数控机床故障诊断及维修课程标准.docx
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数控机床故障诊断及维修课程标准
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数控机床故障诊断及维修课程标准（总14页）
《数控机床故障诊断及维修》课程标准
一、课程基本信息
1．课程名称
《数控机床故障诊断及维修》
2．课程类别
职业核心课
3．学时学分
48学时，4学分
4．适用专业
数控技术
二、课程定位
《数控基础故障诊断与维修》的前导课程为《数控车床编程及操作》、《金属材料与热处理》、《数控铣床编程及操作》和《可编程序控制器及应用》。
是数控技术专业针对电气装配工、数控机床调试工、数控机床维修工岗位能力培养的专业核心课程；是机电一体化专业、数控技术专业的必修课程。
通过6个模块知识的学习，培养学生具有数控系统及数控机床的设计、调试、维修保养等技能，使学生在学习的同时又能对完成某项具体工作任务的基本步骤和关键技术环节做到心中有数，最终能达到《数控机床维修工》等职业技能证书的要求，为以后和工作岗位“零距离”对接打下基础。
三、课程目标
《数控基础故障诊断与维修》学习领域（课程）的设置，是以数控机床故障诊断及维修管理的工作过程为导向，以数控实训加工任务为载体，以能力培养为核心，以工学交替为特色，校企紧密合作，工学深度融合，实现培养具有数控机床故障诊断及维修管理能力的高端技能型人才。
（一）总体目标
通过对本课程的学习，拓宽学生的专业知识面，使学生学到与生产实际联系紧密的数控机床故障诊断方面的专业知识，提高学生的综合素质，使学生具备解决数控机床在使用过程中出现问题的初步能力，为学生毕业后从事专业技术工作打基础。
。
同时培养学生具有诚实、守信、爱岗、敬业，善于与人沟通和合作的职业素养，具有分析问题和解决问题的能力，具有从事数控技术加工生产和管理有关工作的责任感，具有良好的职业道德。
（二）具体目标
专业能力目标
社会能力目标
方法能力目标
（1）确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与基本原则；
（2）了解常用数控机床的结构、数控系统、数控伺服系统和数控机床检测系统的工作原理基础；
（3）通过对常见故障特点和发生原因的分析，掌握数控机床故障诊断所必需的理论知识，并配合相关的实验与实训，使学生在理论知识与实践相结合的情况下初步学会用数控机床中常用的检测技术与方法去分析现象，故障定位,并学会用基本方法去排除常见故障。
（1）具有较强的口语表达能力，人际沟通能力；
（2）具有团队合作工作能力；
（3）诚实守信、爱岗敬业，具有数控机床操作维修工的职业情感；
（4）具有择业、就业、转岗和自主创业的能力
（1）收集和处理信息的能力
（2）独立学习新知识、新技术，具有终身学习的能力
（3）制定工作计划并进行实施的能力
（4）能独立进行调查、对比、分析、决策的能力
四、学习情境设计
（一）设计思路
通过广泛的行业和企业调研，校企双方共同参与，分析和数控机床故障诊断及维修有关的职业岗位能力要求，确定典型工作任务，整合序化行动领域，归纳梳理学习情境，形成基于工作任务的系统化的学习领域课程。
1.广泛开展社会调研，全面跟踪企业标准，以实际工作岗位能力需要，确定典型工作任务。
本课程组教师在工作之余，全面跟踪调查泰安市内外各数控加工公司，通过调研泰安泰开集团、泰安航天特种车辆设备厂、泰安泽诚数控公司等大中型机械数控加工生产企业，与行业专家、企业技术员、本专业毕业学生进行交流探讨，对从事数控机床的设计、调试、维修、保养和自主创业等岗位进行分析，根据这些职业岗位的任职要求，确定学生所应具备的职业能力，包括专业能力、方法能力和社会能力，确定本课程的典型工作任务是能够在掌握数控机床系统设备前提下，能够对常见的数控机床故障独立进行判断、诊断和排除。
2.依据数控机床工作原理及典型故障维修工作任务为主线，重组教学内容，实施“教、学、做”一体的模块化教学
教学过程和内容的选择以突出技能培养和职业特色，根据职业资格证考核要求和企业需求，通过一个个训练项目来串联理论和实践知识，通过项目的逐步实施完成对学生技能的培养。
即以岗位技能为主线，以实际工作领域的程序和技术规范将课程内容划分为5个大项目、8个模块（见表1）。
然后再对每一个模块的理论知识进行分割，对技能要求及操作方法进行分解，将其划分为若干的学习任务。
理论学习与技能训练反复交叉，学生有新鲜感，而且感觉学到实在的技能，举一反三，满足学生对数控机床维修技术技能的掌握。
3.以完整的工作过程为导向，设计学习情境
遵循高等职业院校学生的认知规律，充分考虑其实用性、典型性、趣味性、可操作性以及可拓展性等因素，紧密结合专业能力和职业资格证书中相关考核要求，确定本学习领域（课程）各相关学习情境的具体内容。
在学习领域（课程）内容的构建过程中，注重情境性、科学性和人本性这三个结构性原则的平衡与互补，考虑知识点的合理分配以及知识结构和学习能力的循序渐进，由简到繁，设计了8个学习情境。
（二）学习情境划分及课时分配
表1学习情境划分及课时分配
项目
学习情境
子学习情境
理论课时
实践技能培养
课时
数控机床电气装调
1.数控车床电气识图与原理分析
电气识图---电气图常用符号
认识数控机床电气原理图符号
1
电气原理图的识读及导线电缆
掌握电气图国家规范
1
2.数控车床试验台组成接线
配线技术通电试车
识读电气装配图，
2
数控试验台安装调试
完成机床各部件组装接线
10
数控机床机械调试与维修
3.机械传动系统故障定位与维修
数控机床结构与进给系统机械传动部件
熟悉部件的种类熟悉安装方法
2
直线导轨及液压气压传动
掌握直线导轨液压传动工作原理
2
机械传动系统的维修
独立判断机械传动故障
2
4.刀架控制系统故障诊断与维修
刀架机械结构及电气控制
掌握刀架工作原理
2
刀架故障诊断及维修
熟练分析换刀故障
4
驱动部分故障诊断与维修
5．主轴部件故障诊断与维修
主轴机械传动形式及电气控制
对主轴结构部分故障进行分析
2
主轴机械部件维护与故障诊断
掌握主轴控制的要求和方式
4
6．进给伺服系统电气故障诊断与维修
典型伺服系统分类及性能
掌握伺服驱动部分的组成结构
2
位置检测装置及机械部分故障诊断与维修
掌握对伺服驱动分析方法
4
PLC功能故障诊断与调整
7．PLC故障诊断与调整
典型PLC分析
了解PLC梯形图设计
2
典型PLC调整
了解PLC程序在机床控制面板上的应用
2
数控机床验收及精度检验
8.数控机床验收及精度检验
数控机床验收
掌握常用的数控机床验收项目
2
数控机床精度检验
掌握常用的数控机床精度检验项目
2
合计
48
顶岗实习
6个月
（三）学习情境描述
学习情境1
数控车床电气识图与原理分析
学时数
2
学习目标
1．能够认识数控机床电气原理图的各种元件符号
2．掌握电气原理图的国家标准与规范要求。
3．能够识读电气装配工艺卡
学习内容
知识点
技能点
1．电气图常用的符号
1．会选择常见的数控机床元件
2．电气图的识读
2．具有数控机床电气原理图的绘制和识读的能力
3．导线和线缆
教学方法
分组讨论教学法、启发式、形象化教学法
教学条件
教室多媒体、教学课件、任务工作单
考核与评价
1．电气图识读目标的制定
2．电气图分析利用能力
3．语言表达能力
4．工作态度
5．文字表达写作能力，完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验，
2．具备数控维修基本理论知识和相关技能，能根据教法设计情境。
3．能按教学设计来控制与指导整个项目的进程
学习情境2
数控车床试验台组成接线
学时数
12
学习目标
1．能够了解数控系统各组成部分及相关硬件接线连接原理
2．能够掌握数控机床组装操作规范。
3．学会线路连接的一般程序及主要技术环节
4.掌握线路连接过程中的用电安全注意事项
学习内容
知识点
技能点
1．能够认识数控机床电气原理图
1．能够根据电气原理图完成机床各功能
2．掌握机床电气图国家标准
2．会对装配后的动能部件进行调试。
3．了解数控系统各组成部分及相关硬件的连接原理。
3．能够排除调试过程中出现的故障。
4．能够掌握数控机床组装操作规范。
教学方法
现场示范教学法、任务教学法
教学条件
示范作物、教学基地、教室多媒体、教学课件、任务工作单
考核与评价
1．引种方案的制定
2．选择育种的技术能力
3．杂交授粉技术和方法能力
4．工作态度
5．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
学习情境3
.机械传动系统故障定位与维修
学时数
6
学习目标
1．掌握数控机床的结构
2．掌握进给系统机械传动部件的工作原理
3．直线导轨及液压气压传动
学习内容
知识点
技能点
1．数控机床滚珠丝杠螺母副的工作原理
1、熟练分辨部件种类，熟悉安装方法
2．静压导轨及液压气压传动工作原理
2、熟练讲述元件的构造
教学方法
案例教学法、任务教学法
教学条件
教室多媒体、教学课件、任务工作单
考核与评价
1．熟练分辨部件种类，熟悉安装方法分析能力
2．熟练讲述元件的构造技术能力
3．语言表达
4．工作态度
5．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
学习情境4
刀架控制系统故障诊断与维修
学时数
6
学习目标
1．掌握刀架工作原理
2．掌握常见4工位刀架结构及控制过程
3．掌握刀架故障及维护方法
学习内容
知识点
技能点
1．刀架机械结构
1．独立完成常见的数控机床刀架故障判断方法。
2．刀架电气控制
3．刀架故障及维护
4．华中数控刀架控制系统故障维修
教学方法
案例教学法、任务教学法、直观教学法
教学条件
教学基地、教室多媒体、教学课件、任务工作单
考核与评价
1．判断刀架故障技术能力
2．排除刀架故障技术能力
3．查阅资料、分析信息能力
4．语言表达组织能力、工作态度
5．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
学习情境5
主轴部件故障诊断与维修
学时数
6
学习目标
1掌握主轴机械传动形式及电气控制工作原理
2掌握主轴机械部件维护与故障诊断方法
学习内容
知识点
技能点
1．对主传动的基本要求
1．熟练讲述主轴结构
2．主传动的形式
2．对主轴部分出现故障进行分析
3．主传动的性能要求
3．对主轴故障能够排除
4．电主轴及高速主轴部件
5．主轴电气控制及主轴机械部件维护及诊断
教学方法
现场教学法、案例教学法、任务教学法、直观教学法
教学条件
示范作物、教学基地、教室多媒体、教学课件、任务工作单
考核与评价
1．判断主轴故障部位的技术能力
2．对主轴部分出现故障进行分析的能力。
3．查阅资料、分析信息能力
4．语言表达组织能力、团队合作能力
5．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
学习情境6
进给伺服系统电气故障诊断与维修
学时数
6
学习目标
1掌握常见典型伺服系统分类及性能
2掌握位置检测装置及机械部分故障诊断与维修方法
3．掌握伺服驱动部分组成结构
4．掌握伺服驱动一般的调整手段及控制参数的含义
5．掌握对数控机床故障分析的方法。
学习内容
知识点
技能点
1．伺服系统应具备的基本性能
1．独立队伺服进给部分进行调整
2．伺服系统的分类
2．独立对回零及偏移进行调整
3．典型进给伺服系统
3．对数控机床上出现的一些报警故障进行排查
4．伺服进给的位置检测装置
5．伺服进给系统的故障诊断与维修
教学方法
现场教学法、案例教学法、任务教学法、直观教学法
教学条件
示范作物、教学基地、教室多媒体、教学课件、任务工作单
考核与评价
1．独立对回零及偏移进行调整能力
2．对数控机床上出现的一些报警故障进行排查能力
3．查阅资料、分析信息能力
4．语言表达组织能力、工作态度
5．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
学习情境7
PLC故障诊断与调整
学时数
4
学习目标
1．掌握PLC配套软件的功能
2．了解PLC程序的设计
学习内容
知识点
技能点
1.数控机床典型PLC分析
1．独立安装PLC软件
2．PLC程序的查阅及调整
2．了解修复控制面板功能设置
教学方法
现场教学法、案例教学法、任务教学法
教学条件
示范作物、教学基地、实验实训室、任务工作单
考核与评价
1．独立安装PLC技术能力
2．修复控制面板技术能力
3．团队合作能力
4．语言表达组织能力、工作态度
5．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
学习情境8
数控机床验收及精度检验
学时数
4
学习目标
1.数控机床验收
2.数控机床精度检验
学习内容
知识点
技能点
1．了解国内外数控系统的性能、特点
1．能对数控机床进行通电试车
2．熟悉数控机床的验收方法
2．能用常用工具测量数控机床几何与定位精度。
3．熟悉数控机床几何、定位精度测量方法。
3．会撰写机床验收报告
4．掌握数控机床日常维护的操作规程。
教学方法
现场教学法、案例教学法、任务教学法
教学条件
校外合作企业仓库、教学基地、实验实训室、任务工作单
考核与评价
1．查阅资料、分析信息能力
2．语言表达组织能力、工作态度
3．完成任务情况及效果
学生知识能力要求
有一定的数控车知识、数控铣知识、机械制造技术知识；具有查阅资料，搜集、分析信息的能力
教师知识能力要求
1．具有在机械加工行业企业2年以上实践经验
2．具备机械加工基本理论知识和相关技能
3．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
4．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题
五、教学建议
（一）课程教学模式
为了体现“以就业为导向、以岗位为依据、以能力为本位”的教育思想，培养学生的就业竞争力，使学生真正掌握工作所需的实际工作能力，将理论知识与实践知识融为一体，传授知识与动手实践融为一体，课堂教学与现场教学融为一体，实现“教、学、做”一体化，在教学中讲《数控机床故障诊断及维修》学习情境与生产相结合，有针对性的形成“典型任务、任务驱动、学做结合”的教学模式，让学生进入车间，让学生进入企业。
实现企业的全真情境教学，全面实现数控技术技术专业“四段式循环递进”工学结合人才培养模式。
（二）教学方法
教学中根据学习领域、工作任务和学生特点，采取灵活多样的教学方法，主要有：
1.直观教学法。
让学生进入车间见习，观察实际生产加工环节。
充分调动学生学习的积极性。
2.案例教学法。
在教学中，选取典型生产实践问题作为案例教学。
例如刀架故障为例、主轴旋转不稳定为例；典型问题如“如何解决刀架旋转错位如何控制PLC输入输出信号”等案例收集整理后，用于课程内容的教学。
全面掌握，又能突出重点，让学生直接通过案例学习和分析获得岗位经验，训练职业思维能力。
3.采用职业角色工作任务教学方法。
让学生以数控机床操作及维修技术员的角度按不同的生产阶段提出工作计划，明确工作任务和措施、方法，同时设置一定的生产问题，让学生探索研究加以解决，让学生以职业人的身份有意义学习，加快职业素质的形成。
4.项目教学法。
根据工作任务和课程内容，把一些相对独立的内容设置成不同的具体项目，以项目和工作任务为载体进行教学过程的实施。
项目实施过程中涉及的原理性知识、技术知识知识由教师引导，学生完成收集信息、设计方案并进行项目实施，培养了学生独立工作和创造能力
5.生产现场教学：
任务的选择以生产现场的真实任务为载体，任务实施过程中，学生以企业实习技术人员身份进入企业，教师或兼职教师在生产现场进行现场教学，实现全真情境教学，增强学生的感性认识，加强对核心知识的掌握和理解，提高其职业技能。
（三）教学条件
1．师资队伍
要想培养出产教结合的高技能型应用人才，就必须有一支适应产业、企业发展要求的“双师型”骨干教师队伍来支撑。
强化教师在校内外的实践教学能力，鼓励专职教师和兼职教师考取相关专业资格证书，扶持有能力的教师进行科学研究开发，用科学技术知识为企业员工开展岗位技能培训，帮助企业解决技术难题，满足了企业需要的同时，提升了教师的实践生产技能，实现“校企双赢”。
同时，根据专业、课程与行业职业标准对接的需要，引进具有企业生产、服务、管理丰富经验的专业技术人才和能工巧匠，参与课程设置、专业建设指导，提高专业办学水平。
2．教材
针对高职教育学生“够用，实用”为原则，课程组教师利用假期到企业进行顶岗指导实习之际进行市场调研，联合企业、行业技术人员和专家分析学生就业岗位所需能力标准，根据岗位能力标准进行课程标准和计划的编制，选择沈军达主编的《数控机床故障诊断及维修》。
即适合高职教育，又可作为企业指导生产的专业书籍。
使学校和企业、课程与产业联系更加紧密，达到教学过程与企业生产过程相对接，对学生考核标准与其职业标准相对接。
3．教学实训条件
（1）校内实训室：
数控维修实训室具有华中数控实验台4台，及电工技师实验台、各种电机仪器等，可满足40名学生学习。
（2）校内实训基地：
学院有两处生产加工车间，具有数控车、数控铣床设备40余台。
能满足学生的生产实践，培养学生自主学习、动手能力、观察表达能力、创新能力及环保意识等方法与社会能力。
（3）校外实训基地：
泰安高开设备公司。
泰安航天特种车辆厂。
泰安丰泰有限公司。
六、课程考核与评价
在考核评价中依据评价范围的全面性、评价指标的系统性、评价主体的多样性、评价方法的综合性的原则，采用阶段考核、过程考核与结果考核的考核形式；即一个学生的成绩可以分为过程考核分（60%）、平时考核分（10%）和结果性考核分（30%）。
其中过程性考核主要在完成典型工作任务过程中，学生的各生产阶段成果质量；生产方案设计、技术报告撰写；操作规范熟练程度等方面，这部分可以有教师、企业技术人员和学生进行互评。
平时考核主要考核学生的课堂表现（出勤率、发言等）和职业素质（社会责任感、沟通能力和团队协作能力），有教师评定和学生自评相结合。
理论知识和技能考核构成结果性考核。
此种考核方式促进了学生对工作过程的理解和掌握，大大提高了学生自主学习的积极性。
七、参考文献
1.宗国成、尹昭辉，数控机床维护与常见故障分析，北京：
机械工业出版社出版社，2009。
2.孙康龄等，电气控制与PLC应用，北京：
中国农业出版社，2008。
3.陈建明，朱晓东等，电气控制与PLC应用，北京：
电子工业出版社，2007。
4.陈亭志等，数控机床的电气维护与检查，北京：
电子工业出版社，2011。
5.华中数控客户数控维修培训教材，2007
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