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1、数控机床电气控制教学大纲一、课程基本情况开课单位：数控教研室 适用专业：数控技术修课方式：必修 考核方式：考查总 学 时：78学时 选用教材： 廖兆荣主编 数控机床电气控制高等教育出版社 2005年1月第一版教学参考书：余雷声主编 电气控制与应用 机械工业出版社 2003年1月第一版。张永飞主编 数控机床电气控制 高职高专规划教材 大连理工大学出版社 2006年2月第一版。二、课程的性质、任务和教育目标数控机床电气控制是数控技术专业必修的一门技术专业课程，本课程是在学生学习了电机原理、模拟电子与数字电子技术、变频、变流技术、传感器技术及计算机原理等相关课程之后，所开设的一门综合性技术应用型课程
2、。通过该课程的学习，使学生进一步了解电机及控制技术、工业电子技术、计算机等在数控加工设备上的应用，了解数控加工设备的电气自动控制原理、掌握关键控制装置构成，熟悉数控机床电气控制系统的组成、能对机床设备进行日常的使用维护及简单维修，也为后续的数控机床操作实习提供一定的理论指导。三、课程的教学内容和基本要求模块一 数控机床电气控制概况（4学时）1.教学内容数控机床加工过程和特点；数控机床电气控制系统的组成及其工作过程；数控机床电气控制系统的分类；数控机床电气控制系统的主要性能指标及要求；数控机床电气控制系统的发展状况。2.教学要求了解数控机床加工过程和特点；掌握数控机床电气控制系统的组成、工作过程
3、及分类；了解数控机床电气控制系统的主要性能指标、要求以及发展状况。3.重点和难点重点：数控机床电气控制系统的组成。难点：数控机床电气控制系统的工作过程。模块二 数控机床电气控制基础(2学时)1.教学内容单轴电力拖动系统的运动分析；自动控制系统的基础知识。2.教学要求掌握单轴电力拖动系统的运动特点，掌握自动控制系统的定义、组成以及控制方式。3.重点和难点重点：自动控制系统的定义与控制方式。难点：自动控制系统的控制方式。模块三 数控机床常用低压电器(10学时)1.教学内容低压电器基本知识；电力开关电器的基本工作原理和选用方法；常用控制信号电器的基本原理及选用方法；常用接触器、中间继电器、时间继电器
4、的基本工作原理及选用方法；常用保护电器的基本工作原理及选用方法；常用执行电器的基本工作原理、选用方法；位置检测装置的基本工作原理和选用方法。2.教学要求了解数控机床低压电器的分类；掌握数控机床低压电器的一般结构和基本工作原理；掌握刀开关、组合开关、低压断路器的基本工作原理和选用方法；掌握常用主令控制器、按钮开关、限位开关、速度继电器、接近开关的基本原理及选用方法；掌握常用接触器、中间继电器、时间继电器的基本工作原理及选用方法；掌握常用熔断器、热继电器、电流继电器、电压继电器的基本工作原理及选用方法；了解常用电磁阀、电磁离合器、电磁制动器的基本工作原理、选用方法；了解脉冲编码器的基本工作原理和选
5、用方法。3.重点和难点重点：交流接触器、直流接触器的基本工作原理；低压断路器的工作原理；熔断器、热继电器的选用方法。难点：交流接触器、直流接触器的工作原理；时间继电器的基本工作原理及选用方法。模块四 电气控制基本环节（7学时）1.教学内容三相异步电动机的全压起动控制；三相异步电动机的降压起动控制；三相异步电动机的制动控制。2.教学要求了解三项异步电动机全压起动和降压起动的特点；掌握三相异步电动机手动和接触器全压起动控制电路及工作原理；掌握三相异步电动机开关控制和接触器控制的正反转电路及工作原理；理解顺序控制的原理及应用；掌握三相异步电动机定子串电阻、星形三角形转换、自耦变压器降压起动控制电路及
6、工作原理；理解三相异步电动机反接制动和能耗制动的原理及应用；掌握三相异步电动机能耗制动、反接制动控制原理及工作原理。3.重点和难点重点：三相异步电动机全压起动、降压起动、反接能耗制动电路以及工作原理。难点：三相异步电动机降压起动、反接能耗制动电路以及工作原理。模块五 典型机床电气控制(7学时)1.教学内容电气制图与识图方法；CA6140车床电气控制；X62W铣床结构及电气控制要求。2.教学要求了解电气控制系统图的分类；了解普通车床的结构、运动形式和控制要求；掌握普通车床CA6140电气控制原理分析；掌握X62W铣床的主要结构及电气控制要求。3.重点和难点重点：电气原理图的制图与识图方法；普通车
7、床CA3140电气原理图分析。难点：X62W铣床的主要结构及电气控制。模块六 可编程控制器及其应用 (8学时)1.教学内容：可编程控制器的概况；可编程控制器的组成及工作原理；FANUC-PMC的指令系统；可编程控制器在数控机床上的应用实例。2.教学要求掌握可编程控制器的功能及应用场合；了解可编程控制器的分类及特点；了解可编程控制器的发展趋势；了解整体式和模块式可编程控制器的基本组成及各部分作用；掌握可编程控制器各工作过程的工作原理及特点；了解可编程控制器各种编程语言的特点；掌握数控机床中可编程控制器的作用；熟悉FANUC-PMC的梯形图表示符号及编程地址；熟悉FANUC-PMC基本操作指令及应
8、用；熟悉FANUC-PMC功能指令及应用；掌握数控机床回参考点控制梯形图工作原理；掌握数控机床刀库自动选刀控制的实现、梯形图工作原理。3.重点和难点重点：可编程控制器各工作过程的工作原理及特点；FANUC-PMC基本操作指令及应用难点：FANUC-PMC的梯形图表示符号及编程地址；数控机床刀库自动选刀控制的实现、梯形图工作原理。模块七 数控机床驱动装置（12学时）1.教学内容数控机床驱动装置的概况、步进电机驱动装置；变频电动机驱动装置；交流伺服电机驱动装置；数控机床主轴驱动装置。2.教学要求掌握伺服系统的结构和原理；了解伺服系统的分类及特点；掌握进给伺服系统和主轴伺服系统的性能和控制要求；了解
9、步进电机分类和结构；掌握步进电机驱动装置及应用；理解交流伺服电机的变频调速控制方法；掌握变频电动机驱动装置及其应用；掌握KT220系列交流伺服电机驱动模块接口定义、系统组成、工作原理；掌握YASKAWA VS-626MT主轴驱动系统内部原理、控制系统的组成和连接、工作原理。3.重点和难点重点：伺服系统的结构和原理；步进电机驱动装置及应用；变频电动机驱动装置及其应用。难点：KT220系列交流伺服电机驱动模块接口定义、系统组成、工作原理； YASKAWA VS-626MT主轴驱动系统内部原理、控制系统的组成和连接、工作原理。模块八 数控装置结构与原理（6学时）1.教学内容数控装置的硬件结构；数控装
10、置的软件结构；数控装置的信息处理；数控装置的通信。2.教学要求了解数控装置在数控机床中的作用和分类；了解数控装置的内容结构；理解数控装置的工作原理；了解数控系统的软件结构及界面特点；理解数控系统中软件模块的工作特点；了解数控装置控制软件的基本任务；理解零件程序的输入、数据处理、插补计算的要求和原理；掌握数控装置异步串行通信接口和伺服通信接口定义；掌握数控装置异步串行通信和网络通信的实现。3.重点和难点重点：控装置异步串行通信接口和伺服通信接口定义；数控装置异步串行通信和网络通信的实现。难点：数控装置异步串行通信和网络通信的实现。模块九 典型数控系统（6学时）1.教学内容FANUC 0i数控装置
11、；FANUC 0i伺服系统；FANUC 0i主轴模块；FANUC 0i电源模块；FANUC 0i数控系统连接。2.教学要求了解FANUC 0i数控装置的结构和特点；掌握FANUC 0i数控装置的组成及接口定义；掌握FANUC 0i伺服模块的型号及接口定义；掌握FANUC 0i主轴模块型号及接口定义；掌握FANUC 0i数控系统的连接。3.重点和难点重点： FANUC 0i数控装置的组成及接口定义； FANUC 0i伺服模块的型号及接口定义；FANUC 0i主轴模块型号及接口定义难点：FANUC 0i数控系统的连接。模块十 数控机床维护与维修（12学时）1.教学内容数控机床的安全操作与维护；数控
12、机床维修管理与维修方法；数控系统参数的设置与备份方法；数控装置常见故障分析和维护；进给伺服系统常见故障诊断和维修；主轴伺服系统的故障诊断与维修；PLC控制常见故障诊断与维修；其它故障分析与维修。2.教学要求掌握数控机床的操作规程和正确操作；掌握数控机床的维护；了解数控机床的维修管理；掌握数控机床的故障分析诊断方法；了解数控系统参数及其在维修中的作用；掌握数控系统的参数设置与备份方法；了解数控装置常见故障特点；掌握各类故障的诊断与处理方法、进给伺服系统常见故障诊断和维修、主轴伺服系统得故障诊断与维修；掌握PLC常见故障的诊断思路和维修方法；掌握数控机床其它故障的分析与维修。3.重点和难点重点：数
13、控机床的操作规程和正确操作；各类故障的诊断与处理方法、进给伺服系统常见故障诊断和维修、主轴伺服系统得故障诊断与维修；PLC常见故障的诊断思路和维修方法。难点：进给伺服系统常见故障诊断和维修、主轴伺服系统得故障诊断与维修；PLC常见故障的诊断思路和维修方法。4.说明：此部分内容可视学生的先学情况或根据不同专业需要进行删减。四、课程学时分配序号章节课时分配理论课习题课实验课其它共计1数控机床电气控制概况442数控机床电气控制基础223数控机床常用低压电器82104电气控制基本环节5275典型机床电气控制5276可编程控制器及其应用6287数控机床驱动装置66128数控装置结构和原理669典型数控系
14、统42610数控机床维护与维修121211复习考试44合计5816478五、实验课时分配序号实验项目课时备注1数控综合实验台的部件、低压电器认识实验22数控综合实验台电气控制分析实验23数控综合实验台电气故障设置与分析实验24数控实验台PLC编程与调试实验25步进电动机调试及使用实验26交流伺服系统调整及使用实验27变频调速系统构成、调整及使用实验28华中数控系统的连接与参数调试实验2合 计16六、大纲说明及教学方法建议1本课程是考查课，属于专业课程。后续课为专业训练课程。2本课程为数控加工专业的必修课程、考核办法为闭卷或开卷考查。3. 以课堂讲授为主，实验为辅。讲授方法应以数控系统电器为主线、采用精简分明，不强调理论的过多推证。使学生对数控系统构成、原理及硬件设备有一初步的认识并能处理简单的硬件与软件故障为目的。4. 课时分配表中加注的单元内容可根据学时情况选学其中之一。 制 定：数控教研室 执笔人：张冉 审定人：陈兴云7
