1、机床电气控制与plc教案四川信息职业技术学院教 案课程编码： 0231080 课程名称： 机床电气控制与PLC 课程性质： 必修课 总学时/学分： 36 / 2 授课专业： 数控设备应用与维护 授课教师： 杨金鹏 使用学期： 2008 2009 学年第 二 学期 教研室审批意见及时间： 课程基本信息教学大纲名称、批准单位及时间教学大纲名称：机床电气控制与PLC课程教学大纲批准单位及时间：机电工程系，审批日期：20XX年8月采用教材名称、作者、出版社及版本自编教材教学参考资料数控机床电气控制、自动检测技术、电工电子基础、数控机床故障检测与维修问答、数控机床故障检测与维修技术、FANUC 0iC用
2、户手册、富士G11系列变频器使用手册、三菱变频器使用手册、HNC-21F用户手册等。教法、学法建议教法：教学做合一、项目实例分析、任务驱动、作品点评学法：多做练习、项目实战、小组互评互辩、模仿创新考核大纲、批准单位及时间（考核方式）考核大纲名称：机床电气控制与PLC课程考核大纲批准单位及时间：机电工程系，审批日期：20XX年8月班级名称班编号本学期 总学时其 中讲授时数实训或实验课时数习题(讨论) 课时数机动学时数维07-113636000备注课程授课学时安排表编号班号/周次单元或项目名称计划学时备注123411/1数控系统基本知识421/2HNC-21F步进电动机进给驱动系统431/3HNC
3、-21F交流伺服进给驱动系统441/4FANUC 0ic交流伺服进给驱动系统451/5HNC-21F主轴驱动系统661/6FANUC 0ic主轴驱动系统671/8FANUC O i数控系统的基本连接481/9数控系统的可编程控制器与辅助功能的实现4 教 案 1课 题数控系统基本知识课 型教学做合一教学时数4教学目的1、熟悉FANUC 0ic和HNC-21F数控系统2、了解数控机床基本组成3、数控机床各部分的功能教学目标能力（技能）目标知识目标能够正确判别数控机床的类型，说出主要功能1、了解数控机床基本组成2、掌握数控机床各部分的功能重点难点及解决方法1、教学重点：数控机床基本组成；数控机床各部
4、分的功能2、教学难点：数控机床各部分的功能3、解决方法：1）分组练习，2)疑难解答3）分组考核采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教 学手 段学 生活 动时 间分 配预备内容：1、自我介绍2、说明本课程的能力目标和知识目标，所要完成的项目3、说明考核方式，占分比例课件演示教师讲解学生记录20分钟知识点引入-1： 数控系统的概念及组成：随着社会生产力的发展，数控技术的应用越来越广泛，在工业生产的应用，尤其是数控机床。所以我们有必要来学习这门技术，主要是学习数控机床的组成原理，各个组成部分的功能。但是在实际应用中数控机床的种类比较多，根据市场调查结果，FANUC和HNC系统的数控机
5、床占据市场的分额比较多，所以以FANUC和HNC系统为例来逐个说明数控系统的基本组成。（先讲总体的，然后分别以FANUC和HNC系统为例来进行说明）课件演示教师讲授图片展示教师示范；学生练习；用组成框图来说明说出图中的各个组成部分说出几个组成单元的名称及功能25分钟100分钟操练-1：FANUC 0iC数控系统的组成及功能：！、有几单元组成2、各个组成单元的名称是什么？3、各个组成单元的功能是什么？4、有什么特点？操练-2：HNC-21F数控系统的组成及功能：！、有几单元组成2、各个组成单元的名称是什么？3、各个组成单元的功能是什么？4、有什么特点？先学生自己练习，再教师讲解，加深理解说出几个
6、组成单元的名称及功能50分钟内容深化归纳总结：1、数控系统的基本组成单元2、各个组成单元的功能、特点3、FANUC 0iC和HNC-21F数控系统的组成单元及功能提问思考启发诱导个别回答3分钟思考与练习1、画出FANUC 0iC或HNC-21F数控系统的基本组成图课后复习并完成作业鼓励讨论完成2分钟教学后记 教 案 2课 题HNC-21F步进电动机进给驱动系统课 型教学做合一教学时数4教学目的1、掌握步进电机开环进给驱动系统原理结构图2、掌握步进电机驱动系统的连接3、掌握HNC-21F伺服单元端子功能及连接4学会画伺服驱动模块的连接图教学目标能力（技能）目标知识目标1、能够正确绘制步进电机开环
7、进给驱动系统原理结构图，弄清步进电机驱动系统的连接要点，主要的故障模式、排除方法2、能画出伺服驱动模块的连接图3、能对伺服驱动器进行调试4、能对伺服进给驱动系统的故障进行分析并处理1、掌握步进电机开环进给驱动系统原理结构图2、掌握步进电机驱动系统的连接3、掌握HNC-21F伺服单元端子功能及连接4、掌握伺服驱动模块的连接图5、掌握伺服驱动器调试过程重点难点及解决方法1、教学重点：进给驱动系统的连接；2、教学难点：进给驱动系统的连接；3、解决方法：用图进行分析介绍采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教 学手 段学 生活 动时 间分 配课程内容：1、步进电机的结构及原理2、步进进给
8、驱动系统的连接3、步进进给驱动系统的特点设问框图说明课件演示个别回答5分钟知识点引入-1：步进进给驱动系统的特点：1、是开环控制系统还是闭环控制系统？2、如何控制步进电动机的转速？3、如何控制步进电动机的的转角大小？4、如何计算步进进给驱动系统的进给速度？用简图说明课件演示45分钟操练-1：绘制步进电机开环进给驱动系统原理结构图实物展示实际操作每个学生都要操作，在操作过程中教师进行辅导、点评15分钟知识点引入-2：步进电动机的工作原理：步进电动机作为步进进给驱动系统的主要组成部分，它是如何工作，这一点我们要搞懂。主要是为了在实际生产中合理地选择步进电动机的类型或者型号。实物展示操作演示课件教师
9、在操作演示过程中提问，学生回答15分钟操练-2：针对实际情况选择步进电动机的型号？实物展示实际操作学生分组操作10分钟知识点引入-3步进进给驱动系统的连接：1、接线端子的说明2、电缆接口说明3、步进驱动器的参数设定实物展示操作演示课件教师在操作演示过程中提问，学生回答10分钟操练-3以HNC-21F系统为例进行步进进给驱动系统的连接：1、系统基本连接2、步进驱动器的连接3、中央处理单元与步进驱动器的连接4、步进驱动器与步进电动机的连接教师提示学生练习学生分组操作教师分组指导90分钟内容深化归纳总结以HNC系统为例来说明步进进给驱动系统工作原理、步进驱动器参数的设定。提问思考启发诱导板书个别回答
10、5分钟思考与练习1、 画出步进进给系统接线图并说明工作过程课后复习并完成作业鼓励讨论完成5分钟教学后记教 案 3课 题HNC-21F交流伺服进给驱动系统课 型教学做合一教学时数4教学目的1、掌握交流伺服半闭环进给驱动系统原理结构图2、掌握交流伺服驱动系统的连接3、掌握HNC-21F伺服单元端子功能及连接4学会画伺服驱动模块的连接图教学目标能力（技能）目标知识目标1、能够正确绘制交流伺服半闭环进给驱动系统原理结构图，弄清交流伺服电机驱动系统的连接要点。2、能画出伺服驱动模块的连接图3、能对伺服驱动器进行调试4、能对伺服进给驱动系统的故障进行分析并处理1、掌握交流伺服半闭环进给驱动系统原理结构图2
11、、掌握交流伺服电机驱动系统的连接3、掌握HNC-21F伺服单元端子功能及连接4、掌握伺服驱动模块的连接图5、掌握伺服驱动器调试过程重点难点及解决方法1、教学重点：交流伺服进给驱动系统的连接；2、教学难点：交流伺服进给驱动系统的连接；3、解决方法：用图进行分析介绍采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教 学手 段学 生活 动时 间分 配课程内容：1、交流伺服电机的结构及原理2、交流伺服进给驱动系统的连接3、交流伺服进给驱动系统的特点设问框图说明课件演示个别回答5分钟知识点引入-1：伺服系统的组成：（复习回忆）1、一个伺服系统的基本组成部分有哪些？2、控制方式有哪三种（位置、速度、力
12、矩）3、伺服系统结构框图用简图说明课件演示25分钟操练-1：绘制交流伺服进给驱动系统原理结构图实物展示实际操作每个学生都要操作，在操作过程中教师进行辅导、点评15分钟知识点引入-2：交流伺服驱动系统的连接：（伺服单元）1、伺服单元端子功能说明2、电缆接口说明3、连接说明实物展示操作演示课件教师在操作演示过程中提问，学生回答15分钟操练-2：HNC-21F伺服单元为例说出端子的功能，连接的方法实物展示实际操作学生分组操作15分钟知识点引入-3交流伺服驱动系统的连接：（伺服模块）1、伺服模块端子功能说明2、连接说明实物展示操作演示课件教师在操作演示过程中提问，学生回答20分钟操练-3HNC-21F
13、伺服模块为例说明连接方法教师提示学生练习学生分组操作教师分组指导100分钟内容深化归纳总结以HNC系统为例来说明交流伺服进给驱动系统工作原理、步进驱动器参数的设定。提问思考启发诱导板书个别回答3分钟思考与练习2、 画出交流伺服系统接线图课后复习并完成作业鼓励讨论完成2分钟教学后记教 案 4课 题FANUC 0ic交流伺服进给驱动系统课 型教学做合一教学时数4教学目的1、掌握交流伺服半闭环进给驱动系统原理结构图2、掌握交流伺服驱动系统的连接3、掌握FANUC 0ic伺服单元端子功能及连接4学会画伺服驱动模块的连接图教学目标能力（技能）目标知识目标1、能够正确绘制交流伺服半闭环进给驱动系统原理结构
14、图，弄清交流伺服电机驱动系统的连接要点。2、能画出伺服驱动模块的连接图3、能对伺服驱动器进行调试4、能对伺服进给驱动系统的故障进行分析并处理1、掌握交流伺服半闭环进给驱动系统原理结构图2、掌握交流伺服电机驱动系统的连接3、掌握FANUC 0ic伺服单元端子功能及连接4、掌握伺服驱动模块的连接图5、掌握伺服驱动器调试过程重点难点及解决方法1、教学重点：交流伺服进给驱动系统的连接；2、教学难点：交流伺服进给驱动系统的连接；3、解决方法：用图进行分析介绍采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教 学手 段学 生活 动时 间分 配课程内容：1、交流伺服电机的结构及原理2、交流伺服进给驱动系
15、统的连接3、交流伺服进给驱动系统的特点设问框图说明课件演示个别回答5分钟知识点引入-1：伺服系统的组成：（复习回忆）1、一个伺服系统的基本组成部分有哪些？2、控制方式有哪三种（位置、速度、力矩）3、伺服系统结构框图用简图说明课件演示30分钟操练-1：绘制交流伺服进给驱动系统原理结构图实物展示实际操作每个学生都要操作，教师辅导、点评15分钟知识点引入-2：交流伺服驱动系统的连接：（伺服单元）1、伺服单元端子功能说明2、电缆接口说明3、连接说明实物展示操作演示教师在操作演示过程15分钟操练-2：FANUC 0icF伺服单元为例说出端子的功能，连接的方法实物展示实际操作学生分组操作15分钟知识点引入
16、-3交流伺服驱动系统的连接：（伺服模块）1、伺服模块端子功能说明2、连接说明实物展示操作演示教师在操作演示20分钟操练-3HNC-21F伺服模块为例说明连接方法教师提示学生练习学生分组操作教师分组指导90分钟内容深化归纳总结以FANUC 0ic系统为例来说明交流伺服进给驱动系统工作原理、步进驱动器参数的设定。提问,启发诱导板书个别回答5分钟思考与练习3、 画出交流伺服系统接线图课后复习并完成作业鼓励讨论完成5分钟教学后记教 案 5课 题HNC-21F主轴驱动系统课 型教学做合一教学时数6教学目的1、 了解HNC-21F主轴驱动系统的组成2、 掌握三菱变频器的工作原理及接线3、 掌握变频器功能参
17、数设定与操作4、 掌握HNC-21F主轴驱动系统的组成与接线5、 掌握HNC-21F主轴驱动装置与数控装置的连接教学目标能力（技能）目标知识目标1、能对三菱变频器进行参数设定和调试2、能连接主轴驱动装置和数控装置3、能对主轴驱动系统的内部进行连接1、熟悉和了解主轴驱动系统的组成2、掌握通用变频器的工作原理及接线、参数设定3、掌握主轴驱动系统的组成与接线4、掌握主轴驱动装置与数控装置的连接重点难点及解决方法1、教学重点：变频器功能参数设定与操作；2、教学难点：变频器功能参数设定与操作；3、解决方法：1）用原理图进行说明举实例说明操作过程和原理采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教
18、 学手 段学 生活 动时 间分 配课程内容：1、HNC-21F主轴驱动系统的组成2、三菱变频器的工作原理及接线3、三菱变频器功能参数设定与操作4、HNC-21F主轴驱动系统的组成与接线5、HNC-21F主轴驱动装置与数控装置的连接设问框图说明课件演示个别回答5分钟知识点引入-1：主轴驱动系统的组成：主轴驱动系统有哪几部分组成？主轴驱动变速有哪两种形式，分别适用于什么场合？用简图说明课件演示30分钟操练-1：画出主轴驱动系统的原理结构意图。实际操作学生操作15分钟知识点引入-2：主轴驱动装置的工作特性：1）对电动机的要求 2）主轴驱动工作特性操作演示课件教师演示过程中提问，学生回答15分钟操练-
19、2：画工作特性图。实物展示实际操作学生分组操作15分钟知识点引入-3三菱变频器的工作原理。（变频器的组成及功能）实物展示操作演示课件教师在操作演示过程中提问，学生回答20分钟操练-3三菱变频器的接线：1、变频器端子功能；2、变频器内部接线；3、变频器与电动机之间的接线；4、变频器与数控系统之间的连接；教师提示学生练习学生分组操作教师分组指导100分钟知识点引入-4三菱变频器功能参数的设定：1、变频器功能参数的含义解释；2、重要功能参数的设定方法；图片展示教师讲授学生回答20分钟操练-4：三菱变频器功能参数设定操作。教师示范学生练习学生分组操作70分钟内容深化归纳总结：以HNC-21F为例来说明
20、主轴驱动系统的工作原理、变频器参数的设定与操作提问思考启发诱导板书个别回答5分钟思考与练习4、 画出主轴驱动系统接线图课后复习并完成作业鼓励讨论完成5分钟教学后记教 案 6课 题FANUC 0ic主轴驱动系统课 型教学做合一教学时数6教学目的1、了解FANUC 0ic主轴驱动系统的组成与接线2、掌握三菱变频器的工作原理、参数设定及接线3、掌握变频器功能参数设定与操作教学目标能力（技能）目标知识目标1、能对三菱变频器进行参数设定和调试2、能连接主轴驱动装置和数控装置3、能对主轴驱动系统的内部进行连接1、熟悉和了解主轴驱动系统的组成与接线2、掌握通用变频器的工作原理及接线、参数设定3、掌握主轴驱动
21、装置与数控装置的连接重点难点及解决方法1、教学重点：变频器功能参数设定与操作；2、教学难点：变频器功能参数设定与操作；3、解决方法：1）用原理图进行说明、2）举实例说明操作过程和原理采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教 学手 段学 生活 动时 间分 配课程内容：1、FANUC 0ic主轴驱动系统的组成与接线2、三菱变频器的工作原理及接线3、三菱变频器功能参数设定与操作4、FANUC 0ic主轴驱动装置与数控装置的连接设问框图说明课件演示个别回答5分钟知识点引入-1：主轴驱动系统的组成：主轴驱动系统有哪几部分组成？主轴驱动变速有哪两种形式，分别适用于什么场合？用简图说明课件演示
22、30分钟操练-1：画出主轴驱动系统的原理结构意图。实物展示实际操作学生操作，教师辅导、点评30分钟知识点引入-2：主轴驱动装置的工作特性：对电动机的要求主轴驱动工作特性操作演示课件教师在操作演示过程15分钟操练-2：画工作特性图。实物展示实际操作学生分组操作20分钟知识点引入-3三菱变频器的工作原理。（变频器的组成及功能）实物展示操作演示课件教师在操作演示过程中提问，学生回答10分钟操练-3三菱变频器的接线：1、变频器端子功能；2、变频器内部接线；3、变频器与电动机之间的接线；4、变频器与数控系统之间的连接；教师提示学生练习学生分组操作教师分组指导100分钟知识点引入-4三菱变频器功能参数的设
23、定：1、变频器功能参数的含义解释；2、重要功能参数的设定方法；图片展示教师讲授学生回答20分钟操练-4：三菱变频器功能参数设定操作。教师示范学生实际练习学生分组操作70分钟内容深化归纳总结：以FANUC 0ic为例来说明主轴驱动系统的工作原理、变频器参数的设定与操作提问思考启发诱导板书个别回答5分钟思考与练习5、 画出主轴驱动系统接线图课后复习并完成作业鼓励讨论完成5分钟教学后记教 案 7课 题FANUC O i数控系统的基本连接课 型教学做合一教学时数4教学目的1、掌握FANUC 0i数控系统的基本连接2、掌握FANUC 0i数控系统的基本组成及各部件作用。教学目标能力（技能）目标知识目标1
24、、能画出数控系统的基本组成图2、能根据实物画出FANUC 0ic数控系统的连接图1、数控系统的概念以及组成 2、FANUC 0ic数控系统的基本连接重点难点及解决方法1、教学重点：FANUC 0i数控系统连接2、教学难点：FANUC 0i伺服系统之间的连接（包括电源模块、主轴伺服模块和进给伺服模块）3、解决方法：1）用原理图进行说明2）结合实验，分组讲解，逐个过关采用教法一体化学法建议互助教 学过 程设 计教学内容教 学手 段学 生活 动时 间分 配课程内容：1、数控系统的概念以及组成 2、FANUC 0ic数控系统的基本连接设问框图说明课件演示个别回答5分钟知识点引入-1：FANUC数控系统作为应用最为广泛的进口系统，在维修中经常接触到。而多数故障都是电气系统故障，所以我们必须掌握FANUC系统的基本连接。用简图说明课件演示20分钟操练-1：1、 电源的连接（注意接通与关断顺序）2、 FANUC 0I综合连接原理图3、 数控系统显示器的连接4、 手摇脉冲发生器的连接5、 主轴的连接实物展示实际操作每个学生都要操作，在操作过程中教师进行辅导、点评80分钟知识点引入-2：伺服单元的作用数控机床I/O急停信号分析实物展示操作演示课件教师在操作演示过程中提问，学生回答15分钟操练-2：1、 伺服单元的连接2、 I/O的连接3、 I/O LINK的连接4、急
