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1数控机床的故障诊断技术
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后,都要运行开机自诊断程序,对系统中关键的硬件和控制软件进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查,并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检,并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时,需要停机进行检查,这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障,将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统,必须具备计算机网络功能。因此,远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家,数控机床出现故障后,通过机床厂家的专业人员远程诊断,快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表-可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表-可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表-可测量伺服电动机的转速,是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表-可不断线检测电流。测振仪-是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪-可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔-可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪-用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具-弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有:数控机床电气说明书,电气控制原理图,电气连接图,参数表,PLC程序,编程手册,数控系统安装与维修手册,伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要,必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障,在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障-由调整、参数设置或操作不当引起硬故障-由数控机床(控制、检测、驱动、液气、机械装置)的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况,不要立即切断机床的电源,应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键,观察系统的变化,报警是否消失。如消失,说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失,把可能引起该故障的原因罗列出来,进行综合分析、判断,必要时进行一些检测或试验,达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法(望闻问切):问-机床的故障现象、加工状况等看-CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听-异常声响闻-电气元件焦糊味及其它异味摸-发热、振动、接触不良等。参数检查法:参数通常是存放在RAM中,有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱,应根据故障特征,检查和校对有关参数。隔离法:一些故障,难以区分是数控部分,还是伺服系统或机械部分造成的,常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板,或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法:将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序,在诊断故障时运行这些程序,即可判断功能的缺失。
⑤故障诊断应遵循的原则。第一,先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则,由外向内逐一进行检查排除。第二,先机械后电气首先检查机械是否正常,行程开关是否灵活,气动液压部分是否正常等,在故障检修之前,首先注意排除机械的故障。第三,先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态,查阅机床说明书、图纸资料,进行分析后,才可动手查找和处理故障。
数控机床是现代化企业进行生产的一种重要物质基础,是完成生产过程的重要技术手段,强化管理是关键,“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。
参考文献:
【关键词】数控机床故障诊断与维护;课程改革;行动导向教学法
一、引言
《数控机床故障诊断与维护》课程作为数控设备应用与维护专业的专业核心课,是一门实践性、应用性、针对性很强的课程,而现有国内大部分职业院校的教学模式仍没有走出学科体系的框架,教学内容以大量的理论为主,少量的实验为辅;教学形式以教师讲解为主,学生练习为辅。这样一种学科体系式的教学模式,导致教学内容与企业实际脱节,学生学习积极性无法调动,学生实践时间少,学生进入企业后处理实际问题的能力差,影响学生的培养质量,教学效果不够理想,急需对课程教学模式进行改革[1]。
20世纪80年代以来,在世界职业教育领域中出现的一种新的思潮——行动导向。这是将德国社会教育学家梅腾斯的“关键能力”培养这一职业教育理想转化为具体的教育教学实践,其体现形式为行动导向教学[2]。“行动导向”教学法代表了当今世界上的一种先进的职业教学理念。80年代以来,“行为导向”一词频频出现在职教文献,特别是欧美职教教学论著作中,一时成为追求和提高职业教学质量、改革教学的代名词。我国的许多职业技术学校引进这种教学模式,使教学改革获得重大突破。行动引导型教学法给学校注入了新的血液,将使学校教学焕发出前所未有的生机[3]。行动导向教学由一系列教学技术组成,是在培养技能人才方面有着独特优势的教学方法。行动导向教学法倡导通过行动、工作任务来学习,恰恰突出了《数控机床故障诊断与维护》课程教学的特征,符合数控机床故障诊断与维护学习的一般规律。
二、“行动导向”教学法的内涵
“行动导向”教学理论基础是行动导向学习理论和建构主义学习理论,它与传统的教学理念不同,行动导向的学习强调人的主观能动作用,认为知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境,利用必要的学习资料,通过建构主义的方式获得的。“行动导向”教学的核心在于把职业活动过程或工作过程与学习过程统一起来,其目的在于促进学生职业能力的发展,是一种能力本位的教学观[2]。
“行动导向”教学是根据完成某一职业工作活动所需要的行动及产生和维持行动所需要的环境条件以及从业者的内在调节机制来设计、实施和评价职业教育的教学活动。具体说来,“行动导向”教学主要是通过有目的、系统化地组织学习者在实际或模拟的专业环境中,参与设计、实施、检查和评价职业活动的过程,通过学习者发现、探讨和解决职业活动中出现的问题,体验及反思学习行动的过程,并最终获得完成相关职业活动所需要的知识和能力。它倡导通过行动来学习和为了行动而学习,在教学过程中注重发挥学生的主体作用和教师的主导作用,注重对学生分析问题、解决问题能力的培养。
行动导向教学法的主要特点如下[4]:一是以能力培养为目标,通过任务的完成过程培养学生的职业能力;二是以任务为导向、以能力为基础来确定教学内容;三是以过程为导向来设计教学过程,一改以往讲授为主的教学过程,成为一个由资迅、计划、决策、实施、检查、评估6个环节组成的完整的“行为过程”;四是以学生为主体,教师引导学生自主学习,将传统分数激励转变为工作质量控制和过程评价。
行动导向教学法的一般教学形式。行动导向教学法的关键是每个教学环节的可操作性、可行动性,教师要事先根据学生特点、教学内容,设计可由学生直接参与的教学环节,即以行动为导向的行动环节。行动导向教学法一般有以下教学形式[5]:
(1)六步教学法,由收集资讯、计划准备、共同决策、实施、检查、评估等六个行动环节组成;一般适用于高年级的专业课教学。
(2)四步教学法,由获取信息、制订计划、实施计划、评估计划等四个行动环节组成,一般适用于低年级的专业课教学和理论课教学。
(3)项目教学法,突出完成一件工作的完整性和独立性,项目可大可小,大的项目除了上述行动环节,还增加了项目论证、分析决策、组织分工、管理等更多的行动环节。
(4)分组教学法,突出团队合作、讨论、意见归纳、汇报演讲、辩论等行动环节。
(5)角色扮演教学法,直接按现实岗位的要求,完成角色的行动任务。
在此处我们将主要采用“六步教学法”,研究“行动导向”教学法在《数控机床故障诊断与维护》课程教学中的应用。
三、基于“行动导向”教学法的《数控机床故障诊断与维护》课程体系构建
数控维修技术培养满足现代企业生产一线需要、从事数控机床故障诊断与维护、掌握现代科学知识的新型劳动者,它要求学生必须具备一定的思维素质能力、实践动手能力、技术创新设计能力、理论应用能力。知识是能力形成的首要基础,特别是数控技术是融合了多种学科的知识和理念,更需要有一个全面、合理的知识结构作为基础,所以必须改进教学方法使学生及时、全面地了解数控技术的基本学科结构,提高实际动手能力[6]。
(一)制订教学目标
《数控机床故障诊断与维护》课程是数控技术专业(专科)一门重要的专业方向课。该课程的教学目的,是使学生掌握数控机床的一般维修技术,通过维修实践环节,掌握数控机床的机械部分、电气控制系统的控制方法和调试维修技术,从而培养学生分析问题与解决问题的综合能力,培养学生较强的动手能力,为学生毕业后从事相关工作打上坚实的基础。
(二)课程基本要求
课程基本要求:1)了解职业岗位对数控维修从业人员的基本要求,掌握数控机床的日常维护与保养方法;2)掌握典型数控系统的硬件连接、参数设置及调试方法、数据备份,熟悉常用操作界面,并能正确使用以诊断故障原因;3)掌握典型伺服系统的安装调试方法、硬件连接、速度环和位置环参数调整等,并熟悉伺服系统常见故障及排除方法;4)掌握数控机床刀库、冷却和等辅助系统的控制方法,并能够对相关故障进行诊断和排除;5)掌握数控机床机械结构的特点,能够对机械系统的常见故障进行诊断和排除;6)了解数控机床的验收和精度检验方法,熟悉精度补偿方法。
四、基于工作过程的《数控机床故障诊断与维修》课程教学实施
对《数控机床故障诊断与维护》课程实施行动导向教学模式改革,首先要解决课程内容的取向和序化问题。我们以FANUC 0i-TD系统的数控车床为对象,以具体的工作任务为载体,以技能训练为核心,以相关知识为基础,将教、学、做有机结合。参照数控机床装调维修工国家职业资格标准,将机床电气控制、PMC、数控系统、传感器检测技术、伺服控制系统、主轴控制系统、刀架控制系统和机械调整部分等相关知识进行了整合,构建学习情境[7]。表1为教学实施项目卡。
表1 项目卡报告
评语 教师签字: 日期: 成 绩
学 时 6
姓 名 学 号 班 级 组 别
项目
编号 项目名称 FANUC 0i-TD数控系统的数控车床的主轴控制系统
课程
名称 数控机床故障诊断与维修 材 料 校本教材
《数控机床故障诊断与维护》
1.项目内容:
2.实训装置:
3.实训步骤:
4.实训结果:
5.小组讨论(或学习感受):
6.小组评价:
完整的行动教学程序在《数控机床故障诊断与维修》课程教学中,可遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”的完整行动过程,根据故障排查的一般步骤,设计出适合该课程的行动导向教学程序[8]。
1.勘察。学生广泛收集故障信息,例如,查看故障现场、询问机床操作者,通过教师设计好的工作单,查看故障记录及开机观察等。
2.计划。搜集相关信息,学习相应知识,对故障信息进行分析,与小组成员共同讨论学习计划、故障排除计划。在该阶段,以学生为主体,教师事先找出难点,对难点进行提示,在此过程中,教师应及时了解各组的进展并对学生提供必要的帮助。
3.诊断。合理运用维修工具,进行故障的定位,探查可能的原因,做出判断,教师指导学生注意安全用电及工具的使用方法。
4.维修。合理运用维修工具,解决发现的故障,教师指出维修的注意事项,确保维修正确、顺利进行。
5.试机。调试机床,确保完成全部维修工作,机床能正常运转,全部工作完成后,要按照“5S”要求清理现场
6.评价。评价主要由成果评定、学生自评、小组互评、教师评价组成。成果评定由教师根据学生故障排除的准确程度和效率,以小组为单位进行评价。学生自评部分要求学生本着实事求是的精神,从项目完成情况、知识掌握情况、工具使用情况、安全操作等方面进行自我评价。小组互评部分主要由小组成员从沟通能力、协作能力、工作态度等方面对小组其他成员进行评价。最后,教师根据以上各项评价,对学生的学习做出整体的、最终的评价。
五、结论与分析
笔者在《数控机床故障诊断与维护》课程教学过程中研究性的使用了“行动导向”教学法,教学效果良好。随着数控技术的发展,社会上对数控技术专业毕业的学生在理论和实践方面的要求在不断提高,《数控机床故障诊断与维护》课程的教学思路和方式也在不断发展,实践和理论教学环节的联系也越来越强。“行动导向”教学法按照职业教育的规律和职业岗位的要求,始终把“教”“学”“做”联结在一起,“寓教于做”。这种教学理念是一次教育理念和教学模式的革命。它具有许多传统教学所不及的优点,比较适合《数控机床故障诊断与维护》课程的教学。
但是教学内容、学生的学习需要和教学条件决定了教师采用何种教学方法。传统教学法在传授知识文化方面效果非常好,而行动导向教学法更擅长传授技术文化。如何使它们优势互补,扬长避短,是我们教育工作者值得长期思考和研究的课题。实现行动导向教学和传统教学法的优势互补,关键在于教师。教师的教学观须深入把握教材,分析学生的知识水平,科学、合理、适度地采用各种教学方法,满足学生的学习需求,才能真正实现两种教学方法的“优势互补”[11]。
参考文献:
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论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析,指出一些诊断排故的方法和策略
数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床,经各部分的执行功能,最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作,实现切削加工任务。工作时,各项功能相互结合,发生故障时也混在一起,故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因,大部分故障以综合形式出现,数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。
数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时,出现移动部件开始不能启动,启动后又突然作加速运动,而后又停顿,继而又作加速运动,如此周而复始,这种移动部件忽停忽跳,忽快忽慢的运动现象,称为爬行;而当其高速运行时,移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。
造成这类故障的原因有多种可能,可能是因为机械部分出现了故障所导致,也可能是进给系统电气部分出现了问题,还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成,甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。
一、分析机械部分原因与对策
因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性,高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关,由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。
如果在机械部分,首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副,如果导轨副的动、静摩擦系数大,且其差值也大,将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨,如果导轨间隙调整不好,仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位,对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动,对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题,导轨副状态不好,导轨的油不足够,致使溜板爬行。这时,添加油,且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂,能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜,从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。
其次,要检查进给传动链。因为在进给系统中,伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力,调整松动环节,调整补偿环节,都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度(即提高其传动刚度),对于提高运动精度,消除爬行非常有益;另外传动链太长,传动轴直径偏小,支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此,在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷,逐个排查。
二、分析进给伺服系统原因与对策
如果故障原因在进给伺服系统,则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题,与进给速度密切相关,所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环,检查速度调节器故障一是给定信号,二是反馈信号,三是速度调节器自身故障。根据故障特点(如振动周期与进给速度是否成比例变化)检查电动机或测速发电机表面是否光整;还可检查系统插补精度是否太差,检查速度环增益是否太高;与位置控制有关的系统参数设定有无错误;伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确;增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好,应对这些环节逐项检查、分类排除。
三、其它因素
有时故障既不是机械部分的原因,又不是进给伺服系统的原因,有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查,发现电动机故障引起过载,更换电动机过载消除,可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因,结果核实传动链没问题,又查进给伺服系统确认无故障,随后对加工程序进行检查,发现工件曲线的加工,采用细微分段圆弧逼近来实现,而在编程中用了G61指令,也即每加工一段就要进行一次到位停止检查,从而使机床出现爬行现象,将G61改为G64指令连续切削,爬行消除。
如果故障既有机械部分的原因,又有进给伺服系统的原因,很难分辨出引起这一故障的主要矛盾,这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况,要进行多方面的检测,运用机械、电气、液压等方面的综合知识,采取综合分析判断,排除故障。
数控机床是技术密集和知识密集的设备,故障现象是多样的,其表现形式也没有简单的规律可遵循,这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识,还要求具有综合分析和解决问题的能力。
参考文献:
江苏省宜兴中等专业学校江苏宜兴214206
摘要:本文结合“爱他的”教学理论,探索“爱他的”教学法在数控维修实训教学中的应用的必要性,以及实施“爱他的”教学法的原则与要求。论文大体分为“爱他的”教学法理论介绍、引导性行动的设计和“爱他的”教学法的实施等几个部分。
关键词 :“ 爱他的”教学法;数控维修实训教学;引导性行动
1 概述
随着我国工业化进程的不断发展,数控机床在机械制造类企业中的使用已经非常普遍,企业对数控专业技术人才的需求也越来越来大,尤其缺乏数控维修调试类人才,因为维修力量的不足严重影响了设备利用率和完好率。这就需要各类院校培养大量的合格的数控维修类人才,而数控维修与调试所涉及的专业知识非常广泛,尤其是数控维修实训教学的实践性、应用性、针对性非常强,而现有大部分职业院校的“理论为主+实验为辅”“讲解为主+学生为辅”的学科体系式的教学模式很难适应新的形势,教学效果达不到预期目标,这就需要我们思考如何改变现有的教学模式。
早在20 世纪80 年代,职业教育领域就提出了行动导向教学。我国的许多职业院校对这种教学模式加以吸收发展,使教学改革获得重大突破。特别是上海厚载智能科技有限公司的王吉连先生提出了一种新的行动导向教学法———AITUD(中文简称“爱他的”)教学法。该教学法倡导学生自主学习,强调在做中学、在学中做,恰恰突出了数控维修实训教学的特征,能够很好的调动学生学习的积极主动性,符合数控维修实训教学的需要。
2 野爱他的冶教学法的基本含义
“爱他的”教学法主要有五个教学环节:引导性行动、知识点归纳、知识点讲解、举一反三、主题讨论。首先通过精心设计把每个知识点都通过行动来导入,学生在操作过程中发现问题;接着学生在老师的引导下对问题进行思考分析归纳出知识点;然后由老师进行讲解,或者由老师引导学生讲解;讲解完之后立即组织学生对所学知识进行应用训练从而达到举一反三;最后再进行分组讨论,对完成的任务进行评价,以便下次更好的应用。
“爱他的”教学法是一种行动导向的教学做一体化的教学模式。它强调“做中学、学中做,做中教、教中做”的职业教学理念,在整个过程中都离不开学生的主动参与,真正体现了学生是活动的主体,教师是活动的主导的教学思想。这种教学方法非常适合数控维修实训教学。
3 野爱他的冶教学法的应用
3.1 设计合理的引导性行动
要在数控维修实训教学中成功地运用“爱他的”教学法,首先就要结合“爱他的”教学法设计出合理、科学的引导性行动,让每一个学生都能进自主的探索和学习。
在设计数控维修实训教学的引导性行动时应遵循以下几点原则:(1)应充分考虑学生的个体差异,难度适中,以确保每个小组都能顺利开展活动。(2)结合数控机床维修工作的实际情况,围绕解决常见的数控机床故障设计引导性行动。(3)按照数控机床的实际工作过程设计引导性行动。从机床上电启动到最后加工出零件,针对每一个环节可能出现的故障,选取一些有代表性的故障进行教学设计。(4)应遵循循序渐进的原则设计引导性行动。将数控机床常见的故障进行归类,构建出若干个典型的项目任务,每个项目用多个小的故障作为引入,突出排故由简单到复杂,由单一到综合的循序渐进的过程。(5)兼顾数控机床的参数设置、PLC 调试和机械精度调试。虽然数控机床调试的难度较大但是我们也应该选取一些必备的简单的内容进行训练,让学生能够掌握的更全面一些。(6)每个大的项目任务应是一个完整的排故或调试过程。
按照以上原则可以把数控维修实训教学分成以下9 个主要的项目实施教学:机床机械精度调试;强电故障维修;数控系统故障维修;机床软硬限位的调试;回参考点故障维修;主轴故障维修;刀架故障维修;主轴故障维修;工作方式转换故障维修。这9 个项目涵盖了PLC 技术、变频技术、伺服技术、数控系统技术、数控编程技术等多个专业学科的知识。
3.2“爱他的”教学法的实施
把制订好的数控维修实训教学项目再进行细化,根据故障维修的一般步骤设计出适合该实训的“爱他的”教学程序。
(1)引导性行动(Act)。各小组学生根据老师和教材的引导,通过查看故障现象、组内讨论,合理运用维修工具,广泛收集故障信息。通过引导性行动提高学生的积极主动性、加强学生的感性认识、增强学生的学习兴趣。(2)知识点归纳(Induce)。在这个环节中学生在老师的引导下分组讨论找出问题的原因,自己分析归纳出产生故障的原因。这样可以充分发挥学生的主观能动性,提高分析问题解决问题的能力。(3)知识点讲解(Teach)。知识点的讲解也尽可能的由学生自己进行,在此过程中老师加以引导,小组成员共同制订出故障排除计划。这样就改变了传统的老师讲、学生听的单一模式,使得学习变得不再枯燥、死板,充分调动了学生的学习兴趣,同时也有效得提高了教学效果。(4)举一反三(Utilize)。这一环节主要是让学生学会应用新知。每个小组成员合理运用维修工具,根据故障排除计划解决相应的故障,教师在一边巡回指导,确保维修正确、顺利进行。(5)主题讨论(Discuss)。在完成一个项目任务之后,学生进行分组讨论,分析评价完成的效果,总结经验取长补短,提高认识的同时培养学生的综合能力。
如果一个项目包含的知识点较多,那么前4 个环节可以分多次循序渐进,这样就把复杂的问题简单化了,确保学生的学习变得轻松,很好的适应了职校学生的学习特点。
4 结论与分析
笔者在数控维修实训教学过程中研究性的使用了“爱他的”教学法,教学效果良好。“爱他的”教学法始终把学生放在第一位,充分体现了学生本位思想,做到了让“教”“学”“做”合理有机的结合。它具有许多传统教学所不及的优点,比较适合数控维修实训教学。
参考文献
[1]王春生.动导向教学法在《数控机床故障维修》课程中的应用[J].职业教育研究,2012(9).
[2]时振伟《. 数控机床故障诊断与维护》课程的“行动导向”教学法研究[J].网友世界,2013(12).
关键词:毕业设计 参考资料 六步法 三维软件
众所周知,高职院校是培养应用型人才的高等院校,注重实际操作能力的培养,力求学生毕业后很快地适应工厂的实际工作。学生在校期间的最后一项任务是毕业设计,检验在校期间知识、技能的综合应用能力。
毕业设计是一项综合性很强的工作,对知识的要求很高,由于现在的高职院校的特点,学生在校的学习时间一般为2~2.5年,以我们机电一体化专业为例,本专业的核心是数控机床故障诊断与维修,学生要应用这短短的2~2.5年时间学习到的知识独立完成毕业设计课题,其难度可想而知。那么,如何让学生在毕业设计这一环节中应用学到的知识顺利地完成毕业设计,并且有质的提高?本人运用高职教育项目化的“六步法”作了如下尝试:
提供图纸作为参考
提供给学生工厂实际应用的数控机床或其他机床的二维工程图作为参考,要求学生读懂图纸,并把各零部件部件原理及其在机床中的作用理解透彻。
本专业毕业生要求非常熟练地读工程二维图纸,这一环节再一次加强了学生识读CAD工程图的训练。
实际上,本环节是项目化教学“六步法”的“咨询”阶段,学生在这一阶段获取必要是信息,即二维图纸信息,还有到图书馆或者网络等渠道获得的与课题有关的资料等,为后面的设计工作做好充分的准备。
将二维工程图转换成三维图
这一环节要求学生根据提供的工程二维图,用学过的三维软件(如:SolidWorks、UG或Pro-E等)把二维图转换成三维图,并进行装配以及用软件进行结构受力分析等。
本环节主要训练了学生三维软件的应用,进一步提高了学生的技能。现在有不少用人单位在招聘时就要求学生能熟练应用一种三维工程软件,甚至指定软件的种类(目前,机械制造业常用SolidWorks和Pro-E,模具制造业常用UG和CATIA),因此,在毕业设计中加入这一环节很有必要。
这一环节,就是项目化教学“六步法”的“计划―决策―实施”阶段。学生根据二维图和查询的相关资料进行分析,列出设计的具体方案,同一组是学生进行讨论、分析,选择设计方案,并按方案实施具体的三维设计,在这过程中会有可能出现对设计方案进行修改的反复过程,在这过程中,老师进行引导和协助,帮助学生、有学生自行解决设计过程中出现的问题,一个问题的解决也许会经过多次修改,直至满意为止。
实施阶段除了要用到已有的知识、技能和学习与项目相关的新知识、新技能外,更重要的是通过“工作过程”学习“过程性”知识,同时检验决策的正确性。学生根据课题承担不同的内容,学生在实施方案时记录所遇到的问题、问题的解决方法和最终的结果等,遇到不可解决的问题时,向教师或向同组成员或其他组成员讨论,根据实施过程对方案中不合理、不完善的地方进行修订、补充,最终达成项目目标。
实施阶段的主体是学生,教师作为陪伴者,不直接参与解决问题。
撰写论文
这一环节是毕业设计的关键环节。
撰写论文的要求是:阐述机床(或某个部件)的设计过程。包括零件设计材料的选择、热处理的应用、工艺方法的选择等等,要求说明选择的理由,是否有替代方案,为什么等等。在完成设计过程的阐述后,另外还要求学生选择一个或两个典型零件进行全面的具体分析。
本环节可以说用到了大学期间所学的所有专业理论知识,另外还用到了许多在校期间没有碰到的理论或实践知识,这就要求指导老师进行进一步的辅导。
本环节是项目化教学“六步法”的“检查―评价”阶段。学生通过前一阶段的设计过程的训练,不同程度地对“机械设计”设计有了了解,通过论文的撰写,老师可以阶段性地进行检查、提问、抽检等等,从而对每一个学生有效地进行评价。这阶段的检查分为三种形式,即自查、互查和老师检查,自查和互查以简单的报告形式递交,集中交流,相互间打分,结合老师的评分,最终得到综合评分。
本毕业设计的主要目标跟本专业的核心目标一致,通过毕业设计可以使学生更进一步地了解和理解数控机床或其他一些机械内部结构原理,以方便在机床出现故障时进行分析判断,从而快速有效地排除故障。
应用该方式毕业设计的优势:因材施教。高职学生的实际情况,跟本科院校相比,理论基础知识相对比较薄弱,如果采用常规的毕业设计手段,根据机床的应用要求直接进行“无”中生“有”的方式进行机床设计,显然难度会很大,并且真正的毕业设计效果也不会很理想;现在采用这种“参考”的方式,根据现有资料进行分析、把现有的设计转换成自己的设计,在这设计过程中把以前学过的知识进行综合、整理、吸收,同时进一步学习没有学过的、工厂的实际知识来提高自己,补充自己不足的知识面,起到了事半功倍的效果。