数控机床电气控制教学大纲.doc

数控机床电气控制教学大纲数控技术专业（专科）数控机床电气控制教学大纲（终审稿）2006年6月第一部分 大 纲 说 明一、课程性质、目的和任务本课程属于数控技术及应用专业(二年制)的专业课，是一门理论和实践相结合的课程。通过本课程的学习，应使学生在理论上初步掌握机床电气控制系统的结构组成、工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识，为学习后续课程和专业知识奠定理论基础；实践上能对数控机床电气控制系统工作原理进行分析，初步具有认知、测试及设置数控机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修数控机床打下较坚实基础。二、与相关课程的衔接、配合、分工本课程是数控技术专业的必修专业核心课程，前期课程为电工电子技术。电工电子技术是数控技术专业电学基础知识课程，其内容包括电路基础、电机、继电逻辑控制、模拟电路和数字电路，掌握该课程的知识，为本课程的学习奠定了基础。与后续课程的衔接：本课程讲授的是数控机床的电气控制原理，着重于电气原理及各控制部件的分析，而后续课程数控机床应以数控机床的机床工作原理及机械结构为主；数控机床故障诊断与维护讲授数控机床故障诊断的方法及日常维护。三、课程基本要求本课程的理论、技能两方面的教学要求如下：1、理论知识要求根据本课程的性质、任务以及数控专业的要求，对于数控机床电气控制，理论知识重点在于：1)、掌握机床常用电器的结构、工作原理及用途，普通机床控制电路的基本环节。2)、了解数控装置的软件、硬件组成。3)、了解PLC的结构、工作原理，熟练掌握编程方法及在数控机床上的应用。4)、掌握进给及主轴驱动系统。5)、掌握常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识。2、技能要求通过1)、对生产型数控机床的参观及电控部分的现场讲解；2)、在“数控机床综合培训系统”上的实验，应使学生达到：1)、具有认知及测试数控机床电气控制系统中控制元件、部件的基本能力；2)、具有对机床控制电路进行初步分析的能力；同时，通过实验提高学生动手能力以及分析问题、解决问题的能力，进一步深化理论知识，要求学生能独立完成实验，并对实验过程中出现的一些简单故障能够分析解决，对实验中出现的各种现象能做出解释，正确读取数据和编写实验报告。四、课程教学要求的层次本课程教学按以下3个层次进行要求：1. 了解：要求对有关教学内容有一般的概念性认识。2. 掌握：要求对有关内容的基本概念、基本理论、基本方法，并能在掌握的基础上对相关问题进行分析和判断，得出正确结论。3. 熟练掌握：对于今后实际工作中需要应用的知识深入理解，并对所学知识具有综合应用能力，应用所学的知识解决实际工程问题。第二部分 媒体使用与教学过程建议一、课程教学总时数、学分数本课程为4学分，课内学时为72学时。开设一学期。二、教学环节本课程以自学为主，文字教材为主要教学媒体，另外还有配套的录像课、CAI课件。学习中首先阅读各章节的内容提要，了解其中的重点、难点及学习方法，按照教学要求完成作业；实验与实训由各省级电大根据中央电大制定的教学要求安排。地方电大应组织如下教学活动： 1）组织短期集中面授，解决学习中的疑难问题；2）参观生产型数控机床的现场，并现场讲解数控机床电控部分，提高学生的感性认识；3）在“数控机床综合培训系统”上进行实验，通过实验提高学生动手能力以及分析问题、解决问题的能力。三、文字教材、录像课、CAI课件及其相互关系文字教材是主要的教学资源，文字教材对每章节提出学习目的，内容提要。录像课根据教学的总体要求以及各章节的学习目标，讲授重点、难点；并录制实验与实训、生产现场等实用知识。CAI课件是助学媒体，是对文字教材重难点的解析与说明，利用计算机辅助教学手段形象、直观、生动地表述教学内容，包括重点知识内容多角度分析与细化的讲解、使教学内容更加直观化，便于学生理解；同时CAI课件的交互式学习功能，辅导学生完成对课程重点内容的学习及测试其掌握知识的程度。本课程实行教材，录像课及CAI课件多媒体配合式教学资源教学方案，逐步按时完成。四、考核说明 考试是对教与学的重要验收方式之一。学生必须完成必做作业和实验、实训后，才能参加考试。考试符合教学大纲要求、形式多样、突出重点、难易适中。期末考试由中央电大统一命题，并执行统一的评分标准。实验与实训考核由各省级电大根据中央电大制定的考核要求安排。考核要求在网上公布。五、学时分配序号课程内容理论教学课时数实践教学课时数课时小计课时数1绪论31 42数控机床强电控制电路102123数控装置（CNC）的结构7294数控机床的伺服驱动94135数控机床的位置检测装置82106数控机床的可编程控制器（PLC）144187典型数控系统介绍66总计571572 第三部分 教学内容和教学要求一、 绪论（4学时）教学内容：1.数控机床控制系统的构成2.数控机床的分类3.数控系统的发展趋势实验实训内容：1. 现场参观生产型数控机床，讲解数控机床电气控制各组成部分教学要求：1.掌握数控机床控制系统的构成 2.了解数控机床的分类 3.了解数控系统的发展趋势二、数控机床强电控制电路（12学时） 教学内容：1.机床常用低压电器的工作原理与选用2.机床强电控制系统的基本环节3.数控机床典型强电控制线路分析实验实训内容：1. 普通车床（例如CA6140车床）的电气控制接线教学要求：1.掌握机床常用低压电器的工作原理与选用方法2.了解机床强电控制系统的基本环节3.熟练掌握机床典型强电控制线路分析方法三、数控装置（CNC）的结构（9学时）教学内容：1.数控装置概述2.数控装置的硬件结构3.数控系统的软件结构4.数控系统的抗干扰实验实训内容：1. 数控系统的组成和连接教学要求：1.熟练掌握数控装置的作用及功能2了解数控装置的各种硬件结构3了解数控系统的软件组成 4.掌握数控系统的干扰途径及抗干扰手段四、数控机床的伺服驱动（13学时）教学内容：1.伺服驱动概述2.进给驱动系统2.1步进电机驱动系统2.2直流伺服系统2.3交流伺服系统3. 主轴驱动系统实验实训内容：1. 步进电机驱动系统的构成、连接及调试运行2. 交流伺服系统的构成、连接及调试运行教学要求：1.熟练掌握数伺服驱动系统的分类及特点2.熟练掌握步进电机驱动系统3.了解直流及交流伺服系统4.掌握主轴驱动系统，包括准停装置五、数控机床的位置检测装置（10学时）教学内容：1.检测装置概述2.旋转编码器3.旋转变压器4.光栅 5.磁栅 6.感应同步器实验实训内容：1. 主轴编码器实验教学要求：1.了解数控系统对位置检测装置的要求2.熟练掌握各种检测装置的原理及结构 3.掌握各种位置检测装置的信号处理及检测电路的工作原理六、数控机床的可编程控制器（PLC）（18学时）教学内容：1.概述2.可编程序控制器的结构及工作原理3.数控机床PLC指令与编程4.数控机床中的PLC应用实验实训内容：1.可编程控制器（PLC）编程练习实验2.数控机床数据对可编程控制器（PLC）的影响教学