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【關鍵詞】數控技術；教學；實驗；方法；考核

一、結合課程教學內容，明確實驗教學目標

數控技術課程內容通常以數控機床為中心進行展開。數控機床作為典型的機電一體化產品，總體包含機械系統、電氣控制系統兩大部分，即分別為被控對象和控制系統兩部分。按照控制理論的基本思想，數控機床控制系統又可以分為輸入系統、控制系統、驅動系統、執行系統和檢測系統等五大部分。數控技術課程內容按照程序編制、插補算法與CNC系統、驅動放大電路、伺服電機、檢測裝置等部分進行設置即采用了這一分類方法。從數控技術課程內容的規劃中可以明確，數控技術實驗教學目標應該包含對數控機床控制思想的總體認識、對數控機床操作的實踐技能培養和對數控技術原理的基本認識，從而通過實踐教學實現對課堂理論教學內容的深化理解。

二、根據實驗條件，確定實驗教學內容及教學方法

目前的數控技術實驗教學中大多只注重數控編程部分的實踐，而數控技術作為一門專業方向課程，可以供學生選擇的方向除了數控加工技術外還應包含數字控制技術。因此，實驗內容的選擇不應只局限于編程，還應注重于機床的數字控制原理，該部分內容幾乎涉及到除數控編程外的所有數控技術課堂教學內容。

數控實驗室現有數控車床、數控銑床、立式加工中心、數控線切割、數控電火花、宇龍仿真軟件及機電一體化實驗臺等設備，每個學校的設備雖然不同，但都屬于典型的機電一體化產品，具有相同的控制思想。因此，在數控編程課堂教學內容開始前，進行的數控機床基本操作實驗中，首先通過各個機床的加工演示和講解，讓學生對機床的結構組成、工作原理、控制思想、操作方法進行初步認識，加深對數控機床原理的理解。然后，以數控機床的基本操作為重點，通過對機床操作面板的使用，讓學生熟悉機床的基本操作方法。最后，通過簡單實例，從零件圖、程序組成結構、程序輸入、調用、材料裝夾、對刀、模擬、加工，介紹數控編程加工的總體實現過程。在數控編程課程結束后進行的數控機床編程加工實驗中，由教師給定題目或學生自擬的方式，根據零件圖紙，學生通過仿真軟件編制程序，最后經教師審核后在機床上加工。

在課堂教學后期進行的數控機床控制原理實驗中，首先通過機電一體化實驗臺，演示對數控機床工作臺的控制，介紹機床控制系統中的PLC、繼電器、接觸器、環形分配器、驅動器等關鍵部件，然后，通過結合機床操作面板、控制程序讓學生觀察電氣控制柜和數控系統軟件界面中的PLC輸入輸出信號的變化，讓學生理解數控機床中信息的傳遞與驅動、反饋控制原理。

三、做好實驗準備，提高實驗效率

數控機床是一種高技術含量、高精度、高性能的設備，設備造價比較高，受客觀因素的影響，實驗設備少，學生人數多，要使學生在短時間的實驗教學課時限制下盡可能多的理解和掌握數控機床編程及其技術原理的眾多知識，實驗前的準備工作極為重要。開學后，實驗教師應與理論課教師充分溝通，協調一致，制定好理論教學與實驗教學的教學計劃；實驗課程開始前，實驗教師應充分了解學生的理論課程進展情況，從而根據學生實際情況，制定實驗教學方案，并事先準備好刀具、材料、程序，并試運行，防止因疏忽造成實驗過程中的時間浪費。數控技術涉及理論廣泛，學生的疑問也較多，因此，實驗教師要不斷提高自身理論知識，充分理解實驗中涉及到的理論原理，明確實驗過程，從而使整個實驗過程系統化，并能及時準確、簡潔明了的解答學生的提問，從而提高實驗效率。

四、注重知識應用，提升綜合素質

單一的數控機床編程操作實驗，簡單的通過加工演示、簡單實例，很難達到對學生綜合實踐能力的鍛煉，因此，應有針對性地開發綜合類的實驗項目。如：利用加工中心，設置刀具長度補償和半徑補償，采用多種刀具完成零件的鉆孔、平面輪廓銑削加工、圓及圓弧等的加工；利用數控車床多刀加工，完成回轉零件的內外圓柱面、端面、切槽、螺紋的加工；通過對操作面板的操作，觀察數控系統PLC狀態圖的變化，結合電氣控制柜中的繼電器、接觸器的動作，繪制機床的電氣控制原理圖；通過機電一體化實驗臺，編制PLC梯形圖，實現對機床工作臺的運動控制；采用自動編程軟件，完成零件的自動編程。與此同時，鼓勵學生在掌握基礎知識的情況下，根據實驗室條件，結合自身興趣和方向、科研經驗，自主設計實驗內容，或在教師指導下參與共同設計新的實驗，從而充分調動學生的積極性和主動性。

五、完善實驗考核方式

數控技術課程作為一門專業方向課，相比于大多數課程，實踐應用能力更為重要，因此，應加大實驗內容所占比重。考核形式采用基本理論、軟件仿真、基本操作、綜合實踐四個方面進行考核。其中基本理論涉及機床結構、控制原理、程序代碼等；軟件仿真涉及材料、刀具、工藝及程序等；基本操作包括圖紙、編程、對刀、加工等實踐操作；綜合實踐由教師擬定綜合實例，由學生選題或自主選擇工程科研實際問題，擬定加工工藝完成操作加工。

六、結語

實踐是創新的源泉，學生通過動手實踐，加深對理論的理解，從而更好的實現知識的應用，進而實現對知識的綜合和創新思維的產生。數控技術課程實驗是學生通過實踐理解和深化認識數控技術理論的關鍵，同時也是對知識綜合應用能力培養的關鍵。數控技術實驗課程的特點，要求教師要在教學過程中不斷總結和完善，豐富教學手段和教學方法，優化教學內容，提升自身理論與實踐能力，從而確保教學效果。

參考文獻：

[1]孫曉燕. 數控技術應用專業教學方法改革初探[J]. 吉林省教育學院學報（上旬），2014，02：100-101.

[2]葛云立. 關于數控技術應用專業一體化教學改革的思考[J]. 職業，2014，03：46.

[3]賈穎. 關于提高數控技術教學質量的幾點建議[J]. 職業教育（中旬刊），2013，06：66-68.

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關鍵詞　數控加工工藝　數控編程　模擬加工　實踐教學

中圖分類號：G424　文獻標識碼：A

數控加工工藝與編程課程是一門專業課程，通過學習本門課程，使學生能應用數控加工工藝編寫數控程序。同時，掌握數控機床的操作，并且具有對其它種類數控機床的了解和使用能力。根據以上的要求，從以下幾個方面對教材、教學手段、數控模擬仿真教學、實踐教學和輔導等方面談一談我們的做法。

1　數控加工工藝與編程課程的準備

為了在數控加工工藝與編程教學中取得較好的教學效果，在教材選擇、教學手段、數控仿真教學、實踐教學和輔導等方面做了許多準備工作。

1.1　授課對象

開設數控加工工藝與編程是機電一體化和數控技術專業的高職班的學生，上課時間安排在第五學期，在學生學過本專業的專業基礎課程和部分專業課程之后開設的。

1.2　教材

在教材選擇上不強調統一使用一種版本，作法是在選用參考書基本內容的基礎上，從工程實際出發，以應用型為主導，加強實際應用部分的講解和訓練。

1.3　教學手段

在數控加工工藝的教學過程中，主要是把機械加工工藝的基本知識和數控加工工藝的相同之處和不同點作比較，使學生充分了解數控加工工藝的特點。制作數控加工工藝的CAI教學課件、工裝夾具、刀具與工藝參數的選擇以及加工過程等用動畫片的方法演示。結合課程內容，在授課開始和教學過程中插播數控加工的教學光盤。從感性上了解所學的內容，了解數控加工的全過程。

教學手段主要有多媒體教學課件，計算機輔助編程軟件，計算機數控模擬仿真加工軟件和數控加工教學光盤等。通過以上教學手段，使學生更容易掌握數控編程的每一個環節。

1.4　輔導與考核

數控加工工藝與數控編程是實踐環節較強的課程，在課堂教學和輔導課中，引導學生自主完成數控程序的編制。考核方法采用理論考試和計算機數控仿真加工兩種方式。理論考試為基礎知識。數控程序編制考試，根據題目編寫加工程序，通過計算機數控模擬仿真加工出工件。這樣可以全面地考核學生對數控加工工藝和數控編程的掌握情況。

2　教學方法

數控加工工藝與數控編程課程中，數控加工工藝方面的知識，要求學生應具有一定實踐方面的知識和綜合運用能力，對這些知識的學習和復習，采用集中講解要點和分散于后續的數控編程的課程中學習兩種作法。如刀具材料和刀具選擇的內容放在計算機數控仿真加工中學習，通過選擇刀具選項，根據工件的加工要求，刀具與工件的相對運動關系和刀具在機床中的安裝位置選擇刀具，根據加工工件的材料選擇刀具的材料，根據機床，工件的材料、尺寸和刀具等選擇切削加工參數。

另一方面，是數控編程，這部分內容對初學者是不容易掌握的，數控程序編制的內容看似容易，但編寫出符合加IT藝要求的數控程序，仍然需要時間和數控編程知識的積累，需要認真講解和示范。

2.1　教學設計

(1)在授課過程中圍繞基本知識點的講解，采用課件的形式可以做到動靜結合，將知識點的學習和欣賞現代數控加工結合起來，使學生對這門課程產生濃厚的興趣、豐富的想象空間和強烈的求識欲望。從教學中學生的反映和教師的教學體會看，很多學生開始是很想把這門課程學好的。但是往往在聽過幾次課之后，信心就有所動搖，甚至認為不能學會所學內容。怎樣解決這一問題呢?怎樣使學生能輕松學好這門課程呢?這樣就提出了一個問題，怎樣能使所教的內容為學生接受，教師在準備講課內容時，不能一味追求知識點的講解，而應該把學生對課程內容的理解和掌握放在第一位，特別是在開始講解數控編程的時候，常用的基本指令和數控編程格式，不要認為簡單就一帶而過，而應該把數控編程的基礎內容講解透徹，使教學節奏和學生的接受能力相結合。同時，采取課堂互動教學和與學生交談，指定對象的內容提問，課堂隨時小測驗等方法。了解學生對所學內容的接受和掌握情況，以此為根據來確定教學進度。

(2)通過實踐教學和計算機模擬仿真數控加工仿真，增強學生的感性認識。通過數控仿真加工，測量各部分的尺寸，使學生對數控編程，數控程序調試和數控加工的全過程有所了解。之后在教師的指導下，讓學生自己編寫簡單的數控加工程序，用計算機數控仿真加工并檢測所加工的工件的各部位尺寸，驗證所編的數控加工程序。通過簡單工件的數控編程，會增強學生對數控編程的認識和學好數控編程的信心。

(3)回到課堂教學，對數控指令和數控程序作進一步介紹，就會使學生輕松地跟上講課的節奏，對后續教學大有好處。在黑板上講解數控程序，能使學生跟上編寫程序的思路，把一個數控指令和使用時的注意事項講清楚，在學會了一種指令和注意事項后，就能達到理解數控指令和基本應用規則的能力，學會解決問題的方法。

(4)在介紹數控指令時，注意不要把數控指令一下子都介紹給學生，這樣效果不好。集中將幾個基本的數控指令，一個一個地都搞清楚之后，剩下的數控指令就容易掌握了。

2.2　教學過程的重復

數控程序的編制，數控指令與數控程序段編寫中應注意的細節，對初學編寫數控程序的學生還是較難掌握的。因此，在這部分的教學中，采用了三步式教學方法。

(1)課堂教學，把要介紹的基本內容，通過課件，觀看光盤和錄像，講解等形式，從整體數控加工開始，即觀看數控機床加工工件開始，到分散精講數控指令、數控程序格式和數控程序段的其他相關內容結束。

(2)完整數控加工程序的編制。學生編寫用基本數控指令組成的數控加工程序。經計算機數控仿真加工，檢驗所加工的工件。可加深學生對數控程序整體的了解。

(3)總結學生所編制的數控程序。從以下幾個層面分析一個完整的數控程序：①程序層次分明；②內容正確；③工序安排和各項工藝參數選擇合理。

在計算機數控仿真過程中還可以了解到學生對刀具的選擇情況。在此基礎上，可以進一步介紹簡化程序指令與使用方法。如單一循環指令和多重循環指令的內容，討論加工誤差的影響因素和其它的內容。如刀具半徑補償，刀具磨耗補償，坐標系和機床使用與操作方面等內容，使學生了解和掌握數控程序編寫的內容和編制方法。

(4)集中實習。一般為兩周時間。集中實習可以加深對所學數控編程和數控機床操作的掌握。此階段分為兩步：①計算機數控仿真加工。可以先從數控車削加工仿真學起，在掌握了數控車削加工編程和仿真加工之后，數控銑削加工，數控加工中心加工以及各種電加工方法的加工仿真就更容易學了。數控仿真可以檢驗和調試數控程序，又可以學會數控機床的操作。②數控機床操作。仿真加工與在真實數控機床上加工，在操作者的感受上是有很大差別的，需要多次示范，重點是要做好手動操作機床的練習，特別是手搖操作和進給倍率轉換過程的練習，做好試切對刀操作。在這一教學過程中要特別強調機床操作上的安全。

3　結束語

數控加工工藝與編程教學方法的變革，受益于數控教學軟件，計算機數控仿真軟件和各種數控機床的投入。有了這些教學媒體和教學設施。如何引導學生把所學的知識綜合的應用于數控加工工藝的擬定，加工參數的選擇和操作數控機床上。對于初次接觸這方面內容的學生仍然是一個難點，要使學生學好這門課程應以基礎知識，基本數控指令和數控車床的基本操作為主要講授內容，有一個好的開端，才能實現學會一點通曉整體的目的。在教學過程中要及時找出和發現的問題，了解學生對所學內容的掌握情況，要經常與學生溝通，要善于總結，掌握課程的教學規律，采取切實可行的教學方式使學生在這門課程的學習中達到熟練應用的能力。這方面還有許多工作要做，在促進教學水平的提高方面仍需要進一步討論。

參考文獻

[1]晏初宏，數控加工工藝與編程[M]北京：化學工業版社,2006：1-255

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【關鍵詞】機械加工；機床；精度

數控機床精密度高，生產速度快等眾多優點，受到機械生產行業的青睞，數控機床也在不斷的完善和改革中，其中包括對機床零件和組成部分的改進，數控中心軟件編程的設計等，但是隨著人們對構建精度要求越來越高，數控機床的精度必須不斷的提高，文章就如何提高數控機床精度措施作出分析和探究。

一、數控機床的組成及工作原理

數控機床一般由控制介質、數控系統、伺服系統和機床本體共四部分組成

（一）控制介質。就是人與數控機床之間聯系的中間媒介物質，反映了數控加工時的全部信息，以前是用紙條來輸入各種信息的，不過隨著計算機技術的發展，現在的輸入一般可以由各種終端來完成。

（二）數控系統。數控系統是整個數控機床的核心部分，是機床實現自動加工的中心，也是整個數控機床的靈魂所在。主要有輸入裝置、監視器、主控制系統、可編程控制器、各類輸入、輸出接口等組成。主控制系統主要由CPU、存儲器、控制器等組成。數控系統的主要控制對象是位置、角度、速度等機械量，以及溫度、壓力、流量等物理量，其控制方式又可分為數據運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。

（三）伺服系統。伺服系統是數控系統和機床本體之間的電傳動聯系環節，主要由伺服電動機、驅動控制系統和位置檢測與反饋等組成。伺服電動機是系統的執行文件，驅動控制系統則是伺服電動機的動力源。

（四）機床本體。數控機床的本體指其機械結構本體，它與傳統的普通機床相比較，同樣由機械傳動機構、工作臺、床身以及立柱等部分組成，但數控機床的整體布局、外觀造型、傳動機械、工具系統及操作機構等方面都發生了很大變化。

二、機床加工的影響因素及控制措施

實際加工中影響數控加工精度的因素很多，如編程工藝、設備條件、操作者技術水平等。下面從幾個方面進行介紹：

（一）數控編程對加工精度的影響

數控編程對加工精度的影響主要來自編程原點的確定、數據處理、軌跡擬合、加工路線選擇等方面

1、編程原點選擇對加工精度的影響。數控編程首先遇到的問題就是確定編程原點，編程坐標系一般是編程人員根據零件加工特點和零件圖紙確定的。編程原點的選擇直接影響零件的加工精度，確定編程坐標系最根本的原則是編程基準、設計基準、工藝基準統一，這樣可最大限度地減少尺寸公差換算所引起的誤差，

下面是確定編程坐標系的一些具體建議：①編程原點盡可能與圖紙上尺寸基準重合、工件設計時有設計基準，加工時有工藝基準，編程原點應盡可能與上述基準重合。②使數值計算盡可能簡單，盡量避免尺寸鏈換算。③盡量選在精度較高的工件表面上便于加工過程中尺寸測量。

2、編程時數據處理對加工精度的影響

數控編程時的數據處理對輪廓軌跡的加工精度有直接影響，其中比較重要的因素是未知編程節點的計算以及編程尺寸公差帶的換算。

有的數控系統可根據已知輪廓幾何條件自動計算節點坐標，但有的數控系統必須手工計算。手工計算未知節點坐標值時遇到的最大問題是計算精度，經過大量驗證發現，有時手工計算結果與計算機輔助查詢結果會相差0.03mm為提高手工計算精度，這里建議：手工計算的中間數據（包括角度值）應保留4位以上小數；若使用計算器計算，應盡量保留全部小數。編程尺寸圓整要依據數控機床的脈沖當量。脈沖當量是指數控系統發出一個指令脈沖所對應的機床移動部件的移動量，它是數控機床的最小設定單位，也是數控機床的最小控制單位。例如數控機床的脈沖當量為0.001mm，則最終的計算結果應保留3位小數。

（二）加工路線對加工精度的影響

加工路線是編程的重要內容之一，加工路線對加工精度及加工效率影響很大。確定加工路線時主要應考慮以下幾方面：

進、退刀方式對輪廓加工質量影響較大。若刀具在內、外輪廓的連續表面直接下刀或抬刀，會因刀具直徑、機床運動誤差、進給速度突變等原因在加工表面形成小凹痕，所以精加工時下刀或抬刀最好離開加工表面。若必須從加工表面進刀或退刀，則盡可能采用圓弧切入或切出，切入或切出圓弧半徑應大于刀具半徑。另外，對位置精度要求不高的孔系加工可遵循加工路線最短原則。

三、改善數控機床精度措施

數控機床在設計時要充分考慮到其工作性質、運行震動和摩擦狀況和實用壽命等這些基礎因素之外，還要格外的針對數控機床精度問題進行探討，通過改造某些部位或者排除一些影響機床精度的因素等提高其精度。

（一）提高高速主軸的穩定性，減小其震動，使數控機床精度更高

在數控機床工作過程中震動不可避免，但是震動對于其自身的精度來說是有很大影響的，尤其是其內部主要構件運行時震動對精度的影響，高速主軸就是一個非常重要的方面，因為高速主軸是機床運作的主要構件，通常能夠通過提高高速主軸穩定性和平衡性來減小其運行過程中產生的震動，進而減少機床運行的震動。高速主軸的組成部分為軸殼、軸承、轉軸、定子和轉子。軸殼的設計要求有很高的精密度，它的尺寸和大小直接影響著其他幾部分的工作，而且在主軸高速旋轉的過程中會產生一定量的位移，所以軸殼的仿真平衡測試要做到精益求精的地步，通常對高速主軸的改進體現在其設計前期仿真技術的應用，運用模型來模仿真實的過程，以達到對模仿對象現實工作狀態和性質的認識，在模仿過程中能夠對模型的參數和性能進行修改，使模型的性能達到最好，工作效果達到最佳狀態，仿真過程中，理想的模型設計和修正完畢后，再進行真實的構件生產。通常這個仿真過程是在ADAMS仿真軟件（機械系統仿真軟件）基礎之上完成的，在計算機中建立一個相當高固有頻率的柔性桿。然后再添加仿真的環境和條件，在ADAMS中進行真實模擬，通過這個過程對高速主軸的不斷調整和改進，能夠有效提高其工作穩定性和精確度，震動最小，提高數控機床的精確度。

（二）加強數控機床精確度檢測，定期檢修

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關鍵詞：數控課程 數控技術 課程設計 教學方法

【中圖分類號】G427 【文獻標識碼】A 【文章標號】

1.制定完善程度較高的數控課程教學步驟

由于數控專業本身就是一門實踐性以及可操作性極強的技術專業，所以，在整個過程中必須將實踐操作與理論知識進行有效合理的結合，具體的教學步驟如下：

1.1就理論教學方面的設計

學生在對于雙控方面相關的基礎知識進行一定的了解以及學習后，首先必須對其的數控理論知識進行一定程度的補充，其中包括了對數控機床的整體結構、數控加工工藝、具體編程指令以及編程格式的學習，并且輔佐以大量的實際操作和練習，做到對編程方法以及相應的過程足夠的熟悉程度。

如果在理論學習才結束便進行實際的機床加工操作，對教師以及學生來講是十分冒險的舉動，這樣極容易造成機床以及道具等數控設備的損壞。所以，有必要在進行數控設備的實際操控之前加入一定深度的對數控軟件的學習，這樣可以更好、更容易的掌握這門課程。

1.2機床的實際操作階段的設計

當對理論知識以及仿真軟件進行了一定程度的學習后，學生對于編程以及機床的具體操作方法有了一定程度的了解以及掌握，并且在仿真軟件的操作中進行了有關的程序驗證，接下來要做的就是讓學生親自走上實驗設備進行實際操作訓練。我們對學生的要求就是，嚴格按照相關的機床操作規程對機床進行合理有效的操作，在操作的過程中要保持一定的耐心以及嚴謹認真的學習態度，以便于能順利完成對零件的加工。

2.通過有效地教學方法以及一定的圖、零結合促進數控課程的整體教學質量的提升

2.1合理運用多媒體進行教學

就數控技術來講，相對其他學科而言，其本身是一門枯燥并且抽象的動手類學科，它所牽涉到的知識面較為寬廣，對于學生來講，要理解有一定的難度。比如，當筆者在對學生進行數控機床的工作原理是，如果是照著教案進行直接宣讀講解的話，對于絕大部分還是第一次接觸數控的學生來講，具有一定程度的理解生澀性，所以筆者把這一部分的內容做成了PPT教學課件，并通過聲音、動畫等多元化的方式對課件內容進行講解：首先，就是出現一大段輸入信號從主要的控制介質進入，在經過控制裝置模板輸入到相對應的伺候服務器中，再經過放大處理后對機床設備中的運動部件進行驅動，與此同時，系統內部的檢測裝置將具體的運動機構為止以及速度信號的變量發回到數控裝置的控制中心，經過與輸入信號進行一定程度的比較后，對機床的整體運動狀態進行準確的調整，并對誤差進行一定的修改以提高一定的精細程度。在經過PPT課件的演示后，學生對設備系統的每一個組成部分的具體功能有了一個較為全面詳細的了解。同時對反饋信號的有無區別有了一個詳細的理解，同時也深刻認識到了機床檢測裝置在機床中的重要地位。采取多媒體教學方式，使得原本死板的教學內容變得活靈活現了起來，將靜態的知識逐步轉變到動態，對教學效果有了一定程度的提升。

2.2將零件與圖樣相互結合，開展一定的加工設計競賽活動

在教學過程中，教師們都會實現準備一些圖樣，好方便學生進行自主操作練習，但是如果在為學生提供圖樣的同時再加上一個已經加工好的成品零件的話，其效果會顯得格外直觀。

但訓練到一定程度的時候，在學生中開展一場零元件的加工競賽，并且將學生進行一定的分組，在分別布置教學內容，要求各組成員在規定的時間內對教學內容進行編程并加工完成，以達到對學生多角度思考以及多樣化結果目的的實現。當競賽活動結束后，老師還可以根據具體的操作過程以及操作成品進行現場測量和一定的評價打分，怎樣做既可以對每一組的設計思路以及操作速度等進行一定的比較，同時還能讓學生在競賽的過程中找到自己身上還存在的問題，發現自己的價值，取長補短的同時對于后期的課程學習有極為積極的效應。

2.3進行實地參觀活動，將生產學習相互結合

當學生剛剛接觸到數控方面的學習時，學生本身的學習態度還不明確，學習積極性普遍低落，這是將學生適當的安排到相關的數控機場進行實地參觀，這樣讓學生數控專業以及數控加工技術有一個感性、直觀的認識，這樣可以在一定程度上激發他們學習的積極性以及學、練的欲望。

學習數控方面相關的技術，實際上就是為了能夠對其進行有效地運用，但是如何才能從本上對學生的實際操作動手能力進行提升？如何才能使學生建立一定的對問題的解決能力是現在教學內容的實現的關鍵所在。筆者所在學校現在正在盡量的和一些外加工廠進行聯系，這樣使得學生在進行實際操作生產中能夠對相應的動手操作能力進行一定程度上的提高，從而體驗到數控機械加工方面在加工過程中因具備的嚴謹性，并對自己生產的產品有一定的質量恒定標準，為今后的就業路打下扎實的基礎。

3.小結

在對數控課程的教學中，需要教師采用一系列靈活多變的教學方法以及實訓教學內容，在將教學與生產進行相互結合后對學生的主動思考能力進行引導，并且通過對實訓內容的不斷實踐，以及對教學內容的不斷探索來完成對教學目標的達成，以培養出一批對社會進步程度以及用人單位的實際需求有一定切合度的綜合性技能型人才。對于學校的老師來講，采取怎樣的方法才可以有效地提高教學質量，將會是一個值得所有教師以及教育研究者深入探討的問題。

參考文獻：

[1] 鄧岐杏，陳偉珍，張海明等.數控課程項目化教學中數控仿真系統的應用[J].廣西輕工業，2011，27（12）：133-134.

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關鍵詞：數控技術；教學現狀；調查分析

作者簡介：劉馨潞（1978-），女，江蘇南通人，江蘇海事職業技術學院講師，碩士，研究方向為機械工程。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1001-7518（2013）05-0094-03

一、引言

數控技術作為現代制造技術的基礎，它是國家宏觀發展戰略中提出的重點發展的科學技術，是機械類專業必修的主干課程，也是各工科院校重點進行建設的學科方向。我院于2008年新開設了機械制造與自動化專業（以下簡稱機制專業），為船舶設備制造企業培養應用型數控人才。

機制專業開設三年來，數控技術課程的教學質量經過不斷的學習與摸索已有所進步，但由于學校數控師資力量及一些軟硬件設施都較薄弱，所以在實際的教學過程當中，對數控技術課程的認識、課程體系、教學內容和教學方法等方面都還亟待提高。為進行數控技術課程教學改革，筆者通過在數控技術課程的設置、教學方法和手段、教材使用、教學效果等幾個方面展開問卷調查，分析目前數控技術的教學現狀，為本課程的教學改革提供依據。

二、調查對象與方法

本次調查面對我院機制專業09級和10級的學生展開，共發放問卷95份，回收92份，其中有效問卷92份。問卷共設10個問題， 其中1-9題為選擇題， 第10題為開放式的問題，可以歸納為以下幾個方面的內容。

（一）學生對數控技術課程重要性的認識

近年來，由于數控技術給傳統的制造業生產方式、產品結構、產業結構帶來的深刻變化，無論是從社會還是到學校，幾乎所用的人都已經認識到了數控技術的重要性。通過了解學生的基本情況和表1中的問題后，我們發現，95.6%的學生認為數控技術很重要或比較重要，只有4.4%的學生認為數控技術不重要。

（二）學生普遍認為數控技術的學習困難

通過調查發現，在絕大多數學生都認為數控技術課程很重要的同時，他們也同樣覺得數控技術的學習是困難的。通過表2可以看出，大部分人對課上老師講的內容是一知半解的，只有很少的人能完全理解，而有部分人甚至是一點不懂，這當然是認為所有人都在認真聽課的前提下。那么為何會出現這樣的結果呢？原因是多方面的：一方面由于學校的專業教學計劃還有不完善之處，學生先修課程不夠，基礎薄弱；另一方面實訓設備條件數量嚴重不足，且不配套，雖然教師準備了大量的多媒體課件，但“只能看，不能摸”與“看得見，摸得著”的教學效果是不可同日而語的；再者由于數控技術課程的教學內容涉及設計、工藝、機床、刀具、夾具、切削原理、材料、氣液傳動、自動控制、電工電子技術、檢測原理、微機原理、自動控制原理等很多方面的內容，知識面太寬，如果采用傳統的教學法進行教學，學生很難學透。

（三）學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求

從表3 可以看出，學生認為數控技術教材及參考書的選用是基本合理的，但這并不能完全說明教材的選用不存在問題，事實上現有的數控技術教材，形態都比較單一，內容也陳舊，實踐性不強，雖然近年來市面上出現了名目繁多的適用于高職高專使用的教材，質量卻良莠不齊，很多教材在數控系統原理、數控機床機電控制、數控機床故障診斷與維護維修方面都只是基本理論，條條框框的內容，脫離生產實際，本來就很枯燥的知識學起來更是晦澀難懂。再加上老師在教材的選擇上也缺少經驗，教材教學內容比較陳舊，以至于學生所學到的知識跟不上數控前沿技術的發展，與現實脫節，與社會和企業的要求存在很大差距。

表3 學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求

由表3中第6、7個問題的答卷情況可以看出，大部份學生都認為如果沒有實驗實訓，僅靠多媒體教學是不能提高學習效率的。只有一成左右的學生認為上課僅靠老師講就行，九成的學生希望課上有實驗，或有實踐項目引入，學生自己參與進來。

我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的，一方面，這跟學校目前的數控設備硬件條件不足有關，另一方面，這也與學校數控師資隊伍嚴重不足有關，同時具備理論知識和實踐經驗都很豐富的“雙師型”教師少之又少，理論老師大多缺乏實踐經驗，無法在上理論課的同時很好的完成實驗實訓項目，而實訓老師往往在理論方面又比較薄弱。

（四）學生對數控技術課程學習效果的評價

表4的調研結果表明，學生對所學的知識掌握程度和實踐動手能力的滿意程度不太高，大多集中在基本滿意這一選項，不滿意的比例達到三成以上。而另一問題即要求學生感受自己所學的數控知識能否適應社會發展和就業需要的調查更令人堪憂，只有45%的學生選擇能適應或基本可以，55%的人認為不能適應。可見學生雖然尚未走進社會，卻也能通過各種途徑了解到自己所學的知識內容與社會企業的需求相距甚遠。這一點本人在教學中就深刻認識到，因實訓條件所限，數控加工刀具和工藝的教學相當薄弱，上課都以理論講授為主，教學效果較差，實踐技能培訓的重點僅僅在數控機床簡單操作上，而對數控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）學生都不太熟悉，還有企業需要的如模具設計、CAD/CAM與自動編程、數控機床的維護維修等專業技術訓練都遠遠不夠甚至沒有。

表4 學生對數控技術課程學習效果的評價

（五）學生對數控技術課程教學的建議

本次調查的最后一個開放式問題是請學生提出自己對數控技術課程教學的建議，其中有相當多的建議都集中在希望增加實驗實訓的問題上；也有一部分是希望老師改進課程的教學方法，使他們能更好的接受和理解課堂教學的內容；還有提出對教材的要求和學習自動編程語言等方面的建議。

三、調查結果與分析

通過對調查問卷的分析，可以歸納出我院目前的數控技術課程教學中主要存在以下問題：數控技術課程設置和教學內容不能適應社會行業需要；數控實驗實訓設備條件數量嚴重不足，且不配套；數控專業師資力量薄弱；數控技術教學模式與方法陳舊落后。

綜合上述問題，我們對數控技術課程的教學改革提出以下改進意見：

（一）目前學校為了強調實訓，很多課程都采用了壓縮理論課時的辦法。數控技術也不例外，但是數控技術課程的教學內容涉及的知識面很寬，學時太短會導致很多知識老師上課只能一帶而過，不能跟實際結合，最終老師講的費勁，學生學的吃力。

我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的，一些實訓課程中的內容在理論課中已經講過，如果我們可以將一些實訓課程與數控技術課程合并教學，把傳統的“理論一實踐一理論”的教學改為“實踐認識一針對實踐的理論一再實踐”的項目式教學，通過設計項目課題，把培養某項綜合能力所需的課程內容按照知識要點和技能要點加以篩選歸納，不但能使學生的學習有的放矢，使學習的理論與實踐緊密聯系起來，還可以減少數控技術與一些實訓課程之間的銜接和重復內容，大大提高教學時間的利用率，保證學生在有限時間里學到應有的知識。

進行項目式教學改革的過程中應注意的是，我們不能也不需要把所有的內容都改為項目教學，因為項目教學中學生學到的知識具有針對性，有些內容如數控加工工藝設計、數控車床、銑床和加工中心編程等方面的內容比較適合項目教學。但有一些如數控加工基本原理等方面的內容就沒有必要改成項目教學，這樣可以在一定程度上保證學生所學知識的系統性。

（二）必須選用合適的教材，即便在課堂上的效率很高，大部分學生在課后都還是要利用課本來進行溫故知新，才能真正達到對知識的掌握。我發現，在課時緊張，課堂節奏很快的情況下，如果教材與課堂內容不配套，學生在課后就會很少去看書，從而對課程的一部分興趣也就會缺失掉，因此最好是課堂授課內容與教材配套，如果必要，可以根據學校或專業的特色，以及不同的教學模式去重新編寫適用的教材。

（三）采用項目式教學模式必須要有具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的并能夠承擔數控教學工作的“雙師型”教師，針對理論老師缺乏實踐經驗的情況，學校應當有計劃地送教師到企業進行實踐和見習，了解數控技術的新知識，根據對數控技術的教學需求進行實戰培訓，重點放在數控加工工藝、機床故障診斷和維修等方面。只有老師“能文能武”，才能帶領學生邊學理論邊實踐，老師在運用各種教學方法的時候也才能游刃有余。同時，學校也可以聘請一些企業的專家到學校來授課，緩解師資不足的問題。

（四）學校應優先滿足教學與培訓需求，利用有限的資金合理配置數控技術實驗實訓設備，應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床和線切割機床等基本加工設備，數控模擬仿真軟件、數控機床典型零部件裝拆、數控系統調試等的綜合實驗臺。可進行數控機床操作實訓、數控原理、數控機床電氣控制、電機調速與控制、機床精度檢測與調試技術等基礎實驗。

也可以采取一些校企合作的方式，讓學生到企業去參觀實習，使學生全方位的接觸企業的數控產品，了解實際的生產過程，這種直接的方式可以最大程度上的促進學生對課堂知識的理解。

（五）要注重開展CAD/CAM和自動編程軟件的教學，CAD/CAM是數控技術發展的趨勢，對學生進行CAD/CAM 的設計軟件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教學及技能培訓是當今數控技術教學方法中不可或缺的環節。尤其在數控硬件設施不足的情形下，開展自動編程軟件的教學可以起到揚長避短的作用。因為雖然學校的數控加工和實驗設備不足，但計算機資源還是比較豐富的，學好了一些自動編程軟件，學生將來的就業會更具競爭力，而目前我們在數控技術課程中對只是略作介紹，這也是不妥當的。

四、結語

通過本次調研，總結出目前我院數控技術教學中存在的問題，為數控技術課程的教學改革提供依據。為此，教學改革將從調整數控課程設置與教學內容、改進教學模式、強化師資隊伍等幾個方面來展開，通過教學過程與研究過程的結合，邊執行、邊修改，最終得出一套切實可行的方案，提高數控技術的教學質量，使其符合社會需要和行業需求，同時也為其它課程的教學模式改革提供參考。

參考文獻：

篇6

關鍵詞：數控機床；理實一體化；學生

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）34-0225-02

一、課程概述

《數控機床編程與操作》課程是高職院校數控專業的一門核心課程，也是一門實踐性較強的課程。該課程要求學生通過學習，掌握一定的編程知識及操作數控機床的能力。因高職學生對理論學習的興趣一般都不高，先理論后實踐的教學模式往往會造成學生在實踐的時候什么也不會，使教學陷入困難的境地。《數控機床編程與操作》課程主要內容包括：數控機床基本知識、數控車床編程與操作、數控銑床編程與操作、加工中心編程與操作、數控線切割機床的編程與操作、自動編程軟件的應用等。這些內容實踐性強，需要將理論上所學的各種數控機床的編程及加工知識運用到實際的機床上去。這樣才能讓學生真正掌握正確合理的編程方法和機床的操作技能。

二、理實一體化教學基本理念

理實一體化教學法即理論實踐一體化教學法。突破以往理論與實踐相脫節的現象，教學環節相對集中。它強調充分發揮教師的主導作用，通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高教學質量。在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而理中有實，實中有理。突出學生動手能力和專業技能的培養，充分調動和激發學生學習興趣的一種教學方法。

三、合理選擇教材

理實一體化教學要有與專業相配套的教材。傳統的教材一般都強調理論的全面性和系統性，不能適應理實一體化教學的需要。理實一體化教材要摒棄傳統的專業教學課程方案，根據教學目標和任務，將各個知識點分解實踐訓練任務，有計劃地開展技能訓練。在訓練中讓學生知其然。教師將學生實踐中出現的問題，用專業理論知識來加以解釋，使學生知其所以然，從而實現理論與實踐的有機結合。《數控機床編程與操作》課程教材應根據高職院校對技術應用型人才的專業技術能力培養要求編寫。在內容組織上，注意以社會需求為目標，以技術應用能力為主線，注重理論聯系實際，并以夠用為度；編程與應用部分應注重實用性、先進性和可操作性。

四、《數控機床編程與操作》課程理實一體化教學的實施

1.課堂講授加仿真演示相結合。課堂上講授數控機床的編程與操作，首先通過仿真軟件將一臺仿真機床展示在學生面前，讓他們認識數控機床的基本結構和操作方法。在接下來的授課過程中會接觸數控機床的編程，數控機床的程序由各種功能指令組成，一次講解很難讓學生理解指令的用法及編程規則，所以老師在講授過程中可以通過數控機床仿真軟件演示每一個指令的用法，這樣不僅加深學生對編程指令的理解，同時也熟悉數控機床的基本操作。例如，數控車床的編程與操作這部分內容的學習，首先通過仿真軟件讓學生對數控車床的基本結構，操作方法及注意事項有感性的認識。接下來是數控車床編程的基本指令的學習，每個指令的學習又可以通過仿真軟件進行演示，讓學生真正理解每個指令的用法。最后，對車削加工零件進行編程及仿真加工，為實際操作數控車床加工做好準備。傳統課堂講授模式一般是先介紹編程指令的功能、編程格式等，很難讓學生學會指令的實際用法，課堂講授的同時加入仿真演示很好的解決了這一問題。

2.實訓車間操作示范。經過課堂上的理論學習及仿真演示，學生還沒有達到可以獨自操作數控機床的程度，因為操作仿真軟件和操作實際機床還有很大的區別，學生即使對數控機床的編程很熟悉，對仿真機床的操作也很熟練，但面對實際機床也會存在畏懼心理，這時要求授課教師進行操作示范。操作示范場所安排在實訓車間，操作示范的內容包括：機床的操作流程、數控加工程序的輸入、加工工件裝夾、刀具的安裝、工件的加工過程、加工結果的分析。操作示范完成后，學生對數控機床加工的整個過程有了基本的了解，對課堂上所學理論知識有了更深刻的理解，為下一步的實踐打下了基礎。操作示范要求示范教師要一邊示范，一邊將理論知識應用在操作示范過程中，讓學生不僅學習了數控機床的操作，也理解了課堂上所講的理論知識。

3.學生練習加教師指導。有了前期學習的基礎，學生可以開始實際加工練習。加工練習場所是實訓車間，教師進行現場指導。這一階段的主要內容是學生練習數控機床操作加工的基本技能，教師在旁邊觀察學生的操作方法，發現問題及時給予幫助，讓學生能真正學會、學好數控機床的操作技能。練習結束后，教師總結學生練習過程中存在的問題，結合課堂講授的內容，找到解決問題的方法，讓學生能用理論知識去指導實踐。例如數控車床加工練習，先給學生零件圖紙，首先是對零件圖紙進行分析，制定合理的加工方案。然后是進行數控程序的編制，程序編好后輸入數控系統，檢查校驗，最后安裝毛坯進行加工。

五、適合理實一體化的師資

實施理實一體化教學不同于理論教學，也不同于實習實訓課。不同于理論課是因為在上課的同時要求學生動手，不同于實習實訓課是因為在學生動手的同時隨時要停下來講授理論。所以對教師的要求非常高，因為在學生做項目的過程中隨時都可能遇到問題，這就要求老師能夠及時處理。這些問題包括動手方面的，也包括用理論知識去解釋動手過程中的問題，所以理實一體化教學的老師不但對自己的學生有多少能力了如指掌，同時對實施理實一體化教學的設備要運用自如，運用自如不但要會，還要會調，更會簡單的維修。針對這些要求，學校應組建一支業務能力比較高、肯鉆研、要求上進的師資隊伍，這樣才能正常的開展理實一體化教學。

六、理實一體化教學效果

理實一體化教學模式旨在使理論教學與實踐教學交互進行，融為一體。一方面，提高了理論教師的實踐能力，實訓教師的理論水平，培養了一支高素質的師資隊伍。另一方面，教師將理論知識融于實踐教學中，讓學生在學中干、干中學，在學練中理解理論知識、掌握技能，打破教師和學生的界限，教師就在學生中間，就在學生身邊，這種方式可大大激發學生學習的熱忱，增強學生的學習興趣，學生邊學邊練邊積極總結，能達到事半功倍的教學效果。但班級人數較多會在一定程度上影響理實一體化教學的效果，合理的班級人數應該在20人左右。

七、結束語

理實一體化教學不僅僅是理論教學與實踐教學內容的一體化，也是教師在知識、技能、教學能力上的一體化，同時，還包含教學場所的一體化。因此，“理實一體化”絕不是理論教學和實習教學在形式上的簡單組合，而是從學生技能技巧形成的認知規律出發，實現理論與實踐的有機結合。開展理實一體化教學一定要認真分析課程性質，充分利用教學設施，調動學生學習積極性，真正通過理實一體化教學提高教學效果。

參考文獻：

[1]杜家熙.數控機床編程與操作[M].北京：機械工業出版社.2011.

[2]趙華.數控機床編程與操作模塊化教程[M].北京：清華大學出版社.2011.

篇7

關鍵詞 數控車床編程與操作；微課；FANUC 0仿真軟件

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）06-0041-03

Abstract The purpose of this paper is to introduce a pattern of micro-lecture into the curriculum of CNC Programming and Operation based on FANUC 0 simulation software. Results of application indi-cate that this method increases students’ study interests and has great significance in the actual operation of CNC lathe.

Key words CNC programming and operation； micro-lecture； FANUC0 simulation software

1 引言

隨著網絡技術的飛速發展，越來越多新型教育手段隨之產生，為高校開辟了更加多元化的教學模式。2008年秋，美國圣胡安學院的高級教學設計師戴維?彭羅斯（David Penrose）首創微課程，隨后逐漸在全球范圍內興起[1]。微課是運用建構主義方法化成的、以在線學習或移動學習為目的的實際教學內容[2]。微型學習基于新的媒介生態環境應運而生，以視頻為主要載體，教師可選擇針對性強、有代表性的問題設計微課程，作為教學資源并促進其專業發展[3]。將微課與仿真軟件結合形成的新型教學模式引入數控車床編程與操作課程教學中，能夠滿足學生隨時隨地學習，解決教學實訓設備需要投入大量資金的問題，直觀地增強學生對數控機床操作的熟練程度，培養其學習興趣。

2 數控車床編程與操作微課與仿真軟件結合的教學理念

基于仿真軟件的數控車床編程與操作微課，是在先進教育理念指導下，貫穿以技能操作為核心的仿真教學思想，用精細創意的教學設計方法，而進行的一項創造性教學工作，將相關知識與能力按照其內在的邏輯設計成微課單元。如果教師沒有先進教學設計理念指導的微課作品，就會變成傳統課堂的翻版或者成為“課例片段”，因而要避免教學誤區，必須樹立正確的教學理念。

微課的“大”設計理念 數控車床編程與操作微課程絕不僅僅是一段小視頻那么簡單，該學科的微課程一定是一個完整知識結構與教學結構。因此，教師必須把握其知識結構和教學結構。首先，把握知識結構，需要教師對針對講授的內容進行基于學科邏輯的分析與重組，更好地呈現給學生一個合乎學科邏輯的內容理論體系；其次，把握教育教學結構，這是整個教學流程對教者提出的要求，只有把握好知識結構與教學結構，微課程的制作才能在重視知識建構的同時，兼顧教學認識過程，提高學生能力。

微課的系統性理念 微課為公眾提供一個新形式碎片化、移動化的學習環境，但是微課制作要關注其系統性。因為微課是基于整體專業教學系統安排的，具有步驟型服務系統性質，通過開發小的學習內容組塊，利用富有彈性的技術保證資源的有效性，形成一套完整的數控車床編程與操作教學設計。例如：基礎性模塊，要把握數控機床發展史、工作原理、特點以及數控系統的分類等；基礎編程模塊，由于程序指令在不同類型數控機床上含義不同，因此，在此階段掌握準備功能指令、輔助功能指令、常用M功能指令、基礎編程指令等，為后期分工種學習奠定編程基礎；系統操作模塊，要求學生掌握數控系統的相關指令及車床的操作。

合理利用數控仿真軟件，讓學生通過仿真練習可達到進一步熟悉數控程序的編寫。針對數控機床編程與操作微課程而言，把各個章節與具體實踐結合起來，使其具有整個微課程系統的邏輯性、承接性與遞進性規律。

仿真軟件與實踐緊密結合的教學理念 數控編程仿真系統源自20世紀90年代美國的虛擬現實技術，以模擬真實數控機床的操作為目的[4]。數控編程仿真軟件的使用，要注重實驗的真實性，即理論和實踐的緊密結合，要做到能夠虛擬仿真出類同于真實三維數控加工的環境。

1）視覺上的仿真，有身臨其境之感。單純說數控系統的話，FANUC系統用得比較廣泛，如使用FANUC 0仿真軟件，能夠實現屏幕配置且具有的功能與FANUC工業系統使用的CNC數控機床一樣。

2）操作仿真，單程序模塊操作，對錯迥異。

3）結果仿真，具備科學性與合理性。

3 數控車床編程與操作微課與FANUC 0仿真軟件結合的教學應用

筆者以具體的教學內容為例，說明數控車床編程與操作微課與FANUC 0仿真軟件的教學過程。筆者設計這樣一個教學任務：試用子程序方式編寫圖1所示軟管接頭工件右端楔槽的加工程序。子程序的調用是數控車編程中的一個教學環節，在一個加工程序中，主程序在執行過程中如果需要某一子程序，通過調用指令來調用該子程序，那么子程序執行完后又返回到主程序，繼續執行后面的程序段。子程序的主體（body）是一個代碼區塊，當它被調用時就會進入運行。在制作微課時，其教學內容應重點講授子程序調用的格式、參數含義及刀具運行的軌跡。

首先利用CATIA件繪制零件二維圖及三位造型，如圖1所示，工件主要由圓錐、螺紋、內孔等形狀構成，是一個典型的綜合型軸類零件，其中多個直徑尺寸有較嚴的尺寸精度和表面粗糙度等要求。針對該教學任務，筆者設計的微課程教學過程有以下幾步驟。

任務布置 在課程開始要進行任務布置，微課的整體時間應控制在10分鐘左右，通過情景引入可有效地引起學生的注意，使學生對本節產生興趣。

提出問題 設計提問環節進行課程導入。問題作為小節重難點問題，可設為通過對比沒有使用子程序調用和使用子程序調用的程序，加工零件的時間和刀具軌跡的對比，比較二者之間的區別，此問題引導學生歸納使用子程序刀具軌跡的特點。

確立教學方式 首先對子程序的調用指令進行講解。在FANUC 0系統中，子程序的調用可通過輔助功能指令M98指令進行，同時在調用格式中將子程序的程序號地址改為P。然后對加工零件的工藝進行分析，包括選擇加工方案，確定加工路線，選擇定位與夾緊方式，選擇刀具，選擇各項切削參數，選擇對刀點、換刀點。如圖2所示，粗加工右端輪廓時，采用60°V型刀片右偏刀（a）進行加工；加工右側端內凹接頭輪廓時，采用55°菱形刀片左偏刀（b）進行加工；此外進行批量加工時，還可采用特制的成型刀具（c）進行加工。

再進行程序編制，按照安排好的加工過程和確定的工藝參數，加工過程中需要調用的子程序編寫如下所示（注意子程序的編制使用增量編程，避免錯誤）：

O0303；

G01 U-2.94 W3.67；

G03 U1.60 W0.83 R0.8；

G01 U1.34；

M99；

操作仿真軟件 采用FANUC 0系統數控仿真編程軟件。FANUC 0系統有0-C和0-D系列，與之配套的有系列交流伺服電動機和交流主軸電動機。啟動仿真軟件，通過仿真軟件形象地演示數控機床的準備動作，進行回零、對刀、設定刀具補償等操作。利用仿真軟件可以通過零件加工軌跡查看、仿真結果分析等相結合的方法，使學生加深對子程序調用指令的理解，更好地掌握子指令應用的場合。圖3為本例中利用仿真軟件的模擬加仿真加工圖。仿真軟件可將整個操作過程和零件加工過程錄制成視頻模式，方便后續視頻剪輯制作。

微課視頻剪輯 在微課程的錄制過程中，可選取多種錄制方法。在實際微課講解中，針對零件的走刀軌跡復雜，制作其走刀軌跡的動畫，這樣就非常直觀，巧妙地化解該知識點的難點。同時結合仿真軟件的模擬加仿真加工視頻，模擬所有指令的運行過程，使學生直觀感受零件加工過程。

微課的后期制作要對錄制的視頻進行剪輯，將視頻、聲音、動畫素材、字幕等多媒體元素相結合，展示整體微課內容。要注重通過拍攝技巧和后期的編輯手段完成微課的整體制作。

任務總結 對任務進行總結，使學生進一步了解操作過程，利用仿真模擬軟件進行練習，理清微課所講知識點的思路，突出重點和難點。同時要留給學生思考的空間或相關的練習題。

4 結語

基于FANUC 0仿真軟件在數控車床編程與操作微課中的應用具有以下優勢：

1）n程目標可分解成小目標，每個視頻可實現具體的編程指令，包含一個完整的知識點，因此，視頻短小精悍、方便理解，保證視頻質量及吸引力；

2）保證學生通過觀看視頻可掌握具體的加工和操作過程，利于自主學習，并對數控車床相關編程操作可以獨立操作，這也是微課與仿真軟件結合形成新的教學模式的關鍵；

3）可以將這種授課方式引入工程訓練中，解決教學實訓設備需要投入大量資金的問題，突破有限的實訓時間的限制，增強學生的對數控機床操作的熟練程度，具有良好的實訓效果。

參考文獻

[1]孟祥增，劉瑞梅，王廣新.微課設計與制作的理論與實踐[J].遠程教育雜志，2014（6）：95-96.

[2]鄭軍，王以寧，王凱玲，等.微型學習視頻的設計研究[J].中國電化教育，2012（4）：21-24.

篇8

一、數控機床機械加工效率低下的原因分析

在數控機床實際加工作業中，制造加工企業可以配備專業人員對數控機床在機械加工過程中所涉及的各項加工設備、數控加工技術以及機械加工操作程序規范等問題進行詳細地分析與研究，以此作為研究人員在制訂數控機床機械加工效率優化整合的依據與參考。當前經濟形勢下，造成數控機床機械加工效率低下的主要原因有：

1.數控機床機械加工故障制度不健全，機械應用水平低下。就我國而言，在整個制造加工行業領域中，研究人員仍然沒有在數控機床機械加工設備在損壞及質量影響下對整個數控機床機械加工作業精度帶來的損失問題上形成較為統一的認識。再加上大部分專業人員對數控機床機械加工設備的依賴程度較大，重引進、輕研究，設備使用人員缺乏對先進數控機床機械加工設備的規范化使用意識，數控機床加工過程中粗加工與精加工之間存在的產品加工工藝差異也無法通過這些先進數控機床機械加工設備儀器的加工性能體現出來。在多種因素的共同作用下，最終造成整個數控機床機械加工效率低下。

2.數控機床機械加工的編程程序不夠規范。在新的經濟技術形勢下，數控機床需要以計算機編程系統和編程技術為載體，實現對整個機械加工環節分布把握與整體控制的目的。然而，由于當前我國的計算機程序編程技術在數控機床機械加工中的應用還不夠充分，在系統初始調試程序與機床走空刀故障的處理辦法上還存在明顯缺陷，整個數控機床機械加工無法在運行安全性及穩定性方面作出保障，這也是造成當前數控機床機械加工作業效率低下的重要原因之一。

二、提高數控機床機械加工效率的措施

1.做好機床的維護和管理

數控機床的維護與管理工作在很大程度上影響了自身的工作壽命，其中，數控機床設備的是維護工作的主要手段，對于數控機床，裝置是自動進行工作的。對于數控機床的維修工作，應注意需根據規定的標號按時加注，一般情況下，選用信譽較好企業的油。與普通機床相比，數控機床的造價成本較高，其對操作的精度有著較高的要求。倘若使用標號不對的油，將會影響機床的工作性能，比如機床對溫度的適應性以及轉速特性等；倘若使用的油含有一定的雜質，不夠純正，將可能導致數控機床的油路發生堵塞現象，提高運動部位發生故障的幾率，影響數控機床的使用年限。所以，為了成功完成數控機床設備的工作，需要按時對系統進行必要的清洗，并定期更換過濾網，使用規定標號的油。

2.提高工作人員的業務水平和職業素質

處于生產第一線的操作、編程和維修人員直接面對設備,他們的技術水平和職業素質的高低將直接影響到設備的使用效率和工件的加工質量,也在很大程度上決定了設備的使用壽命。因此,提高上述人員的業務水平和職業素質,使之盡快適應新設備的操作使用和維護保養要求,是非常重要的。在現實工作中,有些機床操作或編程人員由于對機床和系統了解不深,甚至理解錯誤而引起的編程或操作失誤一類的故障時有發生。例如參數或語句設定錯誤而造成機床不運行、動作失誤、工件加工時尺寸超差或是由于操作失誤而造成機床誤動作甚至撞車等。這類故障都是一些本來可以避免而又后果較嚴重的故障,直接影響了機床的有效使用;而維修人員由于業務水平不高,當設備發生故障時,不能迅速、有效地排除故障,使數控機床長期處于故障癱瘓狀態而影響生產的情況時有發生。因此,作為機床操作、編程及維修人員,在上崗操作設備之前,必須經過崗前培訓,使之具備必需的數控機床操作、編程和維修知識。并且要對所操作的具體機床有更進一步的了解,這樣才有可能避免上述情況的發生。

對于新技術，有些操作人員不善于使用這種先進的檢測工具,仍沿用老的檢測方法,在停機后(有時甚至要拆下工件)用常規量具進行檢測,這樣無形中降低了高效機床的加工效率。在編程人員中,同樣存在著類似問題。上述這些問題只有通過不斷提高操作、編程和維修人員的業務水平來解決。要最大限度地發揮數控機床的生產效率,在很大程度上取決于操作、編程和維修人員的技術水平。這就要求操作者頭腦清晰、思維敏捷,具有較豐富的實踐經驗和有關的數控加工知識;編程人員要求有較高的理論水平和豐富的工藝知識;而對維修人員則要求有扎實的理論基礎知識、豐富的維修經驗和較強的動手能力。另一方面,上述人員的職業素質和敬業精神也是必須重視的問題。科學技術越發展,設備的自動化程度越高,對相關人員的技術水平也要求越高,人員的素質高低就越顯重要。機床的操作、編程和維修人員如果沒有主人翁精神,沒有積極自主的工作熱情和態度,很難設想能夠積極主動、高效快捷地用好數控機床這類自動化設備。因此,作為一個企業,要把不斷地提高數控機床操作、編程和維修人員的職業素質和敬業精神作為一個長久的工作予以足夠的重視。

參考文獻:

[1]楊曉京,陳子辰.微機數控系統開發體系結構的研究[J].組合機床與自動化加工技術, 2003(5): 29-32.

[2]楊曉京,張仲彥,李浙昆,等.幾種開放式微機數控系統比較[ J].制造自動化, 2002, 24 (1): 18 -21.

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關鍵詞： 數控機床；實訓教學；體會

中圖分類號：G4文獻標識碼：A文章編號：1671-1297（2008）08-145-01

隨著科學技術的發展，數控加工技術已廣泛應用于機械制造業的各個領域并成為企業生產的重要加工手段，這就要求當代的大學生不僅要有大的工程意識，而且還要掌握高新技術。那么加強在校大學生的先進制造技術實訓，對于培養新形勢下具有創新意識和解決工程實際問題能力的合格人才有著重要的現實意義。

一、 數控機床實訓教學的培養目標

我校的數控實訓主要安排在工程訓練中心進行，前來實訓的有機械類、近機械類和非機械類的大二學生。數控實訓的培養目標是讓學生了解數控加工的基本原理及加工方法，掌握簡單的手工編程并了解計算機輔助編程的過程，實現零件的數控加工，從而培養大學生先進制造技術的概念。

二、 數控機床實訓教學的內容

數控基礎理論課之前，老師先帶領學生到數控機床加工的零件展示柜前觀摩，然后領著學生初步認識現代部各種不同類型的數控機床，其目的是讓學生對將要進行的數控實訓有初步的感性認識及期待。

學生在數控實訓之前已完成了普通車、銑的工種實訓，對車削銑削加工已有較好地認識和了解，講課中老師經常使用比較法，這樣可以讓學生加深對數控機床的認識和理解。

數控編程有手工編程和自動編程，編程指令和參數都較多，每一條指令有它的固定格式和編程方法。為了便于學生掌握，老師每講解一個指令，就要求學生運用該指令對零件進行編程、模擬、加工，這樣可及時跟蹤檢查學生對該指令的理解和掌握情況。在網絡基礎上，現代部的CAD/CAM與數控系統集成一體，與機床聯網。在自動編程講解中，將工件的形狀、尺寸、走刀路線、切削用量等按指定的格式輸入到計算機，后置處理后生成加工程序，動態模擬顯示和繪制刀具軌跡圖并檢查程序的正確性。通過機床系統接口和計算機連接，將程序直接輸入到數控機床的數控系統中，控制機床加工或進行DNC加工。自動編程強化了學生的計算機應用能力，更進一步實現CAD/CAM/CNC一體化的教學與實踐。

為此，中心大力加強現代制造技術實訓模塊的建設，重點加強“新技術、新設備、新工藝”的應用，建立了以網絡DNC技術為基礎的數字化設計/制造實訓系統和以非接觸式三維激光掃描儀及快速成型機集成構建的逆向工程實訓系統。通過該系統的實訓，使學生了解現代化制造企業的制造模式和生產組織形成，理解網絡制造、數字制造的內涵和實踐技術。

“激光非接觸式三維掃描儀――快速原形制造”為特征的逆向工程實訓系統是以已有的產品或技術為研究對象，以現代設計理論、生產工程學、材料學、計量學、計算機技術及計算機圖形學和有關專業知識為基礎，以解剖、掌握對象的關鍵技術為目的，最終實現對研究對象的認識、再現及創造性地開發。通過該系統的實訓，使學生綜合掌握現代逆向工程的應用方法和學習創新的科學方法。

三、 實訓教學課程改革的建議結合具體的實踐，筆者認為在教學中還存在需要改進和完善的地方。

1、優化教學大綱

將教學大綱合理優化，使實施性教學大綱更具有實用性。結合學院特點和專業培養目標對教學大綱進行優化，調整相關內容，使教學大綱更貼近我們的實際教學條件和特色教育目標。把數控機床編程與加工仿真實訓教學服務于數控機床編程與加工具體操作實訓的教學性質進一步明確，使教學大綱更具有針對性，更加突出其服務于專業的特點。

2、改革教學內容

修訂人才培養計劃，深化教學改革，完善課程體系，推進教學內容和課程體系的改革，按照"注重能力培養，加強實踐訓練"的思路，提高學生的全面素質。為培養學生獲得終身學習能力，創造能力、生存與發展能力打下好基礎。分析數控仿真加工技術與實體數控機床加工的特點和數控機床與仿真機床的可操作性能。它們都是用數字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的機床，加工方法和內容以及程序的編制很相似，在許多方面都遵循一致的原則。利用它們的相似點作為教學改革的切入點，強化相關基礎教學，使學生在接觸真實的數控機床前進行程序的編程與機床的操作具有了一定的相關實踐知識和技能的積累，便于數控加工專業教育的順利進行。

3、改革教學方法

改革以技能培訓為最終目標的教學方法，強化服務意識。在教學方法中應更多的引入實體式數控加工的相關知識，將對比式教學貫穿于整個教學過程中。轉變教學習慣模式，不斷創新教學手段；轉變實踐教學環節淡化理論的傳統思維，加強理論與實踐的結合。

4、針對培養目標進行教學改革

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數控技術在現代制造技術中的應用，最具代表性的是數控機床，所以數控機床的實訓應是整個機械工程實訓的重點內容之一，數控機床的實訓時間占訓練時間的比例應大一些。常見的數控機床有數控車床、數控銑床和數控加工中心，這3種機床的數量多，具有代表性。對于一臺數控機床來說，包括4方面的內容:制造、操作、編程和維修。實訓的主要內容以操作、編程和加工簡單的零件為主，增加學生的感性認識為主要目的。

1.1合理安排數控機床實訓的時間

由于機械工程實訓總學時的限制，青島農業大學機械專業學生共實習4周。數控機床實訓的內容較多，在訓練時間的安排上，數控車床2天、數控銑床和加工中心2天、其他數控機床1天，這樣既重點突出又全面。數控機床應用了先進的數控技術，和普通機床的實訓相比，講解的時間會多一些。一般操作講解、黑板上指令講解的時間約占1/2，讓學生能較深刻地理解數控機床是如何加工零件的;學生操作機床加工零件的時間約占1/2，使學生有較充足的時間增強對數控機床加工零件的感性認識。總之，實訓的重點雖為實踐，數控機床訓練的特點又決定了講解占了約一半的時間。

1.2合理安排數控機床實訓的內容和方法

在數控機床實訓中，操作、編程和加工零件是主要內容。首先對照機床講解基本的操作;然后學習數控的編程知識;最后加工出零件。編程方法的講解，只能在黑板上講解組成程序的指令字、程序的格式等，然后編寫一個簡單的程序。數控機床的坐標系是主要內容之一，機械坐標系、工件坐標系(編程坐標系)的概念，它們的作用是什么，必須結合編程才能講清楚。數控機床是按程序自動加工零件的，刀具沿程序指令的刀路運動切削工件，刀路的位置必須使用坐標系描述。所以，首先講清各種坐標系的概念，進而才能講清對刀等關鍵的概念，才能理解為什么在編程坐標系下編寫的程序可以在機床上加工出零件等問題。數控機床的實訓內容應與數控機床理論課的內容相輔相成，各有側重，通過數控機床的實訓為下一步學習數控機床理論課打下良好的基礎。數控機床實訓應以機床操作、編程、日常保養和安全使用為基本內容，重點應放在編程和操作上。通過基本編程知識和操作的學習，學生可具備基本的編程和操作能力，為了提高學生的實訓興趣和創新意識，可以讓學生自己設計一個簡單的零件，自己編程，經指導教師檢查無誤后上機加工;或者編程加工一些有趣的零件。如:數控車床上可以加工仿真子彈、仿真酒瓶等;數控銑床上可以加工一些漢字，如“歡迎實習”等。

1.3手工編程和自動編程

數控編程分手工編程和自動編程，形狀復雜的零件加工程序只能由計算機自動編程來完成。在實訓內容上，應手工編程和計算機自動編程并重。手工編程是數控車床實習的基本內容，通過手工編程加工簡單的小零件，是普遍采用的訓練方法。但隨著計算機技術的發展，CAD/CAM在機械加工中的廣泛應用，計算機自動編程也應是數控機床特別是數控銑床實習必講內容之一。由于實訓時間的限制，這部分的內容較多。所以，可以精簡為由實習指導教師通過一個例子演示給學生看，邊演示邊講解，講明形狀復雜及包含曲面的零件或模具的加工必須用計算機自動編程的方法編程，然后加工成所需的零件或模具。自動編程是通過計算機軟件完成的，常用的具有計算機編程功能的軟件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。1.4數控機床仿真軟件的應用機械工程實訓場地往往有限，數控機床價格較貴，配備的數控機床的種類和數量有限，平均到每一名學生的上機操作時間較少。為了解決這個矛盾，可以安排一定的時間，讓學生在機房使用數控機床仿真軟件練習數控機床的操作、編程和加工仿真。也可以不做統一安排，讓學生課后根據自己的情況自由上機練習。數控機床實訓的內容多，時間相對較少，一定要制訂詳細可行的實訓計劃，明確每天的訓練任務、訓練目的、訓練方法和訓練設備。這樣學生面對從未見過的設備就不會感到茫然，教師指導學生也會有條不紊，順利完成實訓任務［5］。

2演示教學法的應用

2.1什么是演示教學法

由于機械工程實訓總學時的限制，學生不可能自己動手操作每一種機床，特別是一些比較危險、貴重和精密的設備，比如高壓水切割機床、三坐標測量機以及電火花線切割、電火花成型等機床。為了解決這個矛盾，基于學校的實際情況，采用了演示教學的實訓方法。所謂演示教學法即指導教師講解機床的加工原理、操作方法、編程方法，然后自己操作機床加工一個零件演示給學生看。通過演示教學的實訓方法，解決了實訓內容多時間少、機床有限及教師有限的矛盾，還可以給學生打下進一步學習研究的基礎。

2.2以電火花線切割為例

電火花線切割屬于特種加工，特種加工是利用電能、化學能、光能或聲能等能量對工程材料進行加工的工藝方法。在特種加工中，加工工具(廣義的刀具)、加工工件與傳統的機加工不同，一般不是采用機械力加工，在實習時學生首先會想到加工工具是怎樣加工工件的。所以實習指導教師在實習的開始，應首先講明電火花線切割的加工原理。實習步驟如下:(1)指導教師啟動機床，用薄鋼板切割一個小五角星演示給學生看。學生發現一根很長的光滑的金屬鉬絲可以切割鋼板時，一定會感到吃驚，想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的過程中指導教師講解加工的原理，舉一個日常生活中簡單的電火花放電的例子:我們平時開關電器或插拔插頭時，會發現有時有電火花放電，嚴重時開關或插頭的導電部位有被燒的痕跡，甚至掉渣。電火花線切割的加工原理就是利用電火花放電產生的熱量使金屬被燒腐蝕而起到切割的作用。講完這個常見的現象后，再講電火花線切割的加工原理，學生就感到易于理解了。(3)指導教師再講解機床的操作方法。(4)簡單講解編程的方法，整個過程大約45min。

3多媒體技術在機械工程實訓中的應用

隨著計算機技術的飛速發展，計算機的多媒體技術和仿真技術已經應用于各行各業。機械工程實訓是一種實踐教學活動，但是計算機的多媒體技術和仿真技術在機械工程實訓中也能發揮重要的作用。由于實訓的內容不可能面面俱到，在學生實習完基本的內容后，可利用多媒體技術補充和總結，會起到良好的教學效果。

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