数控机床故障诊断与维修.docx

1、数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修教学大纲课程编码：04040305课内学时：84适用专业：数控技术开课学期：第四学期课程名称：数控机床故障诊断与维修课程类型：专业核心课开课单位：汽车工程学院大纲撰写人： 一、课程的性质与任务（一）本课程的性质本课程是数控技术专业核心能力课程, 专业必修课程。通过诊断与排除数控加工过程中 典型故障的工作过程, 采取工作过程导向、任务驱动的教学模式，提升学生保证数控生产加 工顺利进行的职业岗位能力, 同时拓展学生数控机床维护、维修、调试和检测的能力, 使学 生能够诊断与排除数控机床使用过程中经常出现的典型故障, 初步具备由操作员转职为维修员的岗位迁移能

2、力。（二）、课程任务与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操作能力的基础上, 通过诊断与排 除六个数控机床典型故障的工作过程, 使学生具备排除常见故障的能力, 保证生产任务顺利 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,养成自主学习的习惯和自 我发展的意识。1、知识目标1）了解数控技术发展的前沿；2）掌握数控系统的组成；3）熟悉数控机床电气原理图,了解数控机床原理；4）掌握数控机床主要电子元件的功能；5）熟悉数控机床的机械结构；6）掌握安全用电知识；7）了解数控机床报警信息；8

3、）了解数控机床报警信息；9）掌握数控机床上电动作过程；10）掌握数控机床急停控制回路；11）掌握数控机床进给伺服系统的工作原理、连接方法；12）掌握数控机床刀架系统的控制原理、动作过程；13）掌握数控机床加工精度下降的原因；14）掌握数控机床主轴转速不正确的原因；15）掌握数控机床故障排除的一般工作过程；16）掌握数控机床故障排除的常用方法。2、能力目标1）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;2）数控机床日常维护能力；3）确认故障现象,调查故障现场,收集故障信息的能力；4）分析故障产生原因,制定维修方案的能力；5）检测、定位故障产生部位并排除故障的能力；6）正确修复、备份系

4、统文件、调整相关系统参数的能力。3、素质目标1）良好的职业道德和职业习惯;2）熟练的职业技能、较强的创新意识;3）良好的语言文字表达能力、沟通能力、团队协作精神;4）安全操作意识;5）严谨踏实的工作作风。4、其他目标1）养成自主学习的习惯和自我发展的意识；2）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岗位迁移能力。三、教学内容本课程采用工作过程导向、任务驱动的教学模式,使学生在做中学、学中做,融“知识、技能、素质”培养为一体。1、学习内容:数控技术发展的前沿,数控系统的组成,数控机床电气原理图, 数控机床工作原理,数数控机床工作原理,数控机床系统参数,数控机床故障诊断与排除的工作过程。

5、表1学习情境描述序号学习请境项目名称任务描述知识能力素质学时1排除“系统 上电后没反 应”故障1.收集数控机床上电后没反 应故障的相关信息2.分析数控机床上电后没反 应故障产生的可能原因3.制定数控机床上电后没反 应故障维修方案4.使用万用表检测电源电路, 并维修电路或更换元件5.备份、修复系统文件6.整理相关资料, 写出小组评 估结论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1.分析数控机床 电源电路能力2.检测数控机床 电源电路能力3.制定数控机床 故障维修方案的 能力4.备份、修复数 控系统能力5.归纳总结

6、、资 料整理能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力162排除“机床 开机后急停 且不能复 位”故障1.根据故障现象进行相关资料搜集整理2.分析引起故障现象的原因,制定维修计划和方案3.使用测量工具, 对故障线路 进行检测,对系统参数和PLC 的输入和输出与复位相关的因素进行校对,并能对 出现的问题进行分析判断, 修正完善维修方案4.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.急停回路的原 理、组成3.数控机床PLC检测功能4.数控系统参数 设定5.PLC输入输出 点位知识1.分析数控机床 急停回路的能力

7、2.检测与修复急 停回路线路能 力;3.恢复数控系统 参数能力4.校 对 及 分析PLC能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力143排除“机床 回参考点超 程”故障1.收集回参考点控制过程的相关信息及故障产生的相关信息;2.分析机床回参考点故障类 型,以及故障原因3.制订机床回参考点超程故 障的维修方案4.方案实施, 进行故障现象排 除5.试机检查6.整理相关资料, 写出小组评 估结论1.机床回参考点 的控制过程2.机床行程开关 的作用3.数控系统参数 的作用4.数控机床参考 点位置的确定5.数控机床回参 考点的作用1.正确连接行程开关线

8、路的能力2.正确分析机床回参考点过程的能力3.正确设置数控 系统参数的能力4.正确设置参考 点位置的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力144排除“刀架 不能锁紧”故障1.收集数控车床“刀架不能锁 紧”故障的相关信息2.分析数控车床“刀架不能锁 紧故障产生的原因3.制定数控车床“刀架不能锁 紧”故障维修方案4.使用万用表独立检测刀架 的主电路与控制电路,并维 修电路或更换元件5.正确备份 PLC控制参数、 修复系统文件,修复后 PLC控制参数正常6.整理相关资料, 写出小组评 估结论1.可转位刀架的 基础知识2.可转位刀架换 刀动作的工

9、作 过程3.可转位刀架控 制线路4.刀架换刀相关 参数设置5.PLC点位动作 相关动作时序 控制1.正确识别刀架 类型的能力;2.正确检测刀架 换刀控制线路的 能力3.正确设置刀架 参数的能力4.观 测 及 分 析PLC动作的能力5.检测换刀操作?PLC?程序的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力145排除“加工 时轮廓过象 限出现接刀 痕”故障1.收集机械部件对加工精度 影响的相关信息2.讨论机床加工时有反向间 隙时会出现哪些现象3.制订“加工时轮廓过象限存 在接刀痕”故障的维修方案 流程4.方案实施, 进行故障现象排 除5.试机检查

10、6.整理相关资料, 写出小组评 估结论1.数控机床反向间隙产生的原因2.滚珠丝杠副的特点3.反向间隙的测量方法4.反向间隙的调整方法5.伺服参数设置1.安装与调整滚 珠丝杠副的能力2.测量反向间隙 的能力3.利用系统参数调整反向间隙的能力4.正确设置伺服参数的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力146排除“螺纹 不能加工”故障1.熟悉数控机床维修的工作 流程2.收集螺纹不能加工故障的 相关信息3.分析数控机床螺纹不能加 工故障产生的可能原因4.制定故障维修方案5.使用万用表、 示波器独立检 测主轴电路、主轴编码器6.整理相关资料, 写出

11、小组评估结论1.主轴转速的相 关参数2.主轴编码器的 作用、特点3.主轴驱动装置4.示波器的使用方法5.主轴转速的调整方法1.正确连接、检测主轴线路的能力2.正确调整主轴转速的能力3.正确调整主轴 相关参数的能力1.安全生产 意识2.团队协作 精神3.良好的职 业习惯4.语言文字 表达能力5.沟通能力14四、教学设计结合学院和专业的现有教学条件,以数控机床经常出现的典型故障为载体,通过确认故障现象、调查故障现场、收集故障信息(资讯)、分析故障产生原因(计划)、制定故障维修方案(决策)、检测故障部位并排除故障(实施)、整理资料并总结故障维修过程(检查) 、 小组互评、学生自评教师点评(评价)的工

12、作过程设计课程教学。表2学习情境设计学习情境1排除“系统上电后没反应”故障总学时:19项目描述华中数控系统是市场上常见的国产数控系统,通过检测与排除华中数控系统数控车床上电后没反应故障的过程,使学生掌握安全用电常识和数控机床维修的工作流程,能够识别和检测电源电路,修复系统文件,使学生初步具有排除数控机床电源故障的能 力能力目标方法能力确认故障现象,调查故障现场,收集故障信息的能力 分析故障产生原因,制定排除故障方案的能力检测、定位故障并排除故障的能力整理资料、自我总结提高的能力 自我评价和评价他人的能力社会能力团队协作能力 交流沟通能力 组织能力 表达能力专业能力学生能够按照安全操作规程进行电

13、路检测 学生能正确识别电源电路,且明确电源电路元器件的功能学生能使用万用表独立检测电源电路,且检测结果要正确学生能使用万用表独立检测电源电路,且检测结果要正确教学资料教学过程方案、学习情境任务书、故障维修方案表、数控机床连接与调试说明书等教学环境工具电笔、万用表教学方法 与 学习方法教学方法:头脑风暴、故障现场观察法、引导课文法、任务驱动法学习方法:小组讨论、分工实施、小组自评、小组互评、规范填写工艺文件教学组织 形式学习方法:小组讨论、分工实施、小组自评、小组互评、规范填写工艺文件考核与评价过程考核、综合评价项目/子情境/任务任务一收集故障信息、分析故障原因、制定工作方案学时9教学资料数控机

14、床电气原理图、教学过程方案、引导课文、多媒体课件教学方法故障现场观察法、头脑风暴法、小卡片法、张贴板法、多媒体演示、小组讨论法能力目标正确识别数控机床电源电路的能力 正确分析电源电路的能力 正确备份、重装系统文件的能力制定维修工作计划与工作方案的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力知识目标了解数控机床的基本信息 掌握数控机床电源电路 了解电源电路中相关元器件的作用教学过程及手段教师活动讲解、组织学生分析、组织学生收集信息、指导学生收集信息学生活动收集机床故障信息、识别电源电路、收集机床基本信息、回答引导问题、填写工作任务检查单阶段成果引导问题回答、工作任务检查单任务二排除故障现象、检查工作

15、质量、修正工作方案学时7教学资料机床电气原理图、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单、多媒体课件教学方法小组讨论法、共性问题指导法、任务驱动法能力目标根据电源电路不同位置故障会产生何种故障现象的分析能力团队协作能力 组织能力 正确使用电笔、万用表等电工工具的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力时时总结修改完善工作方案的能力正确修复系统文件的能力 安全操作的能力知识目标掌握安全用电常识 掌握数控机床上电过程 掌握空开、导线、开关电源的功能与作用掌握XS1接口功能教学过程及手段教师活动讲解、引导学生分析故障产生原因、组织小组进行维修学生活动小组根据工作方案、分工实施、进行故障的排除,并时时修

16、正方案不合理之处阶段成果工作任务检查单任务三整理资料、总结评价学时 2教学资料机床电气原理图、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单、多媒体课件教学方法小组汇报、辩论、小组间交流能力目标整理资料、自我总结提高的能力 初步形成排除数控机床故障的方法能力自我评价和评价他人的能力 交流沟通能力 表达能力知识目标加深理解数控机床电源电路、深入分析电源电路数控机床上电故障产生的原因教学过程及手段教师活动组织学生进行工作汇报、评价学生工作效果、总结工作学生活动整理资料、小组选派代表汇报、评价其它小组、总结得出更好的工作方案阶段成果工作任务检查单、汇报PPT、心得体会记录学习情境2排除“机床开机后急停且不能

17、复位”故障 总学时:11项目描述急停是数控机床操作工人在加工过程中遇到的一种最常见的故障。通过对该故障检修过程的学习,使学生明确电气故障检修的一般过程,明确数控机床检修与普通机床检修的异同,了解数控系统和 PLC中相关软、硬件与急停回路和复位条件的关系,使学生着重掌握从图纸分析,到工量具选用,再到查找元件和相关线路,进行检测维修的工作过程能力目标方法能力确认故障现象,调查故障现场,收集故障信息的能力 分析故障产生原因,制定排除故障方案的能力检测、定位故障并排除故障的能力整理资料、自我总结提高的能力 自我评价和评价他人的能力社会能力团队协作能力 交流沟通能力 组织能力 表达能力专业能力学生能正确

18、识别急停回路,且明确急停回路中元器件的结构、功能学生能使用万用表独立检测急停回路,且检测结果要正确,检测方法要适宜学生能正确连接急停回路; 学生能够正确分析、判断造成机床急停的原因学生能够正确观测PLC状态,判断故障产生大致位置学生能正确检测维修急停故障教学资料教学过程方案、学习情境任务书、故障维修方案表、数控机床连接与调试说明书等教学环境工具电笔、螺丝刀、万用表教学方法 与 学习方法教学方法:建立工作小组、故障现场观察、引导课文、任务驱动学习方法:小组讨论、分工实施、小组自评、小组互评、规范填写工艺文件教学组织 形式建立工作小组、整体讲解、个别指导、以小组为单位完成工作任务考核与评价过程考核

19、、综合评价项目/子情境/任务任务一收集故障信息、分析故障原因、制定工作方案学时5教学资料数控机床电气原理图(急停回路) 、教学过程方案、引导课文、多媒体课件教学方法故障现场观察法、头脑风暴法、小卡片法、张贴板法、多媒体演示、小组讨论法能力目标正确识读急停回路的能力 正确分析数控机床急停回路的能力通过PLC状态检测急停故障原因的能力 组内、小组间、小组与教师交流沟通能力知识目标掌握急停回路的功能、原理 掌握PLC状态检测的功能及操作方法掌握数控机床输入、输出端子板管脚功能 掌握行程开关、急停按钮的结构、原理教学过程及手段教师活动讲解、组织学生分析、组织学生收集信息、指导学生收集信息学生活动收集机

20、床故障信息、识别急停回路、收集急停故障产生原因相关信息、小组讨论急停故障产生的原因、回答引导问题、填写工作任务检查单阶段成果引导问题答案、工作任务检查单任务二排除故障现象、检查工作质量、修正工作方案 学时4教学资料机床电气原理图(急停回路)、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单教学方法小组讨论法、共性问题指导法、任务驱动法能力目标数控机床急停回路的分析能力 正确使用万用表等电工工具检测急停回路的能力正确运用PLC状态显示功能判断急停故障原因的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力 时时总结修改完善工作方案的能力安全操作的能力知识目标掌握急停回路检测方法 数控机床输入、输出接口的作用掌握PL

21、C状态检测的功能及操作方法教学过程及手段教师活动讲解、引导学生分析故障产生原因、组织小组进行维修学生活动小组根据工作方案、分工实施、进行故障的排除,并时时修正方案不合理之处阶段成果引导问题回答、工作任务检查单任务三整理资料、总结评价学时2教学资料机床电气原理图、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单、多媒体课件教学方法小组汇报、辩论、小组间交流、教师评价能力目标整理资料、自我总结提高的能力 初步形成排除数控机床故障的方法能力自我评价和评价他人的能力 交流沟通能力 表达能力知识目标掌握急停信号产生原因 掌握分析急停故障的一般方法教学过程及手段教师活动组织学生进行工作汇报、评价学生工作效果、总结工

22、作学生活动整理资料、小组选派代表汇报、评价其它小组、总结得出更好的工作方案阶段成果工作任务检查单、汇报PPT、心得体会记录学习情境3排除“机床回参考点超程”故障总学时11项目描述数控机床返回参考点是机床操作的重要组成部分,机床只有正确执行返回参考点的动作才能进行其他的操作,机床也才能按程序加工出合格的零件。现在机床常用回参考点的方法是栅点法,经常出现因减速开关问题而使机床不能回参考点的故障。通过实践华中数控系统的CAK6136数控车床“CK6136数控车床无法返回参考点”故障的检测与排除的全过程,使学生掌握数控机床返回参考点的原理及其调整方法,进而掌握数控机床故障排除的流程能力目标方法能力确认

23、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,制定排除故障方案的能力检测、定位故障并排除故障的能力整理资料、自我总结提高的能力 自我评价和评价他人的能力社会能力团队协作能力 交流沟通能力 组织能力 表达能力专业能力学生能使用工具正确连接、调试数控机床行程开关线路学生能够正确分析回参考点超程现象产生的原因并排除故障现象学生能够正确设置数控系统回零相关参数,保证机床正常运行。教学资料教学过程方案、学习情境任务书、故障维修方案表、数控机床连接与调试说明书等教学环境工具万用表、螺丝刀教学方法 与 学习方法教学方法:建立工作小组、故障现场观察、引导课文、任务驱动学习方法:小组讨论、分工实

24、施、小组自评、小组互评、规范填写工艺文件教学组织 形式建立工作小组、整体讲解、个别指导、以小组为单位完成工作任务考核与评价过程考核、综合评价项目/子情景/任务任务一收集故障信息、分析故障原因、制定工作方案学时5教学资料数控机床电气原理图、教学过程方案、引导课文、多媒体课件教学方法故障现场观察法、头脑风暴法、小卡片法、张贴板法、多媒体演示、小组讨论法能力目标正确判别回参考点故障的能力 正确分析回参考点故障产生原因的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力知识目标掌握数控机床回参考点的作用、控制过程 掌握回零信号产生及传送过程掌握数控系统回零参数的作用教学过程及手段教师活动讲解、组织学生分析、组织

25、学生收集信息、指导学生收集信息学生活动收集机床故障信息、识别回参考点控制信号线路、小组讨论回参考点故障的形式、回答引导问题、填写工作任务检查单阶段成果引导问题答案、工作任务检查单任务二排除故障现象、检查工作质量、修正工作方案学时4教学资料机床电气原理图、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单教学方法小组讨论法、共性问题指导法、任务驱动法能力目标正确检测回零信号线路的能力 通过设置系统参数、修复线路等方法排除回参考点故障现象的能力团队协作能力 组内、小组间、小组与教师交流沟通能力时时总结修改完善工作方案的能力 安全操作的能力知识目标掌握数控机床回零线路的连接与检测方法 掌握机床回零故障的分析方法

26、掌握回零参数的功能及设置方法教学过程及手段教师活动讲解、引导学生分析故障产生原因、组织小组进行维修学生活动小组根据工作方案、分工实施、进行故障的排除,并时时修正方案不合理之处阶段成果工作任务检查单任务三整理资料、总结评价学时2教学资料机床电气原理图、引导课文、教学过程方案、工作任务检查单、多媒体课件教学方法小组汇报、辩论、小组间交流能力目标整理资料、自我总结提高的能力 初步形成排除数控机床故障的方法能力自我评价和评价他人的能力 交流沟通能力 表达能力知识目标掌握分析机床回参考点故障的一般方法 掌握排除机床回参考点故障的一般流程教学过程及手段教师活动组织学生进行工作汇报、评价学生工作效果、总结工

27、作学生活动整理资料、小组选派代表汇报、评价其它小组、总结得出更好的工作方案阶段性成果工作任务检查单、汇报?PPT、心得体会记录学习情境4排除“刀架不能锁紧”故障总学时11项目描述刀架是数控系统完成金属切削加工部分,刀架工作不正常,势必不能完成加工任务, 所以刀架的故障维修也应足够重视。 通过实践华中数控系统的?CAK6136数控车床刀架不能锁紧故障的检测与排除的全过程,使学生掌握刀架的常见故障的维修方法及数控机床维修的工作流程、原则,能够识别和检测刀架的主电路与控制电路,修复系统的PLC控制参数能力目标方法能力确认故障现象,调查故障现场,收集故障信息的能力 分析故障产生原因,制定排除故障方案的

28、能力检测、定位故障并排除故障的能力整理资料、自我总结提高的能力 自我评价和评价他人的能力社会能力团队协作能力 交流沟通能力 组织能力 表达能力专业能力学生能正确识读刀架控制电路,且明确电路元器件的功能学生能使用万用表独立检测刀架控制电路,且检测结果要正确学生能够根据刀架故障现象,正确判断故障产生的原因,并能查找到故障位置学生能通过正确修复刀架控制电路、正确设置参数等方法,排除刀架故障教学资料教学过程方案、学习情境任务书、故障维修方案表等教学环境工具万用表、螺丝刀、键盘、搬手等教学方法 与 学习方法教学方法:建立工作小组、故障现场观察、引导课文、任务驱动学习方法:小组讨论、分工实施、小组自评、小

29、组互评、规范填写工艺文件教学组织 形式建立工作小组、整体讲解、个别指导、以小组为单位完成工作任务考核与评价过程考核、综合评价项目/子情境/任务任务一收集故障信息、分析故障原因、制定工作方案学时5教学资料数控机床电气原理图、教学过程方案、引导课文、多媒体课件教学方法故障现场观察法、头脑风暴法、小卡片法、张贴板法、多媒体演示、小组讨论法能力目标正确判别数控机床刀架系统故障的能力正确分析分析刀架系统故障产生原因的能力组内、小组间、小组与教师交流沟通能力知识目标掌握数控车床换刀操作的动作过程 掌握数控车床换刀操作电气控制过程了解数控机床PLC掌握换刀参数的功能教学过程及手段教师活动讲解、组织学生分析、组织学生收集信息、指导学生收集信息学生活动收集刀架机床故障信息、刀架控制线路、小组讨论刀架故障产生原因、回答引导问题、填写工作任务检查单阶段成果引导问题答案、工作任务检查单任务二排除故障现象、检查工作质量、修正工作方案学时4教学资料机床电气原理图