陈 益
常州铁道高等职业技术学校 江苏 常州 213011
摘要:
《机床电气控制技术》课程的教学内容包含元器件的介绍、基本线路的工作过程、典型机床的控制原理三个部分,通过教学过程中的资源整合扩充、教学内容的延伸、教学形式的提炼等几个方面来阐述该课程的教学新设想,使其在教学中真正发挥优势,为教学所用,优化教学课堂。
关键词:教学内容 资源整合扩充 延伸 提炼 改革 优化
《机床电气控制技术》课程是五年制高职机电专业的必修课程,在学习本课程之前,学生已经学习了《电工技术基础》、《机械制图与CAD》等课程,结合学生的学习情况和该课程的特点,这门课的教学手段以理实一体化为主。在理论与实践教学的衔接过程中,发现学生对基本的线路布局、控制原理能较透彻的掌握,但是对各类机床的控制原理理解非常困难,原因有两个:其一、机床电路控制原理图较复杂,采用的元件数量多,分布的位置比较散,与简单的基本原理图相比,要将各个工作过程分析的很透彻,难度非常大;其二,由于学生们对机械加工类机床的操作不多,有些机床甚至于没有见过,毫无机床的切削加工概念,在分析各类机床的运动形式与加工过程时常常不知所云,学生无法理解机床的控制原理,以致学生对该课程的学习兴趣不浓。因此,为了使学生能学好本专业核心课程,探索本课程的新教学方法显得尤为重要。
一、教学资源的扩充
该课程以《电机与电气控制技术》作为使用教材,全书分为三大模块二十三个项目,主要以三相异步电动机的控制为主线,通过典型应用实例进行电气控制过程分析,每个项目的任务、解决过程、故障排除等非常清晰明了。但是对于机床电气控制回路的工作过程分析不够全面,导致学生在解读时缺少参考学习的直接资料。再者,对于初学者来说,理论方面的内容不够完善,使得在学习过程中,常有掌握不透、理解困难等问题的困扰。特别是在机床电气控制模块中,机床的结构、运动形式、加工方法不明白,无法真正的理解其控制原理。比如X62W万能铣床可通过两个手柄操作四个行程开关来实现工作台六个方向运动及圆工作台的动作,T68镗床中一台电动机可以拖动多个运动部件运动,这些学生都很难理解,造成理论与实践的严重脱节。因此,机床电气控制的教学资源要做相应的补充,使学生能透彻的掌握相关信息。
以CA6140车床为例(如下图所示),制作常用典型机床的构造与原理课件,课件以文字、图片、动画、声音等多种媒体,直观形象地讲解、演示车床六部件的结构原理、运动形式。该演示软件的主要特点如下:
1. 通过计算机进行实体建模,机床零部件形态真实,视觉效果逼真,演示过程的展示可以使操作者很快了解车床六部件的主要内容,学习效率成倍提高。
2. 充分发挥多媒体计算机“交互性”技术,能实现声音和动画的即时开/停,对车床的运动过程有直观的认识。
3. 机床内部零件的展示非常清晰,能够全面的实现机床内部机械传动和支承装置的工作过程。
二、教学内容的延伸
《机床电气控制技术》课程最终的目标是满足学生对电气控制线路的熟识与控制过程中的故障分析,在教学过程中结合了相关的典型机床例如X62W卧式万能铣床、M7120磨床等的实训教学,实现了理实一体化化的教学模式。
随着机械加工行业对数字化设备的需求日益增加,数控机床日趋普遍,常见的数控机床有数控车床、数控铣床、加工中心、数控磨床、数控镗铣床、数控钻床等。为了适应市场的需求,工作岗位的匹配,对于数控机床电气控制的认知极为必要,不仅可以将电气控制技术的教学面得以拓宽,也可真正实现专业与岗位的有效对接,学习与工作的有机衔接,为学生的岗位工作夯实理论与实践基础。
数控机床是机电一体化技术的最好体现,机械部件实现了执行机构的相关动作,电气控制实现了动力拖动,包括主轴的运转、刀具的移动、辅助设备的动作等,都依托电气控制技术。在分析数控机床的电气控制过程时,对数控机床的结构特征、运动形式、加工原理等都需要有深入的了解与解读。
三、教学形式的提炼
《机床电气控制技术》课程重点在于电气控制原理图的掌握。学生最终的目标是识图、分析图,一味的照本宣科无法实现该教学目标。在教学过程中,就需设定多个教学环节,每个环节以学生为主体,通过任务的形式来展现,让学生带着任务去听课,带着困惑去查资料解决问题,直到把任务真正吃透,转化成养分消化。
识图,意味着要会读懂图,能清晰原理图的控制功能、各元件的动作过程及工作原理,每个任务中的机床结构不同,控制原理也是各有差异,通过对简单回路控制功能的复述,让学生先尝试从原理图中找到各个相关的控制功能。例如下图CA6140车床
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图中用到的控制功能有:点动控制、连续控制、顺序起动。结合车床的运动形式,总结出车床的控制原理:
1.主轴电动机1M 通过SB2起动按钮、6-7KM实现单方向的连续运转;
2.冷却泵电动机2M 通过SB3按钮实现顺序起动控制;
3.刀架快速移动电动机3M 通过10-11KM实现顺序起动、SB4按钮实现点动控制。
在对机床控制原理图的解析过程中,将学生的主观能动性调动起来,认识到各机床的应用及运动过程,让学生通过仿真软件自己去观摩机床的主运动与其他运动形式,经过老师的总结与分析,使学生能彻底掌握机床的结构与运动状态,将机械加工与电气控制有机的结合起来,真正做到知其然而知其所以然。
《机床电气控制技术》课程对于机电专业的同学来说,是门必修的专业课,学习质量决定着学生对本专业的掌握程度,再者,该课程也是机电一体化专业核心课程,对后续的专业方向课有着很大的影响。为此,探索优化该课程的教学模式显得尤为重要。
参考文献
[1]强高培.电机与电气控制线路[J].机械工业,2008。8:118-159.
[2]朱菊香,李红光。电机与电气控制技术[J].南开大学。2015.8:前言.