《数控系统连接与调试》课程标准
一、课程基本信息
课程名称：《数控系统连接与调试》
课程性质：专业拓展课程
课程类别：理实结合
学时学分：48学时，3学分
适用专业：机电一体化技术专业
二、课程定位
《数控系统连接与调试》是“机电一体化技术”三年制高职专业的一门专业拓展课程。本课程标准是依据该专业的人才培养目标和数控机床装调维修岗位群的任职要求（国家职业标准：数控机床装调维修工）而设置的。
课程应依托浙江地区数控技术应用企业群的优势，在现有校企深度合作的基础上，探索“工学结合”人才培养模式，构建与之相应的课程体系和教学内容，帮助毕业生在数控机床装配、调试、维修等方面形成就业优势，为长三角地区数控装备制造类企业和机械加工企业培养更高规格的数控产品技术人员，提升数控技术应用人才整体水平。
先修课程：《 PLC技术》、《实用电工技术》
后续课程：《毕业综合作业》，《顶岗实习》等
三、课程目标
1．总体目标
本课程的主要目标是使学生能够完成数控设备电气装调岗位的典型工作任务，能够运用数控原理进行数控机床控制系统硬件配置、数控机床一般功能的调试以及相关故障的诊断分析，为后续课程《数控机床故障诊断与维修》打下坚实的实践和理论基础。本课程在装调维修岗位群所需要的综合实践技能训练和职业素养养成中具有核心支撑作用。
2．具体目标
知识目标：
（1）了解数控机床的基本原理及组成；
（2）熟悉CNC系统的硬件组成和软件任务，并能按步骤进行机床参考点的设置与调整，读懂数控系统的信号反馈电缆图，能进行回参考点故障分析；
（3）了解伺服电动机与普通电动机的区别，伺服电动机的工作原理，读懂伺服电动机的接口说明书；
（4）掌握调速装置的工作原理，识读驱动装置的框图，能说出位置控制的原理，识读FANUC或SIEMENS的位置控制芯片和位置控制模板图；
（5）掌握轮廓加工误差的来自控制系统方面的原因，读懂伺服设定和监控页面，能说出对主轴的控制要求，识读变频器接线图；
（6）掌握辅助功能的种类，PLC的工作原理，识读梯形图，能识读一套完整的数控机床控制系统原理图。
能力目标：
（1）能根据电气原理图和安装图，熟练进行数控电柜配作，能描述各部分之间的电气联系；
（2）具备熟练进行数控系统组件的安装，描述接口信号的来龙去脉，能完成CNC上电和伺服上电的能力；
（3）能配置系统参数、进给参数和主轴参数，能按步骤进行机床参考点的设置与调整，能进行各轴行程极限点的设置，能进行回参考点故障分析；
（4）具备识读变频器接线图了解主轴调试的过程和方法，自动换刀等辅助功能的调试过程和方法的能力，能识读梯形图；
（5）具备分析轮廓加工误差的来自控制系统方面的原因，读懂伺服设定和监控页面，能识读一套完整的数控机床控制系统原理图的能力。
素质目标：
（1）谦虚、好学的态度，勤于思考、做事认真的良好作风；
（2）具备良好的沟通能力及团队协作精神；
（3）有较强的质量意识、安全意识；
（4）具备良好的职业道德等关键能力。
四、课程设计
1．设计思路
以学习情境的设计为主线，基于数控机床电气装调工作过程，符合岗位最新需要，注重有教育价值的学习任务的设计；创造开放的教学环境；由企业技术人员参与教学团队；结合学习和工作过程方法，运用开放手段；采用学习结果的开放式评价；重视学生学习迁移能力的培养和职业发展的规划，从而立体化、全方位地体现教学过程的职业性、实践性、开放性，实现课程教学目标。根据数控机床电气原理图施工，完成数控系统安装与连接、床身连线、机床控制面板制作等。根据调试流程进行机床通电调试、行程与参考点调试、进给轴调试、主轴调试、自动换刀的调试、润滑冷却等功能的调试、机床与外设的通信等工作，共分九个项目。
2. 课程内容与要求
学习模块
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模块一：数控机床控制系统整体规划与分析
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学时数
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4
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学习目标
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1、理解本课程在专业岗位中的作用；
2、明确数控机床的控制任务；
3、对电气安装与调试作出规划。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、数控概念；
2、数控机床的控制任务。
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规划电气安装和调试
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教学方法
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互动教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房
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考核与评价
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1．控制任务的划分；
2．电气安装及调试的规划；
3．学习态度。
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学生知识能力要求
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理解数控机床的控制任务，具有查阅资料，搜集、分析信息的能力。
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验；
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程；
3．能正确处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块二：数控系统的安装与连接
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学时数
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8
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学习目标
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1、掌握系统的硬件结构，会连接数控系统各组件；
2、掌握常用的数控功能，会数控系统的基本操作；
3、了解CNC数据存储区，能够进行CNC参数的备份。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、数控系统基本组成；
2、数控系统工作原理；
3、数控功能。
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连接数控系统的各组件，数控系统的基本操作。
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操作训练
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任务一：数控系统的基本操作；
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任务二：数控系统各组件的连接；
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任务三：CNC参数备份。
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数控维修实训室
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考核与评价
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1．操作熟练度；
2．组建连接正确性；
3．软件使用熟练程度；
4．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉数控系统的组成及原理，具有基本操作及组件连接的能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块三：坐标轴参考点的设置与调整
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学时数
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5
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学习目标
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1、会设置机床的参考点，并能利用数控系统的诊断功能调整参考点；
2、理解回参考点和编码器的关系，能够根据位置测量原理进行回参考点故障诊断；
3、能够对数控机床的位置检测元件进行安装调整，并能够排除位置检测元件故障。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、机床参考点的设置原理；
2、编码器的应用。
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参考点相关设置及编码器的安装调试
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操作训练
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任务一：设置机床参考点并调整；
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任务二：回参考点的故障诊断；
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任务三：安装并调整编码器，并进行故障排除。
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数控维修实训室
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考核与评价
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1．参考点设置准确性；
2．编码器安装的精度；
3．软件使用熟练程度；
4．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉参考点设置及编码器原理，具有设置参考点和安装编码器的能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块四：交流伺服驱动系统的安装与连接
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学时数
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5
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学习目标
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1、能够进行伺服驱动系统的配置与连接；
2、掌握伺服电机的工作原理、工作特性及参数设定方法。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、伺服电动机的工作原理与工作特性
2、伺服驱动装置的原理
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伺服驱动系统的配置、连接、参数设定
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操作训练
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任务：伺服驱动系统的配置、连接、参数设定
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数控维修实训室
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考核与评价
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1．连接准确性；
2．参数设定的准确性；
3．软件使用熟练程度；
4．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟练伺服电机工作原理，具有连接、配置、参数设定的能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块五：进给轴伺服系统的性能分析与调试
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学时数
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5
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学习目标
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1、学生了解进给轴运动调试的工作内容；
2、能够进行机床伺服参数的设置；
3、能够进行伺服参数的一般调整，以解决轮廓加工中的误差问题。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、分析定位响应曲线；
2、分析直线、圆弧、拐角轮廓加工误差产生原因及解决对策。
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机床伺服参数的设置
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操作训练
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任务：进给轴运动调试及机床伺服参数的设置
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数维实训室
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考核与评价
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1．进给轴调试精度；
2．机床伺服参数设置的精度；
3．软件使用熟练程度；
4．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉不同轮廓加工误差的原因，具有解决误差的能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块六：主轴控制系统的安装与连接
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学时数
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5
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学习目标
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1、能够说出主轴电机与伺服电机不同的控制要求；
2、能够进行主轴驱动系统的连线；
3、能够进行基本参数的设置；
4、能够进行主轴编码器的连接，了解其分辨率。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、主轴异步电动机的工作原理与工作特性；
2、主轴驱动系统的工作原理；
3、主轴定向控制的实现方法。
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主轴驱动系统的连接及参数设置
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操作训练
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任务一：主轴驱动系统的连接
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任务二：基本参数设置及编码器的连接
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数维实训室
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考核与评价
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1．连接正确性；
2．参数设置正确性及编码器安装精度；
3．软件使用熟练程度；
4．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉主轴电机的工作原理和驱动原理，具有驱动系统连接及参数设置能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块七：用PLC实现辅助功能
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学时数
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6
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学习目标
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1、能够绘制PLC输入/输出接口图；
2、能够读懂主轴、润滑、换刀等辅助功能的PLC梯形图；
3、理解辅助功能的实现原理及PLC梯形图在故障诊断与维修中的作用。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、数控机床PLC的控制对象；
2、主轴、润滑、换刀等辅助功能的PLC控制方法。
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绘制PLC输入/输出接口图
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房
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考核与评价
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1．梯形图的正确性；
2．软件使用熟练程度；
3．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉PLC梯形图
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块八：数控系统通信功能的应用
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学时数
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6
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学习目标
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1、能够进行通信终端参数的设置，并进行NC程序的输入与输出；
2、能够说出DNC对数控系统的要求。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、串行接口RS232的原理与接口；
2、车间自动化形式DNC。
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通信终端参数设置，NC程序的输入与输出。
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操作训练
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任务：通信终端参数设置，NC程序的输入与输出
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数维实训室
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考核与评价
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1．参数设置的正确性；
2．NC程序的输入熟练度；
3．软件使用熟练程度；
4．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉RS232原理及DNC，具有参数设置及NC程序输入输出的能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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学习模块
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模块九：数控机床控制技术应用综合实例
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学时数
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4
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学习目标
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1、建立数控机床控制系统的总体概念；
2、能够读懂数控机床电气原理图，理解数控系统在机床上的具体应用；
3、了解未来工作岗位工作流程，为就业及职业规划指明方向。
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学习内容
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知识点
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技能点
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1、识读一台数控机床的电气原理图
2、调试过程
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整机调试
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操作训练
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任务：数控系统整机调试
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教学方法
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互动教学法，讨论教学法，案例教学法
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教学条件
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教室多媒体，机房，数维实训室
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考核与评价
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1．整机调试精度；
2．软件使用熟练程度；
3．工作态度。
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学生知识能力要求
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熟悉整机电气原理，具有整机调试的能力
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教师知识能力要求
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1．具有在数控加工行业企业3年以上实践经验
2．能根据教法设计情境、根据设计教学情境实施教学过程。
3．能正确评价学生的训练效果，处理、指导、总结与归纳学生操作中出现的异常问题。
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五、课程实施建议
1. 课程组织形式
本课程以数控系统的连接调试能力为核心，采用基于工作过程的项目化教学模式。课程组坚持以数控系统原理为主线，以连接和调试等技术应用为关键，通过调研企业数控机床装配与调试等岗位工作任务及所需的职业能力，对课程内容进行了改革和整合，探索基于工作过程的项目式教学新模式，并着重在实践性教学环节方面作了大量的调整。
2. 教学方法
1）讨论教学法：教师组织和指导学生，围绕某一理论问题或实际问题各抒己见，展开讨论、对话、辩论等，以求得正确认识的教学方法。
2）互动教学法：通过营造多边互动的教学环境，在教学双方平等交流探讨的过程中，达到不同观点碰撞交融，进而激发教学双方的主动性和探索性，达成提高教学效果的一种教学方式。
3）案例教学法：一种以案例为基础的教学法(case-based teaching)，案例本质上是提出一种教育的两难情境，没有特定的解决之道，而教师于教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论，不像是传统的教学方法，教师是一位很有学问的人，扮演着传授知识者角色。
3. 实训条件
与本课程实践教学紧密配套的实验/实训室有2个：
“数控加工实训室”——12台数控车床，3台数控铣床及3台加工中心，主要承担数控加工实训；
“数控机床装调与维修实训室”——4台数车维修系统和2台加工中心维修系统，主要承担数控机床的电气维修实训；
在实验实训室建设过程中坚持“教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体”的原则，除为校内学生进行教学服务外，可为企业员工的培训、技能鉴定等服务，为企业提供一定的技术研发服务。
4. 考核方式设计
突出过程与模块评价，结合课堂提问、项目实践、课后作业、模块考核等手段，加强实践性教学环节的考核，并注重过程性评价。
强调课程结束后综合评价，于每次任务单项目完成后进行学生自评、小组互评和教师点评，充分发挥学生的主动性和创造力，注重考核学生所拥有的综合实践能力。
强调三结合，过程与结果考核相结合、自评与师评相结合、职业能力、方法能力、社会能力考核相结合。建议考核分数比例如下：
考核内容
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考核成绩的比例
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平时项目考核
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30％
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上机仿真成绩
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40％
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期末理论考核成绩
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30％
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合计
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100%
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5. 教师的要求
1、具备将电工、PLC、数控系统原理等相关知识融会贯通的能力。
2、具有丰富的企业实践经验，能指导学生进行数控系统的连接和调试实训。
六、教材、教学参考书及网站
1. 教材
《数控系统连接与调试》。龚仲华主编，高等教育出版社。
2. 参考书
《FANUC数控系统连接与调试》。黄文广主编，高等教育出版社。
《FANUC数控系统连接调试与维护》。张爱红编，人民邮电出版社。
3. 参考网站
七、其他
无