《数控机床故障诊断与维修》课程标准.docx
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《数控机床故障诊断与维修》课程标准
《数控机床故障诊断维修》课程标准
课程代码
课程类别
专业课程
课程类型
理实一体课程
课程性质
必修课程
课程学分
4学分
课程学时
64学时
修读学期
第4/4学期
适用专业
数控加工/数控设备应用与维护
合作开发企业
华中数控机床有限公司
执笔人
管志强
审核人
1．课程定位与设计思路
1．1课程定位
本课程是数控技术专业、数控设备应用与维护专业核心课程。
本课程的作用是通过诊断与排除数控机床可能出现的典型故障的工作过程，采取工作过程导向、任务驱动的方法，培养学生进行数控机床维护、维修、调试、检测的能力，使学生在具备数控机床高级工操作水平的基础上，还能够对数控机床出现的常见、典型故障进行诊断与排除，从而增强学生从事数控加工的职业能力，初步具备由数控机床操作人员转职为数控机床维修人员的职业迁移能力。
数控设备应用与维护专业前修课程为：
电机与电气控制B、零件的数控车削加工A、零件的数控铣削加工A、可编程序控制器技术应用B、数控机床电气安装与调试。
数控设备应用与维护专业后续课程为：
数控机床机电联调、数控机床维修实训、岗前综合训练、毕业设计、顶岗实习。
数控应用技术专业前修课程为：
汽车典型零件的数控车生产、数控铣削加工工艺设计与实施、电气控制线路设计、电加工工艺设计与实施。
数控应用技术专业后续课程为：
数控机床电气控制、数控机床装配与调试、岗前综合训练、毕业设计、顶岗实习。
1．2设计思路
通过对数控技术专业、数控设备应用与维护专业数控机床操作工、数控机床调试员、数控设备维修工等培养目标的工作内容与工作过程的分析，具备数控机床维护能力、数控机床常见故障排除能力才能使生产工作得以顺利实施，从而确定课程设计思路为：
以数控机床操作员、调试员和数控维修工在生产、加工过程中常见的典型故障案例为载体，把数控机床故障根据类别、数控机床的构成分类：
电源、急停、主轴、进给轴、机床加工精度，分散知识点、技能点在故障的排除过程中，让学生逐级递进地学习知识、掌握技能。
通过——确认故障现象（资讯）、分析故障产生原因（计划）、检测故障部位并排除故障并总结故障维修过程（实施）、小组互评、学生自评教师点评（评价）的工作过程设计课程，把本课程划分为七个学习项目。
表1学习项目
序号
学习内容
学时分配（参考）
项目一
排除“数控系统不能正常启动”故障
14学时
项目二
排除“机床出现急停报警”故障
8学时
项目三
排除“刀架系统不能正常转动”故障
8学时
项目四
排除“主轴系统不能正常工作”故障
8学时
项目五
排除“进给系统不能正常工作”故障
12学时
项目六
排除“加工精度不能满足要求”故障
6学时
项目七
数控机床综合故障诊断与排除
8学时
总计学时
64学时
在具体课程设计中，理论知识以应用为依据，内容是根据实用技能对理论知识的要求，做到对“工作过程”原理的灵活运用。
同时解决和培养学生能够胜任未来的技能岗位及职业工作的可持续发展力；考虑和解决学生未来的发展及职业的迁移，拓展学生职业岗位能力。
2．课程目标
《数控机床故障诊断与维修》课程是在学生具备数控机床高级操作工能力的基础上，通过诊断与排除七个数控机床典型故障的工作过程，使学生具备排除数控机床加工生产中的常见故障的能力，保证生产任务的顺利完成；同时使学生熟悉数控机床维修人员的工作流程，能以正确、有效的方法和途径对数控机床的故障进行诊断与排除，使学生初步具备数控机床维修能力。
具有自我学习、自我发展的提高自己业务水平意识；
2．1能力目标
能够正确识别数控机床电路，并能使用工具对电路进行检测的能力；数控机床日常维护能力；确认故障现象，调查故障现场，收集故障信息的能力；分析故障产生原因，制定维修方案的能力；检测、定位故障产生部位并排除故障的能力；正确修复、备份系统文件、调整相关系统参数的能力。
2．2知识目标
了解数控技术发展的前沿；掌握数控系统的组成；熟悉数控机床电气原理图，了解数控机床原理；掌握数控机床主要电子元件的功能；熟悉数控机床的机械结构；掌握安全用电知识；了解数控机床报警信息；熟悉数控机床系统参数；掌握数控机床PLC编程方法；掌握数控机床上电动作过程；掌握数控机床急停控制回路；掌握数控机床进给伺服系统的工作原理、连接方法；掌握数控机床刀架系统的控制原理、动作过程；掌握数控机床加工精度下降的原因；掌握数控机床主轴运转不正常的原因；掌握数控机床故障排除的一般工作过程；掌握数控机床故障排除的常用方法。
2．3素质目标
通过典性的工作任务教学方式，培养学生良好的职业道德和团队精神，熟练的职业技能、较强的创新意识；良好的语言文字表达能力、社交能力、沟通能力；一定的形象思维和逻辑思维能力，具有良好的礼仪和行为习惯；具有健康的体魄，良好的心理调节能力；具备文明生产、安全操作意识；良好的职业习惯，培养学生严谨踏实的工作作风。
3．教学内容
按照数控技术专业人才培养目标的要求，按照数控技术专业人才培养目标的要求，按照数控技术专业“引产入教，工学交替”的人才培养模式的要求，本课程采用工作过程导向、任务驱动的教学模式，融“教、学、做”为一体，“知识、技能、素质”培养为一体。
具体学习内容如下：
数控系统的组成；数控机床电气原理图，了解数控机床原理；数控机床常用电子元件的功能；安全用电知识；数控机床报警信息；数控机床系统参数；数控机床PLC程序控制；数控机床故障诊断与排除的工作过程。
本课程以数控机床故障案例为载体，内容包括七个学习项目，学习项目描述如下表：
表2学习项目描述
序号
学习项目
技能内容与
教学要求
知识内容与
教学要求
素质内容与
教学要求
学时
理论学时
实践学时
1
排除“数控系统不能正常启动”故障
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读
2.电源电路分析
3.安全用电常识
4.数控机床故障维修的一般流程
5.数控系统DOS指令的应用
具有对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神具有理论联系实际的良好学风，具有分析和解决生产实际问题的能力
具备一定的方法能力、团队协作能力，以及严谨、规范的工作态度；吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。
具有爱岗敬业，崇尚科学的精神
8
6
2
排除“机床出现急停报警”故障
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读
2.急停控制电路分析
3.安全用电常识
4.数控系统参数设置
5.数控机床功能PLC编程；
6.数控机床故障维修的一般流程
7.数控系统DOS指令的应用
2
6
3
排除“刀架系统不能正常转动”故障
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读
2.刀架控制电路分析
3.安全用电常识
4.数控系统参数设置；
5.数控机床功能PLC编程
6.数控机床故障维修的一般流程
7.数控系统DOS指令的应用
2
6
4
排除“主轴系统不能正常工作”故障
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读
2.主轴控制电路分析
3.安全用电常识
4.数控系统参数设置
5.数控机床功能PLC编程
6.数控机床故障维修的一般流程
7.数控系统DOS指令的应用
2
6
5
排除“进给系统不能正常工作”故障
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读；
2.进给轴控制电路分析；
3.安全用电常识
4.数控系统参数设置
5.数控机床功能PLC编程
6.数控机床故障维修的一般流程
7.数控系统DOS指令的应用
4
8
6
排除“加工精度不能满足要求”故障
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障。
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读
2.安全用电常识
3.数控系统参数设置
4.数控机床功能PLC编程
5.数控机床故障维修的一般流程
6.数控系统DOS指令的应用
2
4
7
数控机床综合故障诊断与排除
1.根据故障现象和所用设备，进行相关资料搜集整理
2.分析引起故障现象的原因，在教师指导下制定维修计划和方案
3.运用常用的测量工具，对故障线路进行检测
4.对系统参数和PLC程序校对，并能够排除故障
5.对本次检修方案进行汇报（分小组），学生互评
1.数控机床电气原理图的识读
2.数控机床电气控制电路分析
3.安全用电常识
4.数控系统参数设置
5.数控机床功能PLC编程
6.数控机床故障维修的一般流程
7.数控系统DOS指令的应用
8
4．实施建议
4.1师资队伍
1.本课程是一门理实一体化课程，要求教师既能进行理论教学，又能进行实践教学辅导，尤其是对行动导向教学法要有一定的研究。
2.承担本课程的教师以团队形式进行授课，以弥补教师在理论教学或实践教学的不足。
并可以请企业的兼职教师讲授相关案例及企业文化，给学生留有一定的拓展空间。
教学团队以2-4名教师为宜。
4.2教材及相关资源
本课程是按照工作过程系统化开发设计的一门课程，尚没有相应的教材，故应与企业人员共同进行教材建设。
应围绕数控机床应用人员工作岗位所需的知识、技能、素质要求，本着精华理论、突出重点、强化技能的原则，突出适应性、针对性、应用性和可持续发展性等特点，结合学生的认知规律，进行工作过程系统化的教材建设及教学资源开发建设。
同时，我们还要进行学习任务、引导课文、多媒体课程等教学辅助资源的再次开发，本着工作过程导向、任务驱动的教学模式，建立教学辅助资库、网络教学资源等，为学生自主学习提供条件。
4.3教学组织模式
《数控机床故障诊断与维修》课程涉及到数控机床的工作过程、电气控制、可编程控制器、数控系统等多方面知识，在加强实践教学的同时，也加强学生理论知识的实际应用的理解。
教学模式为理实一体课程，同时也加强学生培养工学结合的能力，通过对合作开发企业长春数控机床有限公司、华中数控机床有限公司的实际参观实习，使学习与实际工作岗位和工作过程紧密联系。
表3教学组织模式
理论教学
实践教学
教学环境要求
教室：
配备多媒体设备
数控机床维修实训室
教学材料要求
多媒体课件、视频资料
数控机床故障诊断与维修指导书
教学组织模式
理论教学在实验室以班级为单位由指导教师集体讲授，同时与实验台上的实物相对照着学习
分组实验、巡回指导
4.4教学方法与手段
《数控机床故障诊断与维修》是一门实践性很强的课程，为突出课程的实践性和职业性，本课程倡导教学方法的多样化。
力图通过教师、学生和企业兼职教师密切配合，综合运用各种方法共同完成学习目标与任务。
本课程主要采用项目导向、任务驱动法方法，辅助采用案例教学、学生互评、学生实操等方法。
（1）项目导向、任务驱动
在课程中根据不同企业数控机床维修需要，选定数控机床可能出现的各种故障项目，以此为导向，让学生完成数控机床故障诊断与排除的整个过程，以培养学生正确判断数控机床的故障并排除的技能。
结合学院和专业的现有教学和实训条件，以数控机床应用人员在加工生产过程中常见的典型故障案例为载体，通过——确认故障现象（资讯）、分析故障产生原因（计划）、检测故障部位并排除故障并总结故障维修过程（实施）、小组互评、学生自评教师点评（评价）的工作过程设计课程教学。
（2）学生互评
每完成一个故障排除任务，各组同学进行互评，相互查缺补漏，以达到知识互补，培养团队协作能力。
（3）案例教学
在课堂引入大量的案例进行教学，使学生对各类数控机床故障的排除方法有充分的了解。
4.5教学考核与评价
本课程的每一学习项目都是一个完整的工作任务。
在学习过程中，每一学习情境都对学生进行考核，以加强对学生自主学习的引导。
随着学习进程的不断深入，学习内容难度越来越大，知识涵盖内容越来越广，综合应用能力要求越来越高，相应的考核项目与学习内容相对应，可直接反映出学生对知识、能力的整体掌握情况。
最终通过八个学习项目考核的总评得出学生成绩。
表4学习项目考核评价表
评分内容
评价目标
评分标准
评价方式
评价权重
出勤状况
保证学生参与课程学习
100分
以100分为基础，按出勤占学习项目百分比评定成绩
占学习项目总分值20%
学习、工作表现
考核学生参与课程学习的态度
100分
以100分为基础，按小组评价30分、教师评价40分、小组互评30分评定成绩
占学习项目总分值20%
知识、技能掌握
考核学生学习效果
100分
以100分为基础，按小组评价30分、教师评价40分、小组互评30分评定成绩
占学习项目总分值30%
任务完成情况
考核学生学习效果
100分
以100为基础，按小组评价30分、教师评价40分、小组互评30分评定成绩
占学习项目总分值30%
创造性学习
考核学生创新意识
10分
以10分为上限，奖励在学习、实践上有突出表现和特色做法的学生
在学习项目总分上加上此分值，为最终学习项目分数
综合得分
学习项目分数=出勤状况×20%+学习、工作表现×20%+知识、技能掌握×30%+任务完成情况×30%+创造性学习
总评成绩
总评成绩=项目1*5%+项目2*5%+项目3*10%+项目4*15%+项目5*20%+项目6*5%+项目7*40%
本课程强调考核形式的多样性，考核控制的过程性，考核目标的综合性，采用过程性评价和结果评价相结合的考核方法。
学生学习要教师评价和学习者互评相结合、过程评价和结果评价相结合、课内评价和课外评价相结合、理论评价和实践评价相结合。
由老师结合考勤情况、学习态度、操作规范、任务完成情况，综合评定学生成绩。
注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生给予特别鼓励。
数控教研组
2013年8月
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