数控故障教案.docx
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数控故障教案
数控机床故障诊断与维修课程
教
案
课程编号:
教师姓名:
专业班级:
开课时间:
教案填写要求
1.一门课程的教案应包括三个层面的设计:
(1)课程内容、教学基本要求、教学手段、教学方法设计等,主要解决本门课教什么、怎么教的问题
(2)各章节内容、教学方法、要求设计等,主要解决各章节教什么,怎么教;
(3)一次课教学内容、教学方法、要求设计等,主要解决一次课教什么、怎么教。
2.一次课的教案内容原则上应包括本次课的教学目的、教材分析、教学过程、教学后记等方面。
其中教学目的是课堂教学活动围绕的中心和力求达到的目标。
教材分析则要找出本次课的重、难点及关键,并确立突出重点、克服难点、抓住关键的方案;教学过程是教案的主体,要按引入新课、讲授、总结与巩固三方面详细设计;教学后记是教案执行情况的经验总结,目的在于改进和调整教案,为下一轮课讲授设计更加良好的教学方案。
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课次
1
课型
课堂教学
章
节
项目一:
子项目一绪论
教
学
目
的
1.了解本课程的性质:
本课程是一门非常重要的专业课。
2.理解数控机床故障维护诊断的目的、内容和特点。
3.了解数控机床诊断技术的发展。
4.了解数控机床故障维护诊断对人员的要求。
教学
重点
1.数控机床维护诊断的主要内容。
2.以系统的观点对机床进行维护诊断。
教学
难点
从机械电气两个方面去总结机床故障的可能原因。
教学
方法
讲授法
教具
挂图
PPT
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.通过介绍现在机床使用的范围越来越广,机床出现故障的可能性也越来越高,机床维修的难度也越来越大,告诉学生本课程的重要性。
2.阐述机床的重要性,并引导学生从系统的观点来掌握机床维修的特点,从而以理性的思维,规范的步骤去解决机床的故障。
3.以表格和图片、动画、短篇录像等教学方式来讲述机床维修的目的、内容和特点,让学生对所学内容记忆深刻。
我认为第一节课是至关重要的,必须要利用各种教学手段激发学生对本课程的学习兴趣,为后续教学打下良好的基础。
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教
学
过
程
◆引言
本学期我们一起来学习数控机床的维修,当今工业化的步伐正在加快,现代化设备尤其是数控机床的应用也越来越普及,机床的维护和维修越来越重要,而机床的维护人才却很缺乏。
阐述现状,提出问题,展开本次课的教学,充分运用启发式教学,激发学生的学习热情和学习兴趣。
◆教学内容正文
一、机床维修的重要性:
在现代化工业生产中,数控的人才需求:
300万(由产品的质量、数量和新产品的开发周期越来越短决定).
数控人才的分类:
简单操作(流水线)、会编程会操作数控机床、数控调试工、数控维修工.
二.本课程的学习任务、要求
1.熟悉数控机床维修的原则方法;
2.掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床精度的方法;
3.熟悉数控机床的机械结构、调整方法;
4.掌握典型数控系统、伺服系统等的软硬件知识,具有对典型数控机床故障进行初步诊断及判断的能力。
三.数控故障诊断及维护的目的
1.目的:
技术需要、市场需要、企业的效益需要。
2.数控机床的可靠性衡量指标:
平均有效度A
A=MTBF/(MTBF+MTTR)
其中:
MTBF—平均无故障时间;MTTR—排除故障的修理时间。
3.数控机床维修的意义:
(1).做好预防性维修,包含日常维护,尽量延长MTBF.
(2).提高故障维修效率,尽快恢复使用,尽量缩短MTTR.
四.数控故障诊断及维护的内容
数控机床的故障主要分机械故障和电气故障。
1.机床本体的维护内容:
(1).主轴箱的润滑和冷却;
(2).导轨副和丝杠螺母副的间隙调整、润滑;
(3).支承的预紧;
(4).液压和气动装置的压力和流量调整。
2.电气系统的维护内容:
(1).数控系统;
(2).伺服系统;
(3).强电柜及操作面板。
3.数控机床与电缆之间的接口:
(1).驱动电路;
(2).位置反馈电路;
(3).电源及保护电路;
(4).开/关信号连接电路。
五、数控故障诊断及维护的特点
1.数控机床故障诊断与维护的主要特点:
高效率的自动化设备;处于生产的重要环节;故障复杂,难于排除。
2.数控设备使用寿命—故障频率曲线(浴盆曲线):
初始使用期;相对稳定运行期;寿命终了期。
3.数控机床属于技术密集型和知识密集型设备,从系统的基本观点和原理出发,考察研究对象,无论是机械或电气方面的问题,都要二者兼顾。
六、数控机床诊断技术的发展
1.通讯诊断(远程、海外诊断)
2.自修复系统
3.人工智能专家故障诊断系统
4.人工神经元网络(ANN)诊断
七.对数控维修人员的要求
1.知识面广
2.良好的系统的培训
3.良好的英语阅读能力
4.敢于实践,通过实践不断总结经验
5.敬业精神
6.持续的学习精神
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.通过讲解,使学生认识到机床维修的重要性,激发其学习兴趣。
2.通过讲解实例,让学生认识到机床维修的复杂性,涉及到机械和电气方面的很多知识,有一定的学习难度。
而且要具备一定的实践知识,让学生有学习上的心理准备。
3.掌握机床维修的目的、内容和特点。
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课次
2
课型
课堂教学
章
节
项目一:
子项目二数控机床的故障处理
子项目三数控机床故障诊断的方法
子项目四数控机床的抗干扰
教
学
目
的
1.掌握故障的分类和常见故障处理的步骤。
2.掌握常用的数控系统故障诊断方法。
3.熟悉机床的常见干扰,并知道解决干扰的方法。
教学
重点
1.数控机床故障处理的步骤;
2.利用合适的故障处理方法去解决简单的系统故障问题。
3.掌握机床抗干扰的方法。
教学
难点
熟悉机床维修的基本方法,懂得对症下药。
教学
方法
讲授法
教具
挂图
PPT
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.了解机床故障发生的规律和基本分类,对出现的机床故障进行分门别类的处理,利用学到的故障处理方法,对症下药。
2.维护好机床,可以延长机床的使用寿命,做好对机床的日常维护尤为重要,从而引导学生树立正确的质量观念,对学生进行潜移默化的生产知识教育。
3.与学生互动,畅所欲言,分析机床发展的现状和发展方向。
鼓励学生努力学习,帮助他们建立自信心,去发展机床工业。
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教
学
过
程
◆引言
前一节课我们简单的了解了机床维护的特点和内容,已经对机床维修有了一定的认识,这节课我们共同来学习两个内容:
1.数控机床的故障处理的方法、要点。
2。
数控机床的抗干扰。
本次课我们将通进一步深入的学习,掌握机床维护维修的常用方法,
◆教学内容正文
子项目二数控机床的故障处理
一.故障的分类(简单介绍)
1.按数控机床发生故障的部件分类:
主机故障,电气故障(分弱电故障和强电故障)
2.按数控机床发生的故障的性质分类:
系统故障,随机性故障:
。
3.按报警发生后有无报警显示分类:
有报警显示的故障:
(1)硬件报警显示的故障,
(2)软件报警显示故障,
二、故障处理对策
除非出现影响设备或人身安全的紧急情况,不要立即切断机床的电源。
应保持故障现场。
如果按复位后,故障不能消失,从以下方面进行调查:
Ø检查机床的运行状态
Ø检查加工程序及操作情况
Ø检查故障的出现率和重复性
Ø检查系统的输入电压
Ø检查环境状态
Ø外部因素
Ø检查运行情况
Ø检查机床状况
Ø检查接口情况
子项目三数控机床故障诊断的方法
一、诊断步骤和要求
1.故障诊断
故障检测(确定有否故障)
故障判断(确定故障性质)
故障定位(确定故障部位)
2.故障诊断要求:
Ø故障检测方法简便有效
Ø使用的诊断仪器少而实用
Ø故障诊断的所需的时间尽可能短
3.故障诊断原则:
(1).先外部后内部。
(2).先机械后电气,
(3).先静后动,
(4).先公用后专用。
(5).先简单后复杂。
(6).先一般后特殊,。
二、常用故障诊断方法
1.直观法(望闻问切)
2.CNC系统的自诊断功能
3.数据和状态检查:
接口检查、参数检查
4.报警指示灯显示故障
5.备板置换法(替代法)
6.交换法
7.敲击法
8.测量比较法
总之,各种故障诊断方法各有特点,要根据故障现象的特点灵活的组合应用。
子项目四数控机床的抗干扰
一.电磁波干扰
电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波,通过空间传播被附近的数控系统所接受,如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。
(远离这些设备)
二.供电线路干扰
Ø输入电压过压或欠压引起电源报警而停机
Ø电源波形畸变所引起错误信息会导致CPU停止运行
三.信号传输干扰
Ø串模干扰—干扰电压叠加在有用信号上.
Ø共模干扰—干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。
四.抗干扰措施
1.减少供电线路的干扰
2.减少机床控制中的干扰
3.屏蔽技术(电磁、静电屏蔽)
信号线采用屏蔽线(铜质网状)、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组件采用金属容器屏蔽。
4.保证“接地”良好
“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。
电网的许多干扰都市通过“接地”对机床起作用的。
接地的要求:
接地要可靠(接地电阻应小于100欧姆)、
接地线要粗(应大于电源线的截面积)。
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.本次课非常重要,讲解了解决机床故障的一般步骤,以后的教学都将按照这个步骤进行讲解,所以要帮助学生建立这样的概念。
2.机床的故障排除方法要因地制宜,本次课可简要介绍,要学生有初步印象,并掌握基本知识为以后的学习打下基础。
3.机床的干扰比较难讲,要注意方法,学生不是很懂,要注意方法。
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课次
3
课型
实验教学
章
节
项目一:
子项目五数控机床故障诊断的常用仪器与技术资料
教
学
目
的
掌握常用仪器的使用方法及技术资料的查询
教学
重点
万用表、示波器的使用
教学
难点
万用表、示波器的使用
教学
方法
讲授法
教具
挂图
PPT
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.本次课的内容以学生动手为主,主要教会学生两个重要仪器电子万用表和示波器的使用,为以后的实训教学打下基础。
2.学生对示波器的使用较为陌生,淡化理论,教会其正常使用即可。
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教
学
过
程
◆引言
同学们,我们今天进行实验教学,今天我们要学会使用万用表和示波器。
◆教学内容正文
子项目五数控机床故障诊断的常用仪器与技术资料
一、诊断常用的仪器仪表及工具
1.仪器仪表
Ø万用表—可测电阻、交直流电压、电流;
Ø相序表—可检查直流驱动装置输入电流的相序;
Ø示波器—检查信号波形;
Ø钳形电流表—不断线检测电流;
Ø振动检测仪—可测机床振动情况;
Ø检脉冲发生笔与逻辑测试笔—检测输出电平,以判别其功能正常与否.
2.工具
“+”、“一”螺丝刀、钳子、镊子、烙铁等.
二、诊断用技术资料
Ø数控机床电气使用说明书
Ø数控机床电气原理图
Ø数控机床电气连接图
Ø数控机床结构简图
Ø数控机床参数表
Ø数控机床PLC控制程序
Ø数控系统操作手册
Ø数控系统编程手册
Ø数控系统安装与维修手册
实验目的:
学会使用电子万用表和示波器。
实验装置:
电子万用表、示波器
实验项目:
1、电子万用表的使用
1)、学会交、直流电压测量
2)、学会电阻测量
3)、学会频率测量
4)、学会通断测试
以上项目均在数控实训台上操作,要求测出机床工作时的各部分工作电压、部分器件电阻、交流电的工作频率、某线路的通断测试等。
2、示波器的使用
通过示波器的使用,测量机床实训台工作时光栅、光电脉冲编码器的波形图。
实验小结:
1.记录实验中测得的数据,并描绘出波形。
2.总结万用表和示波器的使用方法和注意事项。
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.仪器的使用本次课的关键。
尽管操作难度不大,但部分学生仍需加强电类基础课程的学习。
2.作业:
完成实验报告。
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课次
4
课型
课堂教学
章
节
项目二:
数控机床的维护
教
学
目
的
1.理解机床维护的重要性。
2.掌握机床点检的内容、意义、方法。
3.知道“5S”管理的内容、方法。
4.掌握机床日常维护的要点。
教学
重点
1.机床点检的内容、意义、方法
2.“5S”管理
教学
难点
点检的内容、方法;“5S”管理的意义
教学
方法
讲授法
教具
挂图
PPT
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.本次课内容为后面的现场教学和综合实训项目作准备,重点是让学生弄清楚机床日常维护的重要性。
2.管理才能出效益。
现在工厂非常重视管理,给学生灌输先进的管理理念也非常重要,同时辅助以实例,效果很明显。
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教
学
过
程
◆引言
同学们,我们今天开始单元二的学习-数控机床的维护。
把机床维护好也十分地重要。
◆教学内容正文
项目二:
数控机床的维护
一.点检—按有关维护文件的规定,对数控机床进行定点、定时的检查和维护
(图表讲解,列举实例)
1.专职点检—重点设备、部位—设备部门
2.日常点检—一般设备的检查及维护—车间
3.生产点检—开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作—操作者
二.“5S”管理
三.数控系统的日常维护
1.机床电气柜的散热通风;
2.尽量少开少开电气控制柜门;
3.纸带阅读机的定期维护;
4.支持电池的定期更换;
5.备用电路板的定期通电;
6.数控系统长期不用时的保养—经常通电。
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.介绍机床点检的目的和内容。
2.好好的维护好机床,会大幅度提高机床的使用寿命,增强管理意识,灌输“5S”质量管理体系内容,课后去寻找“5S”管理的实例。
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课次
5
课型
现场教学
章
节
项目二:
数控机床的维护
教
学
目
的
通过实地参观,了解管理的重要意义。
教学
重点
“5S”管理
教学
难点
“5S”管理
教学
方法
讲练一体教学法
教具
挂图
PPT
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.我系建有国家数控实训基地,运行已有近两年的时间,无论是管理还是设备的维护、使用上都非常接近与现场,利用已有的实训条件,帮助学生建立管理意识,显得更为重要。
2.通过实地参观,可以鼓励学生从中发现问题,并提出改进措施。
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教
学
过
程
◆引言
同学们,我们今天来到我系的国家级数控实训基地进行参观,学习“5s”管理,并欢迎大家提出意见和改进措施。
◆教学内容正文
项目二:
数控机床的维护
参观内容:
我系数控实训楼一楼、二楼的数控实训车间。
参观方式:
通过教师和实验员的讲解,把我系的数控实训楼的设备的使用、维护、管理等介绍给学生。
课后作业:
写出1000字左右的实习感受,并提出意见和政改措施。
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.现场教学结合实训环境效果较好。
2.课后作业:
写出1000字左右的实习感受,并提出意见和政改措施。
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课次
6
课型
实训教学
章
节
综合项目实训:
数控机床的点检
教
学
目
的
1.掌握机床点检的内容。
2.掌握机床点检的方法。
3.树立数控机床维护的意识。
教学
重点
机床点检的内容和方法
教学
难点
机床点检的内容和方法
教学
方法
案例教学法
教具
挂图
PPT
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.本次课通过数控车床和加工中心,并将机床的点检卡发给学生,让其填写。
2.通过点检卡的填写,可以让学生掌握机床维护的基本步骤和方法,通过“过程导向”的教学方法,实施效果较好。
3.最后再让学生讨论今天的点检内容以及注意事项,达到一个较好的教学效果。
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教
学
过
程
◆引言
同学们,我们对我系的数控车床和加工中心进行点检。
◆教学内容正文
实训项目:
数控机床的点检
实训目的:
掌握机床点检的内容、方法。
实训装置:
CK6132车床、NNC-R1AD加工中心实训台
实训内容:
参见点检卡
讨论:
讨论点检中遇到的问题,并交换检查结果。
方案实施:
1、以组为单位,每组学生以2-3人为宜,轮换对数控车、加工中心进行点检。
2、每台机床旁边每次控制在3-4组左右。
3、每次点检不超过20分钟。
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.机床点检卡。
2.课后作业:
完成实训报告和点检卡。
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课次
7.8.9
课型
实训教学
章
节
项目三:
数控机床的精度及性能检验
综合项目实训一:
数控机床的几何精度检验
教
学
目
的
1.了解机床几何精度的概念
2.理解影响机床加工精度的参数
3.掌握机床精度检测的方法
教学
重点
1.理解影响机床加工精度的参数。
2.掌握机床精度检测的内容。
教学
难点
掌握机床精度检测的方法
教学
方法
实训教学法、导入法、案例教学法
教具
挂图
PPT、实物
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.机床的本身精度对机床加工是非常重要的,本节课应理论联系实际,就决议下问题:
机床精度验收的内容及方法(理论、实际);机床精度验收的意义。
2.精度检测的内容非常多,一个一个详细地讲解既十分繁琐,教学效果也很差,选择重点性的讲解,讲解精度检测的方法,从实践出发,把动手和录像结合起来,让学生有实际的认识。
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教
学
过
程
◆引言
同学们,引起机床加工误差得因素有哪些呢?
(提问)其中机床本身得精度是非常重要的因素。
那么具体机床精度又包括哪些内容呢,又该如何检测呢?
◆教学内容正文
一.几何精度检验
1.几何精度检验的概念:
又称静态精度检验,是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。
2.检测条件
(1)必须在地基及地脚螺栓固定在混凝土上完全固化后才能进行;
(2)应在精调后一气呵成的完成检测;
(3)应尽可能的消除检测器具和检测方法的误差;
(4)应在机床稍有预热的状态下进行.
3.检测工具
常用的检测工具有精密水平仪、精密方箱、直角尺、平尺、平行光管、千分表、测微仪及高精度主轴心棒等。
检测工具的精度必须比所测的几何精度高一个等级。
(一)卧式加工中心几何精度检验(图表讲解和小录像演示)
1)X、Y、Z坐标轴的相互垂直度。
2)工作台面的平行度。
3)X、Z轴移动时工作台面的平行度。
4)主轴回转轴线对工作台面的平行度。
5)主轴在z轴方向移动的直线度。
6)Z轴移动时工作台边界与定位基准面的平行度。
7)主轴轴向及孔径跳动。
8)回转工作台精度。
(二)卧式数控车床几何精度检验(简单介绍,并与卧式加工中心做简单比较)
斜床身、带转盘刀架的卧式数控车床,其几何精度检测内容和方法
二.对CK6132型机床进行几何精度检验
实训目的:
机床几何精度的检验
实训装置:
CK6132型车床、相关检测工具
实训内容:
检测机床几何精度(根据实验条件进行更新,具体请参照实训报告)
实训小结:
完成实训报告。
◆总结与巩固(小结、考核知识点、作业等)
1.总结机床精度检测的内容方法,知识点多,检测方法的掌握尤其困难,要善于利用多媒体的教学手段,多放些小录像,增加学生的实践认识。
尽可能得掌握本次课得内容。
2.掌握机床精度验收的一般方法。
掌握数控机床精度验收的基本内容。
3作业:
完成实训报告
安徽机电职业技术学院教案首页
课次
10
课型
实训教学
章
节
项目三:
数控机床的精度及性能检验
综合项目实训二:
数控机床的定位精度检验
教
学
目
的
1.了解机床定位精度、切削精度的概念
2.理解影响机床加工精度的参数
3.掌握机床精度检测的方法
教学
重点
1.理解影响机床加工精度的参数。
2.掌握机床精度检测的内容。
教学
难点
掌握机床精度检测的方法
教学
方法
实训教学法、导入法、案例教学法
教具
挂图
PPT、实物
授课
班级
授课
日期
相关
素材
(参考资料、指导学生阅读材料等)
教
学
后
记
1.机床的本身精度对机床加工是非常重要的,本节课应理论联系实际,就决议下问题:
机床精度验收的内容及方法(理论、实际);机床精度验收的意义。
2.精度检测的内容非常多,一个一个详细地讲解既十分繁琐,教学效果也很差,选择重点性的讲解,讲解精度检测的方法,从实践出发,把动手和录像结合起来,让学生有实际的认识。
安徽机电职业技术学院教案续页
教
学
过
程
◆引言
同学们,上次课我们已经对机床的几何精度进行了检验,本次课我们将对机床的定位精度进行检验。
◆教学内容正文
一、定位精度的检验(图表讲解和小录像演示)
1.直线运动定位精度
2.直线运动重复定位精度
3.直线运动的原点复归精度
4.直线运动失动量
5.回转工作台的定位精度
6.回转工作台的重复分度精度
7.数控回转工作台的失动量
8.回转工作台的原点复归精度
二、切削精度检验
数控机床切削精度检验,又称动态精度检验,是在