理實一體化教學(xué)在常用機床電氣檢修課程中的應(yīng)用

王桂彬

摘 要：在常用機床電氣檢修理實一體化教學(xué)中，充分運用仿真教學(xué)方法，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)融合在一起，采用現(xiàn)場組裝機床電氣控制柜，進行配線調(diào)試、排故教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、能動性，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機床電氣 仿真教學(xué) 理實一體化 分組教學(xué) 考核評價

電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)傳統(tǒng)的實訓(xùn)課情景是學(xué)生在專用的網(wǎng)孔板上（或者是木板上）安裝電氣控制的各種電器，并完成導(dǎo)線連接。這種實訓(xùn)方法在教學(xué)功能上存在以下先天性不足。

第一，整個過程停留在“模擬實訓(xùn)教學(xué)”層面，與行業(yè)規(guī)范、實際工藝等元素脫節(jié)，也就是僅僅關(guān)注了“學(xué)”而忽視了“工”，培養(yǎng)出來的學(xué)生被用人單位稱之為“半成品”。到崗后，學(xué)生在網(wǎng)孔板上積累的學(xué)習(xí)經(jīng)驗并沒有多少實用價值，企業(yè)需要花費一定的人力物力從頭培訓(xùn)學(xué)生的基本工作技能。

第二，實訓(xùn)教學(xué)是某個技能點的練習(xí)，由于沒有系統(tǒng)的工作過程，培養(yǎng)出來的學(xué)生缺乏工作的整體策略，就算技能再高，也只能不斷地重復(fù)某一項（類）操作。這種操作哪怕練得再熟練、再精準(zhǔn)，也終將被自動化的生產(chǎn)機械所取代。

第三，傳統(tǒng)的實訓(xùn)方法無法承載依附在專業(yè)技能上的綜合職業(yè)能力，如適應(yīng)環(huán)境的方法、發(fā)現(xiàn)并采用能優(yōu)化工作的技巧等能力。

為了改變傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)模式，學(xué)校在電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)中選出一個班作為試驗班，在常用機床電氣檢修課程實訓(xùn)教學(xué)中實施了“理實一體化”教學(xué)模式。采用模擬仿真、現(xiàn)場安裝實戰(zhàn)等教學(xué)方法，最大限度地貼近企業(yè)生產(chǎn)實際、接近行業(yè)規(guī)范、實際工藝要求等。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與該職業(yè)在社會上的實際工作過程一致，從資料收集、設(shè)計方案、優(yōu)化方案、施工安裝、驗收調(diào)試、工作總結(jié)等環(huán)節(jié)，給學(xué)生提供了更多的思考空間和嘗試機會。學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗可以直接轉(zhuǎn)化成工作經(jīng)驗，從而培養(yǎng)了學(xué)生的工作策略，為其將來的職業(yè)生涯發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

一、實施過程

1.組合實習(xí)小組

為了使學(xué)生之間優(yōu)勢互補、取長補短，將學(xué)生按成績和認知特長進行搭配分組。每組組員集體選用一名組長，負責(zé)實習(xí)小組的管理，即在實習(xí)過程中所用工具的保管、本組成員的出勤情況，并配合老師對任務(wù)完成情況進行檢查、評價。

2.強化安全用電知識，實施文明操作

在機床線路安裝、配線、調(diào)試、故障排除操作中教育學(xué)生牢固樹立“安全第一”的思想，嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，如工作前應(yīng)詳細檢查所用的電工工具是否安全可靠，穿戴好必要的防護用品；線路在未經(jīng)確定無電前，一律視為有電狀態(tài)，不能用手觸摸；電氣設(shè)備的金屬外殼都必須有可靠的保護接地；帶電作業(yè)時，要有專人監(jiān)護；對拆下的導(dǎo)線要將帶電線頭包好，防止觸電；工作結(jié)束，所有材料、工具、儀表等分別歸類放置等。培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范、整潔、文明的工作作風(fēng)，為學(xué)生進入企業(yè)實習(xí)上好安全教育的第一課。

3.收集整理機床設(shè)備的電氣技術(shù)資料

主要包括以下內(nèi)容：設(shè)備說明書、電氣控制原理圖、電氣設(shè)備總裝接線圖、電器元件布置圖與接線圖、電氣設(shè)備明細表。

4.電氣原理圖的分析

結(jié)合維修電工仿真實訓(xùn)室的宇龍機電方針軟件，利用多媒體教學(xué)設(shè)備重點講解、演示車床、萬能銑床、搖臂鉆床、磨床、鏜床的工作原理和動作過程、機械與電器間的配合動作關(guān)系，熟悉常用機床基本結(jié)構(gòu)、運動形式以及對電力拖動系統(tǒng)的要求基礎(chǔ)上，進行電氣原理圖識讀和分析。

（1）分析主電路。從主電路入手，根據(jù)機床所用電動機和執(zhí)行電器的控制要求，分析它們的控制內(nèi)容。主要包括：機床各個電動機及其他設(shè)備的類別、用途、接線方式、運行要求；電動機啟動、轉(zhuǎn)向、調(diào)速、制動燈方面控制要求和情況；主電路使用的控制電器和保護電器；電源情況等。

（2）分析控制電路。 根據(jù)主電路中各電動機和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用電動機的典型控制環(huán)節(jié)的知識，按功能不同將控制線路“化整為零”來分析。包括：控制電路電源、各種繼電器接觸器的用途、電器元件之間相互關(guān)系、連鎖控制環(huán)節(jié)等。

（3）分析輔助電路。輔助電路包括電源指示、各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、參數(shù)測定、照明和故障報警燈部分。它們大多是由控制電路中的元件來控制的，所以在分析輔助電路時，還要回過頭來對照控制電路進行分析。

（4）分析聯(lián)鎖及保護環(huán)節(jié)。機床對于安全性及可靠性有很高的要求。要實現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動和控制方案外，還在控制線路中設(shè)置了一系列電氣保護和必要的電氣聯(lián)鎖。

（5）總體檢查。經(jīng)過“化整為零”，分析完每個局部電路原理及各部分之間控制關(guān)系后，再通過“集零為整”的過程，查證整個控制電路，從整個控制電路、從整體的角度進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)間的聯(lián)系。清楚理解全部電路原理、電氣系統(tǒng)控制過程、各電器元件的作用，了解相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)情況。

5.電氣控制系統(tǒng)的安裝

普通機床電氣控制系統(tǒng)安裝步驟如下。

（1）安裝準(zhǔn)備工作。

第一，獲取《任務(wù)書》及相關(guān)資料。

第二，擬定電氣控制系統(tǒng)安裝、調(diào)試方案。

第三，識讀電路原理圖、電器元件布置圖、電器安裝接線圖。

第四，選取電工工具、測量儀表。

第五，根據(jù)電氣設(shè)備明細表按要求選取和檢查電器元件。

第六，施工過程中的安全組織、現(xiàn)場條件滿足相關(guān)要求。

（2）電氣設(shè)備（元件）安裝。

第一，根據(jù)元件清單配齊電氣設(shè)備、元件、材料和輔助用品。

第二，安裝柵形布線槽。

第三，按照電氣設(shè)備布置圖安裝電器元件。

第四，根據(jù)平面布置圖安裝控制柜外元件。

（3）接線。

第一，根據(jù)平面布置圖等圖樣安裝導(dǎo)線通道。

第二，打印線號和元件編號，給元件貼上與布置圖等圖樣一致的編號。

第三，根據(jù)平面布置圖放線。

第四，根據(jù)接線圖進行控制柜內(nèi)部接線，套上與圖樣一致的編碼套管。

第五，進行控制箱外布線，套上與圖樣一致的編碼套管。

第六，按要求進行導(dǎo)線的剝削、線頭制作、導(dǎo)線的連接、導(dǎo)線與接線柱的連接。

（4）電路檢查。

按照電阻法、電壓法等方法對電路進行接線檢查。

（5）安裝電動機和電氣設(shè)備保護線。

按照要求安裝電動機和傳動帶，并緊固。

6.電氣控制系統(tǒng)的調(diào)試

機床電氣控制系統(tǒng)的調(diào)試是安裝完成后緊接著進行的一個環(huán)節(jié)，具體步驟如下。

（1）擬定調(diào)試的方案。機床電氣安裝后，經(jīng)過檢查后進行電氣調(diào)試。在調(diào)試前應(yīng)當(dāng)制訂調(diào)試方案，主要內(nèi)容包括：記錄表格制定、調(diào)試過程、測試調(diào)試記錄、結(jié)果分析等。

（2）通電前測試。

第一，檢測電動機及線路的絕緣電阻。相—相、相—地絕緣電阻應(yīng)相間、相對地不低于0.5MΩ，控制電路絕緣電阻對地不低于0.5MΩ。

第二，檢查電動機外殼、元器件外殼保護線及其他保護線是否接好。

第三，根據(jù)元件布置圖，檢查元件的安裝位置是否正確。

第四，根據(jù)平面布置圖，檢查線路走向元元件、設(shè)備的安裝是否正確。

第五，檢查電動機和帶輪等機械部件是否安裝好。

第六，根據(jù)原理圖、接線圖、對電路進行對點檢查、短路檢查、回路檢查，修改完善控制線路。

第七，檢查導(dǎo)線接點是否符合要求，壓接是否牢固。

（3）通電操作。

第一，驗電。檢查電源是否正常。

第二，根據(jù)原理圖和調(diào)試方案進行線路功能檢測，機床不帶電動機等負載調(diào)試。

先進行單個功能的調(diào)試，觀察對應(yīng)的元件動作是否正確；再做整體調(diào)試，觀察各電器元件動作順序是否正確。

第三，根據(jù)原理圖進行線路功能檢測，機床帶電動機等負責(zé)調(diào)試。

首先檢查電動機與生產(chǎn)機械的傳動裝置是否正常。然后進行單個功能的調(diào)試，看電動機的運行和轉(zhuǎn)動是否正常，機構(gòu)動作是否正常。之后再進行機床的整體調(diào)試，觀察機構(gòu)動作順序是否正確，運動形式是否滿足工藝要求。最后校驗機床滿負載運行是否工作可靠。

第四，停車，完善調(diào)試記錄。

（4）完成測試。收拾工具，清理現(xiàn)場，做到安全文明生產(chǎn)。

7.故障診斷與維修

機床電氣控制系統(tǒng)故障診斷與維修的步驟如下。

（1）明確故障。針對在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，或通過與機床實際操作者交流，還可以通過看、問、聞、聽、摸等來判斷故障現(xiàn)象，以明確故障現(xiàn)象。

（2）分析原因。明確故障現(xiàn)象后，對故障原因分析可以按先分析主電路、后控制電路及其他電路步驟進行。

（3）確定故障點。確定故障范圍后，用測量方法來確定故障點，如電壓測量法、電流測量法、電阻測量法、置換法、短接法等。最常用的是電壓法和電阻法。

（4）故障排除。在保證人身和設(shè)備安全前提下，盡量在停電情況下操作。必須帶電操作時，則先接通控制線路，后接通主電路。在排查故障過程中，使用的儀表應(yīng)該量程合適。

二、考核評價

每學(xué)完一個項目或任務(wù)，對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進行考核和評價，采用做中教、做中學(xué)、做中考的評價方式，考核分三部分：一是學(xué)生自評，二是學(xué)生互評，三是教師評價。

其中：自評和互評占總成績的80%，自評和互評所占比例為7：3。

教師評價為平日考核，占總成績的20%。

考核方式采用百分制，綜合考核，分合格（≥60分）和不合格（<60分）兩個等級；不合格者需要重修，直到補考合格為止。

三、小結(jié)

理實一體化教學(xué)模式，改變了以往傳統(tǒng)的“說教”教學(xué)模式，以學(xué)生為中心開展課堂教學(xué)活動，以任務(wù)驅(qū)動為主線，教學(xué)過程與工作實踐結(jié)合。分組作業(yè)形式、評價與反饋形式等靈活多樣，充分調(diào)動了學(xué)生積極性，大大提高了學(xué)生動手能力、協(xié)作能力、表達能力和溝通協(xié)調(diào)能力。學(xué)生在獲取和處理信息、分析問題和自學(xué)等方面的能力得到了較快的提升。學(xué)生體驗到了團隊合作、與人溝通的重要性，增加了對工作的認同感和責(zé)任心，綜合素質(zhì)提高比較明顯。

（作者單位：四方機車車輛高級技工學(xué)校）