創(chuàng)新教學(xué)思路培養(yǎng)合格的數(shù)控維修人才

周永強(qiáng)

摘 要：數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用，使得其維修難問題日益突出。職業(yè)院校機(jī)電一體化專業(yè)如何面向企業(yè)需求，培養(yǎng)合格的數(shù)控維修人才，值得我們探索。

關(guān)鍵詞：數(shù)控維修；教學(xué)；人才；創(chuàng)新

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的維修難問題也直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。職業(yè)院校機(jī)電一體化專業(yè)如何面向企業(yè)需求，培養(yǎng)合格的數(shù)控維修人才呢？經(jīng)過幾年的數(shù)控維修教學(xué)與探索，我有以下幾點(diǎn)體會(huì)。

一、完備的實(shí)訓(xùn)條件是學(xué)好數(shù)控維修的前提

培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床維修人員是一項(xiàng)有難度的工作，主要是由數(shù)控機(jī)床先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)決定的。特別是近幾年數(shù)控機(jī)床用的數(shù)控系統(tǒng)廠家多，型號(hào)多，更新快，維修理論、技術(shù)和手段都發(fā)生了很大的變化。數(shù)控維修是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，沒有硬件實(shí)訓(xùn)條件，僅憑理論教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。數(shù)控維修學(xué)習(xí)工作站承擔(dān)了我校機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、數(shù)控機(jī)床故障排除考核等任務(wù)。工作站配備了半實(shí)物數(shù)控車床維修實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，數(shù)控銑床維修實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)和數(shù)控加工中心裝調(diào)維修實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)均采用當(dāng)前市場(chǎng)占有率最高的FANUC系統(tǒng)，來實(shí)訓(xùn)的學(xué)生通過理論和實(shí)踐的具體學(xué)習(xí)，可以掌握有關(guān)FANUC系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的基本操作和維修技能。

二、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是學(xué)好數(shù)控維修的基礎(chǔ)

興趣是最好的老師。在學(xué)習(xí)數(shù)控維修課程之前，學(xué)生只參觀過普通的車床、鉆床和銑床等普通機(jī)床，大部分不認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床，更不知道數(shù)控機(jī)床是做什么的。所以，開課之前利用我們職業(yè)院校實(shí)訓(xùn)條件的優(yōu)勢(shì)，首先組織學(xué)生到機(jī)械系實(shí)習(xí)工廠，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行普通機(jī)床的再認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和零件加工過程的觀摩實(shí)習(xí)。事先讓學(xué)生帶著問題去，要求學(xué)生重點(diǎn)關(guān)注普通機(jī)床的運(yùn)動(dòng)有哪些？這些運(yùn)動(dòng)是怎么控制的？零件是怎么加工出來的？零件的加工質(zhì)量是怎么保證的？等學(xué)生把這些問題搞清楚了，再把他們帶到數(shù)控機(jī)床實(shí)習(xí)車間，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、零件加工程序編制和加工過程的觀摩實(shí)習(xí)。在數(shù)控車床上，隨著一行行加工程序的輸入完成，然后一按循環(huán)啟動(dòng)按鍵，主軸轉(zhuǎn)起來了，方刀架自動(dòng)換刀了，各進(jìn)給軸移動(dòng)了，零件開始自動(dòng)加工；然后在加工中心上，再參觀一下刀庫(kù)的自動(dòng)換刀過程。學(xué)生在感嘆科技進(jìn)步帶給我們方便的同時(shí)，增強(qiáng)了求知欲，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程的順利進(jìn)行打下了良好的基礎(chǔ)。

在教學(xué)過程中，教師要積極關(guān)注學(xué)生聽課反應(yīng)和心理變化。數(shù)控維修是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，結(jié)合了電力拖動(dòng)、PLC、變頻器、傳感檢測(cè)、伺服控制、液壓氣動(dòng)以及計(jì)算機(jī)通訊和信息處理等技術(shù)，前面這些課程的掌握程度直接影響數(shù)控維修教學(xué)的效果。有些學(xué)生一開始興趣很大，越往后牽涉前面課程面越廣，如果相關(guān)課程沒學(xué)扎實(shí)，越會(huì)感覺吃力，越容易產(chǎn)生畏難情緒，最終放棄學(xué)習(xí)。對(duì)于這種情況，我們要從心理上幫助學(xué)生克服畏難情緒。因此，我們要讓學(xué)生明白機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展很快，學(xué)科分支眾多，而且更新很快，我們不可能都學(xué)得過來，所以遇到困難也是很正常的。也正是因?yàn)椴缓脤W(xué)，所以學(xué)好了才有用。我們給有故障的數(shù)控機(jī)床診斷，就如同醫(yī)生給患者看病一樣，隨著實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的豐富，維修水平的提高，行業(yè)前景是很樂觀的，這樣能讓學(xué)生繼續(xù)保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

三、扎實(shí)的維修理論是學(xué)好數(shù)控維修的關(guān)鍵

數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障，可能是機(jī)械方面的故障，也可能是電氣方面的故障；可能是硬件方面的問題，也可能是軟件方面的問題。我們必須具有故障綜合診斷的能力，而不是一出現(xiàn)故障就盲目動(dòng)手，這樣不僅修不好，而且還會(huì)擴(kuò)大故障，甚至造成事故，這就要求我們必須掌握扎實(shí)的維修理論。

在理論教學(xué)時(shí)，首先要讓學(xué)生了解數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件配置，熟練掌握數(shù)控系統(tǒng)連接圖，建立對(duì)數(shù)控系統(tǒng)整體的框架式印象。比方說，一臺(tái) FANUC 0iTC系統(tǒng)數(shù)控車床出現(xiàn)故障，如果連系統(tǒng)的主模塊和I/O模塊上的接口有哪些，這些接口都接到了外部的什么地方，分別控制了哪些信號(hào)等問題都不清楚，維修工作將無法進(jìn)行。大的框架掌握了，我們?cè)賹?duì)其中的每一部分進(jìn)行肢解，細(xì)化掌握各部分原理、報(bào)警機(jī)理以及維修方法。

其次，重點(diǎn)抓好PMC理論教學(xué)。說到底，數(shù)控機(jī)床控制就是對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制，尤其是對(duì)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和幾個(gè)進(jìn)給軸的直線運(yùn)動(dòng)的控制，而這些實(shí)質(zhì)上就是通過以PMC為中心，PMC與CNC和機(jī)床三者之間的信息交換來實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)為我們提供的重要診斷手段之一便是PMC的診斷功能，也就是梯形圖的使用。目前FANUC 系統(tǒng)都有動(dòng)態(tài)梯形圖顯示畫面，通過梯形圖信號(hào)的明暗或顏色的變化來判斷數(shù)控機(jī)床的具體故障部位，取代了用萬用表進(jìn)行測(cè)量的傳統(tǒng)方法，是數(shù)控維修中普遍采用的方法之一。學(xué)習(xí)PMC理論，就要了解其I/O分配，尤其是X、Y、G、F這些信號(hào)的來龍去脈和地址分配?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床梯形圖程序中用到了很多功能指令去控制一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，用基本指令很難實(shí)現(xiàn)。

所以，我們還必須熟練掌握PMC功能指令的用法，掌握數(shù)控機(jī)床PMC控制的具體應(yīng)用實(shí)例，理解數(shù)控機(jī)床的控制及故障產(chǎn)生的原因。

四、多動(dòng)手實(shí)踐是貫穿整個(gè)數(shù)控維修教學(xué)的主線

數(shù)控維修實(shí)踐性強(qiáng)，有學(xué)以致用的效果才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而能主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，所以只有多動(dòng)手實(shí)踐才能學(xué)好。在教學(xué)中，要結(jié)合理論進(jìn)度適時(shí)安排對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的實(shí)踐。實(shí)踐內(nèi)容采用由淺入深、循序漸進(jìn)的方式分項(xiàng)目進(jìn)行。比如，首先熟練掌握數(shù)控機(jī)床的基本操作，然后結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)連接圖，練習(xí)數(shù)控系統(tǒng)的硬件連接，深化對(duì)系統(tǒng)組成的認(rèn)識(shí)。接下來對(duì)照設(shè)備識(shí)讀數(shù)控機(jī)床電氣控制原理圖，掌握機(jī)床電氣控制原理，并熟悉系統(tǒng)PMC的I/O分配，最后結(jié)合PMC梯形圖程序理解并掌握數(shù)控機(jī)床PMC 具體控制原理。學(xué)生每個(gè)項(xiàng)目訓(xùn)練完成后，都要及時(shí)測(cè)試，檢查學(xué)生掌握情況。當(dāng)所有項(xiàng)目都做完后，登陸考核系統(tǒng)對(duì)整臺(tái)數(shù)控設(shè)備設(shè)置一些常見故障，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行排故練習(xí)。教師要注意觀察學(xué)生的排故過程，及時(shí)總結(jié)點(diǎn)評(píng)，通過排故練習(xí)逐步提高學(xué)生的維修技能。

數(shù)控維修教學(xué)的根本，在于培養(yǎng)學(xué)生解決數(shù)控機(jī)床實(shí)際問題的能力。在數(shù)控維修學(xué)習(xí)工作站，整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程相當(dāng)于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)排除實(shí)際數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障。實(shí)踐證明，按上述方式堅(jiān)持下去，能夠切實(shí)提高學(xué)生的數(shù)控機(jī)床維修能力，培養(yǎng)出合格的數(shù)控維修人才。