数控机床故障诊断与维护课程教学内容实施

刘胜永 郝龙

摘要：高职《数控机床故障诊断与维护》课程，对培养数控机床维修人才起着至关重要的作用。但是，目前《数控机床故障诊断与维护》课程的教学内容与教学方法，不能更好地适应数控机床维修人才培养的要求。本文根据企业数控机床维修岗位对人才职业能力的要求，将企业数控机床维修岗位的典型工作任务与学情相结合，设计教学中可实施的学习型教学任务，将学习型教学任务作为教学项目，以项目开展教学，有效提高了学生学习的积极性和维修操作的职业能力，为实践性较强的高职课程改革提供了思路。

Abstract： The course of "Fault Diagnosis and Maintenance of CNC Machine Tools" in higher vocational colleges plays a vital role in cultivating CNC machine tool maintenance talents. However， the present   teaching content and teaching method of the course "Fault Diagnosis and Maintenance of CNC Machine Tools" cannot better adapt to the requirements of the cultivating of CNC machine tool maintenance personnel. According to the requirement of professional competence of talents for posts of CNC machine tool maintenance in enterprises， this paper combines the typical working tasks of posts of CNC machine tools maintenance in enterprises and learning situation， designs the learning-type teaching tasks that can be implemented in teaching， takes learning-type teaching tasks as teaching items， and carries out teaching by items. This teaching method can effectively improves the learning enthusiasm and professional competence of maintenance operation of students， and provides the train of thought for the higher vocational curriculum reform with strong practicality.

關键词：学习型教学任务;数控机床;故障诊断;教学改革

Key words： learning-oriented teaching task;CNC machine tools;fault diagnosis;teaching reform

中图分类号：TG659-4;G712                            文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）23-0218-02

0  引言

随着科学技术的发展，制造企业对数控岗位人才能力要求也在不断提高，能从事数控机床操作与编程和维修维护的高技能人才备受青睐[1]，为此，许多高职院校的数控技术专业在后期开设了《数控机床故障诊断与维护》专业课程，该课程内容涵盖了机械、计算机、电气控制、液压等多方面的学科知识，课程的实践性又很强，采用传统的教师为中心的课程灌输的教学方式表现出了很多不足，为此，本文就该课程如何进行学习型教学任务内容组织和实施进行研讨。

1  传统的教学方式在数控机床维修人才培养中的问题

1.1 教学内容组织不适合数控机床维修人才的培养

高校所采用的课程教材，内容大都是以学科培养的思路进行组织的，尽管教材以任务形式作为章节，但还是没有跳出学科体系的编写藩篱。以进给伺服系统调试为例，先是讲解进给伺服单元的连接和工作原理，接下来是进给伺服相关的参数，最后列举伺服相关的故障，复杂的理论性知识偏多，注重了工作原理的描述，忽视了维修思路和技能的重点阐述，对学生维修综合能力的培养帮助不足。

1.2 教学方法不利于数控机床维修操作技能的培养

在大多数的高职院校中，《数控机床故障诊断与维护》是按一门理论课程来开设的，授课从理论到实践还是以教师讲解为主，占去了大部分课时，留给实践的时间仅仅是几个验证性的实验，高职近年来的不断扩招学生数量增加了，但维修实训的设备没有增加，结果是缺少必要的维修实践锻炼，学生的维修应用能力没有得到提高。

1.3 课程教学缺乏“双师型”任课教师

数控机床维修课程的老师一是来源于企业的专业技术人员，这部分教师的实践能力很强，但缺乏系统的专业知识，又没有进行教学教法的学习和培训，培养的学生在维修过程中缺乏理论支撑，遇到新故障缺乏分析能力。另一来源是高校毕业后直接进入教育行业的教师，这部分教师授课依然是按学科思路来进行教学，缺乏实践维修能力和操作经验，培养的学生维修实践能力不强。

2  采用学习型教学任务，对《数控机床故障诊断与维护》课程内容进行改革

2.1 学习型教学任务适合课程教学的理由

当今的数控系统都已集成了自诊断功能，比如当数控系统出现故障时，维修人员会根据LCD上显示的故障报警内容或通过查看系统主板上的故障报警代码指示灯来判断故障位置。

2.2 学习型教学任务（表1）

3  采用学习型教学任务，《数控机床故障诊断与维护》课程的教学实施

现以“数控机床冷却系统故障排除”为例说明学习型教学任务的实施过程。

3.1 明确学习任务

3.1.1 學习任务描述

配置Fanuc 0i Mate-TD的数控车床出现了冷却液无法喷出的故障，试分析产生故障可能的原因，并制定维修计划，依据维修操作要求快速进行故障的排除。

3.1.2 学习目标

①能正确表述冷却系统的工作原理。

②能正确阅读PMC程序，并进行编辑和正确的修改。

③能正确使用万用表对冷却系统的供电回路进行检查。

④培养团队协作能力，做到安全文明操作。

3.1.3 引导问题

程序段中的M指令是如何被系统编译并执行？

3.2 搜集获取信息

教师给学生提供相关的文件技术资料，讲解相关的理论知识，如程序指令中M、S、T辅助指令的处理和执行过程;演示如何用万用表检测电气元件;引导学生如何查阅技术文件或通过网络查询相关的知识。让学生通过不同方法获得排除故障的相关理论知识，并从数控系统、电气回路和机械三个部分深入分析，总结出可能产生的故障原因及解决方法。

3.3 决策和计划

将学生分成5～6人一组进行讨论分析，列举出形式如表2所示可能产生故障原因及解决方法。

然后各小组分别对故障原因和排除流程进行分析讲解，老师进行指导和纠正，最终依据“先外部后内部、先机械后电气”的维修原则做出维修决策[3]。

3.4 实施计划

引导学生先根据声音和振动来排查冷却电机是否运转，再通过PMC信号状态界面查看冷却控制信号的输出情况，最后再检查电气控制回路的维修顺序进行故障检查故障的同学根据本小组列出的故障原因设定冷却系统的其它故障点，供小组的另一队同学排查，轮回操作直到小组的同学对冷却系统故障都能熟练进行排查操作。

防止事故的发生，同时为后续的评价做好记录工作。

3.5 总结

在这一阶段，教师还要做好总结和维修方案的优化工作，例如机床操作面板上的冷却按键损坏，维修的方案有更换机床操作面板、单独更换冷却按键或增加一个冷却按键、用操作面板上没有用到的按键来替代冷却键并修改梯形图等几种方法，从维修难度和维修成本进行分析，说明维修方案优化的必要性。也可以提出类似的故障供同学们进行课下思考。

4  结论

基于学习型教学任务的教学实施，使学生成为了学习的主体，将“做、教、学”很好的结合起来，做到了边做边学，极大提高了学生的学习主动性，学生的分析和解决问题的能力、职业能力都得以大幅度提高。

参考文献：

[1]王继武，李畅.企业对数控专业人才需求现状的调查分析与对策[J].职业，2017（10）：75-77.

[2]汤百智.职业教育课程与教学论[M].北京：科学技术出版社，2015：124-128.

[3] 吴云祥.数控设备常见故障分析及维修方法分析[J].内燃机与配件，2020（13）：164-165.