《机床电气控制技术》课程标准

2/2《机床电气控制技术》课程标准招生对象：高中毕业生及同等学力者教学时数：48H学历层次：高职课程代码：9010106修业年限：全日制三年学分数：2.5适用专业：数控技术制订人：一、课程概述1.课程定位《机床电气控制技术》是数控技术专业的一门核心专业课程。通过学习，掌握机床电气连接及PLC程序的识读与编制相关知识，培养学生继电线路配盘与调试、机床电柜总装及数控机床PLC程序识读、编制与调试能力，以适应数控机床安装调试、维修及售后服务等工作岗位的需求。本课程在整个专业课程体系中起着承前启后的作用，其前导课程主要为《电路元件连接与测量》，学生在掌握常用电工设备、仪表的使用及常用电子元器件的装调基础上，通过本课程的学习，掌握继电控制线路装调、机床电柜总装、数控机床PLC程序的识读与编制等核心职业能力。为后续课程《数控机床故障维修》奠定坚实的基础。2.设计思路（1）内容设计基于国家装调工职业资格标准，结合专业人才培养方案，围绕课程目标，以岗位能力所需作为主线，把工作所需各种能力点进行学习性的转换，制定了以企业核心需求为标准的课程教学内容：正确选择、测量、使用、安装电器元件；识读机床电气原理图、电器安装图、电气接线图；掌握数控机床控制原理与控制流程；设计与阅读数控机床控制系统PLC程序；胜任电柜安装与调试工作；并能够排除简单电气故障。（2）项目设计与国内大型数控系统、数控机床生产及使用企业合作，在广泛调研的基础上，按照单电机控制→普通机床控制→数控机床控制的顺序，安排了单电机起动控制线路、普通车床控制线路及数控车床冷却控制、刀架控制等学习项目。以解决简单电气故障或完成电气连接任务为驱动，学生在完成具体任务的过程中，掌握常用低压电器、电气原理图、PLC程序等知识点，并熟练应用电气连接、工量具使用、PLC状态监测等实用技能，使数控机床控制控制系统的学习更具有针对性，提高学生的学习积极性。（3）教学设计秉承“学生主体、教师主导”的教学观念，采取“学做一体、任务驱动”的教学模式，整体上按照“了解资讯→制定计划→小组决策→组织实施→检查评价”五步法进行教学，在具有真实工作环境的实训场地进行课程学习和技能训练，在教学不同阶段，分别采取引导文法、讨论法、讲授法等不同的微观教学方法，并在任务实施过程中，强调国标的权威性和机床说明书的重要性，规范电气安装工艺，加强过程考核的力度，逐步强化学生的职业意识。二、课程目标1.熟练使用电工作业工具与测量仪表；2.根据电气原理图，完成基本继电控制电路配盘与调试；3.根据电气原理图，完成数控机床电气柜总装任务；4.会分析机床电气控制线路，并能设计简单电气控制线路；5.会用梯形图的编译软件，下载和调试程序；6.掌握数控机床PLC程序识读、编制与调试方法；7.培养数控机床装调安全操作意识及职业素养；8.培养工程计划制定和执行能力。9.培养查阅说明书及遵循国标的习惯；三、内容标准及实施建议1.项目安排及学时分配按照由易到难的原则，突出PLC控制专业特色，紧紧围绕数控机床，选取有代表性的数控机床子控制系统为教学任务载体，完成项目设计，具体安排如表1：表1项目安排表项目序号项目名称学时H1三相异步电机起动控制线路装调82C650卧式车床电气控制线路装调83数控机床冷却控制系统装调164数控机床刀架控制系统装调85数控机床主轴正反转控制线路装调8合计482.项目设计及实施每个教学项目的具体教学目标、教学内容、教学实施建议、重点难点、教学资源和考核评价见表2～表7：表2项目1教学设计表项目1三相异步电机起动控制线路装调学时H8教学目标1.掌握三相异步电机起动电气原理；2.掌握低压电器选用原则；3.根据电气原理图，合理布臵电器元件，并正确连线，控制电机起/停。教学内容1.低压电器2.异步电机起动控制线路3.导线选择4.连接线制作教学实施建议一、了解资讯（讲授法、现场示范法、引导文法）4H①下达任务书；②教师讲解低压电器的选择、异步电机点动、长动、降压起动控制线路等知识点；③列出相关参考资料④教师引导学生分组二、制订计划（独自完成）1H绘制三相异步电机起动电气原理图；列出元件清单及工具清单；选配导线。三、小组决策（讨论法）1H确定起动控制电气原理图；列出电器元件清单；列出工具清单；小组分工；确定工作流程。四、组织实施（示范法、小组分组法）3H学生领取相关工具和电器元件，教师示范工具的正确使用和仪表使用，并强调用电安全及接线的规范性，最后由学生负责连线。五、检查评价1H断电情况下，小组先自查，然后互查，最后教师检查；教师允许情况下，通电检查；成绩评定由资料收集能力、电气连接实施效果、合作性等因素决定。重点难点重点：起动控制线路、继电器、接触器难点：继电器、接触器教学资源场地：电工电子实训中心设备：电气控制实训系统资料：精品课程网站考核评价围绕异步电机起动控制线路装调任务资料收集的能力；情境相关知识点掌握情况；电气连接效果；协作与团队意识；是否具备领导能力。表3项目2教学设计表项目2C650卧式车床电气控制线路装调学时H8教学目标1.熟悉机床电气控制线路分析内容；2.掌握电气原理图阅读原则；3.掌握电机正反转控制原理及其线路连接；4.掌握电机制动控制原理及其线路连接；5.能够读懂普通机床电气原理图；6.能够排除简单电气故障。教学内容1.异步电机正反转控制线路；2.异步电机制动控制线路；3．电气原理图阅读规则；4.C650卧式车床电气原理图阅读。教学实施建议一、了解资讯（讲授法、现场示范法、引导文法）5H①下达任务书；②教师讲解异步电机正反转控制线路、制动控制线路、电气原理图阅读规则、C650卧式车床电气原理图阅读等知识点；③列出相关参考资料④教师引导学生分组二、制订计划（独自完成）1H按要求绘制机床电气原理图；列出故障成因；确定诊断步骤。三、小组决策（讨论法）1H确定起动控制电气原理图；列出电器元件清单；列出工具清单；小组分工；确定工作流程并明确故障相应对策。四、组织实施（示范法、小组分组法）2H学生领取相关工具和电器元件，教师示范工具的正确使用和仪表使用，并强调用电安全及接线的规范性，最后由学生负责故障的排除工作。。五、检查评价1H断电情况下，小组先自查，然后互查，最后教师检查；教师允许情况下，通电检查；成绩评定由资料收集能力、故障排除与否、合作性等因素决定。重点难点重点：起动控制线路、继电器、接触器难点：继电器、接触器教学资源场地：数控机床维修实训室；设备：数控车床综合实训系统；资料：精品课程网站、车床电气原理图考核评价围绕异步电机起动控制线路装调任务资料收集的能力；情境相关知识点掌握情况；故障排除与否、电气连接效果；协作与团队意识；是否具备领导能力。表4项目3教学设计表项目4数控机床冷却控制系统装调学时H16教学目标1．了解液压系统基本常识；2．熟悉数控机床冷却液压系统基本结构3．理解数控机床冷却系统电气控制原理；4.熟悉802CPLC程序结构；5．读懂及修改冷却控制示例主程序和子程序；6．对照电气原理图，设计数控机床冷却系统电气控制原理图并实施，控制冷却液的开/关；7.排除冷却液无法喷出故障。教学内容1．液压系统基本常识；2．数控车床冷却液压系统典型结构；3．ＰＬＣ组成、工作原理、编程语言；4．S7—200PLC介绍；5．梯形图基本指令；6．数控车床冷却控制电气原理图解读；7．数控机床PLC；8．802CPLC程序；9．数控机床冷却控制示例程序。教学实施建议一、了解资讯（讲授法、现场示范法、引导文法）13H①下达任务书；②解液压基本常识、冷却控制系统液压系统结构、冷却控制电气原理图、机床PLC基础、冷却控制PLC程序等知识③列出相关参考资料④教师引导学生分组二、制订计划（独自完成）1H绘制机床冷却控制电气原理图；列出故障成因；确定诊断步骤。三、小组决策（讨论法）1H确定机床冷却电气原理图；列出电器元件清单；列出工具清单；小组分工；确定工作流程并明确故障相应对策。四、组织实施（示范法、小组分组法）2H学生领取相关工具和电器元件，教师示范工具的正确使用和仪表使用，并强调用电安全及接线的规范性，最后由学生负责故障的排除工作。五、检查评价1H断电情况下，小组先自查，然后互查，最后教师检查；教师允许情况下，通电检查；成绩评定由资料收集能力、故障排除与否、合作性等因素决定。重点难点重点：冷却系统电气原理图、PLC基础、车床冷却PLC程序难点：802CPLC基础教学资源场地：数控机床维修实训室；设备：数控车床综合实训系统；资料：精品课程网站、数控车床电气原理图、SINUMERIC802S/C简明安装调试说明书考核评价围绕数控机床冷却控制系统装调任务资料收集的能力；情境相关知识点掌握情况；故障排除与否；协作与团队意识；是否具备领导能力。表5项目4教学设计表项目4数控机床刀架控制系统装调学时H8教学目标1.了解数控车床刀架控制原理；2.了解霍尔元件工作原理；3.读懂并设计数控车床刀架控制线路；4.读懂刀架控制示例主程序和子程序；5.能够排除简单刀架故障；教学内容1.车床刀架控制原理2.数控车床刀架控制线路3.数控机床刀架控制PLC程序教学实施建议一、了解资讯（讲授法、现场示范法、引导文法）5H①下达任务书；②讲解车床刀架控制流程及其原理、刀架控制电气原理图和刀架控制PLC程序③列出相关参考资料④教师引导学生分组二、制订计划（独自完成）1H绘制刀架电气原理图；列出故障成因；确定诊断步骤。。三、小组决策（讨论法）1.5H确定刀架电气原理图；列出电器元件清单；列出工具清单；小组分工；确定工作流程并明确故障相应对策。四、组织实施（示范法、小组分组法）2H学生领取相关工具和电器元件，教师示范工具的正确使用和仪表使用，并强调用电安全及接线的规范性，最后由学生负责故障排除。五、检查评价0.5H断电情况下，小组先自查，然后互查，最后教师检查；教师允许情况下，通电检查；成绩评定由资料收集能力、故障排除与否、合作性等因素决定。重点难点重点：刀架控制原理、车床刀架控制电气原理图、车床刀架控制PLC程序难点：刀架控制原理教学资源场地：数控机床维修实训室设备：数控车床实训系统资料：精品课程网站、SINUMERIC802S/C/DPLC子程序库应用指南、SINUMERIC802S/C简明安装调试说明书考核评价围绕数控机床刀架控制系统装调任务资料收集的能力；情境相关知识点掌握情况；故障排除与否；协作与团队意识；是否具备领导能力。表6项目5教学设计表项目5数控机床主轴正反转控制线路装调学时H8教学目标1．主轴控制类型；2．读懂主轴控制电气原理图；3．读懂主轴正反转主程序和子程序；4．熟悉SIEMENSMM420变频器。教学内容1.主轴控制类型；2.主轴控制电气原理图；3.数控车床主轴正反转ＰＬＣ主程序和子程序。4.SIEMENSMM420变频器教学实施建议一、了解资讯（讲授法、现场示范法、引导文法）4H①下达任务书；②教师讲解SIEMENSMM420变频器、主轴正反转电气原理图、正反转PLC程序；③列出相关参考资料④教师引导学生分组二、制订计划（独自完成）1H绘制数控车床主轴控制电气原理图；设计主轴正反转控制PLC程序；列出元件清单及工具清单；选配导线；电气连接顺序等。三、小组决策（讨论法）1H确定数控车床主轴控制电气原理图；设计主轴正反转控制PLC程序；列出电器元件清单；列出工具清单；小组分工；确定工作流程。四、组织实施（示范法、小组分组法）3H学生领取相关工具和电器元件，教师示范工具的正确使用和仪表使用，并强调用电安全及接线的规范性，最后由学生负责连线，输入PLC程序并上传至数控车床实训系统。五、检查评价1H断电情况下，小组先自查，然后互查，最后教师检查；教师允许情况下，通电检查；成绩评定由资料收集能力、电气连接实施效果、PLC设计及传输效果合作性等因素决定。重点难点重点：主轴正反转电气原理图、主轴正反转PLC程序难点：主轴调速原理与方式、主轴正反转PLC程序教学资源场地：数控机床维修实训室设备：数控车床实训系统资料：精品课程网站、SIEMENSMM420说明书、SINUMERIC802S/C简明安装调试说明书、SINUMERIC802S/C/DPLC子程序库应用指南等考核评价围绕主轴正反转控制线路装调装调任务资料收集的能力；情境相关知识点掌握情况；电气连接效果及PLC输出情况；协作与团队意识；是否具备领导能力。四、考核评价1.课程考核评价成绩构成课程的成绩评价由任务单项考核和综合任务考核组成，突出“过程考核与综合考核相结合，理论与实践考核相结合，教师评价、企业评价与学生自评、互评相结合”的原则。任务单项考核占总成绩的70%，综合任务考核占总成绩的30%。具体见表7。表7课程考核评价成绩分值表工作过程项目考核评价综合任务考核评价项目名称得分占总成绩%实得分得分占总成绩%实得分项目12030项目220项目320项目420项目520学习领域课程总成绩=Σ项目考核实得分＋综合任务考核实得分2.项目单项考核评价按照“了解资讯、个人计划、小组决策、组织实施、检查评价”五步法工作工程得分，以及文明生产、工作完成度、合作性、创新性和安全性等多个考核项目，配以不同的权重进行任务单项考核。5个项目的过程评价综合，占课程成绩的70％。表8为项目4考核评分表。表8项目4考核评分表考核项目考核内容及要求分值学生自评（20%）小组评分（30%）教师评分（50%）实际得分了解资讯上课听讲情况？2参与积极性3个人计划线路连接计划是否合理？5电器清单列表是否合理？5资料收集情况如何？5小组小组决策结果是否优越？？5决策小组分工是否合理？5小组工作流程是否恰当？5组织实施接线是否清楚，节约？5接线是否符合工艺要求？10操作是否规范？10检查评价仪器使用是否合理？5线缆连接是否牢靠？5安全文明生产遵守机床安全操作规程3设备保养、场地整洁2完成时间每超时5分钟扣1分5合作性能否配合团队协作完成任务？5是否具备领袖能力？5创新性是否能够提出简单可行的独创性装调意见并顺利实施？5发生重大事故，严重违反工艺原则和情节严重的野蛮操作等，由教师决定取消其实操资格，该单项考核不得分。总分1003.综合任务考核评价综合考核包括综合任务测试和学习内容测试，综合任务测试成绩占70％，学习内容测试成绩占30％，综合考核成绩占课程总成绩的30％。综合任务测试围绕数控机床设臵了电气连接及PLC程序修改相关任务。其考核评分情况下表9。表9综合考核评分表考核任务考核项目考核内容及要求分值得分综合任务测试计划能力资料收集是否到位？5装调方案是否合理可行？5实施能力是否具备按方案进行装调能力？10电气连接是否合理？10是否能够改写PLC程序？5实施结果接线是否清楚，节约？5接线是否符合工艺要求？10是否能够按时完成？5文明生产遵守机床安全操作规程，设备场地整洁5合作性能否配合团队协作完成任务？5其他项目是否能够提出简单可行的独创性维修意见并顺利实施？5发生重大事故，严重违反工艺原则和情节严重的野蛮操作等，由教师决定取消其实操资格，该单项考核不得分。学习内容测试基本继电控制低压电器、电气原理图阅读10PLC控制梯形图、PLC基础、时序图15气、液常识气动常识、液压常识5总分100五、教学实施条件1．师资基本条件（1）参与本课程建设，有较强的课程教学组织与规划能力；（2）较全面地掌握本课程的相关理论知识，做到理论与实践知识融会贯通；（3）有较强的实践操作技能，至少达到相应职业资格高级工水平。2．实践教学条件实训场地面积应达1000m2左右，包括数控车床、数控铣床、加工中心、数控系统实验台、数控维修实训系统等先进教学仪器设备，并配备相应的电气工具50套左右，可同时容纳50人进行实训。实训室应具有企业真实工作氛围，生产性实训比例不低于75%。实训室主要设备配臵见表10。表10校内实训教学条件一览表实训场地名称主要设备配臵主要功能数控机床装调实训室数控车床3台数控铣床1台电切削机床1台