基于工考的《数控机床装调与维修》课程实践

邬玉晶

（无锡市广播电视大学，江苏 无锡 214011）

目前，我国从事数控机床生产的企业主要分布于大、中城市，从业人员约有大几十万人。全国数控装调与维修人员约缺3万人，严重影响了我国数控机床行业的健康发展。有关人士指出，当前我国正处于从机械制造大国向机械制造强国转变的关键时期，数控机床行业肩负着光荣的历史使命。因此，提高数控机床装调维修从业人员的知识和技能水平，必将进一步促进我国数控机床行业的发展，对于提升我国现代制造业的国际竞争力有着非常重要的意义。据了解，输送数控装调维修工的主体是职业技术学院和中等技术学校，其相关专业有“数控设备应用与维护”专业；“机电一体化”专业；“数控技术”专业等。因此，加大校企合作，加快规范这个职业人员的职业培训，使其掌握机械、电气、计算机编程等较全面的知识，是提高该职业人员素质和促进数控机床机电合一功能开发与利用的有效途径。

《数控机床装调与维修》课程作为数控技术、机电一体化、数控设备应用与维护等专业的专业核心课，其主要教学目标是使学生熟悉数控机床典型机械部件组成结构、工作原理等基本知识，掌握机械部件和电气部件的安装、调试及故障维修的基本技能，同时培养学生的规范操作意识、合作精神等。近年来，由于高职生源质量下滑等诸多原因，相当一部分学生学习积极性不高、学习习惯较差。在这种情况下，如果继续沿用传统教学模式，很容易造成这样一种不良局面：在理论教学阶段学生由于对抽象知识难以理解而容易失去学习兴趣、产生厌学情绪，影响理论教学的效果；在实习实训教学阶段由于理论知识欠缺而“只知其然，不知其所以然”，实践教学效果也不佳。最近结合工考的要求，我们对该课程教学进行了改革，使课堂教学“活”了起来，充分调动了学生的学习积极性，取得了良好的效果。

按照数控机床装调与维修的国家职业标准，工考的要求包括两大部分：机械装调和电气装调。由于每个学校的机床型号的不同和各种考核设备的不同，每个学校的考核题型和考试内容都有所不同。每个工考鉴定所按照国家职业标准各自制定适合学校设备的考核要求。我校有单坐标的机械进给系统用于机械拆装、调试设备10套、用于考核的西门子802C和西门子828数控系统的机床和FANUC-0I-TD型号的数控机床各5套。

结合我校设备情况，我制定如下数控机床装调与维修中级工的考核方案：

一、机械装调部分

拆装并调试数控机床单坐标进给系统、普通零件的加工操作。

电气装调部分：设定数控系统的部分参数、数控机床故障的排故、数控机床强电路的故障排除。具体例题如下：

试题1、安装电机的双重联锁正反转控制线路，并通电调试

（1）本题分值：20分。

（2）考试时间：60分钟。

（3）考核形式：实操。

（4）具体要求：

a．按图纸的要求，正确使用工具和仪表；布线要规范，导线要进线槽；接线美观，无毛刺；接点要牢固，漏铜不能过长，不损伤导线绝缘层和线芯；电源和电动机配线要接到端子排上，进出线槽的导线要有端子标号；会接电机的双重联锁正反转控制线路，

b．通电试车时操作顺序要正确，按下按钮SB2时电机正转，按下按钮SB3时电机反转。

（5）安全文明操作。

（6）否定项：若考生发生下列情况之一，则应及时终止考试，考生该试题成绩记为零分。

a．安装时由于操作不当损坏元器件。

b．带电安装电气控制线路。

c．通电调试时由于操作失误出现短路、触电等电气安全事故。

d．通电调试时由于操作失误引起仪器、仪表、设备等的损坏。

双重联锁正反转控制线路原理图

试题2、目前数控机床的状态是：①X轴无法正常运行；②Z轴在手轮模式下无法运行。请分别检查X轴和Z轴电气控制线路里存在的故障，并排除故障，通电使 X轴能够正常运行、Z轴在手轮模式下能够正常运行

（1）本题分值：30分。

（2）考试时间：90分钟。

（3）考核形式：实操。

（4）具体要求：

a）根据故障现象检查出电气控制线路里的故障点，并排除故障。

b）正确使用工具和仪表。

（5）安全文明操作。

（6）否定项：若考生发生下列情况之一，则应及时终止考试，考生该试题成绩记为零分。

a）触电、短路等电气事故。

b）由于操作不当引起的设备损坏。

试题3、数控系统基本参数设定及数控车床换刀功能调试

（1）本题分值：30分。

（2）考试时间：60分钟。

（3）考核形式：实操。

（4）具体要求：

a）根据机床工作台实际情况，在CNC上设置X、Z轴正、负方向的运动行程最大范围，并运行测试。

b）在CNC上设置各轴的快速进给速度为3000mm/min，并运行测试。

c）在CNC上设置机床自动换刀的相关参数，并编制一段换刀程序，实现自动换刀功能。

（5）安全文明操作。

（6）否定项：若考生发生下列情况之一，则应及时终止考试，考生该试题成绩记为零分。

a）参数修改错误引起设备或元器件等的损坏。

b）调试时由于操作不当引起设备或元器件等的损坏。

c）调试时由于操作不当出现短路、触电等电气安全事故。

试题4、零件加工

（1）本题分值：20分。

（2）考核时间：60分钟。

（3）考核形式：实操。

（4）具体考核要求：按照工件图、技术标准等加工出零件。

（5）公差等级：IT8。

（6）形位公差：无，工件要求一次装夹加工完成。

（7）表面粗糙度：Ra3.2。

（8）否定项说明：若考生发生下列情况之一，则应及时终止考试，考生该试题成绩记为零分。

a）因操作不当引起设备损坏。

b）因操作失误引起人身伤害。

技术要求：

1．未注公差按IT14级；

2．锐角椡棱0.5×45°。

二、设定学习情境

按照工考要求，课程组到数控机床制造厂家、数控机床教仪企业、兄弟院校进行广泛调研，收集了大量项目和案例，并在专业教学指导委员会的指导下，从中筛选出具有具体工作任务和完整工作过程的、适合于教学的项目作为教学载体，创设4个学习情境，精心设计了10个工作任务，如表1所示。

表1 工作任务及课时安排表

三、任务实施

下面以学习情境3中任务1“数控机床的数据保护”这一工作任务为例来阐述课程教学实施步骤。

任务目标——教师下达工作任务，进行任务描述，让学生知道学习后的成效以及要达到的目标，激发学生的学习兴趣。

教学计划——将学生分组后，要求每一个学生以实训报告的形式制定数控保护方案，内容包括数控机床的数据保存方式、数控机床的数据传输的数据格式、数据传输的设定、操作规范及注意事项等。

任务实施——在实施过程中，教师主要是营造学习氛围、组织和引导教学过程。教师对学生工作过程进行监控和必要的指导，并引导学生对出现的问题进行分析和讨论，要求学生对整个过程进行记录。在学生遇到困难时，教师应充当学习的组织者与引导者，给予学生具体的帮助。

评价总结——通过评价总结，引导学生对数控机床数据保护的正确认识和按照要求操作，指导学生完成实训报告。对每个学生完成任务的情况进行合理评价，学生的不足之处应及时指出并督促其改正，并对进步较大的学生给予鼓励。

四、总结

该教学法适用于小班教育，我校人数较多，设备相对较少，全面开展该教学法存在一定难度。实施该教学法将使教学成本大大提高，这也是制约该教学法全面推广的一个难点。本教学方法充分体现了现代职业教育的特点和发展方向。教学实践表明，基于工考的教学方法在《数控机床装调与维修》课程教学中的实施，有力地调动了学生学习的积极性，提高了学生实际动手能力和探索、合作、创新能力，较好地解决了传统教学中遇到的问题。

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