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《机床数控改造》课程教学改革与探索
作者：冯华勇 初宏伟
来源：《科技资讯》2011年第07期
摘要:本文阐述了以培养学生的应用技能为目标,通过对高职《机床数控改造》课程的实训教学进行了一些改革探索与实战,并取得了较好的效果。 关键词:机床数控改造 教学改革 实践教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(a)-0161-02
《机床数控改造》是数控设备应用与维护专业的一门非常重要的技术应用型课程,其目标是面向制造业培养掌握必要现代电气技术理论和机械基础知识,熟悉数控设备操作和简单机械加工知识,掌握数控设备使用、维修、日常维护和简单数控设备控制线路设计、安装、调试、维修知识和技能的高素质高技能人才。但在原实践教学过程中,会遇到各种问题,针对此,对本门课程的教学进行了一些改革探索,取得了良好的教学教学效果。 1 行业背景
20世纪90年代随着制造业的快速发展,用数控技术提升金属切削机床已经成为必然的趋势,制造业企业在大量装备新数控机床的同时对普通机床进行数控化改造也成为另外一条重要的、经济的设备性能提升的渠道。现全国各重装基地装备有大量的金属切削机床,对普通机床进行数控化改造以提高其加工性能的成为各企业必然的选择。在此大背景下,机械企业率先开始了普通机床数控改造的尝试,经过20年的发展,已经形成了一个规模较大的机床数控改造产业,同时也需要培养出一大批掌握机床数控改造能力的工程技术人员。数控改造人才是当前社会迫切需要的人才。
2 原教学中存在的问题
机床数控改造是数控专业一门理实一体化教学课程。通过对教学环境分析,主要体现在以下几个方面。
(1)教学内容多。要求机械、电气、液压、气动等知识综合运用。
它要求学习该课程应在具有较强的数控系统、电机驱动与伺服、机床运动等方面的基础理论知识和一定的实践动手能力后进行,它是较强的一门必修专业课。
(2)相关任课老师系统知识不足,需要熟悉数控系统、电机驱动与伺服、机床运动等方面的理论知识。
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(3)许多学生对课程的地位和重要性认识不足。学习方法不灵活,在学习中分析问题和解决问题的能力不足。
(4)教师上课只能在模拟的实训面板上进行演示。不能在真实的机床上进行具体的真实的工作任务,因而学生无法在真实的数控机床上对电气控制系统所控制设备的各项功能进行调试。
(5)教学是面对一个班级几十名的学生,一到两位教师是不能照看到每一位同学,在实训设备上也不能使每一个同学都有动手实践机会。
以上列举的是教学过程中所遇到的主要问题,这些问题的存在极大程度上影响到了课程的教学效果,我们必须正视它,认真分析,寻找出路和对策。 3 教学改革
3.1 加大师资队伍建设,增强教学队伍
加强校企联系,加强产、学、研结合。分批次先后派任课教师到西门子、发那科、华中等数控公司、机床厂进行培训,派教师到数控改造公司、到企业参以重大改造项目中去。掌握了最新的技术和理念,提高了教师的专业水平、教学水平,同时也促进了本课程的建设。 3.2 增加实训设备,进行小班教学
首先,为了确保教学质量,让学生能接触到真实的数控机床。学院花了大量的资金购置了28台数控实训设备,做到在实训期间,确保两到三人有一台实训设备。让同学们在真实的机床上进行操作。
其次,在教学过程中采用小班教学。由于实训设备较多,又涉及到各种主流系统。因此在教学过程中,由每一位教师照看两到三台设备,而每一台设备又只有两到三个同学。这样就能使学生充分接触到数控机床,在整个实训过程中,使感性认识和理性认识得到统一与强化,学生才于敢于动手。只有敢于动手,才能深入理解机械、电气、液压、气动等知识综合运用。 3.3 加强课程设计,更新课程设计理念
本课程是技术应用性课程,其核心通过本课程的学习使学生达到使学生初步具备把一台普通机床改造为数控的能力,其中不仅有专业技术知识和技能还包括工作方法、团队协作等综合能力要求,因此课程设计必须要实现这两方面培养的融合。
(1)按照项目驱动、完成任务的设计思想,依据学生就业岗位职业行动能力,将专业技能培养和综合能力培养融合与一个具体的工作项目中,让学生完成一项工作而不是只是专业知识和技
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能的培养,让学生在学校里就可以接受到“职业化”的培训,并着重强调学员知识能力、学习能力、专业能力和社会能力的提升,实现高素质“社会人”和高技能“职业人”的统一。
(2)将本课程的教学设计成一个实际的生产过程,按企业的生产模式安排教学过程,学生作为这一过程的主题体,教师在其中扮演师傅、车间现场技术指导等角色。教学过程引入企业化的管理制度和管理方法。
(3)本课程全面采用“理实一体化”、“企业车间管理”教学模式,采用多种教学手段,运用多种教学方法,参照“人才培养质量要求”,由专兼教师共同制定课程质量标准和课程考核评价标准,全面提高教学质量。
3.4 精心设计教学内容,提出教学要求
真正要达到机床数控改造的熟练掌握和灵活应用需要较长时间的学习和实践,除了实训教学外,还需要学生在课后及今后的工作岗位上不断钻研进取。为此,通过精心选择和设计教学内容,使学生在有限的课时内,接触和掌握本门课程深入学习和应用的必备基础。针对此门课程,我们进行如下教学内容安排,同时提出了相应的教学要求。 (1)机床数控化改造基本概念。
要了解数控改造的行业现状,熟悉数控化改造对机床性能的提升,机床数控化改造的工作流程及每个步骤的技术要点。 (2)改造方案设计。
收集并分析被改造机床信息,包括型号规格及技术参数,能正确理解用户改造要求。熟悉常用数控系统(西门子、发那科、华中、广数)的型号规格和性能指标。能选用机床进给伺服驱动系统部件,根据扭矩、速度等参数结合负载特点选择伺服电机,并选配驱动器。选用主轴进给系统部件,熟悉数控机床常用主轴驱动方式的特点及应用场合。能选择检测装置,熟悉编码器、光栅尺的类型、性能参数,能正确选用。 (3)机械改造。
熟悉机械改造的主要内容和改造方法。熟悉进给传动系统、主轴传动系统改造。熟悉滚珠丝杠主要性能指标、滚珠丝杠安装、调整方法,掌握滚珠丝杠安装后的检测项目和操作方法。 (4)控制电路设计。
能正确选用低压电器元件及导线,根据电路参数合理选用低压电器元件。正确设计数控系统接口电路,掌握数控系统的接口信号类型和连接方法,熟练查阅系统连接说明书。掌握常用伺