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車床數(shù)控化改造項目化課程設(shè)計探討論文
摘要：車床的數(shù)控化改造這門課程，以普通車床數(shù)控化改造和廢舊數(shù)控車床升級改造過程中的典型項目任務(wù)為載體，通過理實一體化教學(xué)實踐，探索“車床數(shù)控化改造”課程教學(xué)設(shè)計及實踐研究。課程改革后，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)氛圍及積極性有了較大提高。
關(guān)鍵詞：數(shù)控化改造;理實一體化教;項目任務(wù)
車床的數(shù)控化改造課程是機床再制造專業(yè)的核心專業(yè)課程，它綜合了本專業(yè)機床電氣控制與PLC、數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試、數(shù)控機床PLC控制與調(diào)試、數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整和數(shù)控機床液壓與氣壓傳動等課程內(nèi)容，是前期這些課程知識和能力的綜合應(yīng)用，對于提高本專業(yè)學(xué)生從事機床數(shù)控化改造或機床再制造方面所需核心技能具有重要意義。
1課程的基本信息
車床的數(shù)控化改造課程是“機床再制造專業(yè)”專業(yè)綜合應(yīng)用性課程，開設(shè)于二年級學(xué)生第四學(xué)期后半學(xué)期，實行理實一體化項目教學(xué)，集中上課，邊做邊學(xué)；整合課改前72學(xué)時理論授課，4周機床數(shù)控化改造實訓(xùn)（實訓(xùn)結(jié)束后進行數(shù)控機床裝調(diào)與維修工技能鑒定），變成目前課改后的理實一體項目化授課120學(xué)時，數(shù)控機床裝調(diào)與維修工技能鑒定前1周集中培訓(xùn)。
2課程的目標與定位
�。�1）專業(yè)人才培養(yǎng)目標。培養(yǎng)從事機床數(shù)控化改造或再制造方面的改造前評估、設(shè)計、裝配調(diào)試和測試檢驗等工作，具有職業(yè)崗位（群）所需的基礎(chǔ)知識及專業(yè)技能、具有較強綜合職業(yè)能力的高端技術(shù)技能型專門人才。（2）專業(yè)典型工作崗位。本專業(yè)典型工作崗位包括：機床改造工程師、設(shè)計員、工藝員和一線操作工，本課程基于機床再制造專業(yè)人才培養(yǎng)目標，能夠滿足這些典型工作崗位所需專業(yè)知識和技能。（3）課程定位�！败嚧驳臄�(shù)控化改造”課程在專業(yè)課程體系中屬于專業(yè)綜合應(yīng)用性課程。它具有較少的新知識和新能力要求，更多側(cè)重于前期課程知識和能力的綜合應(yīng)用，是學(xué)生頂崗實習(xí)前夕重要的一門綜合類課程。（4）課程教學(xué)目標。①能根據(jù)給定的廢舊車床（包括廢舊的數(shù)控車床），考慮多方面因素，如改造成本、廢舊車床目前狀況，綜合評判是否適合車床的數(shù)控化改造-廢舊車床性能檢測與再制造性評估；②按照國家標準（GJB5481-2005機床數(shù)控化改造通用技術(shù)要求；GB/T28615-2012綠色制造金屬切削機床再制造技術(shù)導(dǎo)則），能夠擬定或設(shè)計廢舊車床整體改造方案（重點：系統(tǒng)選型），并進行詳細設(shè)計，包括電氣原理圖繪制、機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計等（20%）；③按照給定車床數(shù)控化改造要求，如改造用電氣原理圖和接線圖，裝配圖及裝配工藝，整機改造工藝流程，相關(guān)系統(tǒng)用連接、調(diào)試說明書等，初步具有完成局部或整機改造的能力-拆洗修換裝調(diào)（機電）；④能夠?qū)Ω脑旌蟮能嚧�，按照相關(guān)國家標準，借助相關(guān)工量具，完成精度檢驗和試切加工；⑤綜合運用先修課程學(xué)到的知識和掌握的技能，解決車床改造過程中出現(xiàn)的實際問題。
3課程整體設(shè)計
3.1項目設(shè)計
由于學(xué)院車床的數(shù)控化改造過程目前做不到重復(fù)性改造，故把改造過程涉及到的主干知識學(xué)習(xí)和核心技能訓(xùn)練，拆解成18個相關(guān)性項目進行訓(xùn)練，具體項目設(shè)計詳見表1，這18個項目基本覆蓋車床改造過程的典型工作過程和任務(wù)，同時側(cè)重于車床安裝、裝配、系統(tǒng)連接與調(diào)試、精度檢驗和試切加工等，同時兼顧改造設(shè)計。
3.2課程教學(xué)條件
校內(nèi)實訓(xùn)基地：兩臺普車改造完成的數(shù)控車床，兩臺廢舊數(shù)控車床經(jīng)系統(tǒng)升級改造的數(shù)控車床，四臺數(shù)控車床CAK6150Di（配置fanuc0imateTC系統(tǒng)），可用于本門課程的理實一體項目化教學(xué)。校外實訓(xùn)基地：學(xué)院與山西智創(chuàng)科技有限公司、蘇州勤美達精密機械有限公司進行深入校企合作，在數(shù)控機床裝調(diào)維修、數(shù)控機床升級改造或普通機床數(shù)控化改造方面對頂崗實習(xí)的學(xué)生實施聯(lián)合培養(yǎng)機制，鞏固所學(xué)專業(yè)知識，強化機床改造方面的實踐技能。課程參考資料：本門授課所用資料是機床廠家和數(shù)控系統(tǒng)廠家提供的全套技術(shù)資料，如：機床電氣原理圖、數(shù)控車床使用說明書（機械與電氣）、fanuc系統(tǒng)系列說明書，數(shù)控車床典型部件裝配圖紙和裝配工藝等；四臺改造完成的數(shù)控車床改造前及改造過程中整理完成的全套技術(shù)資料。
3.3教學(xué)模式
課程設(shè)計理念：在整個教學(xué)過程始終貫徹邊做邊學(xué)教學(xué)理念，突出專業(yè)能力培養(yǎng)，將相關(guān)專業(yè)知識和實踐技能融入到每一次課程當中，實現(xiàn)“理論知識與實踐技能結(jié)合、教室與實訓(xùn)室結(jié)合、學(xué)習(xí)與工作結(jié)合”的三結(jié)合。教學(xué)過程：每一次課都通過案例或示范任務(wù)直觀引入，學(xué)生模仿并通過思考，逐步完成類似或難度等級漸增任務(wù)，在做任務(wù)、做項目過程不斷提高理論水平和實踐技能，同時在一些重要的項目中增加考核任務(wù)。教學(xué)方法與教學(xué)手段：在教學(xué)實施過程中，以學(xué)生為主體，以學(xué)生是否掌握相關(guān)知識和技能來評價教學(xué)方法的科學(xué)性和合理性，善于采用引導(dǎo)法、分組討論法、情境法等教學(xué)方法，充分利用教學(xué)課件、技術(shù)資料、實訓(xùn)設(shè)備、課程資源庫等教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。
3.4課程評價
過程考核、期末考核和技能鑒定考核三者相結(jié)合。過程考核側(cè)重學(xué)生平時學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂上任務(wù)完成情況，考核項目或任務(wù)得分情況，過程考核占到總成績的50%；期末考試側(cè)重于理論考核，占到總成績的25%；數(shù)控機床裝調(diào)與維修工技能鑒定考核占到總成績的25%。
4課程單元設(shè)計
下面以fanuc系統(tǒng)選型為例，闡述教學(xué)實施過程：（1）任務(wù)引入（15min）。學(xué)院有兩臺廢舊數(shù)控車床，1987年左右購置，系統(tǒng)為DJK-BS03A,該機床自購置后主要用以數(shù)控車削實訓(xùn)，機械精度保持較好，現(xiàn)需對其數(shù)控系統(tǒng)升級改造。鑒于學(xué)院數(shù)控實訓(xùn)中心大部分系統(tǒng)為HNC-210系統(tǒng)和FANUC系統(tǒng)，①為了便于維護管理；②同時近幾年在數(shù)控機床裝調(diào)維修與升級改造比賽項目中，使用fanuc系統(tǒng)較多；③改造完成后也主要用于機床改造課程實訓(xùn)和技能競賽培訓(xùn)用，所以經(jīng)申請領(lǐng)導(dǎo)同意升級為fanuc系統(tǒng)，現(xiàn)需確定系統(tǒng)配置清單和價格。（2）逆向任務(wù)實施（容易著手）（45min）。學(xué)院有四臺數(shù)控車床，配置的系統(tǒng)為fanuc0imateTC系統(tǒng)，請根據(jù)課前提供的相關(guān)技術(shù)資料（選型手冊、部件速查手冊、維修說明書、連接功能說明書等）和設(shè)備，確定機床的系統(tǒng)配置清單。學(xué)生可以通過現(xiàn)場查看各部件銘牌、系統(tǒng)開機查看系統(tǒng)軟硬件配置，翻閱相關(guān)說明書，以小組分工、討論、協(xié)作方式最終完成配置清單的填寫（表2）。必要的情況下，教師根據(jù)學(xué)生完成任務(wù)情況或遇到的典型問題進行講解。最終每小組向老師匯報工作。（3）教師點評總結(jié)（30min）。展示學(xué)生的成果并點評，之后集中講解學(xué)生在做任務(wù)中遇到的難題或疑問。（4）正向任務(wù)實施（上課時引入的問題）（45min）。在完成逆向任務(wù)的基礎(chǔ)上，已知主軸電機的功率和調(diào)速范圍要求，各進給軸電機的功率和扭矩，以及其他改造要求，確定fanuc系統(tǒng)配置清單。（5）考核（15min）。任務(wù)考核分兩個階段，第一段在任務(wù)實施的過程中進行部分考核，另外一個階段為上交配置清單后進行考核（表3）。
5結(jié)論
“車床數(shù)控化改造”課程改革以項目任務(wù)為載體，較大程度地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，使學(xué)生真正參與到課堂活動中。學(xué)生在完成各項目任務(wù)的同時，不僅掌握了機床改造過程中涉及的典型工作技能，進一步提高其理論知識水平，并且培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作，與人溝通的能力。
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