崔俊杰，郭海青，董海濤

（山西機電職業(yè)技術(shù)學院數(shù)控工程系，山西 長治 046011）

1 技能大賽簡介

全國“數(shù)控機床裝調(diào)與技術(shù)改造”技能大賽是與智能制造裝備技術(shù)專業(yè)最為密切相關(guān)的賽項（以下簡稱數(shù)維大賽），該賽項的比賽內(nèi)容幾乎涵蓋了本專業(yè)的所有知識點，比賽內(nèi)容難度適宜，既沒有超出高職院校的知識范疇，又與企業(yè)生產(chǎn)實際緊密結(jié)合。參賽選手根據(jù)賽項任務(wù)書的要求，借助賽場提供的檢具、工具、設(shè)備、技術(shù)資料等，完成數(shù)控機床機械部件裝備與調(diào)試、數(shù)控機床技術(shù)改造與功能開發(fā)、數(shù)控機床電氣設(shè)計與安裝、數(shù)控機床精度檢測、數(shù)控機床故障診斷與維修、試切件的編程與加工，并對比賽工作過程中的職業(yè)素養(yǎng)與安全意識進行相應(yīng)考核。

自2009年以來，山西機電職業(yè)技術(shù)學院積極組織學生、老師參加數(shù)維大賽，在各次比賽中均代表山西省參加全國決賽，表1所示為2018年至今該院獲得的成績情況。多年的實踐證明，數(shù)維大賽不僅發(fā)揮著“以賽促學、以賽促教”的作用，而且對本專業(yè)學生的培優(yōu)培強、教師提升發(fā)展等方面有顯著的促進作用。

表1 參加數(shù)維大賽獲獎一覽表

2 賽前訓練與管理

賽前訓練與管理要堅持以學生為中心，根據(jù)參訓學生的年齡特點、知識結(jié)構(gòu)、技能水平的差異，結(jié)合本賽項的職業(yè)技能競賽標準，對訓練內(nèi)容進行分層設(shè)計，實行模塊化訓練和個性化訓練。教育引導學生堅定奪魁信念，樹立必勝信心，激發(fā)學生求知、合作、競爭的精神。下面就數(shù)控機床電氣設(shè)計與安裝、數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整、數(shù)控機床故障診斷與維修、試切件加工與測量、職業(yè)素養(yǎng)與安全意識評價5項任務(wù)的賽前訓練與管理進行簡要介紹[1]。

2.1 數(shù)控機床電氣設(shè)計與安裝

1）任務(wù)要求。選手根據(jù)賽項任務(wù)書題目要求，針對外圍輔助設(shè)備或檢測設(shè)備，設(shè)計相應(yīng)的控制電路。選擇適宜的器件、正確連接線路，并調(diào)試驗證。要求正確繪制電路圖，符合工藝要求的連接，并完成賽項任務(wù)書中要求的驗證測試。

2）學生訓練。提高電氣識圖能力，電氣原理圖用來表明機床設(shè)備的工作原理及各電器元件間的作用，一般由主電路、控制電路、檢測與保護電路、配電電路等幾大部分組成；識圖能力是學生電氣安裝訓練的基礎(chǔ)，通過對數(shù)控機床電氣原理圖進行“解剖式”分解學習，使學生對圖中的元器件名稱、符號、功能、型號、數(shù)量等每一個細節(jié)都能清晰掌握，不留任何死角。強化電氣設(shè)計和安裝能力，在熟練掌握電氣原理圖的基礎(chǔ)知識和設(shè)計安裝規(guī)范后，學生就要拿出歷年的賽題對機床電氣設(shè)計、電氣安裝及功能驗證等內(nèi)容進行針對性強化練習，老師要對學生電氣設(shè)計及安裝過程中不符合設(shè)計規(guī)范、安裝規(guī)范的內(nèi)容提出嚴格要求，并組織學生每日進行反復練習。

2.2 數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整

1）任務(wù)要求。選手根據(jù)賽場提供的機械主軸單元，按照賽項任務(wù)書題目要求，進行主軸軸承的裝配與調(diào)整，安裝工藝應(yīng)符合賽項提供的主軸安裝工藝標準。 安裝精度和檢測項應(yīng)符合賽題要求。 將機械主軸、聯(lián)軸節(jié)、異步電機安裝到基座上，并應(yīng)保證同軸度符合賽題中指標要求。 賽場提供量具、檢具，選手應(yīng)正確使用量具、檢具。寫出主軸安裝過程，安裝工藝，所使用量具、檢具、工具等。

2）學生訓練。識讀機械部件結(jié)構(gòu)圖和裝配圖，該項任務(wù)要求學生完成導軌副的裝調(diào)、滾珠絲桿副的裝調(diào)、電機與聯(lián)軸器的裝調(diào)、數(shù)控工作臺機械裝調(diào)、主傳動機械裝調(diào)、檢測與調(diào)整等內(nèi)容，學生要運用所學的機械識圖、機械裝配工藝等知識，熟練掌握數(shù)控設(shè)備機械部件結(jié)構(gòu)圖和裝配圖，使用合適的裝配工量具對主軸、進給軸、電機與絲桿連接等典型部件進行裝配和調(diào)試。強化裝配和精度檢測能力，數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整要求學生正確選用數(shù)控機床標準零部件和安裝工具，完成機械零部件的安裝；正確選擇測量儀器，完成各項幾何精度的檢測等。該項任務(wù)工作量大，內(nèi)容煩瑣，如果有一個螺釘裝錯或工藝路線不規(guī)范就會造成安裝錯誤，所以日常訓練中要求學生嚴格遵守操作規(guī)程，熟練掌握數(shù)控機床各項機械精度指標的要求和正確的檢測方法。

2.3 數(shù)控機床故障診斷與維修

1）任務(wù)要求。在機床不通電情況下檢查機床電氣系統(tǒng)，排除目測隱患。機床通電后選手根據(jù)屏幕顯示的報警信息，逐一解除系統(tǒng)及PLC報警。按照賽項任務(wù)書機床功能檢查表要求，按順序進行機床功能檢查，排除電氣控制、數(shù)控系統(tǒng)、機械等軟硬件故障。系統(tǒng)及伺服參數(shù)應(yīng)調(diào)整至最佳狀態(tài)。根據(jù)機床存在的故障，將故障現(xiàn)象、故障點、排除故障過程、調(diào)整過程填入指定表格中。

2）學生訓練。該項任務(wù)重點考察學生的動手及解決數(shù)控機床安裝、調(diào)試、維護、修理的能力，涉及內(nèi)容涵蓋數(shù)控機床硬件連接、基本參數(shù)、伺服參數(shù)設(shè)置及調(diào)試、數(shù)控機床功能編程（PMC編程）、數(shù)控機床常見故障分析等方面內(nèi)容。學生要學習數(shù)控機床的整體結(jié)構(gòu)和電氣控制部分的組成與功能，掌握數(shù)控機床傳動系統(tǒng)和輔助機構(gòu)結(jié)構(gòu)功能及簡單的維修操作，能通過機床報警、PLC梯形圖、PLC輸入/輸出狀態(tài)等提示信息，正確判斷數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的故障范圍，并能進行常見故障排除。

2.4 試切件加工與測量

1）任務(wù)要求。該任務(wù)要求選手依據(jù)GB/T-20957.7-2007《精密加工試件》標準，按照賽項任務(wù)書的圖紙要求，進行試切件加工及測量。賽場不提供CAD/CAM軟件，要求計算機G代碼編程，通過數(shù)控機床企業(yè)提供的程序?qū)⒓庸こ绦騻魉椭罜NC。根據(jù)現(xiàn)場提供的加工圖紙，用G代碼編程，完成相應(yīng)的加工任務(wù)。 選手根據(jù)圖紙要求和賽場提供的毛坯圖，自行設(shè)計試件切削試驗工藝，完成試件切削試驗的程序編制和加工。選手自備刀具、刀柄和量具，合理安裝、調(diào)整刀具，配合其他工、量具使用，完成試件切削試驗操作。試切件毛坯要求：毛坯形狀、尺寸及其技術(shù)要求參見樣題，毛坯由承辦校準備，為每個參賽隊提供兩件毛坯，其中一件備用。加工完成后，選手清理工作臺，安裝測頭，根據(jù)賽項任務(wù)書要求，編制測量程序，測量試切件的尺寸。

2）學生訓練。該任務(wù)需要學生根據(jù)圖紙要求和賽場提供的毛坯圖，自行設(shè)計試件切削試驗工藝，使用G代碼完成試切件加工程序的編寫。這就要求學生要掌握數(shù)控機床的加工工藝，熟練掌握數(shù)控系統(tǒng)的功能、操作方法以及安全規(guī)程等，這些內(nèi)容學生在數(shù)控機床切削加工的課程中已進行學習，只需在平時加以練習就可以完成任務(wù)。

2.5 職業(yè)素養(yǎng)與安全意識評價

1）任務(wù)要求。該項任務(wù)要求參賽團隊分工合理，相互協(xié)調(diào)性好，工作效率高，書寫規(guī)范，尊重裁判。著裝合格，操作規(guī)范，工、量具擺放合理，沒有違反安全操作規(guī)程現(xiàn)象，保持工位清潔衛(wèi)生。

2）學生訓練。數(shù)維比賽是一個團隊比賽項目，在展示個人風采和個人水平的同時，更加突出職業(yè)道德與協(xié)作精神。在組建學生團隊時，在日常訓練的學生中選出成績好、品質(zhì)優(yōu)、善配合的三名學生，并選出隊長。訓練時，學生甲負責機械方面的工作，包括機械主軸單元的裝配、安裝精度和檢測、機床幾何精度檢測、運動精度檢測及試切件的加工與測量。學生乙負責電氣方面的工作，包括機床電氣設(shè)計與安裝、加裝智能制造所需工件測頭、模擬主軸功能硬件連接、PC機與CNC互聯(lián)互通、PLC功能開發(fā)等。該項目對隊長的要求最高，他需要精通兩位同學的所有內(nèi)容，主要負責任務(wù)書的記錄、機床故障診斷與維修等，在兩位隊員遇到問題時或需要提供幫助時及時協(xié)調(diào)解決。

3 技能競賽提升學生學業(yè)水平

3.1 以賽促學，提高理實一體化教學質(zhì)量

經(jīng)過多年的積累，本專業(yè)學生對參加數(shù)維大賽都具有較高的積極性，甚至有些學生為了在該賽項中獲得好的成績而選擇就讀山西機電職業(yè)技術(shù)學院。但由于參加大賽的學生名額有限，競爭也就異常激烈，這大大提高了學生學習的積極性。學生為了能夠參加大賽而努力學習專業(yè)課程，還在實踐中不斷補充相關(guān)的理論知識。

數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維修專業(yè)強調(diào)實踐能力，采用理實一體化方法實施教學。為了更好地服務(wù)于參加大賽的學生，在具體教學過程中，專業(yè)教師根據(jù)學生理論知識水平、實踐動手能力以及個人特點等，進行分層次布置任務(wù)，提升課堂教學的學習效果。

3.2 錘煉意志，全方位提升學生職業(yè)能力

數(shù)維大賽是對參賽學生實操技能水平和職業(yè)綜合素養(yǎng)的全方位考核，優(yōu)異成績的取得是學生素質(zhì)全面提升的有效展現(xiàn)，這就要將賽場的高技能滲透到日常教學中[2]。一是吃苦耐勞的精神，本專業(yè)參賽學生為了能夠在比賽中脫穎而出，利用寒暑假及周末的休息時間，積極主動學習專業(yè)知識，跟著老師學習專業(yè)技能。二是規(guī)范操作的意識，比賽中裁判員根據(jù)考核標準嚴格把關(guān)，這就要求參賽學生在日常訓練中就要按照有關(guān)電氣安全操作方法和機加工規(guī)范操作方法等規(guī)范文件嚴格執(zhí)行。三是團隊協(xié)作的能力，比賽中是三名學生同時參與的，這就要求參賽學生要建立良好的團隊協(xié)作和溝通能力，那么在日常訓練中就要按照各自分工各司其職，不斷提高團隊的凝聚力。另外，還要培養(yǎng)良好的工作習慣，日常訓練中就要將整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)的5S標準落實到位。只有將這些細節(jié)努力做到、做好，才能確保在比賽中取得優(yōu)異成績。

3.3 人生蛻變，職教學生實現(xiàn)完美就業(yè)

隨著該院不斷在數(shù)維大賽中取得佳績，一些對數(shù)控機床維修人員有較大需求的企事業(yè)單位開始垂涎本專業(yè)畢業(yè)生，尤其是經(jīng)歷過大賽錘煉的優(yōu)秀學子，他們不惜拿出高薪來爭奪這部分寶貴的人才資源。例如，中國航天科工集團、中科院物理研究所、淮海工業(yè)集團有限公司、山西航天清華裝備有限責任公司、太重集團、北方自動控制技術(shù)研究所、中國人民解放軍第四三二八工廠等知名企業(yè)，每年都會來該院招聘本專業(yè)畢業(yè)生。經(jīng)企業(yè)反饋，本專業(yè)學生的技能水平、職業(yè)能力獲得了企業(yè)的一致認可，在工作中快速成長，已有多人獲得“全國技術(shù)能手”稱號。

4 技能競賽提升教師教學水平

4.1 以賽促教，不斷改進教學內(nèi)容和方法

本專業(yè)以參加數(shù)維大賽為契機，組織教師研究數(shù)維大賽的技術(shù)文件，將大賽技術(shù)文件的相應(yīng)任務(wù)點融入課程教學中[3-4]。例如，將數(shù)控機床機械與電氣裝調(diào)的任務(wù)融入數(shù)控機床電氣控制與PLC、數(shù)控機床PMC控制與調(diào)試的課程，將數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)試的任務(wù)融入數(shù)控機床機械部件裝配與調(diào)整的課程，將數(shù)控機床故障診斷和排除的任務(wù)融入數(shù)控機床故障診斷與維修的課程，將數(shù)控機床精度檢驗的任務(wù)融入數(shù)控機床精度檢驗與補償?shù)恼n程，將技術(shù)改造與功能開發(fā)的任務(wù)融入自動線安裝與調(diào)試的課程，將試件切削試驗的任務(wù)融入數(shù)控機床編程與操作的課程等。

同時，該院定期邀請技術(shù)人員來校指導培訓，派遣教師到知名數(shù)控系統(tǒng)廠家和機床廠家進行交流學習，不斷提高教師技術(shù)水平，豐富課堂教學內(nèi)容。通過大賽內(nèi)容課程化，生產(chǎn)實踐內(nèi)容課程化，使專業(yè)課程教學更有針對性與實用性，有效解決了傳統(tǒng)教學與實際生產(chǎn)脫節(jié)的問題。

4.2 師徒結(jié)對，新教師在技能大賽中嶄露頭角

經(jīng)過多年來教師自主參賽和指導學生參賽，本專業(yè)已有多名教師在大賽中獲得了豐碩成績，積累了寶貴經(jīng)驗，迅速成長為專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)能手。為發(fā)揮優(yōu)秀指導教師的引領(lǐng)作用，以及對青年教師的“傳、幫、帶”作用，本專業(yè)全面開展“一幫一”結(jié)對子幫扶活動。在大賽報名時，指導教師由一名老教師和一名新教師組成，新教師在備賽過程中不僅能接受老教師的知識和經(jīng)驗傳授，還要將所學知識傳授給學生，不斷提升自身知識和技能水平。同時，該院積極組織青年教師在全國職業(yè)院校技能大賽、全國數(shù)控技能大賽等國家及省市級比賽中“展身姿，亮技能”，制定一系列激勵措施，大大提高了青年教師參賽、備賽的積極性，從而實現(xiàn)了本專業(yè)師資力量的全面提升。

4.3 技術(shù)輸出，不斷提升技術(shù)服務(wù)能力

教師通過培養(yǎng)學生在數(shù)維大賽中獲得優(yōu)異成績的過程中，不僅使自己的專業(yè)知識和技術(shù)技能得到了提升，也使自身專業(yè)水平在行業(yè)內(nèi)得到認可。目前，山西省及周邊多家企業(yè)聯(lián)系該專業(yè)教師進行科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，實施技術(shù)改造，解決生產(chǎn)技術(shù)難題。比如，本專業(yè)教師與山西繁盛晟煤機設(shè)備有限公司聯(lián)合攻關(guān)，針對煤機關(guān)鍵部件的失效部件及主要失效形式，結(jié)合其力學性能，創(chuàng)造性地在業(yè)界率先提出用耐磨焊絲取代等離子粉末堆焊的刮板機中部槽修復工藝，提出開發(fā)數(shù)控堆焊機的思路。通過校企合作，聯(lián)合研發(fā)了數(shù)控熔化極氣體保護堆焊機，解決了傳統(tǒng)等離子粉末堆焊漏水、堵粉、頻繁斷焊的弊端，投放市場后深受業(yè)界好評，有力推動了企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和技術(shù)進步。

5 結(jié)語

目前，數(shù)維大賽已成為檢驗本專業(yè)教學成果的重要平臺，也成為教師和學生追夢、圓夢的大舞臺，極大地調(diào)動了廣大師生的學習熱情。同時，通過技能大賽的輻射效應(yīng)，學生和教師看到了國內(nèi)其他院校的專業(yè)水平，看到了整個行業(yè)的發(fā)展趨勢，這些對該院智能制造裝備技術(shù)專業(yè)的良性發(fā)展起到了積極的推動作用，助推該院雙高建設(shè)工作穩(wěn)步推進。