一、提高数控维修实训教学的基本思路
1.数控维修实训设计的指导思想
数控维修实训教学应该以“必须够用”为指导原则，采用一体化教学模式，将理论课与实训课有机融合在一起，着重于提高数控维修实践操作能力，体现技工院校实践应用性人才培养特色。
2.数控维修实训的总体方案设计
数控设备的型号繁多，数控机床结构和数控系统存在多样性。技工院校学生由于学校起点比较低、基础知识较为薄弱，学习数控维修技术存在不小的困难。想要有效提高数控维修实训教学质量，就要结合技工教育特点，着重于培养提高学生自主学习能力，使学生触类旁通，掌握数控维修基本原理与基本方法。为了达到这个目标，笔者认为数控维修实训教学总体方案可以设计为“三个层面训练”与“六个模块结构”。其中，三个层面训练指的是基本技能训练、专业技能训练和综合技能训练，六个模块结构包括电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块。
二、数控维修实训系统平台设计
笔者所在学院作为在江西省名列前茅的技工院校，数控专业是学院拳头专业，现拥有两个专业数控车间，基本能够满足学生实训教学的需要。为了实现上述三个层面训练以及六大模块教学活动的教学目标，学院设计开发出数控维修实训系统平台，平台采用模块化结构设计，每个模块之间留下端口，以便满足不同模块实训操作的需要。这套数控维修实训系统平台具有生产型机床功能，学生通过操作本套数控维修实训系统平台，能够完成数控机床的拆装、数控机床结构与性能分析、数控机床基本技能与专业技能操作训练、数控机床故障诊断与维修等功能。
三、提高数控维修实训教学质量的对策
1.以就业为导向制定实训教学课程标准
技工院校课程教学应该以就业为导向、社会需求为依据制定人才培养方案。理论教学和实训教学都应该围绕培养数控技术专业人员为教学目标，结合国家职业资格标准、行业标准和企业标准的要求制定数控维修实训教学课程标准和实训教学内容，以满足技工院校培养企业生产管理人才的需要。以就业为导向制定的数控维修实训课程标准应该贯彻实现“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的课程功能，使以就业为导向的原则贯彻执行于实训日常教学活动中。
2.建立以培养职业能力为主线的数控维修实训教学课程体系
技工院校面向社会培养生产管理一线技术人才。因此，实训课程教学目标与教学内容不仅要贴近生产管理一线，还要紧跟社会发展。在建立以培养职业能力为主线的教学课程体系中，必须根据技工教育规律对实训课程进行改革，以就业为导向、按工作过程的实际需要进行设计，打破传统将理论基础知识、专业知识与专业实训分隔式教学模式，建立以职业能力为主线的课程体系，将数控维修实训教学分成六大模块，即电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式铣床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块，将专业知识分解到各个模块实训教学中，着重于提高学生的职业能力，由简到繁、由浅入深安排模块教学活动。
3.建立校企合作实训教学新模式
关键词：模拟训练器；维修训练；设计
引言
随着我军高新装备的不断配发，模拟训练器的研制已经在各个兵种大范围的开展，但从实际效果来看，目前主要局限在对实装操作的模拟训练装置研制上，较少开展维修模拟训练装置的研究，归其原因主要为：经过装备操作训练，操作步骤较好掌握，便于进行操作模拟训练装置研制；但装备维修训练，局限于真实故障的产生和需要维修人员较高的理论水平，不便于实际模拟。“某型装备超短波通信网模拟训练器”综合运用多种技术，仿真度较高，可广泛用于院校、部队的教学与培训，可开展操作使用模拟训练[1]、通信组网操作训练、分解结合训练、维修模拟训练等科目。
1系统组成
系统组成包含A站设备及B站设备，两个站体设备完全一致，分别包含主控计算机1台、通信控制设备模拟装置1台和超短波电台模拟装置1台，可实现两站体之间的操作及维修训练。其系统结构如图1所示。A站与B站通信时借助电台模拟装置采用无线方式实现，可进行话音和数据传输。在站体内部，模拟的单体设备通过RS-485总线与主控计算机连接，主控计算机作为RS-485总线主控设备，通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置作为子设备，主控计算机可以通过RS-485总线实时在线主动查询和设置通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置，更加逼近实装操作。通过主控计算机还可以设置超短波电台模拟装置工作状态，采集超短波电台模拟装置工作参数，并与通信控制设备模拟装置进行组网通信，用于代替实装进行模拟维修训练。
2系统功能
超短波通信网模拟训练器具有以下功能：（1）单装操作训练：能进行通信控制设备的操作使用训练，操作使用方式、操作界面与实装一致；能通过主控计算机软件设置超短波电台模拟训练器的各种参数。（2）通信组网训练：能进行超短波通信网组网训练。（3）分解结合训练：能进行单装设备的分解结合训练，其内外部结构与实装一致。（4）故障设置及维修训练：能通过计算机软件自动、人工手动两种方式设置并模拟单装设备各电路板的故障，其故障现象与实装一致；维修训练可以定位至电路板级，对故障电路板进行换件或通过主控计算机清除故障，可排除单装设备故障。
3硬件系统设计
3.1通信控制设备模拟装置
通信控制设备模拟装置在内、外部结构上与实装相同，结构图如图2所示，由底板提供总线插槽，总线插槽上插接嵌入式MCU、人机操作界面、8块接口板、电源、键盘接口、外设接口等电路板，其中键盘控制板和LCD显示屏位于前面板内侧，与实装结构一致。采用RS485接口通信方式连接到主控计算机，主控计算机软件对通信控制设备进行设置，可设置参数和模拟故障，MCU根据主控计算机软件参数设置情况，做出相应处理。主控计算机软件设置故障时，MCU通过继电器的断开控制接口板的通断，模拟故障现象，学员根据故障现象，分析并定位故障位置，及时维修故障，完成故障维修模拟训练，并从中了解整个故障分析思路和故障排除过程，为以后在实装维修中打下牢固基础。
3.2超短波电台模拟装置
超短波电台模拟装置结构图如图3所示，硬件结构包括嵌入式MCU、无线模块、RS485通信接口、话机接口和数据设备接口。其中嵌入式MCU通过RS485通信协议和主控计算机连接，通过数据设备接口和通信控制设备连接，主要接收来自主控计算机软件设置的频段参数和密钥，通过串行接口将数据写入无线模块，对无线模块参数设置完成后，如果通信双方电台频率设置在同一频段内，密钥相同，两部无线电台之间就可进行话音和数据通信。
4软件系统设计
4.1上位机软件
主控计算机软件部分主要包括系统通信组网操作设置、自动故障设置模块。其中系统通信组网操作包含站体身份选择模块、电台参数设置模块、链路监控状态模块、数据通信模块等；自动故障设置包含故障设置模块、故障恢复模块、考核模块等。
4.2超短波电台模拟装置软件
软件由通信模块、话音通信传输控制模块、通信参数控制模块和数据传输模块组成。通信模块负责模拟电台的通信传输，一方面数据通信传输，另一方面进行通信参数的接收，接收到收发两方的通信参数后进行判别，是否为正确的通信参数，如若正确，则进行通信传输，否则不进行通信传输，即使有数据或话音信号进行传输，通信参数控制模块必须给出能够传输或不能传输的决策。话音通信传输控制模块主要负责控制话音传输，而数据传输模块则负责数据通信传输。
4.3通信控制设备模拟装置软件
通信控制设备一方面进行通信监听，另一方面监测用户输入进行状态查询和参数设置，移植了VxWorks实时嵌入式操作系统，具有多任务调度功能，可同时运行多个进程并行工作。
5结束语
文章提出并设计的模拟训练器，功能齐全，满足了使用部门对训练器可靠性和逼真度的多方面要求，较好地解决了院校和部队维修保障分队训练装备缺乏及实装训练成本高昂的问题，起到良好的教学和训练效果，具有较高的推广价值和军事经济前景。
参考文献
关键词：模拟训练器；维修训练；设计
引言
随着我军高新装备的不断配发，模拟训练器的研制已经在各个兵种大范围的开展，但从实际效果来看，目前主要局限在对实装操作的模拟训练装置研制上，较少开展维修模拟训练装置的研究，归其原因主要为：经过装备操作训练，操作步骤较好掌握，便于进行操作模拟训练装置研制；但装备维修训练，局限于真实故障的产生和需要维修人员较高的理论水平，不便于实际模拟。“某型装备超短波通信网模拟训练器”综合运用多种技术，仿真度较高，可广泛用于院校、部队的教学与培训，可开展操作使用模拟训练[1]、通信组网操作训练、分解结合训练、维修模拟训练等科目。
1 系统组成
系统组成包含A站设备及B站设备，两个站体设备完全一致，分别包含主控计算机1台、通信控制设备模拟装置1台和超短波电台模拟装置1台，可实现两站体之间的操作及维修训练。
A站与B站通信时借助电台模拟装置采用无线方式实现，可进行话音和数据传输。在站体内部，模拟的单体设备通过RS-485总线与主控计算机连接，主控计算机作为RS-485总线主控设备，通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置作为子设备，主控计算机可以通过RS-485总线实时在线主动查询和设置通信控制设备模拟装置和超短波电台模拟装置，更加逼近实装操作。通过主控计算机还可以设置超短波电台模拟装置工作状态，采集超短波电台模拟装置工作参数，并与通信控制设备模拟装置进行组网通信，用于代替实装进行模拟维修训练。
2 系统功能
超短波通信网模拟训练器具有以下功能：（1）单装操作训练：能进行通信控制设备的操作使用训练，操作使用方式、操作界面与实装一致；能通过主控计算机软件设置超短波电台模拟训练器的各种参数。（2）通信组网训练：能进行超短波通信网组网训练。（3）分解结合训练：能进行单装设备的分解结合训练，其内外部结构与实装一致。（4）故障设置及维修训练：能通过计算机软件自动、人工手动两种方式设置并模拟单装设备各电路板的故障，其故障现象与实装一致；维修训练可以定位至电路板级，对故障电路板进行换件或通过主控计算机清除故障，可排除单装设备故障。
3 硬件系统设计
3.1 通信控制设备模拟装置
通信控制设备模拟装置在内、外部结构上与实装相同，结构图如图2所示，由底板提供总线插槽，总线插槽上插接嵌入式MCU、人机操作界面、8块接口板、电源、键盘接口、外设接口等电路板，其中键盘控制板和LCD显示屏位于前面板内侧，与实装结构一致。采用RS485接口通信方式连接到主控计算机，主控计算机软件对通信控制设备进行设置，可设置参数和模拟故障，MCU根据主控计算机软件参数设置情况，做出相应处理。主控计算机软件设置故障时，MCU通过继电器的断开控制接口板的通断，模拟故障现象，学员根据故障现象，分析并定位故障位置，及时维修故障，完成故障维修模拟训练，并从中了解整个故障分析思路和故障排除过程，为以后在实装维修中打下牢固基础。
3.2 超短波电台模拟装置
超短波电台模拟装置结构图如图3所示，硬件结构包括嵌入式MCU、无线模块、RS485通信接口、话机接口和数据设备接口。其中嵌入式MCU通过RS485通信协议和主控计算机连接，通过数据设备接口和通信控制设备连接，主要接收来自主控计算机软件设置的频段参数和密钥，通过串行接口将数据写入无线模块，对无线模块参数设置完成后，如果通信双方电台频率设置在同一频段内，密钥相同，两部无线电台之间就可进行话音和数据通信。
4 软件系统设计
4.1 上位机软件
主控计算机软件部分主要包括系统通信组网操作设置、自动故障设置模块。其中系统通信组网操作包含站体身份选择模块、电台参数设置模块、链路监控状态模块、数据通信模块等；自动故障设置包含故障设置模块、故障恢复模块、考核模块等。
4.2 超短波电台模拟装置软件
软件由通信模块、话音通信传输控制模块、通信参数控制模块和数据传输模块组成。通信模块负责模拟电台的通信传输，一方面数据通信传输，另一方面进行通信参数的接收，接收到收发两方的通信参数后进行判别，是否为正确的通信参数，如若正确，则进行通信传输，否则不进行通信传输，即使有数据或话音信号进行传输，通信参数控制模块必须给出能够传输或不能传输的决策。话音通信传输控制模块主要负责控制话音传输，而数据传输模块则负责数据通信传输。
4.3 通信控制设备模拟装置软件
通信控制设备一方面进行通信监听，另一方面监测用户输入进行状态查询和参数设置，移植了VxWorks实时嵌入式操作系统，具有多任务调度功能，可同时运行多个进程并行工作。
5 结束语
文章提出并设计的模拟训练器，功能齐全，满足了使用部门对训练器可靠性和逼真度的多方面要求，较好地解决了院校和部队维修保障分队训练装备缺乏及实装训练成本高昂的问题，起到良好的教学和训练效果，具有较高的推广价值和军事经济前景。
数控技术应用。
二、入学要求与学制
初中毕业生或具有同等学力者，3年。
三、培养目标
本专业主要面向装备制造类行业企业，培养从事数控设备操作等工作的生产一线高素质劳动者和技能型人才。
四、职业面向、职业资格与继续学习专业
主要接续专业：
高职：数控技术专业；
本科：机械设计制造及其自动化专业。
五、综合素质及职业能力
（一）本专业毕业生应具有以下职业素养（职业道德和产业文化素养）、专业知识和技能：
1.职业素养
（1）具有较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识，遵守操作规程；
（2）具有优良的职业道德、团队合作精神和人际交流能力；
（3）具有获取、分析、处理信息的能力和一定的创新意识。
2.专业知识和技能
（1）掌握机械识图的一般知识；
（2）掌握机械制造相关知识；
（4）初步掌握机床数控技术的基本常识；
（5）了解常用数控机床的种类及工艺范围；
（6）掌握数控设备维护保养的相关知识；
（7）初步掌握产品质量管理和质量控制的知识；
（8）具备识读中等复杂程度机械零件图样和运用一种CAD软件绘制中等复杂程度机械图样的能力；
（9）具备选用数控机床的初步能力；
（10）具备操作和使用常用普通机床（车床、铣床）的初步能力；
（11）具备对机械制造类企业生产一线产品质量进行检验、分析的初步能力。
（二）专业（技能）方向
1.数控车削加工
（1）具备操作使用常用数控车床的初步能力；
（2）掌握数控车削加工的工艺分析与编程技术，达到数控车工中级工技能等级标准，通过考核鉴定，取得相应的职业资格证书；
（3）初步具备数控车床维护保养的能力。
2.数控铣削加工（加工中心加工）
（1）具备操作使用常用数控铣床（加工中心）的初步能力；
（2）掌握数控铣削加工（加工中心加工）的工艺分析与编程技术，达到数控铣工（加工中心操作工）中级工技能等级标准，通过考核鉴定，取得相应的职业资格证书；
（3）掌握一种CAD/CAM软件的使用技巧，具备熟练运用一种自动编程软件的能力；
（4）初步具备数控铣床（加工中心）维护保养的能力。
3.数控装调与维护
（1）掌握机械测量和电气测量的基本知识；
（2）掌握数控设备装调的相关知识；
（3）能进行数控设备的安装、调试、运行和维护；
（4）会操作常用数控设备，能进行数控设备的精度检测；
（5）能进行数控设备的安装、调试、机械维护维修、电气的维护维修，达到该工种中级工技能等级标准，通过考核鉴定，取得相应的职业资格证书。
六、教学安排建议
说明：
1.本方案是为数控技术应用专业三年制教学安排的参考方案，课程开设顺序与周课时安排可根据学校实际情况自行确定。
2.本方案中，总学时3278学时，总计191学分。其中公共基础课总计1028学时，65学分，约占31.36%；专业核心课总计818学时，48学分，约占24.95%；专业（技能）方向课总计490课时，23学分，约占14.95%；认知实习、顶岗实计600学时，38学分，约占18.30%；选修课分公共选修课和专业选修课，总计342学时，21学分，约占10.43%。学校制订的教学实施方案，应保持各部分现有比例基本不变。
3.本方案中：军训安排在第一学期开学初集中进行；入学教育安排在第1学期开学后利用业余时间集中进行；社会实践1到4学期每学期安排一次；就业指导安排在第4学期业余时间集中进行。
4.本方案中，课程分为必修和选修两个部分。选修课内容多选自课程大纲中规定的选学模块，其中数理类选修建议课程：物理、专业数学（可含三角计算及应用、坐标变换与参数方程、复数及应用、逻辑代数初步等模块）；人文类选修建议课程：心理健康、数控技术专业英语、职场英语口语、阅读与欣赏、口语与交际、应用文写作等。学校可结合实际情况参照此方案调整执行。
5.钳工工艺与实训、车工实训、铣工实训、数控车削技术训练、数控铣削（加工中心）技术训练、机械拆装实训、数控加工技术训练、数控机床装调维修技术训练等均为理实一体化课程。有条件的学校，CAD/CAM技术应用、设备控制技术、精密测量技术等课程也可采用理实一体化形式开设。
6.学校应在数控车削技术训练、数控铣削（加工中心）技术训练、数控机床装调维修技术训练课程完成后，组织学生参加相应的职业技能中级鉴定考核。
7.本专业可选考的职业资格证书：计算机绘图员国家职业资格四级、数控程序员国家职业资格四级、车工国家职业资格五级、铣工国家职业资格五级等。
七、实训实习环境
本专业应配备相应的校内专业实训实习室（每班40人计）。
1.机械测绘室1个。
2.测量实训室1个。
3.普通机加工设备。
（1）钳工设备：台钳等50台套；
（2）6140车床20台套；
（3）砂轮机10台套；
（4）铣床20台套。
4.CAD/CAM机房2个（含CAD软件、数控仿真软件、CAM软件各50个接点；电脑各50台套）。
5.电工实训室1个（50工位）。
6.电子实训室1个（50工位）。
7.数控车床15～20台；配备较完整的工、夹、量、刃具15～20套。
8.数控铣床（加工中心）15～20台，配备较完整的工、夹、量、刃具15～20套。
9.数控机床机械装调与维修实训室（12台/套）1个。
10.数控机床电气装调与维修实训室（12台/套）1个。
八、教学评价
（一）教学评价应体现评价主体、评价方式、评价过程的多元化，注意吸收行业企业参与。坚持教师评价与学生自评、互评相结合，过程性评价和结果性评价相结合，定性描述和定量评价相结合，倡导采用表现性的评价方式。
（二）校内校外评价结合，职业技能鉴定与学业考核结合，教师评价、学生互评与自我评价相结合。过程性评价与结果性评价相结合，不仅关注学生对知识的理解和技能的掌握，更要关注运用知识在实践中解决实际问题的能力水平，重视规范操作、安全文明生产等职业素质的形成，以及节约能源、节省原材料与爱护生产设备、保护环境等意识与观念的树立。
（三）根据不同地区、不同专业和不同学生的特点，对课程教学目标和教学要求可做进一步的细化，考核与评价的标准要与教学目标相对应。
九、专业师资
建立适应本专业教学改革发展要求，符合本专业教学要求的“双师”结构专兼职师资队伍。
专业专任教师应具有本专业或相应专业本科及以上学历，并具有中等职业学校教师资格证书，获得本专业相关工种中级以上职业资格。专业带头人应有较高的业务能力，具有高级职称和较高的职业资格，在专业改革发展中起引领作用。教师业务能力要适应行业企业发展需求，了解企业发展现状，参加企业实践和技术服务。
聘请行业企业高技能人才担任专业兼职教师，应具有高级及以上职业资格或中级以上专业技术职称，参与学校授课、讲座等教学活动。
【关键词】高职院校 数控设备故障诊断与维修 教学方法
【中图分类号】C42 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0134-01
《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.
[4] 娄斌超.数控维修电工职业技能训练教程[M].北京:高等教育出版社.2005.7.
【关键词】维修训练 故障设置 故障嵌入
两栖装甲车辆火控系统技术含量高，维修难度大，总部对复杂的火控系统，明确提出了队属修理机构只进行换件修理的维修改革要求。为此，院校和部队训练机构针对维修方式的变化，将火控系统维修训练的重点转向快速准确判定故障部件并对其进行快速换件修理能力的培养。由于受火控系统结构复杂性、集成性，以及训练机构实装少、装备器材短缺，缺乏训练手段等因素制约，火控系统故障维修训练只能理论讲解，不能针对实车进行故障设置，不能满足依据实车故障进行故障现象演示、分析、检测、排除等训练要求，导致维修人员实车故障维修能力弱，难以满足部队维修方式改革要求。
为了较快掌握坦克火控系统使用与维修工作，使装备迅速形成战斗力，必须加强对人员的维修训练。两栖装甲车辆火控系统故障维修训练平台的设计应运而生。
1 故障维修训练平台总体方案
该平台的构建依托开放式火控系统维修训练模拟器，采用无损故障嵌入技术，在不影响装备正常使用的前提下，实现故障集成和故障再现。平台主要由故障在线设置系统、故障分析诊断系统、维修数据库系统和故障考核系统组成。其组成框图如图1所示。
1.1 故障在线设置系统
对故障案例进行搜集整理，将典型故障嵌入到火控系统维修训练模拟器（或实车）中，采用计算机智能控制技术、无线通信技术，训练时激活故障点，完成故障在线快速自动设置，实现故障再现。
1.2 故障分析诊断系统
对受训人员录入的故障进行分析诊断，自动判断故障节点，按照部队维修检测流程提示检测方法，用于指导帮助维修人员进行故障排除训练。
1.3 故障维修数据库系统
依据部队训练和工厂维修经验，搜集整理出系统的、便于查询的火控系统维修所需要的图纸、软件、维修技术条件等全部资料和数据。
1.4 故障考核系统
依托故障在线设置系统进行实车故障设置，供受训人员进行自我测试，也可组织受训人员进行统一考核，考核结果系统智能判定。
2 故障设置单元
故障设置单元完成故障代码发收及故障嵌入，主要由故障编码数据发送装置、数据接收处理装置和故障嵌入部件组成。
2.1 故障数据发送装置
根据训练内容，从故障库中选择故障案例，由计算机形成故障代码和地址编码，经无线通讯系统调制后发送至故障接收装置。
2.2 数据接收处理装置
接收故障发送装置的故障代码指令，根据信号指令激活相应的故障点。
2.3 故障嵌入部件
将典型故障嵌入装备部件（或电路板）内部，且不影响装备技术性能和使用，训练时激活故障点，实现故障在线设置，完成故障现象再现。
3 故障嵌入方案设计
为了对各类不同类型的故障进行故障嵌入，达到故障重构目的，本文在故障分类基础上，针对各种不同类型的故障，设计出各种不同的故障嵌入方法：
3.1 模拟电压信号
3.1.1 可变电压源
可变电压源作为模拟信号，无功率要求，如图2所示，设计中将15V电源稳压至6.2V，采用程控电位器进行分压调节，经过电压跟随器后，由AD开关输出，其输出范围为0-6.2V。
3.1.2 直流偏置注入
程控电位器作为直流偏置环节，设计中将直流偏置注入到原有信号中，与原有信号进行叠加放大，由AD开关给出。如图3所示。
3.1.3 信号增大及衰减
故障信号为增大及衰减的信号，设计中运用程控调节信号的反馈系数，进而改变信号的放大系数，达到信号的放大或缩小，由AD开关给出。如图4所示。
3.1.4 交流信号
采用文式电桥振荡电路，产生固定频率，幅度可调的交流信号，由AD开关给出。如图5所示。
3.2 电源信号和开关量
电源信号和开关量的控制信号，经驱动芯片驱动后，控制继电器动作，使输出状态变为接地或高阻状态。电路图如图6所示。
3.3 TTL电平及TTL数据信号
控制模块根据故障代码，断开对应接口，通过程控直接输出相应的故障数据。如图7所示：
正常模式：OUT=IN；
故障模式：OUT=故障数据。
4 结论
两栖装甲车辆火控系统故障维修训练该平台设置故障速度快、实用性强、通用性好，有效解决了实车故障不易设置、故障设置易损坏装备等维修训练难题，提高了训练效率，具有显著的推广应用价值。
参考文献
[1]中国人民总参谋部兵种部.外军装甲兵训练模拟设备[M].北京：出版社，2001.
[2]范显峰，姜兴渭，基于Agent的卫星故障诊断融合技术研究[J].中国空间科学技术，2003，23（02）：39-44.
作者简介
高飞（1982-），男，吉林省伊通满族自治县人。硕士学位。现为装甲兵技术学院讲师。研究方向为自动控制。
姚兆（1979-），男，辽宁省营口市人。硕士学位。现为装甲兵技术学院讲师。研究方向为机电一体化。
陈宏伟（1979-），男，吉林省辉南县人。学士学位。现为装甲兵技术学院讲师。研究方向为自动控制。
关键词：数控机床；故障诊断；维修；教学方法
Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance
Guan Wei
Dalian vocational technology college， Dalian， 116033， China
Abstract： By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches， the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.
Key words： NC machine tool； fault diagnosis； maintenance； teaching method
近年来，随着我国数控技术的普及和数控设备的大量应用，大多数高职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，在本课程教学中主要面临的困难有如下两方面：（1）课程教学中涉及的知识较多，如机械结构、电气控制、液压与气动、数控编程与工艺等，而高职学生底子薄，课程教学安排时间又有限，学习会有一定的难度。（2）数控机床维修要求学生有较强的故障判断分析能力和实际动手能力，在传统的教学模式下很难培养出来。因此如何保证数控机床故障诊断与维修课程内容的实用性、实效性？如何引导学生掌握该课程学习方法，提高技能？在有限的时间和空间内如何提高课堂教学效率？如何进行理论与实际相结合？如何加强现场管理，提高学生的综合素质？笔者针对以上几个问题在教学中进行了一些有效的探索。
1 教学内容选取
作为教师，只有了解现场维修人员的工作，才能知道我们教学中的重点是什么。20世纪七八十年代的数控维修人员要对模拟电路、数字电路有较深刻的理解，他们通过电烙铁、万用表、示波器修理损坏的电路板。但今天的数控技术紧随IT技术发展，电路板已被专用的大规模集成电路所取代，数据传送也由“并行传送”为主改为“串行传送”为主，目前示波器、万用表仅作为一些并行信号或静态信号的检测工具，对于CNC本身和数字伺服部分维修帮助非常有限。可以这样认为，今后现场维修人员能够处理的硬件将越来越少，取而代之的是借助各类软件及相关技术资料（厂家和数控系统提供），及时准确判断故障类型，确定维修方法。为了达到上述要求，必须建立“理”“实”一体化教学体系，在教学内容设计上应注重数控机床结构和数控系统的多样性，课堂上注重培养学生的自主学习能力，使学生能够触类旁通，由于新技术、新工艺、新产品的不断应用，要有一定的学习能力，跟上现代数控机床的发展。为了体现这一思路，可以将数控机床故障诊断与维修课程的教学内容体系设计如下：
（1）注重3个层面训练：即学生阅读电气图纸的训练；查阅相关维修资料的训练；故障检测与排除的训练。（2）6个教学内容模块：即数控机床低压电器部分的故障分析；数控系统的硬件装接；数控机床机械拆装及故障；可编控制器的应用；数控机床机电联调；数控机床常见故障排除。
通过上述教学内容的安排，使学生掌握数控机床维修的基本技能和方法。
2 做好相关知识拓展的教学
笔者总结自己多年数控机床调试维修的经验，认为要想快速准确地判断故障，适应数控技术的发展，必须拓展相关知识，加强理论基础。如本课程所需的一些专业基础知识包含在计算机原理、电子技术、电气控制与PLC、数控原理、液压原理、数控机床结构等课程中。学生如果在学习数控机床维修之前，对上述相关专业知识缺乏了解或者遗忘，在上课时会感到很吃力，听不懂，更谈不上有自己对故障现象的分析理解，在实践中无从下手，逐渐丧失对课程的学习兴趣，缺乏专业知识，也不利于学生今后的职业发展。对于这种情况，教师在典型故障分析过程中，对所涉及的有关专业知识，要进行适当的补充和拓展，使学生能够理论联系实际，掌握所学内容，拓宽维修思路。如在讲解数控机床回参考点故障时，就必须增加数控原理中光电编码器的知识点，这样学生才能理解回参考点工作原理。而讲解电动刀架常见故障分析时，需补充霍尔开关的相关知识，学生才能理解刀架转不停的故障检测方法。有理论做基础，能收到事半功倍的效果，数控机床故障才能快速准确地定位，增加学生学习该课程的自信心和兴趣。在数控故障中，往往是同一现象，原因却很多，没有理论作基础，光靠经验是不行的，这也是目前部分企业在岗电工，至今仍无法承担数控维修的原因。
3 教学中合理安排实践教学
由于数控机床采用的数控系统专业性非常强，不同品牌数控系统，其结构、诊断方法、参数设置差异非常大，作为职业技术教育，数控维修授课及实训设备应该有针对性，由于各种原因，大部分学校实训设备不能完全跟上数控系统的更新，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，在教学环节中必须注重加强学生实践环节的培养，可以采用如下方式：数控维修仿真─数控系统连接调试─数控机床整机故障维修。
