数控故障实训总结范文

导语：如何才能写好一篇数控故障实训总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：数控机床；故障诊断；维修；教学方法

Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance

Guan Wei

Dalian vocational technology college， Dalian， 116033， China

Abstract： By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches， the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.

Key words： NC machine tool； fault diagnosis； maintenance； teaching method

近年来，随着我国数控技术的普及和数控设备的大量应用，大多数高职院校在数控技术专业或机电专业都开设了数控机床故障诊断与维修课程，在本课程教学中主要面临的困难有如下两方面：（1）课程教学中涉及的知识较多，如机械结构、电气控制、液压与气动、数控编程与工艺等，而高职学生底子薄，课程教学安排时间又有限，学习会有一定的难度。（2）数控机床维修要求学生有较强的故障判断分析能力和实际动手能力，在传统的教学模式下很难培养出来。因此如何保证数控机床故障诊断与维修课程内容的实用性、实效性？如何引导学生掌握该课程学习方法，提高技能？在有限的时间和空间内如何提高课堂教学效率？如何进行理论与实际相结合？如何加强现场管理，提高学生的综合素质？笔者针对以上几个问题在教学中进行了一些有效的探索。

1 教学内容选取

作为教师，只有了解现场维修人员的工作，才能知道我们教学中的重点是什么。20世纪七八十年代的数控维修人员要对模拟电路、数字电路有较深刻的理解，他们通过电烙铁、万用表、示波器修理损坏的电路板。但今天的数控技术紧随IT技术发展，电路板已被专用的大规模集成电路所取代，数据传送也由“并行传送”为主改为“串行传送”为主，目前示波器、万用表仅作为一些并行信号或静态信号的检测工具，对于CNC本身和数字伺服部分维修帮助非常有限。可以这样认为，今后现场维修人员能够处理的硬件将越来越少，取而代之的是借助各类软件及相关技术资料（厂家和数控系统提供），及时准确判断故障类型，确定维修方法。为了达到上述要求，必须建立“理”“实”一体化教学体系，在教学内容设计上应注重数控机床结构和数控系统的多样性，课堂上注重培养学生的自主学习能力，使学生能够触类旁通，由于新技术、新工艺、新产品的不断应用，要有一定的学习能力，跟上现代数控机床的发展。为了体现这一思路，可以将数控机床故障诊断与维修课程的教学内容体系设计如下：

（1）注重3个层面训练：即学生阅读电气图纸的训练；查阅相关维修资料的训练；故障检测与排除的训练。（2）6个教学内容模块：即数控机床低压电器部分的故障分析；数控系统的硬件装接；数控机床机械拆装及故障；可编控制器的应用；数控机床机电联调；数控机床常见故障排除。

通过上述教学内容的安排，使学生掌握数控机床维修的基本技能和方法。

2 做好相关知识拓展的教学

笔者总结自己多年数控机床调试维修的经验，认为要想快速准确地判断故障，适应数控技术的发展，必须拓展相关知识，加强理论基础。如本课程所需的一些专业基础知识包含在计算机原理、电子技术、电气控制与PLC、数控原理、液压原理、数控机床结构等课程中。学生如果在学习数控机床维修之前，对上述相关专业知识缺乏了解或者遗忘，在上课时会感到很吃力，听不懂，更谈不上有自己对故障现象的分析理解，在实践中无从下手，逐渐丧失对课程的学习兴趣，缺乏专业知识，也不利于学生今后的职业发展。对于这种情况，教师在典型故障分析过程中，对所涉及的有关专业知识，要进行适当的补充和拓展，使学生能够理论联系实际，掌握所学内容，拓宽维修思路。如在讲解数控机床回参考点故障时，就必须增加数控原理中光电编码器的知识点，这样学生才能理解回参考点工作原理。而讲解电动刀架常见故障分析时，需补充霍尔开关的相关知识，学生才能理解刀架转不停的故障检测方法。有理论做基础，能收到事半功倍的效果，数控机床故障才能快速准确地定位，增加学生学习该课程的自信心和兴趣。在数控故障中，往往是同一现象，原因却很多，没有理论作基础，光靠经验是不行的，这也是目前部分企业在岗电工，至今仍无法承担数控维修的原因。

3 教学中合理安排实践教学

由于数控机床采用的数控系统专业性非常强，不同品牌数控系统，其结构、诊断方法、参数设置差异非常大，作为职业技术教育，数控维修授课及实训设备应该有针对性，由于各种原因，大部分学校实训设备不能完全跟上数控系统的更新，因此很难培养走出校门就基本满足企业需要的数控维修调试人员，在教学环节中必须注重加强学生实践环节的培养，可以采用如下方式：数控维修仿真─数控系统连接调试─数控机床整机故障维修。

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关键词：数控车床；故障诊断；主轴传动；变速

数控机床综合应用了计算机、自动控制、精密测量、现代机械制造和数据通信等多种技术，是机械加工领域中典型的机电一体化设备。我院建设有数控加工专业国家级高技能人才实训基地，其中数控车床是重要的实训设备。在实训过程中发现CKA6150数控车床，出现部分主轴转速无法实现等情况，并且系统无报警，排除了人为等因素后，故障依然存在。本文以此数控车床的故障及排除实例进行分析。

一、CKA6150数控车床概述

CKA6150数控车床是大连机床集团有限责任公司开发的经济型数控车床，采用平床身，具有良好的经济型和实用性。选用FANUC 0i-MATE TB操作系统，可对工件进行多次重复循环加工。该机床为万能型通用产品，特别适合于军工、汽车、拖拉机、冶金等行业的机械加工。主要承担各种轴类及盘类零件的半精加工及精加工。可加工内、外圆柱面、锥面、车削螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体。

二、故障现象与剖析

故障现象：主轴变速时，S1、S3、S5、S7、S9、S11转速正常，S2、S4、S6、S8、S10、S12无法实现。

数控机床的故障按有无自诊断显示可分为有报警显示故障和无报警显示故障，以上故障现象属无报警显示故障。无报警显示故障往往表现为指令正常，而执行时却不能动作，手动操作也无法执行动作，因此这类故障的排除相对于有诊断显示故障的排除难度更大。根据故障现象去确定最终故障点时，先后做了以下几方面的推断，即：

（一）查找系统的故障

数控机床的主传动系统是数控机床的重要组成部分，主要包括主轴箱、主轴头、主轴本体、主轴轴承等，是机床的关键部件。主轴部件是机床的重要执行元件之一，它的结构尺寸、形状、精度及材料等，对机床的使用性能都有很大的影响，特别是影响机床的加工精度。

主轴变速的方式有无级变速、分段无级变速、分段变速等。无级变速数控机床直接采用直流或交流伺服电动机实现主轴无级变速。分段无级变速数控机床在交流或直流伺服电动机无级变速的基础上配以齿轮等其他机构，使之成为分段无级变速，常见的有：带有变速齿轮的主传动、通过带传动的主传动、用两个电动机分别驱动主轴、内装电动机主轴。

该机床主传动采用双速电机+电磁离合器，可实现手动三档，档内自动变速。M03、M04启动主轴（正转或反转），M05停止。主轴分为手动高、中、低三档，当手动变速杆在相应三档位置时，主轴才能正（反）转，相应S代码才能有效。

（二）故障的判断

根据机床主轴变速的故障现象，依据该机床的变速原理可做以下分析：因主轴转速S1、S3可正常实现，则系统参数设置无误，低速挡可正常实现，同理根据S5、S7、S9、S11转速正常，则中速挡、高速挡均设置正确。S1、S5、S9转速正常，则电机可以正常实现接法，该功能正常；S3、S7、S11转速正常，则电机可以正常实现YY接法，该功能正常。S1、S3、S5、S7、S9、S11转速正常，则电磁离合器线圈YC1正常工作，S2、S4、S6、S8、S10、S12无法实现，应与电磁离合器线圈YC2的工作有关，可能是中间继电器KA9出现故障，也可能是电磁离合器线圈YC2故障。

三、故障排除

经过以上的推断，还需要进一步排除故障。首先要排除是否为中间继电器KA9损坏。经检测，系统输出Y2.7信号正常，KA9动作正常。

其次检查电磁离合器线圈YC2。经检查控制信号可正常传送到线圈YC2，但电磁离合器无动作，因此可以断定是电磁离合器损坏。更换新的电磁离合器，故障最终得以排除。

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关键词： 软限位超程；故障分析；故障排除

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0310141－01

0 引言

经济性数控机床是采用由单片机和步进电机组成的数控系统的机床，由于其价格低，适应性好，常应用于教学和普通机床的数控改造。但在其使用过程中不可避免的存在一些故障，其中我校教学中使用的JD-6140经济性数控机床在教学及实训加工过程中，又以软限位超程的问题较为常见。下面主要就其软限位超程的故障谈一谈其分析和排除的方法。

为了保障数控机床的安全运行，机床的直线轴通常都设置软限位（参数设定限位）和硬限位（行程开关限位）两道保护“防线”。坐标轴通常发生“限位报警”，这一故障时机床常见故障之一。因此，数控机床上都具备超程检测及报警装置，它是数控机床上为了保证加工安全的必备装置。无论哪一种类型的检测装置，要使其正常工作，均涉及到机械、电气、控制系统等多方面的稳定、可靠工作。一旦出现超程报警，则可能是机械方面的原因，也可能是电气、检测方面的原因。因此，应仔细检查机床，根据不同的故障现象，迅速准确确定故障点，方能及时解除。

当进给运动超过由软件设定的软限位或有限位开关设定的硬限位时，就会发生超程报警，一般会在CRT上显示报警内容。对于经济性数控机床，出现急停报警的原因一般为两个：因安全问题，人为按压“急停”按钮；超程引起的急停。对于半闭环或闭环数控机床，产生急停报警的原因还有其它因素，如伺服驱动系统出现故障产生的飞车急停等。这里主要讨论经济性数控机床的急停报警处理，可按下述进行。

1）因安全原因，人为按压“急停”按钮后，要解除急停报警，则要顺着“急停”按钮箭头指示的方向转抬，即可解除。

2）超程引起的急停，一般有急停报警显示在CRT上，且“超程”指示灯亮，为进给轴超程引起。超程有两种：一种是硬超程，另一种是软超程。

对于硬超程，则表示行程开关碰到了超程位置处的行程挡块。解除硬超程，需在点动工作方式下，按住“超程解除”键不放，再按超程的反方向进给键，使工作台（铣床）或刀架（车床）向超程的反方向移动，直至“超程”指示灯灭为止。

对于软超程，是指进给轴实际位置超出了机床参数中设定的进给轴极限位置。现在数控机床的结构、尺寸、系统等种类繁多，限位装置的结构、尺寸、元器件类型也是多种多样，但出现软超程故障的原因大多相近，也可以参照此法进行分析和排除。

例1：JD-6140型经济性数控机床Z轴联轴节脱落导致发生软限位超程报警。

我校学生实训加工过程中，JD-6140型经济性数控机床出现Z轴正向软限位超程报警报警，但是机床实际并不处在超程位置。

例2：由于编码器的内部有油污，没有及时清理更换，导致机床在冷开起得状态下，编码器的灵敏度不够，出现错误超程报警。

JD-6140型经济性数控机床每天早上开机后，FANUC 0M系统的Y轴回零总是超程报警，修改软限位到9999999后再回零，机床恢复正常。再把软限位改回500，每天都是必须如此重复，方能正常开机工作。

1 故障分析

对于数控机床出现软超程报警一般要从以下两种情况进行分析：1）机床已正常完成返回参考点动作，机床在加工或移动时坐标位置确实超出预先设定的极限值。这时需要向和超程反方向移动机床至限位值内即可解除报警；还有一些机床当发生该报警时切断伺服导致急停，就需要将超程坐标的软限位极限的设定值适当放大来解除报警后再反方向移动机床至正常位置。2）发生报警的坐标轴并未处于超程位置，这时有两种情况：机床未完成返回参考点动作或由于其他原因导致机床未正确完成返回参考点动作（这时虽然机床已经显示回零但位置并不正确）而导致发生超程报警。第一种情况下通常会伴随返回参考点失败报警提示。这时首先要通过参数将出现报警的坐标软限位值放大至无穷大（通常设定为999999999）后完成返回参考点动作使机床正确建立坐标原点后报警就可解除。而对于第二种情况就要检查零点检测挡块是否存在松动导致位置窜动或回零开关信号受到干扰发生误动作使得机床回零时发生错误，建立了不正确的坐标原点。或者是编码器的内部有油污，没有及时清理更换，导致机床在冷开起得状态下，编码器的灵敏度不够，出现错误超程报警。

2 故障排除

该机床发生软限位超程报警时会切断整个伺服，所以首先要将软限位设定极限参数值放大至无穷大后反向移动机床来确保机床Z轴所处位置在正常加工范围内。当确认机床Z轴所处位置后恢复限位参数时发现机床仍旧报警。这种情况下应该考虑是由于机床在上次断电时错误建立了坐标原点，机床坐标记忆位置超出导致报警。重新放大参数后来完成机床返回床参考点动作，这时发现机床操作面板上显示数值发生变化而机床Z轴实际位置并未发生改变，无法完成回零动作。该机床系半闭环控制系统，采用电机同轴的脉冲编码器作为位置检测。出现这种情况而机床却未发生位置超差报警说明机床伺服及驱动电机正常，而机械传动部分没有动作，应当是电机与丝杠连接处脱开，判断联轴节存在问题。检查电机与丝杠的连接发现果然是联轴节损坏，更换联轴节后再次回零后恢复限位参数后机床交付。

需要注意的是对于早期的数控系统如FANUC 7M，由于机床软限位参数只有6位，即使将其设定为999999仍旧不能超过机床发生超程时的记忆位置而导致不能解除报警。这时可在开机时按住CANCER和P键，首先解除超程报警后建立正确参考点。

还有一种解除软超程的常用方法，从数控系统基本功能菜单开始，按F3（参数）F3（输入权限）选“数控厂家”菜单项输入密码“×××”（为数控厂家给定用户的密码）F1（参数索引）轴*（*为软超程的轴序号，如“1”、“2”或“3”） *向软极限位置（*为软超程的正极限位置或负极限位置方向，如“+x”、或“-x”等）输入值×1000（输入值的绝对值比原来值要小）按两次F10，选“保存退出”菜单项Alt-X（退出数控系统）E，回车（从内存中退出）n，回车（重新启动数控系统），即可解除软超程。

软限位报警虽然是比较简单的一类报警，但在处理报警时要有的放矢，特别是采用FANUC数控系统的机床，排故时要清楚系统能采用何种回零方式，同时要放宽排故思路。

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【关键词】双主体；厂中校；校中厂；实训基地

数控设备在工业现场应用多年，数控设备应用与维护人才逐步成为紧缺人才，数控设备应用与维护专业已经成为各高职院校重点建设专业。2011年我院批准为国家骨干高职院校建设单位，数控设备应用与维护专业建设是项目之一。

项目建设总目标是针对天津及滨海新区对数控设备应用与维护专业领域人才需求，在与大连机床集团开展全方位、深层次的合作下，深化“双主体工学交替”的校企共同育人的人才培养模式和“企业主导，课证融通”的专业课程体系；建设集教学实训、企业培训、产品展示、技术服务为一体的厂中校，校中厂的校内外实训基地；通过实施教师企业实践、校企互聘，打造专兼结合的市级水平专业教学团队；依据机床行业标准和规范对人才培养过程、教学质量进行监控和考核，确保人才培养质量。培养“能够做、踏实做、做得好” 高端技能型专门人才。通过三年建设，与机床企业“共同投入，共同建设，共同管理，共同发展”，探索构建校企“双主体”育人的运行机制，将数控设备应用与维护专业建成在全国同类专业中起骨干、带动作用的国内一流专业。

建设方案中实训基地建设是重点之一，目前本专业拥有生产性的校内实训基地，本专业校内实训基地承担数控设备维修实训。现有高速高精密加工中心1台、数控车床9台、四轴加工中心1台、数控维修实验台6台。其中用专利项目产品充实实验室，为数控设备应用与维护专业发展起着重要作用。

学院拥有生产经营、实训教学、技术培训为一体的天津轻模工贸有限公司，该公司不仅承担着本专业的数控加工实训、数控机床故障诊断与维修实训、数控机床拆装、毕业实践等教学环节，同时进行数控机床操作工、特种加工、数控机床调整工的技能鉴定工作，还可面向企业进行在职员工的培训，承揽对外加工的生产任务，并把对外加工与学生实训相结合，满足教育教学需要。

本次建设项目要进行“双主体”实验实训基地建设，学院与大连机床集团有限责任公司合作，在学院内建设“大连机床集团天津服务示范中心”成为“校中厂”， 其功能集数控机床整机展示、装配、调试、维修、营销、人才培养、培训、技术攻关、课程开发、教材开发、售后服务于一体。

在大连机床集团有限责任公司的天津厂内，建设“大连机床天津研发制造基地培训中心”成为“厂中校”，实施企业人员培训、学院在校生的培训，使其成为服务于机床研发、制造、销售、维修人员上岗、继续教育、技能培训的“校企‘双主体’育人”的示范基地。

1.“校中厂”实训基地建设

学院与大连机床集团合作，在学院内共同建设“大连机床集团天津服务示范中心”成为“校中厂”， 实现工厂融于学院。包含数控机床产品展示中心、大连机床备品备件中心、数控机床售后服务中心、校内一体化实训中心、数控系统应用中心。其中在校内一体化实训中心里，新建1个、完善3个一体化实训室。校企共同制定并实施“天津服务示范中心”的校中厂运行管理制度，确定领导小组例会制度、校企人员互聘与考核管理规定、学生厂校实训管理办法、实训设备的配备与管理、企业用户培训管理规范、备件管理使用规定等等。形成专任教师主动为企业服务、兼职教师积极参与教学与教改，校企深度融合的“校中厂”的高效运行新机制。

（1）数控机床产品展示中心

本中心为学院与大连机床集团有限责任公司共同建设，由学院提供场地，展示校企合作育人模式和大连机床的数控机床整机产品。其主要社会功能是展示“双主体工学交替”的校企共同育人的人才培养模式；展示大连机床的数控产品、企业文化；及时展示数控机床新产品、新技术、新工艺及在工业生产中的发展趋势。本中心同时也是教学的一个主要环节，承担专业教育、认识实习、学习企业文化等教学任务。本中心既是展示职业教育改革成果的窗口，也是展示企业文化和新产品新技术的窗口。

（2）大连机床备品备件中心

本中心是大连机床集团有限责任公司华北地区备品备件中心，提供华北地区售后服务备件支持。本中心是大连机床华北区技术服务的不可或缺的环节，是企业运营的重要组成部分。本中心还是教学中认识数控机床零部件的主要实训场所，数控机床故障诊断与维修等专业课中认识、测量数控机床零部件良好性的教学内容在本中心进行。人才培养过程中对企业文化和企业运行模式的教育部分内容在本中心进行，对学生了解职业环境，直接就业有着重要意义。

（3）数控机床售后服务中心

本中心是大连机床集团有限责任公司华北地区售后服务中心，承担华北地区售后服务技术支持，是大连机床在天津地区重要部门。本专业教师在中心任主要技术职务，承担安装、调试工作；承担大连机床集团天津地区售后技术服务工作。同时收集数控机床故障诊断维修工作案例，作为教师进行教学和课程资源建设的素材；也为保障天津地区企业的设备利用率，提供高层次技术服务。学生在本中心完成现场调试验收部分教学，加快学生的职业化进程。

（4）数控系统应用中心

本中心是数控系统应用技术（系统连接，调试，维修及维护）的综合实习和实训平台，主要进行本专业学生的培养及教学新模式探索；本专业教学资源建设及研讨；本专业师资培训，以及数控技能鉴定培训；用户技术交流及论坛；企业员工培训，企业技术服务；行业调研，岗位需求分析，与本地区企业开展人才培养合作等。

（5）校内一体化实训中心

在原有三个实训室基础上，购置新设备加强校内生产性实训，强化与企业和市场更紧密地联系，使校内生产性实训与校外顶岗实习有机衔接与融通，使校内生产性实习实训占校内实践教学环节的比例超过70%，提高校内实训基地开放和使用效率。校内一体化实训中心建设见表1。

为保证本专业工学结合人才培养方案的顺利实施，促进学生专业技能的培养，加强对校内共享型生产性实训基地的建设与完善，充分考虑资源的合理利用与配置，促进数控设备应用与维护技术专业及专业群的协调发展，依托大连机床集团天津服务示范中心，融专业教学、培训、技能鉴定和技术服务为一体。直接为数控设备应用与维护专业的工学结合人才培养模式服务，实现学生对专业由陌生到熟悉、专业知识由单一到综合、专业能力由初级到高级的培养过程。

2.校外实训基地与内涵建设

在大连机床集团有限责任公司的天津组装厂内，建设“大连机床天津研发制造基地培训中心”成为“厂中校”，在“厂中校”内，完成数控设备装调岗前技能训练。学生在企业环境中，按照企业操作规范，自然地融入了企业文化、职业氛围，职业素养和职业技能大幅提升。

同时在“厂中校”中进行新产品的研发、制造、销售、维修人员上岗、继续教育、企业人员和学院在校生的技能培训，使“厂中校”成为“校企‘双主体’育人”的示范基地。

此外，数控设备应用与维护专业一直在努力建设校内外实践教学基地，实践教学条件已得到较大的改善，但数控设备应用与维护专业发展起点高、技术含量高、发展时间短。因此，为保证本专业工学结合人才培养方案的顺利建立与实施，必须大力发掘和利用社会资源，积极参加行业协会活动，为企业提供培训和技术服务，加强和机床企业的联系和技术合作，在原有4个基础上，再建天津中际装备制造有限公司等4个校外实习基地，以保证实现学生半年以上顶岗实习的顺利实施。校外主要实训基地见表2所示。

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关键词：行动导向教学法；数控机床故障维修；综合能力；学习情境

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）09-0076-02

《数控机床故障维修》课程是以培养具有独立排除数控机床运行故障能力的人才为目标，为满足数控机床制造和使用行业对数控机床安装调试维修岗位的工作需求而设置的一门数控设备应用与维护专业的核心课程。该课程围绕数控机床实际运行故障的诊断与排除工作，培养学生依据工作任务单，运用常用数控设备维修工具，借助机床安装与调试说明书、参数设置表及故障报警信号等，提出故障排除思路，经济快速地确定故障部位，掌握简单典型故障的排除方法，按照标准规范进行数控机床的故障诊断工作，并对已完成的工作进行记录存档，自觉安全作业及“5S”的工作能力。该课程具有很强的实践性，若采用传统的“粉笔+黑板”的教学模式和单一的理论考核方法，学生被动地接受、记忆、再现，将可能产生“教师累，学生睡”的结果，无法满足高职教育培养面向生产、建设、管理、服务第一线工作需要的高技能人才的培养目标。针对这种状况，笔者做了一些探索。

行动导向教学的内涵

行动导向教学源自德国，是在德国“双元制”职业教育改革中产生和发展起来的。德国的实践证明，行动导向教学有助于调动学生学习的自主性、积极性，变被动接受为主动探索，有助于培养学生的专业能力、方法能力、社会能力、创新能力等，使学生更有效地形成必要的职业能力。由于行动导向教学法对于培养学生具有十分重要的作用。因此，该教学法被誉为德国职业教育的“锐利工具”。在德国，运用行动导向教学法已经产生了良好的教学效果，很多国家都在效仿德国的做法。要发挥行动导向教学在职业教育中的优势。笔者认为，首先，要更新传统的教学观、知识观、学习观、评价观等，要变“知识本位”为“能力本位”，要重视“教学做”合一，要强调“为行动而学习”和“通过行动学习”，要以职业活动为导向，提高学生综合能力，要培养学生“学会求知，学会做事，学会共处，学会生存，学会学习”。其次，实施行动导向教学不仅要重视教学理念的应用，也要重视具体教学方法的应用。

行动导向教学的应用

（一）合理设计学习情境

在行动导向教学中应强调学习情境的设计，要求建构合理、科学的学习情境，让学习者在其中进行自由探索和自主学习。

《数控机床故障维修》课程学习情境的设计有以下原则：

1.贴合数控机床维修工作的实际情况，围绕解决数控机床实际故障、调节常用数控参数设计学习情境。

2.主要按照机床工作过程设计学习情境。按照实际操作机床的工作过程，从机床上电到启动数控系统、主轴系统、进给系统到最后零件加工，针对每一步工作过程中可能出现的故障，选取有代表性的故障现象为教学载体，完成学习情境的设计。

3.兼顾机床参数的设置和调节工作设计学习情境。在学习情境的设计中也要考虑到在数控维修过程中还要涉及数控系统参数的设置和调节，所以，应专门设计数控系统参数调节的学习情境。

4.按照循序渐进的原则设计学习情境。将数控机床的多发故障进行归类，构建典型学习情境，将每个情境作为大类，以小的故障现象作为该学习情境的载体，对小的故障现象进行知识引入、故障排除，突出故障排除由简单到复杂，由单一到复合的循序渐进的过程，选取比较常用的、重要的参数设置作为学习情境，重视参数设置方法的培养。

5.每一个学习情境都应是一个完整的排故或参数修改的过程。按照以上原则，最终构建成8个典型的学习情境（如表1 所示），在学习情境中包括数控系统技术、伺服驱动技术、变频技术、PLC技术、传感检测技术、接口技术、数控编程技术等多种技术和多门学科的知识。

（二）研究教学方法、实施行动导向

行动导向教学法 在德国，行动导向教学模式的方法有一百多种，主要有项目教学法、引导教学法、案例教学法、实验法、角色扮演法、结构任务法、自由学习法、考察法、问卷调查法等，每种教学方法都有其适用范围，应用什么方法取决于课程的内容、实验实训设备和教师的课堂教学组织水平。各种教学方法无优劣之分，目的是培养不同专业、不同层次的学生。因此，德国职校教师行动导向教学模式的选择与运用不是机械的，而是根据实际情况对各种教学方法进行艺术的再创造。将行动导向教学法应用到《数控机床故障维修》课程中，不仅可以传授学生数控机床维修相关的专业知识，更能让学生在维修中锻炼计划能力、学习能力、实施能力、交往能力、协作能力、质疑能力、探索能力等。要想达到这些目标，需要将案例教学法、项目教学法、角色扮演法、“头脑风暴”法等多种具体的教学方法综合运用，形成一种最优的学习情境，以最适宜的方式促进学习者的发展。在《数控机床故障维修》教学中，对机床故障的原因进行分析时，就可采用“头脑风暴”法，引导学生自由发表意见，并对其意见的正确性或准确性暂不做任何评价，使其在最短的时间内获得最多的想法。具体的实施步骤：描述或模拟故障现象分组讨论故障可能的原因故障因果分析得出小组结论汇总讨论整理记录总结评价。在对故障描述时，可以采用角色扮演法，让学生扮演机床的操作者和维修者，亲身体验角色的心理、态度、情境等，从而使学生了解学习的要求。数控机床的故障形式很多，故障的种类也很多，采用案例的形式，可以在解决问题和决策的行为环境中更好地形成职业行为能力。

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关键词：高职院校；数控机床故障诊断与维修；课程改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2015）06-0061-05

2007年以来，重庆工业职业技术学院（以下简称我院）多次派教师赴德国考察学习，在借鉴德国基于工作过程的先进教育理念的基础上，积极推进以工作过程为导向、以培养职业能力为核心、以学生为主体和教师为主导的课程改革与实践，基本建成了具有“地方特色、校本特色”的基于工作过程的精品课程教学体系，培养了一大批能从事数控故障诊断与维修岗位的优秀毕业生，实现了学生与企业的“零距离”对接。

一、课程改革的必要性

高职教育的目标是培养技能型、应用型人才，突出适用性和针对性，重在培养实际应用和操作能力，“以服务为宗旨，以就业为导向”是其教育方针。本课程是专业培养的最后课程，前导课程比较多，具有实践性强、理论教学难度大、知识面涉及广、师资培养和设备投资多的特点，而且高职学生普遍存在理论知识基础薄弱，尤其电方面的知识对于机械学院的学生来说理解掌握难度较大。传统的课程标准是基于学科体系架构设计的，设置单独的实验实训环节，教师作为知识的垄断者和传播者以讲授为主，学生学习是集体化和被动的。这样，即使教师的水平再高，采用先进的教学手段如虚拟实验室、先进故障检测诊断设备和实验教学用数控系统平台等，也难以真正改变理论与实训教学相脱节的现状，难以充分发挥实训设备和校企合作的作用，常会造成学非所用、学非所需、边学边忘、知识与能力割裂的状况。另外，由于数控系统品牌多，技术发展迅速，不同数控系统机床在故障诊断与维修方面存在不小差异，传统教学体系一般只以一种数控系统为主进行教学设计，缺乏方法能力的培养，难以提高学生的创造性和独立解决问题的能力，造成学生的职业能力与企业岗位的需求脱节。

传统的课程标准已不能满足新形式下高职教育的发展需求，本课程就是在课程改革的大环境下，用基于工作过程系统化的方法设计课程标准体系，开发融合“教学做”为一体的任务驱动的行动导向课程。

二、基于工作过程的课程改革理论研究

“以工作过程为导向”的职业教育理论源自德国的“双元制”教育，其核心思想是从职业需要的角度出发，紧随岗位典型工作任务需求，开发工作过程系统化的课程体系，强调教学过程与工作过程的深度融合，以岗位涵盖的典型工作任务为载体，将理论实践学习过程、岗位工作过程和学生职业素养培养过程结合起来，打破理论课与实践课的界限，学生能够在逼真的企业环境中做到边学边用，体现工学结合的高职教育特征。课程改革含课程定位和目标、课程内容、教学模式和教学支持四方面的改革与实践，如图1所示。

改革思路如下：

由院系领导、专业教师和教育专家组成的专业团队与企业专家进行基于职业的深入分析，获取足够多的信息并提炼出专业的岗位群、能力群和一级典型任务群，建立校企合作下的课程体系群，并给出课程体系中各课程的性质、目标、地位和理念等，实现专业与行业之间的对接，落实专业的培养目标。

由教育、企业和实践方面专家进行基于工作过程的课程开发，经多维度的企业调研，对岗位群及其成长历程和发展方向进行研讨，对课程相关岗位工作过程、岗位需求和岗位技能等进行分析，结合国家职业标准，进行针对工作任务的行动领域分析，获取一系列二级典型工作任务；由教育和企业专家对工作任务进行归纳、整理和提炼，形成若干个内部各任务相互关联的任务集合；教师团队和企业人员进行学习领域的分析设计，也就是基于工作过程的课程开发，得到工学结合的教学内容。学习情境的载体可以是项目、任务、案例、产品和工艺等。情境及其内部各载体按由浅入深、由易到难的顺序安排，每个学习情境和情境下的各载体都有相应的能力目标。这一环节将实现课程与企业间对接，落实职业能力。

由教师团队和企业人员进行学习领域的分析设计和学习情境的设计开发，然后进行基于任务的以行动为导向的课程实施和推动改革，课程实施中要进行教学条件和教学模式开发、改进和革新，要对重要资料和经验等进行保存，并向专业委员会和课程负责人等及时反馈相关信息用于课程调整或进一步改革。这一环节主要实现理论和实践的融合与执行，落实培养。

学习情境的开发包括5个方面，教学组织有个别教学、分组教学、开放教学、协作教学和设计教学等形式，教学组织的具体实施体现在学习活动设计上，应具有多样性。课时安排指对每个学习情境和情境下每个项目所占课时的分配。课程评价指在学生完成课程的理论和实践环节后给出的最后评价，采用百分制，主要依据平时项目完成的鉴定结果分、期末笔试分和学期综合表现等。教学支持指课程实施所要具备的软硬条件，包括教材、网络教学、实训设备、图文视频等资源，投影仪、幻灯机、网络、虚拟平台和计算机等教学工具，逼真的校内实训基地、校内工厂和校外实训基地等环境，课程专家、理论教师、实训教师和助讲组成的教学团队，校企合作的互惠和资源共享。

教学模式是实施教学的核心，分五个方面，针对每个学习项目，都要对学习者、学习需求和学习内容进行分析，然后以“六步法”的工作过程为引线进行教学策略设计。学习环境设计指学习者所需的问题情景、学习资源和认知工具设计，要考虑学校场地和宿舍、社会和家庭等因素。学习活动设计指自主学习、协作学习、学生知识与能力准备和教师指导等设计。过程控制是针对任务的每一个工作过程的教学控制，可以是观察、口头提问和书面问卷等，以一个或多个工作过程为单位进行鉴定，最后给出任务的综合评价结果。

三、课程的改革与实践

本课程的改革就是基于上述的思路逐步推进和完善的。

（一）课程定位、目标及理念

我院地处重庆市，依据地区产业特点，数控专业被我院定为重点建设专业。就业跟踪调查结果显示，数控专业就业岗位正从较低层次的操作工向较高层次的装调、维修和管理等岗位迁移，本课程被列为我院数控、机设和数设专业的专业核心课，电工电子、数控加工、机械装调、PLC在机床上应用和机床联调等都是其先导课程，该课程为数控维修顶岗实习和获得国家数控机床装调维修工职业资格证书奠定基础。

按照“能力为本位，就业为导向”的职业教育思想，本课程的社会能力目标有团队工作、交流组织协调能力、纪律性和环境保护等方面；方法能力目标有培养学习方法、逻辑思维、分析创造、信息获取、判断、解决问题策略和制定工作计划能力等；专业能力含知识目标和技能目标，知识目标体现在情境目标和子任务目标上，技能目标指培养具有较高职业道德素养、掌握数控机床操作和维护、掌握常用机床维修和检测工具仪表的使用、掌握数控机床的调试与检测方法、掌握数控机床常见机电故障的诊断与排除，能从事数控机床装调、维修维护工作的技能型人才。

课程理念为：确定目标明确、现实可行、有教育意义的典型工作任务，在完成工作任务的过程中实现教学的能力培养目标，以学生为主体、教师为引导、体验为先导、执行为目标，教学做一体化、学历教育与技能认证相结合的理念方法。

（二）课程内容设计

典型工作任务体现了对象、手段、方法、组织、产品和环境6个要素，我们确定了表1所示的8个学习情境，并精选了企业典型维修案例作为项目教学任务，每个项目都具有典型性和可操作性，每个情境都对应岗位，任务设计遵循简单到复杂。以FANUC、华中和西门子系统的机床为载体，各小组抽签选择载体。

（三）学习情境的设计开发

1.教学支持

经多年课程资源开发和条件建设，我院已拥有自编的精品课程教材和实训指导书，并精选出一些同类教材作为参考，有丰富的图片素材、视频动画、挂图、电子教案和教学仿真软件等资源，并组建了网络课堂，含电子学习、电子作业、虚拟实验室、电子测试批改、资料下载和视频动画播放等功能，有投影仪、幻灯机、局域网、摄像机和大屏幕液晶电视等教学工具，拥有国家级和多个市级称号的校内实训基地、FANUC应用中心、校办工厂和工学结合教室等校内环境，与重庆长安、中国嘉陵和重庆机床集团等32家知名企业合作建立了多个校外实训基地。拥有一个结构层次合理的教学团队，多数教师都是双师型，满足了理论教学、实训和科研的需要。

2.课程评价

本课程的最终评价由各项目总评占25%、实验报告及课后小作业占10%、期末理论考试占45%和综合实训考核占20%组成，理论考试采用闭卷笔试的方式，综合实训考核有8个题目供6组学生抽签选择，每个实训题目都细分为6个工作过程，让组内成员抽签选择过程任务，按工作任务顺序逐个完成并现场打分。

3.教学模式

教学中以工作过程导向和实践行动内容为主，以科学性原则和理论的知识为辅，学习情境以项目任务驱动的形式进行行动导向模式教学，如下页表2所示。

（四）课程的实施

1.教学准备

项目教学开展前，要做好以下工作：

（1）分析学生的基本状况、学习实际需求和本次学习内容，做好自评表、互评表和教师记录表。

（2）做好学习环境、资源和认知工具的设计和准备。准备好任务中教学用的工具和设备，提前设好故障点，将相关说明书、学生用记录表、原理和结构图、工具、仪器仪表等分类集中摆放，让学生自行查询和使用。

（3）准备好任务页、解决思路页和联网电脑。任务页可发给学生，解决思路页可供学生在讨论研究之后仍有困难时备查，每看一次思路点要扣取相应分，若还未能解决，可申请询问相关教师。

2.任务实施

按照表3所示设计的“六步法”实施教学，完成如下工作。

（1）明确任务完成场景和工作学习任务，下达任务书，告知学生资料、设备和仪器仪表的位置和不同阶段的选用要求，针对项目中重要和比较难的知识和技能点进行现场集中讲授，同时进行安全教育，教师可采用板书、多媒体和幻灯片等进行图文讲解。

（2）按异质分组的原则，将5～8人分成一组，由组长带领组员先进行现场的“望、闻、问、切”，充分了解故障现象及产生过程等，查阅相关资料和记录单。教师采用“头脑风暴法”指导学生从机械结构、电气控制、数控系统等不同方面进行分析，最后由学生给出任务解决、零配件和工具选用方案等，进而给出该方案的实施计划和步骤，由组长负责填写资讯汇总表和行动计划表，并进行组内分工。教师在该阶段也要做好过程控制、阶段性鉴定、学生综合表现记录及问题和经验的保存。这一阶段鉴定主要由教师根据学生行为表现、提问和阶段成果来给出相应分值。

（3）学生按照制定的工作计划和任务页的步骤要求，进行故障排查和设备调试，这一过程要求学生注意分工协调和操控安全，严格执行科学的方法和步骤，采用循序渐渐的策略。教师要积极巡视，及时发现问题并进行单独或集中指导，必要时可进行引导性示范，但不能包揽，同时教师要做好该阶段的控制、鉴定、记录和保存工作。可采用教师评价与学生互评结合的鉴定方式。

（4）在项目完成之后要根据任务的验收标准进行任务实施中关键点的自检和互检，并给出自检和互检的模糊评价，最后由教师给出检查阶段的终结性评价。

（5）学生计算维修成本、记录工作过程和经验、提交总结报告、成果展示、尝试给出维修和保养方面更好的建议。教师要在项目结束后对项目完成情况和学生综合表现进行总评，兼顾过程评价和结果评价。教师根据学生的阶段表现记录和最后总评，填写项目考核表。同时，做好信息保存和反馈工作，把问题所在及时反馈给学生，把过程经验保存下来供教学改革研究用，并由教师给出改进和修改建议。

四、改革效果与结论

（一）改革效果

本课程于2008年成功申报为重庆市高等学校市级精品课程，2009年被评选为教育部高职高专机电设备技术类专业教学指导委员会精品课程。课程改革的实践收到了显著效果，我院数控、机设和数设专业学生理论知识、实践操作技能和综合职业素质都得到大幅度提高，受到用人单位的青睐。2012和2014年分别获得全国职业院校技能大赛高职组“数控机床装调、维修与升级改造”项目二等奖和一等奖，2013年获得全国职业技能大赛高职组“数控机床装配、调试与维修”一等奖。学生就业率逐年提高，越来越多学生被用人单位录用从事专业技术工作，并被单位部门所器重。

（二）结论与建议

基于工作过程的课程改革及实践，提高了学生的学习兴趣、对理论知识理解的深度速度、学习的主动性和竞争意识，增强了学生实践操作能力、创新意识和职业素养，体现了现代职业教育“能力为本”的价值取向，也提升了教师的教育水平和综合素养，使好的教育模式及改革理念传承下去。对用人单位的调查了解显示，学生的综合能力能适应企业岗位的要求，并有很大的提升空间。随着改革的完善和落实，必将培养出更多企业需要的技能型高素质人才。

课程改革是一个动态的过程，要及时完善与更新，院系要把最新改革成果的应用落实到位，同时也要努力做到：把握数控技术的发展动向和最新技术，对实训设备积极升级更新，积极安排一线理论和实践教师定期参加企业实践，要求核心教师要不断学习并总结教学经验，定期聘请生产一线的工程技术人员来校指导教学和组织学生深入企业参观学习等。做好以上几点，才能将基于工作过程的课程改革作用发挥到最佳，保证学生毕业后能迅速适应岗位并有大的发展空间，实现学生与企业的“零距离”对接。

参考文献：

[1]姜大源.职业教育课程开发理论与实践[R].北京：教育部职业技术教育中心研究所，2012（7）.

[2]欧阳慧平，王茜，朱江峰.系统化的“单片机应用技术”课程建设与改革[J].教育与职业，2011（2）：146-147.

[3]夏燕兰.基于工作过程的《数控机床控制系统的装调》课程开发与实践[J].课程研究，2010（6）：41-42.

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关键词：模块化教学；数控加工；教学方法；实践操作

在知识经济时代，企业之间的竞争已由物质资源的竞争转化为人力资源的竞争。在机械加工行业，数控机床的发展很迅速，培养数控人才也成为职业院校适应市场的需要和必然选择。为了使学生能尽快地掌握新工艺的需要，适应市场的需求，尽快地实现教学与企业生产需要接轨，数控机床的学习在职业院校就成为了一个重点讨论的课题。

1模块化教学体系在数控技术专业中的应用分析

模块化教学方法就是让不同课程的内容在一个教学模块中体现出来，有时又称为跨专业的教学。为了使学生在问题的解决中习惯于一种完整的方式，在解答时必须要用到多个学科的知识。我们教师的教学(尤其是专业课教学)不是单纯地通过教学而教学，大多选用一定的载体或项目。例如，在数控车床编程教学中选用了国际象棋作为载体，让学生通过编制一套加工国际象棋32个棋子的车削加工程序，掌握数控车削编程的基本方法、各种指令及代码的使用、数控加工工艺方案的选择等，在学习过程中学生可以自己加工一副国际象棋带回家，提高了学生学习的兴趣，教学的效果自然会很好。

“数控加工技术”课程的教学重视数控工艺及编程能力的培养，为有效培养学生的实际动手能力，在高等职业学校中设置了数控加工实训周。如何有效利用实验设备和实训课时，让学生能在职业能力上有显著的提高，是教师们探索的目标和努力的方向。因此，如何改变原有的教育模式，缩短课程内容与现代生产技术之间的滞后性，增强实践教学，编写适合五年制高职数控专业教学的教材，构建新的课程体系，已迫在眉睫。

2建立数控模块化教学体系

2.1模块化教学与传统教学的区别

传统教学：目的在于传授知识和技能以教师教为主，学生被动学习学生听从教师的指挥外在动力十分重要，教师挖掘学生的不足点以补充授课内容。模块化教学：目的在于运用已有技能和知识学生在教师的指导下主动学习学生可以根据自己的兴趣做出选择学生的内在动力充分得以调动教师利用学生的优点开展活动。模块化教学与传统教学并不是对立的，它们的关系应该是有机结合，相互补充。

2.2数控模块化教学体系

我们把数控模块化教学体系的建立定位在培养学生熟练应用CAD/CAM技术进行产品设计和制造为主要内容的方面。具体地说，就是学生通过数控模块化课程的学习，要能够进行产品的几何造型与实体造型、建立CAD/CAM数据库，使用CAD/CAM常见平台软件，掌握数控车、铣、线切割、电火花加工的编程与操作、CNC接口与通讯、常见机床故障的检测与排除、产品检测等实践技能操作。为了保证数控模块化教学体系的顺利实施，我校筹措大笔资金用于数控技术应用各课程实验室的建设。通过认真详细的调研、对比、规划设计、选型，先后建立了机床电气实验室、CAD/CAM实验室、数控仿真模拟实验室、数控车实训室、数控铣实训室等，针对目前生产上常用的数控系统配置情况，配备2台加工中心、30台数控车床、10台数控铣床、数控电火花机、数控线切割机等生产设备，购置不同类型CAD/CAM软件，设置软件网络系统，这些项目的建成集教学、科研、生产、技能考核为一体，能够完成数控技术模块教学的整个环节，并在数控加工方面重点加强，使学生毕业后能直接进入生产第一线。在模块化教学体系课程的安排上，我们同样注重体现模块的综合化、学生的工程能力、综合能力和创新能力的培养。

3模块化教学在数控加工技术课程上的实施过程

3.1数控加工技术模块课程内容

“数控加工技术”模块教学侧重于零件数控加工工艺和数控编程，在教学内容完成之后，有1~2周的综合实训，旨在让学生能综合应用所学数控工艺和编程知识。通过对零件加工这一实践过程，让学生比较完整、系统地掌握工艺编程、数控机床操作知识。教师在实施模块教学时应布置有一定难度、比较能综合体现学生学习知识的零件。为使学生在完成项目的同时能善于总结，整个模块除加工出满足精度要求的工件之外，还要求学生上交实训报告，学生需安全、准确地完成任务。为培养学生的团队精神，也为学生的安全着想，一般以小组形式完成课程模块，以3~4人一组为宜。

3.2数控加工模块课程中的能力培养

3.2.1数控加工工艺能力。在数控编程理论知识教学时，教师已经比较重视工艺知识的融入。但学生由于刚开始接触数控编程概念，在编程时还是很少考虑工艺问题。通过模块化的实施，学生除了考虑刀具问题外，还会考虑粗精加工的安排、切削用量的确定等工艺问题以及学校提供的数控机床功能。学生们懂得了首先应对加工条件有详细的了解，根据学校实训条件进行工艺设计，工艺设计过程应先于编程过程，但在编程过程中也可以对工艺进行修改。学生编制的数控程序应强调其安全性、可行性、合理性，能同时考虑其加工效率则更好。通过模块实训，学生能比较细致、系统地分析数控机床加工工艺，选择合适的刀具，确定合理的走刀路线，编制正确的数控程序。

3.2.2数控机床实际操作能力分析。在模块课程完成过程中需多次使用数控机床，通过教师指导，学生能在实践中学到数控机床的日常维护知识。如开机床前的检查工作；接通电源后回参考点操作；操作时如何避免警报和事故的发生；如果发生机床警报，学生也能排除简单的故障；加工结束后整理工具，养成清洁工作场所的习惯等。第一次在数控机床上进行加工，学生难免会有考虑不周或不懂的操作，通过模块课程实训，学生会加深课堂学习的理论知识。

通过模块实训，学生学会了胆大心细地完成操作。如在完成车削加工过程中，首先必须设置工件坐标系在机床的坐标位置，学生使用试切法测量并设定各刀具补偿值，这一过程称为“对刀”。这一操作过程的结果将影响工件的加工质量，如果误差太大，所编程序又不太合理，甚至会在初次切削时发生刀具与工件相撞。这一环节对于数控加工是非常重要的，通过实训，学生也体会到了其重要性。“对刀”完成之后，学生使用所编数控程序，通过参数设定，让数控机床自动完成粗加工、外圆精加工、螺纹加工、割槽加工等工作。这些过程能否在同一程序中一次完成，由学生结合学校使用的数控机床功能来确定。

4结论

总之，实施模块化教学，推动了教学革新，改变了传统教学模式，为学生提供了更加有效学习的良好环境，经过众多职业教育学家、学校的管理者和广大的职业教师积极的理论研究，广泛的实践探索，不但可以动用现代教学手段对知识进行综合演练，而且在整个教学过程中既发挥了教师的主导作用，又体现了学生主体作用，充分地展示现代职业教育“以能力为本”的价值取向，使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。职业教育随着社会的发展变化，培养出来的人才更能够适应社会的需要。

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【关键词】安全教育；理论与实际；实训；改革

机械制造业是国民经济中的一个极为重要的支柱产业，在促进国家工业化、现代化的进程中，起着举足轻重的作用。但是随着最近几年的学生步入社会，问题也不断地体现了出来。学生普遍偏向于理论的培养，实践技能不足，实训内容单一落后，在学校的学习以及实训与社会脱节。那么，如何才能保证职校学生的质量，满足企业的需求呢？而这也是职业学校课程改革的首要任务。我们必须让自己的学生学有所用，能够真正的成为技能上的能手，满足企业的需求。普通车工实训，是职业教育中培养学生技能的一项重要内容，也为学生今后能更掌握更多的，更先进的生产技术打下了基础。为了更好地适应企业和社会的需要，也为学生今后能更掌握更多的，更先进的生产技术打下了基础。我认为在车工实训教学中要注意以下几点：

一、安全教育要始终惯穿在整个实训教学中

车工实训具有一定的危险性，教师要注重培养学生具有安全、文明生产的习惯和一丝不苟的工作作风。学生在车工实习教学中存在的安全事故隐患、设备使用与维护的问题以及预防，是学校实习教学管理的重中之重，一旦学生出现安全事故，将对学生、家庭、学校造成严重的影响。因此，老师教育学生执行安全操作规程，显得尤为重要。 为规范实习教学工作，保证实习教学质量，在实习的整个过程中，始终要注意安全教育。它分为：

1、实习初期的遵守安全规则的教育。要让学生认识到安全规程是一种纪律，执行安全规程更是一条纪律。

2、教师对当天进行的实训内容有针对性地进行安全教育。例如车工实习中，经常会碰到学生加工零件校正时，零件装夹好后便启动车床，目测检查是否找正，当卡盘板手还插在卡盘上就启动车床旋转，为预防发生事故，应教育学生要停车、空档、转动卡盘、用划针指向工件进行校正的方法。

3、教师在一天的实训结束之后，面对全体学生要作一个小结，并巩固一下安全教育。例如磨刀的安全问题，车螺纹的安全问题等。

4、实习阶段结束后，学生自我的安全总结。通过这几项安全教育，学生不光在行为上，在内心都能深刻认识到安全的重量性。

二、基础理论与实际操作相结合

为了培养适应现代社会的技术人长，必须要把车工基础理论与实际操作有机地、完美地结合起来，在教学中要注意让学生掌握以下基础知识：

1、详细了解各种车床的结构、性能，以便正确地使用车床和排除故障。要熟悉车床的加油部位及系统，保养和维护好机床。 我每日的要求是擦干净床身及表面各死角，做到漆见本色铁见光。尤其是外露导轨面的清洁特别重要，并要求按规定加油。我将正确保养和维护机床也列入学生考核成绩内，使学生对这项工作能十分重视.

2、熟悉车床附件以及工装卡具、刀具、量具、工具的结构原理，以便正确地使用和保养。

3、教会学生查阅有关的技术资料、手册等。

4、使学生掌握有关车削工作的计算，并将其运用于实践中。

5、看懂图纸，清楚技术要求，教会学生对零件进行分析，并能制定加工工艺，能按要求加工出零件。

三、运用模块化教学方法

普车、数控车实训教学一体化模块的确定，是整个实习训练是的核心内容。只有确定好了最合理的实习内容与模块，实习才能起到最大的效果。一般根据国家高技能人才培养计划，结合各个学校现有实训条件来确定。

其中，普车实习训练为第一阶段，也就是将我们以前的传统实训内容做一下改革。使之能够更好的为数控车打下基础。大体可以分为以下几个模块：

①普车的文明生产、安全操作；②车床系统传动路线；③车床的

维护与保养；④车削的基本知识；⑤车刀基本角度的定义及其初步选择；⑥典型零件的工艺分析与车削。这六大模块最终为数控编程与工艺、数控仿真、数控系统、cad/cam模块的教学服务。

至于对学生实习水平的要求，可以以中、高级职业资格考核为要求，对于普车六个模块的实习，可以分三个时期进行（初、中、后期）实训时间可以在10周左右，接着安排数控车模块的实习为第二阶段，最重要的是要让所有学生都有实训工位，能够有充裕的时间来自己进行实践操作。同样可以分为三个时期进行，实训时间约12周左右。初期的任务是入门，打下数控车相关的基础知识；中期根据学生整体接受情况，进行适当调整；后期可以以一些典型的零部件为实践对象，以学生自练为主，教师进行检查、辅导，进行模块的具体应用以及训练，并且通过一定时间的强化训练来达到相应的技术等级。而在其中，普通车床典型零件的工艺分析模块的教学是重点，也是难点，它是数控车实训教学的基础。因此，只有加大普车典型零件的分析及车削的教学，抓住重点，分析难点，针对学生的具体情况来采取有效的方法，循序渐进，而对于比较难掌握的复杂内容，我们可以将难点分解成几个比较容易理解和掌握的部分，化难为易，层层深入来便于学生掌握，这样才能保证生产实习模块教学的质量。总之，普车技能的熟练操作是数控车的前提和保证，为学习数控仿真及上机操作提供了必要的条件。

四、普车实训改革为数控车实训服务

在普车实训教学中，突出对学生自身能力的培养，在实训教学时，让学生成为教学活动中的主角。充分调动学生的主动性，而教师只作为引路人和答疑者，让学生在解决教师给出的项目中培养学习能力。在实习教学的后期，让学生有更多的自由支配，让学生学会时间的合理安排和分配，并学会协调与合作。鼓励和支持学生进行发明和创新。这个时候，教师可以加大指导有关专业学生课程设计的力度，使学生的理论能够真正和实践结合起来，让实践服务于课程设计，使学生的设计具有更强的实用性和说服力，而不是像以前的一些空空而谈。通过这些形式的教学改革，学生的技能水平和素质得到提升，使他们在第二阶段的数控车实训中的编程、仿真、上机、操作等能够更加的相互融通，训练内容更通俗易懂，并能在较短的时期内基本掌握，这样即避免了数控车实训单一的教学模式，又降低了学生直接上机操作的难度，可以达到相互补充、相互促进的目的，同时，又达到了普车为数控车服务的目的。

在普通车工实训教学中还有许多问题值得我们去思考，如何在这项实训教学工作中做得更好，还需要我们不断地去探索

参考文献：

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关键词：数控加工中心；FANUC系统；G54；编程；操作

一、引言

随着我国科学技术的高速发展，机械制造技术也发生了深刻的变化，以数控技术为核心的先进制造技术正在逐步取代传统的机械制造技术。要实现培养大批既有专业理论知识，又具有专业操作技能的复合型、实用型、现代型的数控技术加工人才这一目标，实践环节显得尤为重要。2002年省教育厅和湖北工业大学共同投资，购入一批数控设备，如何充分利用先进的教学设施，运用先进的实训设备，以先进的教学手段来达到目的，下面结合笔者多年来在实习教学及生产科研一线的实践经验，来谈谈加工中心编程与操作的做法和体会。

二、提出要求

第一，了解加工中心的组成、功能及特点；掌握手工编程和计算机辅助编程的基本原理；能够准确操作、使用和维护机床；能够排除加工中心的常见故障。

第二，在数控编程与加工的实际工作中掌握正确的操作方法，在操作中逐步养成良好的习惯，形成工程概念。

三、了解加工中心的组成、特点及CNC工作流程

在学习编程和操作之前必须了解加工中心的组成、该数控系统的特点及系统的优势、机床加工范围、性能指标等知识。湖北工业大学选用了FV-1000A三轴联动立式加工中心，采用FANUC0M控制系统。从操作角度而言可分为3大部分：机床操作面板部分、MDI键盘面板、CRT软件。

要完成一项工作需要哪些步骤，需要了解CNC的工作流程（见图1），这样才有利于自己对数控的理解。有了一定的理论基础，就可以在实践加工过程中少走弯路、做得更好。

四、掌握数控编程

数控加工技术水平的提高，除了与数控机床的性能和功能相关外，数控加工工艺与数控程序也起着相当重要的作用。加工程序的编制工作是数控机床使用最重要的一环，因为程序编制的优势直接影响数控机床的正确使用和数控加工特点的发挥。

拿到一张图纸应先仔细分析该零件该如何加工，不要急于编程，应选择好的工序。数控编程的内容：分析零件图纸、确定加工工艺过程；计算走刀轨迹、得出刀位数据；编写零件加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试加工。

编程分为手工编程和自动编程。由于这是一门实践性非常强的课程，在基础阶段，应以手工编程为主，选择一些较简单的零件（轮廓、挖槽、孔、面铣）进行编程加工。多交流、多探讨、反复练习、及时总结，使自己能熟练运用数控工艺方法，积累编程经验。只有这样才能步步为营，一课一得，养成耐心和严谨的作风，才能为进一步学习自动编程，如复杂曲线轮廓、三维曲面等复杂型面的自动编程加工打下坚实的基础。由于数控机床本身的价值、精度、自动化程度较高，机床加工过程是靠编制程序来自动完成的，一但失误造成事故，有可能损坏机床。只有养成良好的习惯，有了扎实的基本功，才能避免错误出现，发生事故。

五、熟练掌握加工中心的操作

操作加工中心要遵循一系列基本操作与步骤来进行。FANUC有多种数控系统，但操作方法基本相同。操作者在操作机床前，必须查阅机床操作规程及相关手册，操作时要细心，及时观察机床的运转，发现异常立即停机检查。合理操作是确保零件加工质量和防止发生事故的重要保障。由于数控系统CNC是一种软件，不能进入相应界面，实训学生就无法进行机床操作，让机床完成所要求的工作。所以先应以通俗易懂的方法让学生上手，再逐步加深讲课内容。

第一，机床操作面板和MDI面板的操作。

一是机床作业前启动与作业后关机操作规程。

二是机床操作面板各功能模式的使用―原点复归、手轮、寸动、快速移动、MDI、编辑、自动运行等。

第二，G54工件坐标系的设定：使用寻边器分中、对刀仪对刀确定工件坐标原点。

第三，刀具补偿值的确定与赋值：半径补偿与长度补偿值的设定。

第四，程序的输入，检查和修改。

第五，程序预演、调用程序，机床自动加工。

第六，零件检测及分析。

第七，注意事项。

一是进入操作界面一般先进行“三步曲”操作，即选择机床操作面板部分选择MDI键盘面板中相对应的6个功能键之一选择CRT相关软件。系统即可进入相应的工作界面。

二是G54分中对刀过程影响着工件的加工质量，选择刀位点要遵循方便数学处理和简化程序编制；在机床上容易找正，在加工中便于检查；引起的加工误差要小。零件加工较复杂、加工时间较长时，要事先预留第二基准以备用。Z轴坐标最好先以工作台对刀，数据备案后，再在工件上对刀。

三是对FANUC系统而言，输入程序段中数值时，不可省略小数点。

四是刀具补偿号与刀具补偿值一一对应。可防止出现过切、欠切和撞刀事件的发生。补偿值的测量及输入工作由一人完成，严禁多人同时操作。

五是由于FV-1000A采用了FANUC-0M系统，其内存较小，应尽量减少机台存储程序的个数、容量，提高加工中心的搜索、运行效率。

通过手动模式下各功能练习，熟悉机床的运动、辅助功能的使用、刀具系统及加工过程；通过编辑区的练习，熟悉数控系统的操作界面，程序管理工作；通过加工练习，掌握设定G54工件坐标系，设定刀具补正，按操作规程和步骤进行机床的数控加工；通过检测及分析，提出改进工艺规程的方法，优化加工程序，培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。

六、结束语

综上所述，在学习过程中由单项到综合，逐步深入，做到由浅入深，由表及里。实践证明，在教学和生产过程中采用以上方法和步骤收到了一定效果，学生在老师的指导下完成了零件加工，提升了自己对数控技术这门课的兴趣；使自己能全面、周到地考虑零件加工全过程，正确合理地编制零件的加工程序，同时也培养认真负责的工作态度、严谨的工作作风及良好的工作习惯。

参考文献：

1、友嘉精密机械有限公司培训中心.友嘉CNC加工中心学习手册[Z].

篇10

江阴市华姿中等专业学校针对企事业单位的需求开设了数控技术专业，学制为3年。学生前两年在校学习理论知识，并在校实训中心接受实验、实训。在理论学习期间，特开设机械制图、公差测量与技术、车工工艺学、数控加工技术、数控编程与设备等十几门专业课和专业基础课，使学生的知识结构更趋于合理，为实训做了很好的铺垫，夯实了基础。第三年统一安排学生到企业顶岗实习。就数控车实训教学，主要分为4个阶段进行，按步骤展开，取得良好的实训效果。

第一阶段：普车实训阶段

这一阶段是学习数控车床的基础。学生在普通车床上实习、练习磨车刀，熟练操作车床，从加工端面、外圆、内孔、切槽开始，逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工、特形面的加工。在这一过程中深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响，进一步认识切削三要素vc、ap、f在加工中的相互关系及其对工件质量的影响，掌握车床的调整方法，掌握切削的有关计算，了解常用工具的结构，熟悉掌握其使用方法，合理地选择工件的定位基准，安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务，将来在数控车床上所编制的加工程序才有可能更为合理和实用。

第二阶段：仿真实训阶段

经过第一阶段的实训后，对学生进行技能考试。操作达到要求的学生到计算机上进行数控仿真软件的练习。同时也能促进未选中的学生努力练习，激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板，明确每个按键的功能，掌握建立工件坐标系的方法，学会如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补，详细地讲解每个过程。

在编程车削倒角时，可用两种方式：1）把车刀刀位点指定在倒角起点处，再G01车削；2）把车刀定位在倒角的右边延长线上，然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。

在普通螺纹加工中，让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹。在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式切削和G76斜进式切削，由于切削刀具进刀方式的不同，这两种加工方法有所区别。各自的编程方法不同，造成的加工误差不同，工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般多用于小螺距高精度螺纹的加工；加工程序较长，在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，牙形精度较差，但工艺性比较合理，编程效率较高，一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为简捷方便。所以，学生要掌握各自的加工特点及适用范围，并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令，然后编制加工程序，并自动加工。

第三阶段：数控加工阶段

在数控仿真软件加工出合格工件的学生先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面，学生短时间内可熟练操作机床，但需注意以下几点。

1）要根据工件的材质、所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训，这将不是难题。

2）学生编制的程序要先经过图形模拟加工，程序正确后再进行对刀加工。

3）在首件加工中合理使用程序暂定MOO指令。在精加工前对工件进行测量，看是否需调整刀具补偿，最后加工出合格的工件。

4）重点突出典型零件的工艺分析，装卡方法的选择、程序编制，调整加工和检验，如果有缺陷，应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。

对学生加工的工件，按小组进行互评。学生都有好胜心理，会对对方的工件一丝不苟地检查，不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价，或者让学生保存自己满意的作品，激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。

如此，学生能全面了解数控加工的全过程，深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则，能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决，对将来从事数控工作上手快，操作规范，具备解决问题的能力。

第四阶段：总结提高阶段

教师和学生共同探讨实训经验及实践教学中遇到的问题。由于实训内容较多，机床种类全，学生在短时间内既要掌握机床的操作，又要对复杂零件进行合理的工艺安排和准确的编程加工，现场讲解具有局限性。将工艺分析及基本编程内容制成课件，能方便学生掌握和复习，多年来的实践证明这是行之有效的方法，优化实训的效果。

最后一点就是要强调实训安全问题。安全无小事，实训教学中最容易出现的问题也就是安全问题。由于学生在实训操作过程中安全知识了解不多，经常会出现安全隐患。往往事故发生的主要原因是物体的不安全状态和人的不安全行为。其中在机械使用过程中，人的不安全行为是引发事故的重要的直接原因。人的行为受到生理、心理等多种因素的影响，表现是多种多样的。缺乏安全意识和安全技能差，即安全素质低下被认为引发事故的主要原因，如不了解使用机械存在的危险、不按安全规范操作、缺乏自我保护和处理意外情况的能力等。指挥失误（违章指挥）、操作失误（操作差错、在意外情况时的反射行为或违章作业）、监护失误等不安全行为是常见的表现。在日常工作中，人的不安全行为常常表现在不安全的工作习惯上，如工具或量具随手乱放、测量工件不停机、站在工作台上装夹工件、越过运转刀具取送物料、攀越大型设备不走安全通道等。因此，实训安全问题务必警钟长鸣，必须建立健全安全防范管理制度，严格执行规范，防患于未然。

总之，为了高效地实现数控实训教学，必须严格遵守“普车加工——仿真数控软件——数控机床加工”几个实训教学环节，最大限度地发挥教学资源的实用性和经济性，缩短机床的人均占有时间，提高机床的利用率和使用寿命，并尽可能避免事故的发生，如果能结合实际生产，则教学效果将会更显著。

参考文献

[1]任树奎.全国中小企业安全生产教育读本[M].北京:煤炭工业出版社,2009.

[2]谢超.数控机床操作与实训[M].上海:上海交通大学出版社,2007.