创新教学思路培养合格的数控维修人才

周永强

摘 要：数控机床在机械制造行业的广泛应用，使得其维修难问题日益突出。职业院校机电一体化专业如何面向企业需求，培养合格的数控维修人才，值得我们探索。

关键词：数控维修；教学；人才；创新

随着自动化技术的发展，数控机床已广泛应用于机械制造行业，同时数控机床的维修难问题也直接影响到企业的经济效益。职业院校机电一体化专业如何面向企业需求，培养合格的数控维修人才呢？经过几年的数控维修教学与探索，我有以下几点体会。

一、完备的实训条件是学好数控维修的前提

培养数控机床维修人员是一项有难度的工作，主要是由数控机床先进性、复杂性和智能化高的特点决定的。特别是近几年数控机床用的数控系统厂家多，型号多，更新快，维修理论、技术和手段都发生了很大的变化。数控维修是一门实践性很强的专业课程，没有硬件实训条件，仅凭理论教学是远远不够的。数控维修学习工作站承担了我校机电一体化专业学生数控技术实验实训教学、数控机床故障排除考核等任务。工作站配备了半实物数控车床维修实训系统，数控铣床维修实训系统和数控加工中心装调维修实训系统。数控系统均采用当前市场占有率最高的FANUC系统，来实训的学生通过理论和实践的具体学习，可以掌握有关FANUC系统数控机床的基本操作和维修技能。

二、激发学生学习兴趣是学好数控维修的基础

兴趣是最好的老师。在学习数控维修课程之前，学生只参观过普通的车床、钻床和铣床等普通机床，大部分不认识数控机床，更不知道数控机床是做什么的。所以，开课之前利用我们职业院校实训条件的优势，首先组织学生到机械系实习工厂，现场进行普通机床的再认识实习和零件加工过程的观摩实习。事先让学生带着问题去，要求学生重点关注普通机床的运动有哪些？这些运动是怎么控制的？零件是怎么加工出来的？零件的加工质量是怎么保证的？等学生把这些问题搞清楚了，再把他们带到数控机床实习车间，现场进行数控机床的认识实习、零件加工程序编制和加工过程的观摩实习。在数控车床上，随着一行行加工程序的输入完成，然后一按循环启动按键，主轴转起来了，方刀架自动换刀了，各进给轴移动了，零件开始自动加工；然后在加工中心上，再参观一下刀库的自动换刀过程。学生在感叹科技进步带给我们方便的同时，增强了求知欲，激发了学生的学习兴趣，为后续课程的顺利进行打下了良好的基础。

在教学过程中，教师要积极关注学生听课反应和心理变化。数控维修是一门综合性很强的技术，结合了电力拖动、PLC、变频器、传感检测、伺服控制、液压气动以及计算机通讯和信息处理等技术，前面这些课程的掌握程度直接影响数控维修教学的效果。有些学生一开始兴趣很大，越往后牵涉前面课程面越广，如果相关课程没学扎实，越会感觉吃力，越容易产生畏难情绪，最终放弃学习。对于这种情况，我们要从心理上帮助学生克服畏难情绪。因此，我们要让学生明白机电一体化技术发展很快，学科分支众多，而且更新很快，我们不可能都学得过来，所以遇到困难也是很正常的。也正是因为不好学，所以学好了才有用。我们给有故障的数控机床诊断，就如同医生给患者看病一样，随着实战经验的丰富，维修水平的提高，行业前景是很乐观的，这样能让学生继续保持浓厚的学习兴趣。

三、扎实的维修理论是学好数控维修的关键

数控机床出现故障，可能是机械方面的故障，也可能是电气方面的故障；可能是硬件方面的问题，也可能是软件方面的问题。我们必须具有故障综合诊断的能力，而不是一出现故障就盲目动手，这样不仅修不好，而且还会扩大故障，甚至造成事故，这就要求我们必须掌握扎实的维修理论。

在理论教学时，首先要让学生了解数控系统的软硬件配置，熟练掌握数控系统连接图，建立对数控系统整体的框架式印象。比方说，一台 FANUC 0iTC系统数控车床出现故障，如果连系统的主模块和I/O模块上的接口有哪些，这些接口都接到了外部的什么地方，分别控制了哪些信号等问题都不清楚，维修工作将无法进行。大的框架掌握了，我们再对其中的每一部分进行肢解，细化掌握各部分原理、报警机理以及维修方法。

其次，重点抓好PMC理论教学。说到底，数控机床控制就是对运动的控制，尤其是对主轴的旋转运动和几个进给轴的直线运动的控制，而这些实质上就是通过以PMC为中心，PMC与CNC和机床三者之间的信息交换来实现的。现代数控机床出现故障时，数控系统为我们提供的重要诊断手段之一便是PMC的诊断功能，也就是梯形图的使用。目前FANUC 系统都有动态梯形图显示画面，通过梯形图信号的明暗或颜色的变化来判断数控机床的具体故障部位，取代了用万用表进行测量的传统方法，是数控维修中普遍采用的方法之一。学习PMC理论，就要了解其I/O分配，尤其是X、Y、G、F这些信号的来龙去脉和地址分配。现代数控机床梯形图程序中用到了很多功能指令去控制一些复杂的运动，用基本指令很难实现。

所以，我们还必须熟练掌握PMC功能指令的用法，掌握数控机床PMC控制的具体应用实例，理解数控机床的控制及故障产生的原因。

四、多动手实践是贯穿整个数控维修教学的主线

数控维修实践性强，有学以致用的效果才能激发学生的学习热情，从而能主动地去学习，所以只有多动手实践才能学好。在教学中，要结合理论进度适时安排对应项目的实践。实践内容采用由浅入深、循序渐进的方式分项目进行。比如，首先熟练掌握数控机床的基本操作，然后结合数控系统连接图，练习数控系统的硬件连接，深化对系统组成的认识。接下来对照设备识读数控机床电气控制原理图，掌握机床电气控制原理，并熟悉系统PMC的I/O分配，最后结合PMC梯形图程序理解并掌握数控机床PMC 具体控制原理。学生每个项目训练完成后，都要及时测试，检查学生掌握情况。当所有项目都做完后，登陆考核系统对整台数控设备设置一些常见故障，要求学生运用所学知识进行排故练习。教师要注意观察学生的排故过程，及时总结点评，通过排故练习逐步提高学生的维修技能。

数控维修教学的根本，在于培养学生解决数控机床实际问题的能力。在数控维修学习工作站，整个实训过程相当于在工业现场排除实际数控机床出现的故障。实践证明，按上述方式坚持下去，能够切实提高学生的数控机床维修能力，培养出合格的数控维修人才。