《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程標準

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1、高職數(shù)控設備應用與維護專業(yè)課程標準匯編 《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程標準 （適用專業(yè)：數(shù)控設備應用與維護， 90學時） 一、概述 （一） 課程性質(zhì) 培養(yǎng)一批高技能人才和高素質(zhì)勞動者，是先進制造業(yè)實現(xiàn)技術創(chuàng)新和技術升級的迫切要求。高 等職業(yè)教育既擔負著培養(yǎng)高技能人才的任務，也為自身的發(fā)展提供了難得的機遇。為適應制造業(yè)的 深層次發(fā)展和數(shù)控技術的廣泛應用，根據(jù)高等職業(yè)教育發(fā)展與改革的新形式，我校以教育部《關于 加強高職高專人才培養(yǎng)工作的若干意見》 等文件對高職高專人才培養(yǎng)的要求為指導思想， 確立了 “滿 足制造業(yè)對人才培養(yǎng)的需求，適應行業(yè)技術改革，緊跟前沿技術發(fā)展”的思路，制定了本

2、課程的標 準。 本課程借鑒德國“雙元制”職業(yè)教育相關的先進理念，針對高等職業(yè)教育自動化、機電一體化、 數(shù)控技術專業(yè)教學對象的實際情況進行制定。以目前廣泛使用的 SINUMERIK 802S SINUMERIK 802D 為例，主要講授數(shù)控設備故障診斷與維修理論；常用維修儀器的基本原理、技術指標；數(shù)控機床常 見電氣、機械故障的判斷；數(shù)控機床常見故障診斷與維修方法等內(nèi)容；訓練通過儀器儀表排除數(shù)控 機床常見強、弱電故障；訓練通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷功能、 PLC梯形圖等診斷數(shù)控機床常見故障。該 課程以應用為主線，制定教學過程。力求少而精、突出基本知識和基本技能的培養(yǎng)，條理清晰，便 于學習。通過學習

3、培養(yǎng)學生數(shù)控系統(tǒng)操作、應用與維護的能力，故障檢測、排除與思維分析的能力， 以及培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的良好作風。本課程以培養(yǎng)綜合素質(zhì)為基礎，以能力為本位，把提高學 生的職業(yè)能力放在突出位置，使學生成為企業(yè)生產(chǎn)服務一線迫切需要的高素質(zhì)勞動者；課程設置和 教學內(nèi)容適應技術發(fā)展，突出自動化、機電一體化、數(shù)控技術應用專業(yè)領域的新知識、新技術、新 工藝和新方法。 《數(shù)控機床故障診斷與維修》是數(shù)控技術、模具制造、數(shù)控設備應用與維護專業(yè)的一門重要的 專業(yè)必修課程。 （二） 課程基本理念 本課程是數(shù)控技術、模具制造、數(shù)控設備應用與維護專業(yè)的一門主干課程，主要任務是使學生 通過學習西門子數(shù)控實訓臺的結(jié)構(gòu)、基

4、本工作原理、特點及應用，熟悉數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特性并掌 握數(shù)控系統(tǒng)基本控制回路的應用并能進行常見故障的分析和排除。從五年制高職教育的實際出發(fā)， 以應用為目的，以必需、夠用為度，以講清概念、強化應用為重點，加強針對性和實用性作為確定 教學內(nèi)容的基本原則。 （三） 課程設計思路 《數(shù)控機床故障診斷與維修》為理實一體化課程，總課時 3周（共90課時），課程學分4.5分。 本課程共設16個項目（必修項目13個，選修項目3個），項目均取材于實際生產(chǎn)，以技能的培 養(yǎng)為重點，理論教學圍繞項目要求展開，體現(xiàn)“教、學、做合一”的職教特色。本課程采用理論實 踐一體化的教學模式。力圖實現(xiàn)：以培養(yǎng)綜合素質(zhì)為基礎，

5、以能力為本位，把提高學生的職業(yè)能力 放在突出位置，加強實踐性教學環(huán)節(jié)，使學生成為企業(yè)生產(chǎn)服務一線迫切需要的高素質(zhì)勞動者；以 企業(yè)需求為基本依據(jù)，以就業(yè)為導向，增強針對性，又兼顧適應性；課程設置和教學內(nèi)容適應技術 發(fā)展，突出自動化、機電一體化、數(shù)控技術應用專業(yè)領域的新知識、新技術、新工藝和新方法；教 學組織以學生為主體，提供選擇和創(chuàng)新的空間，構(gòu)件開放、富有彈性、充滿活力的課程體系，適應 學生個性化發(fā)展的需要。 二、 課程目標 本課程的教學目標主要是為了培養(yǎng)與提高學生在機床數(shù)控系統(tǒng)方面的相關技能，培養(yǎng)操作數(shù)控 機床的技術人才，使其具備一定的機床數(shù)控系統(tǒng)技能，同時也以這種形式加強了職業(yè)技術教育，

6、為 培養(yǎng)跨世紀的中高級人才鋪墊了道路。 學生通過本課程的學習應達到以下的目標： 1?了解數(shù)控裝置的特點和使用范圍 2 ?掌握步進驅(qū)動和交流伺服驅(qū)動的工作原理及兩者的區(qū)別 3 .熟悉數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成 4 ?了解檢測反饋元件的分類和基本工作原理 5 ?熟悉伺服驅(qū)動執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)特點和作用 6 ?熟悉常用伺服控制元件的結(jié)構(gòu)、工作方式和作用 7 ?能使用各類常用電器元件進行回路連接 8 ?能進行典型中等復雜電器控制回路的分析 9 ?掌握數(shù)控系統(tǒng)檢測反饋控制回路的設計方法和設計步驟 10?具備設計簡單電器傳動控制回路的能力 11具備一定的數(shù)控系統(tǒng)傳動控制回路故障分析和排除能力

7、 三、 課程教學內(nèi)容與要求 （一）教學內(nèi)容與要求 項目一：6S管理及數(shù)控維修人員素養(yǎng) 內(nèi)容： 6S管理； 維修人員基本素養(yǎng)； 常見維修診斷工具； 維修手冊與圖紙。 要求： 掌握6S管理的精髓； 了解數(shù)控設備調(diào)試維修工的崗位要求； 會使用常見的調(diào)試及維修工具； 能正確使用維修手冊與識讀圖紙 了解維修的一般或稱與步驟。 項目二： 數(shù)控機床故障診斷與維修實訓臺的認識 內(nèi)容： 數(shù)控機床的基本概念 了解數(shù)控實訓臺的構(gòu)成 電氣控制模塊及電源控制模塊 802D系統(tǒng)模塊 主軸變頻器模塊 611UE伺服模塊 I/O演示模塊 PP72/48接口單元 要求： 了解、

8、識讀SINUMERIK 802D實訓系統(tǒng)的各主要部件及其型號、大小、功率等參數(shù)。 了解和掌握SINUMERIK 802D數(shù)控實訓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能特性。 了解數(shù)控系統(tǒng)的組成，各主要組成部件的主要功能。 項目三：主軸回路 內(nèi)容： 數(shù)控裝置與主軸裝置的連接 基本參數(shù)設置 實訓系統(tǒng)主軸回路的硬件線路連接 要求： 了解數(shù)控裝置與主軸裝置的連接 掌握參數(shù)設置及其含義 掌握實訓系統(tǒng)主軸回路的硬件線路連接 項目四：西門子 802D主軸變頻單元的調(diào)試及故障診斷 內(nèi)容： 三相感應電動機的調(diào)速與變頻調(diào)速原理。 通用變頻器的結(jié)構(gòu)及其分類和電路原理。 西門子MM42C介紹、操作與故障

9、診斷。 變頻器與802D的匹配。 要求： 了解主軸變頻調(diào)速的工作原理、主軸變頻系統(tǒng)的控制工作原理。 掌握主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試方法。 熟悉主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷。 *項目五：西門子 802D機床主軸及主軸編碼器的安裝與故障診斷 內(nèi)容： 數(shù)控系統(tǒng)位置測量裝置的分類。 光電增量式編碼器的工作原理。 編碼器與ECU的連接及編碼器反饋在 ECU中參數(shù)的設定。 要求： 了解主軸編碼器的工作原理及作用。 掌握主軸閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試方法。 熟悉主軸閉環(huán)系統(tǒng)的故障診斷。 項目六：步進回路 內(nèi)容： 步進伺服系統(tǒng)的組成 數(shù)控系統(tǒng)對步進伺服系統(tǒng)的要求。 步進電動機的工作原理和主要特

10、性。 步進電動機驅(qū)動電路。 要求： 熟悉伺服系統(tǒng)的組成，以及了解數(shù)控系統(tǒng)對伺服系統(tǒng)的要求。 掌握步進電動機的工作原理和主要特性。 掌握步進電動機驅(qū)動電路方面的基本技術。 項目七：西門子步進驅(qū)動單元的調(diào)試及故障診斷 內(nèi)容： 步進電機的基本結(jié)構(gòu)、主要特性及工作原理。 反應式步進電機的通電方式和步距角、轉(zhuǎn)速的計算。 步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)的組成及其怎樣與數(shù)控系統(tǒng)連接。 步進驅(qū)動器的調(diào)整及數(shù)控系統(tǒng)的設定。 三相感應電動機的基本結(jié)構(gòu)、主要特性及工作原理。 要求： 了解步進電機的工作原理、步進系統(tǒng)的控制原理。 掌握步進驅(qū)動器的調(diào)試方法。 熟悉步進驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷。 項目八：交流

11、伺服回路 內(nèi)容： 交流伺服回路接線。 交流伺服回路涉及的元器件。 簡單參數(shù)設置。 要求： 掌握交流伺服回路接線。 掌握交流伺服回路涉及的元器件。 掌握相關簡單參數(shù)設置。 *項目九：611U伺服驅(qū)動的設置及優(yōu)化 內(nèi)容： 611U伺服驅(qū)動的設置。 利用SimcomU軟件進行服驅(qū)動的優(yōu)化。 要求： 掌握利用伺服驅(qū)動優(yōu)化軟件對伺服驅(qū)動裝置進行優(yōu)化。 掌握簡單參數(shù)的設置。 項目十：刀架回路 內(nèi)容： 數(shù)控機床刀架回路簡介。 刀架系統(tǒng)的基本連接。 與刀架系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)設置。 要求： 掌握刀架的正確接線。 理解和刀架有關參數(shù)的含義。 能排除一些簡單的與刀架相關的故障

12、。 項目十一：檢測反饋回路 內(nèi)容： 檢測反饋回路的介紹 檢測反饋回路的連線。 檢測反饋元器件的介紹。 機床控制方式介紹。 要求： 了解機床控制方式。 了解各種反饋元器件的原理與使用。 會進行接線。 項目十二：802D機床的參考點 內(nèi)容： 機床參考點的含義。 機床參考點的設立。 機床參考點的調(diào)試方法。 要求： 了解機床參考點的工作原理。 掌握機床參考點的設定及調(diào)試方法。 熟悉機床參考點的故障診斷。 *項目十三： 802D絲杠螺距誤差的補償 內(nèi)容： 絲杠螺距誤差補償。 要求： 了解絲杠螺距誤差補償?shù)墓ぷ髟怼? 掌握絲杠螺距誤差補償?shù)恼{(diào)試方法。

13、 項目十四： FROFIBUS組件的連接及數(shù)據(jù)設置 西門子系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)設定 內(nèi)容： ROFIBUS組件的連接。 ROFIBUS組件的數(shù)據(jù)設置。 SINUMERIK 802D系統(tǒng)的初始化。 數(shù)據(jù)存儲保護級，車/銃床數(shù)據(jù)設定。 要求： 初步掌握怎樣設置參數(shù)以及怎樣優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)。 操作過程中正確使用各種專用工具。 項目十五：西門子系統(tǒng)的連接、數(shù)據(jù)保護 內(nèi)容： 萬用表的使用方法，基本的電氣連接知識。 了解和掌握SINUMERIK 802D數(shù)控實訓臺的基本結(jié)構(gòu)。識讀電氣線路圖的能力。 了解SINUMERIK 802D的存儲器，SINUMERIK 802D系統(tǒng)的啟動方

14、式。 SINUMERIK 802D系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)保護方法。 要求： 熟悉SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的各基本單元。 掌握SINUMERIK 802D數(shù)控系統(tǒng)的電氣連接。 操作過程中正確使用各種專用工具。 要求學生能初步掌握 SINUMERIK 802D系統(tǒng)的連接及其各項參數(shù)的設置方法和數(shù)據(jù)保護知識。 能解決系統(tǒng)連接過程中會遇到的簡單問題。 項目十六：西門子 802D外圍故障模擬及診斷 內(nèi)容： 數(shù)控系統(tǒng)外圍設備。 要求： 熟悉機床外圍器件的工作原理。 掌握機床外圍期間的調(diào)試方法。 掌握機床外圍器件的故障診斷。 注：帶*的為選修項目。 （二）學時分配建議 項目

15、 主要內(nèi)容 課時 理論 實踐 總課時 6S管理及數(shù)控維修人員素養(yǎng) 3 1 4 -二二 數(shù)控機床故障診斷與維修實訓臺的認識 1 1 2 三 主軸回路 1 2 3 四 SINUMERIK 802D主軸變頻單元的調(diào)試及故 障診斷 2 4 6 *五 SINUMERIK 802D機床主軸及主軸編碼器的 安裝與故障診斷 2 4 6 六 步進回路 3 3 6 七 西門子步進驅(qū)動單元的調(diào)試及故障診斷 1 2 3 八 交流伺服回路 3 2 5 *九 611U伺服驅(qū)動的設置及優(yōu)化 2 3 5 十 刀架回路

16、 1 3 4 十一 檢測反饋回路 2 2 4 十二 SINUMERIK 802D機床的參考點 2 1 3 *十三 SINUMERIK 802D絲杠螺距誤差的補償 2 1 3 十四 FROFIBUS組件的連接及數(shù)據(jù)設置、西門子 系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)設定 4 1 5 十五 西門子系統(tǒng)的連接、數(shù)據(jù)保護 2 3 5 十六 SINUMERIK 802D外圍故障模擬及診斷 1 3 4 十七 復習及小結(jié) 8 4 12 機動 2 2 4 考核 2 4 6 合 計 42 48 90 四、實施建議 （一） 教

17、材編寫建議 《數(shù)控機床故障診斷與維修》這門課程是我校以教育部《關于加強高職高專人才培養(yǎng)工作的若干意 見》等文件對高職高專人才培養(yǎng)的要求為指導思想，確立了“滿足制造業(yè)對人才培養(yǎng)的需求，適應 行業(yè)技術改革，緊跟前沿技術發(fā)展”的思路，制定了本課程的標準。它了借鑒德國“雙元制”職業(yè) 教育相關的先進理念，針對高等職業(yè)教育自動化、機電一體化、數(shù)控技術專業(yè)教學對象的實際情況 進行制定。以目前廣泛使用的 SINUMERIK802S、SINUMERIK802D為例，以數(shù)控系統(tǒng)的組成、應用為 主線，制定教學過程。力求少而精、突出基本知識和基本技能的培養(yǎng)，條理清晰，便于學習。以培 養(yǎng)綜合素質(zhì)為基礎，以能力為本

18、位，把提高學生的職業(yè)能力放在突出位置，使學生成為企業(yè)生產(chǎn)服 務一線迫切需要的高素質(zhì)勞動者；課程設置和教學內(nèi)容適應技術發(fā)展，突出自動化、機電一體化、 數(shù)控技術應用專業(yè)領域的新知識、新技術、新工藝和新方法。 本課程屬于專業(yè)課程，在學生學習過自動化、機電一體化、數(shù)控技術應用專業(yè)的基礎課與專業(yè)基礎 課的基礎上開設。它將學生在大學里所學習的所有知識綜合運用起來，使各門相互獨立的課程的知 識在學習這門課程的時候得到融合和升華。學習本課程時，不光要運用到以前各門學科所學習到的 知識，更要將這些知識的內(nèi)涵延伸，結(jié)合新的學科知識，建構(gòu)成自己新的知識體系。本課程可以說 是總結(jié)歸納，推陳出新的總括性課程。本課程教

19、材編寫應與我校學生的實際基礎和專業(yè)需要緊密結(jié) 合，并針對現(xiàn)有實驗實訓設備進行編寫。教材中理論知識應圍繞項目開展，采用項目教學法，以工 作任務為出發(fā)點，以技能培養(yǎng)為重點。 （二） 教學建議 本課程應采用理論實踐一體化教學模式。 在教學過程中應將基礎理論與實踐課題緊密結(jié)合， 做 到理論為實踐服務，充分調(diào)動學生學習興趣。本課程的教學重點在于使學生對數(shù)控系統(tǒng)形成一定的 認識和了解并具有相當?shù)臄?shù)控系統(tǒng)分析能力，應以元件和系統(tǒng)的定性分析為重點，避免將過多的時 間用于元件結(jié)構(gòu)的詳細分析和講解上或定量的計算上。 實驗過程中應給予學生足夠的時間， 讓學生能在教師帶領下逐步由會連接回路， 轉(zhuǎn)變?yōu)闀治龌芈?/p>

20、， 會自己排除回路中的故障。讓學生在實驗中一旦發(fā)生問題或出現(xiàn)錯誤，能自己解決、糾正。 （1） 配備相對應的實訓設備。 （2） 在上課前讓學生預習后自己搜集相關資料。 （3） 讓學生動手實踐的時間多于講授的時間。 （4） 采用啟發(fā)式教學法、項目教學法、案例教學法等現(xiàn)代教學法讓學生在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、思 考問題、解決問題。培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的綜合素質(zhì)。 （三） 評價建議 在本課程中對學生學習情況和知識掌握情況的評價，應做到理論考核與實踐考核相結(jié)合，做到學習 形成性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合，強化學生綜合實踐能力考核。 （四） 課程資源的開發(fā)與利用建議 實驗實訓配置基本標準： 場地面積

21、 配置標準 序號 設備名稱 單位 數(shù)量 80lM 1 DELL臺式電腦 臺 7 2 西門子802S數(shù)控實 訓車床系統(tǒng) 臺 1 3 西門子802D數(shù)控實 訓車床系統(tǒng) 臺 2 4 西門子802D數(shù)控實 訓銃床系統(tǒng) 臺 3 2 ?教學師資配置 應由兩名專業(yè)教師共同組織教學。 3. 教材選取 采用教育部面向21世紀高等職業(yè)學校精品課程規(guī)劃教材，邵澤強，黃娟 主編，北京理工大學出版 社的《機床數(shù)控系統(tǒng)技能實訓（第 2版）》及其他校本教材。 4. 其它建議 教學中應充分利用現(xiàn)有教學資源，如：數(shù)控實訓臺、投影儀、各類西門子軟件，以提高教學效率。 并應根據(jù)實際教學需要，開發(fā)教學演示動畫，以方便教學。 五、其他說明 1. 本課程標準適用專業(yè)為數(shù)控設備應用與維護和機電一體化。 2. 根據(jù)專業(yè)不同，可以根據(jù)實際情況進行取舍變動。對于要求較高的選修項目可改變?yōu)殚喿x分析類 任務，以降低要求。