浅谈数控机床故障诊断与维修专业课程建设

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【摘要】故障诊断始于机械设备故障诊断,主要指制造设备和制造过程的状态监测与故障诊断。制造设备主要指加工机床、夹具、量具和刀具;制造过程指制造工艺过程、工艺参数。机械设备运行时的状态监测与故障诊断包含两方面内容:一是对设备的运行状态进行监测;二是在发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。目前，数控机床故障诊断与维修人员非常缺乏，其待遇也非常高。

【关键词】数控机床；故障诊断；教学方法

我国在故障诊断技术方面起步较晚,1979年才初步接触设备诊断技术，近年来得到迅速发展。目前国内对装备的故障诊断技术,尤其是板级故障诊断技术的研究有了较大的进展。经过二十多年的研究与发展,我国的故障诊断技术己广泛应用于军工、化工、工业制造等领域,如数控机床、汽车行业及发电厂等。

一、数控机床故障诊断与维修行业人才结构

1.蓝领层

数控操作工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。其岗位适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇不会太高。

2.灰领层

（1)数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD／CAM软件，熟练掌握数控手工和自动编程技术。其岗位适合高职、本科学校组织培养，适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎，待遇也较高。

（2)数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置，精通数控机床的机械和电气的调试和维修。其岗位适合高职学校组织培养，适合作为工厂设备处工程技术人员。目前非常缺乏，其待遇也较高。

3.金领层

数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并积累了大量实践经验，知识面很广。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修，能独立完成机床的数控化改造，是企业(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。其岗位适合本科、高职学校组织培养。

对于这三类人才主要有两个来源：一是大学及职校机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生，他们具有不同程度的理论知识和较强的动手能力，最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验；另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训。这些人员一般具有企业所需的工艺背景及比较丰富的实践经验，但是他们知识面较窄，特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。[3]

因此，数控机床故障诊断与维修的教学应围绕怎样使学生具备丰富的实践经验进行。

二、当前数控机床故障诊断与维修的教学现状

(一)学校师资力量严重不足

数控技术在近几年的广泛应用，引起了数控人才的大量需求，同时造成数控师资、特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控师资队伍严重不足。[2]

有些学校从社会上引进了一些具有丰富实践经验的工程技术人员，用来充实教师队伍。但是，由于有关规定的限制，这些人被排除在外。因此一些学校只有聘用丰富实践经验的工程师作为学校的兼职老师，按劳付酬。[5]

(二)实训设备种类多，且与教材不配套

由于数控机床有多种系列，如法那科系列、西门子系列、三菱、华中系列、广州数控系列等，其控制系统及故障表现形式多种多样。当前数控机床故障诊断与维修的相关高职、高专类教材中讲解的数控机床故障诊断与维修的典型案例主要针对市场上的一些主流数控机床，使得理论教学与实训教学并不是十分的配套，一定程度上影响了本专业的教学质量。

三、如何开展数控机床故障诊断与维修专业课程教学

(一)师资队伍的建设

1.学校从机电一体化及数控技术相关的专业中录用本科生或硕士生，他们具有扎实的基础理论知识。可是他们缺乏实践经验，为此学校可将青年教师有计划地送到企业去挂职锻炼，将实战培训的重点放在工艺知识、故障诊断和故障排除等方面。

2.学校从数控设备多的企业招聘有丰富的现场经验、组织能力强的故障诊断技术人员，这样的人才在数控技术实训中能很快把握实训要点。

(二) 数控机床故障诊断与维修实训中心的建设

数控机床故障诊断与维修实训中心应从基础理论教育到实验、实践环节建立一套完整的实验、实习体制。为满足教学需要一般应建立以下几种实验室。

1.数控原理实验室

包括数控原理、数控机床电气控制、主轴系统、伺服系统、机床检测与调试技术等基础实验。

2.与教材配套的数控机床故障诊断与维修综合实验室

本实验室应可以完成数控系统的功能、结构、安装、参数设置以及调试等多项实验，其应用范围包括：

（1)教师讲授数控原理、调试维修以及参数设置的平台；

（2)学生验证教学内容和基本原理的对象；

（3)学生调试、参数设置、故障诊断、维修等实训实习项目的配套设备。

(三)改革教学方法

数控机床故障诊断与维修本身是一门实践性很强的课程，在教学过程中可改变传统的以教师为中心的课堂教学模式，可采用实践教学法，将学生带到工作现场，针对生产中出现的实际问题让学生先利用课堂上讲的故障诊断原则和方法进行分析、讨论，然后由教师进行讲解与总结。可以让学生自己对故障的排除过程进行总结，培养学生运用理论知识去解决实际问题的能力。

综上所述，随着科学技术与生产的发展，数控机床的工作，性能将越来越好，生产效率越来越高，同时结构也越来越复杂，各部分的关联越来越密切，因此故障诊断技术的协同发展就显得格外重要，职校数控机床故障诊断与维修专业课程建设的重要性不言而喻。