机械制造及自动化专业《机床电气与PLC》课程标准

《机床电气与PLC》课程标准二级学院：智能制造与信息工程学院执笔人：罗剑审核人：杨军制定日期：2022年7月陕西能源职业技术学院一、课程信息表1课程信息表课程名称《机床电气与PLC》开课院部智能制造与信息工程学院课程代码考核性质考试前导课程《电工电子技术》、《机械制造技术》、《数控机床结构与维护》后续课程跟岗实习、顶岗实习总学时56课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是□理实一体化是R适用专业机械制造及自动化二、课程性质本课程综合了《电气控制与PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识，是机械制造及自动化专业学生的专业核心课程，主要研究低压控制电器、电气控制基本回路、典型机床电气控制电路、可编程控制器及编程、数控系统。以培养学生具有对生产典型生产机械的电气控制线路进行基本环节初步设计、分析与故障排除的专业能力；具有对PLC控制系统进行系统程序设计的分析能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力；以实现“学以致用”的教学目标。2.课程功能定位表2课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力普通机床操作岗位能识读机械图纸；能选用合适的金属材料；能选用刀具与刃磨刀具；会使用常用量具、量仪；能根据零件技术要求编制合理的加工工艺；能独立操作普通车床、铣床；熟悉常用的普通车铣床结构，能够对普通机床进行日常维护与保养；能较好地与工艺设计、生产管理、质检、设备维修等生产一线人员进行交流沟通。数控机床操作岗位能识读机械图纸；能熟练操作计算机；熟练掌握常用金属材料加工性能，能根据加工要求选用工程材料；熟悉一种以上典型数控系统，能进行简单零件的手工编程；熟练操作数控车床、数控铣床；熟练使用常用机加工量具、刀具和夹具，能够按照技术要求控制零件加工质量；了解常用的数控车床、数控铣床结构，能够对数控机床进行日常维护与保养；能较好地与工艺设计、生产管理、质检、设备维修等生产一线人员进行交流沟通。产品装配岗位能识读机械图纸；熟知典型机械产品结构和装配方法；掌握产品装配的相关技能（钳工技能、机加工基本技能）；熟练使用常用量具和工艺装备，能够按照技术要求装配合格产品；能较好地与产品设计、工艺设计、生产管理、质检等人员进行交流沟通。机械工艺员岗位能识读机械图纸；熟练掌握常用金属材料加工性能，能根据加工要求选用工程材料；能根据产品图纸、技术要求及企业实际情况进行加工工艺设计，包括确定加工工序及工艺内容、工艺参数、工艺装备以及工时定额等，并编制工艺文件；能够现场指导一线生产人员正确实施工艺；具备分析和解决生产过程中突发事件的能力。三、课程目标与内容1.课程总目标通过对本课程的学习和训练，掌握《机床电气控制与PLC》的基本理论，常用电器的结构、工作原理及用途；掌握普通机床、数控机床电气控制电路的基本分析方法；使学生熟悉电气控制与PLC的基础知识，了解其所涉及的技术理论知识。培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的学习能力、团队合作能力。课程具体目标通过本课程的学习，应使学生培养学生初步具有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握普通机床、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、维修机床打下较坚实基础。同时培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的学习能力、团队合作能力。表3课程教学目标与内容序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容15.2具备机械制造与自动化专业基础知识与专业知识，并能将其应用于解决实际机械工程问题。7.1形成装备制造企业生产一线岗位的基本工作规范。7.2遵守企业生产有关法律法规以及文明生产、环境保护、安全消防的规范制度要求。9.1具备识读机械图纸、电气原理图、安装图的能力，掌握机床设备机械结构及电液气；9.2熟悉机床设备操作、维护、安装调试的相关知识，具有常用机床设备日常维护保养及一般故障分析和处理的能力。9.3具备机床设备安装、调试的相关知识，初步具有机床设备安装、调试工程实施的能力。10.2初步具备工程材料、机床、刀具、工装夹具、测量器具选择的能力，以及编制机械零件加工工艺规程和具体工艺实施的能力。1.掌握常用低压电器的结构和工作原理；知道常用低压电器的规格，理解基本构造及工作原理。能识别并正确选用常用电器元件。树立工具、设备使用的安全意识。相关常用电器元件的结构、工作原理、型号参数、图文符号、在电路中作用及选用原则2掌握电气原理图的绘制方法，掌握常用机床电气控制回路会识读电动机基本控制电路图；会设计简单控制电路；具备正确合理绘制元件布置图及安装接线图的能力。形成规范操作意识，细心和耐心；团结协作意识。电气系统图的识读方法及绘制原则电动机基本控制电路的控制原理3掌握普通机床电气控制原理能够看懂普通机床电气控制原理图；会分析典型机床控制电路。具有区分各类机床的基础结构和运动方式的能力。具有查找和解决问题的能力。普通车床电气工作原理；普通铣床电气工作原理；普通钻床电气工作原理；4掌握PLC基本指令及应用；了解数控机床PLC的知识和信号接口关系；具备分析简单PLC程序的能力；具备利用PLC编程软件编写基本顺控指令、电动机点动、连续运行控制程序的能力，会运行并调试PLC程序。培养学生自学能力与自我发展能力。PLC的结构、原理及型号含义；PLC编程软元件、基本指令的应用；PLC程序的分析方法和编写5了解数控系统应用的一般知识。掌握数控机床的基本操作技能。；掌握数控机床电气控制基本组成及特点。培养学生自学能力与自我发展能力。数控机床的基本知识表4课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点、考核点思政点学时1低压电器的结构及工作原理任务一：低压开关电器、低压保护电器的认识。刀开关、按钮、熔断器、热继电器、接触器等元器件的结构、原理、符号、选用；自锁；欠压、失压、短路等保护重点：常用电气控制设备的结构。难点：常用电气控制设备的工作原理。通过学习，掌握基本电器的结构和工作原理。培养学生认真负责、踏实敬业的工作态度和严谨求实、一丝不苟的工匠精神。10任务二：接触器与继电器了解接触器与继电器的结构、工作原理及用途任务三：电气线路图的分类、绘制及识图方法。逐步掌握电气元器件的图形和文字符号；了解电气线路图的种类及绘制原则；了解电气线路图的分析方法。2电气控制基本回路任务一：三相异步电动机点动控制与长动控制线路点动控制与长动控制的线路原理分析重点：电气控制基本回路原理分析难点：自行设计和安装简单控制线路在学习过程和技能的训练中，培养学生敬业、精益、专注、创新等方面的“工匠”精神。14任务二：三相异步电动机正反转控制线路电动机可逆控制的原理与方法任务三：三相异步电动机顺序控制线路电动机顺序启动、逆序停止的原理和方法任务四：三相异步电动机启动控制电动机起动的原理及方法任务五：三相异步电动机调速控制电动机调速的原理及方法任务六：三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动原理及制动方法3典型机床控制线路任务一：CA6140车床的电气控制CA6140车床的基本概况；CA6140车床的电气控制分析重点：能阅读各种机床的电气控制原理图；难点：理解常用的几种基本控制电路的工作原理。通过本课程章节，对学生进行爱国主义教育。主要内容包括：1.工业4.0概念与中国制造2025的基本内容；2.中国制造业的现状、面临的困境及机遇；3.学习好本课程的重要意义。10任务二：X62W铣床结构及电气控制线路X62W铣床的基本概况；X62W铣床的电气控制分析任务三：Z3050搖臂钻床的电气控制；Z3050搖臂钻床的基本概况；Z3050搖臂钻床的电气控制分析4PLC结构及工作原理、性能指标及编程元件任务一：可编程控制器概述。可编程序控制器的基本结构；PLC的基本工作原理；PLC的主要性能指标和分类重点：可编程序控制器的程序设计。难点：PLC在数控机床上的应用。培养学生处理问题，学会透过现象看本质，正确处理复杂的问题。12任务二：可编程序控制器的程序设计PLC的常用编程语言；步进指令及编程；PLC梯形图编程的基本规则；常用功能指令任务三：PLC在数控机床上的应用PLC在数控机床上的应用5数控机床的电气控制系统任务一：数控机床电气原理图的绘制原则。典型数控系统简介重点：电气控制的逻辑表示方法。难点：电气控制线路的基本规律。10任务二：数控机床电气控制的逻辑表示数控机床电气控制电路设计准则任务三：数控机床电气控制线路的基本规律数控车床电气控制电路；数控铣床电气控制电路四、课程考核课程考核采用过程考核和考试相结合。考核方式和“教学做”一体化教学模式相适应，全面考核学生的学习态度、学习过程以及学生的工作能力等，以达到检验教学效果和促进教学的目的。每项考核内容各有侧重，既增进学生对专业理论知识的掌握，又要强调学生对知识的综合应用能力的掌握，以凸显课程教学培养目标。课程总成绩（100%）=过程性考核成绩（70%）+考试成绩（30%）。过程性考核成绩（70%）=出勤、课堂表现（20%）+作业（20%）+课内实验（实训）任务（30%）。出勤、课堂表现成绩=出勤成绩+课堂表现成绩，出勤成绩=20×签到次数/上课总次数，课堂表现优秀+1、表现差-1，出勤、课堂表现成绩不低于0分、不高于20分；作业成绩=0.2×∑项目作业分数/项目数；课内实验（实训）成绩=0.3×∑项目实验（实训）分数/项目数。五、实施要求1.授课教师基本要求本课程任课教师应具备高等学校教师任职资格或企业高级工程师资格。专职教师应具备中级以上职称，有企业锻炼经历。熟悉机械领域专业知识和专业技能的“双师型”教师。具有良好的师德修养，能教书育人，具有良好的图学理论知识和丰富的实践经验及工学结合的能力，具有严谨的图学精神和创新的教育理念。2.实践教学条件要求为了保证理论与实践操作密切结合，本课程需要机械加工实训室和机械创新设计实训室和数控装调实训室。（1）校内实训室表5机械加工实训室实训室（中心）名称机械加工实训室面积600m2序号核心设备数量备注1数控铣床XK713262数控车床CK613673数控车床CK613624加工中心XH71525线切割DK7740/AZ16普车C6140107卧式铣床X603648立式铣床X503649摇臂钻Z30401表6机械创新设计实训室实训室（中心）名称机械创新设计实训室面积108m2序号核心设备数量备注1机械原理陈列柜102机构创新设计组合搭接系统13多功能机械系统创新组合搭接综合系统14机构运动创意组合测试系统15机械装调系统16自动化及综合机械系统17机械装配综合系统18注塑模具装配与调试综合系统1表7数控装调实训室实训室（中心）名称数控装调实训室面积60m2序号核心设备数量备注1发那科系统机床2台2西门子系统机床2台（2）校外实习基地表6《机床电气控制与PLC》课程校外实习基地序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能接纳学生人数备注1热加工实训基地中国一拖集团有限公司铸造、锻造、焊接、热处理等加工实习实训1202生产实习基地西诺医疗器械集团有限公司普通机床及数控机床操作、钳工及产品检验等生产实习503顶岗实习基地西安宇星石油机械新技术开发有限公司机床操作、产品装配及产品检验等综合性实习254认识实习基地陕西中环机械有限公司车、铣、刨、磨、焊等工种的认识实习505吉利汽车实习基地吉利汽车集团冲压、焊接、装配线等工种实习实训806浙江双环实习基地浙江双环齿轮传动有限公司机床操作、产品装配、产品检验等综合性实习507西安科技大学实训基地西安科技大学工程训练中心金工实习1203.教学方法与策略（1）教学方法：运用“教、学、做”为一体的教学模式，理论学习和实践学习相结合，强化学生的应用能力；采用“理实一体化”教学，教学方法主要采用项目教学法、任务驱动法等。教学应在实训室中进行，在教学过程中，要充分体现以学生为主体，“做中教、做中学”的现代职业教育理念，在培养学生职业能力的同时，传授相关的基本知识，知识以“够用、适用”为原则（2）教学策略：课程教学模式按照“情境教学、案例驱动、教、学、做一体化”的教学模式，推行“理实一体化”的案例课程教学，以典型任务为驱动采用理论与实践相接合的方法，进行教学内容的组织。在教案设计、课件制作、教材及教辅材料的编写以及课堂教学过程中努力贯彻启发式教学原则，充分发挥学生在学习中的主体作用。并根据教学内容灵活应用下列教学策略：1)用“问题驱动法”展开教学内容在教学过程中，用问题驱动法逐步展开教学内容，问题一环扣一环，便于启发式教学方式的实现，把学生吸引到教学内容中去，充分调动学生听课的积极性，提高课堂教学效率。2）现场直观教学法如在讲授低压电器部分，直接用按钮、开关、继电器、接触器等电器在课堂上给学生讲解，学生容易理解接受其工作原理，给少许时间让学生拆开动手，同时对元器件的形状和结构等掌握得更多更全面，便于识别和使用。3)用“讨论法”展开习题课的教学在习题课的教学过程中，提出问题，并引导大家讨论问题，不但可以达到释难解疑的目的，而且还能培养学生的表达能力，激发学生的学习热情。4)通过“专题作业”引导学生进行自主性学习结合情境教学内容的总结与综合练习，布置有一定难度的“大作业”，通过“大作业”引导学生进行探究性学习与自主性学习。增加作业内容的复盖面，布置涉及面广，比较综合的大作业或典型的小设计作业。5）通过现场、实验加深学习的效果利用实习工厂、实验室现有的实验装置和仪器设备，帮助提高教学效果。4.教材、数字化资源选用表7机床电气控制与PLC课程教材选用表序号教材名称ISBN教材类型编者出版社出版日期1机床电气控制与PLC(第2版)ISBN:9