一、备学生、备图纸、备资料、备材料、写好教案
教师在改造数控线切割设备之前,应加班加点地准备好教案,应准备5～10块旧式的机床电气板(每组改造前分析电路),新的5～10套PLC与配件(学生安装调试用),以及2～3块已被教师改造好的“新板”(每组安调参考样板用)。上课时根据学生素质情况,把同学们分成5～10组进行教学。同时实习教师分发图纸、材料,让学生待命上课。使教与学都做好充分的准备。
二、数控线切割机床电气改造原理“入门指导”
任一机电产品,须先搞清它的工作原理才能对它雕琢。切割机床电气改造也不例外。我用6节课时讲授工作原理及PLC关键参数。
1.在进行线切割机床入电气改造时,我首先带领同学们到车间观察机床的现场工作情况。观察相关部件的运动情况。必要时,应“勒令”大家做笔记。此后,教师开始把预先准备好的原始电气挂图挂在黑板中央,并一一讲解各部分工作原理、过程。例如,冷却泵的总电源由哪两个键控制?它与“钼丝运行”、“高频”等部件有何关系?水泵应什么时候开?哪两个键控制卷丝筒的正反转?急停按钮有什么重要作用等等,逐一向同学们分析清楚,并想尽法,使师生互动,教学相长。教师应说明清楚,为什么要用PLC代替传统继电器?代替前,既要考虑到技术先进性,又要考虑到改造成本。
2.机床电气工作原理弄明白后,开始教会学生如何分析造用PLC的输入、输出点数。一般把机床身上的按钮类、传感器类,接近开关类,行程开关类等都归为输入点数。而把机床灯,指示灯,继电器,电机等“负载”、“耗电”类部件归为输出点数。选用PLC的总点数(输入+输出),因此实际使用时多出10~20%个点,以备功能扩展用。本课题我们用10点入,6点出的PLC,如用三菱的FX-16或OMRN-16等PLC都可。因机床床身电气的全部输入按钮、传感器、接近开关、行程开关类等输入点数不超过10点,而输出“负载”包括大继电器、电机、指示灯等都不超过6点。并考虑到10%～20%预留,用16点的PLC可完全满足该机床控制的需要。多留出的I/O点数及硬件部件,可按图连线作备用控制功能,只要不编入“梯形图”,就不会影响PLC及机床的工作,而当需增加功能时,又可不增加、不减少任一根线、一部件,好不费力地增加设备功能。但备用增加的硬件部件,必须在面板上或机床内标明功能。如:“电源开”、“电源关”、“铜丝反转”、“冷却泵开”、“冷却泵关”或“电源”、“备用I”、“备用II”等字样,以备调试或扩展功能时及将来维修时用得上。也使学生学习时能一目了然。
3.选定输入/输出点数、型号后,就可以进入新的PLC组件的I/O硬件接线图的绘制工作,这一步很重要,同时教师要详细讲解选定型号PLC的参数、技术指标、接线方法。
结合课题,教师应在黑板上示范性地画一次PLC硬件接线图,边画边讲解,之后擦去,并责令每一人都能画出所讲述的接线图。实习教师此时应不停地巡回指导,纠正同学有画错的地方。最后,应以同学所画的最佳的图作榜样,实施榜样教学,亦以此作为课题的重点。
三、严抓巡回指导过程,保证足够制作编程时间
制作编程过程包括硬件与软件两个方面,约需64学时。
1.硬接线的巡回指导。PLC硬件接线实习、实践过程,所做每一件事、每一个动作,都必须千真万确才能过关。实习过程中,教师应打起十二分精神来回巡视,不失时机地与学生沟通,指导学生解决实习中每一个难题。因此,实习教师在巡回指导时,手不能停口也不能停,才能使PLC系统硬件接线顺利完成。
2.软件编程设计方面,是本改造的重点又是难点。我在讲台上公开教会学生用“移植法”试调好示教板后,让每一位学生都独立训练一次,直至全部同学完成“改造教学”任务。
为了使学生增加知识和技能,还应教会学生用“经验法”、“功能表图”、“状态图法”等方法调试程序。
四、总结指导帮助学生理顺所学知识与技能
线切割机床电气改造牵连到的知识较多,如电工、电子、电拖、PLC等知识与技能。教师应用1~2课时,总结一下本次改造过程,巩固其知识与技能,并布置一些思考题。
事实上,一次设备改造,就能培养学生的综合能力,锻炼学生心志。比只讲理论知识强多少倍!
五、结语
机电设备改造,目前大多数采用PLC及单片机技术,但也有部分同行采用数控技术。对于技工院校实习教学,要使选用的教学课题更具有实用性、可操作性,必须紧密地联系学校现有的教学设备,才能使学生更加有目的、更有针对性地掌握各种知识与技能。
