6数控机床故障诊断与维修教学设计螺纹不能加工故障.docx
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6数控机床故障诊断与维修教学设计螺纹不能加工故障
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数控机床故障诊断与维修教学设计
一体化课程
数控机床故障诊断与维修
学习任务
螺纹加工故障诊断与维修
授课时数
64
班级
xx专业xx班
授课日期
XX-XX-XX
周次
X
教学方法
引导文教学法、任务驱动教学法
教学媒体(含教具)
视频、课件、投影、卡片等
学习目标
学生以独立或小组合作的形式,通过教师指导、相关理论知识补充,以及预备技能复练,并借助阅读FANUC0i-D/mate-TD数控系统、数控机床智能维修平台手册资料,制定螺纹不能加工故障诊断与维修计划,在规定时间内完成本次学习任务中所包含的‘螺纹数控车削加工控制原理’、‘数控车床螺纹不能加工故障诊断与维修’等两个项目的计划编制、实施操作、质量检查、经验总结和反馈交流。
在实施过程中,规范使用工具、量具和仪器仪表等设施,实施操作要符合劳动安全和环境保护规定,并对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈。
完成本学习任务的学习之后,学生能够:
1.描述数控机床切削螺纹的控制过程;
2.能对数控机床切削螺纹螺距不对及乱牙的故障进行检测;
3.初步具备对数控车床切削螺纹螺距不对及乱牙的故障进行维修。
任务描述
根据客户(或同学扮演的机床用户代表)描述的数控车床螺纹不能加工故障现象,以及本小组对所用维修平台的相关参数的实际检测,初步判断故障原因(故障定位),拟定故障排除的方法与工艺路径,并根据故障类型进行排除操作或仿真模拟。
本学习任务教学64学时,每天安排6学时,晚上安排两次共4学时知识补充,在10天内完成。
知识补充:
普通车床的螺纹车削加工(4学时)
准备项目:
数控车床螺纹加工控制原理分析(24学时)
在进行故障维修之前,首先,完成数控车床螺纹加工控制原理的学习,了解螺纹加工故障的主要成因。
计划教学学时24:
其中
(1)螺纹不能加工工作原理分析与知识补充6学时;
(2)螺纹加工控制原理分析6学时;(3)螺纹的数控加工操作6学时;(4)常见螺纹不能加工故障分析6学时。
通过上述项目学习,熟悉数控车床螺纹加工控制过程,完成控制系统框图的绘制。
编制螺纹数控加工程序,完成螺纹加工,体会影响螺纹加工的主要因素。
任务项目一:
螺纹不能加工故障诊断与维修(36学时)
故障现象:
一台配置FANUC0i-D/mate-TD数控系统的在加工公制螺纹时,出现螺纹乱牙现象。
螺纹仿真加工示目的
教师设置:
调松滚珠丝杆与螺母的间隙,或使用螺距有误差的丝杆。
任务要求:
分析螺纹不能加工故障的几种可能原因,准备维修工具,拟定维修方案,完成维修并撰写维修工作报告。
工作时间为36学时,其中方案讨论、优化6学时,实际操作时间24学时,整理和汇报6学时。
学情分析
学习内容分析
《数控机床故障诊断与维修》是数控机床装配与维修专业的最后一门专业核心课程,主要培养学生综合运用能力,巩固前修课程的知识,精炼操作技能,以求达到出校门能够完成数控机床一般故障的定位与排查方案制订,并能够实际排除一般故障。
《数控车床螺纹不能加工故障》是《数控机床故障诊断与维修》的第六个学习任务,要求学生在螺纹加工工作原理的基础上,掌握螺纹不能加工故障维修的一般方法,制订数控机床螺纹不能加工故障的排查工艺路径,完成螺纹不能加工故障的一般性维修。
学生分析
XX专业XX班是数控机床装配与维修专业高中起点三年级学生,大部分学生学习能力较强,学习兴趣浓厚,感性认知往往强于理性认知,经过近两年的学习,已具备数控机床装配与调试的基础,同时对数控机床一般故障的主要现象(征兆)、特性有了初步的认识。
教学策略
本任务是数控车床系统的非常常见典型故障,既可以是企业真实发生的故障,也可以通过一定的技术手段人为设置。
为方便教学,本次任务的课堂教学组织参照企业的真实情况实施,利用FANUC0iTD/0imateTD数控车床智能实训设备更换滚珠丝杆人为设置螺纹不能加工,采用引导文教学法,任务驱动教学法实行一体化教学。
教学过程中采用角色扮演(小组成员分为①客户代表一名:
负责维修质量监督与验收;②维修公司技术人一名:
负责维修方案的拟订与维修过程记录,同时也是小组组长负责门交流汇报;③维修操作人员二名:
负责工具领用、操作实施、环境整理等)的方式构建学习情境,导入学习任务,学生通过独立工作,在工作页引导文和教师的引导下,主动查找螺纹不能加工说明书、智能实训设备操作说明书、观看系统故障维修视频、搜索互联网,获取完成任务所需要的知识、了解数控车床螺纹不能加工驱动系统维修的操作技能,通过小组工作制定数控车床螺纹不能加工故障维修的计划并实施、监控、评价反馈,完成数控车床螺纹不能加工故障维修分析报告和学生工作页。
学习重点
及其化解
方法
学习重点:
了解产生数控车床螺纹不能加工故障的典型现象(征兆)和一般原因,掌握数控车床螺纹不能加工故障排查的一般操作方法,学会制订排查工艺方案的基本方案。
化解方法:
1、仔细观察故障现象(征兆);
2、反复询问客户,确认故障发生前的实际情况,梳理可能的原因,不放过任何一种潜在的原因;
3、反复检测与螺纹不能加工相关的元器件和零件的状态;
4、观看视频,查阅学习资料;
5、教师随时指导和补充相关知识、示范操作。
学习难点
及其突破
方法
学习难点:
避免错误操作造成系统软件损坏,以及设备的二次故障。
化解方法:
1、观看视频,查阅学习资料;
2、小组讨论;
3、逐点排查,反复确认;
4、难点问题先进行点动操作,再进入维修;
5、教师指导。
学材
电子教材、视频资料、工作页、数控车床设备手册软件操作手册
教学准备
制作课件,故障设置,工具准备
内容结构
学习工作站
要求说明
1、学习工作站由4套0iTD和6套0imateTD数控车床智能实训设备和50套数控维修仿真软件组成;
2、每个学生独立占用一套仿真计算机,以及每组点用一套实训设备。
3、实训设备周边为小组工作研讨、做计划的工作场所。
4、各种手册等纸质资料存放在与实训设备配套的工作台中,电子资料存放在仿真计算机中。
5、黑板两侧布置活动张贴板,用于学生总结汇报展示。
6、物料室存放与数控机床装配与调试专业学习有关的常用耗材,学生凭任务物资需求表领取耗材。
7、工具室用于存放完成数控机床装配与调试各种任务常用到的工具,学生凭任务工具清单领取。
教学流程
1.通过学习准备,了解螺纹加工的结构和工作原理;
2.接受任务,明确任务要求。
1.小组成员共同分析故障现象;的特点与含义,制定故障排查方法与工艺路径;
2.确定故障位置;
3.制定并优化故障维修的工艺方案。
1.开机检查;
2.根据故障现象,初步判断故障类型;
3.根据检测结果,进行故障定位;
4.每组完成相关故障排查与维修方案的编制;
5.编写工作报告,包括故障分析、故障定位、故障排除与恢复运行等内容;
6.将故障维修的全过程以及操作心得进行交流与分享。
教学组织(数控车床螺纹加工控制功能分析)
计划学时:
24实际用时:
教学环节
及时间分配
教学内容
学生活动
教师活动
评价要点
设计目的
与资料准备
前置作业
在听取教师补充知识的讲解后,学生利用视频、电子教材等学习资源,完成《数控车床螺纹加工功能分析》工作页学习准备部分,主要内容包括:
1.与螺纹不能加工相关的硬件。
2.螺纹不能加工故障的原因,特别是无报警的故障原因。
查阅相关学习资料,独立完成工作页之学习准备部分
发放工作页学习准备部分。
1.工作页学习准备部分完成情况;
2.学生螺纹不能加工知识掌握情况。
目的:
学生巩固前修课程所学知识,奠定本次课的学习基础。
资料:
工作页。
学习准备
学生以小组工作的形式,研讨工作页学习准备部分参考答案;结合故障征兆(现象)进行对应分析,并对其进行质疑,主要内容包括:
1.工作页学习准备部分参考答案;
2.学生对工作页学习准备部分参考答案的质疑。
学生根据教师公布的参考答案质疑。
教师公布工作页学习部分参考答案,并解答学生疑问。
学生的质疑情况。
目的:
帮助学生解决螺纹不能加工驱动系统连接及其信号传递流程的疑问。
资料:
工作页,视频,网址。
明确任务
(1
学时)
导入任务:
了解所用(FANUC0iTD/0imateTD)系统的车床进行螺纹加工时的运动和控制传递等。
任务要求:
1.画出螺纹加工机械传动原理图;
2.画出螺纹加工控制原理图;
3.熟悉相关的操作指令。
1.学生角色扮演构建学习情境;
2.学生观看角色扮演,分析任务要求;
3.学生就任务内容进行质疑。
1.教师播放与本任务类似的故障诊断与维修视频、动画或其它相关资料;
2.教师解答学生疑问;
3.教师发放工作页。
学生对故障诊断与维修任务要求的明确程度
目的:
布置任务,明确任务要求。
资料:
视频,word文档,PPT资料。
教学环节及时间分配
教学内容
学生活动
教师活动
评价要点
设计目的
与资料准备
制定计划
(2学时)
以小组合作的形式完成数控车床螺纹加工的传动原理图和控制框图,主要内容包括:
1.制定主要硬件列表;
2.绘制机械部件的装配图;
3.利用仿真软件上画出控制元器件的连接图;
4.说明各部分的结构特点及连接要求;
5.说明螺纹加工的运行步骤;
6.分工完成上述任务。
分析客户的工艺路径要求、节拍要求完成:
1.观察硬件;
2.阅读说明书;
3.操作仿真软件,画出连接图;
4.形成相关说明文件。
1.巡回指导各组学生制定工作计划,提供技术支持;
2.观察并记录各组同学使用媒体、获取资讯的情况、学习参与度。
1.分工科学性,每个同学是否都有参与;
2.硬件清单是否正确;
3.连接图是否正确。
4.信号传递分析是否正确;
5.操作过程是否符合规范。
目的:
突破教学难点,学习制定计划。
资料:
PPT,视频,工作页。
优化计划
(1学时)
1.各小组代表展示工作流程;
2.各小组归纳阐释其他组对流程的质疑;
3.各小组从三个方面修改完善工作流程:
1表格设计是否合理;
2分工是否合理;
3软件是否能够完成相关任务。
1.每个小组派一名代表汇报工作流程;
2.其他组学生质疑;
3.各小组根据讨论结果优化流程。
1.引导学生上台展示,控制时间,记录各组的优缺点,点评学生的工作计划。
2.记录各组学生的参与度、演讲技巧等,并点评学生的自信心、精神面貌、团队合作及口头表达情况。
制定科学的实施计划
目的:
分析计划优化计划。
资料:
PPT,视频,图片,工作页。
知识补充
(6学时)
教师补充讲解:
螺纹加工工作原理
1.螺纹加工的控制类型;
2.螺纹加工的刀具选择;
3.螺纹加工的主要故障类型;
4.螺纹加工故障的维修方法。
每位学生认真记录,上网查找、补充刀架相关知识
教师讲解,并结合实物进行操作演示
学生记录与课堂互动情况
目的:
补充前修课程未讲解的知识,为本任务的顺利完成奠定基础。
资料:
PPT,视频,图片,工作页。
实施计划
(24学时)
各小组根据工作流程完成传动分析、控制功能分析,并完成机械装配图、控制原理图,撰写工作报告:
1.根据方案领用相关工具、资料;
2.拆开螺纹加工传动部件;
3.点动,确认螺纹加工控制信号传递路径;
4.完成机械的装配与调试,数控系统联动调试,直至功能实现;
5.汇报情况并根据教师建议修改方案。
1.两位学生完成操作任务
2.一位学生监督操作,录制视频;;
3.一位学生记录操作过程。
1.巡回指导各组学生操作实训台,提供技术支持;
2.观察并记录各组完成情况、学习参与度、分工合作等。
1.安全操作;
2.学生参与度;
3.排故流程的正确性;
4.规定时间内完成排故。
目的:
通过“做中学”,让学生完成方案设计。
资料:
工作页。
评价反馈
(1.5学时)
1.各小组代表汇报分析中遇到的问题及解决办法;
2.各小组相互点评各小组的方案的优缺点;
3.各组员总结本节课的收获,组长归纳展示;
4.老师点评各小组优缺点;
5.老师点评各小组任务完成情况。
1.小组代表汇报排故过程中遇到的问题与解决办法;
2.其他组学生提出建议。
1.引导学生上台展示,控制时间,记录各组的优缺点,点评设计方案;
2.记录各组学生的参与度、演讲技巧等,并点评学生参与度、演讲仪态等。
1.本学任务的知识点与技能点;
2.学生评价客观性;
3.学生举一
反三能力。
目的:
全面总结和评价学习情况,解决存问题,提高学习
效果。
资料:
视频,工作页,评价表。
拓展问题
(0.5学时)
1.你所使用的数控车床螺纹加工有什么特点?
2.数控车床螺纹加工驱动控制系统分为几类?
各有什么优缺点?
3.如何通过自己拍报的视频发生自己的误操作?
如果误操作会对螺纹加工和实训台带来何种危害?
继续完善工作页,思考如何更好更快地排除故障。
布置拓展问题。
拓展任务完成情况。
目的:
能力迁移、为后续课程做准备。
资料:
任务书。
教学反思
1.本次教学设计有什么优点,还有什么不足。
2.在教学实施过程出现何种没有设想到的问题。
3.教学资源是否满足教学需要,还需要如何改进。
4.学生语言表达能力还存在什么问题?
如果是专业性的问题有什么改进方案。
总结本次课的教学过程,分析课程效果,提出改进方案,归纳好的教学经验。
1.学生的反馈意见;
2.老师的反馈意见,改进方案。
目的:
总结教学经验,为后续课程能力提高。
资料
记录表、反馈表、视频。
教学组织(螺纹不能加工故障诊断与维修)
计划学时:
36实际用时:
教学环节
及时间分配
教学内容
学生活动
教师活动
评价要点
设计目的
与资料准备
前置作业
利用视频、电子教材等学习资源,完成《数控车床螺纹不能加工故障诊断与维修》工作页学习准备部分,主要内容包括:
1.数控车床螺纹加工的传动分析;
2.完成强电和弱电的检测,以确保实训平台正常工作;
3.熟悉螺纹加工传动图,以熟悉螺纹加工的操作要领;
4.数控车床螺纹不能加工故障的主要原因,特别是无报警的故障原因。
查阅相关学习资料,独立完成工作页之学习准备部分
发放工作页学习准备部分。
1.工作页学习准备部分完成情况;
2.学生数控车床螺纹不能加工连接知识掌握情况。
目的:
学生巩固前修课程所学知识,奠定本次课的学习基础。
资料:
工作页。
学习准备
学生以小组工作的形式,研讨工作页学习准备部分参考答案;结合故障征兆(现象)进行对应分析,并对其进行讨论,主要内容包括:
1.工作页学习准备部分参考答案;
2.学生对工作页学习准备部分参考答案的质疑。
学生根据教师公布的参考答案进行讨论,从中选择最佳方案或自行提出新的解决方案。
教师公布工作页学习部分参考答案,并解答学生疑问。
学生的质疑情况。
目的:
帮助学生解决数控车床螺纹不能加工连接及其信号传递流程的疑问。
资料:
工作页,视频,网址。
明确任务
(1小时)
导入任务:
配置FAUNCOi-D/Mate-TD系统的数控车床,在使用过程中出现螺纹不能加工不能转动。
任务要求:
1.了解客户对故障原因的描述(书面);
2.通过验证工作页任务描述栏中的故障是否;
3.了解排故该故障应当注意的安全问题。
1.角色扮演构建情境;
2.交流与咨询,分析任务要求;
3.就任务内容进行质疑。
1.播放故障诊断与维修视频、动画或其它相关资料;
2.教师解答学生疑问;
3.发放工作页。
学生对故障诊断与维修任务要求的明确程度
目的:
布置任务,明确任务要求。
资料:
视频,word和PPT文档。
教学环节及时间分配
教学内容
学生活动
教师活动
评价要点
设计目的
与资料准备
制定计划
(2小时)
以小组合作的形式完成螺纹不能加工故障诊断与维修,恢复螺纹加工的正常运行,主要内容包括:
1.设计原因分析与核查表;
2.设计工具领用表格,根据库存工具单进行领用,并说明领用原因;
3.完成初步定位后的软件仿真操作流程表;
4.实际排故的方法与工艺路径;
5.列出排故操作的安全注意事项;
6.设计分工表,并阐述分工的基本原则,以及责任人。
分析客户的工艺路径要求、节拍要求完成:
1.观察硬件;
2.阅读说明书;
3.仿真、确认故障;
4.排故操作;
5.形成相关说明文件。
1.巡回指导各组学生制定工作计划,提供技术支持;
2.观察并记录各组同学使用媒体、获取资讯的情况、学习参与度。
1.分工科学性,每个同学是否都有参与;
2.工具清单是否正确;
3.仿真结果是否正确。
4.故障定位分析是否正确;
5.操作过程是否符合规范。
目的:
突破教学难点,学习制定计划。
资料:
PPT,视频,工作页。
优化计划
(1小时)
1.各小组代表展示工作流程;
2.各小组归纳阐释其他组对流程的质疑;
3.各小组从三个方面修改完善工作流程:
1表格设计是否合理;
2分工是否合理,能够胜任相关工作;
3排故工艺是否能够完成相关任务。
1.每个小组派一名代表汇报工作流程;
2.其他组学生质疑;
3.各小组根据讨论结果优化流程。
1.引导学生上台展示,控制时间,记录各组的优缺点,点评学生的工作计划。
2.记录各组学生的参与度、演讲技巧等,并点评学生的自信心、精神面貌、团队合作及口头表达情况。
制定科学的实施计划
目的:
分析计划优化计划。
资料:
PPT,视频,图片,工作页。
实施计划
(12小时)
各小组根据工作流程完成故障排查,正常启动螺纹加工:
1.根据方案领用相关工具、资料;
2.开机检查,确保安全;
3.开机试运行,检查机床故障状态;
4.根据故障现象确定故障位置;
5.选择维修方案;
6.排除故障;
7.单步初运行,确认功能恢复情况;
8.连续运行,并反复调整运行速度,直至完全恢复相关功能;
9.记录排故记录表;
10.拍摄排故过程,形成视频;
1.两位学生操作设备,进行排故操作
2.一位学生监督操作,录制视频;;
3.一位学生记录操作过程。
1.巡回指导各组学生操作实训台,提供技术支持;
2.观察并记录各组完成情况、学习参与度、分工合作等。
1.安全操作;
2.学生参与度;
3.排故流程的正确性;
4.规定时间内完成排故。
目的:
通过“做中学”,让学生完成方案设计。
资料:
工作页。
报告与分享材料的撰写
(6小时)
各小组根据任务完成情况,回顾成败得失,制作汇报材料,并进行交流分享:
1.共同分析整个操作过程的优点和存在的问题;
2.分析排故方案中存在的主要问题;
3.根据教师的建议完善方案;
4.制作排故工作报告;
5.制作交流共享PPT汇报材料。
1.全组同学共同分析;
2.两位学生负责报告撰写;
3.两位同学负责PPT。
1.巡回指导各组学生,提供技术支持;
2.观察并记录各组完成情况、学习参与度、分工合作等。
1.是否深入交流分析;
2.学生参与度;
3.报告的条理性和科学性;
4.PPT的外观与条理。
目的:
通过总结,让学生巩固所学知识和技能。
资料:
工作页。
评价反馈
(1小时)
1.各小组代表汇报排故中遇到的问题及解决办法;
2.各小组相互点评各小组的方案的优缺点;
3.各组员总结本节课的收获,组长归纳展示;
4.老师点评各小组优缺点;
5.老师点评各小组任务完成情况。
1.小组代表汇报排故过程中遇到的问题与解决办法;
2.其他组学生提出建议。
1.引导学生上台展示,控制时间,记录各组的优缺点,点评设计方案;
2.记录各组学生的参与度、演讲技巧等,并点评学生参与度、演讲仪态等。
1.本学任务的知识点与技能点;
2.学生评价客观性;
3.学生举一
反三能力。
目的:
全面总结和评价学习情况,解决存问题,提高学习
效果。
资料:
视频,工作页,评价表。
拓展问题
(1小时)
1.除了已分析的故障原因是否还有其它原因?
2.引起螺纹不能加工故障的原因可以分为几类?
3.为保证螺纹加工系统的可靠性,你认为应当从哪几个方面着手?
4.目前数控车床有哪几种类型的螺纹加工驱动系统?
学生继续完善工作页,思考如何更好更快地排除故障。
布置拓展问题。
拓展任务完成情况。
目的:
实现能力迁移、为后续课程做准备。
资料:
任务书。
教学反思
1.本次教学设计有什么优点,还有什么不足。
2.在教学实施过程出现何种没有设想到的问题。
3.教学资源是否满足教学需要,还需要如何改进。
4.学生语言表达能力还存在什么问题?
如果是专业性的问题有什么改进方案。
总结本次课的教学过程,分析课程效果,提出改进方案,归纳好的教学经验。
1.学生的反馈意见;
2.老师的反馈意见,改进方案。
目的:
总结教学经验,为后续课程能力提高。
资料
记录表、反馈表、视频。
仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.
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