数控机床电气控制课程标准

数控技术专业《数控机床电气控制》课程标准重庆工业职业技术学院二○○九年五月制定人员：张光跃重庆工业职业技术学院机械学院教授姜秀华重庆工业职业技术学院机械学院副教授张新亮重庆工业职业技术学院机械学院讲师陈剑重庆机床集团公司高级工程师刘学群重庆第二机床厂高级工程师袁斌重庆长安汽车集团公司高级工程师执笔人：张光跃审核部门：数控技术专业建设指导委员会实施部门：数控技术教研室批准部门：教务处《数控机床电气控制》课程标准一、课程概述（一）制定依据本课程标准依据《数控机床装调维修工国家职业资格标准》、《数控技术专业人才培养方案》及本课程在人才培养方案中的作用和地位来制定。

（二）课程的性质与地位《数控机床电气控制》（CNC Machine tool electric control）是指数控机床内部涉及电气控制的内容，包括数控机床电源电器控制、主轴和进给伺服运动电气控制，刀架电气控制、面板电气控制、I/O接口电气控制以及数控机床电气系统的控制和调试等。

《数控机床电气控制》课程以数控设备应用技术为背景，理论与实际并重，是数控技术专业、数控设备应用与维护专业及相关的机电一体化等专业培养工程技术人才必备的一门核心专业课程，该课程为后续课程数控机床的故障诊断和维修打下基础，是一门理论与实践结合很紧密的课程。

通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基本知识和基本的动手操作方法，并得到必要的实践技能的训练，为后续专业课程学习和学生的顶岗实习作前期准备。

本课程与其它课程的关系如下表所（三）课程设计思路1）课程内容设计本专业人才培养目标提出的能力要求是：掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、CNC接口技术、PLC应用技术、电气参数设置和机电联调知识。

具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。

根据专业人才培养目标和本课程在专业目标的地位，课程的设计提出了在完整的工作过程中学习，以获得所需的知识和能力。

工作过程知识是根据职业岗位职责、工作任务、工作规范、工具、手段与对象结合，并指向目标的职业行动过程所需要的知识，工作过程知识实现了理论知识与实践知识的结合，注重对知识的应用和能力的培养。

按工作过程知识构建课程的学习内容，即按职业活动、岗位项目和具体的工作任务来组建学习内容，以具体的工作任务为圆心，凡是与工作过程任务有关的知识按圆周进行排列，纳入学习内容中，无关的知识尽量不讲，使课程的学习、内容构建从原来的学科体系的“平行结构”向工作任务体系的“圆周结构”转变。

为使学生能很好学习和掌握本课程的知识和技能，我们结合职业教育特点和重庆地区数控设备构成和应用情况，选用典型的数控机床作为学习载体，按照数控机床电气控制的要求将数控机床的电气控制课程的学习领域分解为七个学习模块，每个学习模块选择一个到三个独立的工作任务，学生学习完这七个学习模块，就能基本掌握对数控机床电气连接与调试，达到教学的要求。

在工作任务学习模块中，基础知识以“必需和够用”为度，重点突出数控机床的电气控制应用方面的知识，力求简单实用。

2）教学过程设计遵循以学生为学习的主体，教师为辅的原则来进行教学设计，主要包括以下方面：（1）理解知识：要求掌握和理解数控机床电气控制的原理，伺服驱动控制的理论基础，数控系统的组成和可编程控制器的应用等知识，通过数控综合实训设备和各种机床电器设备为典型例子来讲授，并善于把抽象的理论具体化、形象化，再辅助先进的多媒体教学课件、动画技术，使学生在轻松和愉快的氛围下就把所学的内容理解和接受。

（2）实训操作：通过学生亲自动手，组装数控系统、I/O接口电路、设置机床参数、步进电机调试、变频调速系统的调试、PLC在机床中的控制等实训项目，进一步加深对数控机床电气原理和电路组成的理解。

（3）综合实训：课程中分组安排学生对典型的数控系统进行连接和调试，设计多个具有实用背景的任务让学生完成。

各组可以自行设计控制电路，提出不同的方案，用不同的方法实现。

通过实用任务的训练，培养学生的实际动手能力和职业能力。

（4）总结提炼：教师对每一典型工作任务的实施进行总结和提炼，提出反馈建议，让学生自己发现问题和提出解决的措施，帮助同学们不断提高工作能力。

3）教学方法设计（1）现场教学将实际的工作环境融入课堂中，使学生的学习更直观，更易于理解。

现场教学包含二个方面，一是直接到实训现场上课，让学生针对数控机床电气的实际问题进行学习，提出解决办法；二是有些数控机床生产厂家不让学生看的，老师到现场与技术人员一道分析和解决问题，并将工作任务录相，回校制作成多媒体的课件，再结合实际进行学习。

现场教学方法使学生亲临实景，容易掌握知识要点、提升工作的技能和职业素养。

（2）任务式教学数控机床电气控制是一门较为综合的技术课程，关键是运用好专业理论来解决实际的问题。

老师上课时可给出一个小的项目，描述出现场的具体情况，提出要解决的问题，让学生在一定的条件下，借助于其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资源，通过完成任务的方式获得的知识与技能。

这种方式是以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现、激发学生对所学知识的兴趣。

其优点：1.有利于发展学生的能力，包括发现问题的能力、制定计划的能力和解决问题的能力；2.教师的角色发生了变化，突出了解决问题的重要性，学生的注意力不再集中在教师身上，教师成了学生的学习合作者和教练；3.给学生们更多掌握和使用技术的机会，让学生在“做中学”，提高学习的兴趣和学习的主动性，体现出学生的首创精神；4.鼓励学生进行团队合作，提出问题，共同解决问题，并且促进竞争意识的形成；5.使学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，实现自我反馈；6.以网络为平台，为师生提供多种信息通道并实现协商学习、探究学习和个性化学习。

（3）讨论式教学在数控机床常用电器的学习中，可采用讨论式教学方法。

首先分成几个小组，一个小组一套机床电器，让同学动手拆装各种电器，在讨论和相互交流中认识各种机床电器，每个小组自己小结，说出各个电器的结构、作用、主要参数及选用的原则，最后教师进行评议。

这种学习模式使学生在学习中不再只是教学的接受体，而是学习的主体，学习是一种重要的个体行动。

（4）实训模块教学模式《数控机床电气控制》要求实践和动手能力强，为配合理论教学，课程设置了各个模块的实训内容：模块1数控机床电源电路连接与调试实训；模块2数控机床主轴变频调速电气连接与调试实训；模块3数控机床伺服驱动系统电气连接及调试实训；模块4数控机床刀架控制与PLC参数设置实训；模块5数控机床控制面板电气连接与调试实训模块6数控机床电气控制系统的连接与调试实训。

（四）课程内容选取根据国家中、高级数控机床装调试维修工的职业能力标准，数控技术专业人才培养方案，同时参照“数控机床电气控制”所涉及的典型工作任务，按照岗位-任务-学习内容的工作过程来选择课程的学习内容。

本课程选取典型数控机床的电气控制系统为载体，将数控机床电气系统的总体任务和目标分解为具体的学习模块，通过对各个模块任务的学习，达到典型工作任务所要求的知识和能力。

1、课程内容选择的依据以能力为本位的培养目标，是课程内容选择和定位的方向。

学习内容的选择指向——工作过程性知识，主要解决“怎么做”和“怎么做的更好”的问题，以工作过程为坐标系，选取与职业工作过程紧密相关的知识，实施“工作本位”，“工-学”结合的学习模式。

数控机床电气控制课程内容的选取和内容的序化，要有利于学生通过课程学习，尽可能地获取与工作过程有关的经验和策略。

2、课程内容选择的原则课程内容的选择遵循三个原则：（1）科学性原则（2）情境性原则（3）人本性原则科学性原则强调的是课程内容置于科学体系之中，它是以获得理论知识为目标；情境性原则强调的是课程内容置于行动体系之中，它是以获得经验知识和职业能力为目标，我们在课程学习内容的选取上以情境性原则为主，科学性原则为辅。

人本性原则是实现教育根本目标的保证，无论是科学性原则获得理论知识，还是情境性原则获得经验知识，都只有经过人本性原则的内化，才能转化为个体的能力。

人本性原则就是要调动学生学和教师教的积极性，在教学中，发挥主观能动性。

二、课程目标（一）总目标通过本课程学习，学生能够理解和掌握数控机床电气控制组成、基本环节、数控机床的驱动、数控装置的结构与原理、PLC可编程控制器的应用数控系统的连接及相关知识，并初步具备运用所掌握的知识对数控机床电气进行调试，以及对典型的数控系统进行连接和调试的能力。

通过基于工作任务的学习活动和工学结合的实践模式，培养学生具有良好职业道德、专业技能水平、可持续发展能力，初步形成一定的学习能力和课程实践能力。

培养学生诚实、守信、负责、善于沟通和合作的团队意识，提高学生的职业能力，并通过理论、实训、实习相融合的教学方式，边讲边学、边学边做、做中学、学中做，把学生培养成为具有良好职业道德的高技能型人才。

（二）分目标1、知识目标1）了解数控机床电气控制、数控系统组成的基本知识；2）具备数控机床电气控制电路的读识、分析能力；3）掌握数控机床的电源供给控制电路；4）掌握数控机床的主轴电气控制、主轴变频器的使用与调试；5）掌握数控机床的进给电气控制、伺服驱动的使用与调试；6）熟悉数控机床位置与速度控制的方法；7）数控系统的连接、调试等能力；8）熟悉数控机床的刀架电气控制与PLC控制；9）熟悉数控机床的面板电气电路与PLC控制；10）掌握数控机床电气系统的连接与调试。

2、学生专业能力目标：1）掌握数控机床电气控制和安装调试的一般方法；2）完成对数控机床电源电路的安装与调试；3）掌握数控机床主轴电气连接，工作参数设置与调试；4）能完成数控机床伺服进给电气连接、工作参数的设置与调试；5)掌握数控机床刀架电气连接和运行调试；6)完成对数控机床面板电气调试和参数的正确设置；7）掌握数控机床电气系统的连接与调试；8）具备对数控机床电气控制进行总结、整理、归纳的书面表达及口头表达能力。

3、方法能力和社会能力目标:1）培养学生发现问题和解决问题的能力；2）具有良好的学习态度；3）具有良好的交往与沟通表达能力；4）具有团队合作精神；5）具有正确的价值观与评定事物的能力。

4．情感态度与价值观培养学生对专业课程学习的兴趣和对专业知识的探求精神；培养学生具备辩证思维的能力；培养学生具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。

让学生加强职业道德意识，增加对职业的热爱和敬业精神。

5．课程教学内容与学时安排各个学习模块及内容安排如下：2）实训项目模块1、数控机床电源电路连接与调试实训；1）接触器、继电器结构、参数调整；2）数控机床各单元的电源连接电路调整；模块2、数控机床主轴变频调速控制实训；1）变频器调速参数的设置；2）空载下试运行电动机；3）测试交流变频电动机的稳速误差；模块3、数控机床进给伺服驱动系统连接及性能实训；1）步进电动机参数设置；2）位置检测的测量及补偿；模块4、数控机床刀架控制与PLC参数设置实训1）刀架PMC参数设置与调试；2）刀架电机正、反转电气控制的调试；模块5、数控机床控制面板电气控制；1）数控机床换刀控制面板电路调试；2）数控机床回参考点控制面板电路调试模块6、数控机床电气系统参数的设置与调试1）PMC系统参数的设置；2）坐标轴参数的设置；3）数控系统参数的设置与调试。