創新教學思路培養合格的數控維修人才

周永強

摘 要：數控機床在機械制造行業的廣泛應用，使得其維修難問題日益突出。職業院校機電一體化專業如何面向企業需求，培養合格的數控維修人才，值得我們探索。

關鍵詞：數控維修；教學；人才；創新

隨著自動化技術的發展，數控機床已廣泛應用于機械制造行業，同時數控機床的維修難問題也直接影響到企業的經濟效益。職業院校機電一體化專業如何面向企業需求，培養合格的數控維修人才呢？經過幾年的數控維修教學與探索，我有以下幾點體會。

一、完備的實訓條件是學好數控維修的前提

培養數控機床維修人員是一項有難度的工作，主要是由數控機床先進性、復雜性和智能化高的特點決定的。特別是近幾年數控機床用的數控系統廠家多，型號多，更新快，維修理論、技術和手段都發生了很大的變化。數控維修是一門實踐性很強的專業課程，沒有硬件實訓條件，僅憑理論教學是遠遠不夠的。數控維修學習工作站承擔了我校機電一體化專業學生數控技術實驗實訓教學、數控機床故障排除考核等任務。工作站配備了半實物數控車床維修實訓系統，數控銑床維修實訓系統和數控加工中心裝調維修實訓系統。數控系統均采用當前市場占有率最高的FANUC系統，來實訓的學生通過理論和實踐的具體學習，可以掌握有關FANUC系統數控機床的基本操作和維修技能。

二、激發學生學習興趣是學好數控維修的基礎

興趣是最好的老師。在學習數控維修課程之前，學生只參觀過普通的車床、鉆床和銑床等普通機床，大部分不認識數控機床，更不知道數控機床是做什么的。所以，開課之前利用我們職業院校實訓條件的優勢，首先組織學生到機械系實習工廠，現場進行普通機床的再認識實習和零件加工過程的觀摩實習。事先讓學生帶著問題去，要求學生重點關注普通機床的運動有哪些？這些運動是怎么控制的？零件是怎么加工出來的？零件的加工質量是怎么保證的？等學生把這些問題搞清楚了，再把他們帶到數控機床實習車間，現場進行數控機床的認識實習、零件加工程序編制和加工過程的觀摩實習。在數控車床上，隨著一行行加工程序的輸入完成，然后一按循環啟動按鍵，主軸轉起來了，方刀架自動換刀了，各進給軸移動了，零件開始自動加工；然后在加工中心上，再參觀一下刀庫的自動換刀過程。學生在感嘆科技進步帶給我們方便的同時，增強了求知欲，激發了學生的學習興趣，為后續課程的順利進行打下了良好的基礎。

在教學過程中，教師要積極關注學生聽課反應和心理變化。數控維修是一門綜合性很強的技術，結合了電力拖動、PLC、變頻器、傳感檢測、伺服控制、液壓氣動以及計算機通訊和信息處理等技術，前面這些課程的掌握程度直接影響數控維修教學的效果。有些學生一開始興趣很大，越往后牽涉前面課程面越廣，如果相關課程沒學扎實，越會感覺吃力，越容易產生畏難情緒，最終放棄學習。對于這種情況，我們要從心理上幫助學生克服畏難情緒。因此，我們要讓學生明白機電一體化技術發展很快，學科分支眾多，而且更新很快，我們不可能都學得過來，所以遇到困難也是很正常的。也正是因為不好學，所以學好了才有用。我們給有故障的數控機床診斷，就如同醫生給患者看病一樣，隨著實戰經驗的豐富，維修水平的提高，行業前景是很樂觀的，這樣能讓學生繼續保持濃厚的學習興趣。

三、扎實的維修理論是學好數控維修的關鍵

數控機床出現故障，可能是機械方面的故障，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，而不是一出現故障就盲目動手，這樣不僅修不好，而且還會擴大故障，甚至造成事故，這就要求我們必須掌握扎實的維修理論。

在理論教學時，首先要讓學生了解數控系統的軟硬件配置，熟練掌握數控系統連接圖，建立對數控系統整體的框架式印象。比方說，一臺 FANUC 0iTC系統數控車床出現故障，如果連系統的主模塊和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等問題都不清楚，維修工作將無法進行。大的框架掌握了，我們再對其中的每一部分進行肢解，細化掌握各部分原理、報警機理以及維修方法。

其次，重點抓好PMC理論教學。說到底，數控機床控制就是對運動的控制，尤其是對主軸的旋轉運動和幾個進給軸的直線運動的控制，而這些實質上就是通過以PMC為中心，PMC與CNC和機床三者之間的信息交換來實現的?，F代數控機床出現故障時，數控系統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 系統都有動態梯形圖顯示畫面，通過梯形圖信號的明暗或顏色的變化來判斷數控機床的具體故障部位，取代了用萬用表進行測量的傳統方法，是數控維修中普遍采用的方法之一。學習PMC理論，就要了解其I/O分配，尤其是X、Y、G、F這些信號的來龍去脈和地址分配。現代數控機床梯形圖程序中用到了很多功能指令去控制一些復雜的運動，用基本指令很難實現。

所以，我們還必須熟練掌握PMC功能指令的用法，掌握數控機床PMC控制的具體應用實例，理解數控機床的控制及故障產生的原因。

四、多動手實踐是貫穿整個數控維修教學的主線

數控維修實踐性強，有學以致用的效果才能激發學生的學習熱情，從而能主動地去學習，所以只有多動手實踐才能學好。在教學中，要結合理論進度適時安排對應項目的實踐。實踐內容采用由淺入深、循序漸進的方式分項目進行。比如，首先熟練掌握數控機床的基本操作，然后結合數控系統連接圖，練習數控系統的硬件連接，深化對系統組成的認識。接下來對照設備識讀數控機床電氣控制原理圖，掌握機床電氣控制原理，并熟悉系統PMC的I/O分配，最后結合PMC梯形圖程序理解并掌握數控機床PMC 具體控制原理。學生每個項目訓練完成后，都要及時測試，檢查學生掌握情況。當所有項目都做完后，登陸考核系統對整臺數控設備設置一些常見故障，要求學生運用所學知識進行排故練習。教師要注意觀察學生的排故過程，及時總結點評，通過排故練習逐步提高學生的維修技能。

數控維修教學的根本，在于培養學生解決數控機床實際問題的能力。在數控維修學習工作站，整個實訓過程相當于在工業現場排除實際數控機床出現的故障。實踐證明，按上述方式堅持下去，能夠切實提高學生的數控機床維修能力，培養出合格的數控維修人才。