机床电气控制论文

2022-04-16

摘要：随着社会的发展，工业控制系统也逐渐实现智能化。通过PLC数控技术对于设备的程序控制操作，对于提高工作效率和产品质量，发挥出了重要的作用。本文就基于PLC的数控机床电气控制展开探讨。关键词：PLC；数控机床；电气控制对于数控机床而言，在其电气控制系统中配合使用PLC，可以节省人工提高工作机床工作效率。以下是小编精心整理的《机床电气控制论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

机床电气控制论文篇1：

项目教学法在“机床电气控制”课程教学中的应用与探索

摘要：文章主要分析了目前的“机床电气控制”课程教学中存在的问题，并针对这些问题引入了项目教学法；进一步阐明了“机床电气控制”课程教学中项目教学法的应用条件、应用举例和项目教学中应注意的问题。

关键词：机床电气控制；项目教学法；应用

项目教学法的核心是不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标，或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，学生去寻找得到这个结果的途径，最终得到这个结果，并进行展示和自我评价，学习的重点在学习过程而非学习结果，他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已经不是教学中的主导地位，而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者，学生具有90%的积极性和主动性。学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程，在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为，解决在处理项目中遇到的困难，提高了学生的兴趣，自然能调动学习的积极性。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。其显著特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。本文章“机床电气控制”课程教学改革为背景，探索和分析项目教学法在“机床电气控制”课程教学中的应用。

一、“机床电气控制”课程教学存在的问题

（一）理论课讲解干瘪、无味

目前，大多数高职院校的“机床电气控制”课程的教学仍然以灌输式教学为主，以教师讲授为中心，虽然黑板粉笔改成了多媒体教室，增加了一些继电器器件以及部分机床电路原理图的图片展示和动画演示，但学生和教师之间的交流和互动仍然很少，加之大多数学生实际接触真实机床的机会很少等原因，最终的教学效果不是很理想。纵使教师精神饱满，富有激情地不断重复讲解，并以考试作为手段，配有部分内容的实训实验，但单调和枯燥的讲解和部分不切实际的实训内容，还是难以激发学生的学习兴趣，教学过程也沉闷乏味，毫无生气。为了应付考试，学生只能通过机械似的记忆来掌握主要的授课内容，对知识的理解不深刻，达不到教师预期的教学效果。

（二）实验实训内容较少

在实际教学中，由于受到实训条件的限制，对于教学大纲或课程标准中规定的实践环节往往是敷衍了事，对实训环节更是有心无力，最终导致了实训环节在“机床电气控制”教学中的缺失，这些因素将直接影响“机床电气控制”课程的教学效果。比如，作为一所高职院校，阜阳职业技术学院在实验室建设中投入的资金和人力虽然是很多的，但是目前能够用于“机床电气控制”课程教学的设备却很少，只有一个有两类机床共40套仿真设备的实验室，这两类机床虽然是机床电气控制课程中很重要的部分，但是其他机床实验设备的缺失，使学生在这门课程的学习过程中总是存在遗憾。

（三）理论教学和实践过程脱钩

目前，阜阳职业技术学院机电一体化等专业的教学基本沿用了理论教学加实践教学的模式，理论与实践分时段进行。一般教师在安排教学时总是会先进行理论知识的学习，然后进行实践环节的锻炼。这样理论课和实践课的分开易导致学生在理论知识和实践知识上的脱节。首先，“机床电气控制”课程中有很多的机床电气控制原理图，学生在对机床的外观、动作方式没有任何直观概念的情况下进行理论学习，接受知识很被动，没有自己的主观理解，课堂内几乎是教师的一言堂；其次实践课程与理论课程不同步，在实践课需要与理论结合时理论知识近乎忘却，实践课程无法及时享用理论课程的成果，实践课教师在安排实践内容时无法实现最佳效果。另外，实验室机床设备的仿真模型化，也使“机床电气控制”课程的实践教学和工厂的实际机床脱钩。为了改变这种教学状况，可以尝试将项目教学法引入“机床电气控制”课程教学之中。

二、项目教学法在“机床电气控制”课程中的应用

为了提高“机床电气控制”课程的教学效果，达到高技能高职高专相关专业的人才培养目标，依托校内的实训基地实验室硬件条件，把项目教学法引入到“机床电气控制”课程的教学过程中。经过两年的教学实践，效果比较显著，从教师到学生反应都很理想，学生课堂的积极性、参与性、互动性和课堂气氛都得到了极大的提高。不仅如此，学生的动手能力、理论联系实际能力、团队合作能力以及现场解决实际问题的能力也有较大提升。

（一）项目教学法的应用条件

在项目教学中，学习过程不再是教师的一言堂，而成为了教师指导、监督、引导，学生积极参与的创造性的实践活动。因此，在具体项目教学的实施过程中，需要满足以下几个条件：

1. 教师必须是“双师型”教师

人是决定事件成败的关键，项目教学中的“人”就是指教师，引入项目教学的关键就是教师。项目教学法虽然也讲求理论，但主要是要做实践项目，因此，要求教师必须是既能从事理论教学又能从事实践教学的“双师型”教师。与传统的教学方法相比，项目教学法需要花费教师更多时间和精力，同时对教师的教学和实践业务水平要求也更高，教师不仅需要精通教材内容，更需要熟悉实际的操作过程，有较强的动手能力。因此要想实施项目法教学，就必须首先提高教师的业务水平特别是实践能力，然后才是对教材理论的理解，既能从事理论教学又能从事实践教学的“双师型”教师才是实施项目教学的关键所在。

2.必须具有开展项目的实践条件

俗话说“工欲善其事，必先利其器”，再好的教师也不能纸上谈兵。“机床电气控制”是一门理论和实践并重的课程，各类机床的结构、外形、工作原理十分的复杂，如果没有实际的机床供操作，学生的动手能力和专业素养是不可能发展提高的。对于开设机电类专业的学校，实验室建设在专业发展中具有十分重要的作用。项目教学法也注重实践条件，实践条件决定了教师项目的选择，决定了最终实施的项目好坏，实施项目与实际工厂中的设备的区别，也必然直接影响着最终教学效果的发挥。

3.项目教学不能脱离教学大纲

不管是传统的教学方法还是项目教学法，大家的目的都是培养更加适应社会需求的高技能的高职高专人才，都有自己的培养目标和与之相适应的课程教学大纲或课程标准。项目教学非但不能脱离教学大纲，反而应该确保所选择的项目能够将教学大纲要求的理论知识和实践内容有机地结合起来，能够激发学生的学习兴趣和求知欲，能够在具有一定难度的基础上培养学生的动手实践能力和团队合作能力。

4.考核方式要合理公正

项目教学中，考核必须要合理公正，必须兼顾理论和实践两方面，评分标准必须明确，对完成项目的评价必须合理公正。项目教学具有重过程轻结果的特点，教师在进行项目评价考核的过程中更应该要合理公正。具体的评价方式可以采用教师的指导性评价和学生的自主评价相结合的方式进行。

（二）项目教学法在课程教学中的应用举例

机床电气控制所涉及的机床较多，每一种机床都有其自身的特点、优势和适用场合，为了使学生更好地理解、接受并掌握知识，必须以每一个机床作为一个项目进行实践操作。比如，对于普通车床，设立了识读并检修普通车床CA6140电气控制电路项目，共6个学时。根据课程标准，这个项目确立的知能目标是：掌握常用普通车床电气控制原理图的识读方法，会识读普通车床的电气原理图，会处理普通车床的常见电气故障。根据知能目标，将整个项目分为若干个阶段任务，并在每一次上课前以项目单的形式发到每一个同学手中，让学生有充分的时间预习和查找资料。

第一阶段：总体认知阶段，学生的任务是：（1）观察实验室内车床CA6140的外形、动作方式、工作过程；（2）找出车床上面（包括车床内部）的所有的低压电器元件及控制柜并明确每一个低压电器元件的作用；（3）根据实际操作，领会低压电器元件在电路图中的位置和作用。在这个阶段，学生需要总体观察普通车床的工作方式、运行过程并对其上面的低压电器元件利用已经有的知识进行分析。

第二阶段是分析普通车床CA6140原理图，学生的任务是：（1）根据前一阶段得出的结论对普通车床的电路进行设计并和实际电路图进行对比；（2）分析理论中的电路图与自己所设计电路图的区别，找出其优点所在；（3）看懂并分析电气原理图，掌握普通车床CA6140的工作原理。在这一阶段学生需要对自身所设计的电路和理论上的电路进行比对、分析，得出自身设计的缺陷。在这个过程中，学生就能掌握掌握普通车床CA6140的工作原理，同时，学生之间也会交流和合作，共同评定设计的好坏，该过程可以提高学生的表达能力和团队协作能力。

第三阶段是故障检修阶段，通过实际车床的操作和原理图的分析设计，让学生学会对普通车床CA6140进行检修。学生的任务是：（1）分析普通车床CA6140的故障现象；（2）根据故障现象，对实际所设置的故障进行检修。在这个阶段中学生需要掌握常用电工工具和电工仪表的使用，针对各种突发性问题需要自主寻求解决方法，这一阶段的实践对提高学生的动手动脑能力、理论联系实际能力有很大作用。

最后，根据项目完成的情况，教师集中讲解和点评。当然在前几个阶段，教师也要参与并实时地进行指导，但应突出学生在项目完成中的主体地位。

三、项目教学法在实际应用中应该注意的问题

项目教学是以学生为中心而设计的，它以学生通过完成工作任务形成直接经验的形式使学生掌握各项实践行动中的知识、技能和技巧。在项目教学中，教学过程成为学生主动参与的实践性活动，注重的不再是结果，而是完成项目的整个过程。因此，在项目的具体应用中，需要注意以下问题：

（一）选择项目要合适

选择项目要合适，必须实用、优秀，并符合学校实验室条件。项目的选择是项目教学法的第一步，也是至关重要的一步，它直接关系到整个项目化教学实施过程的效果。项目的确立必须充分考虑实验室的现有条件，同时还要考虑教学大纲和课程标准，要尽可能囊括全部的教学知识点，难易度要符合学生的实际水平。另外，在项目的选择过程中可以适当的引入企业人员参与，这样选择的项目才更符合社会生产的实际。

（二）教师指导要把握好尺度

教师在项目教学中的身份是组织者、监督者、引导者和指导者，学生在项目完成过程中发生错误和遇到困难时，教师应及时给予纠正、指导和帮助，教师对不同层次学生的指导也应因人而异。项目教学法的根本目的是让学生自己发现和运用知识，从而提高操作技能并完成自我能力的提升。教师一定要注意把握好指导的尺度，多做启发性指导，给学生留下充分的思考空间。

（三）项目教学中必须进行实时总结和点评

每个学生在基础知识、自身经验和接受能力等方面所存在的差异，使得学生在同样的项目中所获得的结果也不同，实时的总结和点评可以帮助学生掌握项目完成的最佳方法和技巧，找出自己的不足，以便更好的完成项目并为以后学习和工作打下坚实的基础。

实践证明，将项目教学法引入“机床电气控制”教学中，改变了传统教学说教式的被动学习模式，充分调动学生的积极性和主动性，让学生在实践过程中发现问题、分析问题、解决问题，既提高了学生参与课堂的积极性和主动性，又培养了学生的实际操作技能和团队合作精神。

参考文献：

[1] 刘成晔，蒋科军. 项目教学法在“汽车构造”课程教学中的应用与探索[J]. 江苏技术师范学院学报， 2010，（5）.

[2] 张莹.浅谈高职院校的项目教学模式[J]. 江苏高教，2008（1）.

[3] 程少伟.谈行为引导教学法之项目教学法应用[J]. 职业教育研究，2005（11）.

[4] 蒋庆荣.以项目教学法促进学生自主学习的探索与实践[J]. 珠海城市职业技术学院学报，2006（2）.

作者：李梅

机床电气控制论文篇2：

基于PLC的数控机床电气控制

摘要：随着社会的发展，工业控制系统也逐渐实现智能化。通过PLC数控技术对于设备的程序控制操作，对于提高工作效率和产品质量，发挥出了重要的作用。本文就基于PLC的数控机床电气控制展开探讨。

关键词：PLC；数控机床；电气控制

对于数控机床而言，在其电气控制系统中配合使用PLC，可以节省人工提高工作机床工作效率。在实际生产中针对不同工艺要求的加工工件只需要修改对应参数，依照加工图样技术要求编写程序代码即可，但是在这个过程中，数控机床必须更换相应的夹具以及刃具，甚至可能需要选用其他辅助装置，这一部分工作人工不可缺少，为解决这个问题，PLC的运用可以极大减少人工成本，可以让数控机床使用者把更多的时间放在工艺改进上，这样有利于数控机床控制系统智能化水平的提升。

1 数控机床的结构组成

1.1 数控机床的基本组成

1.1.1机械传动机构

机械传动机构是数控机床的运动控制的直接实施者，其精度直接影响加工零件尺寸，是加工动作的具体实施者。数控机床的机械传动机构是数控系统控制任务的重要支撑组件，机械传动机构直接关联机床的加工动作结果，加工动作如不能合乎程序要求将直接影响加工精度。数控机床机械传动机构一般包含主轴传动机构和进给轴传动机构，主轴传动机构配合主轴电动机实现主轴运动控制，进给传动机构配合进给电动机实现进给轴运动控制，数控机床主轴运动形式和进给轴运动形式的相互配合完成三位坐标指定区域内的轨迹控制，进而完成对毛胚件的加工。通过电气控制系统对开关量的控制，实现各个机械运动部件的顺序动作，这比普通机床更具工作效率，同时也节省了大量人力成本。

1.1.2电气控制系统

电气控制系统是实施机床运动过程控制的执行方，具体由电源模块、电机模块、继电器模块组成。电源模块是向机床电气组件供给工作电流，电源的供给电流的性质有两种：直流电和交流电，其中交流电供给电机模块和继电器模块，电机模块作为机械传动机构的动力源头，电机模块具体将交流电转化为机械力通过传动链改变机械传动运动形式；直流电主要作为电机模块中的三相交流异步电动机能耗制动使用在数控机床中CNC系统的起停按钮也需要直流电供给。继电器模块是电气控制系统的重要执行者，继电器控制系统是电气控制系统的动作逻辑的实施者，其主要作用是实现机械传动机构动作逻辑控制，从而对机床的各种动作进行统一规划。

1.1.3可编程序控制器

可编程序控制器，即PLC是数控机床的核心控制部分，在数控机床自动运行中，数控机床有三个控制任务，主轴控制、位置控制以及辅助控制，PLC可以通过对插补程序的分析和使用，识别如M、T等辅助指令，实现数控机床辅助动作的控制。在数控机床工作过程中，数控系统将编程人员或PC端输入的插补程序翻译成机器语言传送给伺服控制单元，伺服控制单元接收脉冲信息之后对相应电机进行驱动控制，同步实现数控系统主轴和位置的控制。位置检测装置同步检测机床电动机在工作中的状态数据等，并将采集的各种数据转换为二进制格式回馈给数控系统，从而实现对数控机床的精度控制。

1.2 数控机床的保护机制

机床在工作过程中会出现一些紧急情况，针对此种状况，需要设计一种特定设置措施，以免造成安全事故急停按钮的设计，数控机床操作人员在操作数控机床的时候由于操作不当发生人为事故时，如不及时处理则有可能造成安全事故，如能及时按下急停按钮对数控机床进行急停操作可避免生产安全事故的发生。

2 基于PLC的数控机床电气控制系统的设计

2.1 数控机床PLC的功能

2.1.1PLC对外控制

数控机床在手动或自动操作方式下，通过机床操作面板上的按键，或执行M、T指令，经数控系统中的PLC控制对外输出开关信号，使机床侧的辅助功能运行，如冷却开、关，刀库选刀、机械手换刀等；同时，几床侧各类检测开关将机床当前的状态输入到PLC中，由PLC做逻辑运算。

2.1.2PLC對内控制

数控机床PLC每个动作的执行与完成都要与CNC进行数据交换，数据交换的信号称为结构信号，每个接口信号都有数控系统规定的功能。数控系统根据这些接口信号可以对主轴和伺服轴等进行控制。

2.2 数控机床PLC与机床侧I/O接口的设计

2.2.1输入接口的布置

2.2.2输出接口的布置

3 结语

综上所述，基于PLC的数控机床电气控制，让数控机床电气控制方式有别于传统机床，可以提高生产工作的质量和效率。因此，必须要不断研究PLC，进一步推动数控机床控制技术的发展。

参考文献：

[1]梁爱菊，陈少杰.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].建筑工程技术与设计，2016，（20）.

[2]许晓东，雷福祥，王伟，等.基于PLC的数控机床电气控制系统研究[J].农业科技与装备，2016，（10）.

作者简介：全波（1982-），男，湖南衡阳人，研究方向：数控技术/电气自动化。

作者：全波

机床电气控制论文篇3：

关于《机床电气控制》理实一体化教材编写的探究

摘要：中等职业教育肩负着服务社会、促进学生全面发展的重任。维修电工类人才远远不能满足现代制造业的发展需求。职业院校急需实施电类课程改革，采取“理实一体化”教学模式。以课程改革为核心的职业教育迫在眉睫，开发有特色、可行性强的维修电工类一体化教材成了当务之急。此次编写《机床电气控制》教材，目的是帮助学生理解专业理论知识，熟练掌握维修电工操作技能，提高学生分析问题、解决问题及动手实践的能力，使学生形成科学的工作方法、学习方法及良好的职业道德意识，培养学生的职业技能，提高学生的综合素质，并为服务地方经济的发展培养出更多优秀的高技能型人才。

关键词：职业教育机床电气控制理实一体化教材编写

一、编写《机床电气控制》理实一体化教材已成为必然要求

以2002年全国职业教育工作会议召开为标志，全国职业教育拉开了改革的序幕。随着电气化时代的快速发展，职业教育院校理论与实践教学脱节，这就需要加快电类课程改革——实施“理实一体化”教学模式。《机床电气控制》课程是中等职业学校机电类和电气类专业学生的一门专业必修课。编写《机床电气控制》理实一体化教材已成为必然要求。

二、《机床电气控制》课程任务

《机床电气控制》的课程任务是：使学生掌握机床电气控制线路操作等有关理论和实践技能。具有控制线路的基本分析和应用能力，能综合运用所学知识，根据生产现场的控制要求对控制线路进行简单设计，并安装、接线与调试运行，为将来从事电气控制设备的安装、调试、维护与维修等工作打下良好的基础。

三、《机床电气控制》理实一体化教材编写的依据

1.教学大纲

职业教育的专业课程，由职业教育主管部门颁发的各专业的教学指导方案，各地区和各学校根据指导方案制定相应的教学大纲。

（1）教学大纲规定的培养目标

职业教育的培养目标是生产第一线的应用型技能人才，中等职业院校的培养目标是中、高级技能人才。《机床电气控制》一体化教材的编写，要按照培养目标编写。

（2）教学大纲规定的教学内容

这是《机床电气控制》教材组织教学内容的依据，教学内容包括知识和技能两个方面。

（3）教学大纲规定的教学要求

这是对知识和技能描述的深度、难度的依据，教学要求中的知识和技能的要求一般有了解、理解、掌握等几个层次。

2.读者对象