《数控机床故障诊断与维修》教学设计.docx
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《数控机床故障诊断与维修》教学设计
《数控机床故障诊断与维修》
教学设计
第一部分课程设计
一、学习领域描述
工作任务描述
通过社会调研,企业所需数控设备应用与维护人才岗位(群)分为以下几个部分:
数控设备的操作人员、数控设备的装调人员、数控设备的维护人员、数控机床故障的排除人员以及其他工作岗位。
针对不同的岗位群,这些核心岗位群对应的职业能力有:
数控机床的操作、维护;数控机床的安装、检测、验收;数控机床的常见故障诊断与排除;普通设备的数控化改造。
根据专业核心能力,数控机床的日常维护;数控机床的安装、调试与检测;数控机床的故障诊断与排除构成了本课程的核心培养目标。
按照从岗位分析→确定典型工作任务→明确能力目标→归纳学习领域→设计与实施学习情境的思路进行课程开发。
用咨询、计划、决策、实施、检查和评估六步法进行课程设计。
咨询:
到学生就业多的企业调研(2-3个),与企业专家、现场工程师、维修技师和维修工人一起座谈,确定典型工作任务。
计划:
根据典型工作任务设计教学情境,遵循由浅入深,螺旋上升的原则。
决策:
由专业指导委员会对计划进行评估,提出修改意见。
实施:
由主讲教师按计划进行教学。
检查:
检查教师是否按计划进行教学。
评估:
由学生对本课程进行评价,同组教师评价,督导组评价,企业出题考试后对学生评价,对评价中提出的问题进行分析,制定计划整改方案,从新制定计划,由专业指导委员会对新计划进行评估,提出修改意见,进行下一轮教学。
用六步法进行的课程设计注重教会学生解决实际问题的的方法,所以具有开放性。
在故障的诊断排除中,尽管故障的表象各不相同,但故障处理的一般步骤是相同的,通过在机床和实训台上设置故障点,以几个典型的真实的故障帮助学生掌握机床故障的常见的方法。
本课程在设计过程中牢牢把握“以工作过程为导向”的教学设计理念,把专业学生的核心职业能力培养摆在突出的位置,以学生为主导,设计学习情境,规划学习性工作任务,最终达到课程的培养目标。
学习与工作内容
工作对象:
1.华中系统数控车床
2.断路器、接触器、继电器、开关、按钮、传感器等高、低压电器
3.变压器、变频器、伺服驱动器、数控系统
工作过程:
1.熟悉数控机床维护维修安全、文明操作规范及规程
2.数控机床维护维修工具使用方法及注意事项
3.数控机床的工作原理
4.数控机床电气原理图的设计
5.数控机床常用器件的工作原理及注意事项
6.数控机床常见故障的分析方法、解决方法
工作方法:
1.先简单后困难分析法
2.先机械后电气法
3.整体、局部分析法
4.主电路、控制电路接线方法
工具:
1.数控机床故障诊断与维修仿真软件
2.断路器、接触器、继电器、开关、按钮等常用电器元件
3.内六角扳手、螺丝刀、万用表、导线等线路连接工具
工作组织方式:
1.分组团队合作法
2.教师实训演示数控机床故障诊断与维修设计调试方法
3.学生根据实训任务完成数控机床相关故障的设定及排除任务
4.学生小组评分、教师评价打分,并对学生的完成情况进行点评
工作要求:
1.能进行熟练的工作沟通,并具备较强的团队合作精神
2.能进行正确的使用现有资料及维修工具
3.能根据控制原理能迅速精确定位故障可能位置
4.能绘整台机床的电气控制原理图
5.能完成数控机床控制电路的连接
6.自觉遵守维护维修安全、文明相关规定
7.能完成数控机床常见故障的排除方法
8.能设计数控机床电气原理图
附注
二、学习目标设计
(一)学习对象分析
数控机床控制技术是集机械制造技术、自动化技术、计算机技术、传感检测技术、信息处理技术以及光电液一体化技术于一体的现代制造技术。
近年来,随着数控机床的普及应用,给机械制造业的发展创造了条件,并为企业带来了很大的效益,但同时,由于数控设备的先进性、复杂性和智能化的特点,在维修理论、技术和手段上都发生了极大的变化,因此,企业需要大批掌握先进数控技术复合型的数控机床维修人员。
《数控机床故障诊断与维修》是机电一体化技术专业的核心课程,是机械制造、气动液压、电力拖动及PLC技术应用等课程的沿革,是机、电技术的综合应用,对学生机、电技术综合能力的培养有明显的促进作用。
(二)学习目标设计
本课程以机床制造业企业中的数控机床装调工程师、维护工和维修工程师等相关工作岗位为目标,使学生掌握数控机床故障诊断与维护、维修的基本知识和方法,培养学生数控机床调试、维护与维修的职业素养和职业技术能力,提高学生的就业竞争能力。
(一)知识目标
数控机床是现代制造技术的基础,它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品。
它以高效、高精度以及灵活多变的特点,在各行各业取得了越来越广泛的应用。
但是数控机床的结构及其控制系统复杂、价格贵,因此它对维修人员提出了比普通机床维修更高的要求。
通过本课程的学习,学生应该掌握以下知识
1、应具有较广的知识面
由于数控机床是集机械、电气、液压、气动等于一体的加工设备,组成机床的各部分之间又具有密切的联系,所以其中任何一部分发生故障均会影响到其他部分的正常工作。
故要求维修人员不仅要掌握机械、电气两个专业的基础理论知识,而且还应熟悉机床的结构与设计思想,熟悉数控系统的性能,才能迅速找出故障原因。
2、必须勘于思考
数控机床的结构复杂,故障涉及面广。
作为维修人员必须从机床的故障现象通过分析故障产生的过程,针对各种可能产生的原因由表及里,透过现象看本质,迅速找出发生故障的根本原因并排除。
维修人员应“多动脑,慎动手”,切忌草率下结论,盲目更换元器件,特别是数控系统的模块以及印刷电路板。
3、重视经验积累学习
数控机床故障的维修速度在很大程度上要依靠平时经验的积累,维修人员遇到的问题、解决过的故障越多,其维修经验也就越丰富。
数控机床虽然种类繁多,但基本的工作过程与原理却是相同的。
因此,维修人员在解决了某故障以后,应对维修过程及处理方法进行及时总结、归纳,形成书面记录,以供今后出现同类故障时参考。
特别是对于自己平时难以解决,最终由同行技术人员或专家解决的问题,尤其应该细心观察,认真记录,深入思考。
(二)能力目标
1、能熟练操作机床和使用维修仪器
数控机床维修人员通常要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式,如:
进行机床参数的设定与调整、通过计算机以及软件联机调试、利用PLC编程器监控等。
此外,为分析判断故障原因,维修过程中往往还需要编制相应的加工程序,对机床进行必要的运行试验与工件的试切削。
2、具有较强的动手能力
动手是维修人员必须具备的素质。
但是,对于维修数控机床这样精密、昂贵的设备,动手必须要有明确的目的、完整的思路、细致的操作;动手前应仔细思考、观察,找准人手点;动手过程中更要做好记录,尤其是对于电气元件的安装位置、导线号、机床参数、调整值等都必须做好明显的标记。
维修完成后,应做好“收尾”工作,如:
将机床、系统的罩壳、紧固件安装到位,将电线、电缆整理整齐等。
3、具备专业外语基础
目前国内生产数控机床的厂家已经日益增多,但数控机床的关键部分数控系统还主要依靠进口,其配套的说明书、资料往往使用原文资料,数控系统的报警文本显示亦以外文居多。
为了能迅速根据系统的提示与机床说明书中所提供信息,确认故障原因,加快维修进程,作为—个维修人员,最好能具备专业外语的阅读能力。
4、大胆创新
打破传统的理论、实践分开的组织形式,以任务为主要教学组织形式,融合理论、实践的内容,根据不同的教学内容,我们采用不同教学模式。
在每一种教学模式中,我们抓住“以学生的职业能力的培养为中心”不动摇,抓住教学目标不动摇,敢于创新,敢于突破,教学内容决定教学模式。
主要采用“任务驱动”型教学模式,采用“项目导向”型教学,做到“讲练一体化”。
运用不同的教学方法,比如案例教学法、启发式教学、讨论式教学、讲授法教学等等。
在案例教学法中,我们抓住故障处理的步骤,层层分析,以典型案例为突破。
在每次的教学过程中注意体现学生的主导地位,教师引导,报告完成后进行仔细讨论、分析,目的就是学生掌握技能。
(三)素质目标
学生除了掌握一定的专业基础知识、职业技能外,还必须具有团队协作意识,创新意识和严谨求实的科学态度,培养学生为人处事的基本能力,培养学生良好的职业素质,形成正确的世界观和价值观。
三、课程内容设计
(一)学习内容结构设计
编号
学习情境
完成学时设计
1
维修前技术准备
6
2
数控系统黑屏故障维修
6
3
数控机床机床一直急停故障维修
6
4
数控机床回零故障维修
6
5
数控机床主轴运行故障维修
6
6
数控机床进给轴不动故障维修
6
7
数控机床刀架不转位故障维修
6
8
数控机床换刀不成功故障维修
6
合计
48
(二)学习情境(或“项目、教学单元”)内容与要求设计
1、维修前技术准备
编号
学习任务
学习目标
主要学习内容
能力训练
项目设计
完成学
时设计
1-1
维修前技术准备
①正确使用常用数控机床故障诊断与维修的工具
②正确认识数控系统的软硬件构成
③熟悉数控机床常见故障排除思路及排除方法
④熟练数控机床相关资料的使用方法
①了解排除数控机床故障所需要准备的资料、及安全文明操作规程
②知道正确使用维修数控机床故障诊断与维修所需要的工具
③学会通过分析机床常见故障所需要准备的知识和查阅所需资料
①正确使用维修数控机床故障诊断与维修所需要的工具
②通过分析机床常见故障所需要准备的知识和查阅所需资料
6
2、数控系统黑屏故障维修
编号
学习任务
学习目标
主要学习内容
能力训练
项目设计
完成学
时设计
2-1
数控系统黑屏故障维修
①解决数控系统黑屏类故障
②正确认识数控系统的软硬件构成
③熟悉系统黑屏故障排除思路
④熟练排除华中数控系统世纪星系统黑屏故障
①了解排除华中数控世纪星系统黑屏故障所需要准备的资料
②知道正确使用维修数控系统黑屏所需要的工具
③学会通过分析系统黑屏故障所需要准备的知识和查阅所需资料
④学会数控机床系统黑屏故障的排除方法
①对照机床电气原理图讲述其控制原理
②分组进行机床模拟故障的分析及排除
6
3、数控机床机床一直急停故障维修
编号
学习任务
学习目标
主要学习内容
能力训练
项目设计
完成学
时设计
3-1
数控机床一直急停故障维修
①解决数控系统一直急停类故障
②掌握数控机床常见故障诊断的基本原则和诊断步骤
③熟悉急停类故障排除思路
④熟练排除华中数控系统世纪星系统急停故障
①了解排除华中数控世纪星系统机床急停故障所需要准备的资料
②知道正确使用维修数控系统机床急停所需要的工具
③学会通过分析数控机床急停故障所需要准备的知识和查阅所需资料
④学会数控机床急停故障的排除方法
①通过设置相关的机械故障让学生分组进行故障排除
②通过理论联系实际来解决实际问题
6
4、数控机床回零故障维修
编号
学习任务
学习目标
主要学习内容
能力训练
项目设计
完成学
时设计
4-1
数控机床回零超程报警故障维修
①解决数控机床回参考点类故障
②掌握数控机床回参考点的原理和方法
③能精心回零操作并能对回零相关参数进行查阅及修改
④掌握数控机床超程概念
⑤能对回零故障进行诊断并排除
①了解排除华中数控世纪星系统机床回参考点故障所需要准备的资料
②知道正确使用维修数控系统机床回参考点所需要的工具
③学会通过分析数控机床参考点
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