《数控机床故障诊断与维修》课程整体设计方案

《数控机床故障诊断与修理》课程整体设计方案一、基本信息课程名称：数控机床故障诊断与修理 学时：98学时 授课对象：高职数控技术专业 学分：6前导课程：数控机床机械装调、数控机床电气限制、数控系统安装与调试、数控机床安装调试与验收。课程性质：专业核心课后续课程：顶岗实习二、课程定位1、高职数控技术专业人才培育定位通过对航宇公司、襄阳轴承有限责任公司、神龙公司襄樊工厂、华中数控股份有限公司、新火炬有限公司、江山华科数字设备有限责任公司等企业深化调研，明确了数控技术专业人才培育目标。数控技术专业主要以襄樊地区汽车零部件加工企业、军工企业以及数控设备制造企业数控机床装配调试及机床修理岗位职业任职要求为目标，培育学生驾驭机械装调岗位、电气装调岗位及修理岗位基本学问、机床操作运用及修理技能、促使学生形成操作平安规范娴熟、具有成本、质量、平安、协作意识的职业素养。在校期间通过数控机床装调修理工、修理电工、钳工中级认证资格考试，毕业后能够在生产第一线能从事数控机床装调、数控机床修理等工作。通过对工作岗位及岗位群典型工作任务分析，将行动领域归纳转换为学习领域，构建基于工作过程系统化的数控技术专业课程体系，如图：2、课程作用《数控机床故障诊断与修理》是数控技术专业最终一门专业核心课程，重在培育学生从机理上进行故障分析诊断实力，促使学生养成思索周密、操作平安规范职业素养。是基于工作过程将学问向行动转化，将“数控机床编程操作”、“机床机械拆装”、“数控系统连接与调试”等前导课程的专项技能向综合实力转化重要课程，其内容涵盖了数控机床数控系统、进给伺服系统、主轴驱动系统故障诊断修理技能，机械部件、机床精度检测调整的方法与技能，是“数控机床装调修理工”职业资格考试的重要内容，对今后从事数控机床维护修理的学生的职业实力培育、职业素养养成起主要的支撑作用，是学生快速适应岗位实力重要课程。三、课程设计（一）课程目标设计1、实力目标通过本课程的学习，学生能够将机械技术、电气技术、计算机技术等方面学问应用到数控机床故障与修理之中，具备从事数控机床安装调试修理岗位工作基本实力。（1）能够依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配；（2）能够分析数控机床电气原理图，利用测量仪器查找电气故障点；（3）能够读懂数控PLC程序，分析PLC输入输出开关逻辑状态，查找故障点；（4）能够识别数控系统各功能模块的接口和读懂接口信号线定义；（5）能够读懂数控系统参数并进行设置；（6）能够对主轴驱动及进给伺服驱动主要参数进行正确设置与调试；（7）能够正确理解进给、主轴、刀架等部件的构成并进行拆装调整；（8）能够依据验收标准，利用步矩规或激光仪对数控机床的定位精度进行检测计算及补偿。（9）具备较强的独立学习与实践动手的实力。2、学问目标（1）驾驭数控机床组成、电气及电气限制方面学问；（2）驾驭数控系统学问；（3）驾驭伺服、变频基础学问及参数设置；（4）驾驭精度计算学问（5）驾驭数控机床系统功能及操作学问；（6）驾驭常用机械及液压方面学问；（7）6S现场管理学问。3、看法目标（1）具备数控机床修理典型故障从机理上分析推断实力，并具备举一反三、触类旁通解决相关问题的实力。具有接着学习和可持续发展实力；（2）培育学生养成擅长学习、勤于思索、胆大心细、6S管理的良好工作习惯；（3）培育学生具备质量、效率、成本、平安和环保意识，勤奋敬业、团结协作、剧烈责任心及职业道德的职业看法。4、终极目标具备数控车床安装、调试及修理学问、实力和素养，毕业时参与数控机床装调修理工等职业资格考试并获得职业资格证书，能够胜任数控机床安装调试修理工岗位工作。（二）课程内容设计 以学生为中心，以故障现象为载体收集和设计了7个学习情境，16个学习任务。如表：基于数控机床故障诊断与修理工作过程任务引领课程内容学习情境学习任务学时1、机床不能启动故障诊断与修理任务1机床供电回路检修6任务2NC电源检修42、急停报警不能复位故障诊断与修理任务3急停回路检修4任务4急停PMC模块检查43、回零超程故障诊断与修理任务5回零电路检修6任务6系统回零参数检查44、刀架选刀不到位诊断与修理任务7刀架电路检修6任务8刀架PMC模块检查4任务9刀架机械调整105、主轴振动故障诊断与修理任务10主轴系统电路检修6任务11主轴系统参数检查4任务12主轴机械调整106、系统跟踪误差过大故障诊断修理任务13进给系统电路检修6任务14进给系统参数检查4任务15进给传动机械调整107、Z轴反向间隙过大调整任务16Z轴精度检测与补偿10（三）教学模式和方法设计1、《数控机床故障诊断与修理》课程是以行动导向的任务驱动教学模式为主，围绕机床修理岗位职业实力，以修理工作过程为依据，以校企合作企业为依托，以实际修理典型任务为驱动，将学问、技能和看法有机融合，充分体现“做、教、学、评”相结合的教学模式。2、工学交融实践教学以工为主线支配课程的实训教学，我院数控技术实训中心及我院校办工厂东方通力机电科技有限责任公司数控设备达49台套，主要以数控车、数控铣、加工中心为主，主要供学生实训及公司生产经营，实训中心及公司数控设备维护修理主要由数控机床故障诊断与修理课程组与学生共同担当。其日常维护由学生在老师指导下完成，维护保养规划也由老师与学生共同制定。课程教学与真实机床修理结合起来，一是课程任务很多就来自于我院校办工厂，二是校办工厂的设备修理采纳责任到人的负责制，每位课程老师均有对应的维护机床，由老师组织学生对机床进行常规检点保养及修理。学生在真实工作任务中学习与体验，“工”与“学”融为一体。3、在教学过程中以学生为中心，结合学生特点，有针对性地采纳引导文、任务驱动、分组探讨、案例教学、角色扮演等教学方法，有效地调动学生的学习主动性和主动性。（1）引导文教学法。以典型故障现象为载体，通过故障现象呈现修理情景，引导出问题，学生在引导问题的指引下主动、独立地学习，收集信息，列出尽可能多的故障缘由，制订出可行的诊断修理方案，并对方案进行论证、实施，对实施过程进行检查及评估。整个教学活动以学生为中心，围绕学习过程的学习情境，呈现一种现场实践的真实存在状态，营造职业环境以产生职业氛围。教学过程如下：（2）任务驱动教学法。基于工作过程以“面线点”诊断分析方法“面分析”设置了16个具体任务，每一任务采纳“线分析、点检测”，追本溯源方法，从机制原理上分析故障缘由。以完成每一任务为目标，让学生依据修理工作过程所需技能的操作方法和6S管理规范要求进行学习和训练，在具体操作过程中产生对诊断修理技能的需求，针对其需求引入相关理论学问，用工作任务驱动学生主动主动地进行学习和训练，有效地调动学生对操作技能和理论学问学习的主动性，实现实践理论一体化。（3）以赛促学法。每年围绕全国职业院校技能大赛开展与课程相关的技能竞赛，如：数控机床装调修理竞赛、机械创新设计竞赛、数控加工竞赛等，校内技能竞赛优胜者有资格参与更高级别竞赛。技能竞赛活要求学生必需参与，依据竞赛结果设置团体和个人优秀奖，并与学生年度评优及奖学金、助学金评定相联系，极大地激发和提高了学生学习的主动性，起到通过竞赛促进学习的目的。（四）实力（技能）训练项目设计编号技能训练拟实现的技能目标训练方式手段及步骤结果（可展示）项目名称1机床供电回路检修1．能够读懂数控机床电气原理图及供电与协助强电限制原理

2.能依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配

3．能够利用测量工具检查供电、协助强电限制回路状态参数

4．能够判别并解除供电、协助强电限制回路中的故障1.呈现供电回路故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案参照电图对供电回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录2NC电源检修1．能够读懂电源24供电原理图及NC电源启动原理图

2.能依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配

3．能够利用测量工具检查相关元器件性能

4．能够判别并解除NC电源回路中的故障1.呈现NC电源回路故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案参照电图对NC电源回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录3急停回路检修1．能够读懂急停报警回路运转原理

2.能依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配

3.能够推断与修复超程报警故障1.呈现急停回路故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案参照电图对供电回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录4急停PMC模块检查1．能够读懂数控PLC指令和PLC程序

2．能够通过数控屏幕查找PLC输入输出执行状态

3．能够分析PLC输入输出开关逻辑状态，查找故障点

4．能够读懂超程数控系统参数并进行设置

5．能够推断与修复超程报警故障1.呈现急停回路故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案对相关参数逐一检查1.展示修理方案

2.展示修理记录5回零电路检修1．能够读懂回零电路图及回零限制方式

2．能够推断与修复回零报警电气故障1.呈现回零回路故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案参照电图对供电回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录6系统回零参数检查1．能够读懂数控PLC指令和PLC程序

2．能够通过数控屏幕查找PLC输入输出执行状态

3．能够分析PLC输入输出开关逻辑状态，查找故障点

4．能够读懂回零最基本数控系统参数1.呈现回零回路故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案对相关参数逐一检查1.展示修理方案

2.展示修理记录7刀架电路检修1．能够读懂数控机床刀架供电及限制原理图

2.能依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配

3.能够推断与修复刀架电气方面基本故障1.呈现刀架故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案参照电图对刀架回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录8刀架PMC模块检查1．能够读懂数控PLC指令和PLC程序

2．能够通过数控屏幕查找PLC输入输出执行状态

3．能够分析PLC输入输出开关逻辑状态，查找故障点1.呈现刀架故障现象

2.要求通过资料图纸查阅，制订修理方案

3.按方案对相关参数逐一检查1.展示修理方案

2.展示修理记录9刀架机械调整1．能够对典型刀架进行机械拆装调整1.先演示

2.再仿真

3.按图拆装四工位刀架1.展示装拆结果

2.展示检验记录10主轴系统电路检修1．能够读懂数控主轴驱动电路图

2．能够依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配

3.能够识别数控系统各功能模块的接口和读懂接口信号线定义

4．能够对主轴检测装置进行维护1.呈现主轴故障现象

2.要求通过资料图纸查阅分析，制订修理方案

3.按方案参照电图对主轴回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录11主轴系统参数检查1．能够依据数控机床运行要求对数控系统的主要限制参数和主轴驱动主要参数进行正确设置并能够修改与调试1.呈现主轴故障现象

2.要求通过数控手册及驱动手册对系统及驱动参数逐一检查1.展示修理方案

2.展示修理记录12主轴机械调整1．能够正确理解主轴部件的构成并进行装拆

2．能够理解主轴的旋转精度并进行测量1.先演示

2.再仿真

3.按图拆装四工位刀架1.展示装拆结果

2.展示检验记录13进给系统电路检修1．能够读懂数控进给伺服驱动电路图

2．能够依据数控机床的修理与维护规范编制修理与维护支配

3．能够识别数控系统各功能模块的接口和读懂接口信号线定义1.呈现进给系统故障现象

2.要求通过资料图纸查阅分析，制订修理方案

3.按方案参照电图对进给回路进行逐一检测1.展示修理方案

2.展示修理记录14进给系统参数检查1．能够依据数控机床运行要求对数控系统的主要限制参数和进给伺服驱动主要参数进行正确设置并能够修改与调试1.呈现进给系统故障现象

2.要求通过数控手册及驱动手册对系统及驱动参数逐一检查1.展示修理方案

2.展示修理记录15进给传动机械调整1．能够正确理解进给部件的构成并进行装拆

2．能够理解进给安装精度并测量1.先演示

2.再仿真

3.按图拆装四工位刀架1.展示装拆结果

2.展示检验记录16Z轴精度检测与补偿1、能够依据验收标准，利用步矩规对数控机床的各项定位精度进行精确地测量

2．能够分析数控机床几何精度误差和定位精度误差产生的缘由1.先演示

2.再仿真

3.计算练习

4.用步矩规检测Z轴精度并进行补偿1.展示修理方案

2.展示修理记录3.展示计算结果（五）进度表设计项目名称学时教学目标主要教学内容CKA6150数控车床的日常维护4按手册要求正确进行日常检查按要求进行导轨、尾架清洁保养驾驭导轨及主轴齿轮油箱润滑视察及调整方法1、技术资料查阅

2、材料打算

3、检查

4、导轨的清洁及上油

5、尾架的清洁及上油

6、导轨油箱油泵的视察

7、主轴齿轮箱润滑的视察

8、主辆油箱油位CNC系统数据备份、电池的更换4能过学习能够按机床说明书要求进行CNC数据备份，能够正确进行系统电池及伺服电池的更换FANUC数据备份FANUC系统电池更换华中数控系统数据备份CKA6150数控车床日常维护规划2能够对单台数控车床制订维护保养支配及相关保障措施数控机床维护时辰表数控机床维护保养保障机制数控机床修理操作规程制定2通过学习，驾驭数控机床修理的基本原则，基本方法及手段修理原则修理具备的条件修理方法修理登记表格填写数控车床电气线路连接8能够识背数控车床电路图；能够对数控车床电气柜按图进行电气连接车床电气原理图（整体）车床变频器电路图车床换刀、润滑、冷却液电机限制电路图伺服电路图步进系统电路图PLC输入输入板接口图接线端电路图接线端的线路连接急停回路电路的拆装4娴熟驾驭急停回路电路、可通过电路推断急停缘由，能够处理急停典型故障画出急停电路逻辑图在车床上拆除急停回路重新安装好急停回路HED-21S-S数控车床步进系统连接调试4娴熟驾驭步进系统电路；设置步进驱动参数；处理典型步进系统故障从系统限制、电能转换、电气限制画出相关逻辑电路图依据步进电机参数设置步进驱动单元的电流值及细分肪冲变更参数值视察步进系统功能实现状况HED-21S数控车伺服系统的接线4娴熟驾驭伺服系统电路；设置伺服驱动参数；处理典型伺服系统故障从系统限制、电能转换、电气限制画出相关逻辑电路图依据机床参数设置伺服单元参数变更参数值视察伺服系统功能实现状况变频器接线及调试4娴熟驾驭变频器电路；设置调试变频器；处理变频器系统典型线路故障从系统限制、电能转换、电气限制画出相关逻辑电路图依据机床参数设置变频单元参数变更参数值视察主轴系统功能实现状况华中数控系统参数设置8能依据数控机床要求进行CNC参数正确设置；能够处理因参数设置不正确类故障数控机床关键参数数控机床各轴参数设置数控机床PLC参数设置数控机床系统参数设置数控车床NC启动就断电，且CRT无显示故障诊断修理2能依据“无显示”这一典型CNC故障现象及相关资料进行现场诊断，编制修理方案，按方案进行修理处理资料打算及如何查阅现场查询及现象登记确认故障现象分析制定修理方案故障诊断及解除检查修理登记及总结系统常常死机且停电后常常丢失机床参数和程序的故障诊断修理2能依据“参数丢失”一典型CNC故障现象及相关资料进行现场诊断，编制修理方案，按方案进行修理处理资料打算及如何查阅现场查询及现象登记确认故障现象分析制定修理方案故障诊断及解除检查修理登记及总结数控车床急停报警不能复位故障诊断修理2能依据“急停不能复位”一典型急停电路故障现象及相关资料进行现场诊断，编制修理方案，按方案进行修理处理资料打算及如何查阅现场查询及现象登记确认故障现象分析制定修理方案故障诊断及解除检查修理登记及总结加工中心X轴回零不胜利故障诊断修理4能依据“轴回零不胜利”一典型回零故障现象及相关资料进行现场诊断，编制修理方案，按方案进行修理处理资料打算及如何查阅现场查询及现象登记确认故障现象分析制定修理方案故障诊断及解除检查修理登记及总结CKA6150数控车找不到刀工位故障诊断与修理4能依据“找不到刀工位”一典型换刀故障现象及相关资料进行现场诊断，编制修理方案，按方案进行修理处理资料打算及如何查阅现场查询及现象登记确认故障现象分析制定修理方案故障诊断及解除检查修理登记及总结数控车CJK加工大导程螺纹时堵转故障诊断与修理4能依据“螺纹加工堵转”一典型步进故障现象及相关资料进行现场诊断，编制修理方案，按方案进行修理处理资料打算及如何查阅现场查询及现象登记确认故障现象分析制定修理方案故障诊断及解除检查修理登记及总结数控车床Z轴位置精度检测与补偿10能够利用步矩规进行z轴位置精度检测与计算，能够通过参数设置对机床精度进行精度补偿精度测试国家标准检测仪器步矩规、千分表认知步矩规架设及千分表架设精度测量编程测量登记数据计算处理精度补偿再次精度检测整理（六）教学活动设计范例1、第一次课设计梗概教学步骤教学活动设计时间安排课程定位职业岗位（群）的任职要求；本课程对学生职业实力培育和职业素养养成的作用，且与前、后续课程的关系5min课程设计与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发与设计5min内容选取依据行业企业发展须要和完成职业岗位实际工作任务所须要的学问、实力、素养要求，选取教学内容5min内容组织以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容，科学设计学习性工作任务，教、学、做结合，理论与实践一体化，理论、实训等教学环节设计合理5min表现形式编写工学结合特色校本教材，选用优秀的规划教材5min教学模式有针对性地实行任务驱动、课堂与实训地点一体化等行动导向的教学模式8min教学方法及手段敏捷运用行文引导、分组探讨、任务驱动、启发引导等教学方法，运用现代教化技术和软件仿真技术5min教学资源由课程组开发的省十一五规划教材、课件、范例、学习任务单等教学相关资料齐全，符合课程设计要求，满意网络课程教学须要4min考核方式过程评价和结果评价3min2、教学活动设计范例学习情境：机床不能启动故障诊断与修理总学时：10学时任务1：机床供电回路检修学时：6学时授课要点从分析机床不能启动现象入手，收集资料并分析三相四线供电及限制变压器回路，确定检修方案，最终进行机床供电回路检修诊断实施说明指导老师先引出问题，学生以小组自学为主收集资料和制定支配。老师和学生互动，确定最佳方案，然后在机床上进行实际操作，并对操作过程进行检查评估实施步骤内容教师活动学生活动时间(min)任务导入提出问题：为什么要检测供电回路及限制变压器回路，如何检测供电回路及限制变压器回路？组织学生进行有关电路检测方面的信息收集，下发学习任务单引出问题小组探讨并回答问题20信息收集1、平安用电基本常识及工厂配电常识2、机床供电方式限制变压器回路的原理3、供电与协助强电限制线路故障检查思路、方法与步骤4、配电箱、接线端子排、三相限制变压器、空气开关、开关电源的接线和检测方法5、须要采纳哪些工具和仪器老师引导自学、小组探讨，利用教学资源进行信息收集100支配按收集的资料经小组探讨制定供电及限制变压器回路检测步骤老师组织，必要时指导小组探讨，制定支配，可多个30决策制定限制变压器回路检测和修理支配，对学员制定支配进行可行性分析，确定最佳方案老师主持，与学生互动小组互评，确定最佳方案20实施在CAK3665SJ数控车床上完成供电及限制变压器回路检测和修理任务，对每一个所完成工作步骤进行记录老师指导小组成员分工共同完成130检查确认限制变压器回路检测和修理结果的正确性，将机床上电，检查机床故障是否消逝老师指导由小组成员分工共同完成10评估对检测的结果、修理质量及学生的表现进行评估，找出不合理之处，确定最优方案老师指导小组探讨并做出评估20总结是否完成修理任务？工作过程中遇到哪些问题，如何解决？团队合作是否协调？老师评价每组选一名代表发言15拓展机床在工作过程中突然断电，分析此故障并确定修理方案老师与学生互动小组探讨15四、考核方案设计教学评价分为学生评教和老师评学两个部分。评教在期中和期末进行，实行网上评教方式，评学分为过程性考核和终结性考核。通过教学评价，达到以评促教，以考促学的目的。本课程实行百分制考评，采纳理论考试与技能考核相结合，过程性考核和终结性考核相结合，注意全面考核学生的综合职业实力及水平。具体方式如下：总分=过程性考核*60%+终结性考核*40%1、过程性考核。依据数控机术修理岗位对学问和技能要求，在平常的阶段性学习中逐项对学生进行考核评估，促进学问和技能在平常的积累。具体评价方法是：（1）学生互评。一是小组互评：课程任务是分小组进行训练完成的，是相互协作共同努力结果，小组间对故障现象记录、修理方案、总结进行互评，并给出每小组成果，然后进行加权平均，就是该组学生在方案论证方面成果，记入该组过程考核成果中，如下表。二是小组内学生互评，学生实训完毕后，小组内依据每位学生在组里的表现以组的名义给出每位学生具体成果。每位学生每次过程考核项目成果=过程考核项目小组成果*70%+学生互评成果*30%。（2）老师评。老师在过程考核中重在对过程操作考评，确保学生规范平安操作，驾驭操作技能，促使学生养成良好的工作习惯及职业素养。如过程考核项目及评分标准表；（3）人机互动。利用本课程网站供应的课程习题，对学生平常的学习状况进行评价。过程性考核成果=过程考核项目成果*80%+课程习题成果*20%过程考核项目及评分标准任务1：机床供电回路检修考核内容考核标准分值得分评价方式故障现象记录（查“修理记录表”）评价机床参数记录：机床名称、型号、出厂编号、出厂时间、安装地点、CNC型号规格、进给驱动型号规格、主轴驱动型号规格

要求填写真实齐全，漏填或错填每1项扣1分，扣完为止5小组间互评现象记录：记录机床发生故障时的工作状态、外部工作条件、机床故障现象和报警信息、机床故障的时机和频次、机床历史故障、其它

要求填写真实齐全，漏填或不真实每1项扣2分，扣完为止5小组间互评缘由分析及方案评价故障缘由列举全，分析有理有据(20分)

思路清晰，检测方法明确、步骤清晰(10分)30小组间互评工作平安:着工装,按要求穿戴；按平安操作规程操作5老师评卫生：工具清洁、机床修理后清扫5老师评检测修理前的打算工作，每错一项扣1分5老师评正确运用常用工具和量具，每错一项扣1分5老师评正确平安地检测或正确进行各种参数设置，驾驭平安操作方法.每错一项扣2分15老师评整理工具、清理场地：每错一项扣1分5老师评修理记录的填写