控制器安装、调试

主轴驱动系统的故障诊断与维修

10学时

数控机床PLC控制

1.认识可编程控制器

2.数控机床PLC控制

3S7-200系列可编程控制器系统应用

4.数控机床PLC系统设计及调试

知识要求:

1.可编程控制器发展、结构、工作原理、性能指标、应用场合

2S7-200系列可编程控制器硬件组态

3S7-200系列可编程控制器指令系统

4.数控机床PLC分类

技能要求:

1.识别、选择可编程控制器

2.利用软件工具编写简单控制程序

3.数控机床PLC系统设计及调试

PLC程序设计训练

20学时

应用案例

1CK6132(SYC-2E)数控卧式车床

2.普通车床数控改造

知识要求:

1.普通机床机械结构、工作原理

2.普通机床电气控制原理

3CK6132(SYC-2E)数控卧式车床工作原理

技能要求:

1  钳工基本技能

2  维修电工基本技能

3  数控系统安装、调试及参数设定

普通车床数控改造

6学时

 


2、课程内容标准与要求

本课程以具体工作过程为导向,以任务为驱动,总共安排七个模块,模块下分23个任务,共90个学时,其中60个理论学时,30个实践学时。

模块一:认识数控机床

任务一:认识数控车床、数控铣床

1.要求:了解数控技术的发展。

2.理论支撑:数控技术的产生背景和发展过程。

3.知识拓展:认识数控技术与其他科学领域的联系。

任务二:认识电火花机床

1.要求:了解数控机床的分类方法

2.理论支撑:按照工艺分类、按照伺服系统分类、按照控制的运动方式分类、按照功能水平高低分类。

任务三:认识加工中心

1.要求:了解数控机床基本概念

2.理论支撑:相关定义

模块二 数控(CNC)装置

任务一 数控系统的硬件

1.要求:掌握数控系统的硬件组成

2.理论支撑:CNC系统中计算机的组成、CNC系统中计算机的实现、数控系统开环的位置控制实例。

3.实现步骤:参观实物、理论讲解和实际操作

任务二 数控系统的软件

1.要求:掌握数控系统的软件组成

2.理论支撑:数控系统的软件功能、数控系统软件功能的实现、 数控系统控制软件的结构

3.实现步骤:理论讲解和实际操作

模块三 数控机床电气控制

任务一 机床常用控制电器选择、识别

1.要求:了解低压电器的范围,掌握低压电器的基本结构功能及其符号

2.理论支撑:低压断路器、接触器、继电器、熔断器、主令电器等低压电器的基本结构功能及其符号。

3.实现步骤:通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用,理论中讲述提高。

4.知识拓展:引入新器件、新工艺、新方法。

任务二 电气控制线路的基本环节安装、调试

1.要求:掌握原理、会分析,简单设计

2.理论支撑:正转、点动及两地控制、正反转控制、顺序控制及时间控制、电液控制等线路的工作原理

3.实现步骤:通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务三 电气控制线路分析

1.要求:会分析典型电气控制线路

2.理论支撑:CW6140车床控制线路分析、Z3040摇臂钻床控制线路分析、X62W铣床控制线路分析、M7120型平面磨床控制线路分析、数控机床电气控制线路应用示例等典型电气控制线路的工作原理

3.实现步骤通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

模块四 数控机床进给运动的控制

任务一 步进电动机及其驱动控制

1.要求:掌握步进电机工作原理及控制、应用

2.理论支撑:步进电动机、步进驱动控制基础、步进电动机驱动器及应用

3.实现步骤:实现步骤通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务二 直流伺服进给电动机及其驱动控制

1.要求:掌握直流伺服电机工作原理及控制、应用

2.理论支撑:直流伺服进给电动机的结构和工作原理、直流伺服进给驱动控制基础

3.实现步骤:实现步骤通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务三 交流伺服进给电动机及其驱动控制

1.要求:掌握交流伺服电机工作原理及控制、应用

2.理论支撑:交流伺服进给电动机、SPWM变频控制器

3.实现步骤:实现步骤通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务四  数控机床伺服系统应用

1.要求:了解数控机床伺服系统

2.理论支撑:脉冲比较伺服系统、相位比较伺服系统、幅值比较伺服系统、数控机床伺服系统控制实例

3.实现步骤:实现步骤通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务五 数控机床位置传感器应用

1.要求:了解数控机床位置传感器种类、工作原理,能进行简单调整。

2.理论支撑:光栅传感器、脉冲发生器、感应同步器、其它位置传感器

3.实现步骤:理论讲解、实验验证

模块五 数控机床主轴的控制

任务一 直、交流主轴电动机及其驱动控制

1.要求:了解主轴电机分类及工作原理

2.理论支撑:对主传动系统的要求、主轴变速方式、直流主轴电动机、交流主轴电动机。

3.实现步骤:通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务二 主轴驱动装置的工作原理

1.要求:了解主轴驱动装置的工作原理

2.理论支撑:主轴驱动装置的工作原理

3.实现步骤:通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务三  主轴分段无级调速及控制

1.要求:了解主轴分段无级调速及控制

2.理论支撑:自动变挡控制及实现

3.实现步骤:通过认识实验初步了解,观看教学多媒体资料加深印象,实训中掌握应用

任务四  主轴准停控制

1.要求:了解主轴准停控制工作原理

2.理论支撑:机械准停、电气准停控制

3.实现步骤:讲解

模块六 数控机床PLC控制

任务一  认识可编程控制器

1.要求:掌握PLC工作原理、结构、性能指标及应用

2.理论支撑:可编程控制器的产生、特点和发展,可编程控制器的基本组成和工作原理,可编程控制的编程语言

3.实现步骤:讲解

任务二 数控机床PLC应用

1.要求:了解数控机床PLC类型及功能

2.理论支撑:数控机床PLC类型及功能

3.实现步骤:讲述

任务三 S7-200系列可编程控制器系统应用

1.要求:掌握S7-200系列可编程控制器指令系统,编写简单控制程序并调试。

2.理论支撑:S7-200系列可编程控制器指令系统

3.实现步骤:边讲解边练习,再综合实践,教学做一体。

任务四 数控机床PLC系统设计及调试

1.要求:了解数控机床PLC系统设计及调试过程

2.理论支撑: PLC系统的设计内容及步骤、数控机床PLC系统的调试

3.实现步骤:讲解

模块七 应用案例

任务一  CK6132(SYC-2E)数控卧式车床

1.要求:了解CK6132(SYC-2E)数控卧式车床工作过程及控制特点

2.理论支撑:CK6132(SYC-2E)数控卧式车床工作原理

3.实现步骤:参观、讲解

任务二  普通车床数控改造

1.要求:了解普通车床数控改造的工作过程。

2.理论支撑:普通车床结构、工作原理,数控综合知识。

3.实现步骤:综合实训

第四部分实施建议

一、教学建议:

本课程是一门理论性和实践性较强的课程。

1、课程组织形式:教学做一体

2、教学方法:

  在教学中要积极改进教学方法,按照学生学习的规律和特点,从学生实际出发,以学生为主体,充分调动学生学习的积极性、主动性。课堂教学应多采用模型、实物和现代教育技术,以增加学生的感性认识,启迪学生的科学思维,注意理论联系实际,并注意机械加工业技术的新发展,适时引进新的教学内容。

    本门课程在授课过程中应注意理论联系实际,在现场教学以提高学生的理解能力。   

二、教材编写

  编写教材应注重科学性、适应性、前瞻性、特色和创新、要渗透人文精神。教材是实现课程目标、实施教学的重要资源。教材的编写应以《课程标准》为依据,在内容的选择、组织和呈现几方面认真考虑。

1、教材要为落实数控与电控技术课程目标服务,应全面体现课程理念,要为实现课程标准所规定的课程目标服务。

2、教材应与企业合作开发,充分反映最新的科研动态和企业实践新成果,吸纳、更新知识点和技能点,使教材具有先进性、职业性和指导性。

3、教材中应提供一些必要的具有启发性的课题。具有启发性的课题,可以引导学生进行思考,从而促使学生反复对相关内容进行研究和探讨,可以无形中加深对课程内容的理解和掌握,同时,也能培养学生解决实际问题的能力和增加学习兴趣,从被动地被灌输知识到主动地获取知识。课题难度和深度最好有一定的层次,这样有利于学生循序渐进地进行学习和思考。

三、教学评价:

  要注意改革考核手段与方法,可通过课堂提问、学生作业、平时测验、实验(训)及考试情况,综合评价学生成绩。注重对学生学习过程的评价,包括参与教学活动的程度、自信心、合作交流的意识,独立思考的习惯,动手能力,解决专业问题的水平等方面。对在学习和应用上有创新的学生应给予鼓励。

  理论知识采用闭卷考试,实践采用实际操作、答疑、口试。

 

四、课程资源的利用和开发

1、充分利用机电学院实验中心,实现实训与生产相结合。

2、积极开发校外实训基地,充分利用企业资源强化生产性实训,提升学生的职业素养和职业能力。

3、积极开发网络资源,建立网络课堂。为弹性学分制,为柔性管理,为顺应企业要求下企业生产实习的同学提供完成课业学习的条件。

4、充分利用图书资源,为学生提供完备的参考书籍。教师应为学生指明参考书目,强化针对性学习。

第五部分 说明

1.本课程标准由电气自动化教研室开发

2.执笔:张永飞

3.审核: 

4.时间:2007-11-14

版权所有:天津职业大学