任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在數(shù)控機(jī)床PLC編程與調(diào)試中的應(yīng)用

徐志花++姚潔崢

摘要 數(shù)控機(jī)床PLC編程與調(diào)試這門課，包含了數(shù)控機(jī)床各個(gè)部分的PLC控制程序，內(nèi)容較多，傳統(tǒng)教學(xué)方法難度較大。本文結(jié)合這門課程的特點(diǎn)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，將機(jī)床PLC程序的教學(xué)以任務(wù)的形式融入教學(xué)過程，并結(jié)合實(shí)際的機(jī)床實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化。實(shí)踐證明該方法能有效增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)能力和關(guān)鍵能力的綜合培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 任務(wù)驅(qū)動(dòng)；數(shù)控PLC編程；能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)TG5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）157-0082-02

1 數(shù)控機(jī)床PLC編程與調(diào)試教學(xué)的特點(diǎn)

掌握數(shù)控PMC編程與調(diào)試是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維護(hù)、調(diào)試、故障診斷的基礎(chǔ)。常用的課堂教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容缺乏具體的載體，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不太理想。下面對(duì)這門課的特點(diǎn)進(jìn)行簡單介紹。

1.1 數(shù)控機(jī)床PLC編程與調(diào)試的課程特點(diǎn)

1）專業(yè)化：數(shù)控機(jī)床PLC編程與調(diào)試需要學(xué)生很好地掌握PLC編程基本指令和功能指令的功能并靈活應(yīng)用，課程要求較高。課程多術(shù)語、多指令，顯得較為枯燥，雖然有先修課程PLC，但是許多領(lǐng)悟能力和操作能力較差的同學(xué)很難真正掌握這眾多指令的功能和用法，課程專業(yè)性太強(qiáng)。

2）模塊化：數(shù)控機(jī)床的整機(jī)PLC控制程序，根據(jù)工作任務(wù)，可以將其整個(gè)龐大、復(fù)雜的PLC控制程序按功能分成多個(gè)二級(jí)子任務(wù)，例如工作方式選擇、速度控制、報(bào)警處理等，在教學(xué)過程中可以按照模塊進(jìn)行教學(xué)，并且將各個(gè)模塊的任務(wù)在進(jìn)行細(xì)分。

1.2 傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床PLC程序的授課特點(diǎn)

1.2.1 理論教學(xué)繁冗、單調(diào)

目前在數(shù)控機(jī)床PLC控制教學(xué)過程中，教師照搬教材章節(jié)順序，按照教學(xué)內(nèi)容，講述PPT，單純地灌輸理論知識(shí)內(nèi)容，而學(xué)生則處于被動(dòng)接受知識(shí)的地位。所學(xué)習(xí)到的PLC編程知識(shí)如何應(yīng)用于實(shí)際，如何評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的程序，這些都是理論課堂所體現(xiàn)不了的。這種純理論的教學(xué)模式，容易導(dǎo)致學(xué)生注意力不集中，開小差等情況，更加降低了課程的教學(xué)效果。

1.2.2 實(shí)踐教學(xué)形同虛設(shè)

關(guān)于機(jī)床PLC程序的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書上已經(jīng)把機(jī)床程序?qū)懞昧耍趯?shí)訓(xùn)課時(shí)只需將程序?qū)懭霗C(jī)床，在按照步驟調(diào)試即可。這種實(shí)訓(xùn)教學(xué)的方法限制了學(xué)生在編寫PLC程序時(shí)的創(chuàng)造性，并且也不用容易檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)機(jī)床PLC程序編程的掌握程度。

因此，基于該課程的這些特點(diǎn)，怎么把學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性調(diào)動(dòng)起來，是一個(gè)教育工作者非常關(guān)心的問題。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生特點(diǎn)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在PLC教學(xué)中有良好的效果。

2 教學(xué)中運(yùn)用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”教學(xué)的意義

2.1 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，鼓勵(lì)學(xué)生通過討論探索的方法主動(dòng)學(xué)習(xí)，去解決問題，學(xué)生在解決一個(gè)個(gè)子任務(wù)的過程中，增強(qiáng)自己的自信心，從而提升他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 有效杜絕完全抄襲

學(xué)生在編寫PLC控制程序之前，沒有現(xiàn)成的程序參考，可以極大的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，每個(gè)小組可以根據(jù)自己的理解定義信號(hào)的地址，根據(jù)自己的編程思路編寫PLC程序，所以通過這種方法可以有效的杜絕完全抄襲。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力

對(duì)于高職學(xué)生我們不僅要培養(yǎng)他們對(duì)專業(yè)能力的培養(yǎng)，更需要注意對(duì)他們關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。通過這種任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，小組成員之間需要團(tuán)隊(duì)合作、溝通與交流；在解決各個(gè)任務(wù)的時(shí)候，可以培養(yǎng)他們查閱資料的能力、獨(dú)立思考以及創(chuàng)新思維的能力。這些關(guān)鍵能力在學(xué)生以后工作過程中都非常重要。

講任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法融入數(shù)控機(jī)床PLC編程與調(diào)試這門課的教學(xué)過程中具有非常重要的意義。在此用一個(gè)案例講述任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在數(shù)控機(jī)床PLC程序設(shè)計(jì)這門課中的應(yīng)用。

3 案例展示“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”教學(xué)模式

咨訊：在Fladder-III中編寫數(shù)控機(jī)床工作方式選擇程序，并將程序上傳到機(jī)床中進(jìn)行調(diào)試。CNC的工作方式有自動(dòng)、手動(dòng)、編輯、MDI、回零等方式，在機(jī)床工作時(shí)如何通過PLC程序?qū)崿F(xiàn)工作方式的選擇呢？

決策：該任務(wù)主要包含1）認(rèn)識(shí)工作方式選擇表，建立CNC、PLC和MT三者在控制過程中的4種信號(hào)的地址；2）編寫控制程序；3）程序上機(jī)調(diào)試。

通過把工作方式選擇PLC程序設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)分成三個(gè)小的任務(wù)，各個(gè)任務(wù)的難度程度層層遞進(jìn)。

計(jì)劃：第一步，編寫工作方式轉(zhuǎn)換信號(hào)MODE程序；第二步，編寫CNC工作方式選擇5個(gè)G信號(hào)的控制程序；第三步，編寫根據(jù)G信號(hào)控制輸出工作方式選擇的程序；第四步，程序上機(jī)調(diào)試，檢驗(yàn)程序的正確性。

實(shí)施：下面以自動(dòng)工作方式為例介紹下關(guān)于機(jī)床工作方式選擇旋鈕的PLC控制過程。

1）當(dāng)按下自動(dòng)工作方式按鍵AUTOK。

2）工作方式選擇信號(hào)IMDI（G0043.0）輸出有效，工作方式選擇信號(hào)2

MD2 （G0043.1）輸出無效，工作方式選擇信號(hào)3 MD4 （G0043.2）輸出無效，遠(yuǎn)程運(yùn)行工作方式選擇信號(hào)DNCI （G0043.5）輸出無效。PMC向CNC發(fā)出的MDI、MD2、MD4和DNCI的信號(hào)組合為1、0、0、0，使CNC進(jìn)入自動(dòng)工作方式。

3） CNC向PMC回送CNC處于編輯工作方式的確認(rèn)信號(hào)MMEM （F0003.6）。

4） CNC處于自動(dòng)工作方式指示燈信號(hào)AUTOK（Y0024.0）輸出有效，自動(dòng)工作方式指示燈亮。

檢查：通過將程序?qū)懭霗C(jī)床后，進(jìn)行程序驗(yàn)證；小組之間互相檢查程序的優(yōu)缺點(diǎn)。

評(píng)價(jià)：在學(xué)習(xí)工作方式選擇PLC程序設(shè)計(jì)中，學(xué)生對(duì)于CNC、PLC和MT這三者之間的信息流向，有了更深刻的理解。對(duì)可編程邏輯控制器（PLC）中的觸點(diǎn)也有了進(jìn)一步的掌握。

該任務(wù)的實(shí)施過程完全符合“六步教學(xué)法”的教學(xué)步過程。

4 采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”教學(xué)應(yīng)注意問題

第一：針對(duì)數(shù)控機(jī)床PLC程序這門課中基本概念、基本操作可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，而對(duì)于機(jī)床各個(gè)模塊的控制程序編寫可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方法。

第二：在進(jìn)行任務(wù)分解和任務(wù)安排時(shí)，要針對(duì)學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同水平的學(xué)生分別提出恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)，任務(wù)的設(shè)計(jì)要由易到難，具有階梯性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

第三：數(shù)控機(jī)床PLC程序設(shè)計(jì)這門課程，需要學(xué)生對(duì)先修知識(shí)可編程控制技術(shù)這門課達(dá)到一定的掌握程度，具有編寫簡單控制程序的能力。

第四：教師在讓學(xué)生做任務(wù)之前，應(yīng)進(jìn)行示范演示，若直接就讓學(xué)生自己編寫出完整的PLC程序并調(diào)試，難度比較大，容易打擊學(xué)生的自信心，是學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，最終完不成任務(wù)。