机床维修实训总结(6篇)
时间：2024-03-30
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合作学习法（cooperativelearning）是一种结构化、系统化的教学策略，由2～6名能力各异的学生组成一个小组，经合作和互助的方式从事学习活动，共同完成小组的学习目标，在促进每个人的学习水平的前提下，提高整体成绩，并获取小组奖励。合作学习的目的不仅是培养学生主动求知的能力，而且还能提高学生合作过程中的人际交流能力。这种思想来源于杜威集体活动和集体项目(groupprojects)的观点，以及他在“民主和教育”中提出的理论，即学生应当在一起学习公民和社会责任。通过新的教学方法的实施，激发了学生在主动中学习，在合作中学习，在竞争中学习的意识，收到了良好的教学效果。现将该教学模式总结如下。
一、对象与方法
1.对象
在2009级机电一体化五年制高级班随机抽取1个班作为实验对象。该班共有学生46名，全部为男生，年龄在17～19岁。
2.方法
选用中国劳动社会保障出版社出版的《电力拖动控制线路与技能训练》教材第三单元的课题五“X62W万能铣床电气控制线路检修”进行本教学实验。经过教材内容分析，强调理论与实践并重，将学时重新分配：教师讲授部分所占学时适当删减，增补实训实践学时。通过设置典型故障，由学生分组合作展现本组学习成果，以合作学习法教学，并及时以现场测验和问卷调查了解教学效果。
（1）课前准备。①分组。将学生进行异质分组，每组6人，每组都由6位能力各异的学生组成，并指定综合能力最强的同学为小组长，负责组织小组成员讨论学习计划、分解学习任务等。②布置任务。教师在授课前要求各组完成两个任务：一是充分收集铣床资料，了解铣床的主要结构和运动形式，观察操作的铣床，记录操作规程。可利用网络、学校图书馆、学校机加工中心、学校数控协会等资源获取以上信息。二是根据工作任务，绘制铣床各主令电器元件的安装位置图和铣床配电盘电器元件的布置图，观察操作手柄处于不同位置时，行程开关的工作状态及运动部件的工作情况。
（2）实施。①课前检查。正式上课前，检查各组课前任务的完成情况，并给予评分。②组间共享与学习目标呈现。将各组收集的材料展示、筛选、点评，对材料收集不全的部分老师给予补充，引导全体同学进一步熟悉机床的结构及运动控制。教师播放事先准备好的有关铣床内部结构及铣床操作的视频，深入学习机床的机械传动机构、液压控制回路，分析机械、电气、液压联合控制部分工作原理。在此基础上，呈现本课题的学习目标：检修X62W万能铣床电气控制线路。③集中授课。以教师讲授为主，重点讲解工业机械电气设备维修的一般要求及一般方法，并在实训柜上人为设置故障点，由教师示范检修，边分析边检查，直至故障排除。④合作学习。由组长在本组实训柜上设置故障点。故障点公开，由易到难，故障点个数不断增加。在各组长组织下，全组成员共同合作，学习如何从故障现象着手进行分析，如何采用正确的检查步骤和检修方法进行检修。⑤学习效果检验。由教师在各组实训柜上一次设置2～3个故障点，要求采用正确的检查排除方法，在规定时间内查出并排除故障。⑥学习成果汇报及评价。组长代表本组向教师及其他组同学展示检修记录，汇报本组故障排除过程及方法。各组员谈收获，讲体会，说心得，台下的同学可提出建议，提出优秀建议的同学所在组可获加分奖励。汇报完毕后，由老师及其他组组长组成的“评委团”对该组的学习成果进行评价打分。表现优秀的小组，组员平时成绩给予加分。⑦归纳总结。最后，由教师针对各组学习情况、存在的问题做总结，归纳机床电气设备检修的一般要求和常用方法。
二、效果调查
教学评议以问卷调查方式在课后进行。给实验班学生每人发放一份教学评议表，了解学生对该教学方法的评价。发放46份，回收46份，有效问卷回收率100%。统计结果见下表。
三、总结与分析
1.教学效果
关键词：高职中级维修电工技能实训教学
中图分类号：TM1文献标识码：A文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-02
高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，其培养的是适应生产一线需要的优秀高端技能型专门人才。在高职教育的整个教学过程中，实训环节是至关重要的。因此提高实训教学的效率和效果，增强学生的实践技能，对学生今后的就业和深造有着积极的意义。《中级维修电工实训》是我院机电一体化、电气自动化专业的一门专业综合实训课程。通过4周的集中实训，巩固和扩展学生所学的相关理论知识，强化维修电工所需的基本操作技能，达到苏州市劳动和社会保障局职业技能鉴定中心规定的维修电工中级技能标准。针对2012年苏州市劳动和社会保障局职业技能鉴定中心对中级维修电工鉴定内容进行了全新的改革，结合我院实际实训条件，机电一体化教研室对相关的考核项目和教学方法进行了新的尝试和改革。
1实训考核项目改革
自2012年起苏州市劳动和社会保障局职业技能鉴定中心对中级维修电工的考核鉴定内容实行了较大的改革，经改革后中级维修电工技能考核试题包括四大类，分别为：电机控制系统配线并通电试运行；电子控制线路安装、测试、调整；PLC与变频器；机床故障分析及检修。其中，内容改革较大的是电机控制系统配线并通电试运行项目（在旧标准2个子项目基础上新增了2个子项目）、PLC与变频器项目（全新增加的项目）以及机床故障分析及检修项目（由原来的3种机床设备改为2种），而电子控制线路安装、测试、调整项目内容未作改动。经改革后新的技能鉴定项目、选考方式、鉴定比重、以及考试时间如表1所示。
根据技能鉴定新的考核要求，结合我院实训条件情况，机电教研室对实训项目进行了改革，最终确定了我院的中级维修电工实训考核项目如表2所示。由表2可见，机床故障分析及检修项目采用X62W铣床、T-68床两种设备。主要是基于以下两方面的因素的考虑：一是充分利用学院现有的设备资源（X62W铣床、T-68床为原中级工排故考核项目）。二是X62W铣床、T-68床相对于新的考核内容M7130、C6150、Z3040、行车等设备电气控制线路较复杂，学生掌握了复杂的机床设备的故障排除后，有了一定的基础，其他较简单的设备排故应该就能迎刃而解了。
2合理调整教学次序，提高教学效率及效果
中级维修电工的技能鉴定项目很多，合计共有12个子项目（由表2可见），而每个子项目学生都必须熟练掌握，技能考核时抽签决定具体的考核项目。目前，因我院现有的PLC实训室改造尚未完成，暂时不能满足PLC与变频器项目的培训与考核要求，因此目前该项目在我院的校外实训基地苏州万里培训中心进行，因在两地训练，若按原有的实训安排（逐个项目进行），4周已远远不能满足技能训练的要求，而根据教学计划的安排结合我院的实际情况，已不可能再增加课时，为此，经机电教研室的老师讨论，最终决定根据具体项目及学院现有实训条件对教学次序进行调整：第一周（5d），全班集中进行电机控制系统配线并通电试运行；第二周
（5d），全班集中进行机床故障排除训练。第三周（4d），一半学生在校本部进行电子项训练，另一半学生在校外实训基地进行PLC与变频器的训练，第四周
（4d），电子项与PLC项学生进行交换训练，最后预留1～2d学生进行查漏补缺，将自己的弱项进行强化训练。实践证明，此项调整缓解了实训资源不足、提高了教学效率，解决了实训课时紧、内容多等问题，受到了师生的一致认可。
3采用灵活的指导方法，激发学生的学习兴趣
在实训过程中，采用灵活的指导方法，激发学生的学习兴趣，增强学生的学习信心，提高教学效果。通常在指导过程中，笔者采取“三结合”的原则。其一，讲练结合的原则。在教学中笔者发现诸如万用表、示波器等前序课程中已学习讲解过，但很多同学仍不会使用，根据学生的具体情况系统训练实训中用到的工具及仪器仪表的使用，边讲边练，讲练结合，学生易于理解接受。其二，集体指导与个人指导相结合的原则。即在集中训练的同时，要注意一些项目的分散练习。如在进行电机控制系统配线并通电试运行项目训练时，必须采用集中练习，并且要求学生规范操作，这样可以提高教学效率。但有些项目需分散进行，如学生在进行排故练习时，会遇到各种各样的问题，此时需要进行个人指导，对于在指导过程中发现的共性问题再进行集中讲解，如此将集体指导与个人指导相结合使实训取得了很好的效果。训练与考核相结合原则。在指导的过程中，采取阶段性练习与阶段考核相结合，可综合提高实训效果。学生练习到一定程度，容易产生厌倦心理。安排阶段考核，营造考试氛围，可以培养学生的适应能力。且学生平时练习时，心态比较放松，对自己存在的问题往往认识不够。通过阶段考核，教师给予点评指正，学生往往记忆更为深刻。
4因材施教、创新学习评价体系
课程成绩对于学生的激励作用是显而易见的，改进成绩的评定方式，可以显著提高学生的学习积极性，提高实训效果。经过探索尝试，本课程根据学生的具体情况主要有2种考核方式：①采用“以证代考”的考核方式。②采用“阶段考核和专项考核”相结合的方式。所谓“以证代考”是指有的学生之前已利用课余时间（或寒暑假）进行实训，已取得维修电工中级证书的学生可以不参加该课程的培训与考核，即可获得该课程的成绩，取得相应的学分。
如此，该部分学生可充分利用时间参加其他工种的培训与考核，掌握更多的技能。而对于未参加过培训且未取得证书的学生以及曾参加过培训但未取得证书的学生，则实行“阶段考核和专项考核”相结合的办法，学生的课程成绩=阶段考核成绩×40%+专项考成绩×60%。其中阶段考核为每个项目实训过程中组织的考核，主要采用学生当场操作现场打分的方法。同时创造性地提出由实训技能较好的优秀学生与实训指导教师组成成绩评定小组，按照评分标准（苏州市的中级维修电工的技能考核鉴定标准）进行评分，最终取小组平均分。若学生本人觉得成绩偏低，可以继续加强练习，申请再次参加考核（为了便于操作，申请不超过两次），而专项考核则为最终职业技能鉴定中心选派的考官进行的考核（即学生取得的职业技能证书上的成绩）。
在实际操作过程中笔者感觉，能充分利用课堂有限的时间进行强化训练，同时平时不太认真的学生也有了学习的紧迫感，课堂充满活力，井然有序。另一方面学生感觉评分方法公平合理，学生“劳有所获”，一定程度上使学生间的激励竞争意识得以强化。
5积极总结交流经验，强化教学相长的作用
实训结束后，实训的总结交流也是一个不可忽视的重要环节，主要采用口头交流与书面报告两种方式，口头交流采用先小组交流，然后每组选出一个代表进行交流，最后由教师进行总结，提出要求。而书面报告则要求学生以书面形式总结自己实训中的体会、收获、存在问题及今后改进的措施等。教师可通过此次交流和书面报告，了解学生对实训的建议和意见，并进行分类总结，得到反馈信息，以便在以后的教学中不断加以改进。
6实训成效
经过近几年对维修电工技能实训教学的实践和探索，我院中级维修电工考核的一次性通过率均达到了95%以上，远远超过了苏州地区其他兄弟院校的通过率，学生扎实的专业知识和优良的职业素质得到了监考人员的一致好评。通过技能实训与考核，最终将学生培养成为社会、企业所需要的高端技能应用型专门
人才。
参考文献
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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：SIEMENS840D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SIEMENS840D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SIEMENS802S数控车床实验台和FANUC0iMateC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SINUMERIK801、SINUMERIK802S、SINUMERIK802C、SINUMERIK802D、SINUM-
ERIK810D、SINUMERIK840D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。
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电气自动化安装与维修专业主要培养学生能够正确使用各类电工工具、仪器、仪表，掌握常用高低压元器件的原理和应用，掌握供电设备的电气线路、各类机床电气控制线路的安装、维修技术，掌握自动控制系统与设备的安装、调试与维修技能。它不但要求学生具有扎实的专业知识，同时也要求学生有很强的实践操作能力，理论联系实际，将所学知识运用到实践中。
一、课程性质
机床线路故障检修是电气自动化专业开设的一门专业综合实训必修课，通过本课程的教学，使学生掌握常见机床线路的主要结构和运动形式，如主电路部分、主轴线路部分、进给线路部分、变速线路部分、快速移动线路部分和辅助线路部分等。整个教学过程要注重理论联系实践，勤动脑、勤思考，注重学生的实用技能和基础知识的有机统一。
二、学情分析
机床线路故障检修作为电气自动化专业高年级的学生必修课，它是建立在学生已掌握电力拖动控制线路、电工仪表与测量、电机和机械知识等专业知识的基础上，是对这些知识的一个综合应用，任何一门课的欠缺都会对本课程的学习产生障碍。中职学生由于初中知识底子薄，自制力差，理解力低，学习兴趣不高。成为中职学生后，依旧学习兴趣不浓厚，对专业的理论知识有抵触心理，体会不到学习的乐趣。但是对实训课还是抱有一定的兴趣，有想学习专业知识的欲望。基于这种情况，在教学过程中应该采用积极有效教学手段，激发学生兴趣，提高动手能力，从实训中找到乐趣。
三、教学流程
在教学过程中，笔者采用了项目教学的方法，以W生为主导，激发学生主动学习、自主学习的欲望与激情。项目教学法是在教师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价都由学生自己负责，学生通过该项目的操作，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。项目教学法最显著的特点是以项目为主线、教师为引导、学生为主体，注重理论与实践相结合。项目教学法是师生共同完成项目，共同取得进步的教学方法。根据教学大纲的要求，对于中职学生的教学要求是掌握4个常见的机床线路，它们是CA6140车床线路、Z3040摇臂钻床线路、W62X万能铣床线路和T68镗床线路，共分了4个项目，4周进行，每个项目都有一个系统的流程。以CA640车床线路为例：
一是组织学生去机加工车间，在教师的指导下对机床进行操作，熟练车床的主要结构和运动形式，了解车床的各种工作状态和操作方法；
二是参照CA6140车床原理图，熟悉电器的位置图和接线图以及各器件的实际位置和走线情况；
三是分解CA6140车床原理图，可把线路分成主电路、控制线路和辅助线路，其中控制线路又可以分成主轴电动机部分、冷却泵电动机和刀架快速移动电动机，细化原理图，有利于学生理解和掌握；
四是学生观摩检修，在CA6140车床教学仪器上人为设置自然故障点，根据故障现象，分析有可能出现的故障点，由教师示范检修，边分析边检修，直至故障排除；
五是学生分组练习，人为设置若干个自然故障点，以小组为单位进行练习，不但可以提升学生的专业技能，而且可以加强学生的团队协作能力；
六是对学生的考核和评价，考核内容涉及所有本机床的相关知识，其中故障检修是重点；
在项目教学进行之前，学生应该明确每个项目实训的目的、重点和难点，有针对性地系统学习，做到融会贯通，举一反三，达到教学大纲项目训练的要求，让学生每个项目的学习都有所收获。
四、教学展望
校企合作是中职学校发展的必然选择，通过校企合作，可以使企业和学校做到无缝对接，学校可以根据企业发展的需要，有针对性地培养对口学生，将企业的生产和学生实训有机结合，提高学生专业技能和企业工作的适应力。
五、小结
关键词：数控机床；智能管理；信息系统；物联网（IoT）
实训教学是高等院校培养应用型高素质人才的重要实践环节。提高实训室的管理水平和机床利用率是高等院校亟待解决的问题。传统的实训室管理方式是管理员定期管理和定期检查，少部分的科研院所增加了信息化的辅助，能够对实训室的内部环境进行检测和监控。随着物联网技术的发展和实化应用，借助新的技术设备对实训室的设备信息进行实时采集和智能管控，可以方便实训室设备的有效管理。
1高校实训室管理现状
高校实训室是进行实训教学、开展科学验证、培养学生应用技能的重要基地，也是学校教学科研工作的重要组成部分。实训室建设与管理水平直接关系到人才培养的质量。高校数控机床实训室是离散制造设备，在实训教学、工件加工、设备的使用与管理等方面存在以下问题：第一，设备的利用率、生产效率低下，设备使用数据均靠人工统计，无法实时获取，且获取信息不准确；第二，车间设备现有数控系统复杂，数据接口不一，信息化程度不均衡，设备信息没有互联互通；第三，数控程序的管理与使用杂乱，程序没有备份，且程序的仿真与输入缺乏权限管理；第四，设备的日常管理与维护维修仅靠人工随机完成，不能及时获知设备的管理与维护信息，设备故障及原因反馈不及时；第五，实训课程模块与机床的对应信息仅靠人工设置，不能全面覆盖机床使用类型和及时获取机床使用信息。近年来，针对实验室管理，已经有公司研发了信息管理系统商业软件，如英普斯软件有限公司研发的InproLIMS、北京中科科仪计算技术有限公司研发的SISCLIMS以及北京汇博瑞科技有限责任公司研发的LabBuilderLIMS等[1]。这些管理软件已面向标准化的成熟公司应用。高校的实验实训室、设备资源要以实验实训室为单元进行安排，具有独特性，而且随着实验室的不断建设，设备也在不断更新变化。实验实训课程设置有基础课程，同时包含根据科技发展和科研成果所设置的创新前沿课程模块，且在不断发生变化。高校实验实训室既分散又不断更新变化，因此结合高校实验实训室的教学和管理要求，针对高校实验实训室的管理信息系统具有很大的研究空间。
2物联网技术及其在机床管理中的应用
物联网（InternetofThings，IoT）的概念是在1999年提出的，最初叫传感网。该技术起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议将物体与网络相连接，通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪以及监管等功能。物联网是一个基于互联网、传统电信网络等的信息承载体，使所有能够被独立寻址的普通物理对象互联互通。简言之，物联网就是通过信息传感设备将物体与互联网连接起来，从而实现物物相通的智能识别和管理系统[2]。工业物联网通过工业资源的网络互联、数据互通和系统互相操作，实现制造过程的合理优化和制造环境的快速适应，达到资源的高效利用，从而构建的服务驱动型新工业体系[3]。目前，物联网在数控机床管理中的应用研究较多，主要体现在数控机床联网系统和数控机床监测系统。例如：梅梅的《智能工厂之数控机床联网》中，系统由现场设备、应用服务器、IoT云平台等通过以太网和无线传输进行联网实施智能工厂，实现了工厂的完全信息化管理，消除了信息孤岛，提高了机床管理和使用的信息化和智能化[4]。李响的《基于物联网的数控机床检测系统设计》利用物联网技术设计实现了实时监测、低成本和可二次开发的数控机床状态监测系统[5]。陈亮的《数控机床联网系统设计与实现》，设计实现了一种机床联网系统解决方案，以以太网通信为基础，采用统一通信协议和数据格式，针对不同的机床设计网络终端转化为机床能识别的通信协议和数据格式进行通信，实现了机床的实时状态监测和工作日志、加工记录等信息的管理等[6]。
3实训室机床管理信息系统构建
以许昌学院数控加工实训室为研究对象，该实训室的智能管理信息系统目前硬件设备主要有DMG-5轴加工中心、Mazak-立式加工中心、KUKA-工业机器人、Mazak-4轴车削中心、Nachi-工业机器人、德西数控铣床以及沈阳一机床数控车床等。该实训室主要承接机械类、近机械类、电气类、近电气类专业本科生的数控加工、数控编程、数控机床拆装与维修等专业实践类课程和部分相关的创新实践课程。数控系统是数控机床的核心构成，可通过RS232C接口、以太网接口、可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）的I/O接口、现场总线结构等方式与外部设备进行数据交换。将实训室数控机床面向智能管理有机联网，可解决实训室信息集成问题，而且能够对实训室机床的生产信息、技术准备、数控编程代码及加工操作等基本信息进行集中管理，也方便开发定制基于机床联网的自动化生产线项目管理。此外，数控机床、工业机器人、物流小车、自动上下料以及智能仓储等生产设备也可进行联网并直接参与生产，通常采用PLC实现逻辑控制。高端数控系统具有现场总线接口，可与其他自动化设备组成现场网络，从而实现机床之间的联网智能管理。实训室硬件联网系统由数控设备、应用服务器以及云端IoT云平台共同组成。该系统支持有线（以太网）和无线（Wi-Fi）传输。其中：对于有网口的新式数控机床（ComputerNumericalControl，CNC）设备采用直接连接；对于只有串口的CNC可以采用串口以太网转换器。系统有本地部署和云端部署两种方式[4]。其中，应用服务器优先设置本地部署。该服务器和CNC一起部署在车间时，最多可支持256个CNC设备。应用服务器和IoT一起部署在云端时，要在设备层扩展设备连接模块（如串口到以太网转换器、串口到无线转换器等），从而使应用服务器可以直接访问设备。机床联网方案的网络结构图如图1所示。
3.1系统总体设计
根据数控实训室的实际管理及教学运行需求进行调查分析，本系统主要包括机床设备管理、实训教学管理、实训室开放管理以及系统管理等4大功能模块。实训室机床管理信息系统功能结构图如图2所示。
3.2机床信息管理
机床信息管理模块是本系统的一个突出创新功能，包括机床数字化信息管理、机床信息管理、机床维护保修等模块。该模块能够基于实训室内机床的互联互通，将不同的数控机床通过网络进行连接，并打通数据接口，使实训室机床信息化，从而实现机床管理的智能化。机床信息管理模块主要负责在数据库内录入机床设备信息，包括机床的类型、设备名称、设备购入时间、厂商、管理负责人、联网接口方式、操作系统、支持系统、联网状态和在线状态等。机床信息模块可新增、删除、管理机床的详细信息。通过数控机床的联网管理，可以在线为教师和同学提供详细的机床信息和实训操作信息，从而提高数控机床的利用率，可以快速对机床的使用状态和信息进行管理和任务分派。另外，机床的使用和排课信息可实时在线更新并存储，从而为机床的数据统计和分析提供准确的原始数据。机床数字化信息管理可对数控机床的加工程序及相关信息进行数字化的录入、管理与维护，而且可在此模块开发数控机床的联网加工单元，并单独进行管理类维护。同时，机床维护保修模块可支持智能化的机床管理，可通过设置维保周期对机床进行常规的维护和保养。另外，对于出现故障的机床，可录入故障及处理情况，以方便机床的后期使用和保养。
3.3实训教学管理
在高校教学工作中，实训教学与理论教学有着同等重要的地位，是高校培养学生应用技术能力和创新能力的重要环节。实践教学的管理涉及实践学生、实验实训室、实训教师以及实验室设备等多个方面，而且实践教学管理的质量和效率也会影响实训教学的安排和落实。实训教学管理模块能够有效解决高校实训教学的管理流程，使得实训教学更加顺畅合理。本管理模块包括实训课程管理、实训机床预约、实训教师管理以及实训成绩管理等模块。实训课程管理主要是以实验室机床设备为基础，可为机械类及近机械类专业提供实训课程。随着科技的发展和高校实训室内设备的变化，实训课程可根据情况实时进行增删，增加了实训课程安排的灵活性。同时，可结合科技发展前言和新设备情况及时设置新课程，以提高学生接触和学习前言科技的便捷性。实训机床预约可为学生提供开放性的实训设备，为有兴趣有创新想法的同学提供实训机会，从而满足学生不同的学习需求。实训教师管理可提供实训室内机床的实训教师管理信息，使得实训课程的讲授、设备的使用和维护更加有针对性，同时能使信息传递更加顺畅和透明。实训成绩管理模块可提供学生的实训成绩，并为学生提供一些设备使用的前期知识和考核，使实训的教与学更加立体化和多样化。
3.4开放项目管理
开放项目管理主要针对一些有实际加工需求的教师和学生而设置。该项目管理支持课程环节、大学生科技创新竞赛项目、卓越工程师项目以及工程教育认证项目等内容。其中：课程环节包括课程设计及毕业设计的实物制作、大学生科技创新竞赛项目与大学生工程训练竞赛以及机器人比赛等；卓越工程师项目包括师生共同参与的创新实践项目等；工程教育认证项目包括工程实训实物制作项目等。3.5系统管理系统管理包括用户管理、权限管理、系统日志管理和系统数据管理等模块。针对不同的需求，访问时需要设置不同的权限管理和用户管理。为了方便系统的管理，用户管理只针对教学管理人员、实验室管理人员和实训学生。系统日志管理可以查询用户的登录等信息。系统数据可导出，从而方便进行大数据统计分析。
4系统建设目标
4.1系统架构
目前，信息管理信息系统的部署方式有B/S架构、C/S架构以及3层C/S和B/S混合架构。采用B/S结构设计时，这种结构客户端较为简化，用户打开计算机浏览器即可实现操作。当用户通过Web浏览器向服务器发出请求时，服务器将完成访问数据库以及执行应用程序的工作，并将数据请求的处理结果返回到浏览器。B/S架构客户端免安装，具备良好的浏览器兼容性，可同时满足管理人员、学生等不同的用户需求。C/S架构具备技术成熟、交互性强、存取模式安全可靠、相应速度快等特点，但此架构缺少通用性，系统维护升级及数据拓展难度较大，仅适合于局域网。C/S和B/S混合架构使用和操作方便，数据安全性较高，但也带来了管理人员的工作流程复杂等问题，而且此混合模式的升级更新等涉及开发的问题对软件公司的依赖性较大，有一定的管理成本。因此，鉴于使用和管理的便捷性，可优先选择系统架构为B/S构架。若考虑数据的安全性，可使用B/S和C/S混合模式。
4.2建设目标
基于物联网的机床智能管理信息系统的建设目标及建设效果如下。首先，完善实训室的智能管理，设备使用数据不再靠人工统计获取，实现实训室数据管理的数字化，以便数据获取实时、全面、有效。该系统可使用大数据的统计和分析了解实训室内机床设备的使用率，从而有效管理机床。其次，实现数控机床的智能联网，将不同接口不同类型的数控机床信息数字化，并录入系统进行统一管理。另外，机床的智能联网实现了数控机床间的相互通信，可开发典型的生产线，从而提高实训机床管理整体的智能水平，为教师科研和学生学习数控机床的智能管理提供平台。再次，实现实验室的分级管理，通过设置不同用户的权限，使得信息数据能够针对不同用户，从而方便系统的分级管理，使实训室管理及使用更加便捷顺畅。最后，实现机床设备的智能化维护，可通过定时设置维修维护时间，更好地满足实训室数控机床硬件设备的智能化管理。
5结语
针对目前实训室管理的实际问题和需求，分析设计了基于物联网的机床智能管理信息系统。设计过程中，先将实训室离散的数控机床通过联网整合在一起，使得实训室设备达到了数字化的要求。在此基础上，根据数控机床智能管理和实训课程排课的实际需求，设计了信息管理系统的主要模块。该管理信息系统的构建实施，可以提高实验室设备的智能管理水平和机床的利用率。同时，机床设备的智能化管理也可为实训室管理人员提供便捷和良好的使用环境，对于数控机床数据的统计和大数据分析都有很大帮助。
参考文献
[1]曲娜，盛桂珍，杨海波.基于物联网技术的智慧开放实验室管理系统设计[J].实验技术与管理，2015（12）：140-142.
[2]聂跃光，户晓玲.基于物联网的实验室管理系统设计[J].物联网技术，2022（6）：98-101.
[3]中商产业研究院.2019年中国工业物联网市场前景研究报告[J].电器工业，2019（10）：42-44.
[4]梅梅.智能工厂之数控机床联网[J].数字技术与应用，2019（3）：9-10.
[5]李响，秦猛，张恒，等.基于物联网的数控机床监测系统设计[J].物联网技术，2022（4）：24-27.
关键词：仿真系统；数控机床操作；维修技巧
【中图分类号】G718.1
【文献标识码】C
【文章编号】1671-8437(2012)01-0024-01
随着学校数控操作者的大量培训，在传统的操作培训中，数控编程和操作的培训必须在实际机床上进行，这样既增加了教师的教学时间又降低了设备利用率，且使得设备维修率提高。培训中的失误操作经常会导致昂贵设备的损坏，特别是对刀台及夹头和车床主轴轴承的损坏，这就给我们老师提出了一个问题：如何将教学与实际安全操作合理集合。
在计算机应用技术高速发展的今天，产生了可以模拟实际设备加工环境和工作状态的计算机仿真数控操作系统。这样用计算机仿真系统来对学生进行培训，不仅可以迅速提高学生的操作技巧，而且安全，可靠，实用性强。就目前各校的教学硬软件是完全可以进行的。关键在于对教师进行实习实作和机床维护的培训。
目前职业技术学校已将计算机仿真用于数控操作人才培训的教学之中，也使用了各种先进的仿真教学软件系统如：西门子，法兰克，三菱，华中，广数，广泰等。这些教学软件系统既能单机系统独立运行，也能在线运行，其培训设施只需有数台计算机加一台主控机，数控机床的模拟操作在计算机显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型三维动画来进行演示，用这种方式进行初步培训是特别经济有效的；学会后再在线运行连接到实际机床上，由硬件来实现零件的切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作，外，其它则与实际机床的真实情况一样，简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬软件去产生一种真实场景的仿真操作效果，学生可以通过与仿真场景的交流来体验接近于真实场景的感觉。因此能进一步培训学生的实际操作技能，又能有效学习安全操作技巧，为下一步上机床实战打下坚实基础。
数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个执行单元，如前面提到的西门子，法兰克，三菱等系统，在数控加工操作过程中为产品设计提供了可制造性的分析，同时在数控系统的学习和培训中，为各学校提供了完善的学习和培训。该类系统完全模拟真实零件的切削过程，能检验指令正确与否，为数控教学提供了一套功能齐全的编辑，调试，修改和跟踪执行的功能。
一、虚拟数控系统
虚拟数控机床实质上是虚拟的数控机床模型。与真实机床相比虚拟数控机床具有以下功能：
①虚拟数控机床具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能，同时不会因为采用某些近似替代而致使其功能的失真或数据的丢失。并且与实际机床有完全相同的界面特色，为学生的学习和培训提供保证。
②虚拟数控机床这一软件系统可以利用计算机连网进行教学，实现一堂课。一个教师，数名学生，数台数控机床，同步教学的目的。
③具有完善的图形和标准数据接口，用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数和运行轨迹，并能与其他CAD／CAM软件进行对接，实现数据传输。
④在虚拟机车运行过程中通过观察运行轨迹来检测其所编程序，及时进行修改，这既不会产生事故又为学生提供了大量练习的机会。
二、重要平台的构建认识
虚拟数控机床是怎样实现这些功能的呢?在通常情况下都是是通过以下平台来实现：
①NC解释平台。NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息，并将其通过计算模块来模拟机床的响应。NC解释器能够被自由地配置从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。
②NC验正器。能够验证NC代码的语法正确性，从而对模拟操作进行判断。
③刀具库。刀具库应包括一台数控机床所需的刀具(刀台和刀库)，并能自由配置刀具库中的刀号，满足模拟加工的换刀要求。
④仿真平台。仿真平台包括切削力轨迹仿真，刀具仿真，加工精度仿真，三维动画仿真，加工工时统计分析等。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运行和切削过程的仿真，从中得到加工数据，如进给量，主轴转速，加工时间，换刀情况等。通过加工过程的仿真，了解设计工件的加工性能，为下一步上机床操作提供理论编程依据。
⑤操作运行和监控平台。在虚拟环境中完全实现了真实机床的操作，让学生感受到真实机床的运行特征。并且可以进行典型零件的模拟加工，让学生有一种身临其尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中，初学数控编程的学生需要大量的模拟操作练习。如果直接上机床进行切削加工这显然增加了教学难度，但我们利用仿真技术，这些问题就可以轻松得到解决，从而就可以避免编程的时候出现工艺上的错误导致的工件报废和机床损坏。
三、维修技巧的掌握
①数据接口要加防尘罩保持干净，无松动对于接口线不得经常拨拉，如有异常可用专用工具进行修复。
②当发现配电柜里有异常声音需立刻停车。从继电器开始检查，主要是继电器的触头容易损坏，发现便更换即可。
⑧主轴轴承。在工作一段时间后要调整间隙(0.002______0.005)之间为易。拖板间隙一样调整适度掌握间隙。
④在电脑里的数据参数先备份，发现参数有问题可以先初始化再操作，如果还不行便修改参数恢复原数据。
四、总结
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