数控机床维修实训总结范文

导语：如何才能写好一篇数控机床维修实训总结，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。

篇2

关键词：高职院校；数控机床安装与调试；教学改革；课程教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2015）07-0067-04

近年来，随着我国数控设备的不断普及，数控机床安装与维修人员的短缺成为企业发展的瓶颈，严重制约我国数控机床产业的发展。“数控机床安装与调试”这门课程旨在培养学生对数控机床的安装调试能力，是机床操作、机电设备维修等技术人员必须掌握的岗位核心能力。因此，该课程在数控设备应用与维护专业的专业课程体系中处于核心地位。

一、以专业岗位能力为培养要求，明确教学目标

数控设备应用与维护专业学生主要从事数控机床操作、数控加工工艺与编程、数控机床安装与调试、数控机床故障诊断与维修等工作。要胜任上述工作，必须具备机床操作和工装装调、工艺编制、程序编程、机床机械结构安装调整、机床电气安装调试、数控系统安装调试、机床故障排除和维修等能力。为满足数控设备应用与维护专业岗位及岗位群的能力培养需要，将该专业原有课程进行了重新构建。“数控机床安装与调试”课程开设在第三学期，共计64学时，4学分。

根据岗位能力要求，该课程以典型数控机床为对象，以培养学生专业、方法、社会这三个方面的能力为目标，如表1所示。

二、构建“以工作过程为导向、职业岗位能力为核心”的课程体系

（一）校企合作，基于工作过程的项目式教学

我院数控设备应用与维护专业是江苏省特色专业，我院也是无锡市开放共享的数控设备维护维修实训基地。定位上强调“高起点、高目标”，建设上必须“多渠道、特色鲜明”。校企合作是高职院校培养高素质技能型人才的重要模式。我院主动了解本地区和区域内各大企事业单位的用人需求，积极主动地与企事业单位沟通协商，先后与南通科技投资有限公司、无锡市海鸿精工机械制造有限公司等多家单位深入合作。根据企业急需的职业岗位知识和技能，制定切合培养目标的教学计划和开课计划，并与企业共同组织实施教学，对学生进行定向培养。本课程基于“工作过程为导向”，以“数控机床安装调试工艺”为主线构建课程内容，内容由南通科技集团技术人员、专家及全体教师共同参与制定，完全按照数控机床生产企业的生产工艺流程来组织安排，课程的授课顺序就是数控机床的生产工艺过程。

（二）以“岗位能力”为本，以“必需、够用”为度

数控机床是典型的机电一体化产品，设备种类多、安装与调试涉及的知识面广、技能要求高，具有综合性、复杂性的特点。依据数控机床装调维修工国家职业标准及数控设备应用与维护专业培养目标，通过对企业调研，参照专家描述，听取同行意见，结合支撑岗位能力的知识点，来确定本课程的教学内容。同时，摒弃传统的、过多的理论讲授，以符合实际应用为目的，以“必需、够用”为度。教学内容设计是循序渐进的过程，尊重学生的认知规律，增强教学内容的针对性与实用性。

根据以上两个原则，将课程的教学内容划分为三个模块，如表2所示。

作为我国职业教育的成功经验，模块化教学能够在最短的时间、以最有效的方法使学生掌握某项技能。课程三大教学模块按如下方式进行组织与安排。

模块一：数控机床机械安装调试。此部分教学将以加工中心机械安装方法为主要讲授重点。按照数控机床厂的装配工艺流程，依次分解为导轨的安装调试，轴承座的安装调试，滚珠丝杠安装与检验，床鞍与床身，工作台与床鞍的装配与检验，立柱与铣头装配，立柱与床身精度校正，加工中心精度检验等项目。目的是使学生掌握数控机床的装配工艺及调试方法。

此模块是本课程的一个重、难点。重点在于机械安装调试，对机床的精度起着重要、直接的影响，而且机械安装调试是学生毕业后主要从事的工作之一。难点在于难以真实复原生产企业完整的装配工艺流程，部分项目实施起来难度较大。比如，项目4由于床鞍、工作台等部件相对比较重，需要专用起吊装置。同时，按照南通科技集团加工中心的实际组装情况，2至3位熟练装配工通常需要10天左右的时间完成一台加工中心的装配。在24个课时内完成整台加工中心机械部分安装调试的教学内容是非常困难的。因此，在这个模块中，需选取部分具备操作性和可行性的项目作为考核重点。其他内容主要以传授安装、调试方法为主，并配以仿真教学软件，动态演示装配过程，模拟仿真安装流程，帮助学生理解。

模块二：数控机床电气电路分析与检测。此部分教学主要以数控维修实验台为基础，现场进行数控机床电气分析与检测。该模块划分为3个项目，项目1为主电路分析，项目2为控制电路分析，项目3为电路连接检测。目的是使学生能够正确识读数控机床电气线路原理图，并进行通电前的检测。

模块三：SIEMENS 840D数控系统调试。利用数控维修实验室数控维修实验台和西门子实验室的实验台进行数控系统调试。分为3个项目，项目1为数控系统硬件连接，项目2为基础功能安装调试，项目3为数控机床功能优化。目的是使学生掌握SIEMENS 840D数控系统硬件连接关系及软、硬件和调试过程。

三、改革教学方法和手段，发挥学生主体作用，提高教学质量和效率

（一）理实一体化，发挥学生的主体作用

将多媒体教学设备和数控机床同置一室，将专业理论课与实训教学环节在教学内容上重新分解、整合，教学被安排在实训室中进行。师生双方共同完成某一个项目、任务，在这一过程中充分发挥学生的主体作用。

1.仿真教学

课程采用Onesoft虚拟数控机床培训系统，使学生能够从任意角度观察数控机床的安装及拆卸过程，这样既给初学者提供了逼真的模拟操作环境，又可避免因误操作造成数控机床的损坏。该软件同时可以让学生全面了解数控机床电路的原理及故障维护。

2.校内实训

数控维修实训室现有学院自主研制的SIEMENS 802S数控车床实验台和FANUC 0i Mate C数控铣床实验台等数控设备，主要进行数控机床电气控制系统认识、电气硬件连接、PLC调试、机床和系统参数设置等操作和训练。

西门子数控实训室是学院与西门子（中国）公司合作共建的实训室，也是西门子公司在无锡的数控培训基地。实训室配有SINUMERIK 801、SINUMERIK 802S、SINUMERIK 802C、SINUMERIK 802D、SINUM-

ERIK 810D、SINUMERIK 840D系列数控系统的实验实训教学平台，主要可进行数控系统各部件的电气连接、数控系统各部分参数设定、PLC初始化、安装、调试等操作与训练。

（二）采用五步教学法，充分体现学生为学习主体

以模块一中的项目2（轴承座的安装调试）为例说明五步教学法的实施过程。

1.明确任务

教师引入案例：某台加工中心Y轴在运动过程中出现声音异常，初步判断是Y轴前端轴承座安装存在问题，分析出现该问题的原因和可能对机床造成的损坏。通过案例引导学生思考如何正确安装轴承座。学生通过教师的讲解，学习有关轴承座安装调试的专业知识，并以小组为单位，采用分组讨论、查阅相关资料等形式，研究方案、制定实施计划。这一环节应鼓励所有学生参与其中，并让学生单独完成。

2.示范讲解

在任务实施之前，教师应对每组学生制定的计划进行检查，发现严重错误应及时指导学生修改。同时，教师应在每组实施之前，对轴承座安装过程及调试方法可能出现的问题或危险性较大的环节，应重点提醒学生。如有必要，还应进行示范演示。

3.学生实施

学生分组按照制定的计划实施任务，教师在巡回检查过程中，若发现问题，应先让学生自己解决，使其在解决问题的过程中得到锻炼和提高，同时增强他们的自信心与成就感。

4.学生自检

学生以小组为单位进行演练，学生根据“学生自检表”在小组内部进行完善，修改操作中的不足之处，完成自我检查。同时，每组应该派出一名学生代表进行自评。通过自我梳理，及时发现本组的不足，学习其他组好的思路和做法。这个过程是自我总结和相互学习的过程。

5.教师总结

最后，教师对本次任务进行综合、全面的总结，并对每名学生在本次任务中的表现进行考核评分。

通过五步教学法，可以极大调动学生的学习兴趣，充分体现“以任务为主线、以学生为主体、以教师为主导”的教学模式。

（三）校企合作，为学生提供实践场所

南通科技投资集团股份有限公司前身为成立于1956年的南通机床厂，2006年12月由南通市政府实施重组成为国资控股的上市公司。南通科技是国内生产铣床、立式加工中心的重点骨干企业，设计年产数控机床20亿元的生产能力。该公司与我院已有多年合作，主要为学生提供机械、电气装配，系统调试，精度检测等项目的实习。学生在企业师傅的指导下实现轮岗实操培训，熟悉一线相应岗位的实际操作流程与要求，同时熟悉企业环境，感受企业文化。在这过程中，学生的知识得到了运用，能力得到了锻炼，部分优秀学生在实习期间与实习单位达成了就业意向，实现了学校、企业的“双赢”。

（四）在合作中提升学生的职业素养

针对学生具有较强的沟通、交流能力和表现欲望等特点，该课程同时采用团队学习法。学生完成任务是以小组讨论、协作操作和小组自查形式进行，每个小组5至6人。在协助完成任务的过程中，学生能够发挥各自的认知能力，相互帮助、相互提示和分工合作。学生是学习者也是指导者，角色互换，以最优结果完成任务，全面提升学生的职业素养。

四、打破传统考核方式，以项目考核为基础，体现过程性考核

考核方式在一定程度上对学生的学习起到督促作用，合理的考核方式可以使学生变被动学习为主动学习。全课程共安排6个项目进行分别考核。下页表3为项目考核1评分标准，考核包括基本操作、现场考核、装配图的绘制、方案制定、项目总结和思考与练习六个部分。这六个部分涵盖了项目完成的全部过程，充分体现了过程性考核。其中，基本操作涉及轴承座安装调试的每个步骤，并配以相应的考核要求及分值。现场考核主要反映学生在操作过程中的安全文明、设备使用、工量具使用等情况。

五、改革成果及努力方向

（一）改革成果

在教学方法手段上，采用理论实践一体化、五步教学法、校企合作、团队学习法等多种形式。改变过去传统教学模式，学生在做中学、学中做，充分发挥学生的主体地位，极大提高他们学习的主动性和积极性。

以工作过程为导向的课程开发使学生在学校学习的内容与企业工作过程中所需的知识和技能一致，毕业后学生完全能够胜任企业的具体工作，实现了学校与企业的“零距离”接触。毕业生走向工作岗位后，能在较短时间内适应工作岗位的需求。

（二）努力方向

由于设备数量、课时的限制，不能较好地发挥学生的动手能力，今后应重视设备资金的投入。与此同时，以小组为单位共同完成任务，容易出现“两极分化”的现象，少数学生存在依赖心理。如何进一步完善、优化考核方式也需要在教学实践中不断探索。

参考文献：

[1]姜大源.当代世界职业教育发展趋势研究[M].北京：电子工业出版社，2012.

[2]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究―理论、实践与创新[M].北京：清华大学出版社，2007.

[3]柳燕君.以工作过程为导向的课程模式研究与课程开发实践[J].中国职业技术教育，2009（9）：75-79.

[4]张梦欣.数控机床装调维修工（试行）―国家职业标准[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[5]刘孟良，魏秀瑛，周金菊.“建筑施工技术”课程模块化教学改革探索与实践[J].教育与职业，2012（23）：138-139.

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关键词：数控机床；维护保养

一、数控机床维护保养工作的基本条件

（一）人员条件 。数控机床维护维修工作的快速性、优质性关键取决于维修人员的素质条件。因为数控机床是机械、电、液压高度结合的产品，因此要求数控机床的维护维修人员要掌握有关数控机床的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括基本数控知识灯。 要做好老带新的传帮带工作，让新员工向有经验的操作、维修人员学习，在不断的实践中提高分析能力和动手能力，掌握科学的方法，学习并掌握各种常用的仪器、仪表和工具。

（二）物质条件。首先是准备好必要的维护维修工具。包括基本拆装工具、起重工具、运输工具、测量工具、仪表和专用的维修软件，要有完整的数控机床技术图样和资料；数控机床使用、维修技术资料档案。此外，还要准备好易损的数控机床备件以及维护保养用的油液与工具。

（三）关于预防性维护。预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括下列几方面的工作：要分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平；建档针对每台车床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，要经常检查、总结、改进；建立日常维护保养计划，保养内容包括坐标轴传动系统的、磨损情况，主轴等，油、水、气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等，及各功能部件和元件的保养周期。

二、数控机床维护保养工作内容

数控机床具有集机、电、液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，可见做好数控机床的日常维护保养将直接影响机床性能。数控机床日常维护主要包括机床本体、主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副、电气控制系统、数控系统等维护。

（一）外观保养。（1）保持工作范围的清洁，使机床周围保持干燥，关保持工作区域照明良好。（2）保持机床清洁，每天开机前在实训教师指导下对各运动副加油，并使机床空运转三分钟后，按说明调整机床。并检查机床各部件手柄是否正常位置。（3）导筒上的齿条，务必经常保持干净。

（二）日常保养项目与内容、周期

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当前我国正处在产业升级、换代的重要时期。使得数控技术得到了广泛的推广应用，以适应现在制造业竞争日益激烈的情况。大力发展数控技术的应用对制造业的贡献突出，是发展国家经济的重要措施。但是，现在数控技术的专业人才是我国紧缺性人才，尤其是既懂技术又懂技能的人才。那么如何培养出企业需求的人才，就成了高职教育急需解决的问题。

2 数控专业就业岗位分析

要培养出符合企业需求的技术人才，必须要做好市场调研，教育部16号文指出要以就业为导向进行专业改革。通过调研，我们了解到数控专业岗位需求主要集中在数控设备维护与维修员、数控设备销售员、数控编程员、数控加工操作员等几个岗位。数控设备维护与维修员主要从事数控机床的维护与机床的维修；数控设备销售员主要从事数控设备的销售与售后服务；数控编程员主要从事加工工艺制定与程序的编辑；数控加工操作员主要从事机床操作与加工。针对以上的岗位分析，我们要对数控专业的教学目标与内容做出相应的改革。

3 教学内容的改革

根据就业岗位分析发现，高职院校传统的人才培养方式，已经不再适合当前企业对人才的需求，必须在教学内容上做出改革。教育部16号文提出高职教育的培养目标是要培养出高素质技能型专门人才，所以高职教育要注重技能培养，在教学内容上也应得到充分的体现。在课时分配上，理论与实践教学比例为1：1，各占36课时。在教学内容上，针对不同就业岗位进行调整，在数控设备维护与维修、数控设备销售这两个职位上，要求学生要对各种数控设备非常熟悉，其主要内容包括：了解数控机床的产生和发展、掌握数控机床的结构、组成、原理，熟悉数控机床的分类、数控系统、数控机床的维护、维修、安装与调试等知识点。在数控编程的职业岗位上，要求学生掌握的内容有：数控程序编辑的概念、程序编辑的基本知识、数控机床坐标系、程序编制中的基本指令、加工方案确定、加工工艺与走刀路线的设计、刀具的选择、机床加工参数的选取等内容。而在数控机床操作岗位上，则要求学生要掌握机床的基本操作、轴孔类零件的加工、螺纹加工、零件光洁度与精度控制等。

4 传统教学存在的弊端

在传统教学中，通常是把理论教学与实践教学分开，先讲解理论知识，再集中上机实践教学。这样安排带来的好处是有利于教学的安排，但同样带来很大的缺点。教师在讲授数控理论知识时，都是通过在黑板上或者多媒体上进行讲解，有很多地方过于抽象化，不够直观，学生只能发挥自己的想象力，所学知识只局限在理性上的认知，缺乏感性认知，容易造成学生对所学的知识产生厌倦的情绪，打击学生的学习积极性。而且当学习完理论知识后进行实训时，往往又会忘记了前面的所学的理论知识，使得学生不能把理论与实践相结合起来，造成了理论知识不能指导着实践，实践也不能验证理论知识，理论与实践严重脱节的情况。学生的学习效率低下，学习效果不理想。

5 教学模式上的改革

由于传统的教学存在以上的种种弊端，所以要在教学模式上进行改革，以改变教学现状。我们根据数控设备与编程这门课程的特点，引入一体化教学模式。该模式的教学首先要求教师要具备丰富的理论知识与过硬的操作技能，具有双师素质，更要求教师不断参加进修或到企业挂职锻炼，以提高自己的理论知识与技能水平。在教学上，要求理论实践相结合，教中学，学中做，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。坚持实用为主、够用为度的原则，以职业技能训练为核心，将理论教学和技能训练有机结合。

它具有两大特点，一是突出职业技能训练的主导地位。围绕职业技能训练要求，设置教学环节和进度，理论教学完全服务于职业技能训练。二是理论教学与职业技能训练相结合。注重感知、操作，强调学生学习的主体性。这种一体化教学模式能很好解决理论教学和实践教学脱节问题，减少理论课之间及理论与实操课之间知识的重复，增强教学直观性，充分体现学生主体参与作用，必将有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。

6 教学手段上的改革

在教学方法上，改变以往的理论与实践分割开来的教学方式，引入任务驱动的教学方法，使得理论与实践紧密结合。“任务驱动教学法”就是将传统教学理念以传授知识为主，转变为以解决问题为主以及以完成任务为目标的互动式教学；能充分调动起学生的学习积极性，把再现式教学转变为探究式学习，使得学生能针对现有的问题，根据自己所学的知识与掌握的技能、经验找到合适的解决方案。

在本课程的教学上，根据课程的教学特点，把教学内容作为教学任务划分为多个实训项目，每个项目中包含着理论知识与实训操作，每次上4节课，前两节讲解理论知识，后两节进行实训，验证理论知识，或者把理论知识融入到实训中去进行讲解，做到真正的理论与实践相结合的教学。实训项目由易到难，循序渐进共分为以下几个实训项目，如表1所示（本文以数控车床教学为例）。

7 教学考核上的改革

考核上不再采用试卷闭卷考试的形式，以上的每个项目中的任务都配有多套图纸与实验任务书，其中包括了学生要掌握的理论知识与实训技能。要求学生每次按照任务书要求完成理论知识与操作技能学习，而且每次都根据学生的完成情况进行打分，满分为100分，然后把各个实训任务所得的平均分作为平时分，占总成绩的50%。在学期末，还将组织一次考核，先给学生发一套零件加工图纸，要求学生现场口述对图纸进行工艺分析，加工方案制定，加工工艺设计，并最终上机加工出工件，教师针对工件评分。学生所得成绩占总成绩的50%，这样的考核既可以考查到学生的专业知识，同时也可以锻炼学生的表达能力，为以后的就业打下良好的基础。

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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：数控机床 回零操作 工作原理 改进对策

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0112-01

回零操作是数控机床在控制操作过程中必须执行的重要环节，数控机床操作流程中关于开机回零问题有着明文规定，这主要是由于一旦机床断电之后并不会对原有的坐标轴位置进行自动记忆与保存，遗失的原点与坐标需要通过回零操作来重新获取。所谓的开机回零问题，正是让数控机床的坐标重新回到原点位置，从这一参考点来执行后续的任务控制与操作。类似间隙补偿、刀具补偿等一系列补偿措施的作用发挥正是依赖于开机回零问题的有效落实。从检测装置与方法的不同可以将回零操作分为两种，即栅格法回零和磁开关回零，后者由于定位漂移问题的干扰甚少采用，目前数控机床的开机回零问题主要是通过栅格法得以实现。

1 关于数控机床的开机回零问题

数控机床回零操作其目的旨在重新确立参考点与坐标轴的位置，能够使各项控制操作任务重新回到零点坐标，从而完善自身的系统功能。值得注意的是，回零操作这一简单的步骤不仅关系到数控机床的各项功能环节，例如精度补偿、轴向补偿等，同时还与数控机床的零件加工质量之间存在着必然联系。

1.1 回零操作的基本原理

回零操作是数控机床操作功能得以体现的重要步骤，其工作原理主要包括两方面内容：其一，手动操作使得坐标轴位置趋于零点方向，在完成回零操作之后数控机床的控制操作系统将寻找到另一参考点，当轴部压块触碰到开关后机床便通过脉冲来实现对有效信息的查询，直至零脉冲出现后才会终止这一回零过程。其二，机床坐标轴以最快速度向零点方向靠近，直至轴部下压至零点开关，这时机床控制系统将以同等速度返回到坐标轴的零点位置，已完成必要的信息检索工作。值得注意的是，这时的控制信号是由回零轴制动控制而并非系统脉冲，以此来完成整个回零操作。

1.2 回零操作的两种方式

栅格法回零和磁开关回零作为数控机床回零操作的两种主要方式，其执行过程和效果也都不尽相同。作为数控机床回零操作的最常见方式，栅格法回零主要是通过脉冲编码器和光栅尺来实现控制操作系统的有效回零，同时这一方法又被划分为绝对栅格法与增量栅格法两个部分。所谓的绝对栅格法回零主要是指数控机床只需在首次调试中完成必要的回零步骤便可将这一信息长期储存于零点位置处，而无须此后重复操作。至于增量栅格法则相对来说较为复杂，不仅需要手动完成坐标轴的设置，更需要通过脉冲来完成对控制操作系统的信号控制，进而反向查询零点开关位置，完成回零过程。关于第二种磁开关回零方式由于定位漂移现象的影响，无论是回零的准确度还是实施效果都远远不如上述第一种回零方式，因此关于磁感应开关回零此处不再赘述。

2 数控机床开机回零问题的故障诊断

面对数控机床在开机回零问题中出现的种种突发状况，我们需要以冷静的态度和严谨的思维来面对和解决，从实际回零操作的方式选择着手来分析可能导致回零操作故障产生的根本原因，并积极采取有效的改进策略来防止开机回零故障的再次发生。值得注意的是，现有数控机床系统中的危机预警装置也能够第一时间将数控机床设备中存在的问题暴露出来，以便采取有效的措施加以遏制。在实际数值没有发生改变的状况下造成回零故障的原因来自多方面，需要在实际的操作过程中得以分析与阐释。笔者从实际的工作经验出发，将常见的数控机床回零故障总结为以下两大方面：

第一，回零操作系统正常，但却无法找到零点位置。从数控机床的预警指示灯鸣闪情况来看，控制操作系统显然不存在问题，元器件安装位置也与接口状态相契合，但零点脉冲处却没有接收到指示信号。造成这类回零故障的原因主要有三个方面：其一，零点位置处的开关破损；其二，零点开关与信号接收系统间的电路遭到破坏；其三，控制操作系统内的元件出现了破损问题。这时可有针对性的对零点位置的元件、开关和电路状况进行及时故障排查。

第二，回零操作步骤正确，零点位置却不准确。在对数控机床的控制脉冲和控制系统进行检查时我们发现其操作过程皆属正常，然而最终确定的零点位置却存在着严重误差，出现了压块的无规律漂移。造成这类回零故障的原因也可概括为三个方面：回零减速过快使得零点位置远远超过了实际范围；零点偏移量的参数设计欠缺妥当；操作系统中机械结构对零点位置的影响。这时我们可以通过对开关位置的排查、机械结构的重置以及系统压块的重新设计来解决其中的回零操作问题。

数控机床回零故障的排查需要维修人员本身具备一定的机械操作与维修原理，能够从故障现象追溯其中的本质问题，定期对数控机床进行维护与保养。实则回零故障的发生概率一般较低，只要认真分析故障现场、核算准确电量参数、了解控制系统的运行原理，势必能够及时对回零故障作出准确判断。

3 结语

针对数控机床开机回零问题中存在的种种弊端，我们必须从实际的回零方式着手，由外至内，从现象深究本质，一步步挖掘到问题的症结所在。无论是数控机床的机械操作部分还是电气操作部分都有着自身的实施原则，切忌在处理回零故障时采取囫囵吞枣的对策，使得故障现象更加模糊。关于数控机床会令问题的解决首先应当对开关、元器件、电路设备等环节进行实际检查，观察信号指示灯是否正常鸣闪，排除其中由于技术原因而导致的设施故障。此外，必要的回零参数和零点开关检测也是必不可少的，回零参数的准确性很大程度上决定了数控机床的间隙与压轴面工作状况，是解决回零操作问题的必要步骤。最后，在对数控机床进行整体故障诊断时还需要分别对机械控制设备和电气控制设备进行技术故障排查，切实从根本上解决数控机床的开机回零问题。

参考文献

[1] 何林青.数控机床操作中两个实用功能[J].机械工程师，2007（8）.

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【关键词】数控机床维修任务驱动理实一体化三级递进

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0142-03

目前，我国已经成为数控机床的最主要的生产国和消费国。数控机床的广泛使用，一方面提高了我国产品的生产质量，与此同时，也带来了数控机床的维修和维护的问题。据统计，我国数控机床的开工率不高，主要原因是数控机床维修力量薄弱。

数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品。它是将电子电力、自动化控制、检测技术、计算机、机床、液压、气动和加工工艺等技术集中于一体的自动化设备，因此合格的数控机床维修人员必须是集上述技能于一身的综合性人才，这决定了数控维修人才培养的困难性。因此寻找一种符合企业需要、学生易于接受的数控机床维修教学法至关重要。通过与企业合作，利用企业的工作任务，探索符合企业要求的数控机床人才的培养方法，学生在企业工作后，证实了该力法的可行性。

一、工作任务驱动教学方法

近年来，理实一体化教学由于其具有将理论教学、实践教学、生产、技术服务融于一体的优点，逐渐被各个院校所认同。针对数控机床维修方面的教学尤为重要，一方面由于数控机床的控制原理的复杂性，涉及知识的多样性，造成学生感觉抽象难懂，单纯的理论教学或实践教学无法实现理论指导实践、实践强化理论的目的；另一方面传统的教学方式也造成了教学内容与工程实际脱离，由于教学内容来源于现有的课本，与工程实际的距离大，造成学生“学与用”的不统一，学生不满意，企业也不满意。因此探索符合企业要求的教学方法成为必然。

进行理实一体化教学需要具备的条件和注意事项，已经有许多论述，例如教师的双师素质、课程教学计划的修改、设备的供应等。但是理实一体化教学的具体实施过程和相应的注意事项论述较少，尤其针对数控机床故障诊断与维修教学尚未在文献中发现完整的论述，本文针对这个问题主要论述。

为了解决理论和实践的脱离，学校教学与工程需要的脱离，本院教师经过在上汽通用五菱公司、玉柴机器有限公司等大中型企业调查研究，与企业技术人员、行业专家协商、探讨，终于探索出了一条行之有效的“工作任务驱动”的理实一体化的教学方法。

二、工作任务的选取

通过与企业技术人员和行业专家的研讨，分解了数控机床维修技能相关的知识点，然后按照技能需要选取典型的、具有代表性的工作任务。

数控机床是机电一体化的典型产品，维修时涉及以下能力：

①机械拆卸、装配、调整和精度检验能力；

②电气线路的检测、安装和调整能力；

③PLC程序的编制、调整和应用PLC诊断故障能力；

④机械电器联调能力和故障诊断能力。

对应上述能力要求，结合企业实际遇到的工作任务，将工作任务分为机械结构拆装及精度检验，电气线路拆装、调试及故障诊断，PLC程序控制原理分析、程序编制及程序调试等三个大类，然后针对每个大类，选择如表1所示的典型的、具有代表性的工作任务。

三、任务驱动教学过程的开展

每一个任务均采用“三级递进”的技能培养过程，分为技能认知、技能认同和技能熟练几个步骤。

（一）技能认知阶段

技能认知阶段是学生对技能的感官了解阶段。

1.阶段目标。

此阶段主要是对技能进行初步的认知，主要是了解技能关联的机床单元在机床中的作用，包含的内容。

2.教学组织。

教师提出项目，然后带领学生到实训机床前进行实地观察，从感官上了解项目的内容和技能要求。如进给传动机构拆装及精度检验项目，学生首先观察进给传动机构的组成、结构、安装方式，教师开动机床演示进给机构的工作过程，从而使学生对要解决的技术问题有初步的认识。

（二）技能认同阶段

技能认同阶段是学生在理论上全面分解技能、熟悉技能的阶段。

1.阶段目标。

本阶段锻炼学生自主学习、自主分析问题、从理论到实践解决问题的能力，实现对技能从理论到实践的认同。具体是指针对每一项目，教师将项目分解为若干问题，学生通过自主查找资料、小组探讨和小组协同实践解决上述问题，从而初步形成这一方面的技能。针对项目问题的分解举例如下。

进给传动机构拆装及精度检验项目提出如下问题。

①滚珠丝杠螺母幅的结构与普通机床丝杠传动结构的区别；

②滚珠丝杠螺母幅的支撑方式包括哪几种，分别适应何种机床；

③安装滚珠丝杠螺母幅要保证集中精度，如何检验；

④安装角接触球轴承的注意事项；

⑤滚珠丝杠螺母幅的间隙如何消除；

⑥制定滚珠丝杠螺母幅的安装工艺。

2.教学组织。

（1）问题解决方案的分析。

将学生进行小组划分，采用“思考帽”管理思维法协调小组人员的思路，保证每个人都能够独立自主地思考问题。具体做法是：按照“思考帽”方法的要求，6个学生分为一个小组。小组成员中戴“蓝色帽子”的小组成员担任组长，对问题进行观察和总结；戴“黄色帽子”的小组成员对问题提出积极的并且有建设性的意见；戴“黑色帽子”的小组成员对问题提出谨慎的并且带有批判性的意见；戴“绿色帽子”的小组成员对问题提出具有创新的意见，分析是否有更好的解决问题的办法；戴“红色帽子”的小组成员对问题的意见来自于自身的直觉和感性，而不做理论的分析；戴“白色帽子”的小组成员对问题提出具有客观的并且具有实际例证的意见。通过6个人的协同工作，对提出的问题得出合理的解决方案。

例如，在解决“滚珠丝杠螺母幅的间隙如何消除”的问题时，“黄色帽子”的小组成员提出采用预紧的方法消除间隙，指出由于滚珠丝杠螺母幅与轴承传动有相似之处，可以采取相似的预紧方法。戴“黑色帽子”的小组成员指出实施预紧的方法是好的，但是轴承在安装后是固定不动的，而滚珠丝杠螺母幅中螺母是在丝杠上不断移动的，因此可行性不强。戴“绿色帽子”的小组成员指出根据普通车床的丝杠螺母间隙的调整方法和查阅资料后分析，可以采取双螺母结构进行预紧，进一步给出了建设性的意见。以此类推，其他小组成员依次给出自己的建议，最后戴“蓝色帽子”的小组成员作为组长对本组成员的探讨意见进行总结，得出结论，提交老师。

小组成员通过自主学习并协同工作，加上教师的指导，得出问题的解决方案，锻炼了独立分析问题、互助协作和自主学习的能力。

（2）问题的实践锻炼。

问题虽经上述分析，但实践情况是否如此，还要经过实践的检验。因此小组成员针对实际机床进行亲身实践。实践过程分为两个步骤：第一步，利用虚拟软件在计算机上对问题涉及的机床结构进行模拟拆装操作，解决拆装工艺问题，并验证小组分析得到的方法的正确性；第二步，根据得到的拆装工艺对实际机床进行实际拆装、调试，锻炼学生的动手能力，并验证拆装工艺的正确性。

通过上述实践过程，验证了理论，锻炼了实践能力，基本上实现了技能从理论到实践的认同。

（三）技术熟练阶段

技能熟练阶段是熟悉理论、熟练技能的过程。

1.阶段目标。

①熟悉理论；

②熟练操作技能；

③熟练工具的使用；

④具备独立解决简单实际问题的能力；

⑤积累经验。

2.教学组织。

此阶段主要是学生解决实际问题的阶段，教学组织主要注重应用理论分析问题，学生熟练技能，形成职业行为规范，进一步锻炼协作能力。本阶段对任务进行分解，形成不同的细分工作，然后由小组成员承担不同的细分任务，协作完成任务。完成一次后，小组成员间互换角色，然后再次进行工作，不断轮换，达到每个学生技能的熟练。

例如，在进行数控机床电路拆装工作时，工作任务细分为接线、掐线、查看电路图、接线质量检查等不同的内容，因此小组成员分别担任接线员、掐线员、电路图分析员和接线质量检查员，协作完成任务。完成一次任务后，小组成员互换角色，实现每个人都能完成所有的任务。又如在机械拆装工作中，把工作细分为工具管理、零件拆装、分体零件记录、零件测绘、精度检验等部分，小组成员分别担任工具管理员、零件的拆装人员、拆下零件的记录整理员、零件测绘员和精度检验员。同样是协作完成一次完整的工作后，成员间互换角色，再次工作，实现每位成员技能的熟练。

整体完成后，教师会给出一些故障，由小组成员共同协作解决，确保学生一方面了解本部分的常见故障，同时锻炼学生综合应用知识解决问题的能力。为了确保学生真正理解故障，清除故障产生的原理、分析过程、故障的定位方法和检测方法，故障解决后学生要写出上述内容，教师根据学生的书写情况，分析问题，找出不足，加以解决。

四、过程监控

“工作任务驱动”理实一体化教学效果的实现除了按照上述方案精心组织外，还需要完备的过程监控方案，以便及时地发现学生学习过程中出现的问题，并及时地解决。经过经验总结，采取的过程监控措施如下：

①根据每个工作任务，教师提出不同的问题，每个同学工作过程中思考问题，并得出自己的分析，然后小组成员间交换各自的意见，然后形成统一的答案。

②每两个小组安排一名教师在工作过程中进行指导，及时解决问题，同时对发现的问题进行汇总，然后工作期间或工作后进行集中讨论和讲解。

③每个工作任务完成后，安排以小组为单位的答辩过程，教师或其他小组提出问题，以此检验每个小组对知识的掌握程度。

④在每一个工作模块完成后，安排实操和理论相结合的考核，检验学生对知识的掌握程度。

五、注意事项分析

一是理实一体化教学必须体现理论和实践的结合，必须精心地安排教学内容，确保理论教学与实践教学的统一。

二是理实一体化教师必须具有坚实的理论基础和实践技能，即教师必须具备“双师”素质。

三是选取的教学任务必须有代表性，数控机床的复杂性决定了工作任务的多样性，因此必须选择有代表性的工作任务进行教学。

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关键词： 数控技术 理论教学 数控实训

一、引言

高职学院的数控技术专业是一门综合性、实践性很强的专业，包含机械制造技术、数控加工工艺、数控编程技术、公差与技术测量等专业课程的理论知识和数控机床操作、数控加工工艺编制、cad/cam应用、数控机床维护等专业技能。因此，教学中要一方面重视理论教学，为学生打下坚实的理论基础，另一方面重视学生实践技能培养，加大数控实训教学力度。

目前企业大量急需的数控人才是数控工艺人员和数控机床维修人员，对这些人才的要求是既有一定的数控技术理论水平，又有很强的操作技能，能够胜任企业基层单位数控技术工作的高级应用型人才。恰恰与高职教育培养高技能人才的目标相吻合。中央广播电视大学传统的教学计划是重理论、轻实践，但是当下有些高职院校过于重视实践，一些学校提出实践第一、理论第二，把高职教育与中职教育培养目标等同看待，认为理论与实践的教学比例达到1：1最好。从目前各高职院校实验与实训的软、硬件条件来看，确实是增加了实践和实训时间，但效果并不理想，学生对实践技能的掌握情况并不令人满意。究其原因，笔者认为问题的关键在于如何正确把握理论教学与实践教学的内在关系，以及充分利用实训设备，采用科学的实训方式充分调动学生学习积极性。

二、教学改革措施

1.模块式教学――优化整合理论教学

数控专业是机械专业的二级专业，机械专业的一些传统课程，如《机械制图》、《机械制造基础》、《机械加工工艺》、《数控机床编程与操作》等专业基础课在教学中是不可或缺的，但是随着数控技术的发展，这些课程的外延与内涵都发生了变化。因此，学校根据高职院校的培养目标，理论教学以“必需、够用”为度，突出“适用性”和“针对性”，允许对一些艰涩难懂或者陈旧的内容进行大胆删减，而增加一些数控技能培养需的实用性知识。如机械制图及计算机绘图课中，数控专业最需要的知识是看懂零件图，学会各节点坐标的计算，在制图课上，淡化画法几何的概念，点线面投影的概念，重点是熟练应用三角函数等数学知识，确定圆柱、圆锥、圆球、凹（凸）圆弧、螺纹等表面上节点的坐标，熟练掌握AutoCAD知识。为学习CAD/CAM软件及数控编程打下理论基础[1]。

2.在理论教学中突出实践性

数控技术专业课内容基本是在机电一体化基础上延伸而成的，整合后的教材内容往往满足不了理论和实践教学的需要，如我校数控车床是“广州数控系统”，现有教材和实训设备不吻合，我校组织教师编写教学大纲和教材、开发数控“校本课程”，体现数控专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法。还通过校企合作办学或课程整合，将数控专业传统教学模式改变为项目化教学，能在一定程度上提高教学效率，一些课程实行“教、学、做”一体，如讲数控加工工艺课程时，将在课堂上不易讲清楚的零件加工工艺，带到数控实训车间一边加工一边讲解，使学生一目了然。

我校还和多个企业合作，建立校外实训基地，在专业理论教学中带学生到工厂参观，对学生进行生产认识教育，使学生在有了感性认识后再学习比较难理解的理论知识，强化教学效果。

3.实施项目化教学讲理论和实践教学有机结合

教师有目的地根据教学目标创设一定的实训情境，学生通过实践活动进一步理解教学内容，并提出实践中发现的问题。教师通过课堂教学，将学生在实践活动中掌握的知识连贯起来，解决学生不懂的问题。操作程序主要分为：创设情境实训探索发现问题引导概括巩固应用[2]。如在数控加工中心程序编写第一行G54G40G49G80G90G17指令，不必要求学生开始学编程时就详细理解各个指令的具体含义，只需让学生记住这个固定模式直接写程序，在以后练习操作中再慢慢理解掌握。通过这样的实践教学，教师进行理论教学时，能在实践基础上轻而易举地使学生理解[3]。

三、实施方案

根据数控技术专业实训教学课程的特点把实训教学分为三个阶段：感性认知实训、数控操作实训和综合实训。有机穿插理论教学，达到理论实践紧密结合。因此，在专业理论课教学之前，将学生带到数控实训室对数控机床进行感性认识。在授课过程中可将专业教材中有关数控机床各种机具构造结构进行举一反三的实地讲解。在学生操作机床时，指导教师不能简单地让学生操作，而是让学生根据零件图编写数控加工程序，再通过自己的操作对先前具备的有关编程的理论知识进一步加深理解巩固消化。最终经过综合性实践教学，学生实现零距离上岗，培养高技能人才。

1.利用虚拟实验室等多种教学手段、建立立体的实训体系

充分利用先进的多媒体技术制作实训配套课件、建立数控实训虚拟实验室，对我院数控实验室的cA6140广东数控系统数控车床、法那克系统数控铣床的实训操作，制作详细的图标牌流程。并编写配套的实训实验指导书，制定相关实验守则、操作规程、管理制度及每一台数控设备的操作加工演示程序等[4]。通过这种模式进行数控机床的实训教学，学生对整个操作步骤的按钮先后顺序的记忆、操作步骤的熟练掌握、对安全操作规范的反应灵敏度等方面都有明显提高，切实提高数控机床操作的熟练程度，缩短学生实际操作能力熟练过程的时间，有效降低因不规范操作而引发的事故率，确保数控机床实训有序高效进行，大大提高实训教学水平。

2.启发性教学

教师在教学中注重启发诱导学生，激发学生的学习兴趣，鼓励学生探索，启发学生而不代替学生得出结论。在指导学生数控实习过程中，教师鼓励学生独立思考，自己找到解决问题的方法，千方百计地调动学生的主观能动性，学生分析零件图纸，自己编程，自己加工出零件，很有成就感，因此对数控加工产生浓厚的兴趣。

四、结语

通过教学改革实践，总结出数控专业理论教学与实训教学，必须根据岗位需求，以培养高技能人才作为目标，将理论教学和实训教学有机结合，以理论教学为实训教学基础，反过来实训教学又可以促进理论教学水平提高。

参考文献：

[1]陈惠顺，等.先进制造技术综合实训课的建设与实施[J].实验室研究与探索，2004（12）82-83.

[2]高葛，徐元博.高职数控技术专业实践教学改革.实习实训，2008，02.

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关键词：数控技术；教学现状；调查分析

作者简介：刘馨潞（1978-），女，江苏南通人，江苏海事职业技术学院讲师，硕士，研究方向为机械工程。

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1001-7518（2013）05-0094-03

一、引言

数控技术作为现代制造技术的基础，它是国家宏观发展战略中提出的重点发展的科学技术，是机械类专业必修的主干课程，也是各工科院校重点进行建设的学科方向。我院于2008年新开设了机械制造与自动化专业（以下简称机制专业），为船舶设备制造企业培养应用型数控人才。

机制专业开设三年来，数控技术课程的教学质量经过不断的学习与摸索已有所进步，但由于学校数控师资力量及一些软硬件设施都较薄弱，所以在实际的教学过程当中，对数控技术课程的认识、课程体系、教学内容和教学方法等方面都还亟待提高。为进行数控技术课程教学改革，笔者通过在数控技术课程的设置、教学方法和手段、教材使用、教学效果等几个方面展开问卷调查，分析目前数控技术的教学现状，为本课程的教学改革提供依据。

二、调查对象与方法

本次调查面对我院机制专业09级和10级的学生展开，共发放问卷95份，回收92份，其中有效问卷92份。问卷共设10个问题， 其中1-9题为选择题， 第10题为开放式的问题，可以归纳为以下几个方面的内容。

（一）学生对数控技术课程重要性的认识

近年来，由于数控技术给传统的制造业生产方式、产品结构、产业结构带来的深刻变化，无论是从社会还是到学校，几乎所用的人都已经认识到了数控技术的重要性。通过了解学生的基本情况和表1中的问题后，我们发现，95.6%的学生认为数控技术很重要或比较重要，只有4.4%的学生认为数控技术不重要。

（二）学生普遍认为数控技术的学习困难

通过调查发现，在绝大多数学生都认为数控技术课程很重要的同时，他们也同样觉得数控技术的学习是困难的。通过表2可以看出，大部分人对课上老师讲的内容是一知半解的，只有很少的人能完全理解，而有部分人甚至是一点不懂，这当然是认为所有人都在认真听课的前提下。那么为何会出现这样的结果呢？原因是多方面的：一方面由于学校的专业教学计划还有不完善之处，学生先修课程不够，基础薄弱；另一方面实训设备条件数量严重不足，且不配套，虽然教师准备了大量的多媒体课件，但“只能看，不能摸”与“看得见，摸得着”的教学效果是不可同日而语的；再者由于数控技术课程的教学内容涉及设计、工艺、机床、刀具、夹具、切削原理、材料、气液传动、自动控制、电工电子技术、检测原理、微机原理、自动控制原理等很多方面的内容，知识面太宽，如果采用传统的教学法进行教学，学生很难学透。

（三）学生对数控技术课程使用教材及教学方法等的评价与要求

从表3 可以看出，学生认为数控技术教材及参考书的选用是基本合理的，但这并不能完全说明教材的选用不存在问题，事实上现有的数控技术教材，形态都比较单一，内容也陈旧，实践性不强，虽然近年来市面上出现了名目繁多的适用于高职高专使用的教材，质量却良莠不齐，很多教材在数控系统原理、数控机床机电控制、数控机床故障诊断与维护维修方面都只是基本理论，条条框框的内容，脱离生产实际，本来就很枯燥的知识学起来更是晦涩难懂。再加上老师在教材的选择上也缺少经验，教材教学内容比较陈旧，以至于学生所学到的知识跟不上数控前沿技术的发展，与现实脱节，与社会和企业的要求存在很大差距。

表3 学生对数控技术课程使用教材及教学方法等的评价与要求

由表3中第6、7个问题的答卷情况可以看出，大部份学生都认为如果没有实验实训，仅靠多媒体教学是不能提高学习效率的。只有一成左右的学生认为上课仅靠老师讲就行，九成的学生希望课上有实验，或有实践项目引入，学生自己参与进来。

我院现在的数控技术的理论教学与实验实训几乎是完全分开的，一方面，这跟学校目前的数控设备硬件条件不足有关，另一方面，这也与学校数控师资队伍严重不足有关，同时具备理论知识和实践经验都很丰富的“双师型”教师少之又少，理论老师大多缺乏实践经验，无法在上理论课的同时很好的完成实验实训项目，而实训老师往往在理论方面又比较薄弱。

（四）学生对数控技术课程学习效果的评价

表4的调研结果表明，学生对所学的知识掌握程度和实践动手能力的满意程度不太高，大多集中在基本满意这一选项，不满意的比例达到三成以上。而另一问题即要求学生感受自己所学的数控知识能否适应社会发展和就业需要的调查更令人堪忧，只有45%的学生选择能适应或基本可以，55%的人认为不能适应。可见学生虽然尚未走进社会，却也能通过各种途径了解到自己所学的知识内容与社会企业的需求相距甚远。这一点本人在教学中就深刻认识到，因实训条件所限，数控加工刀具和工艺的教学相当薄弱，上课都以理论讲授为主，教学效果较差，实践技能培训的重点仅仅在数控机床简单操作上，而对数控加工工艺（如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等）学生都不太熟悉，还有企业需要的如模具设计、CAD/CAM与自动编程、数控机床的维护维修等专业技术训练都远远不够甚至没有。

表4 学生对数控技术课程学习效果的评价

（五）学生对数控技术课程教学的建议

本次调查的最后一个开放式问题是请学生提出自己对数控技术课程教学的建议，其中有相当多的建议都集中在希望增加实验实训的问题上；也有一部分是希望老师改进课程的教学方法，使他们能更好的接受和理解课堂教学的内容；还有提出对教材的要求和学习自动编程语言等方面的建议。

三、调查结果与分析

通过对调查问卷的分析，可以归纳出我院目前的数控技术课程教学中主要存在以下问题：数控技术课程设置和教学内容不能适应社会行业需要；数控实验实训设备条件数量严重不足，且不配套；数控专业师资力量薄弱；数控技术教学模式与方法陈旧落后。

综合上述问题，我们对数控技术课程的教学改革提出以下改进意见：

（一）目前学校为了强调实训，很多课程都采用了压缩理论课时的办法。数控技术也不例外，但是数控技术课程的教学内容涉及的知识面很宽，学时太短会导致很多知识老师上课只能一带而过，不能跟实际结合，最终老师讲的费劲，学生学的吃力。

我院现在的数控技术的理论教学与实验实训几乎是完全分开的，一些实训课程中的内容在理论课中已经讲过，如果我们可以将一些实训课程与数控技术课程合并教学，把传统的“理论一实践一理论”的教学改为“实践认识一针对实践的理论一再实践”的项目式教学，通过设计项目课题，把培养某项综合能力所需的课程内容按照知识要点和技能要点加以筛选归纳，不但能使学生的学习有的放矢，使学习的理论与实践紧密联系起来，还可以减少数控技术与一些实训课程之间的衔接和重复内容，大大提高教学时间的利用率，保证学生在有限时间里学到应有的知识。

进行项目式教学改革的过程中应注意的是，我们不能也不需要把所有的内容都改为项目教学，因为项目教学中学生学到的知识具有针对性，有些内容如数控加工工艺设计、数控车床、铣床和加工中心编程等方面的内容比较适合项目教学。但有一些如数控加工基本原理等方面的内容就没有必要改成项目教学，这样可以在一定程度上保证学生所学知识的系统性。

（二）必须选用合适的教材，即便在课堂上的效率很高，大部分学生在课后都还是要利用课本来进行温故知新，才能真正达到对知识的掌握。我发现，在课时紧张，课堂节奏很快的情况下，如果教材与课堂内容不配套，学生在课后就会很少去看书，从而对课程的一部分兴趣也就会缺失掉，因此最好是课堂授课内容与教材配套，如果必要，可以根据学校或专业的特色，以及不同的教学模式去重新编写适用的教材。

（三）采用项目式教学模式必须要有具备相当的理论知识和丰富的实践经验的并能够承担数控教学工作的“双师型”教师，针对理论老师缺乏实践经验的情况，学校应当有计划地送教师到企业进行实践和见习，了解数控技术的新知识，根据对数控技术的教学需求进行实战培训，重点放在数控加工工艺、机床故障诊断和维修等方面。只有老师“能文能武”，才能带领学生边学理论边实践，老师在运用各种教学方法的时候也才能游刃有余。同时，学校也可以聘请一些企业的专家到学校来授课，缓解师资不足的问题。

（四）学校应优先满足教学与培训需求，利用有限的资金合理配置数控技术实验实训设备，应包括数控车床、数控铣床、加工中心、电火花成型机床和线切割机床等基本加工设备，数控模拟仿真软件、数控机床典型零部件装拆、数控系统调试等的综合实验台。可进行数控机床操作实训、数控原理、数控机床电气控制、电机调速与控制、机床精度检测与调试技术等基础实验。

也可以采取一些校企合作的方式，让学生到企业去参观实习，使学生全方位的接触企业的数控产品，了解实际的生产过程，这种直接的方式可以最大程度上的促进学生对课堂知识的理解。

（五）要注重开展CAD/CAM和自动编程软件的教学，CAD/CAM是数控技术发展的趋势，对学生进行CAD/CAM 的设计软件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教学及技能培训是当今数控技术教学方法中不可或缺的环节。尤其在数控硬件设施不足的情形下，开展自动编程软件的教学可以起到扬长避短的作用。因为虽然学校的数控加工和实验设备不足，但计算机资源还是比较丰富的，学好了一些自动编程软件，学生将来的就业会更具竞争力，而目前我们在数控技术课程中对只是略作介绍，这也是不妥当的。

四、结语

通过本次调研，总结出目前我院数控技术教学中存在的问题，为数控技术课程的教学改革提供依据。为此，教学改革将从调整数控课程设置与教学内容、改进教学模式、强化师资队伍等几个方面来展开，通过教学过程与研究过程的结合，边执行、边修改，最终得出一套切实可行的方案，提高数控技术的教学质量，使其符合社会需要和行业需求，同时也为其它课程的教学模式改革提供参考。

参考文献：

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Abstract： By analyzing the characteristics and the existing problems of CNC Technology Application， this paper puts forward to approaches to improving teaching quality of CNC Technology Application， combining the course system reform of secondary vocational school.

关键词： 数控技术应用；课程特点；教学质量

Key words： CNC technology application；course characteristics；quality of teaching

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）11-0278-02

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作者简介：王晓宇（1964-），男，陕西长武人，西北工业学校机械工程系教师，高级职称，从事数控及模具理论与实训教学工作。

1 《数控技术应用》课程特点

1.1 涉及基础面宽。《数控技术应用》这门课程设计制图、工艺、刀具、机床、材料、电子技术、切削原理、数字控制、通信接口与网络、PLC、计算机技术、软件技术、检测以及电机等内容，因此这是一门综合性很强的专业技术课，不仅涉及的专业基础知识面广，而且综合性强以及难度大。

1.2 技术更新快。数控技术随着计算机技术、微电子技术、材料和机械结构以及测试技术等各方面的高速发展已经不仅仅是数字控制而是一门科学技术，并且是一门结合设计、工艺、制造以及自动化控制的多学科交叉型的科学技术。数控技术正在发生根本性技术更新，由专用型封闭式开环控制模式，向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。

1.3 实践性强。数控技术教学中如数控机床结构分析、检测装置、数控编程与做操以及数控加工工艺分析和数控机床一般故障诊断与维修等都必须与相应的试验或者实训加深理论教学的效果，如果离开实践，不仅很多抽象的知识无法解释，更是使学生的理论与实践相脱离，更不能培养学生实际的操作能力以及系统的维护能力。

2 当前数控技术应用课程教学面临的问题

我校的数控专业的教学起点晚，专业的师资也比较缺乏，在日常的课堂教学以及实践教学中都存在着不少的问题，具体来说主要有几下几点：

2.1 教学内容不规范。在教学过程中对机械结构等方面的先修课程的知识掌握不足而导致后面的内容开展起来相对困难，因此应当加深学生对基础知识的深入理解以更好的为后面的学习做铺垫。

2.2 教学内容不够深入和前沿。由于数控技术是一门应用型的技术课程，所以更新速度比较快。但是学生在课堂上学习的知识往往都是过时的或者淘汰的，对于新技术的应用却了解甚少，这就造成了学习的知识往往毕业就业后用不上，而在接受新技术的时候适应时间长等问题。

2.3 缺乏综合性以及前沿性的教材。面对现代化的先进技术缺乏相应的教材，而能够适应关键性的技术论述和适应技能性人才培养的高质量的教材是少之又少。此外，没有与试验设备控制系统相配套的教材，同时编程格式与其他教材也不一致，这些都造成了教师在讲授课程中既浪费时间又达不到良好的效果。

2.4 实习以及实训和试验等实践性的教学条件达不到要求。现在很多数控教学的实践课程都存在很大的缺陷，导致学生对数控机床的认识仅仅停留在表面，而且只能简单的操作并且达不到处理操作过程中存在的问题。因此应当不断的改善学习实践的环境，多参加实践课程以更好的加深对理论知识的理解，同时还能够提高实际操作能力和解决问题的能力，这样才能有效的提高教学的质量。

3 提高数控技术应用课程教学质量的方法和途径

3.1 合理调整教学内容。应当恰当取舍教学内容，由于数控技术更新快而课本中很多内容都比较落后甚至是被淘汰的技术，因此在教学中只是适当的让学生了解这部门内容即可不必要花费过多的精力去讲授；而对于数控行业新技术新发展教师应当适当的增加内容并且进行详细讲解，如果有条件的还可以去一些相关的先进企业是参观实习，以更好的了解数控行业的发展动态以及新技术，这样理论和实践相结合才能让学生更深入的掌握理论知识。例如，可将教材中《数控技术应用》的内容划分成数控系统与数控机床编程与操作两个模块来进行。先讲授使数控机床编程与操作，以数控车编程操作为主，兼顾数控铣/加工中心，实行理实一体化教学。后讲授数控系统，由于学生对数控机床有了感性认识，对数控机床能进行自动加工感兴趣，带着凝问学习数控系统，有利于提高学生学习积极性，也便于学生的理解。

3.2 改进理论教学的方法和手段能激发学生学习的兴趣和动力。如果讲授《数控技术应用》仅仅是教师不停的讲而学生被动的听，这种方法很难达到满意的教学成果也很难培养出具有操作能力的适应现代化数控发展的高素质人才。应采用先进的教学理念和教学方法，正确处理教学活动中教与学的关系，改革传统的“三中心”（教师中心、课堂中心、书本中心）教学模式。在教学活动中具体引入和充分实践项目教学法、案例研究法、启发式教学法和讨论式教学法等教学方法。项目教学法：针对典型的知识模块，采用项目教学法，将理论知识、实验、实训为一体；通过项目的实地进行，使学生能够了解和把握完成项目每一环节的基本要求和实践技能。打破传统的课堂讲授与实训教学分段实施的方式，在实验室、数控实训基地边讲授、边训练。学生在学中做、做中学、学做结合。

运用多媒体教学手段进行数控课程的讲解，这样就可以把抽象的知识通过多媒体形象的变现出来，不仅加深了学生的记忆更提高了学生学习的积极性和主动性。如：讲授数控机床的结构或作数控机床的操作应用时，都可以通过挂图或者仿真软件来代替黑板的死板局面，不仅使课堂变动生动具体，而且仿真软件不存在安全问题，学生还可以通过仿真软件进行独立的学习和练习同时还能体验真实场景的感觉。好的教学方法和教学手段对于提高学生学习兴趣以及学习主动性有着不可替代的作用，因此采用这些方法不仅提高了学生学习的积极性更提高了教学效果。

3.3 提高任课教师以及试验人员的教学水平。提高教师以及试验人员的教学水平不仅仅是提高其理论知识，更重要的是提高实践的知识以及解决日常操作问题的能力。应当定期派有责任心有知识的教师去相关的单位去实践，或者深入实验室或者实训基地参观培训，这样不仅增加了解决问题的能力还能够把这些应用到教学当中，不仅提高了教学课堂的趣味性，也提高了学生解决问题的能力，与此同时，教师之间也应当定期或者不定期的相互听课，与实验室与实训室教师对教学方法以及内容进行研讨，总结经验，取长补短，以促进学习以及教学方法的共同提高。

3.4 加强实践教学，培养学生应用能力以及创新能力。培养适应社会发展的应用型人才最主要的途径就是实践教学，同时实践教学也是培养高技能应用人才的重要保障，在专业培养方案中占有重要的地位。在教学中应当实践和理论交叉进行同时也要注重实践教学所占的比例。为了使学生对知识做到融会贯通必须在试验过程中充分发挥学生的主动性，让学生成为真正的主体。

总之，《数控技术应用》作为一种综合类的学科，涉及多门基础以及相关的技术课程，并且数控技术更新快而且实践性强。因此，在实际教学中要不断的改善实践教学的环境以及调节，在做好课堂理论基础授课的同时还要不断的通过实践来掌握实际的操作以及解决实际的问题，这就不仅需要建设好师资队伍，更要在教材以及实验室、实践基地或者是实习单位方面下大力气做好抓好。教课时一定要借鉴国内外先进的教学思想和模式，打破传统的讲授模式，针对这门实践性应用性质都比较的强的课程一定要讲授和实践结合，边讲授边训练。学生在学中做、做中学、学做结合。

参考文献：

[1]郑晓峰主编.数控技术及应用.北京：机械工业出版社，2005.