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新學期一開學,各系各教學單位就開始了緊張的教學工作。實訓中心第五周實訓課迎來了機電工程系07機電班32名同學的實訓。其實訓內(nèi)容為掌握鉗工的基本知識、基本操作方法及車床、銑床、刨床、磨床的基本操作方法,并對數(shù)控車、銑、火花機、線切割機等的參觀。為了搞好這次的實訓教學 ,院領導指示大家提前一周對教學中的相關工作做了周密安排 ,委派經(jīng)過實訓教學課考察證明 , 理論基礎扎實、實踐經(jīng)驗豐富、教學思路清晰的老師擔 任指導老師,對教學用具進行認真的清理和準備,保證了實訓課的順利開課。
這次實訓課的第一節(jié)課是安全教育,安全是實訓中的首要問題,課上指導老師不是只講安全要求,同時還講述了自己見到的和自己親身經(jīng)歷的安全事故,并且列舉了過去同學們在實訓過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過的一些安全問題,由于講述事例生動,使同學們的思路很快 應跟上老師的思路,因此在這次實訓課中,沒有出任何安全問題。對于機械加工實訓課,安全問題一直是領導 和老師十分重視的,而這次同學們表現(xiàn)出對安全的重視,為今年教學實訓課開了一個好頭。
這次實訓課07機電 班的同學表現(xiàn)出了高度的積極性。從鉗工、車工、銑工實訓課過程中看,同學們態(tài)度認真,操作嚴謹,實訓課的第二天,他們對鉗工的基本要求,車工、銑工的操作規(guī)程都基本掌握,到第三天大部分同學都能加工出合格的工件。值得贊揚的是鉗工課實訓中的幾位女同學,由于體力上的差別,她們在鏨口榔頭的制作中比男同學要付出更多的汗水。但憑著她們對知識的渴望,對工件質(zhì)量的追求,在進度上她們一點也不比男同學落后,老師和同學對她們總是投以贊許的目光。
到目前為止,同學們對教學要求規(guī)定的正確讀圖,工序的確定,公差的理解、量具、工具的使用,操作規(guī)程的熟悉,對安全意識都有較好的理解和掌握。
通過 老師們耐心細致地講授和學生們的積極的配合下,在整個實訓過程中沒有一件安全事故發(fā)生,都順利的完成了實訓任務。學生都能夠完成好實訓教師給他們布置的課題,最后通過實訓老師的考核,絕大部分學生都取得了優(yōu)異的成績。這次實習實訓基本達到了預期的實習要求,圓滿地完成了3周的實習內(nèi)容。
智能運維的實現(xiàn)主要是依托物聯(lián)網(wǎng)技術,通過各類傳感器采集數(shù)據(jù),上傳至云平臺及各類系統(tǒng)加以應用(感知層網(wǎng)絡層平臺層應用層)。其中提到了一項新技術,AR運檢輔助平臺,即對設備進行完整建模,利用AR技術,將故障點定位精確至設備內(nèi)的具體部位。
變電設備智能運維的一大亮點,設備重癥監(jiān)護及遠程控制系統(tǒng),對需要監(jiān)護的設備加裝各類傳感器,通過外網(wǎng)或?qū)>W(wǎng),將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳,可以通過移動端設備隨時隨地訪問,也可通過遠程控制對數(shù)據(jù)進行分析,甚至實現(xiàn)遠程做局放。在部分沒有信號的地區(qū),也可以就地構筑小型局域網(wǎng)。
變壓器局部放電測量技術,分為電量檢測法和非電量檢測法,電量檢測法:高脈沖電流法、無線電干擾電壓法(RIV)、特高頻電磁波法;非電量檢測法:測聲、測光、測氣體。其中提到了聲成像測量的新技術,通過聲音多點定位,軟件計算時間差,從而實現(xiàn)聲成像。對局放試驗中干擾大的問題,可以通過硬件以及軟件兩個方面來降低干擾,同時也給我們講了一些降低干擾的小技巧:阻抗盒接末屏盡量用短一些的線,盡量采用并聯(lián)單點接地。
變壓器局放試驗中,外部干擾信號經(jīng)常會影響試驗判定。常見的干擾有:
一、空間干擾
(1)試驗線路中采用濾波器、隔離變、阻波器;
(2)濾波通帶
(3)平衡輸入方法;
(4)天線噪聲門控
對變壓器周圍進行干擾信號測量,當外部干擾信號與局放儀中干擾信號同步時,可以消除掉該干擾信號。在以后的局放試驗中可以嘗試使用看現(xiàn)場實際效果。
二、電源干擾
(1)阻斷
(2)濾波
三、地電流干擾
(1)測量回路與試驗回路最好分開;
電抗、分壓器的接地要區(qū)分出來,便于加壓時測電流,不受其他設備的干擾。
(2)采用并聯(lián)單點接地;
多設備并聯(lián)接地,最好不使用多點接地,各個接地線匯于一點后接地。
(3)縮短接地線長度和降低接地高度;避免產(chǎn)生對地電容。
(4)接入濾波模塊。
明日學習計劃:
關鍵詞 士官高等職業(yè)技術教育 課程設計 電機與控制技術
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.08.057
Abstract Professional basic course is a public basic courses and professional courses of the bridge, the teaching quality will directly affect the professional course learning effect and the students post working ability, strengthen professional basic courses in curriculum design will help to improve the teaching effect of the course. The electrical equipment repair professional basic course of professional curriculum system in the motor and control technology curriculum design as an example, from the five aspects of teaching philosophy, content, process, methods and evaluation design, at the same time, a profound summary of the actual teaching experience. From the teaching practice, the reasonable and effective teaching design can greatly improve the teaching quality and realize the goal of teaching.
Key words Officer Higher Vocational and Technology Education; course design; motor and control technology
0 引言
“電機與控制技術”課程是士官高等職業(yè)技術教育電氣設備修理及相關專業(yè)課程體系中的一門專業(yè)主干課程和必修課程,課程內(nèi)容涉及各類型直交流電機原理與控制、變壓器、微控電機原理與控制與直交流電機電力拖動基本原理等內(nèi)容,除包括電機基礎理論知識外,還涉及到實際電機拖動與控制問題。課程理論抽象、工程技術應用要求較高,而士官學員的特點是理論知識掌握不精、不深、不夠,而實際動手操作的意識和能力較強。為解決上述矛盾,教學組緊緊圍繞課程“專業(yè)基礎服務專業(yè)”的課程定位,以專業(yè)與學員任職崗位需要為牽引,對課程進行了全方位的課程設計,主要包括理念、內(nèi)容、方法和評價等方面內(nèi)容,使得教學設計理念和目標更加細致、完整、科學合理,通過內(nèi)容有針對性和指向性的設計,完善課程的形成性考核和評估機制,提升教學效果,更好地服務于專業(yè)教學和學員崗位任職能力的形成。
1 課程設計①的方法和原則
教學設計是教員根據(jù)教學層次或者對象對授課進行預先策劃與精心設計。教學設計的總體結構一般包括以下內(nèi)容:課程教學理念設計、制定教學目標、構建教學內(nèi)容、課程的組織實施設計、教學評估設計。
1.1 教學理念
教學理念指導和規(guī)范教員的教學行為。教員授課質(zhì)量的好壞,教員的教學理念將對此產(chǎn)生直接影響。根據(jù)士官高等職業(yè)技術教育的特點和規(guī)律,教學理念要以士官職業(yè)崗位活動導向、突出能力目標、基于項目或任務載體、加強能力實訓、以學員為主體、一體化教學等基本原則。
1.2 確定目標
基于課程在專業(yè)人才培養(yǎng)方案的地位和作用,確定并細化課程教學目標。課程目標一般可分為總目標、分目標??偰繕耸菍φn程的方向性總體把握,分目標是對課程各個子部分的提出更為細致教學要求,包括知識與技能、過程與方法以及情感與價值觀等。課程目標設計與確定需要反復完善與修改,絕不能一成不變。
1.3 優(yōu)化內(nèi)容
教學內(nèi)容是課程的實質(zhì)部分。教學內(nèi)容在設計時要重點考慮以下方面:(1)內(nèi)容要符合學員的專業(yè)與崗位需要,對后續(xù)專業(yè)教學有支撐作用;(2)針對課程目標,構建優(yōu)化教學內(nèi)容;(3)內(nèi)容應考慮專業(yè)的前瞻性;(4)內(nèi)容應綜合考慮廣度、深度和難度的平衡。通過合理設計,優(yōu)化內(nèi)容,保證內(nèi)容的基礎性和專業(yè)特色。
1.4 方案設計與組織實施
這是課程方案的形成和實施環(huán)節(jié),設計時要重點考慮以下方面:(1)課程內(nèi)容的組織形式;(2)選擇合理的教育方式與活動形式;(3)教學進程與課時分布。
1.5 課程評估
設計方案實施后,要及時對課程目標、內(nèi)容、組織實施等因素進行評價,及時掌握反饋信息。根據(jù)反饋信息,進行有針對性的調(diào)整與改進設計。
2 “電機與控制技術”課程設計的主要內(nèi)容
2.1 教學理念
根據(jù)士官學員特點、專業(yè)和崗位需求,構建應用性理論、驗證實驗與技能實訓的課程體系。課程教學強調(diào)“實用、適度”,重視應用性;加強教學互動,突出學員的主體地位。加強實踐性教學,實現(xiàn)電機理論知識和應用、電機實際控制的有機結合,通過“教、學、做”教學過程,使學員更快的掌握理論知識和操作技能。合理采用講授式教學、比較式教學、案例式教學等多種教學方法,靈活采用多媒體、部組件、實物等手段,理論與實踐密切聯(lián)系,激發(fā)學員學習興趣。實踐教學采用講解示范、分組練習、個別指導等方式,突出學員的主體地位,提高動手能力。建立過程性考核系統(tǒng),調(diào)動學員在實踐訓練、師生互動、學員協(xié)作交流等方面的學習主動性。
2.2 教學實施
(1)教學中,教員要貫徹“以學為主”教學理念,實現(xiàn)由以教員為中心向以教員為主導、學員為主體轉(zhuǎn)變。②(2)要求教員要積極提倡學員主動參與、樂于探究、勤于動手,培養(yǎng)學員搜集和處理信息的能力、交流與協(xié)作學習的能力、分析和解決問題的能力。(3)要求教員突出“電機與控制技術”課程對電氣維修及相關專業(yè)學習的橋梁作用,正確處理基礎內(nèi)容與實際裝備應用的關系,強調(diào)用電機拖動技術解決電機與控制技術問題的方法學習,調(diào)動學員探究性學習的主動性與能力。(4)實驗教學教員要圍繞培養(yǎng)學員的知識理解、綜合應用、技能訓練和動手能力的實踐教學目標,構建相對完整的實驗實訓內(nèi)容。
設計了4個基礎實驗、4個實訓項目和多個開放性實訓項目等三個層次實驗項目。其中,基礎實驗緊密圍繞課程標準中知識點的要求,合理設計和組織了實驗內(nèi)容,抓住了學員的興趣點,有效培養(yǎng)了學員主動學習和應用所學課程知識來分析、解決問題的能力。4個實訓項目,以修理車間的工作任務為載體設計項目或者任務,例如修理車間的配電系統(tǒng)安裝調(diào)試、電機正反轉(zhuǎn)控制、電機順序起??刂?、電機Y/起動控制、典型機床電氣控制設計等。通過實訓項目,可以有效加強學員對課程中電機拖動與控制方面的理論知識深入理解,增強學員的實際動手能力,培養(yǎng)學員的基本素質(zhì)和崗位能力。開放性實訓項目打破課程體系的束縛,設計具有綜合性、應用性和實踐性的項目任務,讓學員熟練掌握低壓電器等的使用方法和應用技能,同時也培養(yǎng)學員的工程實際動手能力,使理論知識具體化。
2.3 教學內(nèi)容設計
教學內(nèi)容按照專題的形式,從難到易,從理論到應用的過程逐步展開,同時結合各專業(yè)特點,對教學內(nèi)容進行了必要的增減。
(1)壓縮電機原理的內(nèi)容。電氣設備修理相關專業(yè)學習電機原理的目的是為了應用,為學習特種電機使用和維修打好基礎。因此,對電機原理內(nèi)容進行了較大的壓縮。一是著重講授電機的工作原理、主要的電磁關系、工作特性及交流異步電機的等效電路等,對各類電機的繞組及磁動勢部分只作簡要的介紹即可;二是對此部分的重難點進行重點講授,如直流電機的換向、交流異步和同步電機的結構和工作原理等。
(2)強化電機拖動內(nèi)容的教學?!半姍C及拖動基礎”應著重掌握電機的機械特性、運行特性以及對拖動系統(tǒng)運行的分析。因此,在教學中將重點放在電機的機械特性、電機的起動、制動和調(diào)速過程中各個物理量的變化情況及動態(tài)特性的分析上。對當前應用較廣泛的三相異步電動機的變頻調(diào)速,花較多的時間詳細分析,既分析不同頻率下電機的機械特性,又分析不同性質(zhì)負載時電機的轉(zhuǎn)速、電動勢、電流、電磁轉(zhuǎn)矩等物理量的變化趨勢,為后續(xù)課程的學習打下良好的基礎。
(3)增加新型電機的教學內(nèi)容。在新型車輛上特種電機應用也越來越廣泛,如無刷硅整流發(fā)電機、步進電機、伺服電機等。為此,控制電機要的同時增加這部分內(nèi)容,并合理安排教學時數(shù),使教學更加適應新技術和新型車輛發(fā)展的要求。
2.4 教學方法設計
針對教學對象和課程本身特點,確立以理論講授式為主,同時采用比較式教學、演示式教學、討論式教學和實踐性教學等多種教學方法相結合的教學方法,使學員系統(tǒng)掌握電機與控制技術的基本知識體系,形象化地理解抽象概念,使得理論與實際應用密切聯(lián)系,激發(fā)學習興趣。
2.5 教學評估設計
評估設計采用了針對教員教和學員學的雙向考核的措施,全面監(jiān)督和評估教員教和學員學兩個方面的教學效果。③
在評估教員教的環(huán)節(jié)中,設計了學院教學督導組聽查課、系教學督導組聽查課、教研室領導聽查課三級聽查課制度,同時課程結束后立即組織召開學員評教會,在課程教學全過程進行教員教學的綜合評價。學院教學督導組將聽查課的情況和指導意見及時反饋給教務科;系教學督導組將聽查課的情況和指導意見及時反饋給系、室;教研室領導把三級聽課情況及時通知教學組;在期末,教務科、教學組和學員代表聯(lián)合召開以“教學效果”評價為主題的經(jīng)驗交流會,收集學員對任課教員的評價意見和建議。教學組根據(jù)教學評價信息,及時總結和交流教學實效好的教學方法和經(jīng)驗,促進教學組教員不斷改進教學方法,提高教學能力。
在評估學員學環(huán)節(jié)中,采用課堂提問、作業(yè)、實驗實訓和期末考試相結合的學員成績綜合評定辦法。該綜合評價方法,貫徹了過程性、形成性考核思想,激勵學員重視知識獲取和能力提高的過程,調(diào)動學員在課堂討論、師生互動、協(xié)作交流、實踐訓練等方面的學習積極主動性。
雙向考核措施和方法,全面監(jiān)控和評估教員教和學員學兩個方面,促進提升了教員教學能力和學員學習能力,提高了授課質(zhì)量。
3 結束語
教學組通過對課程設計的改革,在增強教學效果、提高教學質(zhì)量的實踐中取得了實效。通過改革,使教學內(nèi)容更加合理,體系更加完備,更加貼近專業(yè),更好服務于專業(yè)教學;使實踐教學與理論教學有機結合,既鞏固了所學知識,又有助于學員實際動手能力的培養(yǎng)與提高;通過采用靈活多變的教學方法和手段,使學員更容易掌握知識,提高了教學效果。
注釋
① 徐英俊.教學設計[M].北京:教育科學出版社,2001:179-183.
關鍵詞:高職 中級維修電工 技能實訓教學
中圖分類號:TM1 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(c)-0-02
高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分,其培養(yǎng)的是適應生產(chǎn)一線需要的優(yōu)秀高端技能型專門人才。在高職教育的整個教學過程中,實訓環(huán)節(jié)是至關重要的。因此提高實訓教學的效率和效果,增強學生的實踐技能,對學生今后的就業(yè)和深造有著積極的意義。《中級維修電工實訓》是我院機電一體化、電氣自動化專業(yè)的一門專業(yè)綜合實訓課程。通過4周的集中實訓,鞏固和擴展學生所學的相關理論知識,強化維修電工所需的基本操作技能,達到蘇州市勞動和社會保障局職業(yè)技能鑒定中心規(guī)定的維修電工中級技能標準。針對2012年蘇州市勞動和社會保障局職業(yè)技能鑒定中心對中級維修電工鑒定內(nèi)容進行了全新的改革,結合我院實際實訓條件,機電一體化教研室對相關的考核項目和教學方法進行了新的嘗試和改革。
1 實訓考核項目改革
自2012年起蘇州市勞動和社會保障局職業(yè)技能鑒定中心對中級維修電工的考核鑒定內(nèi)容實行了較大的改革,經(jīng)改革后中級維修電工技能考核試題包括四大類,分別為:電機控制系統(tǒng)配線并通電試運行;電子控制線路安裝、測試、調(diào)整;PLC與變頻器;機床故障分析及檢修。其中,內(nèi)容改革較大的是電機控制系統(tǒng)配線并通電試運行項目(在舊標準2個子項目基礎上新增了2個子項目)、PLC與變頻器項目(全新增加的項目)以及機床故障分析及檢修項目(由原來的3種機床設備改為2種),而電子控制線路安裝、測試、調(diào)整項目內(nèi)容未作改動。經(jīng)改革后新的技能鑒定項目、選考方式、鑒定比重、以及考試時間如表1所示。
根據(jù)技能鑒定新的考核要求,結合我院實訓條件情況,機電教研室對實訓項目進行了改革,最終確定了我院的中級維修電工實訓考核項目如表2所示。由表2可見,機床故障分析及檢修項目采用X62W銑床、T-68床兩種設備。主要是基于以下兩方面的因素的考慮:一是充分利用學院現(xiàn)有的設備資源(X62W銑床、T-68床為原中級工排故考核項目)。二是X62W銑床、T-68床相對于新的考核內(nèi)容M7130、C6150、Z3040、行車等設備電氣控制線路較復雜,學生掌握了復雜的機床設備的故障排除后,有了一定的基礎,其他較簡單的設備排故應該就能迎刃而解了。
2 合理調(diào)整教學次序,提高教學效率及效果
中級維修電工的技能鑒定項目很多,合計共有12個子項目(由表2可見),而每個子項目學生都必須熟練掌握,技能考核時抽簽決定具體的考核項目。目前,因我院現(xiàn)有的PLC實訓室改造尚未完成,暫時不能滿足PLC與變頻器項目的培訓與考核要求,因此目前該項目在我院的校外實訓基地蘇州萬里培訓中心進行,因在兩地訓練,若按原有的實訓安排(逐個項目進行),4周已遠遠不能滿足技能訓練的要求,而根據(jù)教學計劃的安排結合我院的實際情況,已不可能再增加課時,為此,經(jīng)機電教研室的老師討論,最終決定根據(jù)具體項目及學院現(xiàn)有實訓條件對教學次序進行調(diào)整:第一周(5 d),全班集中進行電機控制系統(tǒng)配線并通電試運行;第二周
(5 d),全班集中進行機床故障排除訓練。第三周(4 d),一半學生在校本部進行電子項訓練,另一半學生在校外實訓基地進行PLC與變頻器的訓練,第四周
(4 d),電子項與PLC項學生進行交換訓練,最后預留1~2 d學生進行查漏補缺,將自己的弱項進行強化訓練。實踐證明,此項調(diào)整緩解了實訓資源不足、提高了教學效率,解決了實訓課時緊、內(nèi)容多等問題,受到了師生的一致認可。
3 采用靈活的指導方法,激發(fā)學生的學習興趣
在實訓過程中,采用靈活的指導方法,激發(fā)學生的學習興趣,增強學生的學習信心,提高教學效果。通常在指導過程中,筆者采取“三結合”的原則。其一,講練結合的原則。在教學中筆者發(fā)現(xiàn)諸如萬用表、示波器等前序課程中已學習講解過,但很多同學仍不會使用,根據(jù)學生的具體情況系統(tǒng)訓練實訓中用到的工具及儀器儀表的使用,邊講邊練,講練結合,學生易于理解接受。其二,集體指導與個人指導相結合的原則。即在集中訓練的同時,要注意一些項目的分散練習。如在進行電機控制系統(tǒng)配線并通電試運行項目訓練時,必須采用集中練習,并且要求學生規(guī)范操作,這樣可以提高教學效率。但有些項目需分散進行,如學生在進行排故練習時,會遇到各種各樣的問題,此時需要進行個人指導,對于在指導過程中發(fā)現(xiàn)的共性問題再進行集中講解,如此將集體指導與個人指導相結合使實訓取得了很好的效果。訓練與考核相結合原則。在指導的過程中,采取階段性練習與階段考核相結合,可綜合提高實訓效果。學生練習到一定程度,容易產(chǎn)生厭倦心理。安排階段考核,營造考試氛圍,可以培養(yǎng)學生的適應能力。且學生平時練習時,心態(tài)比較放松,對自己存在的問題往往認識不夠。通過階段考核,教師給予點評指正,學生往往記憶更為深刻。
4 因材施教、創(chuàng)新學習評價體系
課程成績對于學生的激勵作用是顯而易見的,改進成績的評定方式,可以顯著提高學生的學習積極性,提高實訓效果。經(jīng)過探索嘗試,本課程根據(jù)學生的具體情況主要有2種考核方式:①采用“以證代考”的考核方式。②采用“階段考核和專項考核”相結合的方式。所謂“以證代考”是指有的學生之前已利用課余時間(或寒暑假)進行實訓,已取得維修電工中級證書的學生可以不參加該課程的培訓與考核,即可獲得該課程的成績,取得相應的學分。
如此,該部分學生可充分利用時間參加其他工種的培訓與考核,掌握更多的技能。而對于未參加過培訓且未取得證書的學生以及曾參加過培訓但未取得證書的學生,則實行“階段考核和專項考核”相結合的辦法,學生的課程成績 =階段考核成績×40%+專項考成績×60%。其中階段考核為每個項目實訓過程中組織的考核,主要采用學生當場操作現(xiàn)場打分的方法。同時創(chuàng)造性地提出由實訓技能較好的優(yōu)秀學生與實訓指導教師組成成績評定小組,按照評分標準(蘇州市的中級維修電工的技能考核鑒定標準)進行評分,最終取小組平均分。若學生本人覺得成績偏低,可以繼續(xù)加強練習,申請再次參加考核(為了便于操作,申請不超過兩次),而專項考核則為最終職業(yè)技能鑒定中心選派的考官進行的考核(即學生取得的職業(yè)技能證書上的成績)。
在實際操作過程中筆者感覺,能充分利用課堂有限的時間進行強化訓練,同時平時不太認真的學生也有了學習的緊迫感,課堂充滿活力,井然有序。另一方面學生感覺評分方法公平合理,學生“勞有所獲”,一定程度上使學生間的激勵競爭意識得以強化。
5 積極總結交流經(jīng)驗,強化教學相長的作用
實訓結束后,實訓的總結交流也是一個不可忽視的重要環(huán)節(jié),主要采用口頭交流與書面報告兩種方式,口頭交流采用先小組交流,然后每組選出一個代表進行交流,最后由教師進行總結,提出要求。而書面報告則要求學生以書面形式總結自己實訓中的體會、收獲、存在問題及今后改進的措施等。教師可通過此次交流和書面報告,了解學生對實訓的建議和意見,并進行分類總結,得到反饋信息,以便在以后的教學中不斷加以改進。
6 實訓成效
經(jīng)過近幾年對維修電工技能實訓教學的實踐和探索,我院中級維修電工考核的一次性通過率均達到了95%以上,遠遠超過了蘇州地區(qū)其他兄弟院校的通過率,學生扎實的專業(yè)知識和優(yōu)良的職業(yè)素質(zhì)得到了監(jiān)考人員的一致好評。通過技能實訓與考核,最終將學生培養(yǎng)成為社會、企業(yè)所需要的高端技能應用型專門
人才。
參考文獻
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關鍵詞:中職校;普通車床;數(shù)字化;改造;研究
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)14-0158-02
對中職學校實訓車間的普通車床進行數(shù)字化改造,是充分使用舊的設備部件進行的。數(shù)字化改造對相關部件也有基本要求,舊的設備部件通過改造必須能適應新的配置,并發(fā)揮數(shù)字化功能,提高加工效率。因此,改造前對舊車床進行客觀的評價和判斷,是十分必要的程序,這樣可以避免因改造后的車床無法實現(xiàn)應用價值而浪費大量資金。
一、普通車床數(shù)字化改造的基本步驟
1.確定改造方案。車床經(jīng)檢驗確定適宜進行數(shù)字化改造后,應在具體改造前首先制定合理的改造方案。一般包括改造的程度(改造部分占普通車床的比率)、改造的具體部位,改造的工作周期(改造總體用時的預算,以及各個具體工作步驟用時的預算),改造堅持的原則(先局部后整體、先易后難等),改造的方式(根據(jù)普通車床的具體情況,選擇合適的改造系統(tǒng)),改造過程的基本步驟(具體的改造程序),改造的規(guī)范(改造過程的相關規(guī)定,以及改造人員的責任分工和落實等),以及驗收方案(聘請專業(yè)人員對改造的效果作出具體評價)。
2.改造前的相關準備。具體改造前應做好充分準備,以保證改造順利進行并取得良好的改造效果,尤其應重點做好技術上的全面準備。由于數(shù)字化改造對技術的要求十分嚴格,而技術程度直接對改造結果產(chǎn)生關鍵性作用。改造前,要通過對舊有車床進行全面的測量和相應的計算,繪制出比較科學明確的改造圖,改造圖要詳細標明所有需改造的部分,注意繪制細節(jié)。另外,要重點注意對接口的改造,根據(jù)需要決定是否進行全面改造,保證順利完成接口的轉(zhuǎn)換;局部的改造要保證接口的匹配性;全部改造則要保證接口與車床的其他相關配置相適應。對于預改造的數(shù)字化車床所涉及的相關電氣資料要提前熟悉,包括相關原理說明、安裝和調(diào)試說明、線路圖,以及使用和編程手冊等。參與改造的技術人員要做好基本的技術準備,可通過相應的技術培訓,保證能勝任基本的改造工作,避免因技術不到位或出現(xiàn)技術失誤而無法滿足數(shù)字化車床的改造要求。
3.改造的具體實施。具體的改造過程即主要分為兩部分:對舊車床進行保養(yǎng)和調(diào)整等,對新系統(tǒng)進行合理安裝,并完成調(diào)試。對舊車床進行處理時,要在保養(yǎng)的基礎上,進行改造前的精度測量,對保留的電氣部分做最佳的調(diào)整,以保證改造后的精度。在對原有系統(tǒng)進行拆除時,要對照圖紙認真進行,防止拆除過量或出現(xiàn)遺漏。對新系統(tǒng)的配置要合理,相關線路的連接要規(guī)范科學,做到準確而美觀。調(diào)試時要嚴格按照科學的步驟進行,調(diào)試現(xiàn)場要確保無障礙物,重點對系統(tǒng)的靈敏度及安全性進行調(diào)試和檢查。
4.后期工作。后期驗收及其他相關工作對普通車床數(shù)字化改造效果也有很重要的影響,應嚴格進行。新車床改造效果的驗收應聘請專業(yè)人員參與,并嚴格按照驗收標準進行,要對車床改造的精度和機械性能進行驗收,尤其是車床改造后的控制能力和靈敏度要仔細檢驗,必要時進行科學的測量及相應的監(jiān)測,以保證驗收的全面性和有效性,便于今后車床的合理使用,或?qū)τ诓贿_標的改造作出補救措施,以保證較好的改造效果。另外,還要進行后期總結,車床改造在我國將是一段時間內(nèi)的重要工作,相應的技術人員應及時總結經(jīng)驗和教訓,以便在后續(xù)的車床改造中能更加科學地進行。對于改造過程中使用的資料,包括改造圖紙、方案及具體改造程序的相關文檔和驗收標準等材料均要妥善保存,以便于今后實施車床改造時作為參照依據(jù)。
二、普通車床數(shù)字化改造的具體實施方案
1.伺服系統(tǒng)的合理選擇。伺服系統(tǒng)在車床的改造中十分重要,作為數(shù)字化車床的重要組成部分,伺服系統(tǒng)既可以很好地保證CNC系統(tǒng)與主軸、刀具之間及時完成信息傳遞,又能有效地進行能量傳遞及放大,對于數(shù)字化車床保證良好的基礎性工作具有重要作用。在普通車床中,伺服系統(tǒng)一般只設計開環(huán)控制系統(tǒng),且比較簡單,相關部件價格低廉。但是,在數(shù)字化的車床中,開環(huán)控制系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)的一部分,要求程度更高,為保證車床運作的精度,對部件質(zhì)量要求更高。此外,還需要同步設計閉環(huán)及半閉環(huán)控制系統(tǒng),以保證數(shù)字化功能的完整性實現(xiàn)。
伺服系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件,即伺服電機一般選用步進電機,選擇時要嚴格確定參數(shù),保證電機每轉(zhuǎn)動一步都能實現(xiàn)零誤差。選擇步進電機的驅(qū)動器時要保證結構合理且具有較大的容量,保證可靠的運行狀態(tài)和安全性,并能同時兼顧較高的效率。伺服系統(tǒng)對數(shù)字化車床能否實現(xiàn)正常工作具有十分重要的意義,選擇具體部件時要嚴格遵照相應程序,以保證改造后的車床具有良好的性能和較高的運作效率。
2.數(shù)控系統(tǒng)的科學選擇。作為數(shù)字化車床的核心系統(tǒng),在對數(shù)控系統(tǒng)進行選擇時一定要慎重,應根據(jù)車床改造的具體要求選擇不同類型的控制方式。數(shù)控系統(tǒng)的控制方式主要有步進電機拖動、直流或交流伺服電機拖動,以及直流或異步電機拖動三種不同的控制方式。其中,步進電機拖動控制方式對精度的要求相對較低,在大多數(shù)中小型的車床中均有很好的適應性,尤其是對于改造的車床。由于改造母體最初的設計及制作主要是基于傳統(tǒng)技術之下完成的,如果改造時的精度要求過高,往往較難完全達到匹配要求。因此,步進電機成為車床改造中應用最廣的一種控制系統(tǒng),且成本較低、安裝方便,并容易調(diào)試。直流和交流伺服電機在精度的要求上相對較高,而直流或異步電機的要求最高,不僅精度標準高,且相應成本同樣較高,結構和調(diào)試過程比較復雜,安裝工作量一般比較大,對舊車床進行改造的適用性不高。
3.機械系統(tǒng)的具體改造。機械系統(tǒng)是數(shù)字化車床改造更具體的環(huán)節(jié),涉及各種具體部件的選用和配置。自動刀架的安裝應先將小拖板拆除,保證高度適宜后在中拖板上安裝。導軌在改造中要保證良好的耐磨性,可利用車床的床身硬化后制成新車床的導軌。齒輪的改造應嚴格保證精度,結構上要確保改造后能實現(xiàn)無間隙運動。主軸的變速機構在改造中如果對自動化程度要求不嚴格,則可保留原有的部分手動變速機構,在不影響車床改造后運作效率的前提下盡量降低改造成本。聯(lián)軸器在一般的改造中會選用無鍵連接方式,以保證重復定位的高度精確性,并避免舊系統(tǒng)中存在的反復間隙出現(xiàn)。滑動絲杠與車床傳動的精確度有直接關系,應根據(jù)加工件對精度的具體要求選配合適的滑動絲杠,以減少車床運作誤差,還要保證螺母適宜的間。如果車床進行螺紋加工,為保證螺紋等量分度及螺距和起點固定,一般需安裝光電編碼器,選用時要保證光電編碼器能對刀架的縱向移動起到很好的控制。
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