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摘 要：本文以“X62W万能铣床电气控制运行维修”为例，介紹按照企业工作过程和情境在机床电气故障检修教学中实施项目化教学的过程，探索贴近职业岗位的教学模式，使教学和工作岗位需求能有效结合在一起。经实践表明，项目化教学，激发了学生的学习兴趣和较强的求知欲望，学生的职业岗位能力也得到明显增强，在专业实习中能更快地实现从学生到工作岗位的过渡。
关键词：机床电气；故障检修；项目教学
《机床电气控制技术》是电气类专业的一门理论性和实践性都很强的职业技术课程，该课程的主要目标是提高学生选择、使用和维护机床电气控制设备的能力；使学生掌握机床常用电器元件的结构、基本工作原理，机械特性及运行特性；掌握继电器——接触器控制电路的基本环节；掌握机床电气控制的结构、原理及控制系统的设计方法，培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力。该课程采用项目化教学，项目教学可以使学生在教学中较好地掌握和运用电气控制技术，为学生就业打下良好的基础。项目教学法的内涵是从职业岗位工作任务出发，把课程教学内容与企业项目融合，通过具体工作任务的设计与制作，进行相关理论和实践知识的传授。X62W万能铣床是工业中应用较为普遍的机械设备，X62W万能铣床电气故障维修内容也是职业院校电气类专业学生学习机床电气维修的主要内容之一。因此，X62W万能铣床电气控制系统及半实物仿真模型也是嘉兴职业技术学院（以下简称“我院”）为配合浙江省示范建设新上机床实训设备之一。笔者从X62W万能铣床电气原理图教学、故障检修到考核等主要步骤，论述了机床电气控制技术项目化教学的实施过程。
一、X62W万能铣床电气原理图教学
X62W万能铣床电气故障检修作为整体教学项目，弄清楚机床电气控制线路中机械部分与电器元件的配合、电器元件的操作顺序、电动机的动作过程及各指示灯的电气控制，是学生掌握X62W万能铣床电气故障检修方法和提高检修效率的关键。这要求学生能够识读X62W万能铣床电气工作原理图，原理图教学主要从以下三方面入手。
1.原理图识图教学
只有真正具备了原理图的识读能力，才能够进行故障维修、安装调试等工作，培养学生电气原理图的识图能力至关重要。识读电气原理图教学，一看主电路，看电路有几台电动机，各有什么特点，采用什么启动方法，有无调速和制动。二看控制电路，控制电路是电气原理图的核心所在，从主电路的接触器入手，按动作的先后次序一个一个分析，弄清楚它们的动作条件和作用，先化整为零进行局部分析，再完成整体分析，此外还要看电路中有哪些保护环节。
X62W万能铣床电气工作原理图主电路包括主轴电动机M1正转或反转接线是通过组合开关SA5手动选择的，控制接触器KM1的主触点只控制电源的接入与切断。进给电动机M2在工作过程中可频繁变换转动方向，因而仍采用接触器正反转控制。冷却泵电动机M3根据加工要求提供切削液，单向运行，由接触器KM6控制。控制电路分析包括主轴电动机M1的控制；主轴变速时的瞬时冲动控制；进给电动机M2的控制。进给电动机M2的控制电路分为三部分：第一部分为顺序控制部分，当主轴电动机启动后，接触器KM1辅助动合触点闭合，进给用接触器KM3与KM4的线圈电路方能通电工作；第二部分为工作台各进给运动之间的联锁控制部分，实现水平工作台各运动之间的联锁，也可实现水平工作台与圆工作台工作之间的联锁；第三部分为进给电动机正反转接触器线圈电路部分。冷却泵电动机M3的控制，合上开关SA1，接触器KM6得电，启动冷却泵；断开开关SA1，接触器KM6失电，冷却泵停止。
2. 分知识点教学
X62W万能铣床电气原理图包括按顺序启动控制电路、多地点控制电路，串电阻启动电路和反接制动等基本电路，这些都是构成X62W万能铣床电气原理图的基本知识点。学习X62W万能铣床电气原理图整体电路之前必须掌握以上最基本的电路。整个“X62W万能铣床控制系统运行维护”项目包括四个子任务，任务①：安装和操作三相笼型异步电动机能耗制动控制线路；任务②：安装和操作顺序控制电路；任务③：安装和操作多地点控制线路；任务④：X62W铣床电气控制线路常见故障分析及排除。前三个任务是分知识点，是完成任务④的技术支撑，是为最后任务④服务的。通过分知识点的学习，掌握最基本的电气控制规律，常用元器件的结构、用途、性能以及选用方法。
3.采用动画辅助教学
教学中辅以Flash动画，使静止和抽象的电器元件结构和工作原理变成形象的动画，使回路和系统中的元器件的先后动作顺序及电流的流向一目了然，对学生读懂复杂的电气原理图起到了帮助作用。采用动画演示辅助教学，提高了教学过程的生动性，好教易学，强化了学生对元器件结构和工作原理的理解，以及对电气原理图的工作原理的理解，很受学生的欢迎。
二、故障检修方法教学
1.故障检修方法
机床的电气控制系统在运行过程中往往会发生一些故障，电气故障的检修查找是一项技术性较强的工作，也是实际工作中一项十分重要的工作。而电气故障现象是不同的，具有同一性和多样性，这种故障现象的同一性和多样性给查找故障带来了复杂性。但是，故障现象是检查电气故障的基本依据，是电气故障检查的起点，因而要对电气故障现象进行仔细观察、分析，查找出故障现象中最主要的、最典型的方面。电气故障的检修是有一定的规律可循的，一般应按照如下步骤和方法进行。
问。询问机床操作人员故障发生前后的情况如何，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析出故障的原因。看。观察熔断器内的熔体是否熔断，其他电气元件有无烧毁、发热、断线，导线连接螺钉是否松动，触点是否氧化、积尘等。要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的部位，容易受潮的接插件等。听。电动机、变压器、接触器等正常运行时的声音和发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可以帮助寻找故障的范围、部位。摸。电动机、电磁线圈、变压器等发生故障时，温度会显著上升，因此可在切断电源后用手去触摸判断元件是否正常。 在教学中所有的电气故障主要是人为设置的故障，故障現象较为明显，用于训练学生的机床电气控制系统故障检查判断能力，学生应根据机床通电操作，观察到故障的具体体现，先用逻辑分析法判断出故障可能出现的部位，缩小检查范围，然后再用电压法或电阻法确定出具体的故障点。所谓逻辑分析法就是根据机床控制线路工作原理、控制环节的动作程序以及它们之间的联系，结合故障现象作具体的分析，迅速地缩小检查范围，然后判断故障所在。其特点就是可以快速而准确地判断出故障范围。
2.故障检修时的注意事项
在维修机床线路时，若不遵守安全操作规范，容易造成机床损坏，甚至发生人身伤害事故。因此，在维修中，必须遵守下面的安全操作规范：①维修要停电，带电检修必须有监护人。②维修人员必须熟悉机床电气的电路原理。③掌握一般检修方法，合理选择元件。④检修照明使用安全电压。⑤有储能元件的电路停电后一定要放电。⑥维修时应在消除产生故障的原因后再更换损坏元件。⑦维修后各种保护性能必须满足安全要求。⑧拆装电机等使用专用工具。⑨修理后的机床电气装置要达到质量标准。⑩排除故障后必须通电试车。11文明维修预防火灾。12 注意积累维修经验。
在实际教学中，要强调安全用电的重要性，防止危害人身安全和使设备受损。一是进行通电试车时，要做到用电安全，双脚必须站在绝缘垫上，尽量采用单手操作。二是合理使用测量工具，使用万用表要注意档位的选择，先看档位再测量。一般测量线圈时选用R×10档，其余选用R×1档。三是采用电阻法测量时，要保证断电操作。四是带电测量电压时，必须有指导教师监护。五是严禁扩大故障范围或产生新的故障，排除故障时，必须修复故障点。
三、故障排查教学案例分析
让学生到机床电气维修实训柜上，进行X62W万能铣床电气故障检修训练。学生练习前，教师做好示范讲解，举一反三，使学生能够安全规范地操作。学生可以分组进行、相互配合、自由讨论，教师辅以指导，充分发挥教学做一体化的优势，不仅做到理论与实践的联系与沟通，而且能提高学生的学习兴趣以及激发学生学习的主动性。
故障现象举例：主轴电动机不能启动。根据原理图分析，故障原因可能为：① 熔断器FU1、FU2、FU3中有熔断；② 热继电器触点FR1（1—2）触点接触不良；③ 变速冲动开关SQ7的触点接触不良，开关位置移动或撞坏；④ 接触器常闭点KM2（9—10）接触不良；⑤ 接触器KM1线圈损坏；排除方法：① 检查熔断器FU1、FU2、FU3是否有熔断，并给予相应的处理或更换；② 检查热继电器常闭点FR1（1—2）触点是否接触不良，并予以修复。③ 检查冲动开关SQ7的触点，调整开关位置，并予以修复或更换；④ 检查接触器KM2（9—10）常闭点接触是否正常，并予以修复；⑤ 用万用表检查接触器KM2线圈有无断线，并给予相应的处理或更换。
学生完成任务后教师与学生共同对设备进行质量检测。在这一阶段，学生可以学习到电气故障检测的原理和方法，对检测中发现的问题进行判断与分析，学会判断产生问题的原因，了解自己的失误，并学会解决问题的方法，使知识更加完善。同时，教师强调理论知识的作用，使学生形成理论指导实践的意识。
四、课程考核
课程采取以过程考核为主的多元化考核方式，主要考核学生的职业素质和技能。职业素质考核方法：沿纵向以项目为单元，逐项考核。当本项目的全部工作任务和实操训练完成后，将各任务考核成绩累加。横向重点考核学生能力发展的渐进过程，即随着学习内容的扩展，评价学生完成工作任务的质量、合作能力及个人素质等，将纵向和横向的考核成绩按比例综合，即为学生学习本项目的最终成绩。
机床电气故障检修采用项目化教学能很好地体现理论与实践的有机结合，在完成工作任务的同时，能让学生直接体会专业理论知识在实践中的具体运用，理解企业实践离不开理论的指导，明确学习理论知识的目的，使学生做到“懂原理，会操作，能维护”。项目化教学使学生掌握了与从业相关的职业技能，培养了学习能力和学习习惯，发展了综合解决问题的能力，培养了学生的团队合作精神，对学生职业持续发展和终身学习有着重要意义。
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关键词：机床电气；故障检修；项目教学
《机床电气控制技术》是电气类专业的一门理论性和实践性都很强的职业技术课程，该课程的主要目标是提高学生选择、使用和维护机床电气控制设备的能力；使学生掌握机床常用电器元件的结构、基本工作原理，机械特性及运行特性；掌握继电器——接触器控制电路的基本环节；掌握机床电气控制的结构、原理及控制系统的设计方法，培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力。该课程采用项目化教学，项目教学可以使学生在教学中较好地掌握和运用电气控制技术，为学生就业打下良好的基础。项目教学法的内涵是从职业岗位工作任务出发，把课程教学内容与企业项目融合，通过具体工作任务的设计与制作，进行相关理论和实践知识的传授。X62W万能铣床是工业中应用较为普遍的机械设备，X62W万能铣床电气故障维修内容也是职业院校电气类专业学生学习机床电气维修的主要内容之一。因此，X62W万能铣床电气控制系统及半实物仿真模型也是嘉兴职业技术学院（以下简称“我院”）为配合浙江省示范建设新上机床实训设备之一。笔者从X62W万能铣床电气原理图教学、故障检修到考核等主要步骤，论述了机床电气控制技术项目化教学的实施过程。
一、X62W万能铣床电气原理图教学
X62W万能铣床电气故障检修作为整体教学项目，弄清楚机床电气控制线路中机械部分与电器元件的配合、电器元件的操作顺序、电动机的动作过程及各指示灯的电气控制，是学生掌握X62W万能铣床电气故障检修方法和提高检修效率的关键。这要求学生能够识读X62W万能铣床电气工作原理图，原理图教学主要从以下三方面入手。
1.原理图识图教学
只有真正具备了原理图的识读能力，才能够进行故障维修、安装调试等工作，培养学生电气原理图的识图能力至关重要。识读电气原理图教学，一看主电路，看电路有几台电动机，各有什么特点，采用什么启动方法，有无调速和制动。二看控制电路，控制电路是电气原理图的核心所在，从主电路的接触器入手，按动作的先后次序一个一个分析，弄清楚它们的动作条件和作用，先化整为零进行局部分析，再完成整体分析，此外还要看电路中有哪些保护环节。
X62W万能铣床电气工作原理图主电路包括主轴电动机M1正转或反转接线是通过组合开关SA5手动选择的，控制接触器KM1的主触点只控制电源的接入与切断。进给电动机M2在工作过程中可频繁变换转动方向，因而仍采用接触器正反转控制。冷却泵电动机M3根据加工要求提供切削液，单向运行，由接触器KM6控制。控制电路分析包括主轴电动机M1的控制；主轴变速时的瞬时冲动控制；进给电动机M2的控制。进给电动机M2的控制电路分为三部分：第一部分为顺序控制部分，当主轴电动机启动后，接触器KM1辅助动合触点闭合，进给用接触器KM3与KM4的线圈电路方能通电工作；第二部分为工作台各进给运动之间的联锁控制部分，实现水平工作台各运动之间的联锁，也可实现水平工作台与圆工作台工作之间的联锁；第三部分为进给电动机正反转接触器线圈电路部分。冷却泵电动机M3的控制，合上开关SA1，接触器KM6得电，启动冷却泵；断开开关SA1，接触器KM6失电，冷却泵停止。
2. 分知识点教学
X62W万能铣床电气原理图包括按顺序启动控制电路、多地点控制电路，串电阻启动电路和反接制动等基本电路，这些都是构成X62W万能铣床电气原理图的基本知识点。学习X62W万能铣床电气原理图整体电路之前必须掌握以上最基本的电路。整个“X62W万能铣床控制系统运行维护”项目包括四个子任务，任务①：安装和操作三相笼型异步电动机能耗制动控制线路；任务②：安装和操作顺序控制电路；任务③：安装和操作多地点控制线路；任务④：X62W铣床电气控制线路常见故障分析及排除。前三个任务是分知识点，是完成任务④的技术支撑，是为最后任务④服务的。通过分知识点的学习，掌握最基本的电气控制规律，常用元器件的结构、用途、性能以及选用方法。
3.采用动画辅助教学
教学中辅以Flash动画，使静止和抽象的电器元件结构和工作原理变成形象的动画，使回路和系统中的元器件的先后动作顺序及电流的流向一目了然，对学生读懂复杂的电气原理图起到了帮助作用。采用动画演示辅助教学，提高了教学过程的生动性，好教易学，强化了学生对元器件结构和工作原理的理解，以及对电气原理图的工作原理的理解，很受学生的欢迎。
二、故障检修方法教学
1.故障检修方法
机床的电气控制系统在运行过程中往往会发生一些故障，电气故障的检修查找是一项技术性较强的工作，也是实际工作中一项十分重要的工作。而电气故障现象是不同的，具有同一性和多样性，这种故障现象的同一性和多样性给查找故障带来了复杂性。但是，故障现象是检查电气故障的基本依据，是电气故障检查的起点，因而要对电气故障现象进行仔细观察、分析，查找出故障现象中最主要的、最典型的方面。电气故障的检修是有一定的规律可循的，一般应按照如下步骤和方法进行。
问。询问机床操作人员故障发生前后的情况如何，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析出故障的原因。看。观察熔断器内的熔体是否熔断，其他电气元件有无烧毁、发热、断线，导线连接螺钉是否松动，触点是否氧化、积尘等。要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的部位，容易受潮的接插件等。听。电动机、变压器、接触器等正常运行时的声音和发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可以帮助寻找故障的范围、部位。摸。电动机、电磁线圈、变压器等发生故障时，温度会显著上升，因此可在切断电源后用手去触摸判断元件是否正常。 在教学中所有的电气故障主要是人为设置的故障，故障現象较为明显，用于训练学生的机床电气控制系统故障检查判断能力，学生应根据机床通电操作，观察到故障的具体体现，先用逻辑分析法判断出故障可能出现的部位，缩小检查范围，然后再用电压法或电阻法确定出具体的故障点。所谓逻辑分析法就是根据机床控制线路工作原理、控制环节的动作程序以及它们之间的联系，结合故障现象作具体的分析，迅速地缩小检查范围，然后判断故障所在。其特点就是可以快速而准确地判断出故障范围。
2.故障检修时的注意事项
在维修机床线路时，若不遵守安全操作规范，容易造成机床损坏，甚至发生人身伤害事故。因此，在维修中，必须遵守下面的安全操作规范：①维修要停电，带电检修必须有监护人。②维修人员必须熟悉机床电气的电路原理。③掌握一般检修方法，合理选择元件。④检修照明使用安全电压。⑤有储能元件的电路停电后一定要放电。⑥维修时应在消除产生故障的原因后再更换损坏元件。⑦维修后各种保护性能必须满足安全要求。⑧拆装电机等使用专用工具。⑨修理后的机床电气装置要达到质量标准。⑩排除故障后必须通电试车。11文明维修预防火灾。12 注意积累维修经验。
在实际教学中，要强调安全用电的重要性，防止危害人身安全和使设备受损。一是进行通电试车时，要做到用电安全，双脚必须站在绝缘垫上，尽量采用单手操作。二是合理使用测量工具，使用万用表要注意档位的选择，先看档位再测量。一般测量线圈时选用R×10档，其余选用R×1档。三是采用电阻法测量时，要保证断电操作。四是带电测量电压时，必须有指导教师监护。五是严禁扩大故障范围或产生新的故障，排除故障时，必须修复故障点。
三、故障排查教学案例分析
让学生到机床电气维修实训柜上，进行X62W万能铣床电气故障检修训练。学生练习前，教师做好示范讲解，举一反三，使学生能够安全规范地操作。学生可以分组进行、相互配合、自由讨论，教师辅以指导，充分发挥教学做一体化的优势，不仅做到理论与实践的联系与沟通，而且能提高学生的学习兴趣以及激发学生学习的主动性。
故障现象举例：主轴电动机不能启动。根据原理图分析，故障原因可能为：① 熔断器FU1、FU2、FU3中有熔断；② 热继电器触点FR1（1—2）触点接触不良；③ 变速冲动开关SQ7的触点接触不良，开关位置移动或撞坏；④ 接触器常闭点KM2（9—10）接触不良；⑤ 接触器KM1线圈损坏；排除方法：① 检查熔断器FU1、FU2、FU3是否有熔断，并给予相应的处理或更换；② 检查热继电器常闭点FR1（1—2）触点是否接触不良，并予以修复。③ 检查冲动开关SQ7的触点，调整开关位置，并予以修复或更换；④ 检查接触器KM2（9—10）常闭点接触是否正常，并予以修复；⑤ 用万用表检查接触器KM2线圈有无断线，并给予相应的处理或更换。
学生完成任务后教师与学生共同对设备进行质量检测。在这一阶段，学生可以学习到电气故障检测的原理和方法，对检测中发现的问题进行判断与分析，学会判断产生问题的原因，了解自己的失误，并学会解决问题的方法，使知识更加完善。同时，教师强调理论知识的作用，使学生形成理论指导实践的意识。
四、课程考核
课程采取以过程考核为主的多元化考核方式，主要考核学生的职业素质和技能。职业素质考核方法：沿纵向以项目为单元，逐项考核。当本项目的全部工作任务和实操训练完成后，将各任务考核成绩累加。横向重点考核学生能力发展的渐进过程，即随着学习内容的扩展，评价学生完成工作任务的质量、合作能力及个人素质等，将纵向和横向的考核成绩按比例综合，即为学生学习本项目的最终成绩。
机床电气故障检修采用项目化教学能很好地体现理论与实践的有机结合，在完成工作任务的同时，能让学生直接体会专业理论知识在实践中的具体运用，理解企业实践离不开理论的指导，明确学习理论知识的目的，使学生做到“懂原理，会操作，能维护”。项目化教学使学生掌握了与从业相关的职业技能，培养了学习能力和学习习惯，发展了综合解决问题的能力，培养了学生的团队合作精神，对学生职业持续发展和终身学习有着重要意义。
参考文献：
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