基于工考的《數控機床裝調與維修》課程實踐

鄔玉晶

（無錫市廣播電視大學，江蘇 無錫 214011）

目前，我國從事數控機床生產的企業主要分布于大、中城市，從業人員約有大幾十萬人。全國數控裝調與維修人員約缺3萬人，嚴重影響了我國數控機床行業的健康發展。有關人士指出，當前我國正處于從機械制造大國向機械制造強國轉變的關鍵時期，數控機床行業肩負著光榮的歷史使命。因此，提高數控機床裝調維修從業人員的知識和技能水平，必將進一步促進我國數控機床行業的發展，對于提升我國現代制造業的國際競爭力有著非常重要的意義。據了解，輸送數控裝調維修工的主體是職業技術學院和中等技術學校，其相關專業有“數控設備應用與維護”專業；“機電一體化”專業；“數控技術”專業等。因此，加大校企合作，加快規范這個職業人員的職業培訓，使其掌握機械、電氣、計算機編程等較全面的知識，是提高該職業人員素質和促進數控機床機電合一功能開發與利用的有效途徑。

《數控機床裝調與維修》課程作為數控技術、機電一體化、數控設備應用與維護等專業的專業核心課，其主要教學目標是使學生熟悉數控機床典型機械部件組成結構、工作原理等基本知識，掌握機械部件和電氣部件的安裝、調試及故障維修的基本技能，同時培養學生的規范操作意識、合作精神等。近年來，由于高職生源質量下滑等諸多原因，相當一部分學生學習積極性不高、學習習慣較差。在這種情況下，如果繼續沿用傳統教學模式，很容易造成這樣一種不良局面：在理論教學階段學生由于對抽象知識難以理解而容易失去學習興趣、產生厭學情緒，影響理論教學的效果；在實習實訓教學階段由于理論知識欠缺而“只知其然，不知其所以然”，實踐教學效果也不佳。最近結合工考的要求，我們對該課程教學進行了改革，使課堂教學“活”了起來，充分調動了學生的學習積極性，取得了良好的效果。

按照數控機床裝調與維修的國家職業標準，工考的要求包括兩大部分：機械裝調和電氣裝調。由于每個學校的機床型號的不同和各種考核設備的不同，每個學校的考核題型和考試內容都有所不同。每個工考鑒定所按照國家職業標準各自制定適合學校設備的考核要求。我校有單坐標的機械進給系統用于機械拆裝、調試設備10套、用于考核的西門子802C和西門子828數控系統的機床和FANUC-0I-TD型號的數控機床各5套。

結合我校設備情況，我制定如下數控機床裝調與維修中級工的考核方案：

一、機械裝調部分

拆裝并調試數控機床單坐標進給系統、普通零件的加工操作。

電氣裝調部分：設定數控系統的部分參數、數控機床故障的排故、數控機床強電路的故障排除。具體例題如下：

試題1、安裝電機的雙重聯鎖正反轉控制線路，并通電調試

（1）本題分值：20分。

（2）考試時間：60分鐘。

（3）考核形式：實操。

（4）具體要求：

a．按圖紙的要求，正確使用工具和儀表；布線要規范，導線要進線槽；接線美觀，無毛刺；接點要牢固，漏銅不能過長，不損傷導線絕緣層和線芯；電源和電動機配線要接到端子排上，進出線槽的導線要有端子標號；會接電機的雙重聯鎖正反轉控制線路，

b．通電試車時操作順序要正確，按下按鈕SB2時電機正轉，按下按鈕SB3時電機反轉。

（5）安全文明操作。

（6）否定項：若考生發生下列情況之一，則應及時終止考試，考生該試題成績記為零分。

a．安裝時由于操作不當損壞元器件。

b．帶電安裝電氣控制線路。

c．通電調試時由于操作失誤出現短路、觸電等電氣安全事故。

d．通電調試時由于操作失誤引起儀器、儀表、設備等的損壞。

雙重聯鎖正反轉控制線路原理圖

試題2、目前數控機床的狀態是：①X軸無法正常運行；②Z軸在手輪模式下無法運行。請分別檢查X軸和Z軸電氣控制線路里存在的故障，并排除故障，通電使 X軸能夠正常運行、Z軸在手輪模式下能夠正常運行

（1）本題分值：30分。

（2）考試時間：90分鐘。

（3）考核形式：實操。

（4）具體要求：

a）根據故障現象檢查出電氣控制線路里的故障點，并排除故障。

b）正確使用工具和儀表。

（5）安全文明操作。

（6）否定項：若考生發生下列情況之一，則應及時終止考試，考生該試題成績記為零分。

a）觸電、短路等電氣事故。

b）由于操作不當引起的設備損壞。

試題3、數控系統基本參數設定及數控車床換刀功能調試

（1）本題分值：30分。

（2）考試時間：60分鐘。

（3）考核形式：實操。

（4）具體要求：

a）根據機床工作臺實際情況，在CNC上設置X、Z軸正、負方向的運動行程最大范圍，并運行測試。

b）在CNC上設置各軸的快速進給速度為3000mm/min，并運行測試。

c）在CNC上設置機床自動換刀的相關參數，并編制一段換刀程序，實現自動換刀功能。

（5）安全文明操作。

（6）否定項：若考生發生下列情況之一，則應及時終止考試，考生該試題成績記為零分。

a）參數修改錯誤引起設備或元器件等的損壞。

b）調試時由于操作不當引起設備或元器件等的損壞。

c）調試時由于操作不當出現短路、觸電等電氣安全事故。

試題4、零件加工

（1）本題分值：20分。

（2）考核時間：60分鐘。

（3）考核形式：實操。

（4）具體考核要求：按照工件圖、技術標準等加工出零件。

（5）公差等級：IT8。

（6）形位公差：無，工件要求一次裝夾加工完成。

（7）表面粗糙度：Ra3.2。

（8）否定項說明：若考生發生下列情況之一，則應及時終止考試，考生該試題成績記為零分。

a）因操作不當引起設備損壞。

b）因操作失誤引起人身傷害。

技術要求：

1．未注公差按IT14級；

2．銳角椡棱0.5×45°。

二、設定學習情境

按照工考要求，課程組到數控機床制造廠家、數控機床教儀企業、兄弟院校進行廣泛調研，收集了大量項目和案例，并在專業教學指導委員會的指導下，從中篩選出具有具體工作任務和完整工作過程的、適合于教學的項目作為教學載體，創設4個學習情境，精心設計了10個工作任務，如表1所示。

表1 工作任務及課時安排表

三、任務實施

下面以學習情境3中任務1“數控機床的數據保護”這一工作任務為例來闡述課程教學實施步驟。

任務目標——教師下達工作任務，進行任務描述，讓學生知道學習后的成效以及要達到的目標，激發學生的學習興趣。

教學計劃——將學生分組后，要求每一個學生以實訓報告的形式制定數控保護方案，內容包括數控機床的數據保存方式、數控機床的數據傳輸的數據格式、數據傳輸的設定、操作規范及注意事項等。

任務實施——在實施過程中，教師主要是營造學習氛圍、組織和引導教學過程。教師對學生工作過程進行監控和必要的指導，并引導學生對出現的問題進行分析和討論，要求學生對整個過程進行記錄。在學生遇到困難時，教師應充當學習的組織者與引導者，給予學生具體的幫助。

評價總結——通過評價總結，引導學生對數控機床數據保護的正確認識和按照要求操作，指導學生完成實訓報告。對每個學生完成任務的情況進行合理評價，學生的不足之處應及時指出并督促其改正，并對進步較大的學生給予鼓勵。

四、總結

該教學法適用于小班教育，我校人數較多，設備相對較少，全面開展該教學法存在一定難度。實施該教學法將使教學成本大大提高，這也是制約該教學法全面推廣的一個難點。本教學方法充分體現了現代職業教育的特點和發展方向。教學實踐表明，基于工考的教學方法在《數控機床裝調與維修》課程教學中的實施，有力地調動了學生學習的積極性，提高了學生實際動手能力和探索、合作、創新能力，較好地解決了傳統教學中遇到的問題。

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