智能故障设置器在机床检修教学中的应用研究

摘要：智能故障设置器包括上位机软件、无线发射器、无线接收器、人机界面、继电器故障设置电路等，其特征在于上位机设置好对应的故障位置，通过无线电发送出去，接收器接收到信号，然后通过继电器电路断开机床线路上设置位置的电路线路，同时可以自动统计每台设备的故障排除的时间和得分;故障修复的方式只要输入对应的线号即可，大大提高了安全性;通过引入智能故障设置器，可以大大提高教学信息化程度，也是未来机床检修课程的一个重要研究方向。

关键词：智能故障设置器;上位机软件;人机界面;故障修复的方式;无线接收器

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）09-0137-01

1 研究意义与背景

在中职模拟机床线路维修课程中，我们使用模拟机床线路进行故障排除，一般的做法都是手动设置故障，然后让学生去分析和查找故障，然后老师根据学生分析的情况进行打分，这个是比较传统的机床线路维修方法。有以下缺点和不足：一是设置故障比较麻烦，设备有个故障箱，故障箱使用钥匙开启，然后老师在故障箱中操作开关来设置对应的故障，设置完毕把门锁好，最后让学生去查找故障，整个操作比较麻烦，同时老师自己本人也容易忘记故障点设置位置，如果需要查找则必须用钥匙开箱查看，带来诸多麻烦，如果设备比较多，那么设置故障比较慢，浪费比较多的时间。二是统计成绩比较麻烦，学生在故障排除的过程根据用时多少，故障答对多少无法进行自动统计分数和排名，需要老师去验证和单个学生进行排故计时。三是操作安全存在隐患，学生在排故的过程中，如果找出了这个故障需要恢复，可以用导线直接连接恢复或者叫老师打开故障箱开关拨回进行恢复，这个操作过程给学生带来了一定的安全隐患。

本课题可以解决传统机床线路故障分析的几个缺陷：一是通过电脑上位机可以无线发射故障信号给每台机床，不要人工进行每台设备故障设置，大大提高了效率;二是学生找故障后可以通过人机画面进行输入故障编号，如果输入故障编号正确，故障设置器可以自动恢复机床故障，这样可以降低学生操作机床中为了恢复故障而带来的安全隐患;三是上位机根据学生故障分析的情况，可以自动统计时间和分数，提高了教学过程中的评价效率，给老师提供了很多便利和提高工作效率。

2 课题研究的内容

本课题主要是针对传统机床线路故障设置器的功能有缺陷而进行，主要创新点以下几个功能，通过这些创新功能来提高教学的效率。

（1）故障设置灵活：可以同时对全部机床进行统一设置故障，也可以单独针对某个机床进行，故障设置非常灵活和方便，可以设置多个或者单个故障。通过引入这项技术，我们可以对学生按照能力的水平高低进行分组，设置难易程度不同的故障进行分析和排除，有助于进行分层次教学。

（2）可设置完成时间和分值：可以设置故障排除完成的时间和正确完成每个故障的分值，也可以设置故障查找错误扣分的分值，上位机如果时间到自动结束排故训练，自动统计该次故障排故的成绩。引入该项技术可以对学生在机床检修过程中完成的时间和成绩进行自动统计，针对每个不同的学生做出科学的个性化的评价，大大地提高课堂的有效性。

（3）故障恢复便捷：当找出故障，在人机交互画面中输入你的故障点位置，故障设置器会将故障自动恢复到正常现象，可以降低人工进行故障修复带来的安全隐患。引入这项技术可以增进教师和学生之间的有效互动，让学生在安全的环境下多尝试故障修复的过程。

3 课题研究的过程和原理

本课题研究经历了以下几个工作过程：一是搜集相关的资料，了解电子钟的相关种类，找出目前市场上电子钟的优势和不足;二是根据调查结果，确立项目的创新功能点;三是开始设计思路的构想;四是根据实际的设计思路进行作品的制作;五是资料的归档整理和完善。项目设计从立项和完成项目大概安排如下：3月份完成立项工作，搜集相关资料，确定项目;4月份整理电路和资料，根据项目要求和功能，确定一套可行方案;5月电路设计完成，论文开始编写;6月份整体项目完成，论文定稿;6月底论文答辩。

智能故障设置器的工作原理（机床故障设置器如何工作）：本作品包括上位机软件、无线发射器、无线接收器、人机界面、继电器故障设置电路等，其特征在于上位机设置好对应的故障位置，通过无线电发送出去，接收器接收到信号，然后通过继电器电路断开机床线路上设置位置的电路线路。继电器故障设置原理：利用继电器的触点，将需要设置故障的线路进行断开或者闭合。例如当设置1号故障时，上位机设置故障1然后将故障信息发送给继电器电路，那么1号继电器断电，1号继电器的常开触点断开，那么机床线路中1号故障处的电路就断开了。

参考文献：

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[3]孙育才《ATMEL新型AT89S52单片机及应用》清华大学出版社，2005年1月出版第1版

[4]宋海军.信息化+与工学一体在电子实训教學中应用研究.[M]，年轻人教育，2019（12）