一、備學(xué)生、備圖紙、備資料、備材料、寫好教案
教師在改造數(shù)控線切割設(shè)備之前,應(yīng)加班加點地準備好教案,應(yīng)準備5～10塊舊式的機床電氣板(每組改造前分析電路),新的5～10套PLC與配件(學(xué)生安裝調(diào)試用),以及2～3塊已被教師改造好的“新板”(每組安調(diào)參考樣板用)。上課時根據(jù)學(xué)生素質(zhì)情況,把同學(xué)們分成5～10組進行教學(xué)。同時實習(xí)教師分發(fā)圖紙、材料,讓學(xué)生待命上課。使教與學(xué)都做好充分的準備。
二、數(shù)控線切割機床電氣改造原理“入門指導(dǎo)”
任一機電產(chǎn)品,須先搞清它的工作原理才能對它雕琢。切割機床電氣改造也不例外。我用6節(jié)課時講授工作原理及PLC關(guān)鍵參數(shù)。
1.在進行線切割機床入電氣改造時,我首先帶領(lǐng)同學(xué)們到車間觀察機床的現(xiàn)場工作情況。觀察相關(guān)部件的運動情況。必要時,應(yīng)“勒令”大家做筆記。此后,教師開始把預(yù)先準備好的原始電氣掛圖掛在黑板中央,并一一講解各部分工作原理、過程。例如,冷卻泵的總電源由哪兩個鍵控制?它與“鉬絲運行”、“高頻”等部件有何關(guān)系?水泵應(yīng)什么時候開?哪兩個鍵控制卷絲筒的正反轉(zhuǎn)?急停按鈕有什么重要作用等等,逐一向同學(xué)們分析清楚,并想盡法,使師生互動,教學(xué)相長。教師應(yīng)說明清楚,為什么要用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器?代替前,既要考慮到技術(shù)先進性,又要考慮到改造成本。
2.機床電氣工作原理弄明白后,開始教會學(xué)生如何分析造用PLC的輸入、輸出點數(shù)。一般把機床身上的按鈕類、傳感器類,接近開關(guān)類,行程開關(guān)類等都歸為輸入點數(shù)。而把機床燈,指示燈,繼電器,電機等“負載”、“耗電”類部件歸為輸出點數(shù)。選用PLC的總點數(shù)(輸入+輸出),因此實際使用時多出10~20%個點,以備功能擴展用。本課題我們用10點入,6點出的PLC,如用三菱的FX-16或OMRN-16等PLC都可。因機床床身電氣的全部輸入按鈕、傳感器、接近開關(guān)、行程開關(guān)類等輸入點數(shù)不超過10點,而輸出“負載”包括大繼電器、電機、指示燈等都不超過6點。并考慮到10%～20%預(yù)留,用16點的PLC可完全滿足該機床控制的需要。多留出的I/O點數(shù)及硬件部件,可按圖連線作備用控制功能,只要不編入“梯形圖”,就不會影響PLC及機床的工作,而當(dāng)需增加功能時,又可不增加、不減少任一根線、一部件,好不費力地增加設(shè)備功能。但備用增加的硬件部件,必須在面板上或機床內(nèi)標(biāo)明功能。如:“電源開”、“電源關(guān)”、“銅絲反轉(zhuǎn)”、“冷卻泵開”、“冷卻泵關(guān)”或“電源”、“備用I”、“備用II”等字樣,以備調(diào)試或擴展功能時及將來維修時用得上。也使學(xué)生學(xué)習(xí)時能一目了然。
3.選定輸入/輸出點數(shù)、型號后,就可以進入新的PLC組件的I/O硬件接線圖的繪制工作,這一步很重要,同時教師要詳細講解選定型號PLC的參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)、接線方法。
結(jié)合課題,教師應(yīng)在黑板上示范性地畫一次PLC硬件接線圖,邊畫邊講解,之后擦去,并責(zé)令每一人都能畫出所講述的接線圖。實習(xí)教師此時應(yīng)不停地巡回指導(dǎo),糾正同學(xué)有畫錯的地方。最后,應(yīng)以同學(xué)所畫的最佳的圖作榜樣,實施榜樣教學(xué),亦以此作為課題的重點。
三、嚴抓巡回指導(dǎo)過程,保證足夠制作編程時間
制作編程過程包括硬件與軟件兩個方面,約需64學(xué)時。
1.硬接線的巡回指導(dǎo)。PLC硬件接線實習(xí)、實踐過程,所做每一件事、每一個動作,都必須千真萬確才能過關(guān)。實習(xí)過程中,教師應(yīng)打起十二分精神來回巡視,不失時機地與學(xué)生溝通,指導(dǎo)學(xué)生解決實習(xí)中每一個難題。因此,實習(xí)教師在巡回指導(dǎo)時,手不能停口也不能停,才能使PLC系統(tǒng)硬件接線順利完成。
2.軟件編程設(shè)計方面,是本改造的重點又是難點。我在講臺上公開教會學(xué)生用“移植法”試調(diào)好示教板后,讓每一位學(xué)生都獨立訓(xùn)練一次,直至全部同學(xué)完成“改造教學(xué)”任務(wù)。
為了使學(xué)生增加知識和技能,還應(yīng)教會學(xué)生用“經(jīng)驗法”、“功能表圖”、“狀態(tài)圖法”等方法調(diào)試程序。
四、總結(jié)指導(dǎo)幫助學(xué)生理順?biāo)鶎W(xué)知識與技能
線切割機床電氣改造牽連到的知識較多,如電工、電子、電拖、PLC等知識與技能。教師應(yīng)用1~2課時,總結(jié)一下本次改造過程,鞏固其知識與技能,并布置一些思考題。
事實上,一次設(shè)備改造,就能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,鍛煉學(xué)生心志。比只講理論知識強多少倍!
五、結(jié)語
機電設(shè)備改造,目前大多數(shù)采用PLC及單片機技術(shù),但也有部分同行采用數(shù)控技術(shù)。對于技工院校實習(xí)教學(xué),要使選用的教學(xué)課題更具有實用性、可操作性,必須緊密地聯(lián)系學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備,才能使學(xué)生更加有目的、更有針對性地掌握各種知識與技能。
