机床电气控制与plc教案.docx
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机床电气控制与plc教案.docx
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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:
2007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》、《FANUC0iC用户手册》、《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:
2007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07-1
1
36
36
0
0
0
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
1
2
3
4
1
1/1
数控系统基本知识
4
2
1/2
HNC-21F步进电动机进给驱动系统
4
3
1/3
HNC-21F交流伺服进给驱动系统
4
4
1/4
FANUC0ic交流伺服进给驱动系统
4
5
1/5
HNC-21F主轴驱动系统
6
6
1/6
FANUC0ic主轴驱动系统
6
7
1/8
FANUCOi数控系统的基本连接
4
8
1/9
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FANUC0ic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:
FANUC0iC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、FANUC0iC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FANUC0iC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
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、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-3
HNC-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
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
FANUC0ic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FANUC0ic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、掌握交流伺服电机驱动系统的连接
3、掌握FANUC0ic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:
FANUC0icF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
教师在操作演示
20分钟
操练-3
HNC-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FANUC0ic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-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
FANUC0ic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FANUC0ic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、FANUC0ic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、FANUC0ic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FANUC0ic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
FANUCOi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FANUC0i数控系统的基本连接
2、掌握FANUC0i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、能画出数控系统的基本组成图
2、能根据实物画出FANUC0ic数控系统的连接图
1、数控系统的概念以及组成
2、FANUC0ic数控系统的基本连接
重点难点及解决方法
1、教学重点:
FANUC0i数控系统连接
2、教学难点:
FANUC0i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、FANUC0ic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、FANUC0I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/OLINK的连接
4、急
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- 机床 电气控制 plc 教案