0227数控机床电气设计课程设计.docx

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0227数控机床电气设计课程设计

《数控机床电气设计》

整体教学设计

所属分院：

机械工程

专业名称：

数控技术

制定人：

韩红阁

合作人：

制定时间：

2014-01-01

辽宁职业学院

课程整体教学设计

一、课程基本信息

课程名称：

数控机床电气设计

课程代码：

（可空）

学分：

2.5

学时：

授课时间：

第3学期

授课对象：

大二高职学生

课程类型：

□人文素养与职业素质课程

☑专业能力课程

□专业能力拓展课程

先修课程:

电路元件连接与测量

后续课程:

数控机床

二、课程定位（尽可能用图形、表格表述）

1.岗位分析：

就业方向

初次就业岗位

发展就业岗位

机械装备制造

普通机床操作工

机械加工工艺员

数控机床操作工

数控工艺与程序员

数控设备维修

数控设备日常维护

数控设备装调维修

说明：

普通机床操作工包括：

钳工、车工、铣工等；数控机床操作工包括：

数控车工、数控铣工、加工中心操作工等

本课程面向的主要岗位：

数控设备装调维修工

数控设备装调维修典型工作流程图

能力需求

数控机床的重要部件与正常状态认知能力

准确检测相关静态状态或数值的能力

准确检测相关动态状态或数值的能力

正确处理检测中发现的问题的能力

数控机床故障现象分析的能力

建立数控设备维护档案及交接班记录的能力

知识需求

数控机床机械结构知识；

数控机床液压和气压系统知识（换刀机构、主轴刀具夹紧、尾座套筒、液压主轴卡盘）；

数控机床电气系统知识；

数控系统知识；

PMC知识；

素质需求

严谨细致的工作态度

不怕脏累精神

沟通和表达能力

工程计划制定能力

工具使用能力

思维创新能力

组织协调能力

自主学习能力

应对突发事件能力

成本意识

质量意识

环境保护意识

2.课程分析：

数控技术课程体系框图

本课程前导课程：

电路元件连接与测量

本课程后续课程：

数控机床

三、课程目标设计

总体目标：

（这是课程的第一层目标，须与课程标准中相关表述一致，对于尚未制定课程标准的课程，由指定教师写出初稿，课程组教师集体研讨商定本课程的总体目标。

）

通过本课程学习和训练，学生能够根据要求了解数控机床电气控制原理；具备数控系统设计能力；本课程重点培养学生的电气识图、制图能力和电气系统的安装调试能力。

能力目标：

（（学生）能根据××（标准、规范），运用××（知识），做××（事情））

初步具备通过PMC控制系统检查数控机床功能状态的能力；

具备电气安装、排版、布线、接线能力；

应用数控机床电气维修课程知识解决工程实际问题的能力；

数控机床系统接线能力；

机床参数设置与修改调试能力。

知识目标：

（知道...;了解…；理解…；掌握…）

掌握数控机床电气控制的基本理论，熟练掌握数控机床电路的基本分析方法；

掌握机床可编程序控制器（PMC）的组成与结构、工作原理和基本指令；

了解PMC功能指令。

素质目标：

（职业道德、职业素质、职业规范在本课中的具体表现）

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程；

爱护设备及工具、夹具、刀具、量具；

着装整洁，符合规定；

保持工作环境清洁有序；

文明生产；

工作认真负责，团结合作。

四、课程内容设计：

序号

模块（或子模块）名称

学时

数控机床电气控制

主轴、进给控制系统

数控机床PMC控制

合计

五、能力训练项目设计

编号

能力训练项目名称

子项目编号、名称

任务

能力目标

知识目标

训练方式、手段及步骤

可展示的结果

CAK6132电气系统设计

1.1数控机床电气控制

1.1.1数控机床常用控制电器分类及选择

分清数控机床各个电气部件

掌握数控机床电气组成、分类

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定数控机床数常用电气元件选择分类计划

③讨论计划实施可行性

④根据电气原理图、进行数控机床电气元件选择与分类

⑤检查评估计划

控制电器使用说明

1.1.2数控机床电气控制电路

继电器控制电路、交流接触器控制电路的识别

数控车床强电电路知识

数控铣床强电电路知识

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定交流接触器中间继电器控制电路识读计划

③讨论计划实施可行性

④根据电气原理图，进行电路识读

⑤检查评估计划

1.2主轴、进给控制系统

1.2.1主轴变频器连接

能够设置变频器调速参数

能够设置伺服驱动器参数

掌握变频器调速知识

伺服驱动器知识

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定主轴变频器连接计划

③讨论计划实施可行性

④根据电气原理图，进行电路连接

⑤检查评估计划

接线图

1.2.2主轴变频调速控制

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定主轴变频器调速控制计划

③讨论计划实施可行性

④根据参数表，进行主轴变频器调速控制

⑤检查评估计划

参数表

1.2.3交流伺服进给驱动系统的连接

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定交流伺服系统连接计划

③讨论计划实施可行性

④根据电气原理图，进行电路连接

⑤检查评估计划

接线图

1.2.4伺服控制参数设置

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定主轴变频器调速控制计划

③讨论计划实施可行性

④根据参数表，进行主轴变频器调速控制

⑤检查评估计划

参数表

1.3数控机床PMC控制

1.3.1PMC梯形图识读

能够编写PMC程序

PMC编程知识

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定换刀PMC梯形图识读计划

③讨论计划实施可行性

④根据梯形图，对换刀程序进行识读

⑤检查评估计划

梯形图识读说明书

1.3.2换刀控制的PMC的编程与调试

①任务单，学生根据任务单收集相关资料

②制定换刀程序调试计划

③讨论计划实施可行性

④根据梯形图，进行换刀程序调试

⑤检查评估计划

换刀控制程序

六、项目情境设计

情境

由于生产加工需要，需要对CAK6132数控机床进行系统升级，需要换装的系统为FANUC0iMATETD

项目

1.CAK6132电气控制系统设计

子项目

1.1数控机床电气控制

子情境

如果你打开数控机床电气控制柜，你能分清各电气元件吗？

放在你面前的一张数控机床强电电气图纸，你看懂了多少？

任务

1.1.1数控机床常用控制电器分类及选择

1.1.2数控机床电气控制电路

情境

由于生产加工需要，需要对CAK6132数控机床进行系统升级，需要换装的系统为FANUC0iMATETD

项目

1.CAK6132电气控制系统设计

子项目

1.2主轴、进给控制系统

子情境

主轴控制系统被人为断开了，你能根据电气图纸进行正确连接吗？

有人告诉你数控机床主轴转速是无级的，你想知道是怎么实现的吗？

普通机床进给系统是由电机通过变速装置驱动执行机构，数控机床也是这样吗？

显示伺服系统设置画面的操作步骤，如果看不到，怎么办！

任务

1.2.1主轴变频器连接

1.2.2主轴变频调速控制

1.2.3交流伺服进给驱动系统的连接

1.2.4伺服控制参数设置

情境

由于生产加工需要，需要对CAK6132数控机床进行系统升级，需要换装的系统为FANUC0iMATETD

项目

1.CAK6132电气控制系统设计

子项目

1.3数控机床PMC控制

子情境

对于给定的梯形图，你能说明其中的含义吗？

在4工位换刀程序基础上，你能写出正确的6工位换刀程序吗？

任务

1.3.1PMC梯形图识读

1.3.2换刀控制的PMC的编程与调试

七、课程进程表

第某次

周次

学时

单元

标题

项目

编号

能/知

目标

师生活动

其它（含考核内容、方法）

数控机床常用电器

1.1.1

分清数控机床各个电气部件/掌握数控机床电气组成、分类

学习低压电器知识

辨别低压电器元件

常用低压电器工作原理说明

数控机床电气控制电路

1.1.2

继电器控制电路、交流接触器控制电路的识别/数控机床强电电路知识

交流接触器控制电路分析

控制电路分析说明书

数控机床电气控制电路

1.1.2

继电器控制电路、交流接触器控制电路的识别/数控机床强电电路知识

中间继电器控制电路分析

控制电路分析说明书

主轴变频器连接

1.2.1

能够设置变频器调速参数

能够设置伺服驱动器参数/掌握变频器调速知识

伺服驱动器知识

变频器与电源、数控装置及主轴电机的连接

系统连接说明书

主轴变频调速控制

1.2.2

能够设置变频器调速参数

能够设置伺服驱动器参数/掌握变频器调速知识

伺服驱动器知识

变频器调速参数的设置

参数表

交流伺服进给驱动系统的连接

1.2.3

能够设置变频器调速参数

能够设置伺服驱动器参数/掌握变频器调速知识

伺服驱动器知识

数控系统、驱动器、伺服交流电机的连接

系统连接说明书

伺服控制参数设置

1.2.4

能够设置变频器调速参数

能够设置伺服驱动器参数/掌握变频器调速知识

伺服驱动器知识

伺服参数设置

参数表

PMC梯形图识读

1.3.1

识读梯形图/PMC编程知识

PMC梯形图识读

程序注释

换刀控制的PMC的编程与调试

1.3.2

能够编写PMC程序/PMC编程知识

PMC控制程序编写

换刀控制程序

换刀控制的PMC的编程与调试

1.3.2

能够编写PMC程序/PMC编程知识

PMC控制程序编写

换刀控制程序

注1：

“第×次”指的是该次课在整个课程中的排序，也就是在“单元设计”中的标号，不是在本周内的次序。

注2.：

“师生活动”指的是师生“做什么（项目、任务中的）事情；学什么内容”。

此项内容在这里只是个标题，具体化为“单元设计”后，就要详细展开为“怎样做？

怎样学？

”。

八、第一次课设计（面向全课，力争体验）

本课程第一次课，还是以数控机床为载体，介绍数控机床如何工作的。

任务1：

交流接触器、继电器

任务2：

数控机床主轴

任务3：

数控机床伺服轴

任务4：

刀架如何转位，如何换刀

最后一次课设计（面向全课，高水平总结）

通过数控机床电气设计课程学习，对于数控机床电气控制图纸应该能够识读，并能阐述其工作过程。

九、考核方案（考核方案先由指定教师写出，然后由课程组成员集体研讨商定）

项目的成绩评价由单项任务考核和综合任务考核组成，突出“过程考核与综合考核相结合，理论考核与实际考核相结合的原则。

单项任务考核占总成绩的70%，综合任务考核占总成绩的30%。

项目

单项任务考核评价

综合任务考核评价

任务名称

得分

总成绩

分值比

实得分

得分

总成绩

分值比

实得分

1.1数控机床电气控制

1.1.1数控机床常用控制电器分类及选择

30%

1.1.2数控机床电气控制电路

10%

1.2主轴、进给控制系统

1.2.1主轴变频器连接

1.2.2主轴变频调速控制

10%

1.2.3交流伺服进给驱动系统的连接

1.2.4伺服控制参数设置

10%

1.3数控机床PMC控制

1.3.1PMC梯形图识读

10%

1.3.2换刀控制的PMC的编程与调试

15%

课程总成绩=Σ单向任务考核实得分+综合任务考核实得分

综合任务考核具有岗位工作任务的针对性，设置综合任务测试题，由学生根据自身情况自由选择一套综合任务测试题。

综合任务测试成绩占课程总成绩的30%。

十、教学材料（指教材或讲义、参考资料、所需仪器、设备、教学软件等）

数控机床电气设计讲义

数控机床电气原理图纸

CAK6132数控车床

十一、本课程常用术语中英文对照

序号

中文词汇

英文对照

电气控制

Electriccontrol

电气设计

Electricdevise

能力目标

Concreteabilitytarget

知识目标

Knowledgetarget

数字控制

NumericalControl

计算机数字控制

ComputerNumericalControl

超级模型

SuperModel

可编程控制器

ProgrammableController

可编程逻辑控制器

ProgrammableLogicController

编程机床控制器

ProgrammableMachineController

齿轮

gear

伞齿轮

bevelgear

正齿轮

spurgear

斜齿轮

helicalgear

继电器

relay

接触器

Contactor

电磁接触器

MagneticContactor

断路器

circuitbreaker

电压

voltage

电流

current

电流测量

currentmeasurement

滚珠丝杠

Ballscrew

丝杠螺母

Nut

螺距

Pitch

轴承

Bearing

角接触

Contactangle

液压

hydraulicpressure

液压泵

hydraulicpump

液压表

hydraulicpressuregauge

液压联轴节

hydrauliccoupling

液压制动器

hydraulicbrake

气压

pressure

气压泵

pulsometer

气压阀

airpressurevalve

主轴锥度

Spindleshank

刀具锥柄

Toolshank

主轴拉钉

Pullstud

主轴箱

Spindlehead

齿轮

Gear

截流阀

Flowregulator

换向阀

Solenoidvale

接近开关

Proximityswitch

主轴准停

Orient

磁开关

Magneticsensor

自动工作台交换

AutomaticPalletChanger

工作台

Table

工件

Workpiece

蜗杆

Worm

蜗轮

Wormwheel

刀库

Magazine

机械手移向主轴侧

Armspindleside

机械手移向刀库侧

Armmagazineside

手臂向右

Armmovingrightward

手臂向左

Armmovingleftward

机床门开

Coveropen

机床门关

Coverclose

脉冲宽度调制

PWM

西门子

SIEMENS

插补

interpolation

伺服

servo

误差

error

刀具偏置

tooloffset

块规

blockgauge

进给保持

feedhold

倍率

override

分辨率

resolution

参考点

referencepoint

床身

bed

固定床身式铣床

fixed-bed-typemillingmachine

平床身式铣床

horizontalbedtypemillingmachine

直立床身式铣床

verticalbedtypemillingmachine

龙门床身

Longmenbed

立柱

Column

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