引论：我们为您整理了13篇数控故障维修实训总结范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
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1.蓝领层
数控操作工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。其岗位适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇不会太高。
2.灰领层
（1)数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD／CAM软件，熟练掌握数控手工和自动编程技术。其岗位适合高职、本科学校组织培养，适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎，待遇也较高。
（2)数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置，精通数控机床的机械和电气的调试和维修。其岗位适合高职学校组织培养，适合作为工厂设备处工程技术人员。目前非常缺乏，其待遇也较高。
3.金领层
数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并积累了大量实践经验，知识面很广。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修，能独立完成机床的数控化改造，是企业(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。其岗位适合本科、高职学校组织培养。
对于这三类人才主要有两个来源：一是大学及职校机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生，他们具有不同程度的理论知识和较强的动手能力，最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验；另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训。这些人员一般具有企业所需的工艺背景及比较丰富的实践经验，但是他们知识面较窄，特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。[3]
因此，数控机床故障诊断与维修的教学应围绕怎样使学生具备丰富的实践经验进行。
二、当前数控机床故障诊断与维修的教学现状
(一)学校师资力量严重不足
数控技术在近几年的广泛应用，引起了数控人才的大量需求，同时造成数控师资、特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控师资队伍严重不足。[2]
有些学校从社会上引进了一些具有丰富实践经验的工程技术人员，用来充实教师队伍。但是，由于有关规定的限制，这些人被排除在外。因此一些学校只有聘用丰富实践经验的工程师作为学校的兼职老师，按劳付酬。[5]
(二)实训设备种类多，且与教材不配套
由于数控机床有多种系列，如法那科系列、西门子系列、三菱、华中系列、广州数控系列等，其控制系统及故障表现形式多种多样。当前数控机床故障诊断与维修的相关高职、高专类教材中讲解的数控机床故障诊断与维修的典型案例主要针对市场上的一些主流数控机床，使得理论教学与实训教学并不是十分的配套，一定程度上影响了本专业的教学质量。
三、如何开展数控机床故障诊断与维修专业课程教学
(一)师资队伍的建设
1.学校从机电一体化及数控技术相关的专业中录用本科生或硕士生，他们具有扎实的基础理论知识。可是他们缺乏实践经验，为此学校可将青年教师有计划地送到企业去挂职锻炼，将实战培训的重点放在工艺知识、故障诊断和故障排除等方面。
2.学校从数控设备多的企业招聘有丰富的现场经验、组织能力强的故障诊断技术人员，这样的人才在数控技术实训中能很快把握实训要点。
(二) 数控机床故障诊断与维修实训中心的建设
数控机床故障诊断与维修实训中心应从基础理论教育到实验、实践环节建立一套完整的实验、实习体制。为满足教学需要一般应建立以下几种实验室。
1.数控原理实验室
包括数控原理、数控机床电气控制、主轴系统、伺服系统、机床检测与调试技术等基础实验。
2.与教材配套的数控机床故障诊断与维修综合实验室
本实验室应可以完成数控系统的功能、结构、安装、参数设置以及调试等多项实验，其应用范围包括：
（1)教师讲授数控原理、调试维修以及参数设置的平台；
（2)学生验证教学内容和基本原理的对象；
（3)学生调试、参数设置、故障诊断、维修等实训实习项目的配套设备。
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《数控设备故障诊断与维修》是高等职业类院校数控技术专业的一门核心专业课程。其任务主要为培养学生具有数控机床管理与维护、数控机床的选购、安装、调试及验收的能力,同时掌握数控机床的结构原理,常用的故障诊断与维修方法等综合能力。数控机床是典型的机电一体化产品,其功能由微处理技术、液压与气动技术、机械技术及电子技术、信息技术等多领域有机结合而成,这就决定了在学习数控设备维修时,具有涉及领域宽、技术面广、难以掌握的特点。
为了使学生能够更好的掌握这门课程,以便将来能够顺利走向工作岗位,同时拓宽就业面,笔者根据这门课程的特点,总结了以下几点,供大家参考。
1 培养兴趣,认清目标,提高学生学习的主动性和积极性
由于高职类院校学生的基础知识相对薄弱,学习本课程相对吃力,学生普遍有畏难情绪,认为自己学不好。作为教师首要做的就是培养学生的学习兴趣,帮助学生认清当前人才的需求形势,从而提高学生学习的主动性和积极性,打消学生的畏难情绪和不自信的心理。教师要充分利用多媒体和网络技术,通过视频、录音、动画演示(如电动机工作原理动画)等,使学生建立起学习兴趣。带领学生到维修现场参观,使维修操作以直观的形式展现在学生面前。
同时要向学生介绍当今数控领域的就业形势,如我国企业急需一大批数控技术应用人才,广东省劳动和社会保障厅的数据显示[1],我省的数控高级技术人员缺口达50万,而在全国范围内缺200万(2006年),根据我国现阶段数控人才的培养规模和速度,在未来几年十几年内数控人才仍将严重缺乏。而对人才的要求则有较大变化,所需求的不仅仅是操作人员[2],更重要的是集数控编程、操作及维修一体化的高技能人才,即未来工厂数控机床要求操作、编程、保养及维修都由一个人来做。从厂家来讲是宁缺务滥,即必须有真才实学,具备全面的能力,否则很难适应未来的需要。这是学好这门课程的现实背景和最大动力之一。
2 扎实基础,模块式讲授,采用分类式的教学方法
针对学生基础知识相对薄弱这一特点,在教学过程中要充分抓住新旧知识相互巩固这一环节,在回顾基础知识同时,适当加以扩展,形成现在所要讲授的知识点。针对某一知识体系的相对独立性采用模块化教学法:如在讲授主轴直流伺服系统的故障与维修时,在回顾电工学中直流电机的分类、结构、工作原理及控制原理的基础之上,自然引出其常见故障点,从而导出故障诊断及维修方法。使学生沿工作原理―控制方式―常见故障点―诊断方法―维修方法这一线索进行学习。这样就避免了学生由于对知识链的某一环节缺失而导致的学习困难。造成学习信心不足,兴趣不够,出现难学―学不会的恶性循环。并且在讲解过程中要做到深入浅出,一些繁杂的公式推导可加以简化甚至不讲,让学生作为已知来应用,新知识巩固之后再对该公式进行讲解和强化。对于基础知识较牢固的同学可同时进行单独推导讲解,做到根据学生的特点进行分类教学。
3 理顺教材,统筹知识,优化课程资源
授课之前一定要理顺教材,要做到繁简适当,重点突出。同时要根据自己的实际情况适当调节教学内容[3],如SIEMENS810系统数控机床的基本操作和SIEMENS810系统的故障诊断与维修这两章,对于数控机床多是日本FANUC系统的院校,在讲解SIEMENS810系统的知识时可以只做一些常规性的了解,而根据自己的实际状况,通过查找相关资料,对FANUC系统机床的操作及故障诊断与维修进行详细的模块式讲解,以便学生能够充分利用现有资源进行实际操作,强化学习效果,即做到讲授灵活。对于电器系统的故障与维修及可编程控制器模块的故障诊断与维修部分,可在前修课程《电气控制与PLC》的基础上,直接进入其故障诊断与维修部分,对其结构及原理部分做简要介绍即可,从而避免知识的重复性讲授。
4 仿真模拟,实验台演练,加强理论与实践的结合
实训是本课程的重要组成部分,直接影响着学生综合能力的提高和职业素质的形成,因此本课程必须强化实训环节,同时注重与理论的结合。实训课设为仿真训练和综合实验台训练两部分,首先要求学生使用仿真软件对数控机床的机床模型、电气、故障的设置与诊断进行模拟训练,能够在仿真软件中熟练进行各种拆卸组装、电气回路的连接与接线及故障设置与诊断,然后在到综合实验台上进行实际训练,使学生通过实训扎实而灵活的掌握数控机床电气回路的原理与设计、数控机床电气回路的整体接线与调试、数控机床电气回路的故障检测和排除技术、高速电主轴电气回路的连接和维修、限位传感器接线和维修、变频调速综合实验和维修技术、步进系统的硬件设计(包括电机、驱动器和控制器)、步进电机系统选型和电缆连接等维修所必需的技术。在实训后期教师设置一些故障,要求学生能够进行正确的诊断与维修作,并以此为对学生考核的凭证,以增强对学生的量化考核和监督。
5 总结
本文以高职高专院校新人才培养模式及提升产学结合水平为理论指导,针对高职院校学生在学习《数控设备故障诊断与维修》课程中遇到的困难,在教学方法上提出了四点改进意见,通过对传统教学方法的改进,改善了学生的学习兴趣不高及有畏难情绪这一状况,便于提高本门课程的教学质量。
参考文献
[1] 王美娇.高级数控人才培养新探[J].高级技术人才培养技术与创新管理.2007(2).
[2] 刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].北京:机械工业出版社.2007.9.
[3] 蒋洪平.数控设备故障诊断与维修[M]. 北京:理工大学出版社.2007.7.
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1课程教学主要面临的问题
(1)课程教学中涉及的知识面广，包括了数控系统、数控机床机械结构、电气控制、液压与气动等相关知识，这些知识在前置课程中进行了独立设置。但是在前期教学中，学生基本只是孤立的接受知识，而本课程则是将这些知识融合到一起，并且要将理论知识应用于实践解决实际问题，再加上职业院校的学生文化基础相对比较薄弱，这就导致了大部分学生感到这门课程的学习难度很大，对知识进行综合应用时无从下手。
(2)课程教学仍然以理论教学为主。在本门课程的实践教学过程中，数控设备通常会处于被保护状态，不能进行拆装，这就使得用于维修教学的设备不足，学生仅仅只是接收一些认知实验，或者老师设定一些简单的故障让学生进行排除，实习时间得不到足够保障，学生的综合实践能力难以提高。
(3)数控系统的品牌、型号众多，更新也快，其结构、参数设置以及故障诊断方法等在不同的品牌和型号中均存在一定的差异。而本课程在课堂教学中往往只是以一种数控系统为载体来进行教学设计与安排，最多再把学校拥有的其它数控系统作为辅助介绍，缺乏了对机床故障诊断与维修方法能力的培养，因此，难以培养出走出校门就能满足企业基本要求的数控维修人员。
(4)考核方式不合理，《数控机床故障诊断与维修》传统的考核方式为:平时成绩(50%)+期末考试(50%)=总评成绩，这种考核方式已不再适应“双证融通”人才培养模式，也不适合于本门课程的成绩评定，为此该课程的考核方式需要进行改革。考核方式不合理，《数控机床故障诊断与维修》传统的考核方式为:平时成绩(50%)+期末考试(50%)=总评成绩，这种考核方式已不再适应“双证融通”人才培养模式，也不适合于本门课程的成绩评定，为此该课程的考核方式需要进行改革。
2课程教学改革的研究内容
(1)研究以典型项目为载体的基于工作过程的课程教学内容，让学生在真实或接近真实的实践情境中获得知识和技能。
(2)依托FANUC0imateTD数控实训平台研究数控机床维修的典型工作任务，并结合维修工的国家职业技能鉴定标准对教学内容进行整合，确定出课程学习的不同学习情境，精选企业现场典型的维修案例作为教学任务。
(3)研究新的课程考核评价方式。
3解决教学问题采取的方法
(1)采用项目教学法，以工程为背景，把项目作为载体实施课堂教学，依托FANUC0imateTD数控实训平台，学生亲自完成各项目实施的整个过程。构建课程项目围绕项目构思设计实施运作的主线来进行，实现课程理论知识和实践技能一体化教学。
(2)课程项目要符合课程教学目标的要求，与企业实际相结合，还要考虑学生的综合能力。课程项目的开发最好由学校教师、企业维修技术人员以及行业专家共同研讨，精选出有代表性的项目案例;也可以让学生利用学校建立的FANUC数控实训台参与开发一些简单的课程项目，使学校资源得到更好的利用最大化。
(3)课程教学实行双导师制，尤其在实践教学环节，安排企业工程师或学校的实训教师与学校理论教师一起共同担任该环节的指导老师。同时，学校也应多安排专业教师到企业兼职锻炼，不断提升教师的工程实践能力。
(4)对于强调实践能力突出的课程，传统的考核方式不能合适体现课程的学习效果。新的评价方法应该是注重学生的综合职业能力，以过程性考核为主，采用多元化的评价方法。比如课程项目实施完成后做项目的展示;以小组为单位进行答辩;答辩完后学生撰写个人项目报告，总结项目学习的成果，分享心得和体会。
4教学改革的主要特色
(1)课程项目的实施过程依托FANUC数控实训台，体现了“做中学”的理念。
(2)课程主要在实践教学环节实行双导师制，能够更好地达到对学生的指导效果。
(3)评价方法的改革注重学生的综合职业能力的培养。
5课程教学改革的预期效果
(1)数控机床维修课程项目教学法的实施，将会激发出学生的学习潜力。遇到技术问题时，能够学会主动查找资料，探讨和寻找解决方法;能够正确进行故障的判断、检测和排除，使学生把抽象难懂的理论知识融到实践过程之中，既提高了学生的动手能力和语言表达能力，也培养了学生独立工作的能力和团队合作的精神，同时也增强了学生的自信心，为他们今后的学习和就业打下良好的基础。
(2)制作丰富的教学资源。包括开发数控机床维修项目案例库;编写适合本课程教学内容的特色教材;搜集相关的技术资料和视频教学案例等。并在教学过程中不断积累更新，为本课程的后续教学顺利进行提供有利的保障。
参考文献:
［1］岑华．数控机床维修教学中CDIO项目教学法的应用［J］．广西教育c:职业与高等教育版，2014(47):147～148．
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（一）对该课程的重视程度不够
目前，有为数不多的职业院校把数控维修作为一门专业来建设。将《数控机床故障诊断与维修》这门课作为一门专业选修课，是相当多职业院校的做法，他们并没有把这门课放到足够重要的位置上，这使众多数控专业的学生仅仅懂得机床操作，而对维修仍然一无所知，这已经不能满足市场对数控专业学生综合素质的需要。
（二）有关该课程的研究很少
不少学校在安排《数控机床故障诊断与维修》这门课时主要还是理论教学，实践环节安排的课时很少，也没有非常优秀实用的教材，更缺乏对该课程教学模式的探索，非常不利于学生掌握数控维修技能。
（三）理论与实践环节脱离
《数控机床故障诊断与维修》是理论知识难度大、实践性强的课程，教学中理论和实践都应该重视。长期以来，《数控机床故障与维修》课程教学理论和实践分开，教学内容不能紧跟市场需求，教学方法和手段单一，背离职业教育强调应用性、实践性、创新性的教学特点，不能适应当前制造业对数控人才所需技能的要求。理论与实践课程脱节，学校环境和工厂环境反差大，所培养学生的维修技能无法适应企业的需要。
二、转变观念，积极开展《数控机床故障诊断与维修》课程建设
（一）转变观念，适应市场需要
课程建设应以适应市场需要为宗旨，以服务就业岗位为目标。课程建设应该与时俱进，不断在深化教育教学体制改革中，适应市场变化的需要。学校教育的目的就是：“一切为了学生，为了学生一切，为了一切学生。”教育的目的就是为了培养适应社会需要的人才，为了这个目的，学校一切工作都应该服务于这个目的。我所在的学院以示范性建设为契机，全面实施教学质量工程，转变观念，以市场为导向，强化学生专业知识、人文素质、创新精神、实践能力和健全人格的培养，建立产业、学校、行业一体的产教融合的合作办学机制，创新人才培养模式。
（二）加强《数控机床故障诊断与维修》课程建设
随着《中国制造2015》计划的推进，我国由制造大国向制造强国迈进，企业生产中使用数控设备越来越普遍，数控设备的维护维修人员需求将呈现强劲增长的态势。根据市场调研，企业所需数控专业人才岗位(群)分为以下几个部分：数控设备的操作人员、数控设备的装调人员、数控设备的维护维修人员以及其他工作岗位。数控专业主要岗位对应的职业能力有：数控机床的操作、维护；数控机床的安装、检测、验收；数控机床的常见故障诊断与排除；普通设备的数控化改造。推进《数控机床故障诊断与维修》课程建设对培养高素质高技能的数控机床装调与维修人员是非常有意义的。
三、推进《数控机床故障诊断与维修》课程改革与建设的有效措施
1.加强师资队伍建设，特别是提高数控维修专业教师的理论和实践水平，形成一支年龄结构合理、教学水平较高的高等数学课程教学和研究队伍，从教学人员上保证课程建设的不断深入发展。2.继续完善教学大纲与授课计划的修订，使之更能适应高等教育从精英教育到大众化教育的需要，使教学计划和课程设置符合就业导向。3.教材建设（1）推进项目化教学和案例教学内容。以具体的案例或任务为载体编写教学内容，充分发挥学生的主观能动性。（2）建设立体化教材，把实践性强的内容视频化，知识点微课化。（3）不断更新教学内容，紧跟市场需求。（4）适应学生需求，力求教材知识与趣味性一体。4.现代教育技术的使用（1）不断改进教学方法和教学手段。教学手段应从过去传统的黑板加粉笔的单一方法过渡到传统方法与多媒体现代化教学手段相结合的综合性方法，力争开展多媒体授课。（2）建设课程资源库，开发微课资源。（3）建设信息化资源课，使教学资源上网，充分发挥学生自学的主观能动性。
四、以数控维修实验台的研究应用为契机，推进《数控机床故障诊断与维修》课程建设
笔者所在学校配合数控专业的示范性建设，投资60余万元用于数控维修实训中心建设。在数控维修实训中心建设过程中，由学校教师根据本校学生特点，结合企业对数控专业学生的要求自主设计，自主建设实训中心，不但使学校的数控维修实训教学条件大大改观，也锻炼了教师的能力。数控机床安装、调试与故障维修能力是数控技术专业核心的能力之一，在课程的设计上遵循以下理念：以工程应用为背景，以岗位职业能力培养为目标，以典型的工作任务为载体，构建完成岗位工作所需要的专业能力、方法能力、社会能力三位一体的教学内容体系；教学组织与实施是以学生为主、老师为辅的师生互动的过程，理实一体化的教学模式，课程标准以职业标准为依据，学生通过学习获得与工作岗位一致的能力，把工学结合的思想贯穿在整个课程教学过程中。本课程嵌入数控机床装调与维修工职业资格标准，理论联系实际，以任务为学习载体，采用理实一体化的教学模式。以数控机床安装调试与维修的过程为主线，设计学习情境，在学习情境内学生完成安装调试与维修任务。根据教学内容的组织，设计相应的教学计划。上述教学内容，学生在完成过程中，全部采用任务驱动的方式，在任务二和任务三实施过程中，学生在完成任务的过程中对遇到的问题可以查阅故障诊断手册，可以通过手机APP上网查看知识点微课，学生完成任务书要由小组一起进行PPT汇报，对完成任务的情况进行汇报总结。以其中任务三中的一个子任务为例，教学过程如下表所示。在每次的教学过程中注意体现学生的主导地位，教师加以引导，报告完成后仔细进行讨论、分析，目的是学生掌握技能。
五、结论
通过教学改革，教师因材施教，学生既能在轻松的环境中学习和获取理论知识，也能锻炼学生的操作技能，是对培养适应市场需求人才的教育教学模式的一种有益探索。
参考文献：
［1］王道林，朱秀琳．机械制造基础．工学结合特色课程建设研究［J］．南京工业职业技术学院学报，2007（12）：78-79．
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《数控机床维修》是数控机床应用技术专业的一门专业课，主要介绍CNC机床的安装工艺、机械调试及验收、CNC机床的机械结构特点、典型CNC系统的原理、参数设置、PLC编程及接口、伺服及主轴的调整、数控机床常见故障的查找与维修方法等内容。通过本课程的学习使学生熟悉数控机床故障诊断与维修技术，掌握数控机床日常维护、保养和故障排除方法。
数控机床一般由CNC装置、输入/输出装置、伺服驱动系统、机床电器逻辑控制装置、机床床身等组成，数控机床的各部分之间有着密切的联系。数控机床本身的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性。有些故障的现象是机械方面的，有些故障的现象是电气方面的，有些故障是由电气方面和机械方面共同引起的。学生平时接触较少或者根本没有接触过，因此普遍感觉深奥难懂，容易产生畏难、抵触的情绪，如何上好该门课呢？针对这种情况，本文对技工院校数控机床维修课的教学做些探索。
教师教和学生学的这种教学模式早已成为教师的教学习惯。职业技术教育对教师素质提出更高的要求，其中最重要的一条就是要增强动手实践能力，突出职教特色。在数控机床维修课教学中，要做到这一点，主要有三条途径：
一、培养学生学习的兴趣
学生学习兴趣的高低，和老师的课堂教学艺术是分不开的。
课堂教学中要努力营造一个好的学习环境，经常找一些我们实际生活中的例子来证明书本中的理论，使学生产生求知欲，调动其学习的积极性。比如，在讲数控机床伺服系统的故障诊断与维修时，伺服系统的工作原理很难理解，我就引导学生们回忆小时候玩的遥控汽车，汽车在自己手中遥控器的控制下，不断地前进、后退，有时候又不小心撞到障碍物，甚至陷入烂泥地里出不来。这时候汽车可能就会出问题，那问题会出现在哪里呢？这样一来，同学们就开始扩展思维。有的提出是它的小马达功率太小，有的提出它的小马达容易坏，还有的提出遥控器的信号不太灵敏等等。不断地引导学生将遥控汽车的故障和数控机床伺服系统的故障联系起来。同学们的兴趣产生了，课本上的死理论就变活了。以此来活跃课堂气氛，激发学习兴趣，引发求知欲望，实现教学目标。
二、注重实习教学
理论教学和实习教学是相辅相成的，二者缺一不可。理论教学是实习教学的基础，实习教学是理论教学的深化。利用实习课进一步提高学生的学习兴趣，是教好数控机床维修课程的重要手段。对于技校生而言，应该更加注重实习教学。实习教学是培养综合能力的最佳途径，只要思想上重视，物质上保障，工作中认真，就能搞好实习教学。
数控机床维修的实习教学主要是让学生掌握数控机床各部件及数控系统的故障诊断方法和维修技术的【1】。在进入实习前，应对学生进行安全知识教育与故障检修规程的训练，让学生养成良好的操作习惯，逐步引导他们了解可能发生事故的过程，安排他们干一些没有危险性的工作，逐步习惯，渐渐进入角色，过渡到新的学习环境。在实际的操作中，心理障碍的产生严重影响教学质量，换句换说，学生的兴趣和心理因素是有很大关系的。技校生的心理素质较差，思想情绪不稳定，当接触实际机床线路时，看见错综复杂的线路容易灰心丧气，常感到"心有余而力不足"。尤其是一些女生缺乏单独操作能力，过分的安全需知使女生在解决实际问题的技能方面与男生相比显得"先天不足"。培养学生面对困难不畏惧，强化心理素质的训练是实习教学成功的前提条件之一。
学生的认识是从简单到复杂逐步深化的渐进过程，在进行数控机床电气线路故障排除前，学生已完成电力拖动控制线路安装、调试的实习。对于综合的数控机床线路，首先应化整为零，逐步加深难度，进行综合练习。同时，要肯定成绩，鼓励学生大胆动手，化消极因素为积极因素，变被动为主动，使学生树立战胜困难、战胜自我的信心【2】。从学生的实际出发，既考虑大部分学生的情况，又顾及个别学生的特点，在教学中要正确灵活地运用教学方法，以阶段测验为主，重复多次训练，引导学生掌握正确的排故方法。
实习结束，实习教师要结合当天训练课题的完成情况，总结学生的操作练习情况，肯定成绩、指出不足，分析原因，指出解决办法。如在数控车床四方刀架的安装、调试及验收实习教学结束后，有的学生刀架已经安装完成了，却出现了接通电源无法运转的现象，这时，要引导学生分析四方刀架通电后无法运转的原因，并指出正确的解决方法。同时要对教学过程中学生的操作态度、实习效率、安全和文明生产的情况进行总结，逐步提高学生的操作技能和生产经验，巩固教学成果，促进教学质量的全面提高。
三、加强实践性教学
加强实践教学是学生学好这门课程的重要手段之一。
企业对一线技术工人素质需求趋向应用型、实干型、复合型人才，这种人才表现为淡化文化、精化理论、强化技能；要求基础知识扎实，技术理论先进，操作技能规范、熟练；动手能力强，应用能动强，解决实际问题能力强【3】。
针对这些表现和要求，首先，教师可组织学生到有关工厂参观，进行现场教学。其次，教师应该鼓励学生参加社会实践，到生产实际中去锻炼。使学生树立实践第一的观点，学习工人师傅吃苦耐劳的精神，培养学生热爱劳动、热爱劳动人民、热爱数控维修事业的精神，更加明确今后的学习态度和方向。从生产实际中发现问题，解决问题，总结实践心得，提高自身素质，达到企业的录用标准。比如说，学生们到工厂去，才会看到技术人员总在不断地翻阅外文说明书等外文资料。这样，学生们就会明白在校学习外语的重要性，尤其是专业外语，因为国内的数控系统主要依靠进口，其配套的说明书、资料往往是外文资料。作为一个维修人员，最好能具备专业外语的阅读能力。
教学方法是职业教育的重要内容之一。教学有法，但无定法。关键是要正确处理好教与学、理论与实践、知识与能力、课堂教学和实习教学等间的关系，做到以学生为中心，以能力为本位，以激励赏识为手段，探索出适合学生实际的教学方法。
【参考文献】
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“以学生为主体，以能力为本位”是职业学校教学改革的方向。基于工作过程的教学模式，让学生在“学中做，做中学”，达到对知识的理解和技能的提高。为了突出这一目标，在《数控机床故障诊断与维修》课程教学中，根据企业现场故障诊断与维修的实际过程，及学生的认知规律对教学内容进行整合并进行教学改革，使学生的学习过程与工作过程一致，学习任务与工作任务一致。
一、基于工作过程教学模式的内涵
基于工作过程教学模式的实质是课程内容和结构追求的不是学科架构的系统化，而是工作过程系统化，其强调的是教学过程与工作过程的深度融合，将理论知识、实践技能和自主学习能力并举进行。以基于工作过程教学模式为理念的教学改革，要求通过职业岗位分析，开发出一系列的典型工作任务，按照人的职业能力形成规律进行序列化，最后形成学习领域的课程，当然其符合教学规律和课程规律。基于工作过程教学模式以岗位（群）涵盖的典型工作任务为教学载体，教学内容指向工作的目标、内在规律、前后衔接以及活动所涉及的相关知识。基于工作过程教学模式，是以培养能力为主线，按工作过程的不同工作任务的相关性来实现知识和实践技能的整合的“串行”体系。这类课程具有明显的职业特点，符合或贴近本专业毕业生面对的岗位（群）的能力要求。
二、《数控机床故障诊断与维修》课程改革的必要性
（一）课程分析
随着数控机床和数控设备在现代制造行业的迅速普及，我国在2006年将数控机床维修工列入到劳动和社会保障部的新职业，因此，大多数职业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。该课程的主要任务是培养学生在数控机床诊断与维修方面具有分析问题与解决基本问题的能力，使学生确立《数控机床故障诊断与维修》的基本思路与原则。其前导课程有：《机械基础与技能》、《液压与气动技术》、《数控机床电气控制》、《数控机床机械装调》、《数控系统安装与调试》，其后续课程为顶岗实习。本门课程是一门理论与实践结合很强的课程，要求学生能够利用故障诊断理论和相关专业知识，确定故障点，并进行故障排除。
（二）课程教学面临的问题
本课程在教学中主要面临的问题有：（1）课程教学中涉及的知识面广，如数控系统、数控机床硬件组成、机械结构、电气控制、电工电子、液压与气动、检测技术等，虽然已经安排了相关的前置课程，但是由于在前期教学中，学生大都只是孤立的接受知识，而本课程是将这些知识集中到一门课程当中，加之职业学校学生的文化基础相对比较薄弱，大部分同学感到学习难度大，不能对知识进行综合应用。（2）数控系统的品牌多，更新快，不同品牌、不同型号的数控系统，其结构、故障诊断方法、参数设置存在一定的差异。而在本课程的课堂教学中一般只是以一种数控系统为载体进行教学设计与安排，缺乏对《数控机床故障诊断与维修》方法能力的培养，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。（3）大多数学校由于设备、仪器以及课时等的限制，教学中，并不对设备进行拆卸，而是以一些认知性的实验代替实训课，或者只是对老师设定的简单故障点进行排除，实习时间不能得到有效的保证，学生的实践能力、综合动手能力难以提高，在很大程度上使《数控机床故障诊断与维修》课程的理论教学和实践教学严重脱节，从而影响了教学效果，不能满足现场对数控机床维修工的需求。
三、基于工作过程的《数控机床故障诊断与维修》课程体系构建
通过深入企业调研，了解职业岗位对人才的要求，并对本校数控专业毕业生就业情况进行跟踪调查，结合职业学校学生的现状，参考“数控机床故障诊断维修工”职业标准，对《数控机床故障诊断与维修》课程的教学目标、教学内容、教学方法、课程评价体系按照基于工作过程的教学模式进行重新构建，力求体现职业教育的技能性、应用性、创新性特色，着重培养学生的实践应用技能和处理实际问题的能力，力求达到理论够用、技能过硬并具有可持续发展。
（一）制订教学目标
按照“以能力为本位、以就业为导向”的职业教育指导思想，制订出《数控机床故障诊断与维修》课程的教学目标为，培养学生的素质目标、知识目标和能力目标，完全符合专业人才培养方案对本门课程的要求。知识目标包括：认识数控机床的硬件、软件构成；掌握CNC数控装置的构成及电气连接与调试方法；掌握数控系统参数类型及调整方法；掌握伺服驱动系统的安装、调试与维修方法；掌握数控机床主传动系统的构成及机械结构的维护、维修方法；掌握数控机床进给传动系统的构成及机械结构的维护、维修方法；掌握数控机床的刀库及换刀装置的构成及维护、维修方法；掌握数控机床的验收、安装与调试及日常保养的注意事项与基本步骤。能力目标包括：能识读机械、电气系统图纸，看懂机床说明书及维修资料；具备一定的资料查阅与整理能力；能正确使用常用的机床维修工具、仪器、仪表等；具备典型故障分析与排除能力；能正确利用数控机床的自诊断功能进行故障排除；能进行机械部件的安装、调试与精度检验；能对故障原因、维修过程进行正确、全面的总结。素质目标包括：具备“6S”的基本素养，学生具有高度的安全意识；培养学生规范调试与维护数控机床的职业素养；培养学生沟通协调能力，具有团队合作意识；培养学生分析问题、解决问题的能力。
（二）确定教学内容
基于工作过程的课程教学内容要求以典型项目为载体，让学生在真实或接近真实的实践情境中获得知识和技能。通过开展企业调研、召开企业专家研讨会和企业员工座谈会等多种途径，获取典型工作任务，并结合数控机床维修工的国家职业技能鉴定标准对典型工作任务的教学内容进行整合，确定出《数控机床故障诊断与维修》八个不同的学习情境，并精选了企业现场典型的维修案例作为教学任务，这些典型维修案例具有较宽的覆盖范围。工作任务按照由易到难、由简单到复杂的顺序来安排教学，便于学生学习，具体内容见表1如下。
四、基于工作过程的《数控机床故障诊断与维修》课程教学实施
（一）教学准备
基于工作过程的课程教学模式主要体现的是学生的主体作用，让学生在完成项目任务的过程中获取知识和技能。因此，教师必须在课前做大量的准备工作，以保证课堂教学的顺利完成。针对《数控机床故障诊断与维修》的课程特点，在项目教学开展之前，教师主要做好以下工作。
1.提前设置好故障点，并对故障进行多种方法的分析与排除。
2.准备机床说明书、故障记录单、电气原理图、机械结构图、故障分析与排除所用的工具、仪器、仪表。
3.按照故障分析与排除过程设计学习页，让学生能参考学习页在小组讨论学习的基础上自主完成项目任务。
4.为了提升学生的技能，还应准备相应的工作页，以保证学生能真正掌握项目所涵盖的知识点。
5.依据学生特点和项目的实际要求，做好自评表、互评表，及时进行课堂评价，为过程性评价积累资料。
（二）课程教学实施过程
《数控机床故障诊断与维修》的基本过程是故障勘探—故障点确定—故障排除。依据这个过程并按照项目教学法的基本步骤组织教学，具体教学实施过程如下。
1.设置情境，明确任务。采用故障再现的方法，引导学生观察故障现象，并下达任务书，发放学习资料，同时进行安全教育。
2.搜集信息，制订计划。按照异质分组的原则，将5人分成一组，将学生分成讨论小组；组长带领组员到现场进行实地勘探，采用“望、闻、问、切”的方法，充分了解故障现象，查看故障记录单、搜集相关的资料。采用“头脑风暴法”，指导学生从数控机床的机械结构、数控系统、电气控制等方面进行全面深入的分析，并制定该故障诊断与维修的实施计划，完成工作页中“学习任务表”的填写，进行小组成员的任务分工。
3.确定诊断流程。按照实施计划表，指导学生参考学习页、教材和相关技术资料，从故障现象出发，根据故障机理，罗列出多种可能产生该故障的原因，然后通过交换、隔离等方法对这些原因逐点进行分析，并排定主次；对重点过程和知识点，教师进行指导和讲解；制订故障诊断维修流程方案，小组讨论可行性，老师对小组方案进行完善，最终形成合理的诊断流程。
4.故障分析与排除。学生按照制定好的诊断流程图，参考学习页的步骤，进行故障点的确定与排除；这个过程要求学生要注意分工协调，注意安全，采用边诊断、边维修、边调试的方法，直至数控机床恢复正常；教师巡回指导，及时纠正课堂出现的问题。
通过将《数控机床故障诊断与维修》的实际工作过程与项目教学法的课堂组织环节有效结合，让学生在完成《数控机床故障诊断与维修》的过程中，自主探究、相互讨论，获取知识，提升技能，取得了较好的效果。
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1数控中心ATC装置结构特点及换刀控制分析
1.1结构特点。ATC装置主要由刀库、刀具、主轴、拉杆、换刀臂升降液压缸、换刀臂等部分组成[2]。刀库的功能是存储整个数控加工中需要的各种型号道具，并根据系统程序指令，将下一步加工所需刀具准确的运送到换刀位置，同时接收上一步加工过程中所使用的刀具。传统数控换刀时需要将主轴上的刀具送回刀库，然后才能从刀库中取出新刀具，由于这两个动作分别运行，导致换刀时间较长、加工效率较低。随着数控技术的不断发展，数控加工中心采取机械手同时完成还刀、取刀操作，提高了加工效率。ATC装置的驱动方式主要三种形式：交流异步电动机驱动，换刀成本低、定位准、稳定性好、速度快，通常用于比较频繁换刀的中小型数控加工中心；伺服驱动，根据T代码指令执行动作，换刀精度高、成本高、稳定性强；液压驱动，需要足够的液压动力，运动速度及准确性受到环境、油温、油压等因素的影响，用于不需要频繁换刀的大中型数控加工中心。1.2换刀控制。ATC装置刀库中的选刀方式主要有四种：刀具编码方式，对刀具进行编码并且采用特殊的刀柄结构，换刀时只需根据相应的编码就能找到刀具，虽然编程代码简单，但刀柄结构较为复杂，容易出现问题；刀套编码方式，对刀座进行编码，该方式显著的特点是刀具用完之后必须放回原位，降低了加工效率；顺序选刀方式，将刀具按照加工的顺序依次放入刀座中，一旦加工顺序发生改变，就需要重新装入刀具，即使是不同的加工工序采用相同顺序的刀具，也需要重新装入。虽然该方式控制比较简单，但控制效率较低；随机选刀方式，利用存储器的数据表结构，在换刀时同步更新刀具、刀座与主轴之间的关系，刀库换刀与主轴换刀可以同步完成，与前面三种方式相比，该方式加工效率高，满足现代化的数控加工生产需求[3]。
2数控加工中心ATC装置常见故障诊断及处理方法
在数控加工过程中，ATC装置经常出现故障，根据上述的ATC装置结构及换刀控制原理的分析，对于ATC装置常见故障诊断、原因分析及处理方法归纳如下。2.1刀套破裂原因分析：装入刀具时损坏、刀套未定位前有倒刀动作或未回位定位前刀盘旋转。故障处理：更换刀套、调整刀盘定位接近开关。2.2刀库无法运转原因分析：电压不正常、气压低、磁簧开关故障、电线松动。故障处理：检查电源是否良好；调整气源压力；每一个开关是否正常工作、电线是否接好。2.3传动马达烧坏原因分析：组件不能运转、刀具超重、刹车烧坏、电源缺相、电压不正确。故障处理：检查刀套滑动部位是否运转顺畅；检查刀具重量是否超过规定值、检查刹车器线圈是否损坏；检查电源是否缺相及电压等级是否匹配。2.4换刀时出现刀具掉落及拉刀现象原因分析：刀具太重造成刀臂变形、刀臂及刀具的夹刀点的校正不正确、刀具被撞击变形、刀套内的加紧弹簧已疲劳。故障处理：在换刀之前检查刀具质量；重新校正；换新刀臂并重新调整；调整并更换弹簧。2.5倒刀时刀掉落原因分析：刀具质量超过限定值、刀套内的弹簧夹力不够、刀套没有定位好。故障处理：检查总质量；调整或更换。2.6刀套准备好后无法正常降落原因分析：刀具过重或过长、汽缸泄露、刀具松动、气压低。故障处理：确定刀具重量及长度；检查汽缸；紧固螺钉；检查气压。2.7换刀时无法回归原因分析：电线接触不良、刀臂弯曲。故障处理：用换刀命令来进行换刀动作，检查电线故障；扳手旋转，如旋转后仍然无法回归，则需要更换刀具。
3结束语
综上所述，数控加工中心ATC装置常见故障有很多，只有掌握其控制原理及装置结构，对已经发生故障及维修方法进行总结归纳，以后遇到类似的故障就能大大提高维修效率，降低对人力物力资源的耗损，对于数控机床的日常维护和应用具有重要的现实意义。
作者:卞仕新 单位:江苏省宝应中等专业学校
参考文献：
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《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
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1说课思路
教育观念直接影响课堂教学，从传统的教学观念转变到现代职教的先进理念，是新时期对职教发展提出新的要求。如何在课程设计和教学技能方面得到提升，新的教学形式、教学方法、教学模式如何真正转到以学生为主体，以教师为主导的轨道上来，是职业院校发展迫切需要解决的问题。把课程建设作为提高人才培养质量的核心，它既符合高等教育的规律，又是我国高职院校人才培养薄弱环节所在。通过说课，理解课程性质、内容和教学环节设计更加透彻，把专业核心课程的典型教学情境分解为现场教学、课堂教学、实训教学，让教师在课程教学内容设计上真正解决“教什么，谁来教，在哪教，怎么教、学什么、怎么学”的问题。从而使工学结合渗透到人才培养的每一个环节，使专业建设与课程体系改革有机结合起来。
按照课程设计的一般流程理顺说课思路，涵盖内容包括：课程定位、教学内容设计、教学方法、教学保障条件、考核方式、教学效果等。在说课设计过程始终关注一下热点：
1.1 调动学生的学习热情目前高等教育所面对的最大挑战之一是学生的消极学习态度。积极探索如何实现从封闭的教学过程向开放的教学过程转化。 让学生建立起自信心，真正让学生成为学习的主体，主动学习、快乐学习，研究性学习、创造性学习，培养终身学习的意识和基本能力，开发学生喜闻乐见的专业课程非常必要，打破传统的缩减本科课程和教材内容作高职课程设置的教学模式。参照真实生产环境、按照真实生产过程，开发生产实训课程和教材，设置实训教学内容，在真实的生产车间进行实训教学，以期达到最佳教学效果，真正实现学生零距离就业。
1.2 课程与教材匹配要又快又好的培养技能型专门人才，关键在于提高教学质量，开发适应高职教育的课程和教材，以激发高职学生学习热情，让学生尽快掌握具备适应职业岗位能力要求的职业技能，为进入职业领域作准备的技术与职业教育应为工作能力强、愉快的职业生涯奠定基础，使学习者获得某一领域内的若干职业所需要的广泛知识和核心技能，使个人在选择职业时不至于受限制，且能在日后的职业生涯中从一个职业转到另一个职业；同时为初次就业包括自谋职业，及就业后的培训提供充分的专业准备；在知识、技能和态度诸方面提供一个基础，以便在个人职业生涯中的任何时侯都能接受继续教育，提高就业质量和个人职业具有更好的发展空间。
1.3 课程设计“三接轨”专业核心课程设计与就业需求接轨、与行业(职业)标准接轨、与国际高等教育人才培养接轨。首先应考虑到社会和就业市场的需求，并按照就业岗位所需技能有针对性地进行课程设置。其次将劳动部门的职业标准融入我们的课程设计，为学生提供未来可能从事职业必备的知识与技能。另外，将课程的设计与国际人才的标准接轨，也是我们不断探索与追求的一个目标。
2说课内容
2.1 课程定位
2.1.1 人才培养模式与方案研究通过调研典型企业、行业专家和已毕业到企业就业的学生，了解相关业务规格、能力目标及满意度，不定期召开专业指导委员会会议等方式，充分听取意见，以此确定人才培养模式，制定人才培养方案，构建符合企业职业技能要求的专业课程体系。经过这种方式制订出的教学计划突出专业课程的职业定向性，培养出的学生真正满足职业岗位（群）的需求。
2.1.2 职业岗位通过分析得出数控设备应用与维护专业的职业岗位及能力要求：①数控机床装调：能胜任数控设备的生产、检测、装调等工作；②数控机床维护：能胜任数控设备的检修、维护及日常保养工作；③数控机床销售及售后服务：能胜任数控设备的销售及售后服务等工作。
2.1.3 人才培养模式数控设备应用与维护专业以校企共建专业为人才培养实施途径，创新完善“三标耦合、三级递进、五个共建”人才培养模式，如图1所示。
以提高数控机床使用企业和数控机床生产企业数控机床装调维修岗位所需的数控机床机械装调、电气装调、联机调试、维修维护能力为核心；将数控机床装调维修工的职业资格标准和企业岗位标准要求的典型工作任务进行分析、提炼、规整，再结合专业调研与本院实际情况、依据职业认知和职业成长规律，构建职业能力“三级递进”的人才培养方案；然后在人才培养体系中根据各学习领域组合课程，编写课程教学标准，完成职业资格标准、企业岗位标准、课程教学标准的“三标耦合”，实现教学内容的标准化、系列化。通过实施职业基础能力培养、职业专项能力培养、职业综合能力培养的“三级递进”能力培养，全面提高学生职业素养、职业能力、创新精神与创业能力、可持续发展能力。与典型企业深度校企合作共建人才培养方案、共建专业课程、共建实训教学基地、共建师资队伍、共建教学课堂。
2.1.4 课程体系数维专业的课程体系如图2所示，《数控机床装调生产实训》属于职业专项课程，先修课程包括《数控原理与系统》、《机械测试与装配技术》、《机床电气控制与PLC》、《机床拆装测绘实训》等课程，后续课程有《数控机床故障诊断与维护》《顶岗实习》等。本课程在整个课程体系中十分重要，起承前启后的连接作用。
2.2 教学内容与设计
2.2.1 教学设计理念行动导向，任务驱动：按照职业工作岗位，以“真设备、真项目、真要求”为基本要素，使课程教学内容与就业岗位的职业要求同步，在真实的生产车间进行实训教学，以期达到最佳教学效果，真正实现学生零距离就业。以学生为中心：发挥学生的主体作用，重点关注职业能力培养与职业素养养成；以校企共建为平台：上课教室为校企共建基地之车间；学校教师与企业专家共同育人，实现优势互补，体现其教学过程中的主导作用。
2.2.2 课程目标分析《数控机床装调生产实训》课程主要培养数维专业学生的专业能力、方法能力、社会能力，具体内容如下：
2.2.2.1 专业能力：①掌握整机装配、调试的工作内容和工作流程；②能够根据用户技术参数要求正确配置系统；③能按工艺标准装配数控机床机械及电气连接线路；④能正确设置数控系统、伺服系统参数；能进行数据备份和恢复操作；⑤规范的使用工具和检具，自觉地遵守安全操作规程及环境保护的工作要求；⑥能进行机床精度检验及补偿，正确使用精度检测仪器；⑦能进行机床的机电联调并排除机械故障、电气故障；⑧熟悉机床检查验收流程。
2.2.2.2 方法能力：①抽象与逻辑思维：能有逻辑地解决问题。②信息判断与选择：能在众多信息中，判断并选择有效、有用信息。③学习的思想：随时学习，随时准备学习，并愿意深造提高。④系统认识：能对复杂问题，进行准确的信息处理、计划，并执行。
2.2.2.3 社会能力①身心健康：积极的人生态度，强烈的事业心和浓厚的工作兴趣，对工作和生活有追求，有继续努力的恒心。对社会的适应性，行为的社会规范性。②团队协作：能与人合作，能考虑团队成员的想法，不会一意孤行。③交流沟通：能较快与陌生人交流沟通，较好的亲和力。④表达说明：能用书面和口头形式，有条理地表达较复杂事物。
2.2.3 教学内容选取根据数维专业的岗位要求充分考虑课程的针对性适用性，以配置FANUC 0i数控系统的三坐标数控铣床为教学设计载体，选取《数控机床装调生产实训》课程内容分为四大教学情境：企业安全与文明生产、数控机床机械装配钳工、数控机床电装工、数控机床调试工，以便完成本课程的教学目标（如2.2.2所述）。
2.2.4 教学内容规划教学内容规划如表1所示。
2.3 教学方法每一个学习情境都是一个完整的工作过程，学生都会经历“资讯（信息收集）计划（拟定方案）决策（制定方案）实施检查评估（总结分析提高）”六个阶段。在六步教学法实施过程中，充分体现教师的主导性和学生的主体性，指导教师起引导、答疑和示范指导作用，多种教学方法的交替使用，使得教学过程变得丰富多彩，充满乐趣。同时将素质教育贯穿在整个教学活动中。
①咨讯：采用引导文教学法，准备相关教学资料、技术资料和网络资源，让学生明确任务：学什么？做什么？②计划：采用讲授、演示教学法，通过对学习任务分析，分组讨论，制定学习方案将各种不同方案比较、选取优秀方案。③决策：通过方案分析，推敲方案实施细节，由指导教师与学生一起决定最终实施的方案。④实施：采用演示、互动、讨论、交流等教学方法，学生分组具体实施工作计划，完成工作任务，指导教师进行巡回指导、回答学生的疑难问题，引导学生团队协作、共同完成学习任务，互相帮助、共同提高。⑤检查：通过学生自我检查、同组学生相互检查、小组之间学生交换检查，指导教师教师最终检查验收，观察学生任务完成情况。⑥总结汇报：采用激励教学法，通过学生对学习任务完成情况的自我评价、小组成员相互评价及指导教师的总结讲评，肯定成绩，总结学习经念，改进学习中的不足，以期不断进步。通过对每个教学情境的精心组织、策划，按照六步教学法认真实施、总结，完全可以实现课程教学目标。
2.4 教学保障条件
2.4.1 师资队伍《数控机床装调生产实训》课程由具有双师资格的高职教师和具有丰富生产实践经念的企业技术人员共同实施，达到理论实践的紧密结合，理论支撑实践技能的提高，实践技能验证理论的指导性，在教学活动中，教师和学生相互学习，共同提高。
2.4.2 实训基地《数控机床装调生产实训》课程的教学实施地点是与学院有深度校企合作的数控设备生产企业的数控机床装调车间进行，让学生在真实生产环节学习，感受企业文化氛围，实现学习与就业的零距离。本课程在生产车间实施教学已经进行三届，教学效果良好。
2.4.3 教材及参考资料
2.4.3.1 实训企业为学生提供相关实训器材和工具量具和以下技术资料：①数控机床装配（图纸、工艺、装配说明等）资料；②数控系统硬件连接说明书；③数控机床参数说明书；④数控机床维修说明书。
2.4.3.2 专业教研室为学生提供相关教材、专业课程网站及图书资料和实训报告册。①学院与数控设备生产企业、数控系统生产企业、数控设备使用企业深度校企合作，开发适合本课程的专业教材《数控机床装调生产实习指导书》；②相关学习书籍：《数控机床构造》、《数控机床装配调试与故障诊断》、《数控机床结构原理与应用》等；③院级精品课程网站的《数控机床装调生产实训》课程及相关专业网站。
2.5 考核方式①过程考核。分小组对学习效果进行自评、互评和师评（学习态度、团队协作及安全操作等情况）；每组集体讨论，完成项目学习心得体会并汇报，对项目给出定量评价。②结果考核。以学生个体为单位对实训内容随机抽取项目进行实操和答辩。
3结论
《数控机床装调生产实训》课程是数维专业的专业核心课程，通过说课设计，实现以学生为中心，以能力为本位，真正实现高职教育的4个转变，即：由单纯的职业技能教育目的观转变为基础加有限职业技能教育目的观；由一次性教育观转变为可持续发展教育观；由做事教育观转变为做事教育与做人教育相结合的教育观。①进厂学习模式很受学生欢迎，学习效果很好。②学生的操作技能得以增强，综合素质有较大的提高。③教师的综合素质提高很快，对学生的指导能力得到加强。
参考文献：
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篇10
《数控机床》课程涉及知识面较广，它的教学内容包含有识图能力、金属材料、力学、机械传动、公差、电气控制、液压控制、数控原理等专业知识，其专业性很强，离开了实践环境，课程的教学达不到教学目标和教学效果，更谈不上专业素养的培养。本课程完全实施实践是不能满足教学内容系统化和基础理论够用的需求，根据本课程的特殊性，课程的教学应在虚拟仿真的环境中实施，完成数控结构、调试及保养等核心教学内容的学习。
2.实践需求必须实施虚拟仿真
很多职业学校的数控机床课程教学缺少实习场所，目前添置的数控维修装置一般采用实验台，对本门课程的教学不能完全适用。
3.教学改革必须实施虚拟仿真
很多学校的数控机床实验室建设跟不上数控机床市场发展的步伐，仿真系统要做到数控机床硬件为较前沿状态，能展现数控前沿技术。
二、《数控机床》课程与虚拟仿真的对接策略
1.数控机床虚拟仿真的特点
数控机床虚拟仿真的优势有投资小、直观、安全、耐用无损耗，学生可以自由地操作演练，实现反复训练及多种层次的实训教学。直观的数控仿真运行过程，采用三维动画的方式能真实地反映数控机床各系统的工作原理，把抽象的、难以表达的原理内容变得生动、形象、逼真，教师可以控制原理的演示进程。
2.数控机床仿真制作的要求
（1）数控机床仿真必须实现三维结构设计
数控机床虚拟仿真软件及课件必须能提供数控机床中各个组成部分零部件的三维实体造型，虚拟仿真中实现零件的360度的回旋查看，实现移动及缩放，充分反映各个零部件的真实结构，通过零部件的透明、隐藏和剖面属性设置，使学生能深入清楚地观察数控机床的内部结构，最终实施交互式教学。
（2）数控机床仿真必须实施虚拟拆装
虚拟拆装是理实一体化的直接体现，通过数控机床的虚拟零部件的拆装，让学生了解数控机床装配的基本知识、工艺要求及拆装顺序，既可以实现Z向、Y向、X向伺服拆装，也可以实现整机的机械拆装。仿真拆卸中列出本实验所需要用的设备、仪器、仪表、工具等，所有设备等均制作三维模型，并可跟真机一样操作使用。根据仿真中提供设备、仪器、仪表、工具等的操作使用方法或使用说明书，学生可以方便地找到故障现象、故障设置点，总结出故障原因，设定故障排除过程。
（3）数控仿真中应包含保养与维护
按照数控机床保养的内容及规定，让学生进行了仿真保养及日常维护的操作，实现理论与实训一体化的教学目的。
（4）数控仿真应加强资源库建设
通过丰富的多媒体素材、三维模型，交互操作的课例不断充实，形成专业教学的资源库；编制大量的试题，运用练习程序实现交互式练习，实现自学与训练结合，实现自动评分与教学进度管理，最终实现学生的鉴定与考核。
仿真是一种教学手段，实施仿真后再实施真实的实践体验，既是对知识的体验和再认识，也是对学生安全保护的一种方法。目前，学生安全问题放到一个很重要的位置上，实施仿真教学在多个环节上具有较明显的优势特征，我们有理由相信：数控机床虚拟仿真教学是教学手段中不可缺少的一环。
参考文献：
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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：
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篇12
随着生产国际化的迅猛发展, 我国数控技术正迅速向各工业部门渗透, 数控技术在国民经济中的地位也越来越高。数控技术重要组成部分——数控机床维修技术也应迅速适应数控技术飞速发展的要求。要培养一批数控机床维修人员, 掌握新知识, 总结新的维修诊断的方法和手段, 以适应我国数控工业的发展。
一、数控机床故障的分类
1、按数控机床发生故障的部件分类
(1) 主机故障。数控机床的主机部分, 主要包括机械、、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。常见的主机故障有因机械安装、调试及操作使用不当等原因引起的机械传动故障或导轨运动摩擦过大的故障。其表现为传动噪声大, 加工精度差, 运行有阻力。例如, 轴向传动链的挠性联轴器松动, 齿轮、丝杠与轴承缺油, 导轨镶条调整不当, 导轨不良以及系统参数设置不当等原因均可造成以上故障。另外, 液压、与气动系统的故障现象主要是管路阻塞和密封不良, 因此, 数控机床更应加强治理和根除三漏现象的发生。
(2) 电气故障。电气故障分弱电故障与强电故障。
弱电部分主要指CNC 装置、PLC 控制器、CRT 显示器以及伺服单元、输入、输出装置等电子电路, 这部分又有硬件故障与软件故障之分。硬件故障主要是指上述各装置的印制线路板上的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。常见的软件故障有加工程序出错、系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。
强电部分是指断路器、接触器、继电器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元件及其所组成的电路, 这部分的故障特别常见, 必须引起足够的重视。
2、按数控机床发生的故障性质分类
(1) 系统性故障。系统性故障, 通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度, 工作中的数控机床必然会发生的故障。例如, 液压系统的压力值随着液压回路过滤器的阻塞而降到某一设定参数时, 发生液压报警使系统断电停机; 机床加工中因切削量过大达到某一限值时, 会发生过载或超温报警, 致使系统迅速停机等。
(2) 随机性故障。随机性故障, 通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障, 有时称此为“软故障”。由于此类故障在各种条件相同的状态下只偶然发生一两次, 因此, 随机性故障的原因分析与故障诊断较其他故障困难得多。一般而言, 这类故障的发生往往与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误与维护不当以及工作环境影响等诸因素有关。例如, 接插件与连接组件因疏忽未加锁定, 印制线路板上的元器件松动变形或焊点虚脱, 继电器触点、各类开关触头因污染锈蚀以及直流电动机碳刷接触不良所造成的接触不可靠等都可能产生随机性故障。另外, 作业环境、电源波动与机械振动等原因均可引发此类随机性故障。
3、按故障发生的原因分类
(1) 数控机床自身故障。这类故障的发生是由于数控机床自身的原因引起的, 与外部使用环境条件无关。数控机床所发生的极大多数故障均属此类故障, 但也应区别有些故障并非本身而是外部原因所造成。
(2) 数控机床外部故障。这类故障是由于外部原因造成的。例如, 数控机床的供电电压过低, 波动过大, 相序不对或三相电压不平衡; 周围的环境温度过高, 有害气体, 潮气、粉尘侵入; 外来振动和干扰; 如电焊机所产生的电火花干扰等等均有可能使数控机床发生故障。还有人为因素所造成的故障, 如操作不当, 手动进给过快造成超程报警, 自动切削进给过快造成过载报警, 又如操作人员不按时按量给机床机械传动系统加注油, 易造成传动噪声或导轨摩擦力过大, 而使工作台进给电机超载。
二、数控维修理论在实际中的应用
差异维修理论（DiscrepancyMaintenanceTheory）以可靠性为中心，根据企业现场设备的故障特点、故障规律及可能造成的不同后果（即影响），有针对性的对设备使用的各阶段及各子系统采用不同的维修方式，充分发挥各种维修方式（事后维修、计划预防维修、状态检测维修、主动维修等）的不同适用性和有效性，保证设备性能（功能和质量）的实现，以最大限度提高设备的使用可靠性为目的。
1、NCE 在使用早期宜采用事后维修方式
首先，NCE 集中体现了机械设计、制造技术、计算机软硬件技术、检测监控等多种学科技术的最新成就，随着现代制造技术的发展，设计上的改进，使其自身的结构精度高，部件配合严密，从而有效地消除了传统制造设备在制造上的缺陷以及元件检查筛选不严等缺陷，因此也就不存在传统制造设备的早期磨合故障，其故障率曲线也不再是传统制造设备的“浴盆曲线”。
其次，NCE 是精制的设备，使用者在对一些机件的内部结构和装配方式、装配要求不了解、不熟悉的情况下，若盲目拆装，则会造成机件变形、精度丧失、密封性能和条件下降等情况，甚至损坏零部件，缩短了设备的使用寿命。
再次，NCE 的零部件普遍是大而重的，在吊装、搬运时都较为困难，如果方法不当或操作不慎，极易产生碰撞、擦伤、摔坏等事故。
综上，在使用后的最初几年，NCE 的可靠性都比较好，规律性故障比较少，只要不出现误操作或意外事故，设备都能正常运行，能够满足加工工艺要求和产品质量要求。因此，在此期间的设备管理，重点是抓好日常的维护保养与工作，同时抓好操作管理，采用事后维修的方式比较合适。如果采用三年六个月大小修理的定期预防维修方式，容易弄巧成拙，适得其反。
2、NCE 在使用后期宜采用计划预修和状态检测维修方式
随着使用年限的增加，设备因磨损、腐蚀、老化、失效等原因，使设备的可靠性和完好程度都会不同程度地下降，以至于不能满足加工产品的工艺要求和质量要求，设备的故障和零部件的损坏会逐步增加。NCE 是集机械系统、电气系统、液压系统于一体，各子系统发生故障的原因及部位都各不相同。此时，应根据设备各子系统的故障特点及规律，采用基于可靠性为中心的差异维修方式。
首先，机械系统的故障一般都是因磨损、腐蚀、疲劳等原因造成的，具有渐发性、耗损性等特点，这样的故障一般是有规律可寻，即在功能故障发生之前有潜在故障可以通过感官和简单仪器来检测，此时宜根据零部件的磨损规律，在零件磨损的发展期将其更换，避免因零部件破损而造成严重事故，即采用定期预防的维修方式来恢复其可靠性，以保持机械系统的完好状态。
其次，对于电气系统，按故障发生的部位可以分为：硬件故障和软件故障。硬件故障指经过长期使用后，电子器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的普遍老化，接近其使用的物质寿命和技术寿命，此时可以利用相关仪器检测其使用效果，或根据工作经验，通过对其进行技术改造或更新换代来消除故障，即采用状态检测的维修方式来恢复其可靠性。而软件故障就是指控制系统的故障，一般是PLC 逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据参数，或是修改PLC 程序来排除其故障。
最后，液压系统的故障往往是由于液压油的污染或液压阀的磨损、疲劳产生的，且液压油液的粘度受温度影响比较大，因此，对于液压系统宜采用主动维护的方式进行维修。主动维护的实质在于“护”，而不在于“修”，即保证NCE 的正常工作环境，积极主动地检测液压油的质量及温度状况，及时地更换失效的液压阀，在故障发生之前将其排除，恢复其使用可靠性。
参考文献：
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篇13
数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，数控车床带有自动换刀装置，自动换刀装置的功能就是储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换。数控车床上使用的回转刀架换刀是一种常见的自动换刀装置。
1 车床四工位电动回转刀架的工作原理
数控车床上使用的回转刀架一般是立式的，具有四工位（装有四把刀具）或六工位，由数控机床发出的脉冲指令进行回转和换刀。对于使用回转刀架的数控机床，在加工过程中，回转刀架不但可以存储刀具，而且在切削时要连同刀具一起承受切削力，在加工过程中要完成刀具交换转位、定位夹紧等动作。
1.发信盘；2.推力轴承；3.螺杆螺母副；4.端面齿盘；5.反靠圆盘；6.三相异步电机；7.联轴器；8.蜗杆副；9.反靠销；10.圆柱销；11.上盖圆盘；12.上刀体
四工位电动刀架一般由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组成如图1所示，自动回转刀架换刀具体的换刀动作如下：数控系统输出换刀信号——PLC控制信号输出（控制电路中继电器-接触器动作）——刀架电机正向寻刀开始——刀架抬起（螺杆将销盘上升到一定高度）——刀架正转（离合销进入离合盘槽，离合盘槽带动销盘，销盘带动上刀体转位）——检测元件检测到刀位信号——刀架电机开始反转并锁紧——刀架电机断电——加工顺序进行。
2 四工位电动回转刀架的电路调试
目前数控车床刀架基本为电动刀架，电动刀架具有很多种类。以用霍尔元件检测到位的刀架最为常见。图2为刀架的电路控制系统硬件接线图，刀架采用三相异步电动机驱动，刀架检测采用霍尔元件。电气控制为控制直流继电器，继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源，使刀架电动机正转或反转。
刀架在电动机正转换刀，反转锁紧。刀架反转锁紧时刀架电机实际上是一种堵转状态，因此刀架电机反转的时间不能太长，否则可能导致刀架电机的损坏。刀架上每一个刀位都配备一个霍尔元件。霍尔元件的常态是截止，当刀具转到工作位置时，利用磁体和霍尔元件导通，将刀架位置状态发送到PLC数字输入，通过PLC的数字输出，控制直流继电器，继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源，使刀架电机正转或反转。
3 四工位刀架的PLC控制
由数控装置和可编程控制器协调配和完成对数控机床的控制，数控机床上应用的PLC有两类：“内装型”（Bulid-in Type）PLC和“独立型”（Stand-alone Type）PLC，现在使用的PLC以内装式居多。可编程控制器主要负责完成与逻辑运算有关的一些动作。
刀架的顺序控制是由PLC通过对刀架的全部I/O信号( xs10、11和xs20、21)的扫描，进行逻辑处理及计算来实现的，为了保证手动换刀和通过T指令进行自动换刀这两种换刀方式的正确性，在系统中设置一些相应的PMC参数来进行保证，手动换刀是用按钮启动的，自动换刀是用T指令触发的，换刀动作、延时控制时间及相应的参数设置如下：
1）刀架电机接收到PLC相应信号后正转，正转有一个最大时间（一般为8s），在参数设计时有一个参数保证，用P2--换刀超时时间来保证；2）霍尔元件检测到所选刀位的有效信号后，停止刀架电动机，并延时（100ms），此时间控制用P4—正转延时时间来控制；3）延时结束后刀架电动机反转锁死刀架，并延时（600ms）, 此时间控制用P3—刀具锁紧时间来控制；4）延时结束后停止刀架电动机，换刀完成。
在设计PLC时，还要考虑机床整体安全互锁方面的因素，主要有以下几点：
1）刀架电机在正转时不能反转，此在软件也设计就会与硬件互锁相呼应，起到双重互锁的作用；
2）数控机床出现急停、限位、进给驱动报警或主轴报警时都要禁止刀具的换刀动作；
3）刀架电动机长 时间旋转（如8s），而 检测不到刀位信号，则应给停止刀架电机，防止刀架电机被损坏并应报警提示；
4）刀架电机过热报警时，停止换刀过程，并禁止自动加工。
按照以上的换刀的动作和互锁要求，根据图2的硬件接线图中的接线设计和图3的换刀流程图，进行四工位刀架的PLC控制。PLC程序按定时循环扫描的方式执行，与换刀相关的程序扫描周期为16ms，用plc1_time表示。程序中利用这一点实现定时（延时）功能。
需要说明的是，在系统的PMC参数中，可以通过修改参数值的方法来改变各个时间的设定的值，在调试时可以进行方便的设置和修改。
4 四工位刀架常见故障及排除方法
现以数控车床上常见的四工位刀架为例对数控机床刀架典型的各种故障现象加以分析，确定其排除方法，其它类型的刀架，虽结构、尺寸、元器件型号等各有差异，但故障原因大多雷同，也可参照此法排除。
数控车床的刀架是一个典型的机电一体化的自动化机械，对于刀架的故障检测和分析，要有综合整体的概念，既要耐心细致的分析电气故障又要分析机械故障，必要时，要综合的进行逐个排除，并要认真地进行经验的总结和概括，为以后的故障的诊断和排除积累经验。
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