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1、對各典型零件進行工藝分析及程序編制,能熟練掌握較復雜零件的編程。
2、對所操作的數(shù)控系統(tǒng)能熟練掌握,并能在數(shù)控機床上進行加工操作及調(diào)試。
3、能正確處理加工和操作中出現(xiàn)的相關(guān)問題。
4、實訓應(yīng)在老師的知道下由學生獨立完成,在實訓中提倡獨立思考、深入鉆研、苦學巧干的學習態(tài)度,要嚴肅認真地完成實訓任務(wù),增強自己的實踐動手能力。
5、本實訓也是針對數(shù)控機床操作工技能鑒定等級考試而進行的全面綜合訓練,其目的是為了使學生能順利通過數(shù)控機床操作技能等級考試,是強化實踐加工能力的重要措施。
二、實訓內(nèi)容
1,熟悉機床操作面板
機床操作面板由crt 顯示器和操作鍵盤組成.其常用鍵的作用a編輯方式的作用:新建程序、編輯程序、修改程序、輸入程序、刪除程序(編輯程序-程序-輸入o__-zob鍵)。b自動方式:運行程序?qū)α慵M行加工。c錄入方式mdi:手動輸入-程序鍵-翻頁鍵-切換mdi界面。d機械回零:一般不能亂按的。e手輪按鈕:按下后可以用手輪移動x,z軸的位置。f單端運行:運行單段程序。g急停按鈕和復位鍵作用差不多。
2,對刀
工件和刀具裝夾完畢,驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),移動刀架至工件試切一段外圓。然后保持x坐標不變移動z軸刀具離開工件,測量出該段外圓的直徑。將其輸入到相應(yīng)的刀具參數(shù)中的刀長中,系統(tǒng)會自動用刀具當前x坐標減去試切出的那段外圓直徑,即得到工件坐標系x原點的位置。再移動刀具試切工件一端端面,然后保持z軸不變移動x軸刀具遠離工件,在相應(yīng)刀具參數(shù)中的刀寬中輸入z0,系統(tǒng)會自動將此時刀具的z坐標減去剛才輸入的數(shù)值,即得工件坐標系z原點的位置。對螺紋刀時的方法和對外圓車刀的方法差不多,也先車個外圓向z軸方向退刀,量起外圓值輸入刀具參數(shù),對z軸時不需要車端面,只需先啟動主軸,讓刀尖接觸端面再向x軸向退刀,調(diào)出刀補輸入z0。
3,加工
先根據(jù)圖紙要求確定加工工藝,加工路線,編寫程序,再將編好的程序輸入數(shù)控cnc系統(tǒng)并仔細檢查,確定無誤后裝夾工件,再對刀。對好刀后就可以調(diào)出程序,按下自動和運行按鈕,關(guān)好防護門讓機床自動加工。同時操作者不能離開機床,手拿專用工具去處理鐵絲,如果機床出現(xiàn)什么異常馬上按下急停按鈕,預防損壞機床和對操作者造成傷害。
三、實訓心得
時光如流水,四周時間轉(zhuǎn)眼即逝,為期四周的實習給我的體會是① 通過這次實習我們了解了現(xiàn)代機械制造工業(yè)的生產(chǎn)方式和工藝過程。熟悉工程材料主要成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設(shè)備的工作原理和典型結(jié)構(gòu)、工夾量具的使用以及安全操作技術(shù)。了解機械制造工藝知識和新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備在機械制造中的應(yīng)用。
②在工程材料主要成形加工方法和主要機械加工方法上,具有初步的獨立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的工程基礎(chǔ)知識和操作技能過程中,培養(yǎng)、提高和加強了我們的工程實踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
④這次實習,讓我們明白做事要認真小心細致,不得有半點馬虎。同時也培養(yǎng)了我們堅強不屈的本質(zhì),不到最后一秒決不放棄的毅力!
⑤培養(yǎng)和鍛煉了勞動觀點、質(zhì)量和經(jīng)濟觀念,強化遵守勞動紀律、遵守安全技術(shù)規(guī)則和愛護國家財產(chǎn)的自覺性,提高了我們的整體綜合素質(zhì)。
⑥在整個實習過程中,老師對我們的紀律要求非常嚴格,制訂了學生實習守則,同時加強清理機床場地、遵守各工種的安全操作規(guī)程等要求,對學生的綜合工程素質(zhì)培養(yǎng)起到了較好的促進作用。
很快我們就要步入社會,面臨就業(yè)了,就業(yè)單位不會像老師那樣點點滴滴細致入微地把要做的工作告訴我們,的是需要我們自己去觀察、學習。不具備這項能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。隨著科學的迅猛發(fā)展,新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,會有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過的,只有敢于去嘗試才能有所突破,有所創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞:普通機床 數(shù)控改造 結(jié)構(gòu)設(shè)計 精度 鄭州論文 開題報告
一、課題概述、背景及意義
工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè),在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機床。其本質(zhì)是,采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(包括軍、民機械工業(yè))進行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機床、fmc、fms外,還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行cad、cae、cam、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行mis(管理信息系統(tǒng))、cims等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù),包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造(稱之為信息化),最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落后20年。如我國機床擁有量中,數(shù)控機床的比重(數(shù)控化率)到1995年只有1.9%,而日本在1994年已達20.8%,因此每年都有大量機電產(chǎn)品進口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。
微觀上看,數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性,而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。① 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力,可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應(yīng)該運動的運動量,因此可以復合成復雜的曲線或曲面。 ②可以實現(xiàn)加工的自動化,而且是柔性自動化,從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3~7倍。③ 加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要“修配”。④ 可實現(xiàn)多工序的集中,減少零件在機床間的頻繁搬運。⑤ 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能,因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。由以上五條派生的好處如:降低了工人的勞動強度,節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床),減少了工裝,縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期,可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。此外,機床數(shù)控化還是推行fmc(柔性制造單元)、fms(柔性制造系統(tǒng))以及cims計算機集成制造系統(tǒng))等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。
機床的數(shù)控改造,主要是對原有機床的結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)造性的設(shè)計,最終使機床達到比較理想的狀態(tài)。機床數(shù)控化改造有以下優(yōu)點:①節(jié)省資金。機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用,大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結(jié)構(gòu)進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用,并可以利用現(xiàn)有地基。②性能穩(wěn)定可靠。因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效,幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。③提高生產(chǎn)效率。機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高 3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝,不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。
在美國、日本和德國等發(fā)達國家,它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè),生意盎然,正處在黃金時代。由于機床以及技術(shù)的不斷進步,機床改造是個"永恒"的課題。我國的機床改造業(yè),也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國,用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場,已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。
目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間,現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到3%。我國大量的普通機床應(yīng)用于生產(chǎn)第一線,用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長,從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益,影響企業(yè)的生存和發(fā)展,數(shù)控機床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進技術(shù),最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當變更加工對象時只需要換零件加工程序,無需對機床作任何調(diào)整,因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求,所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。數(shù)控機床的發(fā)展,一方面是全功能、高性能;另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機床,具有自動加工的基本功能,操作維修方便。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進控制系統(tǒng),功率步進電機為驅(qū)動元件,無檢測反饋機構(gòu),系統(tǒng)的定位精度一般可達±0.01,已能滿足加工零件的精度要求。這幾年,國家加大了對這類機床的改造力度,國防科工委更是推行了萬臺機床數(shù)控化計劃,車床、銑床的數(shù)控化改造需求量很大。本課題以普通車床的數(shù)控改造為例,研究機床數(shù)控改造的方法,包括其結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計,機床改造后性能與精度的分析以及控制精度的措施等,普通車床應(yīng)用微機控制系統(tǒng)進行改造數(shù)控改造后,可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量,減輕操作者的勞動強度?;谏鲜龇治?,本課題的研究具有較高的現(xiàn)實意義。
二、主要研究內(nèi)容
1.普通車床數(shù)控改造方案的確定,進行總體設(shè)計。
2.對普通車床數(shù)控改造進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算,包括主軸進給系統(tǒng)設(shè)計、機床縱、橫進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計等。
3. 對改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型。
4. 根據(jù)進給系統(tǒng)的控制原理模型,對影響伺服系統(tǒng)系統(tǒng)的因素進行分析。
5. 對影響伺服傳動精度的因素齒輪傳動精度、滾珠絲杠副傳動精度等進行深入研究,并提出相應(yīng)的改進方法。
6. 對影響伺服元件伺服精度的因素步進電機步矩角精度等進行深入研究,并提出相應(yīng)的改進方法。
三、擬解決的關(guān)鍵問題
1. 普通車床數(shù)控改造進給伺服系統(tǒng)機械部分的設(shè)計與計算。
2. 對經(jīng)濟型數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型。
3. 根據(jù)進給系統(tǒng)的控制模型,分析系統(tǒng)的誤差來源及影響系統(tǒng)精度的因素。
4. 設(shè)計步進電機細分驅(qū)動電路,提高伺服進給系統(tǒng)的控制精度。
四、擬解決方案及關(guān)鍵技術(shù)
1. 普通車床數(shù)控改造進給伺服系統(tǒng)機械部分的設(shè)計與計算內(nèi)容包括:確定系統(tǒng)的負載,運動部件慣量計算,步進電機的選擇,滾珠絲杠副的選擇和計算、滾珠絲杠副的剛度驗算等。
2. 對改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型。
3. 根據(jù)伺服進給系統(tǒng)控制原理模型,分別對伺服驅(qū)動元件的伺服精度、伺服機械傳動元件傳動精度進行分析,分析影響經(jīng)濟型數(shù)控車床定位精度主要因素。
4. 在伺服進給系統(tǒng)控制電路中加入步進電機細分驅(qū)動設(shè)計,改善步矩角特性,提高經(jīng)濟型數(shù)控車床的定位精度。
五、創(chuàng)新點
1. 運用機電一體化系統(tǒng)設(shè)計思路與方法進行普通車床數(shù)控改造的結(jié)構(gòu)設(shè)計,在設(shè)計上達到有高的靜動態(tài)剛度;運動副之間的摩擦系數(shù)小,傳動無間隙;便于操作和維修。
2. 從經(jīng)濟型數(shù)控車床的控制原理模型分析影響整個系統(tǒng)精度的關(guān)鍵因素,分析影響機床機床定位精度的各項誤差來源,提出相應(yīng)的改進方法并應(yīng)用于機床結(jié)構(gòu)設(shè)計中。
3. 運用步進電機細分驅(qū)動技術(shù),設(shè)計基于單片機控制的步進電機的細分驅(qū)動電路,減小步進電機的步距角及機床的脈沖當量,提高經(jīng)濟型數(shù)控車床的加工精度,改善電機運行的平穩(wěn)性,減小噪聲,增加控制的靈活性。
六、課題預計目標
1.普通車床數(shù)控改造的方案的研究,進行總體設(shè)計。
2. 對經(jīng)濟型數(shù)控車床的伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型,并根據(jù)進給系統(tǒng)的控制原理模型,對影響系統(tǒng)精度的關(guān)鍵因素進行分析。
3. 研究提高機械傳動部件的傳動精度與剛度的方法,對普通車床數(shù)控改造進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,改善伺服進給系統(tǒng)的伺服特性。
4. 設(shè)計一種基于單片機控制的步進電機的細分驅(qū)動電路,提高伺服進給系統(tǒng)的分辨率。
七、課題研究進展計劃
預計本課題研究進展主要分以下幾個階段:
1. 2007年11月~2007年12月 查看文獻資料并撰寫開題報告
2. 2007年12月~2008年03月 收集相關(guān)方面的資料,以普通車床數(shù)控改造為例進行總體設(shè)計
3. 2008年03月~2008年04月 學習機床伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計等方面知識
4. 2008年04月~2008年07月 進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,繪制普通車床數(shù)控改造縱、橫向進給系統(tǒng)裝配圖
5. 2008年07月~2008年08月 學習機床控制精度等方面知識
6. 2008年08月~2008年09月 對機床進行精度分析
7. 2008年09月~2008年10月 研究提高機床控制精度的措施
8. 2008年11月~2008年12月 完成畢業(yè)論文
9. 2008年12月 畢業(yè)答辯
參 考 文 獻
[1] 劉躍南.機床計算機數(shù)控及其應(yīng)用[m].北京:機械工業(yè)出版社,1997.
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關(guān)鍵詞:數(shù)控機床,維修條件,預見性維修,分析,建議
數(shù)控機床是在原有機床的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新改革,從而更加精細地對金屬進行加工,制作出更加精細的工作零件。與原來的機器相比,數(shù)控機床具有較高的穩(wěn)定性和精確性,其安全性能也較高,因此獲得了非常大的突破和發(fā)展。但值得注意的是,由于數(shù)控機床的價格比較昂貴,通常一臺數(shù)控機床需要大約幾十萬甚至幾百萬人民幣,一旦發(fā)生故障,需要投入大量的維修費用,這樣給企業(yè)帶來很大的影響。根據(jù)調(diào)查顯示,一些工作人員對設(shè)備的性能非常關(guān)注,但卻忽視了機器的維修工作。為了能夠更好的保證數(shù)控機床的運行,減少故障帶來的影響,本文主要對數(shù)控機床的維修條件進行分析,為數(shù)控機床的維修提出幾點合理的建議。
1. 數(shù)控機床的維修條件
為了能夠延長數(shù)控機床的工作壽命,必須要定期檢查數(shù)控機床的工作情況及工作狀態(tài),為數(shù)控機床創(chuàng)造良好的維修條件。為此,首先要考慮維修所需要的物質(zhì)條件,工作人員需要準備數(shù)據(jù)機床專用的電器設(shè)備,包括常備的電器元件和維修工具、檢測儀器儀表等。在正常情況下,每一臺數(shù)控機床都必須配有完整的圖樣、資料以及維修檔案資料,以便能夠有效提高維修的質(zhì)量。
此外,工作人員的專業(yè)素質(zhì)也是非常重要,當發(fā)現(xiàn)問題的時候,主要通過工作人員進行維修管理,因此必須提高工作人員的素質(zhì)條件。工作人員不僅要具備良好的職業(yè)道德,在工作過程中全心全意投入,還要求具有廣闊的知識面,在工作過程中不斷學習進取,提高自身技能,例如不斷學習計算機技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、控制技術(shù)、加工工藝和機械傳動技術(shù)等;盡可能擁有良好的英語水平;在工作過程中能積極向富有經(jīng)驗的工作人員學習,不斷提高自身專業(yè)的維修水平。
2. 數(shù)控機床預防性維護的建議
為了能對數(shù)控機床提供良好的維修條件,對數(shù)控機床進行預防性維護工作,工作人員要定期對數(shù)控機床進行檢查,對可能出現(xiàn)的故障環(huán)節(jié)進行預防性維護,及時將問題解決,避免發(fā)生故障,下文主要對數(shù)控機床預防性維護提出幾點合理的建議:
2.1設(shè)備前期的預防性維護建議
在使用設(shè)備前期,工作人員應(yīng)該要做好調(diào)試工作:
第一,對參考資料進行檢查。在使用機器之前,工作人員要對機器中的圖紙、說明書、機器的調(diào)試報告等進行檢查,也要對所有關(guān)于機器的紙質(zhì)或電子文檔進行檢查。
第二,在檢查完畢之后進行詳細記錄。在檢查完所有資料之后,對機床的相關(guān)資料進行詳細記錄。例如,可以對數(shù)控機床在開機回零、換刀、轉(zhuǎn)臺等狀態(tài)時的數(shù)據(jù)進行記錄,也可以對指定刀號的程序、坐標、刀補等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行記錄。
舉個例子,某生產(chǎn)企業(yè)數(shù)控機床出現(xiàn)報警異常情況,根據(jù)該情況,一些有經(jīng)驗的專業(yè)維修人員除了對警報系統(tǒng)進行觀察之外,還對其它方面進行分析。最后得出,警報錯誤的原因包括錯誤警報和故障警報兩個方面,通過調(diào)查警報的范圍有效排除了錯誤警報故障,還通過警報的范圍對類似的錯誤報警進行故障排除。
此外,在使用機器之前,還應(yīng)該考慮機器的可維修性參數(shù),其中包括:先進的設(shè)備、設(shè)備的可靠性以及可維修性技術(shù)指標等。先進性是指設(shè)備符合時展的需求,具有代表性的技術(shù)含量;可靠性是指國家權(quán)威機構(gòu)的質(zhì)檢考核;可維修性是指機器是否方便工作人員的維修,機器的維修資料是否齊全,對方是否具有良好的售后服務(wù)和維修技術(shù),而這些都需要在使用機床之前加以注意,避免為日后的工作帶來影響。
2.2設(shè)備使用過程中的預見性維護建議
第一,在使用設(shè)備的過程中,工作人員必須要掌握正確的使用方法,只有正確地使用設(shè)備,才能夠有效延長機器的使用壽命。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,30%左右的設(shè)備出現(xiàn)故障的原因主要是因為操作不當引起的。為了避免這種現(xiàn)象,應(yīng)該及時規(guī)范工作人員機器使用的行為,加強工作人員的設(shè)備管理、業(yè)務(wù)管理、技術(shù)培訓等工作,不斷提高工作人員的專業(yè)素質(zhì),從而保證設(shè)備運行的合理性。
舉個例子,某生產(chǎn)企業(yè)在使用數(shù)據(jù)機床的同時,編制了設(shè)備操作的相關(guān)規(guī)程以及點檢卡。其中操作規(guī)程主要列出相應(yīng)的操作方法,讓工作人員能夠按照相應(yīng)的操作方法進行工作,提高操作水平,減少機器故障;該生產(chǎn)企業(yè)還設(shè)置了點檢卡,歸納總結(jié)出檢驗的關(guān)鍵點、檢查方法以及檢查示意圖。
第二,在設(shè)備運行的過程中,工作人員要對設(shè)備進行循環(huán)檢查,將發(fā)生故障的幾率減少至最低。由于數(shù)控機床是一種先進的設(shè)備,因此具有一定的復雜性,這就需要工作人員在運行設(shè)備的同時進行循環(huán)檢查,對于一些容易出現(xiàn)故障的部位,如CNC排風扇、電機、機柜等,要注意是否出現(xiàn)異味等,機床壓力表的指數(shù)是否出現(xiàn)異常情況。
舉個例子,數(shù)控機床在投入生產(chǎn)使用之后,工作人員定期對數(shù)控機床進行循環(huán)檢查,包括檢查各個點、清洗濾網(wǎng),及時更換液壓油,并檢查安全聯(lián)鎖裝置是否互鎖。
結(jié)語
數(shù)控機床的安全使用非常重要,它關(guān)系到生產(chǎn)的質(zhì)量。在使用的過程中,工作人員必須要注意各種安全保護裝置是否出現(xiàn)故障,避免出現(xiàn)撞機現(xiàn)象,影響生產(chǎn)工作精細度,甚至危及人身安全。數(shù)控機床的預見性維護工作是數(shù)控機床使用壽命的關(guān)鍵,隨著使用時間的推移,數(shù)控機床會出現(xiàn)不同的特征,針對不同特征必須采取不同的保養(yǎng)策略和維修措施,有針對性地對機器進行預防維護工作,充分發(fā)揮設(shè)備的性能,延長設(shè)備的使用壽命,一方面確保生產(chǎn)的精準性和安全性,另一方面提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
參考文獻
您好!
我是來自09級中專五班的學生張帆。我所學的專業(yè)是數(shù)控車床,這次被學校分配到江蘇省湘原機械有限公司實習。時光如流水,轉(zhuǎn)眼間我們的實習已經(jīng)快兩個月了,在此我的實習感受如下。
我來到工廠被分配到檢驗部,我的工作是測量工件的角度 錐度.......雖然這些東西都不曾是我在學校學習過的東西,但是我報著吃苦服從的態(tài)度欣然接受。接受了任務(wù)開始了挑戰(zhàn),我才發(fā)現(xiàn)我其實什么都不會。但是師傅的他孜孜不倦的教導和他得認真的工作態(tài)度時刻影響著我引導者我,讓我從中學到了很多。測量工作是一個細致活,我們必需具備認真的工作態(tài)度細心工作作風。準確測量每一個工件的尺寸和角度不能半點的馬虎。
[關(guān)鍵詞]《數(shù)控機床故障診斷與維修》;課程建設(shè);教學改革
一、國內(nèi)《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程建設(shè)的概況
(一)對該課程的重視程度不夠
目前,有為數(shù)不多的職業(yè)院校把數(shù)控維修作為一門專業(yè)來建設(shè)。將《數(shù)控機床故障診斷與維修》這門課作為一門專業(yè)選修課,是相當多職業(yè)院校的做法,他們并沒有把這門課放到足夠重要的位置上,這使眾多數(shù)控專業(yè)的學生僅僅懂得機床操作,而對維修仍然一無所知,這已經(jīng)不能滿足市場對數(shù)控專業(yè)學生綜合素質(zhì)的需要。
(二)有關(guān)該課程的研究很少
不少學校在安排《數(shù)控機床故障診斷與維修》這門課時主要還是理論教學,實踐環(huán)節(jié)安排的課時很少,也沒有非常優(yōu)秀實用的教材,更缺乏對該課程教學模式的探索,非常不利于學生掌握數(shù)控維修技能。
(三)理論與實踐環(huán)節(jié)脫離
《數(shù)控機床故障診斷與維修》是理論知識難度大、實踐性強的課程,教學中理論和實踐都應(yīng)該重視。長期以來,《數(shù)控機床故障與維修》課程教學理論和實踐分開,教學內(nèi)容不能緊跟市場需求,教學方法和手段單一,背離職業(yè)教育強調(diào)應(yīng)用性、實踐性、創(chuàng)新性的教學特點,不能適應(yīng)當前制造業(yè)對數(shù)控人才所需技能的要求。理論與實踐課程脫節(jié),學校環(huán)境和工廠環(huán)境反差大,所培養(yǎng)學生的維修技能無法適應(yīng)企業(yè)的需要。
二、轉(zhuǎn)變觀念,積極開展《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程建設(shè)
(一)轉(zhuǎn)變觀念,適應(yīng)市場需要
課程建設(shè)應(yīng)以適應(yīng)市場需要為宗旨,以服務(wù)就業(yè)崗位為目標。課程建設(shè)應(yīng)該與時俱進,不斷在深化教育教學體制改革中,適應(yīng)市場變化的需要。學校教育的目的就是:“一切為了學生,為了學生一切,為了一切學生?!苯逃哪康木褪菫榱伺囵B(yǎng)適應(yīng)社會需要的人才,為了這個目的,學校一切工作都應(yīng)該服務(wù)于這個目的。我所在的學院以示范性建設(shè)為契機,全面實施教學質(zhì)量工程,轉(zhuǎn)變觀念,以市場為導向,強化學生專業(yè)知識、人文素質(zhì)、創(chuàng)新精神、實踐能力和健全人格的培養(yǎng),建立產(chǎn)業(yè)、學校、行業(yè)一體的產(chǎn)教融合的合作辦學機制,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。
(二)加強《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程建設(shè)
隨著《中國制造2015》計劃的推進,我國由制造大國向制造強國邁進,企業(yè)生產(chǎn)中使用數(shù)控設(shè)備越來越普遍,數(shù)控設(shè)備的維護維修人員需求將呈現(xiàn)強勁增長的態(tài)勢。根據(jù)市場調(diào)研,企業(yè)所需數(shù)控專業(yè)人才崗位(群)分為以下幾個部分:數(shù)控設(shè)備的操作人員、數(shù)控設(shè)備的裝調(diào)人員、數(shù)控設(shè)備的維護維修人員以及其他工作崗位。數(shù)控專業(yè)主要崗位對應(yīng)的職業(yè)能力有:數(shù)控機床的操作、維護;數(shù)控機床的安裝、檢測、驗收;數(shù)控機床的常見故障診斷與排除;普通設(shè)備的數(shù)控化改造。推進《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程建設(shè)對培養(yǎng)高素質(zhì)高技能的數(shù)控機床裝調(diào)與維修人員是非常有意義的。
三、推進《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程改革與建設(shè)的有效措施
1.加強師資隊伍建設(shè),特別是提高數(shù)控維修專業(yè)教師的理論和實踐水平,形成一支年齡結(jié)構(gòu)合理、教學水平較高的高等數(shù)學課程教學和研究隊伍,從教學人員上保證課程建設(shè)的不斷深入發(fā)展。2.繼續(xù)完善教學大綱與授課計劃的修訂,使之更能適應(yīng)高等教育從精英教育到大眾化教育的需要,使教學計劃和課程設(shè)置符合就業(yè)導向。3.教材建設(shè)(1)推進項目化教學和案例教學內(nèi)容。以具體的案例或任務(wù)為載體編寫教學內(nèi)容,充分發(fā)揮學生的主觀能動性。(2)建設(shè)立體化教材,把實踐性強的內(nèi)容視頻化,知識點微課化。(3)不斷更新教學內(nèi)容,緊跟市場需求。(4)適應(yīng)學生需求,力求教材知識與趣味性一體。4.現(xiàn)代教育技術(shù)的使用(1)不斷改進教學方法和教學手段。教學手段應(yīng)從過去傳統(tǒng)的黑板加粉筆的單一方法過渡到傳統(tǒng)方法與多媒體現(xiàn)代化教學手段相結(jié)合的綜合性方法,力爭開展多媒體授課。(2)建設(shè)課程資源庫,開發(fā)微課資源。(3)建設(shè)信息化資源課,使教學資源上網(wǎng),充分發(fā)揮學生自學的主觀能動性。
四、以數(shù)控維修實驗臺的研究應(yīng)用為契機,推進《數(shù)控機床故障診斷與維修》課程建設(shè)
筆者所在學校配合數(shù)控專業(yè)的示范性建設(shè),投資60余萬元用于數(shù)控維修實訓中心建設(shè)。在數(shù)控維修實訓中心建設(shè)過程中,由學校教師根據(jù)本校學生特點,結(jié)合企業(yè)對數(shù)控專業(yè)學生的要求自主設(shè)計,自主建設(shè)實訓中心,不但使學校的數(shù)控維修實訓教學條件大大改觀,也鍛煉了教師的能力。數(shù)控機床安裝、調(diào)試與故障維修能力是數(shù)控技術(shù)專業(yè)核心的能力之一,在課程的設(shè)計上遵循以下理念:以工程應(yīng)用為背景,以崗位職業(yè)能力培養(yǎng)為目標,以典型的工作任務(wù)為載體,構(gòu)建完成崗位工作所需要的專業(yè)能力、方法能力、社會能力三位一體的教學內(nèi)容體系;教學組織與實施是以學生為主、老師為輔的師生互動的過程,理實一體化的教學模式,課程標準以職業(yè)標準為依據(jù),學生通過學習獲得與工作崗位一致的能力,把工學結(jié)合的思想貫穿在整個課程教學過程中。本課程嵌入數(shù)控機床裝調(diào)與維修工職業(yè)資格標準,理論聯(lián)系實際,以任務(wù)為學習載體,采用理實一體化的教學模式。以數(shù)控機床安裝調(diào)試與維修的過程為主線,設(shè)計學習情境,在學習情境內(nèi)學生完成安裝調(diào)試與維修任務(wù)。根據(jù)教學內(nèi)容的組織,設(shè)計相應(yīng)的教學計劃。上述教學內(nèi)容,學生在完成過程中,全部采用任務(wù)驅(qū)動的方式,在任務(wù)二和任務(wù)三實施過程中,學生在完成任務(wù)的過程中對遇到的問題可以查閱故障診斷手冊,可以通過手機APP上網(wǎng)查看知識點微課,學生完成任務(wù)書要由小組一起進行PPT匯報,對完成任務(wù)的情況進行匯報總結(jié)。以其中任務(wù)三中的一個子任務(wù)為例,教學過程如下表所示。在每次的教學過程中注意體現(xiàn)學生的主導地位,教師加以引導,報告完成后仔細進行討論、分析,目的是學生掌握技能。
五、結(jié)論
通過教學改革,教師因材施教,學生既能在輕松的環(huán)境中學習和獲取理論知識,也能鍛煉學生的操作技能,是對培養(yǎng)適應(yīng)市場需求人才的教育教學模式的一種有益探索。
參考文獻:
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[2]陳玉琨.課程改革與課程評價[M].北京:教育科學出版社,2001(6):l-8.
1.1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史
1946年誕生了世界上第一臺電子計算機,這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比,起了質(zhì)的飛躍,為人類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。6年后,即在1952年,計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上,在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。從此,傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個世紀以來,數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展。
1.2國內(nèi)數(shù)控機床狀況分析
1.2.1國內(nèi)數(shù)控機床現(xiàn)狀
近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升,在大中企業(yè)已有較多的使用,在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中,除少量機床以FMS模式集成使用外,大都處于單機運行狀態(tài),并且相當部分處于使用效率不高,管理方式落后的狀態(tài)。 2001年,我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進入世界第5名,機床消費額在世界排名上升到第3位,達47.39億美元,僅次于美國的53.67億美元,消費額比上一年增長25%。但由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場的需求,使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢,2001年進口機床躍升至世界第2位,達24.06億美元,比上年增長27.3%。 近年來我國出口額增幅較大的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機床、數(shù)控剪板機、數(shù)控成形折彎機、數(shù)控壓鑄機等,普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數(shù)控機床品種以中低檔為主。
1.2.2 國內(nèi)數(shù)控機床的特點 :
(1) 新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破,技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導地位。
(2) 數(shù)控機床產(chǎn)量大幅度增長,數(shù)控化率顯著提高。
2001年國內(nèi)數(shù)控金切機床產(chǎn)量已達1.8萬臺,比上年增長28.5%。金切機床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率 從2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。
(3) 數(shù)控機床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。
1.3 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.3.1繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向發(fā)展
基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點,更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機,來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題,由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務(wù)。PC機所具有的友好的人機界面,將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠程通訊,遠程診斷和維修將更加普遍。
1.3.2向高速化和高精度化發(fā)展
這是適應(yīng)機床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。
1.3.3向智能化方向發(fā)展
隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。
(1)應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息,并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù),達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。
(2) 引入專家系統(tǒng)指導加工
將熟練工人和專家的經(jīng)驗,加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中,以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐,建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。
(3) 引入故障診斷專家系統(tǒng)
(4) 智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置
可以通過自動識別負載,而自動調(diào)整參數(shù),使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運行。
1.4機床數(shù)控化改造的必要性
1.4.1微觀看改造的必要性
從微觀上看,數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性,而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。
(1) 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。
由于計算機有高超的運算能力,可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應(yīng)該運動的運動量,因此可以復合成復雜的曲線或曲面。
(2) 可以實現(xiàn)加工的自動化,而且是柔性自動化,從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3~7倍。由于計算機有記憶和存儲能力,可以將輸入的程序記住和存儲下來,然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行,從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序,就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化,從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化,故被稱為實現(xiàn)了"柔性自動化"。
(3) 加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要"修配"。
(4) 可實現(xiàn)多工序的集中,減少零件在機床間的頻繁搬運。
(5) 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能,因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。
(6) 由以上五條派生的好處。
如:降低了工人的勞動強度,節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床),減少了工裝,縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期,可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。
1.4.2宏觀看改造的必要性
從宏觀上看,工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè),在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機床。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造(稱之為信息化),最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落20年。如我國機床擁有量中,數(shù)控機床的比重(數(shù)控化率)到1995年只有1.9%,而日本在1994年已達20.8%,因此每年都有大量機電產(chǎn)品進口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。
數(shù)控化改造的市場空間
機床的數(shù)控化改造是一個方興未艾的行業(yè),從各種統(tǒng)計數(shù)字上看前途應(yīng)該是十分光明的,例如:"在美國,日本和德國等發(fā)達國家,它們的機床改造能作為新的經(jīng)濟增長行業(yè),生意盎然,正處在黃金時代。由于機床以及數(shù)控技術(shù)的不斷進步,機床改造是一個"永恒"的課題。我國的機床改造業(yè),也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)所以不難看出:`
(1) 國內(nèi)的市場
我國目前機床總量380余萬臺,而其中數(shù)控機床總數(shù)只有11.34萬臺,即我國機床數(shù)控化率不到3%。近10年來,我國數(shù)控機床年產(chǎn)量約為0.6~0.8萬臺,年產(chǎn)值約為18億元。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6%。我國機床役齡10年以上的占60%以上;10年以下的機床中,自動/半自動機床不到20%,F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)(美國和日本自動和半自動機床占60%以上)??梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床,而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長,從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益,影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。
(2) 進口設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場
我國自改革開放以來,很多企業(yè)從國外引進技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進行技術(shù)改造。據(jù)不完全統(tǒng)計,從1979~1988年10年間,全國引進技術(shù)改造項目就有18446項,大約165.8億美元。
這些項目中,大部分項目為我國的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進項目由于種種原因,設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運轉(zhuǎn),甚至癱瘓,使企業(yè)的效益受到影響,嚴重的使企業(yè)陷入困境。一些設(shè)備、生產(chǎn)線從國外引進以后,有的消化吸收不好,備件不全,維護不當,結(jié)果運轉(zhuǎn)不良;
有的引進時只注意引進設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線,忽視軟件、工藝、管理等,造成項目不完整,設(shè)備潛力不能發(fā)揮;有的甚至不能啟動運行,沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用;有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好,但是因為設(shè)備故障不能達產(chǎn)達標;有的因為能耗高、產(chǎn)品合格率低而造成虧損;有的已引進較長時間,需要進行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒有創(chuàng)造財富,反而消耗著財富。
這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個包袱,也是一批很大的存量資產(chǎn),修好了就是財富。只要找出主要的技術(shù)難點,解決關(guān)鍵技術(shù)問題,就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn),爭取到最大的經(jīng)濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。
機床改造的效益分析
提高機床數(shù)控化效率有兩個途徑:一是購買新的數(shù)控機床;二是對舊的機床進行改造而對于一個機床擁有量大,經(jīng)濟財力又不足的發(fā)展中國家來說,采用舊機床改造來提高設(shè)備的先進性和數(shù)控化率是一個極其有效和使用的途徑,采用第二種方法有以下的優(yōu)點:
a) 減少了投資和交貨的期限
同購置新的數(shù)控機床相比,一般可以節(jié)省60%到80%的費用,改造的費用大大減低。
b) 機械的穩(wěn)定性可靠
機床的床身,立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅固的鑄鐵構(gòu)件,而鑄件越久自然失效充分,內(nèi)應(yīng)力的消除使得比新的鑄件更穩(wěn)定,這些鑄件的使用又可以節(jié)約社會資源,又減少了鑄鐵件生產(chǎn)時對環(huán)境的污染。
c) 熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能,便于操作維修,購買的新設(shè)備,事先很難前面了解機床的結(jié)構(gòu)性能,以至很難預算是否完全適合加工要求,而改造則完全可以避免這種情況,并且大大縮短了對數(shù)控機床在使用和維修方面的培訓時間,機床一旦改裝完成,很快就可以投入使用,見效較快。
d) 可以充分利用現(xiàn)有的條件
可以充分利用現(xiàn)有的地基,不必像購新機時重新構(gòu)筑新基,同時工夾具、樣板和外設(shè)備也可以在利用。
e) 可更好的因地制宜合理篩選功能
購買現(xiàn)成的通用型機床,往往對一個具體的生產(chǎn)加工有一些多余的功能,又可能缺少某一個專用的特殊功能,如向機床制造廠提出特殊定貨要求,增加某些特殊的加工要求,往往費用大,交貨的日期又長。而采用改造方案就可以根據(jù)生產(chǎn)加工要求,采用組合的方法再某些部件設(shè)計改造成專用的數(shù)控機床。
f)可及時采用最新技術(shù),充分利用社會資源
由于技術(shù)進步和我國機床功能部件專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展,目前已有眾多的疏忽資源支持機床方面的改造 ,如隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副,且交貨期短;采用貼塑導軌新技術(shù),可使傳統(tǒng)的滑動導軌的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來防止爬行,還可以使得刮研極容易,等等例子說明有一大批社會資源,可根據(jù)技術(shù)更新的發(fā)展速度,及時地采用最新技術(shù)來提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率,提高設(shè)備質(zhì)量和檔次,將舊機場改造成當今水平的機床。
2 普通車床數(shù)控改造的可行性論證
對于普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造,在考慮總體設(shè)計方案時,應(yīng)遵循的原則是:在滿足設(shè)計要求的前提下,對機床的改動應(yīng)盡可能的少,以降低成本。
2.1 車床的數(shù)控改造
2.1.1數(shù)控機床工作原理及組成
(1) 數(shù)控機床工作原理:
數(shù)控機床加工零件時,首先應(yīng)編制零件的加工程序,這是數(shù)控機床的工作指令。將加工程序輸入到數(shù)控裝置,再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變化、起停,進給運動的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻的開、關(guān)等動作,使刀具與工件及其它輔助
2-1
2.1.2設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)
普通車床(C6163)的數(shù)控改造設(shè)計內(nèi)容包括:總體方案的確定和驗證、機械改造部分的設(shè)計計算(包括縱向、橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算)、主運動自動變速原理及改造后的機床傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計、機床調(diào)速電動機控制電路的設(shè)計。
本設(shè)計任務(wù)是對C6163臥式車床進行數(shù)控化改造,實現(xiàn)微機對車床的數(shù)控化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進給系統(tǒng)進行數(shù)字控制,并要達到縱向最小運動單位為0.01mm/脈沖,橫向最小運動單位0.005mm/脈沖,主運動要實現(xiàn)自動變速,刀架要改造成自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架,要能自動的切削螺紋。
2.1.3 數(shù)控部分的設(shè)計改造
(1) 數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定
數(shù)控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為:點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點移到另外一點的位置,而對于運動軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個或兩個
以上坐標方向的位移進行嚴格的不間斷的控制。由于C6163車床要加工復雜輪廓零件,所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。
(2)伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計改造
數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。
閉環(huán)控制方案的優(yōu)點是可以達到高的機床精度,能補償機械傳動系統(tǒng)中的各種誤差,消除間隙、干擾對加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價高。
半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬,過載能力強,又采用反饋控制,因此性能遠優(yōu)于以步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是,采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復雜,設(shè)計上也要有其自身的特點,技術(shù)難度較大。
開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路,因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差,但其結(jié)構(gòu)簡單,易于調(diào)整,所以常用于精度要求不高的場合。
經(jīng)過上序比較,由于所改造的C6163車床的目標加工精度要求不高,所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。
(3) 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計
數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成,硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。
數(shù)控裝置的設(shè)計方案通常有:
a) 可以全部自己設(shè)計制作
b) 可以采用單板機或STD模塊或工控機改制
c) 可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動
跟據(jù)本次設(shè)計的要求采用第一種設(shè)計方案。
2.1.4機械改造部分的設(shè)計
(1) 主傳動部分的改造設(shè)計
將原機床的主軸電動機換成變頻調(diào)速電動機,無級調(diào)速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構(gòu)。改造后使其主運動和進給運動分離,主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉(zhuǎn)。
(2) 進給機構(gòu)的改造
將原機床的掛輪機構(gòu)、進給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除??v向、橫向進給以步進電動機作為驅(qū)動元件經(jīng)一級齒輪減速后,由滾珠絲杠傳動。
【關(guān)鍵詞】雙主體;廠中校;校中廠;實訓基地
數(shù)控設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用多年,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護人才逐步成為緊缺人才,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)已經(jīng)成為各高職院校重點建設(shè)專業(yè)。2011年我院批準為國家骨干高職院校建設(shè)單位,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)建設(shè)是項目之一。
項目建設(shè)總目標是針對天津及濱海新區(qū)對數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)領(lǐng)域人才需求,在與大連機床集團開展全方位、深層次的合作下,深化“雙主體工學交替”的校企共同育人的人才培養(yǎng)模式和“企業(yè)主導,課證融通”的專業(yè)課程體系;建設(shè)集教學實訓、企業(yè)培訓、產(chǎn)品展示、技術(shù)服務(wù)為一體的廠中校,校中廠的校內(nèi)外實訓基地;通過實施教師企業(yè)實踐、校企互聘,打造專兼結(jié)合的市級水平專業(yè)教學團隊;依據(jù)機床行業(yè)標準和規(guī)范對人才培養(yǎng)過程、教學質(zhì)量進行監(jiān)控和考核,確保人才培養(yǎng)質(zhì)量。培養(yǎng)“能夠做、踏實做、做得好” 高端技能型專門人才。通過三年建設(shè),與機床企業(yè)“共同投入,共同建設(shè),共同管理,共同發(fā)展”,探索構(gòu)建校企“雙主體”育人的運行機制,將數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)建成在全國同類專業(yè)中起骨干、帶動作用的國內(nèi)一流專業(yè)。
建設(shè)方案中實訓基地建設(shè)是重點之一,目前本專業(yè)擁有生產(chǎn)性的校內(nèi)實訓基地,本專業(yè)校內(nèi)實訓基地承擔數(shù)控設(shè)備維修實訓。現(xiàn)有高速高精密加工中心1臺、數(shù)控車床9臺、四軸加工中心1臺、數(shù)控維修實驗臺6臺。其中用專利項目產(chǎn)品充實實驗室,為數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)發(fā)展起著重要作用。
學院擁有生產(chǎn)經(jīng)營、實訓教學、技術(shù)培訓為一體的天津輕模工貿(mào)有限公司,該公司不僅承擔著本專業(yè)的數(shù)控加工實訓、數(shù)控機床故障診斷與維修實訓、數(shù)控機床拆裝、畢業(yè)實踐等教學環(huán)節(jié),同時進行數(shù)控機床操作工、特種加工、數(shù)控機床調(diào)整工的技能鑒定工作,還可面向企業(yè)進行在職員工的培訓,承攬對外加工的生產(chǎn)任務(wù),并把對外加工與學生實訓相結(jié)合,滿足教育教學需要。
本次建設(shè)項目要進行“雙主體”實驗實訓基地建設(shè),學院與大連機床集團有限責任公司合作,在學院內(nèi)建設(shè)“大連機床集團天津服務(wù)示范中心”成為“校中廠”, 其功能集數(shù)控機床整機展示、裝配、調(diào)試、維修、營銷、人才培養(yǎng)、培訓、技術(shù)攻關(guān)、課程開發(fā)、教材開發(fā)、售后服務(wù)于一體。
在大連機床集團有限責任公司的天津廠內(nèi),建設(shè)“大連機床天津研發(fā)制造基地培訓中心”成為“廠中校”,實施企業(yè)人員培訓、學院在校生的培訓,使其成為服務(wù)于機床研發(fā)、制造、銷售、維修人員上崗、繼續(xù)教育、技能培訓的“校企‘雙主體’育人”的示范基地。
1.“校中廠”實訓基地建設(shè)
學院與大連機床集團合作,在學院內(nèi)共同建設(shè)“大連機床集團天津服務(wù)示范中心”成為“校中廠”, 實現(xiàn)工廠融于學院。包含數(shù)控機床產(chǎn)品展示中心、大連機床備品備件中心、數(shù)控機床售后服務(wù)中心、校內(nèi)一體化實訓中心、數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用中心。其中在校內(nèi)一體化實訓中心里,新建1個、完善3個一體化實訓室。校企共同制定并實施“天津服務(wù)示范中心”的校中廠運行管理制度,確定領(lǐng)導小組例會制度、校企人員互聘與考核管理規(guī)定、學生廠校實訓管理辦法、實訓設(shè)備的配備與管理、企業(yè)用戶培訓管理規(guī)范、備件管理使用規(guī)定等等。形成專任教師主動為企業(yè)服務(wù)、兼職教師積極參與教學與教改,校企深度融合的“校中廠”的高效運行新機制。
(1)數(shù)控機床產(chǎn)品展示中心
本中心為學院與大連機床集團有限責任公司共同建設(shè),由學院提供場地,展示校企合作育人模式和大連機床的數(shù)控機床整機產(chǎn)品。其主要社會功能是展示“雙主體工學交替”的校企共同育人的人才培養(yǎng)模式;展示大連機床的數(shù)控產(chǎn)品、企業(yè)文化;及時展示數(shù)控機床新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝及在工業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢。本中心同時也是教學的一個主要環(huán)節(jié),承擔專業(yè)教育、認識實習、學習企業(yè)文化等教學任務(wù)。本中心既是展示職業(yè)教育改革成果的窗口,也是展示企業(yè)文化和新產(chǎn)品新技術(shù)的窗口。
(2)大連機床備品備件中心
本中心是大連機床集團有限責任公司華北地區(qū)備品備件中心,提供華北地區(qū)售后服務(wù)備件支持。本中心是大連機床華北區(qū)技術(shù)服務(wù)的不可或缺的環(huán)節(jié),是企業(yè)運營的重要組成部分。本中心還是教學中認識數(shù)控機床零部件的主要實訓場所,數(shù)控機床故障診斷與維修等專業(yè)課中認識、測量數(shù)控機床零部件良好性的教學內(nèi)容在本中心進行。人才培養(yǎng)過程中對企業(yè)文化和企業(yè)運行模式的教育部分內(nèi)容在本中心進行,對學生了解職業(yè)環(huán)境,直接就業(yè)有著重要意義。
(3)數(shù)控機床售后服務(wù)中心
本中心是大連機床集團有限責任公司華北地區(qū)售后服務(wù)中心,承擔華北地區(qū)售后服務(wù)技術(shù)支持,是大連機床在天津地區(qū)重要部門。本專業(yè)教師在中心任主要技術(shù)職務(wù),承擔安裝、調(diào)試工作;承擔大連機床集團天津地區(qū)售后技術(shù)服務(wù)工作。同時收集數(shù)控機床故障診斷維修工作案例,作為教師進行教學和課程資源建設(shè)的素材;也為保障天津地區(qū)企業(yè)的設(shè)備利用率,提供高層次技術(shù)服務(wù)。學生在本中心完成現(xiàn)場調(diào)試驗收部分教學,加快學生的職業(yè)化進程。
(4)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用中心
本中心是數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)(系統(tǒng)連接,調(diào)試,維修及維護)的綜合實習和實訓平臺,主要進行本專業(yè)學生的培養(yǎng)及教學新模式探索;本專業(yè)教學資源建設(shè)及研討;本專業(yè)師資培訓,以及數(shù)控技能鑒定培訓;用戶技術(shù)交流及論壇;企業(yè)員工培訓,企業(yè)技術(shù)服務(wù);行業(yè)調(diào)研,崗位需求分析,與本地區(qū)企業(yè)開展人才培養(yǎng)合作等。
(5)校內(nèi)一體化實訓中心
在原有三個實訓室基礎(chǔ)上,購置新設(shè)備加強校內(nèi)生產(chǎn)性實訓,強化與企業(yè)和市場更緊密地聯(lián)系,使校內(nèi)生產(chǎn)性實訓與校外頂崗實習有機銜接與融通,使校內(nèi)生產(chǎn)性實習實訓占校內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)的比例超過70%,提高校內(nèi)實訓基地開放和使用效率。校內(nèi)一體化實訓中心建設(shè)見表1。
為保證本專業(yè)工學結(jié)合人才培養(yǎng)方案的順利實施,促進學生專業(yè)技能的培養(yǎng),加強對校內(nèi)共享型生產(chǎn)性實訓基地的建設(shè)與完善,充分考慮資源的合理利用與配置,促進數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護技術(shù)專業(yè)及專業(yè)群的協(xié)調(diào)發(fā)展,依托大連機床集團天津服務(wù)示范中心,融專業(yè)教學、培訓、技能鑒定和技術(shù)服務(wù)為一體。直接為數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)的工學結(jié)合人才培養(yǎng)模式服務(wù),實現(xiàn)學生對專業(yè)由陌生到熟悉、專業(yè)知識由單一到綜合、專業(yè)能力由初級到高級的培養(yǎng)過程。
2.校外實訓基地與內(nèi)涵建設(shè)
在大連機床集團有限責任公司的天津組裝廠內(nèi),建設(shè)“大連機床天津研發(fā)制造基地培訓中心”成為“廠中?!?,在“廠中?!眱?nèi),完成數(shù)控設(shè)備裝調(diào)崗前技能訓練。學生在企業(yè)環(huán)境中,按照企業(yè)操作規(guī)范,自然地融入了企業(yè)文化、職業(yè)氛圍,職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能大幅提升。
同時在“廠中校”中進行新產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售、維修人員上崗、繼續(xù)教育、企業(yè)人員和學院在校生的技能培訓,使“廠中?!背蔀椤靶F蟆p主體’育人”的示范基地。
此外,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)一直在努力建設(shè)校內(nèi)外實踐教學基地,實踐教學條件已得到較大的改善,但數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)發(fā)展起點高、技術(shù)含量高、發(fā)展時間短。因此,為保證本專業(yè)工學結(jié)合人才培養(yǎng)方案的順利建立與實施,必須大力發(fā)掘和利用社會資源,積極參加行業(yè)協(xié)會活動,為企業(yè)提供培訓和技術(shù)服務(wù),加強和機床企業(yè)的聯(lián)系和技術(shù)合作,在原有4個基礎(chǔ)上,再建天津中際裝備制造有限公司等4個校外實習基地,以保證實現(xiàn)學生半年以上頂崗實習的順利實施。校外主要實訓基地見表2所示。
一、企業(yè)數(shù)控技術(shù)人才需求層次
根據(jù)調(diào)研情況,我們可把數(shù)控技術(shù)人才分為三個層次:
1.“藍領(lǐng)層”——“藍領(lǐng)層”是指在生產(chǎn)崗位上承擔數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術(shù)工人,在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占75%,是目前需求量最大的數(shù)控技術(shù)人才。
所需知識與能力結(jié)構(gòu):掌握數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的基本知識和機械加工與數(shù)控加工的工藝知識,具備數(shù)控機床的操作、日常維護和手工編程的能力,了解數(shù)控加工的自動編程。這類數(shù)控技術(shù)人才可通過中等職業(yè)教育來培養(yǎng),企業(yè)也可依靠自身力量從普通機床操作工中培養(yǎng)。
2.“灰領(lǐng)層”——“灰領(lǐng)層”是指在生產(chǎn)崗位上承擔數(shù)控編程的工藝人員和數(shù)控機床維護、維修人員,這類人員在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占20%,其中數(shù)控編程工藝員占9%,數(shù)控機床維護、維修人員占11%。
所需知識與能力結(jié)構(gòu):
數(shù)控編程工藝員:掌握數(shù)控加工工藝專業(yè)知識和一定的模具制造基礎(chǔ)知識,具備數(shù)控機床的操作、日常維護和手工編程的能力,能運用至少一種三維CAD/CAM軟件進行三維造型和自動編程。此類人員在模具行業(yè)尤其受歡迎,待遇也較高,這類數(shù)控技術(shù)人才可通過高等職業(yè)教育來培養(yǎng)。
數(shù)控機床維護、維修人員:掌握數(shù)控機床的工作原理和結(jié)構(gòu)知識,掌握主要數(shù)控系統(tǒng)的特點、接口技術(shù)、PLC、參數(shù)設(shè)置和機電聯(lián)調(diào)知識。具備數(shù)控機床的操作、手工編程和數(shù)控機床的機械和電氣的調(diào)試和維護維修能力。此類人員需求量相對少一些,但也非常缺乏,是企業(yè)(特別是民營企業(yè))的搶手人才,待遇較高。由于此類人員專業(yè)知識與技能要求較高,可能通過本科或高職教育作基礎(chǔ)培養(yǎng)后,經(jīng)企業(yè)大量實際工作經(jīng)驗積累不斷提高。
3.“金領(lǐng)層”——“金領(lǐng)層”人員具備并精通數(shù)控操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機床維護、維修所需要的綜合知識,并在實際工作中積累了大量實際經(jīng)驗,知識面很廣;精通數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)控系統(tǒng)的電氣設(shè)計,掌握數(shù)控機床的機電聯(lián)調(diào);能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型,數(shù)控機床的安裝、調(diào)試、維修和精度優(yōu)化;能獨立完成機床的數(shù)控化改造;適合于擔任企業(yè)的技術(shù)負責人或機床廠數(shù)控機床產(chǎn)品開發(fā)的機電設(shè)計主管。
二、數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才的學歷狀況
調(diào)研數(shù)據(jù)表明,7.89%的數(shù)控技術(shù)人才為中職及以下學歷,63.16%為高職學歷,僅有13.16%為本科學歷,本科以上學歷占15%??梢钥闯?,企業(yè)對中職和高職學
歷的人才需求量最大,故中等和高等職業(yè)技術(shù)教育在數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)方面大有可為。
三.數(shù)控技術(shù)人才的來源渠道
調(diào)研數(shù)據(jù)表明,企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控技術(shù)人才中,從人才市場招聘的員工的占18.42%,網(wǎng)上招聘占13.16%,而直接從學校招收的學生占55.26%,通過中介機構(gòu)招聘的占13.16%。這說明:
1. 職業(yè)院校是企業(yè)招收對口專業(yè)員工的主要渠道,所以職業(yè)院校應(yīng)該進一步拓展辦學功能,加強校企合作,根據(jù)企業(yè)用人“訂單”培養(yǎng)人才,也要為企業(yè)職工提供在崗、轉(zhuǎn)崗數(shù)控技術(shù)培訓。
2.職業(yè)院校學歷教育培養(yǎng)的數(shù)控人才還很難完全滿足企業(yè)的需要。剛走出校門的畢業(yè)生,具有不同程度的英語水平、計算機應(yīng)用能力、機械和電氣基礎(chǔ)理論知識和一定的動手能力,但由于在校期間難以積累工藝經(jīng)驗,實際動手能力差,難以滿足企業(yè)對數(shù)控人才的要求。
四、對工作能力和職業(yè)素質(zhì)的要求
通過調(diào)查,我們發(fā)現(xiàn)企業(yè)對畢業(yè)生的實際工作能力關(guān)注度為60.53%,對職業(yè)素養(yǎng)的關(guān)注度為65.79%,對學習能力的關(guān)注度為60.53%,對組織管理能力的關(guān)注度為21%,對創(chuàng)新能力的關(guān)注度為50%,數(shù)據(jù)表明,企業(yè)最注重畢業(yè)生的實際工作能力和職業(yè)素養(yǎng),企業(yè)對畢業(yè)生的綜合素質(zhì)要求越來越高,企業(yè)往往要求畢業(yè)生能夠同時擁有多方面的技能,要求基本功扎實,應(yīng)用能力較強,能夠團結(jié)協(xié)作,富于開拓和創(chuàng)新精神,要敬業(yè)愛崗,踏實肯干,吃苦耐勞,實際動手能力強,綜合素質(zhì)高,具有很強的社會競爭力。,在業(yè)務(wù)方面和專業(yè)技術(shù)方面占有較大的優(yōu)勢,具體而言要思想積極,政治素質(zhì)高,思維活躍,視野開闊,創(chuàng)造性強,有較強的組織能力和綜合表達能力;善于鉆研,謙虛謹慎,勤學好問,能發(fā)現(xiàn)問題及時解決問題,能將所學知識與實際工作緊密結(jié)合起來,在業(yè)務(wù)中起骨干帶頭作用,生活作風正派,人格健全,有較好的人際關(guān)系;整體觀念強,有團隊協(xié)作精神。
五、企業(yè)對我校畢業(yè)生的綜合評價
為了更準確了解我校往屆數(shù)控技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的工作情況,我們利用此次實地考察的機會對往屆畢業(yè)生進行了一次回訪,并進行了企業(yè)對我校數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生綜合評價的問卷調(diào)查。調(diào)查的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,企業(yè)對我校數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生的整體情況的評價較好,滿意度較高。綜合評價為60.53%滿意,34.21%一般,5.26%不滿意。數(shù)據(jù)說明數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生在社會中的反應(yīng)良好,基本能經(jīng)得起社會的檢驗,基本能夠勝任本職工作,適應(yīng)相關(guān)崗位的要求。用人單位對數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生的職業(yè)道德、專業(yè)業(yè)務(wù)知識和基本素質(zhì)較為認可,畢業(yè)生在企業(yè)中能夠表現(xiàn)出較高的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力,數(shù)控專業(yè)開展的職業(yè)素質(zhì)教育對學生今后的就業(yè)工作起到了積極的作用。
六、存在的問題及改進措施
在調(diào)研中我們發(fā)現(xiàn),從總體來講我校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式是正確的。但是在具體實施的過程中也還存在一些問題和不足。
1、學生專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)化能力較差,很難將專業(yè)知識應(yīng)用到實際工作中;
2、學生對技能的熟練程度和企業(yè)的要求有距離;
3、學生在學校進行的專業(yè)實訓和企業(yè)真實的生產(chǎn)環(huán)境有距離;
4、學生專業(yè)面不寬,造成就業(yè)口徑過窄。
為了達到教改方案的培養(yǎng)目標和業(yè)務(wù)規(guī)格要求,我們將采取以下措施。
1、緊扣兩個環(huán)節(jié)。要培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線,專業(yè)實踐技能強,具有良好職業(yè)素質(zhì)的應(yīng)用性實用型人才。決定了學校課程設(shè)置的架構(gòu)必須緊扣“實用”、“實訓”兩個環(huán)節(jié),把崗位技能培養(yǎng)融入到課程體系中去,使課程教學與技能培養(yǎng)充分“對接”。
2、完善和加強數(shù)控專業(yè)的實訓室建設(shè)
我校數(shù)控專業(yè)雖然有了多個實訓室,但是在設(shè)備數(shù)量上和設(shè)備先進性上還有差距。還應(yīng)該建立數(shù)控綜合實訓室,包括數(shù)控線切割機、數(shù)控雕銑機、快速成型機等設(shè)備,以實現(xiàn)和企業(yè)的無縫對接。
3、堅持開放式的辦學體系,實行校企聯(lián)合,產(chǎn)、學、研一體化 雖然我校在數(shù)控專業(yè)的實訓上投入了較多的資金,實訓設(shè)備條件也相對較好,但是和企業(yè)的真實環(huán)境總是有距離的,作為學校不可能投入太多的資金。我們可以利用校企聯(lián)合、工學結(jié)合的方式實現(xiàn)產(chǎn)、學、研一體化。在辦學中堅持學校走出去,老師走出去,學生走出去,課程要走出去。同時,我們也可以把專家學者請進來作高層次的學術(shù)報告,也可以請有公司一線工作實踐經(jīng)驗的工程師來給我們的學生講學,一些課程也請外面工程師來上,甚至可以讓企業(yè)辦到學校來。
4、推行“一專多能、一生多證”
關(guān)鍵詞:行動導向;數(shù)控機床機械部件裝調(diào)與維修;課程改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)08-0086-03
《數(shù)控機床機械部件裝調(diào)與維修》課程作為數(shù)控技術(shù)、機電一體化、數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護等專業(yè)的專業(yè)核心課,其主要教學目標是使學生熟悉數(shù)控機床典型機械部件組成結(jié)構(gòu)、工作原理等基本知識,掌握機械部件安裝、調(diào)試及故障維修的基本技能,同時培養(yǎng)學生的規(guī)范操作意識、合作精神等。該課程傳統(tǒng)授課方式往往是先按照課本章節(jié)安排進行技術(shù)理論講授,然后分章節(jié)進行實踐教學。近年來,由于高職生源質(zhì)量下滑等諸多原因,相當一部分學生學習積極性不高、學習習慣較差。在這種情況下,如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)教學模式,很容易造成這樣一種不良局面:在理論教學階段學生由于對抽象知識難以理解而容易失去學習興趣、產(chǎn)生厭學情緒,影響理論教學的效果;在實習實訓教學階段由于理論知識欠缺而“只知其然,不知其所以然”,實踐教學效果也不佳。近年來,我們對該課程教學進行了改革,引入了基于行動導向的教學觀,使課堂教學“活”了起來,充分調(diào)動了學生的學習積極性,取得了良好的效果。
行動導向教學簡介
(一)行動導向教學的內(nèi)涵
行動導向教學是根據(jù)完成某一職業(yè)工作活動所需要的行動及產(chǎn)生和維持行動所需要的環(huán)境條件以及從業(yè)者的內(nèi)在調(diào)節(jié)機制來設(shè)計、實施和評價職業(yè)教育的教學活動。具體說來,行動導向教學主要是通過有目的、系統(tǒng)化地組織學習者在實際或模擬的專業(yè)環(huán)境中,參與設(shè)計、實施、檢查和評價職業(yè)活動的過程,通過學習者發(fā)現(xiàn)、探討和解決職業(yè)活動中出現(xiàn)的問題,體驗及反思學習行動的過程,并最終獲得完成相關(guān)職業(yè)活動所需要的知識和能力。它倡導通過行動來學習和為了行動而學習,在教學過程中注重發(fā)揮學生的主體作用和教師的主導作用,注重對學生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。
(二)行動導向教學的基本原則和特征
學習理解過程中的行動優(yōu)先 行動導向?qū)W習要求將行動與認知結(jié)合在一起,通過“做”學習。學習是一個行動過程,行動導向教學強調(diào)做在學習中的作用。
教學過程中的學生中心 行動導向教學將學習者看做積極的行動者,提倡學生對學習過程的自我控制,教師轉(zhuǎn)變?yōu)樽稍冋?。為學生創(chuàng)造盡可能大的決策和行動空間,以使其有更好的發(fā)展可能。
完整性學習 學習任務(wù)應(yīng)盡可能完整,所反映的職業(yè)工作過程應(yīng)該清晰透明。將傳統(tǒng)勞動組織中相分離的計劃、實施與檢查工作內(nèi)容結(jié)合起來進行教學,學習中包含計劃、實施、評價等步驟的完整職業(yè)工作過程。
作品指向 學習過程中制作具有使用價值的行動成果——作品,可以是具體的物質(zhì)產(chǎn)品,如加工實際的零件、制作簡單消費產(chǎn)品,也可以是抽象的,如市場調(diào)研報告、工作方案等等。有價值的作品可以提高學生的學習動機。
行動導向教學在德國流行多年,特別是最近三十多年來隨著德國職業(yè)教育的改革,其地位和作用更加凸顯,大量的研究也證明了行動導向教學的效果。
基于行動導向的課程教學改革
(一)課程教學目標制定
課程教學團隊和企業(yè)一線專家針對數(shù)控機床制造廠以及數(shù)控機床使用企業(yè)中的數(shù)控機床裝調(diào)維修崗位進行了調(diào)研分析,并結(jié)合數(shù)控機床維修工國家職業(yè)資格考核標準,明確了《數(shù)控機床機械部件裝調(diào)與維修》課程目標。課程目標包括知識目標、能力目標和素質(zhì)目標三個方面:知識目標為數(shù)控機床機械構(gòu)造及工作原理,數(shù)控機床機械圖紙的讀圖及主要部件的安裝、調(diào)試與維修,數(shù)控機床精度檢驗及驗收,數(shù)控機床機械部件日常保養(yǎng)、維護;能力目標為閱讀機械、電氣系統(tǒng)圖紙和中英文說明書及維修資料的能力,具備常用機床維修工具使用能力,具備主要機械部件的安裝、調(diào)試及精度檢驗能力,具備典型機械故障分析與排除能力,具備對故障原因、維修過程進行總結(jié)的能力;素質(zhì)目標為嚴謹、全面、高效、負責的職業(yè)素質(zhì),良好的道德品質(zhì)、協(xié)調(diào)溝通能力、團隊合作及敬業(yè)精神,勤于思考、善于自學、勇于探索的良好作風。
(二)課程學習情境創(chuàng)設(shè)
實施行動導向教學改革,首先要解決課程內(nèi)容的取向和序化問題。課程組到數(shù)控機床制造廠家、數(shù)控機床應(yīng)用企業(yè)進行廣泛調(diào)研,收集了大量項目和案例,并在專業(yè)教學指導委員會的指導下,從中篩選出具有具體工作任務(wù)和完整工作過程的、適合于教學的項目作為教學載體,創(chuàng)設(shè)4個學習情境,精心設(shè)計了11個工作任務(wù)。
通過學習情境的創(chuàng)設(shè),將傳統(tǒng)課程的每個知識點和能力點序化到一個個的工作任務(wù)當中,將理論知識與實際知識進行了高度融合,使學生在“企業(yè)實際情境”下進行學習,有利于激發(fā)學生的學習興趣,也能較好地將企業(yè)的工作方法、工作要求、工作環(huán)境等要素融入教學全過程,有利于培養(yǎng)學生良好的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德。
(二)課程教學實施
下面以學習情境3中任務(wù)1“數(shù)控車床刀架裝調(diào)”這一工作任務(wù)為例來闡述以行動為導向的課程教學實施步驟。
咨詢——本小組要做什么 教師下達工作任務(wù),進行任務(wù)描述,讓學生知道學習后的成效以及要達到的目標,激發(fā)學生的學習興趣。完成任務(wù)描述后,教師可引導學生通過學習實訓室墻上的教學掛板,了解數(shù)控車床電動刀架的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、常用拆裝工具的使用等知識。通過觀看多媒體教學動畫,可以獲取刀架拆裝工藝過程知識,同時,指導學生按照任務(wù)單的要求,充分利用各種途徑查閱學習資料,做好完成工作任務(wù)的準備,并形成“數(shù)控車床刀架功用”和“數(shù)控車床刀架結(jié)構(gòu)分析”兩種書面材料。
計劃——考慮如何完成 將學生分組后,要求每一個學生以報告的形式制定刀架裝調(diào)方案,內(nèi)容包括數(shù)控車床刀架拆卸、裝配順序,數(shù)控車床刀架調(diào)整量的確定,拆裝和調(diào)整工具選用,操作規(guī)范及注意事項等。此過程注重培養(yǎng)學生獨立思考的能力,教師不對學生的方案進行評價,只是對整個過程進行監(jiān)控和引導。在此階段,學生應(yīng)完成“數(shù)控車床刀架拆卸工藝過程卡”和“數(shù)控車床刀架裝調(diào)工藝過程卡”兩種書面材料撰寫。
決策——確定實施辦法和所需材料 每組學生將各自的計劃通過討論、交流、比較,最后形成一個合適的工作計劃,確定分工合作,同時要求學生自己確定一個典型零件作為自己的測繪任務(wù)。
實施——完成任務(wù) 根據(jù)計劃按步驟完成工作任務(wù)。在實施過程中,教師主要是營造學習氛圍、組織和引導教學過程。教師對學生工作過程進行監(jiān)控和必要的指導,并引導學生對出現(xiàn)的問題進行分析和討論,要求學生對整個過程進行記錄。在學生遇到困難時,教師應(yīng)充當學習的組織者與引導者,給予學生具體的幫助。教師除了對學生進行工藝方法引導之外,還要注意加強心理引導和價值引導。在教學中,要激勵學生大膽探索與嘗試,培育學生勇于創(chuàng)新和善于合作的心理品質(zhì);注重引導學生在拆裝過程中注意對拆裝零件的保護、合理擺放及零部件的完整性恢復,讓學生認識到,學生是在給設(shè)備用戶進行拆裝維修,損壞、漏裝零件都要對用戶進行賠償,從而培養(yǎng)學生的社會責任感和質(zhì)量意識。
檢查評價——完成的情況如何 檢查、評價要引導學生對刀架的拆卸、檢查、安裝和調(diào)整等工作按照標準規(guī)范進行,對已完成的工作進行記錄,自覺保持安全作業(yè)并按照6S的要求進行工作。在評價過程中既要關(guān)注學生已達到的程度與水平,更要關(guān)注學生職業(yè)行動和職業(yè)能力的生成與變化。教師評價要加強對每個學習過程的考核,同時關(guān)注學生的個體差異,對每個學生完成任務(wù)的情況進行合理評價,學生的不足之處應(yīng)及時指出并督促其改正,并對進步較大的學生給予鼓勵。
(三)課程考核評價
課程考核采用形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的考核方法,考核過程貫穿于整個學習任務(wù)的學習過程。本課程形成性評價重點關(guān)注以下方面:裝調(diào)與維修流程合理,符合圖樣要求;能按操作規(guī)程操作,具有團隊合作精神;能向小組成員介紹自己的工作方案、工作體會與改進設(shè)想;結(jié)合考勤情況、學習態(tài)度、典型部件裝調(diào)任務(wù)考核等情況進行綜合評定等。本課程終結(jié)性評價重點考查學生通過本課程學習所具有的數(shù)控機床機械部件裝調(diào)與維修的基本能力,主要采用筆試和大作業(yè)等形式,考核方式如表2所示。
行動導向教學實施中應(yīng)注意的問題
通過兩個學年的實踐,基于行動導向的《數(shù)控機床機械部件裝調(diào)與維修》課程教學改革取得了良好的效果,大大激發(fā)了學生的學習興趣,課堂氛圍變得積極、活躍,同時,學生的專業(yè)能力、社會能力、方法能力也得到了提高,但存在以下幾個值得思考的問題。
一是行動導向教學要求教師具有較強的綜合能力和教學機智,需要大量的教學準備工作,涉及的學科知識面較廣,這就對教師的教學能力和專業(yè)素質(zhì)提出了較高的要求。因此,專業(yè)教師要不斷豐富、更新自己的學科知識,將生產(chǎn)工藝經(jīng)驗與教材內(nèi)容整合,重構(gòu)原有知識結(jié)構(gòu),提高自身的專業(yè)知識水平。同時,教師還要對教學過程有較強的調(diào)控能力,對出現(xiàn)的種種問題及時進行指導,并且能靈活處理教學中出現(xiàn)的各種情況。
二是行動導向教學要求學校能提供足夠的實訓工位。目前相當一部分學校實訓工位數(shù)量明顯不足,有時十幾名、甚至更多的學生只能使用一臺設(shè)備,工位嚴重不足成為推行行動導向教學的“瓶頸”。
三是行動導向教學法適用于小班教育,但目前我國職業(yè)院校由于辦學規(guī)模的擴大,班級人數(shù)較多,全面開展行動導向教學法存在一定難度。實施行動導向教學法將使教學成本大大提高,這也是制約行動導向教學法全面推廣的一個難點。
行動導向教學強調(diào)學生在教學過程中的“主體性”和“行動性”,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代職業(yè)教育的特點和發(fā)展方向。教學實踐表明,行動導向教學在《數(shù)控機床機械部件裝調(diào)與維修》課程教學中的實施,有力地調(diào)動了學生學習的積極性,提高了學生實際動手能力和探索、合作、創(chuàng)新能力,較好地解決了傳統(tǒng)教學中遇到的問題。
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