《传感器检测与运动控制技术》课程标准.docx
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《传感器检测与运动控制技术》课程标准
《机床数控技术基础》课程标准
课程代码：
建议课时数：
46学分：
3
适用专业：
数控技术
先修课程：
机械制图、机械测量技术、机械制造技术基础、数控机床操作加工技术训练
后续课程：
数控铣削（加工中心）技术训练、数控铣削（加工中心）实训与考级
一、前言
1.课程的性质
该课程是江苏省五年制高职数控技术专业的一门专业平台课程。
其任务是：
通过该课程理论知识的学习和实践活动的开展，使学生了解机床数控技术的相关知识及数控机床的组成、分类和应用特点。
2.设计思路
该课程采用了综合化、模块化的设计方法，每个模块均采用了理论实践一体化的思路，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念。
具体结构如下图所示
：
数控机床进给传动系统
计算机数控系统
数控机床主轴传动系统
编程技术基础
数控车加工技术基础
数控铣加工技术基础
其他数控加工技术概述
机床及数控系统
外围技术及应用
机床数控技术基础
机床数控技术及应用
该课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力；该课程的内容组织形式上强调学生的主体性，在每个模块实施时，先提出学习目标，再进行任务分析，使学生在开始就知道学习的任务和要求，引起学生的注意，利于学生在任务驱动下，自主学习、自我实践。
二、课程目标
根据本专业的培养目标和人才规格，按照知识、能力素质三个维度的分析方法，概括出该课程的目标。
1.知识目标：
（1）了解机床数控技术的基础知识，了解数控技术的基本概念，了解数控机床的种类、基本组成和工作过程，了解机床数控技术的最新发展水平和方向；
（2）了解常用数控系统的种类及硬件和软件的结构，了解数控系统的接口技术和信息处理的基本过程；
（3）了解数控机床主轴、刀架、和进给控制系统的机械结构、运动特点和电气控制的基本技术。
（4）了解常用数控机床的工艺范围和应用特点。
2.能力目标：
（1）具备数控机床程序编制的初步能力；
（2）能独立操作常用的数控机床，具备数控机床日常维护和保养的能力和故障排除的初步能力。
3.素质目标：
（1）具有较强的产量和质量意识。
（2）养成独立思考、自主学习、不断探索的习惯，诚信、敬业、科学、严谨的工作态度；
（3）人际沟通与团队协作意识、职业道德等基本素质。
三、课程内容和要求
（一）机床数控技术概述
教学目标：
知道机床数控技术的概念，能说出数控机床的基本组成、分类、应用特点及最新发展趋势，能说出数控机床的工作过程，能利用网络技术查找各种数控机床的主要技术指标。
活动安排：
通过参观实物，说出各种数控机床的组成部分和工作过程；利用网络技术查找各种数控机床的主要技术指标。
考核要求：
本部分内容用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、网络资源查询后的实践报告等。
其中基本知识的测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、课堂表现记录）占30%、实践报告占40%。
1.机床数控技术的基本概念
知识要点：
机床数控技术；数控机床应用特点和主要技术指标。
技能要点：
网络资源收集及信息处理
2．数控机床的基本组成及工作过程
知识要点：
数控机床的组成、工作过程；数控机床各部分的作用。
技能要点：
数控机床的初步认识
3．数控机床的分类及特点
知识要点：
数控机床的分类方法、各类数控机床的特点。
4．数控机床的发展
知识要点：
数控机床的发展过程；我国数控机床的现状；数控机床的发展趋势
技能要点：
网络资源收集及信息处理；实践报告的撰写。
（二）数控车加工技术基础
教学目标：
了解数控车床的分类、结构、坐标系，具备数控车床安全生产和日常维护、保养的能力。
了解数控车床常用刀具的种类和使用方法，掌握一种典型数控系统操作面板及系统面板的功能，能正确操作数控机床。
了解一种典型数控系统常用固定循环和复合循环指令的格式和使用要点，初步具备一般轴类零件程序编制和切削加工的能力。
活动安排：
通过数控车床基本操作训练，初步掌握数控车加工的基本操作技能；通过各项目的综合训练，熟悉数控车加工的工艺和编程技术，具备初级工的职业能力。
考核要求：
本部分内容采用采用过程评价和项目评价相结合的方法，注重学生自我评价、小组评价和教师评价的综合性。
教师的评价占50%，评价的手段包括观测、现场操作等。
评价的内容包括完成零件加工的质量占60%、学习过程档案资料（考勤记录、课堂笔记、平时分段练习的成绩、自主学习的计划、练习的态度、值日工作情况等）占40%。
需要指出的是完成零件加工的质量包括操作规范、操作步骤、刀具使用、对刀、程序、日常维护和保养和典型零件加工精度等方面。
学生的自评占25%，包括遵守课堂纪律、积极参与课堂教学活动、按时完成任务情况、按要求完成准备工作情况、阶段性实习总结等。
小组评价占25%，包括乐于请教和帮助同学、小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。
1．数控车床概述
知识要点：
数控车床的基本结构；工艺特点；主要功能；数控车床的操作规范、维护保养基础。
技能要点：
数控车床的基本操作
2．数控车加工常用的刀具
知识要点：
数控车加工常用刀具的种类、结构、特点；刀具参数对加工的影响；刀具安装的方法；对刀的方法。
技能要点：
数控车刀的选择、安装及对刀
3．固定循环指令及其应用
知识要点：
数控车床常用固定循环指令的格式、参数含义、适用范围、使用要点。
技能要点：
简单轴类零件的加工
4．复合循环指令及其应用
知识要点：
数控车床常用复合循环指令的格式、参数含义、适用范围、使用要点。
技能要点：
初级工零件的加工
（三）数控铣加工技术基础
教学目标：
了解数控铣床的分类、结构、坐标系，了解加工中心刀库的结构和自动换刀的基本过程，具备数控铣床（加工中心）安全生产和日常维护、保养的能力。
了解数控铣床常用刀具的种类和使用方法，掌握一种典型数控系统操作面板及系统面板的功能，能正确操作数控机床。
了解一种典型数控系统常用循环指令和子程序的格式和使用要点，初步具备一般零件程序编制和切削加工的能力。
活动安排：
通过数控铣床（加工中心）基本操作训练，初步掌握数控铣床（加工中心）的基本操作技能；通过各项目的综合训练，熟悉数控铣（加工中心）加工的工艺和编程技术，具备初级工的职业能力。
考核要求：
本部分内容采用采用过程评价和项目评价相结合的方法，注重学生自我评价、小组评价和教师评价的综合性。
教师的评价占50%，评价的手段包括观测、现场操作等。
评价的内容包括完成零件加工的质量占60%、学习过程档案资料（考勤记录、课堂笔记、平时分段练习的成绩、自主学习的计划、练习的态度、值日工作情况等）占40%。
需要指出的是完成零件加工的质量包括操作规范、操作步骤、刀具使用、对刀、程序、日常维护和保养和典型零件加工精度等方面。
学生的自评占25%，包括遵守课堂纪律、积极参与课堂教学活动、按时完成任务情况、按要求完成准备工作情况、阶段性实习总结等。
小组评价占25%，包括乐于请教和帮助同学、小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。
1．数控铣床概述
知识要点：
数控铣床的基本结构；工艺特点；主要功能；数控铣床的操作规范、维护保养基础。
技能要点：
数控铣床的基本操作
2．数控铣加工常用的刀具
知识要点：
数控铣加工常用刀具的种类、结构、特点；刀具参数对加工的影响；刀具安装的方法；对刀的方法。
技能要点：
数控铣刀的选择、安装及对刀；平面的加工
3．循环指令及其应用
知识要点：
数控铣床常用循环指令的格式、参数含义、适用范围、使用要点。
技能要点：
轮廓的加工；
4．子程序及其应用
知识要点：
孔的加工
子程序格式、参数含义、适用范围、使用要点。
技能要点：
初级工零件的加工
5．加工中心概述
知识要点：
加工中心的结构、加工特点；加工中心的刀库、夹具。
技能要点：
给定程序的操作加工
（四）其他数控加工技术概述
教学目标：
了解数控电火花成型机床的基本结构、工作过程和应用特点，了解数控电火花线切割机床的种类、基本结构、工作过程和应用特点和程序编制的基本方法，初步具备操作数控电火花机床的能力，了解数控激光加工机床的基本结构、工作过程及应用特点，了解其他数控机床如数控磨削机床、数控齿轮加工机床、数控板材加工机床等的基本结构和应用特点。
活动安排：
通过现场参观，了解其他常用的数控设备及应用特点，通过项目训练，初步学会数控电火花成型机床的基本操作和数控电火花线切割机床加工的工艺编程及基本操作技能。
考核要求：
本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。
其中基本知识的测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、考勤记录、课堂笔记、平时分段练习的成绩、自主学习的计划、练习的态度、值日工作情况、阶段实习小结等）占30%、电火花成型机床和线切割机床的基本操作占40%。
需要指出的基本操作包括操作规范、操作步骤、编程基础、日常维护和保养和典型零件加工精度等方面。
1．数控电火花成型机床
知识要点：
电加工概述、电火花成型机床的结构、特点和使用方法。
技能要点：
电火花成型机床的基本操作
2．数控电火花线切割机床
知识要点：
电火花线切割机床的结构、特点和使用方法；电火花线切割编程基础。
技能要点：
电火花线切割机床的基本操作
3．数控激光加工机床
知识要点：
数控激光加工机床的结构、特点和使用方法。
4．其他数控机床简介
其他常用数控机床（如数控钻、磨等）的结构、特点和使用方法。
（五）数控机床的计算机数控系统
教学目标：
了解CNC数控系统的组成和功能特点，了解数控系统硬件结构的类型、了解CNC数控系统单微处理器和多微处理器的结构和特点，了解CNC数控系统各功能模块的作用。
了解CNC数控系统软件的组成、结构特点及与硬件的关系，了解CNC数控系统插补和刀具补偿功能的过程及进给速度控制方法。
了解CNC数控系统的接口规范及相关技术。
了解数控机床中PLC的类型、特点及作用，了解数控机床中PLC工作过程。
了解数控系统信息处理的类型及信息处理的基本过程,具备数控系统日常维护和保养的初步能力。
活动安排：
通过数控实验台（或数控机床）的认识活动，了解数控系统硬件的基本结构；通过数控系统相关参数的设置，了解数控系统软件的基本结构；数控机床中PLC参数的认识，了解PLC在数控机床中的作用。
考核要求：
本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。
其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程档案资料（作业、考勤记录、课堂笔记、平时分段练习的成绩、自主学习的计划、练习的态度、值日工作情况、阶段实习小结等）占30%；数控系统接口的认识、数控系统中的PLC程序的认识和修改方法占30%；实验报告占10%；小组评价占10%，它包括乐于请教和帮助同学、小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。
1．CNC数控系统的硬件结构
知识要点：
CNC数控系统的概述；数控系统硬件结构的分类、特点和组成。
技能要点：
数控系统硬件结构的认识
2．CNC数控系统的软件结构
知识要点：
数控系统软件结构的分类、特点和组成。
技能要点：
数控系统参数的含义及设置方法
3．CNC数控系统的接口技术
知识要点：
数控系统常用接口的种类、各模块的连接方式、接口规范。
技能要点：
典型数控系统接口的认识
4．CNC数控系统中的PLC
知识要点：
数控系统中PLC的分类、特点和工作过程；PLC在数控机床中的连接形式和作用；数控机床中PLC程序实现的过程。
技能要点：
PLC编程技术基础
5．CNC数控系统的信息处理
知识要点：
数控系统信息处理的种类、信息处理的方法和过程。
（六）数控机床的主轴传动系统
教学目标：
了解数控机床主轴传动系统的基本组成，了解数控主轴传动系统的形式及特点，了解主轴部件的机械结构。
了解数控机床对主轴驱动控制系统的基本要求，了解数控机床主轴驱动控制的类型及应用特点；了解直流主轴电动机驱动控制系统的基本组成及工作过程；了解交流主轴电动机变频调速控制系统的基本组成及工作过程，初步学会通用变频器使用的方法；了解主轴准停控制的基本概念，了解常用主轴准停控制系统的基本组成、工作过程及应用特点；初步具备数控机床主轴调速系统安装调试和维护保养的能力。
活动安排：
通过数控机床实验台（或数控机床）的装拆训练，了解数控机床主轴机械和电气传动控制的基础知识，通过主轴电机调速控制和变频控制实验，了解数控机床主轴电气控制的基本过程。
通过多媒体动画，加深数控机床主轴驱动控制的理解。
考核要求：
本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。
其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程档案资料（作业、考勤记录、课堂笔记、平时分段练习的成绩、自主学习的计划、练习的态度、值日工作情况、阶段实习小结等）占30%；主轴部件的认识、控制线路的安装和变频调速的安装30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括乐于请教和帮助同学、小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。
1．数控机床主轴部件的机械结构
知识要点：
控机床主轴传动系统的基本组成、形式及特点；数控机床主轴部件的机械结构。
技能要点：
主轴部件的安装与调整
2．数控机床主轴驱动及控制概述
知识要点：
数控机床对主轴驱动控制系统的基本要求，数控机床主轴驱动控制的类型及应用特点；直流主轴电动机驱动控制系统的基本组成及工作过程。
技能要点：
直流主轴电动机的逻辑无环流可逆调速线路的装调。
3．数控机床主轴的变频调速控制
知识要点：
交流主轴电动机变频调速控制系统的基本组成及工作过程；通用变频器使用的方法。
技能要点：
变频器的使用；主轴的变频调速控制线路的装调。
4．数控机床主轴的准停控制
知识要点：
主轴准停控制的基本概念；常用主轴准停控制系统的基本组成、工作过程及应用特点。
（七）数控机床的进给传动系统
教学目标：
了解数控机床进给传动系统的基本组成，了解数控机床导轨、滚珠丝杠螺母副及传动齿轮间隙消除机构的种类及应用特点；了解数控机床常用位置检测元件的种类及应用特点，理解编码器及光栅的组成、工作过程及应用特点；了解数控机床对进给驱动控制系统的基本要求，了解数控机床进给驱动控制的类型及应用特点；了解步进电动机驱动及控制系统的基本组成、工作过程及各模块的作用；了解数控机床直流伺服电动机驱动及控制的基本组成、工作过程及各模块的作用；了解数控机床交流伺服电动机驱动及控制系统的基本组成、工作过程及各模块的作用；初步具备数控机床进给系统安装调试和维护保养的能力。
活动安排：
通过数控机床实验台（或数控机床）的装拆训练，了解数控机床进给系统机械和电气传动控制的基础知识，通过进给电机调速控制和控制实验，了解数控机床进给系统电气控制的基本过程。
通过多媒体动画，加深数控机床进给驱动控制的理解。
考核要求：
本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测、现场操作等。
其中基本知识的测试成绩占20%、学习过程档案资料（作业、考勤记录、课堂笔记、平时分段练习的成绩、自主学习的计划、练习的态度、值日工作情况、阶段实习小结等）占30%；进给传动部件的认识、进给控制线路的安装和变频调速的安装30%、实验报告占10%；小组评价占10%，它包括乐于请教和帮助同学、小组活动协调和谐、积极参与小组活动、学习态度等。
1．数控机床进给运动部件的机械结构
知识要点：
数控机床进给传动系统的基本组成；数控机床导轨、滚珠丝杠螺母副及传动齿轮间隙消除机构的种类及应用特点。
技能要点：
数控机床的进给传动部件的安装与调整
2．数控机床常见的位置检测装置
知识要点：
数控机床常用位置检测元件的种类及应用特点，编码器及光栅的组成、工作过程及应用特点。
技能要点：
光电编码器的应用技术
3．数控机床进给驱动控制概述
知识要点：
数控机床对进给驱动控制系统的基本要求；数控机床进给驱动控制的类型及应用特点。
技能要点：
数控机床对进给驱动控制系统
4．数控机床步进驱动控制技术
知识要点：
步进电动机驱动及控制系统的基本组成、工作过程及各模块的作用。
技能要点：
步进电动机驱动系统的装调
5．数控机床直流伺服驱动控制技术
知识要点：
数控机床直流伺服电动机驱动及控制的基本组成、工作过程及各模块的作用
技能要点：
直流伺服电动机驱动系统装调
6．数控机床交流伺服驱动及控制技术
知识要点：
数控机床交流伺服电动机驱动及控制系统的基本组成、工作过程及各模块的作用。
技能要点：
交流伺服驱动控制系统的安装和调试
四、实施建议
（一）教学建议
1．学时分配建议
序号
课题
课时
1
机床数控技术概述
4
2
数控车加工技术基础
10
3
数控铣（加工中心）加工技术基础
10
4
其它数控系统概述
2
5
数控机床的计算机数控系统
10
6
数控机床的主轴传动系统
4
7
数控机床的进给传动系统
4
考核
2
合计
46
2.教学建议
（1）该课程中的各模块可以采用连续教学或分段教学两种方式实施。
（2）该课程教学宜采用理论实践一体化的教学方法，在完成相关实验或训练项目的过程中学习有关的技术知识。
（3）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，通过项目训练提高学生学习兴趣，激发学生的成就感，每个项目的实施可采用小组合作学习的方法，强化学生的团队协作精神。
（4）在教学过程中，要尽量应用多媒体、投影等教学资源辅助教学，帮助学生理解相关控制电路的工作过程。
（5）在教学过程中，要重视介绍本专业领域新技术、新工艺、新设备的发展趋势，贴近生产实际。
（6）在教学过程中，应发挥学生学习的自主性，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生获取、分析和处理信息的能力。
（7）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德，形成职业习惯，努力培养创新能力。
（二）教学评价
要坚持结果评价和过程评价相结合，定量评价和定性评价相结合，教师评价和学生自评、互评相结合，教师评价和学生自评、互评相结合，突出阶段评价、目标评价、理论与实践一体化评价。
要关注评价的多元性，积极引入行业企业生产过程中的考核、管理办法，体现该课程在评价上的特殊性。
1．改革传统的学生评价方法，采用阶段（过程性）评价，目标评价，项目评价，理论与实践一体化评价模式。
2．实施评价主体的多元化，采用教师评价、学生自我评价、社会评价相结合的评价方法。
3．评价手段可以采用观测、现场操作、提交实验报告、闭卷或开卷测试等,具体建议如下：
序号
课题
评价方法
评价内容
评价手段
分值比例
1
机床数控技术概述
作业、课堂笔记、课堂表现、测试
闭卷或开卷
20%
60%
2
数控车加工技术基础
实习报告与态度、小组协作、工件
观测、现场操作
30%
3
数控铣（加工中心）加工技术基础
实习报告与态度、小组协作、工件
观测、现场操作
40%
4
其他数控加工技术概述
实习报告与态度、课堂笔记、作业
闭卷、现场操作
10%
5
数控机床的计算机数控系统
实验报告、课堂笔记、作业、测试
闭卷或开卷
20%
40%
6
数控机床的主轴传动系统
实验报告、小组协作、作业等
闭卷、现场操作
40%
7
数控机床的进给传动系统
实验报告、小组协作、作业等
闭卷、现场操作
40%
合计
100%
4．评价重点为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力（及创新能力），对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
（三）教学基本条件
课程教学团队:
课程负责人：
王子平陈辉主讲教师：
王子平、沈钻科、徐军平
（1）数控技术专业建设指导委员会把握课程发展方向。
（2）教研室主任负责课程的整体建设、内容的调整、课程的持续发展,以及监督课程的实施。
（3）主讲教师负责课程授课计划等教学资料的编写及授课。
（四）教材选用
《机床数控技术基础》沈丁琦主编，电子工业出版社
推荐阅读书目：
《机床数控技术》高晓东主编，江苏凤凰职教出版社，2014年
（五）课程资源的开发与利用
课程资源开发与利用包括相关教辅材料、实训指导手册、信息技术应用、工学结合、网络资源、仿真软件等。
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