基于YL-558的数控机床故障诊断与维修课程教学研究和实践

贾相武

(浙江交通职业技术学院,杭州 311112)

0 引 言

数控机床故障诊断与维修是一门实践性很强的课程,它包含微机控制技术、软件技术、机械加工技术、液压气动技术、传感器检测技术、网络通信技术等综合知识[1]。教学内容不仅包含维修理论知识,还包括维修实训环节。这门课程存在着一系列诸如任课教师知识结构偏重于机械、理论教学与实际脱节、教学缺乏目的性和针对性、课堂教学手段单一等问题,严重影响了该课程的教学效果[2]。国内许多高职院校对该课程的项目化改革进行了大量研究,并取得了很好的效果,但该课程项目化改革还存在很多问题,需要做进一步的研究。

1 课程现状

由于受到实训条件和师资的限制,本院该课程以前的授课情况是分两部分进行。在具备PLC知识的基础上,首先进行48课时的数控机床故障维修及相关理论知识学习,然后进行32课时的单列实训教学,教学效果很不理想。

我们刚建成数控维修理实一体化实训室,面积200多平方,拥有亚龙YL-558型0i mate TD数控维修实训设备10台套。本研究就是结合亚龙YL-558型0i mate TD数控维修实训设备,研究和实践以职业能力培养为目标的基于工作过程,以任务引领的数控机床维修项目式教学,解决以往教学中存在的问题,提高课堂教学质量。

2 改革课程体系

以市场需求为导向,整合典型工作任务使其成为学习性工作任务;确定学习领域内容,构建适合高职学生的课程体系。以YL-558型0i mate TD数控维修实训设备为载体,工作过程为导向,将课程内容进行整合,设计项目;改革教学组织模式、考核方式。

2.1 分析职业工作岗位

通过企业调研获悉,随着数控机床数量的日益增加,机床维修和维护人员的市场需求越来越大,懂操作又懂维修和维护的人也越来越受市场的欢迎[3]。目前学生在数控技术领域从事的工作岗位主要是数控机床装调工、数控机床维修工、数控机床售后服务与管理员等,以后的发展方向就是数控设备维修工程师。

2.2 课程改革思路

本课程是根据数控机床维修工的工作任务领域而设置的,包含了数控机床的结构、数控系统的相关技能、数控机床电气部分连接、机床的调试、数控机床的故障诊断等典型工作任务;涉及了机械传动、电气控制、PMC控制技术、传感检测技术等专业知识[4]。通过企业调研和交流学习,会同有关专家与本院专业教师共同反复研讨,结合专业教学经验与专业工作过程特点,对学生的就业岗位进行任务与职业能力分析,以实际工作过程为导向,以数控机床的机械结构、数控系统、安装调试、故障诊断过程涉及到的专业知识学习领域为课程主线,以数控机床装调工所需要的岗位职业能力为依据,根据学生的认知与技能特点,采用循序渐进与典型案例相结合的方式来展现教学内容,通过学习领域、知识点、技能点、典型案例分析与讲解等工作项目来组织教学,培养学生初步具备实际工作过程的专业技能。

3 课程项目设计

3.1 提炼典型工作任务

对职业行动中的具体工作领域进行分析,提炼出典型工作任务,任务要能反映该职业典型的工作内容和方式。典型工作任务体现了对象、手段、方法、组织、产品、环境六个工作过程要素[5]。

3.2 课程目标设计

通过本课程学习,使学生初步掌握有关数控机床机械组成结构,了解数控系统,尤其是FANUC系统的参数和自诊断功能,并能判别机床的常见故障,了解数控机床故障诊断与维修的方法,成为具有诊断能力与维修能力的技术人才。同时使学生具备动手、分析解决问题和创新能力;与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。

3.3 课程内容设计

为了突出对学生职业能力的训练,紧紧围绕完成工作任务的需要选取理论知识。要为学生设计接近真实的工作项目或任务,而且学习性工作项目或任务的设计也应符合学生能力形成的规律:即由简单到复杂,由单一到综合,由低级到高级,形成能力递进提高的序列。

本课程以数控装调工典型工作任务、数维大赛的项目为引领,以亚龙YL-558型0i mate TD数控维修实训设备为载体,将数控机床电气控制系统、PMC、电路设计、部件安装、调试等内容以真实工作任务及其工作过程为依据进行整合,设计了10个不同的项目,每个项目可分若干个由简单到复杂的基于工作过程的任务对学生进行训练。项目设计如表1所示。

表1 实训项目和任务

4 教学实施过程

4.1 教学方法

采用六步教学法,以学生为主体,通过教师的引导完成技能知识的学习如图1所示。结合本学院的实际情况开发出适合本学院数控技术专业 “数控机床故障诊断与维修”课程教学模式的 “六步教学法”。实施过程中,根据项目内容和任务需要,增加小组讨论法、场景模拟法进行教学。根据设备台套数,将学生分组,由实际工程项目引出任务,在老师的指导下应用前面学过的知识,通过任务完成过程 (资讯、计划、决策、实施、检查、评价)训练,从而引导学生得到清晰的工作思路、工作方法、团队协作和知识的体系,在完成 “任务”和“项目”的过程中,培养分析问题、解决问题的能力[6]。

下面以数控系统数据的备份与恢复的任务为例,具体介绍六步教学法的应用。

4.2 教学背景

教学目的:掌握数控系统数据备份与恢复的方法和过程;了解各种方法的操作过程,适合的数据种类、应用的场合、各自的优缺点;培养数控系统参数操作的基本能力。本章节完成时间为5学时,学生人数为45人,分10组,每组进行数控系统数据的备份及恢复。

学生已经掌握的知识:数控机床的结构和控制原理;数控机床的控制面板操作;数控系统参数设置。

准备的文件:单元学习资料、任务书、学生工作计划表、项目检查评价表。

参考资料:学习指导书、FANUC 0i-TD参数说明书。

图1 六步教学法

4.3 项目任务实施

依据六步教学法,对教学内容、教学方法、教学手段、学生的活动安排及时间分配进行设计。具体如表2所示。

表2 数控系统数据备份与恢复六步教学法

步骤 教学内容 教学方法 学生活动 时间分配 备注实施-3备份结束后想查看存储卡里的内容,但是看不到。原因分析:(1)查看方法不对;(2)路径选择错误;(3)参数没有设置启发学生思考,帮助学生分析学生分组讨论、操作 10分钟课件、板书、填写工作计划表实施-4备份梯形图和参数等数据(1)所选用的方法;(2)前提条件;(3)备份步骤个别指导 学生分组实施任务 70分钟检查 通过查看存储卡的文件内容判断操作是否正确 学生自查教师检查 20分钟评价总结评价任务完成情况,总结任务实施方案、实施过程。补充讲解学生在实施任务中集中出现的问题 教师讲授 记录、讨论,总结 10分钟 板书考核 逐个过关,考核计入期末成绩 45分钟

4.4 结 论

数控系统数据的备份及恢复任务难度适中,可以在5个课时内完成。在任务实施的过程中养成良好的习惯,注重安全操作,完成任务后对实训设备进行整理。通过考核,学生掌握情况良好。

5 结 语

次课进行,在教学中,每个任务都要进行小结,每个项目都要进行综合评价。

本院 “数控机床故障诊断与维修”课程经过改革后,采用 “六步教学法”理实一体化教学,大大提升了学生的学习兴趣以及学生的参与主动性、积极性,教学效果良好。随着教师教学技能的提高,将不断优化课程项目,不断完善 “六步教学法”教学,以提高教学水平和教学质量。

如果项目课时较多,则需细化成多个任务,多

[1]甄久军.基于项目化教学的《数控机床故障诊断与维修》课程改革与实践[J].职业技术教育,2010,3l(8):26-28.

[2]李虹.谈基于工作过程的数控机床维修课程改革[J].辽宁高职学报,2011,13(5):59-60.

[3]陈志平,杨金鹏.“数控系统装调与维护”教学情境设计——应用六步教学法[J].人力资源管理:学术版,2010,(7):250-251.

[4]甄久军,杨红科.高职数控机床故障诊断与维修课程建设初探[J].中国教育技术装备,2010,(15):26-27.

[5]袁晓林.高职院校《数控机床故障诊断与维修》教学改革[J].职业技术教育,2007,(11):34,45.

[6]闫存富,张发厅,吴雁平.数控机床故障诊断与维修课程教学改革[J].中国冶金教育,2011,(4):22-23.