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关键词:工作过程导向 教学实践
一、问题提出
随着现代科学技术的迅猛发展及社会体系、经济体系和教育体系的不断改革与变化,社会对高素质技术人才的需求也在不断发生变化。高等职业教育肩负着向特定的行业和岗位培养合格的第一线的操作技能型的专门人才和高素质的劳动者的使命,如何提高学生的技能水平和综合素质,是高等职业学校一直在探索的一个具有现实意义的课题。
二、基于工作过程导向教学法的涵义
基于工作过程导向教学法是高职课程改革的方向,其核心追求是:不再把教师掌握的现有知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,学习的重点在学习过程而非学习结果,他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已经不再是教学中的主导者,而应成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。
数控编程课程是一门理论与实践性较强的学科,其主要任务是训练学生数控编程和数控加工的能力。在教学中,教师应如何处理好理论教学与实践教学的关系,更好地激发学生的学习兴趣,使学生既能学到理论知识,又能培养动手能力,以达到提高分析问题和解决问题的能力,是摆在教师面前的一道必须探索的、不可回避的重要课题。采用基于工作过程导向教学法,可以达到教与学共同提高的目的。例如在数控车床编程教学中我们选用了轴类零件、套类零件等作为载体,让学生通过编制车削加工程序,掌握编程的基本方法、各种指令及代码的使用、加工工艺方案的选择等,提高了学生学习的兴趣,教学的效果自然会很好。下面讲述一例基于工作过程导向教学的实施过程:
项目课题: 轴类零件的加工
问题分析: 在学习了数控编程的基础理论后,需进一步提高学生的动手技能。为使学生能较快较好的掌握操作技能,按数控车床高级工的标准进行技能训练。
一、任务分析:要完成本次课题,学生需要做完下列几方面工作:
1、分析零件的图样
(1)看懂零件图
(2)精度分析:尺寸精度,形位公差,表面粗糙度
2、加工工艺分析
(1)编程原点的确定
(2)制定加工方案及加工路线:
选择数控机床及数控系统、制定加工方案及加工路线
3、工件的定位,装夹与刀具量具的选用。
4、主轴转速
(1)进给速度
(2)切入深度(背吃刀量)和加工余量
5、轮廓基点(节点)的计算
6、确定加工工艺,填写数控加工工艺卡。
二、编写加工程序及输入程序
三、工件的加工操作
1、装刀,对刀确定加工参数
2、加工操作:程序检测,加工过程出现的问题
四、工件的检测及评分
按高级工标准进行自评
相关知识:普车基本理论与普车技能、数控基础理论知识、机制加工工艺学理论知识、制图知识、测量原理
材料清单:38钢(毛坯料)
刀具:符合要求的数控车刀,外圆粗车刀,三角螺纹,镗刀,切断刀,外圆精车刀
量具:千分尺,游标卡尺,卡规,万能角度,内径量表,止通规
实施过程:第一阶段活动开始:
讨论分析零件图,提出任务要求:
1、学生分成4人一组(制定工艺和编程2人;操作加工1人;检测评分1人)
2、判断工作表面,精度要求最高表面,看懂零件图
3、每一小组按要求加工出零件
第二阶段项目活动开展:
1、每小组按要求编写工艺卡和编写程序
2、操作机床加工工件,生产出合格零件
3、检测评分
4、各个小组介绍自己的加工过程,展示成果
5、回答其他小组提问
第三阶段总结:
学生根据以加工的零件,总结由图纸到零件的整个过程(或顺序)。
四、效果与反思
采用基于工作过程导向教学法,有利于培养学生的多种能力。在本门课的实施过程中,既提高了学生的基础理论、职业素养、编程能力、又提高了交流能力、管理能力、协作能力等的认知能力,为学生今后的发展奠定基础。提高了学生的学习兴趣,有利于自我学习能力的养成。尤其是中等以及中等偏下的学生。有利于更加全面地评价学生。评价系统更加注重了过程性的评价。
(一)情境的选取是基于工作过程导向教学法成功的关键
情境的选取要以教学的内容为依据,既要与书本知识紧密结合,又要和实际应用有联系,让学生既能运用所学的知识,又可以自主创新,情境的难易程度要针对学生的实际水平来确定。总之,情境的确定不是一件轻松随便的事,需要教师们经过多次的研讨,紧紧结合岗位能力的要求来确定。
(二)情境实施过程是基于工作过程导向教学法的核心环节
情境确定后,进行实施动员,教师要做好学生的学习动员工作,让学生了解情境活动教学的意义、情境应完成的功能、情境活动所需的技术与学习方法、实施流程及考核办法等。教师先期实施完成该情境,一方面对情境有全面的了解,便于更好地指导学生;另一方面可以展示案例效果,以增强启发学生的学习兴趣,使学生能够积极主动地参与到情境活动教学中来。教师在实施情境活动时,要充分设计好各个环节的活动,提前做好准备,并在实施情境活动中根据学生的情况灵活安排,在情境活动具体实施过程中,经常需要临时调整教学计划。因此,在工作过程导向教学法的实践中,要求教师有极大的创造性和应变能力。
(三)总结评估是基于工作过程导向教学法的重要环节
情境完成后的总结评估是必不可少的重要环节。首先,让学生表达、分享自己都学会了什么,总结教学活动对他们的意义。通过总结,使学生找到自己理论及操作技巧上的不足,以及在情境活动实施过程的最大收获与体会。然后,教师要在评估中指出情境活动存在的问题及解决的方法。教师要总结比较各组的特点,引导学生相互学习各自的长处,使学生的综合能力在总结评估中得到提高。最后,进行情境完成后的综合评定,由学生自我评价、相互评价及教师的评价结合,对学生个人在情境活动实施过程中的参与程度、所起的作用、合作能力、团队精神及成果等方面进行综合评价。
关键词:数控加工工艺及编程 实践教学 评价模式
课 题:苏州市职业大学校级科研项目《数控加工及编程课程实践教学的评价研究》(SZDG4-11014)。
数控加工在机械生产中的作用越来越重要。为了使学校人才培养更好地符合长三角地区实际,以满足中小型制造企业的高技能人才需求,笔者对数控加工工艺及编程课程教学改革进行探索,取得了一系列成果。
一、数控加工工艺及编程教学面临的问题
1.实践教学内涵
由于高职数控技术专业毕业生会有相当一批走上机械加工的工作岗位,因此课程内容在新工艺、新技术、新材料、新产品方面必须与传统课程内容进行整合,过难、过深、过偏的课程内容需要删除,与此相关的实践教学内容也应予以调整。实践教学中的实验、实训、课程设计、毕业设计等也要有一定变化,凸现出强化技能的实训课程来。
2.实践教学模式
原来的教学采用以课堂为主的模式。实践教学不能满足掌握技能的要求。
3.评价方法
原有的评价体系主要采用平时考察和期末考试来综合评定的模式。在评价重心上,只注重了结果,而忽略了过程;在评价内容和标准上,强调统一要求,而忽略个体差异;在评价方法上,使用量化评价多,而忽略了多种评价方法的综合应用;在评价主体上,以教师评价为主体,忽略了学生的自评、互评和他评。
二、数控加工工艺课教学改革实践
本地区以中小企业为主,企业接收工学结合的学生数量有限。在培养过程中,我们实施了“教师+工程师”导学教学新形式、“双向互动工学结合”教学模式。该模式获江苏省高等教育教学成果奖二等奖。通过分小组形式组成学习团队,每个学习团队分阶段地分别在校内、企业完成课程学习。学习形式有两种:一种是学习团队到企业进行工学结合,由企业导学教师指导学习;另一种形式是学习团队在校企导学教师和校内教师共同指导下,在校内完成校企导学、校内教师共同确定的项目课程学习。这种形式既能接受企业导学和校内教师的共同指导,还能利用学校的实训设施。这种教学模式,充分利用学校的有限资源,解决企业接收工学结合的学生数量的问题,让所有学生都分阶段地到企业去完成课程学习,分阶段地在校内完成项目教学。实现了教学环境与企业生产环境的融合,使学校和企业并列成为人才培养的主体。经过不断的建设和实施,在人才培养模式、课程体系、职业能力和素质培养等方面形成了自身的特色。
三、数控技术专业实践教学评价模式
1.原有的评价模式
(1)过程评价模式。过程模式是一个开放系统。过程模式的学习不是被动的直线式反应过程,而是一个主动参与探究的过程,关注整个过程的基本规范,使之与宽泛的目的保持一致。这种模式让中学生不是被动地接受老师的教育,而是主动地参与,通过自己的行动促进学习和认知技能的发展。
(2)CIPP评价模式。CIPP模式包括背景、输入、过程和成果这4个环节的评价。为了描述和评价长期的、真正成功的改革方案,斯塔佛尔比姆把成果评价分解为影响(impact)、成效(effectiveness)、可持续性(sustainability)和可应用性(transportability)评价4个阶段,由此构成了7个环节的评价模式。该模式不局限在评定目标达到的程度,而是关注了为目标提供有用信息的过程上。背景评价强调,首先应根据评价对象的需要对目标本身做出判断,看是否两者一致;输入评价强调最佳手段问题;过程评价强调实施情况;成果评价要测量、解释和评判目标成绩。
(3)差距评价模式。M.Provus提出的差距评价模式认为,课程计划和课程实施不一定是一回事。虽然课程实施是在课程计划的指导下进行的,但实际是在学校教育中,在实际的课程推进过程中,课程计划并没有完全落到实处,并没有完全在课程的事实过程中体现出来,而且在课程发展的整个过程中都会出现一种差距。真正揭示课程计划所设计理想目标和实际表现之间的差距,对于课程评价来讲是十分重要的,差距评价的核心点即在于此。
2.新构建的评价模式
综合以上三种评价模式,建立灵活的考核形式,注重在过程中发挥学生的关键能力,并作为学生成绩的重要评价部分。构建的评价体系确立 “主体取向”“过程取向”“目标取向”相结合的多重价值取向。根据项目化课程体系,紧扣“学科能力”“方法能力”“社会能力”形成相应的评价要素,对各评价要素进一步细化为评价内容的要点。考核形式主要包含以下三部分:
(1)学生自我评价。学生对自己实践成果的评价。依据过程评价模式,以学生为主体,让学生通过这个环节,对自己的思维方式、实践方法、实践能力进行思考,不断改进,提高学生学习的主动性和学习效率。对于以小组方式来完成实践任务的,按学习团队开展自我评价。这种按学习团队来集体进行的思考,更能反映学生之间的团队协作能力,也更好地检验了学生的实践能力水平。
(2)教师评价。教师对学生在学习过程中表现出的社会能力和方法能力的评价。依据CIPP评价模式,教师评价主要包括:工作量、工作难度、在小组中的作用、工作态度、沟通协调能力等。这种教师的成绩评价方式有利于提高学生的学习兴趣,发展学生的综合能力。还能帮助学生进一步明确学习和发展的目标,培养对学习负责的态度和精神。依据过程评价模式,通过数控加工工艺分析、划分加工工序、刀具与夹具选择、量具的选择、编制与调试程序、操作数控机床、零件的测量等整个加工过程对学生进行评价。结合两种评价模式教师给出教师评价。
(3)成果认定。指导教师依据差距评价模式,对学生工作进行成果的认定。成果认定主要是对学生实践结果的评价。在达到合格率的前提下,采用正确的方法完成多少个零件作为主要评定标准,实训报告仅作为参考标准。学生的实践态度、经济意识等职业素养在实践中得到了很大提高。
新的考核方法,既考理论,又考实践,并注重实际动手能力、创新能力和实践能力的考核,使学生既要能动脑,又要能动手。经过实践锻炼,使学生能够迅速成长为现代数控行业所需要的具有必要的理论知识和较强实践能力的应用型、技术型高技能人才。
四、小结
数控加工实践教学与理论教学之间存在关联性。实践教学的评价结果应反映出理论教学的效果,而理论教学的目标不能脱离实践目的。随着教学条件的不断改善,理论教学与实践教学的统一性会加大,对实践教学评价方法的研究会日益凸现,这符合高职教育的特色。
参考文献:
[1]孙翰英.高职数控技术专业实践教学评价方法的探究[J].科教文汇,2007(7).
【关键词】数控加工仿真系统 数控编程 教学
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)04-0011-01
随着现代制造技术的飞速发展,数控加工技术在机械、模具制造行业中的应用日益广泛,数控机床的编程已成为加工操作人员不可或缺的基本技能,而数控编程涉及了计算机技术、电气传动与控制、机械制造工艺及设备、测量技术、通讯等多个学科的知识,并且与实践紧密联系在一起,对于没有实践经验的高职学生而言,它既是实用的,也是抽象的。培养学生数控编程与操作技能,较为便捷有效的方法就是在实际数控机床上直接进行,但这种操作训练投入大、消耗多、成本高,还存在很大的安全隐患。本文探讨以提高学生编程及操作技能为核心,利用多媒体辅助教学手段,将数控编程需要的理实一体化教学,变成在计算机上利用仿真软件进行的多媒体教学,从而达到投入少、见效快,有效提高数控编程教学效果的方法和途径。
一、数控加工仿真软件介绍
数控加工仿真软件是根据教学训练的需要,把数控机床的实际加工制造过程转化为在计算机上平台虚拟加工的一种机床控制仿真软件。它模拟了真实数控机床的外形结构、操作面板和加工的全过程,使用户能在虚拟环境下模仿真实机床进行操作:机床启动、回零、手动操作、对刀、输入NC代码及代码校验,仿真加工、工件测量等,学习者可以直接、具体地观察到机床的操作与加工的过程,过程逼真,操作安全。
斯沃数控仿真软件是目前国内常用的数控仿真软件之一,斯沃数控仿真软件包括华中世纪星HNC、 FANUC、 SIEMENS(SINUMERIK)、 MITSUBISHI、 FAGOR、美国哈斯HAAS、 PA、广州数控GSK、北京凯恩帝KND、大连大森DASEN、南京华兴WA、 江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英、 成都广泰GREAT等多种数控系统的编程和加工功能[1],可以实现数控车床、数控铣床、数控加工中心加工零件全过程的仿真,其中包括毛坯定义、机床、夹具、刀具定义与选用,数控程序输入、编辑和调试、轨迹仿真等功能。该软件支持的门类及指令较为齐全,具有网络监控功能和实时操作评分功能,学生可通过在PC机上操作该软件,完全模拟了真实设备的操作过程,可快速掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的编程及操作;教师通过多媒体教学网络,可随时获得学生当前操作信息。
二、数控加工仿真软件的应用
1.模块化教学设计
常用的数控机床有数控车床、数控铣床、数控加工中心,在仿真软件中相应包含了不同数控系统的三类机床供教学中进行选择,因此教学设计时可将教学内容划分为相应的三个模块:数控车削的编程与操作、数控铣削的编程与操作、数控加工中心的编程与操作。无论从教学内容上来看还是从岗位操作要求来看,三个模块在数控编程中功能并重。所以根据教学内容将每个模块划分为若干个单元,各单元既相对独立又相互关联。在具体实施时,可根据不同的教学目标和培养对象选择不同的模块内容进行教学。在使用仿真软件的教学过程中,这种模块化的教学设计以提高学生编程与操作能力为核心,使学生能够集中精力,在一段时间内针对某一类机床进行编程训练,快速掌握该种数控机床的对刀方式、编程指令、编程特点及操作要领,也有利于学生获取不同工种的数控机床操作职业资格证书。
2.任务式驱动模式
针对数控编程的教学要求,将教学内容分为若干个任务单元,每个任务单元都包含了要求完成的任务内容,学生通过完成每个单元布置的学习任务掌握学习内容,达到教学目标。在用数控仿真软件进行的教学过程中,任务设计是一个关键环节,教师以任务作为学生学习的主线,把教学内容和教学目标巧妙地安排在一个个的任务中,且每一个任务在仿真软件中都应该有完成后能够提交的对象(如加工程序、仿真加工后的零件、刀具轨迹、仿真软件自动记录的操作文件、系统自动评分等)。
在数控加工仿真软件中,任务驱动的模式使学生在学习数控编程与操作的过程中,摆脱了老师讲、学生听的模式,每个学生都拥有一台模拟的数控机床,可以单独进行编程并操作,最终完成单元任务,激发了学生的学习热情,从而使学生真正掌握所学内容。
3.情景式教学方式
在情景式教学中,情境的选取是教学成功的关键。情境的选取要以教学的内容为依据,既要与书本知识紧密结合,又要和实际应用有联系,让学生既能运用所学的知识,又可以自主创新,情境的难易程度要针对学生的实际水平来确定。教师在实施情境活动时,要充分设计好各个环节的活动,提前做好准备,并在实施情境活动中根据学生的情况灵活安排,随时调整教学方案,因此,在教学实践中,要求教师有极大的创造性和应变能力。由于数控加工仿真系统具有强大的显示功能和全中文的结构设计,并配以丰富多彩、自然逼真的界面显示,使学生在学习过程中如身临其境,从而提高了学生学习的兴趣,取得了较好的教学效果。
三、不足之处
1.数控加工仿真软件只是实现数控编程与加工过程的模拟,并不能代替学生在实际数控机床上切削加工的实际感受,在选择定义毛坯、刀具、夹具、量具时不能充分考虑现场的生产条件;在仿真加工过程中,编写在程序中的切削参数及工件材料对加工过程和加工质量的影响,无法直观感受,也不能进行有效控制。因此,在应用数控加工仿真软件进行编程与操作训练时,容易忽视这些因素。
2.数控加工仿真软件包含的数控系统及机床门类繁多,功能各异,有些数控系统拥有的指令或功能,在仿真软件上不能完全获得支持,容易使学生对编程理论产生疑虑;软件占用了较大的内存空间,有时候容易产生滞后现象,甚至出现软件故障,因此需要不断保存当前的工作。
尽管如此,在以操作技能为核心的职业技术教育中,数控编程操作的仿真教学,既有利于全面提高学生素质和综合职业能力,又有利于激发学生独立思考的兴趣和创新意识,对培养学生自主学习精神和勇于实践的能力可收到良好的效果。针对在应用中产生的问题,只要主动采取应对措施,扬长避短,就能使数控加工仿真软件在培养数控编程技术人才方面发挥其重要的作用。
数控技术在现代制造技术中的应用,最具代表性的是数控机床,所以数控机床的实训应是整个机械工程实训的重点内容之一,数控机床的实训时间占训练时间的比例应大一些。常见的数控机床有数控车床、数控铣床和数控加工中心,这3种机床的数量多,具有代表性。对于一台数控机床来说,包括4方面的内容:制造、操作、编程和维修。实训的主要内容以操作、编程和加工简单的零件为主,增加学生的感性认识为主要目的。
1.1合理安排数控机床实训的时间由于机械工程实训总学时的限制,青岛农业大学机械专业学生共实习4周。数控机床实训的内容较多,在训练时间的安排上,数控车床2天、数控铣床和加工中心2天、其他数控机床1天,这样既重点突出又全面。数控机床应用了先进的数控技术,和普通机床的实训相比,讲解的时间会多一些。一般操作讲解、黑板上指令讲解的时间约占1/2,让学生能较深刻地理解数控机床是如何加工零件的;学生操作机床加工零件的时间约占1/2,使学生有较充足的时间增强对数控机床加工零件的感性认识。总之,实训的重点虽为实践,数控机床训练的特点又决定了讲解占了约一半的时间。
1.2合理安排数控机床实训的内容和方法在数控机床实训中,操作、编程和加工零件是主要内容。首先对照机床讲解基本的操作;然后学习数控的编程知识;最后加工出零件。编程方法的讲解,只能在黑板上讲解组成程序的指令字、程序的格式等,然后编写一个简单的程序。数控机床的坐标系是主要内容之一,机械坐标系、工件坐标系(编程坐标系)的概念,它们的作用是什么,必须结合编程才能讲清楚。数控机床是按程序自动加工零件的,刀具沿程序指令的刀路运动切削工件,刀路的位置必须使用坐标系描述。所以,首先讲清各种坐标系的概念,进而才能讲清对刀等关键的概念,才能理解为什么在编程坐标系下编写的程序可以在机床上加工出零件等问题。数控机床的实训内容应与数控机床理论课的内容相辅相成,各有侧重,通过数控机床的实训为下一步学习数控机床理论课打下良好的基础。数控机床实训应以机床操作、编程、日常保养和安全使用为基本内容,重点应放在编程和操作上。通过基本编程知识和操作的学习,学生可具备基本的编程和操作能力,为了提高学生的实训兴趣和创新意识,可以让学生自己设计一个简单的零件,自己编程,经指导教师检查无误后上机加工;或者编程加工一些有趣的零件。如:数控车床上可以加工仿真子弹、仿真酒瓶等;数控铣床上可以加工一些汉字,如“欢迎实习”等。
1.3手工编程和自动编程数控编程分手工编程和自动编程,形状复杂的零件加工程序只能由计算机自动编程来完成。在实训内容上,应手工编程和计算机自动编程并重。手工编程是数控车床实习的基本内容,通过手工编程加工简单的小零件,是普遍采用的训练方法。但随着计算机技术的发展,CAD/CAM在机械加工中的广泛应用,计算机自动编程也应是数控机床特别是数控铣床实习必讲内容之一。由于实训时间的限制,这部分的内容较多。所以,可以精简为由实习指导教师通过一个例子演示给学生看,边演示边讲解,讲明形状复杂及包含曲面的零件或模具的加工必须用计算机自动编程的方法编程,然后加工成所需的零件或模具。自动编程是通过计算机软件完成的,常用的具有计算机编程功能的软件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。
1.4数控机床仿真软件的应用机械工程实训场地往往有限,数控机床价格较贵,配备的数控机床的种类和数量有限,平均到每一名学生的上机操作时间较少。为了解决这个矛盾,可以安排一定的时间,让学生在机房使用数控机床仿真软件练习数控机床的操作、编程和加工仿真。也可以不做统一安排,让学生课后根据自己的情况自由上机练习。数控机床实训的内容多,时间相对较少,一定要制订详细可行的实训计划,明确每天的训练任务、训练目的、训练方法和训练设备。这样学生面对从未见过的设备就不会感到茫然,教师指导学生也会有条不紊,顺利完成实训任务。
2演示教学法的应用
2.1什么是演示教学法由于机械工程实训总学时的限制,学生不可能自己动手操作每一种机床,特别是一些比较危险、贵重和精密的设备,比如高压水切割机床、三坐标测量机以及电火花线切割、电火花成型等机床。为了解决这个矛盾,基于学校的实际情况,采用了演示教学的实训方法。所谓演示教学法即指导教师讲解机床的加工原理、操作方法、编程方法,然后自己操作机床加工一个零件演示给学生看。通过演示教学的实训方法,解决了实训内容多时间少、机床有限及教师有限的矛盾,还可以给学生打下进一步学习研究的基础。
2.2以电火花线切割为例电火花线切割属于特种加工,特种加工是利用电能、化学能、光能或声能等能量对工程材料进行加工的工艺方法。在特种加工中,加工工具(广义的刀具)、加工工件与传统的机加工不同,一般不是采用机械力加工,在实习时学生首先会想到加工工具是怎样加工工件的。所以实习指导教师在实习的开始,应首先讲明电火花线切割的加工原理。实习步骤如下:(1)指导教师启动机床,用薄钢板切割一个小五角星演示给学生看。学生发现一根很长的光滑的金属钼丝可以切割钢板时,一定感到吃惊,想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的过程中指导教师讲解加工的原理,举一个日常生活中简单的电火花放电的例子:我们平时开关电器或插拔插头时,会发现有时有电火花放电,严重时开关或插头的导电部位有被烧的痕迹,甚至掉渣。电火花线切割的加工原理就是利用电火花放电产生的热量使金属被烧腐蚀而起到切割的作用。讲完这个常见的现象后,再讲电火花线切割的加工原理,学生就感到易于理解了。(3)指导教师再讲解机床的操作方法。(4)简单讲解编程的方法,整个过程大约45min。
3多媒体技术在机械工程实训中的应用
随着计算机技术的飞速发展,计算机的多媒体技术和仿真技术已经应用于各行各业。机械工程实训是一种实践教学活动,但是计算机的多媒体技术和仿真技术在机械工程实训中也能发挥重要的作用。由于实训的内容不可能面面俱到,在学生实习完基本的内容后,可利用多媒体技术补充和总结,会起到良好的教学效果。
4结束语
关键词:椭圆 数控编程 宏程序 难点 简化
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2013)12-0251-01
随着数控技术不断的发展,数控技术在生产制造的作用和地位逐渐凸显出来,在企业内的应用也越来越广泛,对数控技能的掌握就显得更有必要了。每年全国数控职业技能大赛的规模举办得越来越大,显然国家对数控技能人才的培养很重视。借技能大赛,国家意于发现更多的数控人才,培养出更多的数控人才,发挥数控人才的技能,强大数控人才团队,从而更好更快的推动数控技术的发展。
比赛的趋势必然对选手的技能要求越来越高,比如非圆曲线的加工在竞赛中的比例逐渐加大,非圆曲线的手工编程涉及到宏程序,很多学生碰到宏程序编程就觉得无从下手,总认为是一个难以攻破的难题。在我们数控编程与加工教学过程中,广大教师感到宏程序编程不易教学;学生学起来也不易理解,难以掌握,所以能否掌握非圆曲线的宏程序编程就成为了解决难题的关键。本文针对HNC-21/22T数控车系统关于椭圆宏程序编程方法的探讨,希望有助于我们尽快尽早地解决此难题,同时利于提高学生在比赛编程环节中的效率,提高学生的数控编程能力和赢得获奖荣誉的机会。
我们以下面已知轴类零件图为例,来探讨椭圆的宏程序编程,归纳出椭圆编程的规律,便于今后的教学。
通过图样分析,椭圆的编程是零件图的难点之处,编程之前我们需要掌握相关的知识。
一、建立椭圆轮廓的数学模型
A形式:
椭圆参数方程
a为椭圆的长半轴,b为椭圆的短半轴,为离心角 ,(c,d)为椭圆中心坐标相对于编程坐标原点的坐标。
零件图的椭圆,长半轴a=9,短半轴b=6,离心角 ,在椭圆上的任一点A的坐标为( , ),则X=9 ,y=6 。在数控车床编程时,我们要注意坐标轴的转换,把椭圆方程坐标系的轴变为车床的轴,Z轴变成X轴,Y轴变为X轴,再考虑椭圆中心(c,d)坐标相对于编程坐标系的坐标,则椭圆的参数方程应转变为:
离心角 的定义域
二、需要了解数控编程宏程序的基础知识
1.算术运算符:+,-,*,/
2.条件运算符:EQ(=),GT(>),GE(≥),LT(
3.函数:SIN(正弦),COS(余弦)SQRT(开平方)
4.常量PI:圆周率π
5.变量#I(I=1,2,3...)
6.赋值语句
格式:宏变量=常数或表达式,如:#1=30;#2=12*SIN[#1*PI/180]
7.循环语句表达式:用运算符连接起来的常数,宏变量构成表达式
格式:WHILE 条件表达式
......
......
ENDW
三、根据以上两部分的知识,针对华中“世纪星”HNC-21/22T系统进行椭圆宏程序编程
四、在大量的典型例子练习中,我们摸索出了椭圆宏程序编程的规律,按此规律来编写宏程序就简便许多了,又容易掌握(见表1)