《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》教學(xué)心得

黃素蘭

《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》教學(xué)心得

黃素蘭

福建省勞動(dòng)和社會(huì)保障廳技術(shù)學(xué)校

《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》這門課程的任務(wù)是培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床診斷與維修方面具有基本分析能力與解決問題能力的技術(shù)人才，其教學(xué)質(zhì)量直接影響到技術(shù)人才的水平與能力。該文主要介紹筆者在該課程教學(xué)中的一些心得體會(huì)，包括：合理安排課程教學(xué)順序、重視實(shí)踐教學(xué)、提倡師生互動(dòng)、及時(shí)進(jìn)行課后總結(jié)和反饋評(píng)價(jià)等。

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 教學(xué)心得 師生互動(dòng)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率日趨提高，因此對(duì)加工機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備——機(jī)床也相應(yīng)提出了高性能、高精度與高自動(dòng)化的要求，數(shù)控機(jī)床正是基于這種要求而產(chǎn)生的。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，即是一種集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)于一體的典型機(jī)電產(chǎn)品。其工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松夾工件、進(jìn)刀與退刀、開車與停車等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來(lái)表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的零件。

數(shù)控機(jī)床具有的這種高性能、高精度與高自動(dòng)化的特點(diǎn)，使其在各個(gè)行業(yè)倍受歡迎，在使用方面，也是越來(lái)越受到重視。但由于其涉及了機(jī)械、信息處理、自動(dòng)控制檢測(cè)、軟件技術(shù)等許多領(lǐng)域，尤其是采用了許多高、新、尖的先進(jìn)技術(shù)，使得數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦機(jī)床出現(xiàn)故障，維修起來(lái)較為困難，需專業(yè)的技術(shù)人員。數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修教學(xué)正是培養(yǎng)學(xué)生成為在數(shù)控機(jī)床診斷與維修方面具有基本分析能力與解決問題能力的技術(shù)人才。因此，為了使學(xué)生畢業(yè)后，能夠盡快實(shí)現(xiàn)教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)需要之間的接軌，數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修教學(xué)是一項(xiàng)非常重要的工作。下面談?wù)劚救嗽凇稊?shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程教學(xué)中的一些心得體會(huì)，與大家共享。

1 合理安排課程教學(xué)順序

數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用技術(shù)面廣，它一般由控制介質(zhì)、人機(jī)交互設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（CNC,computerized numerical control）、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助控制裝置、可編程控制器（PLC，programmable logic controller）、反饋系統(tǒng)和自適應(yīng)控制等部分組成。數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修這門課程在介紹機(jī)床各組成部分的故障診斷與維修時(shí)，首先必須了解各組成部分的結(jié)構(gòu)與工作原理，在此基礎(chǔ)上才能根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析診斷與維修。然而各組成部分的結(jié)構(gòu)與工作原理與其他相關(guān)課程知識(shí)點(diǎn)相聯(lián)系，例如：進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成與工作過程就涉及到交流伺服電動(dòng)機(jī)的分類、驅(qū)動(dòng)電路與控制方式，萬(wàn)用表、邏輯測(cè)試筆等測(cè)量?jī)x器、儀表的使用等。因此在教學(xué)上應(yīng)合理安排課程教學(xué)順序，先安排上相關(guān)課程（如：《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)控機(jī)床》、《數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)》、《傳感器與測(cè)試技術(shù)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《可編程控制器及應(yīng)用》等），作好充分的鋪墊后，再安排本課程學(xué)習(xí)。這樣可以使學(xué)生事先懂得一些基本的理論知識(shí)，掌握一些測(cè)量?jī)x器、儀表的使用，為后期本課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。此外，教師在上課之前，自身應(yīng)先認(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)教材，做到對(duì)教材深入理解，全面掌握。在吃透、吃準(zhǔn)教材的同時(shí)對(duì)已學(xué)相關(guān)課程的知識(shí)點(diǎn)創(chuàng)設(shè)問題情境，來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)生的注意、記憶、思維凝聚在一起，全身心地參與到對(duì)知識(shí)的探究中。同時(shí)教師要提醒學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)課內(nèi)容以及涉及已學(xué)過的相關(guān)知識(shí)，做到溫故而知新。

2 重視實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作能力

《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》本身就是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其教學(xué)任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生成為在數(shù)控機(jī)床診斷與維修方面具有基本分析能力與解決問題能力的技術(shù)人才，該技術(shù)人才好比是數(shù)控機(jī)床的醫(yī)生，不但要有扎實(shí)的理論功底，而且還應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力。所以要培養(yǎng)出真正優(yōu)秀的數(shù)控機(jī)床維修人才，實(shí)踐是至關(guān)重要的。但是在實(shí)踐教學(xué)過程中，往往由于設(shè)備數(shù)量有限，實(shí)習(xí)時(shí)間的限制，學(xué)生的實(shí)際操作機(jī)會(huì)不多，實(shí)訓(xùn)效果不好。為滿足課程教學(xué)的需要，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，在教學(xué)安排上應(yīng)有足夠的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)課程，可安排一些實(shí)訓(xùn)專周，最好讓每個(gè)學(xué)生都能到數(shù)控機(jī)床上實(shí)際操作一段時(shí)間；條件許可的話，可以打開機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)給學(xué)生講解機(jī)床內(nèi)部各組成部分，讓學(xué)生理解每一部分的工作原理，以及相互間的聯(lián)系，對(duì)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、組成及工作原理有更深入的了解，在此基礎(chǔ)上再去講解故障診斷，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能使學(xué)生很容易地接收理解。

3 提倡師生互動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氣氛

在教學(xué)中，大多數(shù)教師仍采取以自我為中心的課堂教學(xué)模式，容易讓學(xué)生感到枯燥無(wú)味，產(chǎn)生厭學(xué)、怕學(xué)的心態(tài)。教師在教學(xué)過程中可以改變這種傳統(tǒng)教學(xué)模式，提倡師生互動(dòng)，采取提問、回憶、討論的方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，活躍課堂氣氛。例如：本人在講授“數(shù)控銑床主軸停轉(zhuǎn)”故障時(shí)，先通過提問的方式請(qǐng)同學(xué)回憶機(jī)床故障的處理步驟，機(jī)床故障的處理步驟歸納為：觀察故障現(xiàn)象——分析工作過程——列出故障可能原因——找出可疑點(diǎn)——排除故障。然后通過教師引導(dǎo)、學(xué)生討論的方式對(duì)故障進(jìn)行分析排除，具體做法如下：

3.1 觀察故障現(xiàn)象。通過下載的網(wǎng)絡(luò)視頻顯示一臺(tái)數(shù)控銑床在零件加工已完畢，Z軸后移還沒到位時(shí)出現(xiàn)故障，加工程序中斷，主軸停轉(zhuǎn)。通過反復(fù)播放，讓學(xué)生仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，并各自記錄看到的故障現(xiàn)象。

3.2 分析主軸轉(zhuǎn)動(dòng)原理。該機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)是靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變速齒輪來(lái)傳動(dòng)。

3.3 列出故障可能原因。通過師生互動(dòng)列出盡可能多的原因，只要言之有理皆可。就本案可能原因有：刀具松動(dòng)致機(jī)床自我保護(hù)、齒輪嚙合跳位、電動(dòng)機(jī)故障等。

3.4 找出可疑點(diǎn)。通過檢查，幾對(duì)齒輪工作正常，電動(dòng)機(jī)可正常轉(zhuǎn)動(dòng)，由此判斷主軸系統(tǒng)并無(wú)問題，應(yīng)是由其他原因?qū)е轮鬏S停轉(zhuǎn)。間接影響主軸轉(zhuǎn)動(dòng)原因有多個(gè)，知道可能的原因后，關(guān)鍵是找出真正的可能性疑點(diǎn)，通過引導(dǎo)幫助學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立分析，讓學(xué)生分組討論，交換思路，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作。本案通過機(jī)外編程器監(jiān)視PLC梯圖的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)刀具液壓卡緊壓力檢測(cè)開關(guān)在故障發(fā)生時(shí)瞬間斷開，如此表示銑刀卡緊力不夠，為安全起見，PLC使主軸停轉(zhuǎn)。通過液壓計(jì)檢查銑刀卡緊液壓系統(tǒng)顯示壓力不穩(wěn)。

3.5 排除故障。根據(jù)初步的故障定位，檢查液壓系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)液泵的潤(rùn)滑裝置中缺乏潤(rùn)滑油，導(dǎo)致液泵動(dòng)作不到位。加注足夠的潤(rùn)滑油后，液泵動(dòng)作正常，系統(tǒng)壓力正常，故障排除。

4 課后總結(jié)，綜合評(píng)價(jià)，及時(shí)反饋認(rèn)知信息

課后總結(jié)與及時(shí)反饋可以使學(xué)生知道自己的判斷是否正確，使教師能根據(jù)反饋的信息來(lái)調(diào)節(jié)自己的教學(xué)方法，同時(shí)反饋具有激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的作用。學(xué)生受到教師的肯定后，會(huì)產(chǎn)生愉快的感覺，這種感覺反過來(lái)又會(huì)激發(fā)學(xué)習(xí)的進(jìn)行。因此，總結(jié)與反饋不僅是幫助學(xué)生學(xué)懂學(xué)好的良好方法，同時(shí)也是師生間信息互動(dòng)的良好平臺(tái)，且增進(jìn)了師生間的感情與友誼。

5 結(jié)束

自1952年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世后，數(shù)控系統(tǒng)己先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展，隨著數(shù)控系統(tǒng)的不斷更新，數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的教學(xué)思路和方式也在不斷改善，社會(huì)對(duì)數(shù)控專業(yè)畢業(yè)學(xué)生在理論和實(shí)踐方面的要求也在不斷提高，教師只有不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)、不斷總結(jié)，才能跟上現(xiàn)代的教學(xué)步伐。

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