数控机床电气控制课程建设研究

杨帆龚君王丽

（正德职业技术学院，江苏 南京211106）

1 课程标准

1.1 课程定位

本课程是数控技术专业的职业技能课。数控机床装调与维修能力是该专业对口工作岗位要求学生具备的核心能力之一。因此，本课程的课程定位为：掌握数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为从事操作、调试、维修数控机床相关工作奠定基础。

1.2 课程目标

在课程衔接上，《数控机床电气控制》的先导课程有：电工电子，PLC技术应用及实训，数控原理与数控机床；后续课程为数控机床故障诊断与维修。所以该课程在课程体系中起承上启下的作用，以期通过对该课程的学习达到以下三个目标：

1）知识目标：

掌握常用低压电器、执行电器及检测装置的工作原理；

掌握数控机床电气控制系统的基本环节和基本电路的工作原理。

2）能力目标：

具有识读简单数控机床电气原理图和连接图的能力；

具有安装、调试与检修简单机床的电气线路的能力。

3）素质目标：

对从事机床电气线路的维护、安装和调试等工作充满热情；

养成良好的职业素养和强烈的责任感。

1.3 课程内容设计

1.3.1 课程内容设计理念

《数控机床电气控制》课程是基于工作过程的理念设计的：根据职业能力确定教学目标、根据工作任务整合教学内容、根据工作岗位设计教学情境、根据工作流程设计教学过程、根据职业标准设计评价标准。

遵循该理念，我们首先针对对口岗位深入企业调研，根据调研结果确定岗位所需的职业能力、工作任务与工作流程等，从而确定学习领域课程的学习目标、学习内容与教学过程等。最终，我们设计了6个项目，分别为：数控机床电气控制概述、数控机床常用电器、数控机床电气控制系统、普通机床电气控制、机床数控装置、可编程逻辑控制器及其应用。

1.3.2 课程内容组织与安排

我们以实际数控机床设备或机床配件为载体、遵循“行动导向”的认知规律，实施项目化教学。

1.3.3 课程重难点及解决办法

课程重点为：

1）数控机床常用控制电器的结构及原理；

2）数控机床电气控制线路的基本环节。

课程难点为：

1）数控机床电气原理图的分析；

2）数控机床电气故障分析及排除。

针对以上重难点，我们的解决办法是：

1）认知规律，由简单到复杂、由单一到综合设计项目；

2）配合任务，讲解关联知识；配合进度，训练技能方法；

3）理论与实践相结合，加深对知识的理解。

2 教材及教学参考资料

2.1 教材及参考资料

教材选用的是大连理工大学出版社出版、新世纪高职高专教材编审委员会组编的《数控机床电气控制》，教参一是化学工业出版社出版的《数控机床电气控制》，为高职高专“十一五”规划教材；另一教参为西安电子科技大学出版的《数控机床电气控制》，为高职高专“十二五”规划教材。为了拓展学生的知识面、满足不同层次学生的需求，还向学生了推荐了国家精品课程资源网及一些院校的省级和校级精品课程网站。

3 学情与学生学习方法的指导

目前学生普遍呈现理论基础薄弱、学习热情不高、喜欢动手操作及习惯老师监管的现状。针对这种现状，我们在教学时，充分利用多媒体条件，图文并茂激发其学习兴趣；理论与实验相结合，利用其喜欢动手的特点提高教学效果；过程性评价与终结性评价相结合，将压力从期末向平时分散，改善学生自控力不足、习惯老师监管的问题。

4 教学方法与手段

4.1 教学方法

该课程采用任务驱动法、分组讨论法、讲授法和情境教学法四种教学方法。

任务驱动法：提出任务目标，创建真实的教学环境，让学生在一开始就得到启发、产生兴趣，从而提高学习的积极性。

分组讨论法：提出任务后，让学生进行分组讨论，充分发挥其主体性。

讲授法：通过多媒体课件演示电气控制电路的工作原理，使学生掌握控制电路的基本组成及设计思路。

情境教学法：配合对实验设备的操作，使教学内容更加形象生动，理论联系实际。

4.2 教学手段

本课程采多媒体教学教学法，以提高教学生动性和效率。同时，充分利用网络资源，将课堂教学延伸到课外。此外，还积极组织学生参与比赛和考证，通过比赛和考证促进教学效果的提高。

4.3 考核标准

过程性评价与终结性评价相结合，将压力从期末向平时分散。

5 教学程序设计

以机床工作台的前进和后退控制为例来说明一个项目的教学程序设计。

首先，复习正转控制的电气原理，复习完后提出很多场合需要电动机能够实现正反转，如机床工作台的前进和后退，问如何实现正反转控制？（15分钟）

第二，以正转电路为基础，分别从主电路和控制电路两部分推导正反转电路的原理图。（25分钟）

第三，正反转电路的完善。

问题一：如果在按下正转启动按钮时不小心按下反转启动按钮，会成电路短路故障

问题一解决方法：在正转接触器的线圈KM1支路中串入反转接触器KM2的常闭触头，在KM2的线圈支路中串入KM1的常闭触头——这就是“互锁”的概念

问题二：电动机由正转变反转或由反转变正转的操作中，必须先按停车按钮SB1，难以提高生产效率。

问题二解决方法：在KM1的线圈电路中串入反转启动的常闭触头，在KM2的线圈电路中串入正转启动的常闭触头，实现正转到反转及反转到正转的直接切换——这就是“机械互锁”的概念，并与前面的互锁一起构成“双重互锁”。

第四，电气原理讲解（25分钟）。从正转，正转向反转切换、停止三部分讲解电气原理。

第五，布置作业（5分钟）。要求学生了解正反转在其它场合的应用，尤其是在数控机床中的应用，从而拓展学生的认识。

课程特色：

1）课程基于工作过程设计课程，教学与实际贴切；

2）过程考核与综合考核相结合，实施全过程监控。

［1］戴裕崴,张永飞.数控机床电气控制[J].2008.

［2］孙道彬,刘丽.数控机床电气控制系统的故障诊断与维护[J].价值工程,2011,30(03)：263-264.