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1 前言
随着我国机械制造业的不断发展,数控技术得到广泛应用,社会对数控技术型人才的需求也大大增加。我国各大中职学校相继增设或扩展了数控专业,大量扩招数控专业学生,近年来为社会输送了大批数控技术型人才。由于中职学校办学实力不雄厚,数控设备、机床数量远远不能满足学生参与学习实践的需求,运用数控仿真系统能让学生模拟真实数控机床的操作,学习数控技术,弥补学生在实际操作中的不足,因此,数控仿真系统在中职教学中的应用处于越来越显著的地位。
2 数控仿真系统
数控仿真系统是虚拟现实的仿真软件,具有能演示讲解数控操作编程、模拟真实数控机床的操作、帮助数控技术人员学习数控技术知识、协助工程技术人员预测检验数控程序等功能,目前已被广泛应用到各大院校的数控教学和机械制造企业中[1]。我国现今采用的数控仿真系统主要来自上海宇龙、广州超软、北京斐克等。
3 数控仿真系统在中职教学中的应用
中职学校一般比较注重对数控专业学生实用技能的培养,在数控教学中融入数控仿真系统,能有效提高学生对数控机床设备的操作水平,实现中职数控教学效果的显著增强。
3.1 培养学生的学习兴趣
数控专业涉及的加工、编程等方面的知识,都具有很强的理论性以及实践性,数控课程的内容往往比较抽象,不易理解。由于中职学校的大多数学生的起点较低,对知识的领会理解能力较差,学生在学习数控理论知识的过程中容易产生倦怠感,教师与学生面对面教学的传统方法已经很难达到良好的教学效果。数控仿真系统的网络功能十分强大,教师通过多媒体教学广播的形式,可以让学生在电脑屏幕上清楚看到自己演示的教学内容,并让学生在电脑上进行同步模仿操作。通过数控仿真系统,教师还能时时关注学生的操作情况,方便教师及时发现学生操作的错误,对学生进行针对性的指导。这种交互性的理论教学方式大大提高了师生的互动性和学生的动手操作能力,有助于培养学生的学习兴趣,保持学生学习的热情。
3.2 帮助学生熟悉数控设备机床的基本操作
由于办学资金、场地、数控机床种类多价格贵等多种因素的限制,目前大部分中职学校可供学生实际操作的机床的型号和数量非常有限,数控教学中,学生不能接触多种型号的机床,实际机床操作的次数和时间也相对有限。数控仿真系统全面模拟了数控机床操作的环境,不仅操作面板与真实的数控机床完全一样,操作的步骤也一致,数控机床工件的运动状况以及刀具的加工情况等都可以通过数控仿真系统直观地演示出来。学生可以通过数控仿真系统熟悉各种型号的数控机床对刀、工件装夹、刀具安装等一般操作。数控教学中,数控仿真系统还可以模拟演示不准确的数控程序和不规范的数控操作,帮助学生领会引发干涉和碰撞等状况的原因,在机床实际操作次数少的情况下,帮助学生熟悉各种数控机床操作,拓宽学生的知识面。
3.3 辅助数控编程教学
数控仿真系统具有检验数控编程代码是否正确,提示错误信息,并发出准确提示的功能。学生编写数控程序代码后,只要将程序代码输入数控仿真系统,数控仿真系统就会根据代码进行虚拟的加工,并验证学生编程程序的正确性,帮助学生找出编程程序的错误之处,并提示学生调试编程代码,实现正确的仿真加工。学生还可以通过数控仿真系统,全方位地旋转观察,了解仿真加工的进展,让学生在一定程度上加深对数控编程相关知识的了解,不仅能提高学生学习的效率,也减轻教师在数控编程教学方面的负担。
3.4 实现数控教学的多元化
目前,在我国应用比较广泛的数控系统有广州数控、FANUC、三菱、SIEMENS、华中数控等数控系统[2],但由于教学经费等问题,大多数中职学校的数控教学只涉及2~3种数控系统,对于培养高素质的数控技能人才有很大的影响。数控仿真系统能模拟仿真各类数控系统的操作和编程,将数控仿真系统运用到数控教学中,能辅助增加其他数控系统的仿真操作,使中职数控教学多元化,有助于学生学习不同数控系统的操作和编程,全面提高学生对各类数控系统的操作能力。
3.5 增强学生对参数的认识
为了提高数控机床的使用率,保障学生在实际操作中的安全,在中职数控教学中,数控加工的参数主要由教师操作确定,学生在实训中几乎不懂得如何确定参数,对参数的合理性认识有待加强。数控仿真系统可以模拟真实的数控加工参数,学生可以通过数控仿真系统了解切削深度、进给率、削速度等多种切削参数,预测工件和刀具破损和变形情况,进而领会不同参数对数控加工质量的影响,学会优化和调整切削参数,提高数控加工参数的认识[3]。
3.6 丰富教学评价内容
数控仿真系统具有自动检测学生的数控程序、指出数控程序错误原因以及三维测量等多项功能,学生可以通过数控仿真系统进行数控加工和编程的自我练习和自我测试,教师可以通过学生的操作记录,对学生作出相关的教学评价,中职学校也可以从数控仿真系统中学生的操作记录对教师的教学效果进行科学合理的评价[4]。数控仿真系统在中职数控教学的应用中,为中职学校的教学评价体系增加了一条新的标准,丰富了其教学评价内容。
4 在中职数控教学中应用数控仿真系统应注意的问题
在中职数控教学中,数控仿真系统是一种有效的辅助教学工具。但中职学校也要认识到数控仿真系统的缺陷,明确数控仿真系统在中职数控教学中存在的问题,并采取相应措施,加大数控仿真系统在中职数控教学中的作用。
首先,数控仿真系统仍未完善,学生在进行模拟仿真数控操作时,数控仿真系统的某些指令有时会出现无法执行的现象,致使学生对数控的相关理论知识产生疑惑,在一定程度上阻碍了学生对数控知识的深入理解和运用[5]。因此,在中职数控教学中,教师要科学合理地安排仿真操作和实际操作的时间,把仿真操作练习与实际操作练习交替进行。
其次,很多中职学校为了提高数控机床的使用率,延长数控机床的使用年限和维修成本,没有根据教学计划制定科学合理的数控操作课程安排,人为减少学生机床实训的时间,过分依赖于数控仿真系统的操作练习。过多模拟仿真操作练习,容易造成学生对实际操作的忽视,不利于学生实际数控技能水平的提高。因此,教师要制定合理的教学安排,在引入数控仿真系统辅助学生学习之前,要先安排学生对数控加工、编程、机床操作课程的学习,使学生对数控知识有总体上的认识后,再引入数控仿真系统,从而有效帮助学生快速学会数控仿真系统使用的各个步骤和方法,提高学习效率。
5 结语
数控仿真系统能有效地促进中职学校的数控教学,帮助其解决机床设备不足,不能满足学生实训要求的难题。中职学校要好好利用数控仿真系统,及时发现数控仿真系统在数控教学中的缺陷与不足,并积极改进,把数控仿真系统训练和实训操作紧密地结合在一起,推进对学生数控技能的培养,实现数控仿真系统在中职数控教学中的巨大作用。
参考文献
[1]刘杰.浅淡中职数控教学[J].河南农业,2010,31(06):69-75.
[2]宣国强.数控教学之“五步法”[J].中国教育技术装备,2010(5):57-63.
[3]刘光定,潘爱民.论数控加工仿真系统在数控教学中的作用[J].现代商贸工业,2010,18(1):38-52.
[4]王丽哲,付海燕.浅谈数控仿真软件在教学中的应用[J].才智,2010,16(4):103-117.
关键词:教学技巧,编程五步法,数控编程
随着数控技术的发展,数控技能型人才的需求越来越大,越来越多的学校开设了数控技术专业,而《数控编程与加工》作为数控技术专业的核心课程,也日益受到重视。但是在实际的数控编程教学中,学生学习的效果差异很大,为了能在实际教学中让学生较快的掌握编程能力,教师必须认真总结和归纳。
我有多年的数控车床编程经验,根据自己在教学方面的体会,总结了数控车床编程五步法,经过实践,学生反映很好。
编程体现的是工艺,所以编程的步骤就是把设计好的工艺路线完美的表达出来,而编程五步法也就是展现了加工中的5个通用的过程,使学生对编程有了整体的认识和把握,思路更清晰和明确。
1 编程五步法的分析
1.1 旋转主轴
这也是一般车床加工时的第一步,先让主轴旋转起来,然后再让刀具接近工件,切削零件。
1.2 调用刀具
一般车床加工时,在旋转主轴后会调用待加工的刀具,切记在第一次调用刀具时,使刀架处于安全的换刀位置,防止出现安全事故。
1.3 快速接近工件,至起刀点
在工件旋转,刀具调好后,就可以移动刀具,使刀具接近工件,待加工,为了提高效率,减少空行程,所以用快速点定位指令GOO。同时为了减少空行程,所以起刀点(刀具从起刀点开始加工)必须非常接近工件,但不能在工件上,不然G0指令会导致撞到工件。也要注意G0的加工路线,防止出现意外。
1.4 加工工件
在完成以上步骤后,就可以移动刀具,按照既定的加工工艺切削工件,一定要注意合理选用切削用量,并制定合理的加工工艺路线,减少空行程,提高加工质量和效率。
这一步中不同的零件,编程内容不同,也是体现工艺水准的核心部分。
1.5 远离工件,至安全换刀点
在刀具完成既定的加工后,需要远离工件,到安全的换刀点进行换刀。安全的换刀点可以灵活选择,只要保证刀具在换刀过程中不发生碰撞就可以。
以上五步对大部分的加工程序都适用。下面我们通过实例来验证一下五步法。
例 毛坯φ35,材料45#,加工上图所示零件(右端面已加工)
2 加工程序研究
经过多年的教学实践,学生对编程五步法有了较多的实践和认识,感觉很适合初学者,这是因为编程五步法有自身的特点:
2.1 通用性很好
几乎大部分的程序都可以适用,初学者开始学习程序时,对编程没有头绪,用编程五步法,可以帮助初学者建立对程序结构的整体认识,让学生能较快的建立起信心,有利于学生较快的入门。
2.2 结构模块化
初学者对程序结构的认识不够,所以总是感觉在编程的时候无从下手,而编程五步法的应用,使程序模块化,学生有了定心丸,知道怎么下手,怎么开始,怎么结束,思路很清晰。
2.3 经得起检验
编程五步法是从多年的实践中总结出来的,它也符合一般的加工习惯,所以学生在掌握后,有利于提高学生的实践水平和变成效率。
2.4 效率高
编程五步法体现了较好的变成思路,没有多余的步骤,减少了空行程,该快的时候快,所以实际加工中的效率高。
2.5 程序简单,易于理解
编程五步法,用的都是简单的编程指令代码,结构也简单,所以,初学者很容易掌握和运用。
3 结束语
编程五步法是经过多年的加工和教学实践,总结和归纳出的新的编程方法,简单,实用,易于掌握,而且它通用性也非常好,适合大部分数控车床程序的编制,所以非常适合于初学者,初学者可以通过编程五步法的学习,较快的熟悉程序的结构,掌握程序的编制方法。
参考文献:
关键词:数控仿真软件 中职教学 效果
数控技术伴随着机械制造业共同发展。近年来,随着数控技术的普及,对人才的需求也越来越大。我国很多中职技术学校为了适应社会需求,相继增设了数控专业,并不断实施扩招。可是,一些中职学校由于师资薄弱,缺少必要的机械及设备,无法满足学生的实践需要。因此,采用数控仿真系统,让学生进行机床的模拟操作,便于数控技术的学习。此种方式在很大程度上弥补了学生实践的不足,因此在中职教育中的地位与作用越来越重要。
一、数控仿真系统
数控仿真系统是一款仿真用软件。它可以对数控操作编程进行演示与讲解,对真实的数控机床进行模拟操作,还有助于数控技术人员加强基础性知识的掌握以及对数控程序进行检测及预测等。目前,这种仿真系统在机械制造业中得到了普及,在数控教学中得到了实际应用。目前,国内使用的数控仿真系统主要有斐克、超软以及宇龙等。
二、中职教学中数控仿真系统的实际应用
我国的中职教育非常注重提升学生的实际操作水平。对于数控专业的学生而言,实际操作与实用技能的培养是分不开的。通过在教学中引入了数控仿真系统,学生对机床的实际操作水平得到了极大提升,教学效果得到了显著改善。
1.加强对学生学习兴趣的培养
数控专业涉及的知识面很广,比如编程及加工等方面,且实践性及理论性很强,但由于内容有些抽象,一般很难理解。加之一些中职学生的基础知识很差,对问题及知识点的理解能力也很低,学生在进行学习时,很容易产生厌倦心理。如果沿用传统的教学模式,教学效果很不理想。而数控仿真系统具有强大的网络功能,老师在实际教学中完全可以利用多媒体等先进的教学模式进行。学生通过在电脑屏幕上对自己实习内容的演示,加深对内容的理解。学生在与电脑进行同步操作的过程中,进一步提升了实际操作水平。在这个系统教学中,老师还可以对学生的操作进行实时监控,对于操作中的失误或者错误做到及时发现及时纠正,有助于提升针对性指导的效果。这种教学方式极大提升了学生的动手能力,对于学生学习兴趣的培养和学习热情的提升都有着积极意义。
2.有助于提升学生对数控机床操作的基础性认识
一般的中职学校由于资金、场地以及设备种类的限制,很难一一配齐实际操作的机床型号。加之操作时间的限制,可能接触到实际机床的时间更短。这就要求学生们根据实际,举一反三。通过数控仿真系统的应用,学生不仅对现实机床的操作环境进行了模拟,也对实际操作程序有了深层的认识。由于仿真机床的操作面板与实际机床完全相同,操作及使用程序、步骤等也完全一样,因此,通过数控仿真系统实现了对机床工件运动情况和操作过程的全部演示。学生完全可以借助于数控仿真系统来实现对不同型号机床的了解,比如刀具的安装、工件装夹等均可以实现真实演示。对于一些不规范的操作和程序,模拟仿真系统同样可以完成演示,因此拓宽了学生的知识视野。
3.辅助编程的教学
数控仿真系统可以完成编程代码的检测,对于错误的编程,会提示相关信息。学生在进行学习中,只需输入程序代码,仿真系统就会根据学生输入的代码来进行虚拟的加工演示,并对学生编程的正确与否进行检验,并提示学生进行代码的调试,来完成正确的加工。同时,学生还可以对整个加工过程进行全方位以及多视角的观察,了解工件的加工进展。通过辅助程序,加深了学生对编程相关知识的掌握,在提升学生学习效果的同时,也减轻了教师辅导的难度。
4.多元化教学走入课堂
我国实际应用的数控系统有西门子、广州数控、华中数控等。但由于条件所限,很多中职学校涉及的系统很少,一般仅为2~3种,这对于数控人才的培养极为不利。通过实施数控仿真系统教学,实现了编程和操作的模拟化,并将仿真系统实际运用到教学中,使得中职教学出现了多元化趋势。这对于学生学习不同类型的数控系统的操作及编码,全面提升实际掌握能力有着积极意义。
5.学生的参数意识有所加强
为了提升机床的使用效果,保障学生实际操作的安全,在实际教学中,加工参数均由教师进行指导及确定,而学生对于参数的设定缺乏相关了解,对参数是否合理缺乏应有的判断。通过数控仿真系统的使用,学生们可以直接对参数进行设定,并对于工件的破损以及变形情况进行预测,对不同的参数可能对工件产生的影响进行直观了解,学会对参数进行优化,提升对参数设定的整体意识。
6.丰富了教学评价
数控仿真系统应用于实际教学中,可以对学生编写的数控程序以及错误情况进行检测及提示,并可以完成对出现错误的原因的判断以及三维测量等功能。在实际教学中,学生通过数控仿真系统的实际训练来加强自我练习以及测试,而老师也可以以此作为学生的评价依据,结合操作记录作出教学评价。学校也可以依据操作情况及操作记录对教学效果进行科学的评价。为此,通过使用数控仿真教学,教学评价体系多了一项评价标准,在评价内容上也有所增加。
7.减小了教师的工作强度
在进行编程指令学习时,针对每一次讲解完成的指令或者应用实例,教师可以使用教学控制软件将课后习题以文件的形式发到学生的学习终端,充分给予学生时间自行完成练习;也可以采用分组的形式,然后将调试出的结果进行比对。老师也会将正确的结果发到学习终端,对学生练习及调试的结果进行验证,从中找出不足,以促进其能力的提升。此外,通过这种师生互动,实现了教与学一体化,减小了教师的工作强度,在增进师生情谊的同时,也提升了学生的学习兴趣,使得学生的学习效果及实际操作技能都得到了提升。
三、数控仿真系统在实际应用中需要关注的问题
数控仿真系统作为辅助的教学工具,是极为有效的。但不可忽视的是,任何一款工具在使用中都会存在一定的缺陷。我们需要了解这些缺陷,并在实际教学中,积极采取措施,尽可能规避这些缺陷,才能更好地发挥数控仿真系统教学软件的作用。
第一,数控仿真系统的某些软件还需要进一步完善。很多指令在实际执行中被提示无法执行。为此,使得学生对数控理论知识产生了怀疑的态度。这在很大程度上阻碍了学生的学习及实际应用。学生对于数控知识的理解,也陷入了混沌状态,极大地影响了实际操作及对于理论知识的理解。因此,在中职教学中,数控仿真系统的使用要与实际操作交替进行。
第二,很多学校为了提升机床的利用率,随便延长其使用年限。在实际教学中,缺乏科学、合理的课程安排,人为减少学生机床实践时间,将数控仿真系统作为主要的教学工具来进行教学授课。由于模拟练习与实际操作还具有一段距离,过多应用容易造成学生对实际操作不够重视。这些都直接影响到学生的实际操作效果与水平。因此,学校在进行课时安排时,要做到模拟演练与实际操作相结合,通过模拟―实践―再模拟―再实践的授课方式,加深学生与数控加工、实际操作、参数设定以及编程的整体认识,以提升整体的学习效果。
第三,用数控仿真系统知识对工件的加工过程进行模拟,并不等同于实际的操作,学生无法体验到机床运转的声音以及切屑的掉落情况,缺乏对加工过程真实的感受。因而在实际操作中,很容易忽视切削量的多少;在选择道具时,也不容易做出正确的选择。就这一点而言,老师要多给予学生实际操作的机会。即使是模拟操作,也要随时提醒学生实操的注意事项。作为一种初级训练工具,仿真系统对于学生熟悉机床及实操步骤有着促进作用。但是,学生也需要实际的操作及训练。因此,教师要对实操及仿真课课时进行科学合理的安排,真正发挥出仿真系统的作用。
四、数控仿真系统在中职教学中如何应用
数控仿真系统要在现实教学中得到正确的使用,达到理想的教学效果离不开教师的正确指导。老师在这里起到的作用非常重要。因此,老师在实际教学中,要突破传统教学理念的束缚,以学生为受教的主体,针对学生的特点,进行有针对性的指导。这样,才能有效激发学生的学习兴趣。在不断的实践中,锻炼学生的创新及动手、动脑能力,充分发挥他们的想象力。因此,老师要时刻把握教学的方向,科学合理使用仿真系统。
在进行实际教学过程中,对于仿真系统的使用,我们要本着科学的态度及端正的理念,不要对此产生过分地依赖。老师要教授学生学会编程及工件加工的程序。而学生也要清楚地知道,仿真系统只是一个辅助学习的工具,不是真的机床操作。从本质而言,仿真系统还远不能达到真实机床的操作要求,只是让学生了解操作过程及学会编程而已,以此来填补学生实训上的缺乏。但由于仿真软件的存在,解决了很多中职教学中无法解决的问题,也为以后的教学提供了一个可行的方向。
五、小结
我们通过数控仿真系统的使用,极大丰富了中职院校的教学内容,并且弥补了学校设备的不足和师资力量的薄弱,解决了教育教学中的难题。因此,中职学校在数控仿真系统的使用上,要科学合理,既要补充学生们实践的不足,又要充分发挥出数控仿真系统的内在作用,将实践教学与模拟教学有机结合,以提升学生的数控加工技能,真正发挥数控仿真系统的巨大作用。
参考文献:
[1]刘光定,潘爱民.论数控加工仿真系统在数控教学中的作用[J].现代商贸工业,2010(18).
[2]刘杰.浅淡中职数控教学[J].河南农业,2010(31).
摘要:数控技术是一门新兴的技术学科,数控技术课程是数控类专业必修的专业基础课程。通过本课程学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作,以及数控机床的编程知识;熟悉相关的仿真软件和CAM软件的应用。本文根据数控技术应用课程的特点,指出当前数控技术课程教学中存在的问题,提出了提高和解决数控技术应用课程教学质量的方法和途径。
关键词:数控技术应用;职业教育;课程特点;问题;解决方法
【中图分类号】G423.04
目前,随着数控技术教育的普及,职业院校数控技术课程教学面临着种种问题。这种情况严重制约着职业院校中数控专业的发展,有必要予以高度重视,进行深入研究。
现根据数控技术课程的特点,从数控技术课程存在的问题提出相应的的解决方法和途径。
一、数控技术应用课程的特点
1、数控技术涉及面广。数控技术涉及到加工工艺方面的知识、机床及机床夹具方面的知识、刀具及刀具材料的知识、金属切削原理、工件材料、机电技术方面的知识、数字控制和计算机技术、CAD/CAM一体化技术、FMS、CIMS软件技术、信息流管理与控制等等。
2、软件技术更新快。目前,数控技术正在发生根本性技术更新,从专用型封闭式开环控制模式,向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在现代集成化基础上,数控系统已经实现了小型化、薄型化,而且综合了计算机、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;
3、课程实践性强。数控技术是实践性很强的一门学科,数控技术教学中每一个环节,如数控机床伺服系统分析,机械结构分析、加工工艺分析、数控机床故障诊断与维修以及数控编程与操作等,都必须用相应的实训教学来加深加强理论教学的效果,通过实操来验证理论教学。离开实践,既不能培养学生的数控编程能力、数控机床的操作能力,也不能培养数控系统的维护能力
二、当前数控技术课程教学存在的问题
1、适合的书籍太少。目前,适合职业院校使用的数控技术课程的书籍还是太少,教学上所使用的书籍从内容上还比较肤浅,大都比较重视理论,真正适合实训教学的还比较少,在实训教学操作中碰到的难题和集中问题在教材中基本没有体现。而且深入反映科技前沿技术的教材缺乏,适应高层次人才培养的高质量教材更少。数控技术的特点是更新快,很多教材知识体系还停留在十年前。另外没有与本校实训设备的数控系统配套的教材。市场上相关的教材对每一种数控系统都是泛泛而谈,没有针对性。
2、专业师资技术不过硬。很多职业院校从事数控教学的教师都是高校毕业直接从事数控教学,或者从其他机械基础专业转数控方向。在理论教学上,没有太大的问题。但是这些老师普遍存在一个问题,他们自己本身对于机械加工都极其欠缺生产实践经验,在数控技术教学中根本不能很好的把理论和实践结合起来。导致教学过程按照概念照本宣科,枯燥无味,学生学不到真正有用的东西。
3、忽视传统实习项目。很多职业院校不怎么重视传统实训项目,由于师资和场地的原因,传统实训简单走过场。传统的实习项目车工、钳工、铣工、磨工等工种对学生动手能力的培养作用很大,在实训过程中不容忽视。只有通过这些传统项目的实训,学生才能够真正掌握加工参数的重要性,从而掌握刀具的磨削和使用,才能体会材料与刀具、刀具与加工参数之间的关系,进行数控编程时选择加工参数才会更合理。数控专业学生不通过普通机床实习直接去操作数控机床是不合理的。
4、教学内容不太规范。很多职业院校安排课程,数控编程前期安排的课程对于数控机床的机械结构、伺服控制系统、刀具及数控加工工艺方面的知识相对安排较少。数控技术作为一门专业基础课,许多实质性技术和最新技术讲授得不够深入,往往停留在书本概念上,新功能、新技术的讲授也跟不上技术发展的理论,理论联系实践探讨的深度不够,课程教学内容不够深入和前沿,导致学生只知道是什么,不知道为什么。
5、实训教学环节条件较差。一部分职业院校学生的实训教学远远达不到要求,实训内容还存在着很大的缺陷,实训时间安排不够,实训课题脱离生产实际,没有系统性,学生对数控机床的认识还有相当的距离,对于数控机床的了解也仅停留在熟练使用操作面板上,对于操作过程当中出现的具体问题还不能应对。
三、提高和解决数控技术应用课程教学质量的方法和途径
1、加强数控专业校本教材的开发。针对现在市场上合适的教材少的问题,结合本校实训设备的数控系统,加大校本教材的开发,将学生实训操作中碰到的难题在教材中一一解决,并且邀请生产企业技术岗位的人员参与编写,结合企业产品加工中出现的问题,以企业产品实例为课题,多编写实例。这种方法,在实践中,已经取得了比较好的效果
2、加强数控师资培养。数控技术课程的师资和那些专业基础课教师相比,所需要接受的专业训练和从教资历有很大的不同。他们既需要有扎实的理论,更需要有相当的生产实践经验。在师资培训方面,不仅要邀请不同领域的数控技术专家来学校定期讲座培训,了解最先进的前沿技术的发展和应用。更要有计划的选派一部分任课教师深入到生产实训基地参与数控技能培训,也可以深入工厂进行专业技能培训,弥补我们的教学、实验、实训中存在的缺陷。
3、重视传统实训项目。数控专业的学生在操作数控车床之前必须进行普通车床的实习,掌握切削用量对加工的影响,掌握常规零件加工工艺。在操作数控铣床、加工中心之前必须进行普通铣床的实习。因为传统普通机床的实训,直接决定着数控水平的高低,所以机加工基础的强化,是数控实习的重点。职业院校根据本校数控技术专业学生人数建设数控实训、实验基地的同时,也要配套建设传统实训基地。
4、改善教学实训环节。因为数控技术课程不但具有理论知识面宽,而且具有很强的实践性和应用性,所以需从系统出发,安排学生更多的实验、实训时间,才能达到满意的效果。教学安排中要注意实践教学所占比例,并使理论教学与实践教学交叉进行。为使学生对已有知识做到融会贯通,在设计实训课题时要注重循序渐进,能够发挥学生的主观能动性。
5、采用合适的教学方法和教学手段。数控技术课程部分章节的内容很抽象,刚开始学习数控技术的学生仅凭文字很难理解数控系统中各组成部分的含义和功能,也无法理解数控装置到底是个什么设备,很难理解检测信号反馈的意义在哪等等一系列的问题。如果仅仅只采用课堂讲述的方法是无法达到很好的效果的。
采用多媒体辅助教学,制作多媒体课件,比如在编程坐标系的教学中,展示机床坐标系与主轴卡盘关系,加入工件后,描绘出编程坐标系所在位置,用不同颜色亮点显示机器零点、换刀点,让主轴卡盘动画闪烁,在视觉上产生一种转动感觉,对于理解直径编程起到重要作用。
采取比较法教学,比如,在介绍数控车床时,采用比较法。采取比较法,使整个教学内容清晰有序,使学生在比较、归纳、总结的过程中,加深对数控机床的认识。
采用分组讨论法。在实训后期,可以结合学校产品或者企业产品,将学生分成几个团队,每个团队针对产品拿出自己的设计方案、工艺方案、加工方案。给定时间让他们自己完成整个零件,老师再比较优劣,引导分析原因。还学生主动思维的空间,避免了教师是主角,大部分学生是听众的教学模式。
采用仿真实训辅助教学,在数控实训中,适当的教学辅助手段是必需的,在编程教学中适当利用仿真软件,可以满足学生们检验编程的程序的正确性,也可以部分的代替数控机床进行实践操作学习,增加工位。为了弥补仿真软件的不足,可以让学生们通过仿真软件和实际机床轮流实训,这样能充分理解切削用量概念,掌握获得工件加工质量的方法。
6、培养学生兴趣。在进入数控技术课程学习时,组织学生观看有关柔性加工系统、柔性加工单元、柔性自动化装配线和数控机床概述等录像带,到工厂参观数控车、数控铣、数控线切割、加工中心等设备和现场生产,使他们对数控加工有一定的认识。通过直观的了解,学生的学习热情容易被激发起来,才会充满兴趣地投入数控专业学习。如果还是采取老师满堂讲,学生被动听、黑板上板书开机床的教学方法和手段,很难引起学生对数控技术课程的兴趣。
7、合理节省实训材料。部分职业院校为了降低实训成本,有意识的减少教学环节、减少实训时间等。其实可以通过合理节省实训材料达到降低实训成本的目的。数控实训实习实训材料全部采用钢料加工不太现实。为了降低成本,提高安全系数,在实训初期可先不用钢,而用其它材料进行加工。初期可以采用石蜡,塑料棒等材料制成的产品,减少实训初期学生对机床操作不熟练造成的失误,但是,在用其它材料代替钢件加工过程中,切削用量是无法体会的,因此,在实习最后采用铝及钢进行加工。更换材料的时间安排应视不同学生的情况灵活决定。
关键词: 《数控编程》 教学模式和方法 技能培养 技能学习
《数控编程》是数控技术应用专业和机械类相关专业的一门主干专业课,它以培养学生熟练掌握基本编程技能并能根据实际数控设备合理编制程序的能力为目标。同时它是对学生科学思维能力要求较强,实践性要求较高的一门课程。因此,教师应转变常规教学模式和方法,以使中职学生学习它,并学好它。针对于此,我主要作了以下几个方面的探索。
1.上好第一堂课,开启学习数控的大门
数控技术是什么样的技术,数控编程是怎样一个过程,老师在课堂上讲了半天,学生都似懂非懂,因为本身是刚接触,还没有建立起来这个概念,而又只是理论性地介绍,肯定感觉很抽象。并且这时学生有很强的好奇心理和求知欲望。因此,在第一堂课时教师就要抓住学生的心理,吸引其眼球,适时地安排一次数控实习现场观摩课就会收到意想不到的效果。在实习现场对数控机床的机床结构、编程的步骤、加工操作的顺序等都可以一并作介绍,然后示范加工一个零件,让学生尽可能参与进来,既是观摩又是实验。这种先入为主的实践活动能够让学生很好地对这门课程的学习产生极大的兴趣。兴趣是最好的老师,带着兴趣学习能够充分激发潜能,起到事半功倍的作用。
2.重拾信心,培养兴趣
对于中职学生来说,基础知识差,而基础知识差又主要反映在数学和英语上。学生的畏难情绪会反映到后面的学习中,并且很多学生想当然地认为数控能否学好取决于数学水平的高低。况且一听说是编程就觉得肯定比较高深,都抱着“我肯定学不会”的心理。正是这些因素使然,大部分学生还没有正式学习,已经从精气神上垮掉了一大半。因而在上课之初教师还有一个很重要的过程,就是帮助学生重拾学好这门课程的信心和培养学习编程的兴趣。首先要让学生明确和认识数学与数控不能直接划等号,数学没有学好不一定数控就学不好;其次数控编程与计算机编程也不能等同,数控编程只是按照代码格式要求再填写一些坐标即可;最后还可以在上课之初用一些简单的程序去车间试制工件,让学生看到程序在整个数控实习操作中的作用,同时又觉得数控机床的神秘,从而激发对数控学习的渴望。
3.充分利用数控仿真和多媒体技术
数控仿真教学是数控编程课教学很好的补充,利用数控仿真操作可以让学生在“玩中学”,自己编程的程序,通过仿真加工看到了真真切切的效果和模拟加工过程,能极大地调动其编程和操作的积极性,同时也可以在此来检查和校验编写程序的正确性,避免了程序人工检查繁琐的弊病和在实习操作中因程序错误而造成的撞机撞刀事故。并且改变传统教学方法和思路,在教学活动中充分利用现代教育技术和多媒体技术,能增强学生学习的兴趣和乐趣。
4.细化知识点,变专业为通俗
数控学习不难,因为数控技术其实是利用数字化信号来进行控制的一门技术,而数字化信号即为0、1、2、3、4、5、6等数字和G、M、F、S、X等字母。数控编程就更简单,就是把确定好的坐标填入规定的代码里即可。同时把编程代码介绍进行细化,加入实例,使学生能够从实例中先进行模仿达到学会编程的目的,变专业的数控编程为简单的填写坐标。下面是我以G01为例进行的代码介绍和编程:
G01――直线插补
格式:G01XxxZxxFxx
说明:G01指令刀具以指定的进给速度移动到指定的坐标值。用于对工件进行切削加工。首次使用轴插补指令时需指定进给量的值。
2.找出所需点的坐标值:A(20,0),B(20,-25),C(30,-25),D(30,-35)。
3.填写程序段:G01 X20 Z-25 F10;AB
G01 X30 Z-25 F10;BC
G01 X30 Z-35 F10;CD
相关知识:进给速度字F的单位可以是mm/min或mm/r。进给速度单位使用mm/r时,若主轴不转动,则轴插补指令没有意义。
在这个实例中,通过建立工件坐标系、找出所需点的坐标、填写程序段三个简单的步骤,就把G01指令的使用转变成只需找出几个坐标就可轻松填写出的程序段或程序。
5.指令学习要注重层次性
数控指令总结起来主要有G、M、F、S、T等几大功能指令,而这当中又以准备功能G指令需要重点学习和掌握。G指令可以分为基本指令(如G00、G01、G02、G03、G32等)、循环指令(简单循环和复合循环)及其它功能的指令(如G04、G28、G96等)。因此在教学过程中M、F、S、T等代码含义和使用比较简单,只需记住并能平常作业中穿插练习,G代码则不行。这就要按照一定的层次性来学习,先重点介绍几个最常用的基本指令,等能够熟练应用G00、G01、G02、G03等几个指令,可以考虑引入简单循环指令,再慢慢进入复合循环指令,最后把其它功能指令添加进来即可。
6.重视工艺方案的培养
数控编程的学习不仅是数控指令的学习和使用,而且是工艺方案的综合考量。手工编程的基本原则就是工艺路线最短、程序段最少。因此工艺方案的培养应贯穿数控编程学习的始终。从基本G代码指令G00到螺纹切削复合循环指令G76中的每一个刀具移动或切削指令都有走刀路线的合理安排与应用,而同一工件可以用多种工艺方法加工出来。如在锥度零件加工时,就有如下三种工艺方案:
锥度粗车方案:(图示说明)
这样在学习编程时就可以调动学生的主动性和积极性,每个人都使用不同的工艺方案来解决同一问题,最后评讲哪种方案较为合理。
总之,数控编程课的实践性较强,同时可操作性也较强,因此只要教师在教学过程中多与技能培养相结合,充分与技能学习相融合,定能搞好数控编程课的教学。
参考文献:
[1]顾力平.数控机床编程与操作(第二版 数控车床分册).劳动和社会保障出版社,2005.
[2]李彩丽.浅谈数控编程教学.现代经济信息,2009,(6).