《数控机床电气控制》课程教学设计.doc

数控技术专业数控机床电气控制课程教学设计重庆工业职业技术学院二九年五月一整体教学设计1以实践为主，理论讲授为辅的教学方法首先要制定能力目标和任务目标，提出任务；讲解完成任务的方法，老师示范教学，学生动手操作；以学生为中心，讲、练结合，教学的整个过程需要教师和学生积极配合和热情参与，师生双向互动；教师的教学不再是传统的单向知识的传授，教师的角色要从知识的传授者转变成为教学组织、问题咨询、参与者、教练及技术指导角色，真正实现教学主体由教师向学生的转变，由教学行为向学习行为转变。实施效果： 学生通过真实的工作任务训练，体验实际生产过程，目的明确，针对性强，技能提高明显，在教学中形成职业能力。 在整个工作过程中，教师只是引导者，可充分发挥学生的主观能动性，提高其解决问题的能力，培养创新意识。2教学内容按职业活动构建数控机床电气控制课程的学习重点应围绕数控机床的电气控制这一任务来开展和组织教学内容，而不能按学科体系面面都讲。数控机床电源电气控制、数控机床主轴电气控制、数控机床进给电气控制、数控机床刀架电气控制、数控机床控制面板电气、数控机床电气连接与调试等知识和技能就是围绕学生掌握数控机床电气控制所必须的学习内容而展开的。通过课程内容结构的调整，学生在学习中是学习的主体，学习是一种重要的个体行动。因此、构建以“岗位任务”式的教学内容结构，是学好数控机床电气控制的关键。3课程成绩评定重视学习过程课程成绩评定改革的基本思路是注重学习的过程，就是要强调对学生学习过程的控制作用，用学习的过程成绩来代替期末考试，调动老师的教和学生学的积极性，将“试题”转变为“试能”，达到使学生真正掌握知识和技能的目的。我们主要采取“任务法”对学生学习数控机床电气控制课程后进行成绩评定，用具有实用背景的任务全面评估学生学到了什么知识和技能。4个性化的教学资源建设为了配合工作导向课程体系教学的实施，院校加强了个性化教学资源的建设，包括：多媒体课件、网络课程、多媒体素材、网络资源、仿真与虚拟现实等。信息化教学设计强调利用各种信息资源来支持“学”而非支持“教”；学生可以根据自己的兴趣和学习方式灵活选择学习资源，强调“协作学习”，资源共享；以“任务驱动”和“问题解决”作为学习和活动的主线，在相关具体意义的情境中确定和教授学习策略与技能。二.单元教学设计教学单元由七个学习模块组成，每个模块由学习任务、知识要求和技能要求组成，每个单元就是一个完整的教学和工作任务，学生通过学完这七个单元，基本能掌握数控机床的电气控制要求，实现教学目的和要求。各单元任务和知识技能要求见下表：学 习模 块单元学习任务知识要求技能要求学时分配学习模块1数控机床电气控制概述数控机床电气控制概述数控机床电气组成、分类、控制对象、发展趋势。分清数控机床各个电气部件4学习模块2数控机床电源电气控制任务一:数控车床电源电气控制数控车床强电电路构成，各种基本电器介绍、伺服变压器电源变压器、开关电源。掌握接触器、继电器结构、参数；数控车床各单元的连接。4任务二：数控铣床电源电气控制数控铣床强电电路构成，常用的低压电器（空开、接触器、继电器、伺服变压器、开关电源等）；中间继电器控制电路、交流接触器控制电路。电源电路的组装、数控铣床各单元的连接。继电器控制电路、交流接触器控制电路的识别4学习模块3数控主轴电气控制任务一：变频器结构及工作原理变频器介绍、结构、接线端子功能，与电源、数控装置及电动机的连接。数控机床主轴变频器的连接。16任务二：主轴变频调速控制变频器调速参数的设置、主轴的启停、速度控制、PLC控制。变频器调速参数的设置。任务三：数控机床主轴的其他电气控制主轴定向控制的实现，PLC梯形图；主轴编码器及其应用（螺纹加工）。主轴定向控制的调试；主轴编码器安装与调试。学习模块4数控机床进给电气控制任务一：步进电动机进给电气控制步进电机工作原理、与控制系统、驱动器的连接；步进电机工作参数的设置、位置和速度控制。步进电机的结构、系统的连接；步进电机运行参数的设置。8任务二：交流电动机进给电气控制数控系统、驱动器、交流电机的连接；驱动器结构、简单原理、各个接线端子、参数；速度控制过程、参数设置与调试；位置控制过程，位置检测、参数设置与调试。交流伺服进给驱动系统的连接。8交流变频器的参数设置；速度控制参数设置；位置控制参数设置、检测装置的安装与调试。学习模块5数控机床刀架电气控制任务一：自动转位刀架的电气控制转位刀架的换刀过程、与数控装置的连接；自动换刀系统工作原理；CNC的连接及控制参数的调试；换刀信号传递，刀具的识别，PLC梯形图。能连接刀架与数控装置；设置和调试换刀参数。8任务二：数控机床刀架的I/O控制自动换刀信号的控制过程，PLC梯形图；自动换刀刀架系统中的I/O接口及参数调试；换刀控制的PLC的编程与调试。PLC梯形图调试与编写；自动换刀与CNC的连接及控制参数的调试。学习模块6数控机床面板控制任务一： 控制面板的电气结构及其功能控制面板功能布置介绍、结构特点。识别控制面板的功能，各键的具体意义。12任务二：控制面板与数控装置连接数控机床控制面板与CNC、PLC、机床强电柜连接。连接控制面板与数控装置、机床电柜。任务三：控制面板的I/O接口及PLC控制手动控制、自动控制、主轴正反转、回参考点等控制键的实现，信号通道；I/O地址分配和参数设置。主轴正、反转、停止的PLC控制及调试，参数的设置。学习模块7数控机床电气系统连接任务一：数控机床电气系统的总体组成数控装置组成、各接口构成、功能。系统的组成、各接口名称、主要参数。16任务二：HNC系统数控机床电气系统连接与调试华中CNC系统的电源、主轴伺服、进给伺服、自动刀架、控制面板机通信接口等与数控装置的连接与调试。华中CNC数控装置与外部的连接，各个I/O接口的连接，参数的正确设置。任务三：FANUC0i系统数控机床电气系统连接与调试FANUC0I系统的电源、主轴伺服、进给伺服、自动刀架、控制面板机通信接口等与数控装置的连接与调试。FANUC0i数控装置与外部的连接，各个I/O接口的连接，参数的正确设置。三单元教学方案设计教学任务模块一：数控机床电气控制概述教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：1.认识数控机床电气控制系统的组成，控制过程简述；2.数控机床电气控制分类，认识数控系统、机床及各个接口组成；3.能正确识别数控机床电气各个部件及其功能，识别参数和辨别型号；4.熟悉数控技术发展的方向与新技术。教学主要内容： 1.数控机床电气系统，数控装置、主轴伺服控制和进给伺服控制；2、数控机床输入输出接口、数控机床工作过程；3.数控机床电气控制分类：开环控制、闭环控制、半闭环控制；4数控系统的发展、伺服控制技术的发展、网络技术的发展、PLC控制技术的发展；5感性负载瞬态噪声抑制。数控机床电气控制过程教学参考图授课知识要点：1.数控机床的工作原理、电气控制系统组成；2. 数控机床电气控制的分类，分类；3.数控机床电气技术的发展简介。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，本模块一部分在课堂学习，一部分在数控机床现场学习。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价单元学习成绩可以由四项内容组成：数控机床电气基础知识（30）+现场观摩操作（40）+综合运用（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电工电子技术基础、计算机基础能力、普通机床电气安装与调试能力，低压电器元件的安装与选用能力数控机床电气控制，电力电子技术、计算机技术知识、 教育、教学能力、课堂设计管理能力、指导学生拆装机床电器的能力课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、各种低压电器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1、 数控车床4台；2、 数控铣床4台；3、 电工实训工具6套课后练习1 填充，以完成下列各表述。1）半闭环控制中，CNC精确控制电动机的旋转角度，然后通过 传动机构，将角度转换成工作台的直线位移。1） 开环伺服系统主要特征是系统内没有 装置，通常使用 为伺服执行机构。3）数控机床控制系统包括了 、 、 、 、 、 。4）进给伺服系统是以 为控制量的自动控制系统，它根据数控装置插补运算生成的 ，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。5）闭环和半闭环控制是基于 原理工作的。6）数控机床的基本组成包括 、 、 、 、 、 以及机床本体。 2.判断下列说法的对错，并将错的地方改正。1） （ ）数控系统的主要功能是控制运动坐标的位移及速度。2） （ ）开环控制数控系统无反馈（feedback）回路。3） （ ）闭环控制数控系统的控制精度(accuracy)高于开环控制数控系统的控制精度。4） （ ）全闭环控制数控系统不仅具有稳定的控制特性，而且控制精度高。5） （ ）半闭环控制数控机床安装有直线位移检测装置。6） （ ）机床工作台（table）的移动是由数控装置发出位置控制命令和速度控制命令而实 现的。7） （ ）刀具（tool）按程序正确移动是按照数控装置发出的开关命令实现的。8） （ ）机床主轴（spindle）的起动与停止是根据CNC发出的开关命令，由PLC完成的。9） （ ）M功能指令被传送至PLC-CPU，用PLC程序来实现M功能。10)（ ）数控加工程序中有关机床电器的逻辑控制及其他一些开关信号的处理是用PLC控制程序来实现的，一般用C语言编写。教学任务模块二：数控机床电源电气控制 任务一：数控车床的电源电气控制教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：1.认识数控车床电源控制电路系统的组成和工作特点；2.学习数控车床电源控制电路系统的主要电器性能指标及选用；3.能绘制数控车床的电源控制电路的原理图、电气元件图及接线图。教学主要内容： 1. 数控车床的伺服强电、主轴强电、冷却电动机及刀架电动机电气控制2数控车床的控制电源电气3数控车床电气控制常用的低压电器（空开、接触器、继电器、伺服变压器、开关电源等）4.感性负载瞬态噪声抑制5.交流电动机的正、反转控制实现数控车床电源电气参考图授课知识要点：1.数控车床的伺服强电、主轴强电、冷却电动机及刀架电动机电气控制，伺服电源控制；2. 低压电器：空开、接触器、继电器、伺服变压器、开关电源的参数、选用、性能；3.交流电机的正反转控制。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法，按真实的生产过程进行学习，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生能独立安装和调试数控车床的电源电气控制。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：数控车床电源电气控制理论（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电工电子技术基础、计算机基础能力、普通机床电气安装与调试能力，低压电器元件的安装与选用能力数控机床电气控制，电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生操作机床加工零件的能力课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、各种低压电器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.数控车床4台2.华中数控实训台6台3.FANUC0ISIMENS840数控系统4.电工实训工具6套课后练习1、根据图1所示控制线路情况，判断其分别有哪种控制功能。(1)长动；(2)点动；(3)起动后无法关断；(4)按下按钮电源短路；(5)线圈不能接通。图12、在机床电气控制电路中自锁、互锁各起什么作用?试举例说明。3、机床继电器接触器控制线路中一般应设哪些保护?各起什么作用?短路保护和过载保护有何别?4、简述CK6130数控车床电源控制电路由那几部分组成。5、试说明CK6130数控车床刀架电动机的正转和反转控制电路的互锁原理。6、CK6130数控车床的刀架正、反转控制电路是指刀架在工作时可以正转换刀，也可以反向转动换刀吗，为什么？ 教学任务模块二：数控机床电源电气控制 任务二：数控铣床的电源电气控制教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：1.认识数控铣床电源控制电路系统的组成和工作特点；2.学习数控铣床电源控制电路系统的主要电器性能指标及选用；3.能绘制数控铣床的电源控制电路的原理图、电气元件图及接线图。教学主要内容： 1. 数控铣床的主电源电路控制；2数控铣床的控制电源电气；3数控铣床电气控制常用的低压电器（空开、接触器、继电器、伺服变压器、开关电源等）4. 中间继电器控制电路、交流接触器控制电路。数控铣床电源电气参考图授课知识要点：1.数控铣床的伺服强电、主轴强电、冷却电动机及刀架电动机电气控制，伺服电源控制；2. 低压电器：空开、接触器、继电器、伺服变压器、开关电源的参数、选用、性能；3.接触器和中间继电器控制电路。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法，按真实的生产过程进行学习，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生能独立安装和调试数控铣床的电源电气控制。实训课建议在数控铣床的车间教学。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：数控铣床电源电气控制理论（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电工电子技术基础、计算机基础能力、普通机床电气安装与调试能力，低压电器元件的安装与选用能力数控机床电气控制，电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生操作机床加工零件的能力课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、各种低压电器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.数控铣床4台2.华中数控实训台6台3.FANUC0ISIMENS840数控系统4.电工实训工具6套课后练习1、简述数控铣床电源控制电路由那几部分组成。2、试比较数控铣床与数控车床电源控制电路的特点。3、说明数控铣床继电器和接触器控制电路的不同功能和作用。4、绘制机床电气接线图应遵守哪些原则？5、数控铣床的主轴电机电气控制是怎么实现的，为什么没有主轴的正、反转控制接触器？6、数控铣床的主电路图中，冲屑电机的功能是什么？ 教学任务模块三：数控机床主轴电气控制 任务一：变频器结构及工作原理教学参考学时（6学时）教学4学时，实训 2学时学习目标：认识数控机床主轴变频器的结构、原理和工作特点；学习主轴变频器的主要参数及设置；数控机床主轴变频调速的控制电路的组成。教学主要内容： 1、主轴变频器的结构和工作原理；2、变频器原理、技术参数、调试与控制；3. 安川（YASKAWA）变频器的结构、接线和简要调试。安川（YASKAWA）变频器功能及管脚教学图授课知识要点：1变频器结构、调速原理，实现方法、通用变频器的技术指标、参数调试；2. 数控机床主轴控制电路系统组成、主轴变频控制的实现、性能指标、参数的选用；教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生对变频器工作过程有正确的认识，能独立安装和调试变频器。建议实训课程在现场教学。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：变频器结构及工作原理（30）+调试技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电力电子技术基础、计算机基础能力、机床电气安装与调试能力，PLC技术及应用变频器知识，电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生操作机床加工零件的能力课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、通用变频器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1、 数控铣床4台2、 华中数控实训台6台3、 FANUC0ICNC、伺服驱动变频器6台4、 电工实训工具6套课后练习：1 数控机床主轴驱动有哪些控制功能？2 简述变频器的结构和工作原理3数控机床主轴调速对伺服系统有哪些要求？4变频器模拟输入和数字输入各有什么特点？5交流伺服电动机的调速方法有几种？哪种应用最广泛？6变频器主要参数有哪些，如何设置？7交流电动机采用通用变频器如何实现调速控制？ 教学任务模块三：数控机床主轴电气控制 任务二：主轴变频调速控制教学参考学时（6学时）教学4学时，实训 2学时学习目标：学习主轴变频系统的连接、主轴变频器调速控制；学习数控机床主轴控制电路系统的主要性能指标及参数；学会数控机床主轴变频调速参数的设置。教学主要内容： 1.数控机床主轴变频调速驱动控制与连接；2安川（YASKAWA）变频器与主轴连接与调试。3.主轴控制的PMC及梯形图；FANUC0I数控系统、变频器及主轴伺服电机的连接与调试（工作任务学习）教学参考图授课知识要点：1. 数控机床主轴控制电路系统组成、主轴变频控制的实现、性能指标、参数的选用；2.主轴控制的PMC程序和梯形图；3.CNC与变频器及伺服电机的连接、调试。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生能独立安装和调试变频器，能正确连接和调试数控机床的主轴电气控制，实训单元要求在数控机床现场或实训室进行学习。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：主轴变频调速控制（30）+调试技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电力电子技术基础、计算机基础能力、机床电气安装与调试能力，PLC技术及应用、数控机床的结构与原理。变频器技术，伺服电机知识、电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生调试数控机床电气运行的技能。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、交流伺服电机、通用变频器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.数控铣床4台2.华中数控实训台6台3.FANUC0ICNC、伺服驱动变频器6套4.电工实训工具6套课后练习：1 数控机床主轴驱动有哪些控制功能？2数控机床主轴调速对伺服系统有哪些要求？3交流伺服电动机的调速方法有几种？哪种应用最广泛？4主轴伺服单元如何与CNC和伺服电动机连接的？5主轴变频调速控制参数有哪些，如何正确设置？教学任务模块三：数控机床主轴电气控制 任务三：数控机床主轴的其他电气控制教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：学习主轴的准停控制及其实现方式；学习数控机床主轴分级调速及其实现；熟悉数控机床主轴的PLC电气控制。教学主要内容： 1.数控机床主轴定向准停控制与连接；2主轴分级调速的原理及实现方法；3. FANUC0I数控系统主轴控制的PMC及梯形图 主轴准停定向教学参考图主轴分级调速教学参考图授课知识要点：1. 数控机床主轴定向控制电路系统组成、准停控制的实现；2.分段无极调速控制；3.主轴控制的PMC程序和梯形图；教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，能正确连接和调试数控机床的主轴定向电气控制，正确理解主轴控制的PLC梯形图。实训单元要求在数控机床现场进行学习。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：主轴其他电气控制（30）+技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电力电子技术基础、计算机基础能力、机床电气安装与调试能力，PLC技术及应用、数控机床的结构与原理。PLC控制技术，伺服电机知识、电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生进行机床电气调试的能力。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、交流伺服电机、PMC控制器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1、 数控铣床4台2、 华中数控实训台6台3、 FANUC0ICNC、PLC控制器6台4、 电工实训工具6套课后练习1. 数控机床如何实现主轴的定向准停控制？2.交流伺服电动机的调速方法有几种？哪种应用最广泛？3.分析主轴定向控制的时序图，说明各种信号的控制过程？4.数控机床为什么要采用主轴分段调速？主轴分段调速有什么特点？如何实现？5.简述主轴的PLC控制过程，分析其梯形图控制的过程。教学任务模块四：数控机床进给电气控制 任务一：步进电机伺服驱动控制教学参考学时（8学时）教学4学时，实训 4学时学习目标：1.认识数控机床步进电动机进给伺服驱动电气控制的组成和工作特点；2学习步进电动机、驱动电源的主要性能指标及参数；3.熟悉步进电动机进给伺服驱动电气控制系统的连接和调试教学主要内容： 1）步进电动机原理与结构；2）步进电动机的主要特性；3）步进电动机的选用；4） 步进电动机的驱动控制；5）步进电动机驱动电源（功率放大器）；6）KT350步进电机驱动器主要参数，与CNC系统及电动机的连接和调试。步进电动机的控制与连接图授课知识要点：1.步进电机结构及工作原理主要参数，选用 ；2. 通用步进驱动器结构、参数的选用、，连接与调试；3. 步进电机组成的进给伺服控制系统的连接与调试。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生能对由步进电机组成的进给伺服驱动控制进行连接、调试。实训课要求在现场进行学习。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：步进电机伺服驱动控制（30）+调试技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电力电子技术基础、计算机基础能力、数控机床电气安装与调试能力，伺服控制的基本知识数控机床电气控制，伺服控制技术、电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生电气连接与调试的能力。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、步进电机、步进电机驱动器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.步进电机控制系统6套，2.华中数控实训台6台3.FANUC0ISIMENS840数控系统4.电工实训工具6套课后练习1.某五相步进电动机转子有48个齿，试计算单拍制和双拍制的步距角。2.如何控制步进电动机的转速及输出转角？3.什么是反应式步进电动机的启动矩频特性和运行矩频特性？4.KT350步进电动机驱动器的由哪几部分组成？各有什么作用？5.绘制HNC-22TD数控系统与KT350步进电动机驱动器和步进电动机的电气连接图。教学任务模块四：数控机床进给电气控制 任务二：交流电机进给伺服驱动控制教学参考学时（8学时）教学4学时，实训 4学时学习目标：1. 认识数控机床交流电动机进给伺服驱动电气控制的组成和工作特点；2.交流电机变频调速的原理，熟悉永磁同步交流电机的结构及参数；3.学习交流伺服电动机、伺服驱动模块的主要性能指标及参数；4.熟悉交流伺服进给伺服驱动电气控制系统的连接和参数调试。教学主要内容1）交流伺服电动机的工作原理与变频调速；2）交流伺服电机变频调速的控制；3）正弦脉冲SPWM波调制的原理；4）交流伺服驱动器与交流伺服电机，数控系统的连接；5）HSV-16伺服驱动器的功能参数，各信号个端子的作用；6）伺服驱动的运行调整，内部速度控制方式。交流电机进给伺服驱动学习参考图授课知识要点：1. 交流伺服驱动模块的结构、功能及参数2.交流伺服电机的型号，结构、参数；3.交流伺服电机驱动控制系统的组成，连接与调试。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生能对由交流变频调速组成的伺服进给系统进行连接、参数设置和调试。实训在现场进行教学。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：交流电机进给伺服驱动控制（30）+技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电力电子技术基础、计算机基础能力、数控机床电气安装与调试能力，交流电机的结构原理，伺服控制的基本知识。数控机床电气控制，交流伺服控制、电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生进行机床电气连接与调试能力。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、交流变频器、交流电机、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.交流伺服驱动模块控制系统6套2.华中数控实训台6台，交流电机6台3.FANUC0ISIMENS840数控系统4.电工实训工具6套课后练习1.三相交流永磁同步电动机用于进给驱动有何好处？交流伺服电动机上的转子位置检测装置有何作用？该检测装置有哪些形式？2. 试述永磁同步交流伺服电动机与永磁同步直流伺服电动机的区别。3. 画出交流进给伺服驱动装置的原理框图。4.当今进给伺服系统常用驱动电动机有几种，试简述每种电动机的特点及适用范围。5.流永磁同步电动机中的“三相交流”是指 ，“永磁”是指 ，“同步”是指 。6.数控机床进给轴的驱动电机广泛采用 。7.步电动机的 装有三相对称绕组， 为永久磁极。教学任务模块五：机床刀架电气控制 任务一：自动转位刀架的电气控制教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：1、 掌握数控机床4工位自动控制刀架的电气结构，工作过程；2、 掌握数控机床刀架电气控制电路的连接；3、 熟悉数控机床刀架电气控制电路的主要性能指标与参数的调试；教学参考图教学主要内容： 1. LDB4系列数控车床电动刀架；2. 自动换刀系统工作原理；3. 刀位检测装置及安装调试；4. 刀架电机控制主电路的保护；5.自动换刀装置与CNC的连接及控制参数的调试。授课知识要点：1.LD4电动刀架、结构原理；2.刀位信号的检查与识别；3.CNC控制换刀的原理、程序实现框图、参数调试；4.自动换刀控制系统的连接与调试，参数设置。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与刀架装置安装制作融为一体，学完该模块后，学生能独立安装和调试数控机床的刀架电气控制，调试工作参数。教学应在实训现场进行。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：刀架控制理论（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：机械识图、电工电子技术基础、计算机基础能力、，机械基础知识，电器元件的安装与调试能力，交流电机正反转控制。数控机床电气控制，机械设计基础、电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、能指导学生进行电动刀架的电气连接与调试。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、电动刀架、PLC控制器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.LD4电动刀架6台2.数控车床4台3.华中数控实训台6台4.FANUC0ISIMENS840数控系统5.电工实训工具6套课后练习1.简述LDB4电动刀架系统自动换刀的过程，说明其识别刀具的原理。2若采用霍尔开关作为刀位信号发讯装置，刀位信号是怎样产生并被数控系统识别的呢？3如果在换刀过程中出现刀架不能停下故障，分析和判断数控系统故障、刀架故障的原因，指出解决故障的措施。4.电动刀架电机要求正反双向旋转，而刀架转位只有一个旋转方向，这是什么原因？教学任务模块五：数控机床刀架电气控制 任务二：数控机床刀架的I/O控制教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：1、 理解数控机床刀架I/O接口控制电路的组成；2、 掌握数控机床刀架电气I/O接口输入输出控制通道及连接；3、 熟悉数控机床刀架与CNC系统I/O接口对应关系；4、 掌握自动转位刀架PLC的控制原理及梯形图意义。教学主要内容： 1. 自动换刀刀架系统中的I/O接口及参数调试；2. 自动换刀刀架参数配置与运行调试；3. 换刀控制的PLC的编程与调试；4. 刀架电机控制主电路的保护；5.自动换刀与CNC的连接及控制参数的调试。学习参考图例：授课知识要点：1.自动换刀刀架系统中的接口及参数调试； 2.PLC控制接口、程序控制、刀位信号的检查与识别；3.CNC控制换刀的原理、程序实现框图、参数调试；4.自动换刀控制系统的参数设置，刀架PLC控制的梯形图。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与刀架I/O接口安装制作融为一体，学完该模块后，学生能独立安装和调试数控机床的刀架电气控制，调试工作参数，编制PLC控制的梯形图。本任务要求在实训现场进行教学。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：刀架的I/O控制（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：机械识图、电工电子技术基础、计算机基础能力、PLC控制技术与编程，机械基础知识，电器元件的安装与调试能力数控机床电气控制，机械设计基础、PLC技术与应用、电力电子技术、计算机技术知识、 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生对自动换刀装置进行电气连接与参数调试。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、电动刀架、PLC控制器、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1.LD4电动刀架6台2.数控车床4台3.华中数控实训台6台4.FANUC0ISIMENS840数控系统5.电工实训工具6套课后练习1编写华中数控系统的换刀功能的梯形图并写出其程序，若学过一种独立型号的PLC，请画出对应的梯形图程序，并尝试用PLC取代继电器进行刀架控制。2采用PLC控制的数控自动刀架为什么在电气设计上还要考虑安全互琐？3PLC控制器在数控机床上应用方式有哪几种，各有什么特点？4.加工中心机床自动换刀的PLC控制有那几个主要步骤？教学任务模块六：数控机床控制面板电气控制 任务一:控制面板的电气结构及其功能教学参考学时（2学时）教学1学时，实训1学时学习目标：1.认识数控机床控制面板结构的和功能、组成特点；2.学习控制面板电气布局和分类。教学主要内容： 1.数控机床操作面板的分类，功能和构成；2工作方式选择按键、机床操作按键；3标准机床控制面板、子机床控制面板；4.机床控制面板的连接。学习任务参考图授课知识要点：1.数控机床的控制面板功能、MDI控制面板的分类；2. 控制面板上各个功能键的作用；3. 控制面板的连接与CNC系统的连接与地址。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，在现场介绍数控机床控制面板的结构特点、功能及组成，观察面板接口与CNC连接通道，将课堂教学、实训与数控机床电气面板的安装、制作与调试融为一体。 考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：面板电气结构控制（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电工电子技术基础、计算机接口技术、PLC控制与编程知识，低压电器元件的安装与调试能力。数控机床电气控制，电力电子技术、计算机原理与接口技术、PLC技术与编程 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生操作机床加工零件的能力。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、PLC编程器、I/O接口板、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，实训现场。1. 数控机床控制面板6套2.数控车床4台3.华中数控实训台6台4.FANUC0ISIMENS840数控系统5.电工实训工具6套课后练习1 控制面板按其功能可分为几大类。各类按键的具体功能是什么？2 数控机床控制面板的输入输出信号有哪些？3数控机床控制面板的设计主要有哪些步骤和内容？4. 数控机床控制面板的I/O 地址是如何分配的？5.在数控机床控制面板上，如何进行数控加工操作加工？教学任务模块六：数控机床控制面板电气控制 任务二: 数控机床控制面板与数控装置连接 教学参考学时（4学时）教学2学时，实训 2学时学习目标：1.认识数控机床控制面板电气结构的和功能、组成特点；2.学习控制面板电气控制的原理和实现方法；3. 机床控制面板与系统连接，机床控制面板的I/O地址分配的设计。 学习任务参考图教学主要内容： 1.面板功能布置介绍、与CNC、PLC、机床强电柜连接；2.手动控制、自动控制、主轴正反转、回参考点等控制键的信号通道实现； 3. MDI控制面板、标准机床控制面板、子机床控制面板的特点与作用；4. 数控机床控制面板的连接与地址分配；机床控制面板的地址设定授课知识要点：1.数控机床的控制面板功能、MDI控制面板、标准机床控制面板、子机床控制面板2. 连接控制面板与数控装置及机床电柜；3. 控制面板的连接与参数设置、调试教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与面板的安装、制作与调试融为一体，学完该模块后，学生能安装、连接和调试数控机床的控制面板的电气控制。实训课在现场进行教学。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：面板与CNC系统的电气连接（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电工电子技术基础、计算机接口技术、PLC控制与编程知识，低压电器元件的安装与调试能力数控机床电气控制，电力电子技术、计算机原理与接口技术、PLC技术与编程 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生操作机床控制面板的能力。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、PLC编程器、I/O接口板、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，实训现场。1. 数控机床控制面板6套2.数控车床4台3.华中数控实训台6台4.FANUC0ISIMENS840数控系统5.电工实训工具6套课后练习1.数控机床控制面板的输入、输出信号有哪些？2FANUC 0i系列的机床控制面板是如何通过I/O LINK总线与系统连接的？3机床控制面板的设计主要有哪些步骤和内容？4机床控制面板上的控制信号是如何输入到CNC系统中的，举例说明?教学任务模块六：数控机床控制面板电气控制 任务三：控制面板的I/O接口及PLC控制教学参考学时（6学时）教学4学时，实训 2学时学习目标：1. 熟悉数控机床控制面板的I/O地址设定；2.掌握面板控制的PMC信号定义，面板控制功能的实现；3.熟悉控制面板电气控制系统的设计及软、硬件结构；4.熟悉面板电气控制的梯形图。教学主要内容： 1. 数控机床控制面板I/O信息通道，CNC系统、PLC及机床端的地址设定；2. 数控机床控制面板功能的实现，PMC信号定义、面板功能控制的PMC梯形图；3. 数控机床控制面板与系统的连接，参数设置、调试。学习任务参考图授课知识要点：1.面板控制的PMC接口，信号控制、地址分配；2. 控制面板的连接与参数设置、调试；3.面板电气控制的梯形图设计。教学方法与教学手段：工作导向的教学方法 ，将课堂教学、实训与产品安装制作融为一体，学完该模块后，学生能正确识别控制面板接口信息通道，会识读面板控制的PLC梯形图。本任务在实训现场进行教学。考核标准与评价：（对知识与能力进行定性或定量的评定）注重学习过程的考核：先前能力认可 形成性鉴定 终结性鉴定 综合评价课程学习成绩可以由四项内容组成：控制面板的I/O接口及PLC控制（30）+安装技能操作（40）+综合运用调试（20）+职业能力（10）=总成绩（100）。学生知识与能力要求：教师的知识能力要求：电子识图、电工电子技术基础、计算机接口技术、PLC控制与编程知识，低压电器元件的安装与调试能力，梯形图与编程。数控机床电气控制，电力电子技术、计算机原理与接口技术、PLC技术与编程 教育教学能力、课堂设计管理能力、指导学生连接与调试面板电气控制。课程教学实施条件：教学准备与实施：教学PPT教学课件、PLC编程器、I/O接口板、计算机、投影仪、教学学材 、数控机床、教学录像、数控实训台，生产现场。1. 数控机床控制面板6台2.数控铣床4台3.华中数控实训台6台4.FANUC0ISIMENS840数控系统5.电工实训工具6套课后练习：1.机床面板控制信号时如何进入CNC，CNC指令又是如何传递到机床本