理实一体化教学在常用机床电气检修课程中的应用

王桂彬

摘 要：在常用机床电气检修理实一体化教学中，充分运用仿真教学方法，将理论教学与实践教学融合在一起，采用现场组装机床电气控制柜，进行配线调试、排故教学，充分发挥学生的积极性、能动性，激发了学生学习兴趣，活跃了课堂气氛，取得了良好的教学效果。

关键词：机床电气 仿真教学 理实一体化 分组教学 考核评价

电气自动化设备安装与维修专业傳统的实训课情景是学生在专用的网孔板上（或者是木板上）安装电气控制的各种电器，并完成导线连接。这种实训方法在教学功能上存在以下先天性不足。

第一，整个过程停留在“模拟实训教学”层面，与行业规范、实际工艺等元素脱节，也就是仅仅关注了“学”而忽视了“工”，培养出来的学生被用人单位称之为“半成品”。到岗后，学生在网孔板上积累的学习经验并没有多少实用价值，企业需要花费一定的人力物力从头培训学生的基本工作技能。

第二，实训教学是某个技能点的练习，由于没有系统的工作过程，培养出来的学生缺乏工作的整体策略，就算技能再高，也只能不断地重复某一项（类）操作。这种操作哪怕练得再熟练、再精准，也终将被自动化的生产机械所取代。

第三，传统的实训方法无法承载依附在专业技能上的综合职业能力，如适应环境的方法、发现并采用能优化工作的技巧等能力。

为了改变传统实训教学模式，学校在电气自动化设备安装与维修专业中选出一个班作为试验班，在常用机床电气检修课程实训教学中实施了“理实一体化”教学模式。采用模拟仿真、现场安装实战等教学方法，最大限度地贴近企业生产实际、接近行业规范、实际工艺要求等。学生的学习过程与该职业在社会上的实际工作过程一致，从资料收集、设计方案、优化方案、施工安装、验收调试、工作总结等环节，给学生提供了更多的思考空间和尝试机会。学生的学习经验可以直接转化成工作经验，从而培养了学生的工作策略，为其将来的职业生涯发展奠定了基础。

一、实施过程

1.组合实习小组

为了使学生之间优势互补、取长补短，将学生按成绩和认知特长进行搭配分组。每组组员集体选用一名组长，负责实习小组的管理，即在实习过程中所用工具的保管、本组成员的出勤情况，并配合老师对任务完成情况进行检查、评价。

2.强化安全用电知识，实施文明操作

在机床线路安装、配线、调试、故障排除操作中教育学生牢固树立“安全第一”的思想，严格执行安全操作规程，如工作前应详细检查所用的电工工具是否安全可靠，穿戴好必要的防护用品；线路在未经确定无电前，一律视为有电状态，不能用手触摸；电气设备的金属外壳都必须有可靠的保护接地；带电作业时，要有专人监护；对拆下的导线要将带电线头包好，防止触电；工作结束，所有材料、工具、仪表等分别归类放置等。培养学生规范、整洁、文明的工作作风，为学生进入企业实习上好安全教育的第一课。

3.收集整理机床设备的电气技术资料

主要包括以下内容：设备说明书、电气控制原理图、电气设备总装接线图、电器元件布置图与接线图、电气设备明细表。

4.电气原理图的分析

结合维修电工仿真实训室的宇龙机电方针软件，利用多媒体教学设备重点讲解、演示车床、万能铣床、摇臂钻床、磨床、镗床的工作原理和动作过程、机械与电器间的配合动作关系，熟悉常用机床基本结构、运动形式以及对电力拖动系统的要求基础上，进行电气原理图识读和分析。

（1）分析主电路。从主电路入手，根据机床所用电动机和执行电器的控制要求，分析它们的控制内容。主要包括：机床各个电动机及其他设备的类别、用途、接线方式、运行要求；电动机启动、转向、调速、制动灯方面控制要求和情况；主电路使用的控制电器和保护电器；电源情况等。

（2）分析控制电路。 根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，利用电动机的典型控制环节的知识，按功能不同将控制线路“化整为零”来分析。包括：控制电路电源、各种继电器接触器的用途、电器元件之间相互关系、连锁控制环节等。

（3）分析辅助电路。辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警灯部分。它们大多是由控制电路中的元件来控制的，所以在分析辅助电路时，还要回过头来对照控制电路进行分析。

（4）分析联锁及保护环节。机床对于安全性及可靠性有很高的要求。要实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，还在控制线路中设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。

（5）总体检查。经过“化整为零”，分析完每个局部电路原理及各部分之间控制关系后，再通过“集零为整”的过程，查证整个控制电路，从整个控制电路、从整体的角度进一步检查和理解各控制环节间的联系。清楚理解全部电路原理、电气系统控制过程、各电器元件的作用，了解相关主要技术参数情况。

5.电气控制系统的安装

普通机床电气控制系统安装步骤如下。

（1）安装准备工作。

第一，获取《任务书》及相关资料。

第二，拟定电气控制系统安装、调试方案。

第三，识读电路原理图、电器元件布置图、电器安装接线图。

第四，选取电工工具、测量仪表。

第五，根据电气设备明细表按要求选取和检查电器元件。

第六，施工过程中的安全组织、现场条件满足相关要求。

（2）电气设备（元件）安装。

第一，根据元件清单配齐电气设备、元件、材料和辅助用品。

第二，安装栅形布线槽。

第三，按照电气设备布置图安装电器元件。

第四，根据平面布置图安装控制柜外元件。

（3）接线。

第一，根据平面布置图等图样安装导线通道。

第二，打印线号和元件编号，给元件贴上与布置图等图样一致的编号。

第三，根据平面布置图放线。

第四，根据接线图进行控制柜内部接线，套上与图样一致的编码套管。

第五，进行控制箱外布线，套上与图样一致的编码套管。

第六，按要求進行导线的剥削、线头制作、导线的连接、导线与接线柱的连接。

（4）电路检查。

按照电阻法、电压法等方法对电路进行接线检查。

（5）安装电动机和电气设备保护线。

按照要求安装电动机和传动带，并紧固。

6.电气控制系统的调试

机床电气控制系统的调试是安装完成后紧接着进行的一个环节，具体步骤如下。

（1）拟定调试的方案。机床电气安装后，经过检查后进行电气调试。在调试前应当制订调试方案，主要内容包括：记录表格制定、调试过程、测试调试记录、结果分析等。

（2）通电前测试。

第一，检测电动机及线路的绝缘电阻。相—相、相—地绝缘电阻应相间、相对地不低于0.5MΩ，控制电路绝缘电阻对地不低于0.5MΩ。

第二，检查电动机外壳、元器件外壳保护线及其他保护线是否接好。

第三，根据元件布置图，检查元件的安装位置是否正确。

第四，根据平面布置图，检查线路走向元元件、设备的安装是否正确。

第五，检查电动机和带轮等机械部件是否安装好。

第六，根据原理图、接线图、对电路进行对点检查、短路检查、回路检查，修改完善控制线路。

第七，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。

（3）通电操作。

第一，验电。检查电源是否正常。

第二，根据原理图和调试方案进行线路功能检测，机床不带电动机等负载调试。

先进行单个功能的调试，观察对应的元件动作是否正确；再做整体调试，观察各电器元件动作顺序是否正确。

第三，根据原理图进行线路功能检测，机床带电动机等负责调试。

首先检查电动机与生产机械的传动装置是否正常。然后进行单个功能的调试，看电动机的运行和转动是否正常，机构动作是否正常。之后再进行机床的整体调试，观察机构动作顺序是否正确，运动形式是否满足工艺要求。最后校验机床满负载运行是否工作可靠。

第四，停车，完善调试记录。

（4）完成测试。收拾工具，清理现场，做到安全文明生产。

7.故障诊断与维修

机床电气控制系统故障诊断与维修的步骤如下。

（1）明确故障。针对在调试中出现的问题，或通过与机床实际操作者交流，还可以通过看、问、闻、听、摸等来判断故障现象，以明确故障现象。

（2）分析原因。明确故障现象后，对故障原因分析可以按先分析主电路、后控制电路及其他电路步骤进行。

（3）确定故障点。确定故障范围后，用测量方法来确定故障点，如电压测量法、电流测量法、电阻测量法、置换法、短接法等。最常用的是电压法和电阻法。

（4）故障排除。在保证人身和设备安全前提下，尽量在停电情况下操作。必须带电操作时，则先接通控制线路，后接通主电路。在排查故障过程中，使用的仪表应该量程合适。

二、考核评价

每学完一个项目或任务，对学生学习状况进行考核和评价，采用做中教、做中学、做中考的评价方式，考核分三部分：一是学生自评，二是学生互评，三是教师评价。

其中：自评和互评占总成绩的80%，自评和互评所占比例为7：3。

教师评价为平日考核，占总成绩的20%。

考核方式采用百分制，综合考核，分合格（≥60分）和不合格（<60分）两个等级；不合格者需要重修，直到补考合格为止。

三、小结

理实一体化教学模式，改变了以往传统的“说教”教学模式，以学生为中心开展课堂教学活动，以任务驱动为主线，教学过程与工作实践结合。分组作业形式、评价与反馈形式等灵活多样，充分调动了学生积极性，大大提高了学生动手能力、协作能力、表达能力和沟通协调能力。学生在获取和处理信息、分析问题和自学等方面的能力得到了较快的提升。学生体验到了团队合作、与人沟通的重要性，增加了对工作的认同感和责任心，综合素质提高比较明显。

（作者单位：四方机车车辆高级技工学校）