1、数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修第1页/共36页数控机床维护维修技术本课程的性质与作用 本课程的设计理念与思路本课程的教学内容与改革本课程的教学方法与手段本课程实践教学的指导思想 本课程取得的教学效果本课程的特色与创新点本课程建设规划第2页/共36页本课程的性质与作用本课程的性质与作用 机械制造业发展的一个明显趋势是越来越广泛地应用数控技术。普通机床逐渐被高效率、高精度的数控机械所代替，数控机床是数控机械的典型代表，它已成为企业保证产品质量、提高生产率和管理水平的关键设备之一。数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生
2、产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点，在各个行业受到广泛欢迎。但由于它是集强、弱电于一体，数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产，所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。数控维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，目前它已经成为一门专门的学科。企业急需掌握数控设备保养与维修技术的技术人员。如何能通过科学的方法、行之有效的措施，迅速判断故障发生的原因，随时解决出现的问题，既是保证数控机
3、床安全、可靠运行，提高设备使用率的关键所在，也是当前数控机床使用过程中急需解决的问题之一。第3页/共36页本课程的设计理念与思路本课程的设计理念与思路 本课程是数控技术应用与维护专业的专业必修课程，有很强的理论性和实践性。为了适应高职高专“2+1”的人才培养模式及二年制教学改革模式的办学特点，而采用模式化教学。在课程的设计上我坚持理论联系实际的学风。理论上要重点掌握数控机床的各种故障诊断的基本理论和基本方法，教学时通过对学生由理论到实际和由实际到理论的一系列循序渐进的训练，不断提高学生的故障判断能力和故障分析能力。本课程的特点是实践性较强，实践的教学内容是通过一系列的实验练习来掌握分析问题和解
4、决问题的能力。平时多动手多动脑是学好本课程的重要环节。只有通过反复训练，才能不断提高分析故障和解决故障的能力，这样做也充分体现了高等职业教育以实践能力的培养为中心的教育理念。第4页/共36页本课程的教学内容与改革本课程的教学内容与改革1、教学内容的针对性与适用性 2、教学内容的具体表现形式 3、教学内容的组织与安排 第5页/共36页教学内容的针对性与适用性教学内容的针对性与适用性教材 根据高职高专教育规律和特性要求，课程建设初期，我们通过对高等教育出版社出版的数控机床故障诊断与维修一书的使用与研究，并通过对其他资料的研究和自身教学经验的积累，在课程建设初步成熟后推出使用符合我校教学条件和我校学
5、生特点自编教材数控机床维护维修技术，以配合模块化的教学方式。学生 问 题：实验动手能力不强，抽象思维能力及知识应用能力较低 解决方法：教法和学法 第6页/共36页教法教法：体现“以教师为主导，学生为主体”新型教学观念提出问题动手实验直观演示讨论交流观察分析归纳总结巩固知识第7页/共36页学法学法：主动参与、乐于探究、善于思考、勤于动手，注重搜集和处理信息，获取新知识，学会分析与解决问题提出问题积极思维实验探究构建新知巩固深化第8页/共36页教学内容的具体表现形式教学内容的具体表现形式（1）数控机床故障诊断与维修的基本概念（2）数控系统的故障检测与诊断（3）数控伺服系统故障诊断（4）数控机床机械
6、故障的诊断（5）数控机床的PLC故障诊断（6）数控机床故障诊断实例第9页/共36页数控机床故障诊断与维修的基本概念 教学要求：数控机床故障诊断的意义，数控机床故障诊断的内容与故障分类，数控系统的诊断技术，数控机床故障诊断的基本原则和诊断步骤，数控机床的安装、调试与验收，数控机床的精度检测，数控机床维护与管理的重要性。重 点：数控系统的诊断技术,数控机床故障诊断的基本原则和诊断步骤。难 点：数控机床故障诊断的基本原则和诊断步骤 教学建议：引入数控机床中信号流的概念，结合实例讲解，并安排一个自诊断法故障分析的实验，加强学生对这部分内容的理解。第10页/共36页数控系统的故障检测与诊断教学要求：数控
7、故障检测的基本条件、数控故障的处理，数控系统的诊断方法，数控系统的软件故障与硬件故障。重 点：数控系统的诊断方法，数控系统的软件故障，数控系统的硬件故障。难 点：数控系统的硬件故障教学建议：采用课堂教学和现场教学相结合的方法，在讲清数控系统的工作原理和各种检测诊断方法后，在现场对几种不同的硬件故障采用不同的方法进行检测和诊断。第11页/共36页数控伺服系统故障诊断 教学要求：常用主轴伺服系统介绍，如直流主轴伺服系统与交流主轴伺服系统的故障诊断，常用进给伺服系统介绍，如进给伺服系统的故障诊断，及位置检测装置的故障诊断。重 点：交流主轴伺服系统的故障诊断，进给伺服系统的故障诊断，位置检测装置的故障
8、诊断。难 点：交流主轴伺服系统的故障诊断，进给伺服系统的故障诊断，位置检测装置的故障诊断。教学建议：结合原理与判断原则来诊断实例。熟悉成因与检查方法。第12页/共36页数控机床机械故障的诊断教学要求：主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副、自动换刀装置、液气压传动系统等，机械故障诊断技术。重 点：数控机床中的各种传动件的工作原理，机械故障诊断技术难 点：机械故障诊断技术教学建议：由数控机床传动件的工作特点出发，着重于讲清机械故障诊断的原理、方法和诊断过程。第13页/共36页数控机床的PLC故障诊断教学要求：PLC在数控机床中的功能，数控机床中PLC的故障形式，数控机床PLC故障诊断。重 点：PLC在
9、数控机床中的功能，数控机床中PLC的故障形式，数控机床PLC故障诊断难 点：数控机床PLC故障诊断教学建议：在讲清PLC的故障表现形式的基础上，可根据报警号、动作顺序、控制对象的工作原理等来诊断故障。第14页/共36页数控机床故障诊断实例教学要求：介绍数控车床、数控铣床和加工中心的故障诊断实例，由实例分析，找出故障，并对诊断方法进行归纳总结。画出动作流程图，罗列所有可能的故障成因，再画出故障判别流程图，结合故障现象，进行故障定位。重 点：常见故障类型的总结；故障诊断步骤与方法的总结；确立清晰的分析思路。难 点：故障分析步骤与方法的总结。教学建议：启发式教育，共同讨论，整理思路。第15页/共36
10、页教学内容的组织与安排教学内容的组织与安排第16页/共36页本课程的教学方法与手段本课程的教学方法与手段教学模式的设计与创新 教学内容的组织方式课程的难点及解决办法第17页/共36页教学建议：采用课堂教学和现场教学相结合的方法，在讲清数控系统的工作原理和各种检测诊断方法后，在现场对几种不同的硬件故障采用不同的方法进行检测和诊断。重 点：交流主轴伺服系统的故障诊断，进给伺服系统的故障诊断，位置检测装置的故障诊断。重 点：数控系统的诊断方法，数控系统的软件故障，数控系统的硬件故障。该模块主要针对数控车床和铣床，在实训基地技术人员的指导下，使学生完成对故障分析并提出解决方法。（2）开展“研究性学习”
11、教学要求：数控机床故障诊断的意义，数控机床故障诊断的内容与故障分类，数控系统的诊断技术，数控机床故障诊断的基本原则和诊断步骤，数控机床的安装、调试与验收，数控机床的精度检测，数控机床维护与管理的重要性。（5）数控机床的PLC故障诊断本课程的教学内容与改革重 点：数控机床中的各种传动件的工作原理，机械故障诊断技术本课程实践教学的指导思想机床认识与理论教学模块企业急需掌握数控设备保养与维修技术的技术人员。教学建议：采用课堂教学和现场教学相结合的方法，在讲清数控系统的工作原理和各种检测诊断方法后，在现场对几种不同的硬件故障采用不同的方法进行检测和诊断。教学内容的具体表现形式数控机床的PLC故障诊断本
12、课程是数控技术应用与维护专业的专业必修课程，有很强的理论性和实践性。利用HED-21S数控机床故障综合实验台，将理论教学模块所见到的常见于典型故障在实验台上模拟呈现，并要求学生利用所学的知识对故障进行分析和排除。教学模式的设计与创新教学模式的设计与创新本课程教学内容的选择根据我校学生的自身特点和知识模块及岗位能力的要求，将其分为以下四大模块进行教学，每个模块都具有很强的衔接性、独立性、通用性、综合性。（1）机床认识与理论教学模块：（2）实验台模拟故障模块：（3）实训基地现场维修模块：（4）数控机床设计与研发模块：第18页/共36页机床认识与理论教学模块理论教学，使学生可在在理论上对数控机床的故
13、障诊断维修技术有一个明确地理解，通过实例分析使学生掌握分析常见故障的方法和思路，为以后的实际操作打好基础。该模块主要针对不同的数控机床及不同的数控系统，从“发现问题、分析问题、解决问题”三个方面出发，并对一些典型的故障进行研究。一般讲授30学时左右。第19页/共36页实验台模拟故障模块利用HED-21S数控机床故障综合实验台，将理论教学模块所见到的常见于典型故障在实验台上模拟呈现，并要求学生利用所学的知识对故障进行分析和排除。从而提高学生的理论与实际相结合的应用能力。该模块主要针对数控车床，利用实验台模拟出包括机械、电气、系统参数、PLC系统的部分故障。一般教授3036学时左右。第20页/共3
14、6页HED-21S型数控系统综合实验台第21页/共36页实训基地现场维修模块由实验台过渡到真正的数控机床，将理论与实践完全的结合起来，使学生达到“初步具备分析和解决数控机床维修的能力”的目的。并要求学生从中积累经验，写出一份实践报告。该模块主要针对数控车床和铣床，在实训基地技术人员的指导下，使学生完成对故障分析并提出解决方法。一般教授240学时左右。第22页/共36页数控机床设计与研发模块对数控车（铣）床的典型机械结构、机床电气控制、数控系统选型（任选其一）加以设计。通过设计实例使学生掌握设计思路和方法，掌握数控机床的调试方法。该模块主要针对数控车床、铣床加以设计，使学生提高理论知识加深对机床
15、的了解，以便在分析和解决故障时能够得心应手。一般讲授1016学时左右。第23页/共36页“四级模块”教学示意图第24页/共36页教学内容的组织方式教学内容的组织方式本课程教学内容的组织方式原则上要有利于学生掌握所学内容，有利于教学内容的实施，有利于培养学生的创新能力与综合素质的提高。因此，理论教学要求层次分明、循序渐进、深入浅出、与学生互动；而同时实验教学则要求原理和技能并重。本课程教学内容的组织是以职业能力培养为核心，以学生为主体，以调动思维、提高动手能力为导向，进行课程的宏观与微观设计，组织一体化教学。在教学内容的安排上注重理论联系实际，在传授知识的同时，注重培养学生的实践能力。第25页/
16、共36页课程的难点及解决办法课程的难点及解决办法难点之一：实践性很强 解决方法：（1）在“练”字上下功夫。（2）开展“教、学、做一体化”教学模式改革（3）充分利用多媒体教学难点之二：综合应用性强 解决方法：（1）启发教学（2）开展“研究性学习”（3）加强综合实训第26页/共36页本课程实践教学的指导思想 一方面通过做实验以加深对理论知识的理解和应用；另一方面，通过基础工种实训校外生产实习课程综合实训三步循序渐进，最终达到课程目标，并能深入认识本专业的实质、专业发展方向和专业必备技能。第27页/共36页本课程取得的教学效果本课程取得的教学效果 从2005年起，我就开始尝试着应用四大模块进行教学，
17、经过几年的不断探索和实践，取得了令人满意的效果。1、在有限的教学时数内保质保量的完成了教学内容。2、学生得到了用人单位的普遍认可。第28页/共36页本课程的特色与创新点本课程的特色与创新点1、模块式教学方法的运用2、分组型竞赛实验教学3、教学与科研相结合第29页/共36页数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。利用HED-21S数控机床故障综合实验台，将理论教学模块所见到的常见于典型故障在实验台上模拟呈现，并要求学生利用所学的知识对故障进行分析和排除。对数控车（铣）床的典型机械结构、机床电气控制、数控系统选型（任选其一）加以设计。数控机床的PLC故障诊断2、分组型
18、竞赛实验教学（2）开展“研究性学习”HED-21S型数控系统综合实验台（2）开展“研究性学习”难 点：故障分析步骤与方法的总结。平时多动手多动脑是学好本课程的重要环节。课程建设规划课程建设规划 本课程现仅开课两年多的时间，需要补充和改进的地方还很多，在未来的时间里，按照国家级精品课程的建设要求，我将进一步深化教育教学改革，逐步完善教学模式与教育方法，争取形成一套完整的课程体系。为了这个目标，我今后将做如下工作：1、进一步深化教学内容及教学方法的改革，使之更为适合学生学习的要求。2、加强教学科研工作，确定重点建设项目是在已有资料的基础上，不断修订和完善课程建设方案，使之更加完善。3、争取三年内全
19、程授课录像上网，电子教案、电子课件、教学大纲和试题库上网，以方便学生自主学习。第30页/共36页第31页/共36页教学内容的具体表现形式教学内容的具体表现形式（1）数控机床故障诊断与维修的基本概念（2）数控系统的故障检测与诊断（3）数控伺服系统故障诊断（4）数控机床机械故障的诊断（5）数控机床的PLC故障诊断（6）数控机床故障诊断实例第32页/共36页数控机床的PLC故障诊断教学要求：PLC在数控机床中的功能，数控机床中PLC的故障形式，数控机床PLC故障诊断。重 点：PLC在数控机床中的功能，数控机床中PLC的故障形式，数控机床PLC故障诊断难 点：数控机床PLC故障诊断教学建议：在讲清PL
20、C的故障表现形式的基础上，可根据报警号、动作顺序、控制对象的工作原理等来诊断故障。第33页/共36页教学模式的设计与创新教学模式的设计与创新本课程教学内容的选择根据我校学生的自身特点和知识模块及岗位能力的要求，将其分为以下四大模块进行教学，每个模块都具有很强的衔接性、独立性、通用性、综合性。（1）机床认识与理论教学模块：（2）实验台模拟故障模块：（3）实训基地现场维修模块：（4）数控机床设计与研发模块：第34页/共36页机床认识与理论教学模块理论教学，使学生可在在理论上对数控机床的故障诊断维修技术有一个明确地理解，通过实例分析使学生掌握分析常见故障的方法和思路，为以后的实际操作打好基础。该模块主要针对不同的数控机床及不同的数控系统，从“发现问题、分析问题、解决问题”三个方面出发，并对一些典型的故障进行研究。一般讲授30学时左右。第35页/共36页实训基地现场维修模块由实验台过渡到真正的数控机床，将理论与实践完全的结合起来，使学生达到“初步具备分析和解决数控机床维修的能力”的目的。并要求学生从中积累经验，写出一份实践报告。该模块主要针对数控车床和铣床，在实训基地技术人员的指导下，使学生完成对故障分析并提出解决方法。一般教授240学时左右。第36页/共36页
