數控技術(shù)課程的教學(xué)
數控技術(shù)課程的教學(xué)【1】
摘要：數控技術(shù)是一門(mén)新興的技術(shù)學(xué)科，數控技術(shù)課程是數控類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎課程。
通過(guò)本課程學(xué)生能掌握數控原理、插補原理、伺服系統、檢測原理等基本知識，掌握典型的數控系統的應用與操作，以及數控機床的編程知識;熟悉相關(guān)的仿真軟件和CAM軟件的應用。
本文根據數控技術(shù)應用課程的特點(diǎn)，指出當前數控技術(shù)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出了提高和解決數控技術(shù)應用課程教學(xué)質(zhì)量的方法和途徑。
關(guān)鍵詞：數控技術(shù)應用;職業(yè)教育;課程特點(diǎn);問(wèn)題;解決方法
目前，隨著(zhù)數控技術(shù)教育的普及，職業(yè)院校數控技術(shù)課程教學(xué)面臨著(zhù)種種問(wèn)題。
這種情況嚴重制約著(zhù)職業(yè)院校中數控專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，有必要予以高度重視，進(jìn)行深入研究。
現根據數控技術(shù)課程的特點(diǎn)，從數控技術(shù)課程存在的問(wèn)題提出相應的的解決方法和途徑。
一、數控技術(shù)應用課程的特點(diǎn)
1、數控技術(shù)涉及面廣。
數控技術(shù)涉及到加工工藝方面的知識、機床及機床夾具方面的知識、刀具及刀具材料的知識、金屬切削原理、工件材料、機電技術(shù)方面的知識、數字控制和計算機技術(shù)、CAD/CAM一體化技術(shù)、FMS、CIMS軟件技術(shù)、信息流管理與控制等等。
2、軟件技術(shù)更新快。
目前，數控技術(shù)正在發(fā)生根本性技術(shù)更新，從專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式，向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。
在現代集成化基礎上，數控系統已經(jīng)實(shí)現了小型化、薄型化，而且綜合了計算機、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等多學(xué)科技術(shù)，數控系統實(shí)現了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調節與補償各項參數，實(shí)現了在線(xiàn)診斷和智能化故障處理;
3、課程實(shí)踐性強。
數控技術(shù)是實(shí)踐性很強的一門(mén)學(xué)科，數控技術(shù)教學(xué)中每一個(gè)環(huán)節，如數控機床伺服系統分析，機械結構分析、加工工藝分析、數控機床故障診斷與維修以及數控編程與操作等，都必須用相應的實(shí)訓教學(xué)來(lái)加深加強理論教學(xué)的效果，通過(guò)實(shí)操來(lái)驗證理論教學(xué)。
離開(kāi)實(shí)踐，既不能培養學(xué)生的數控編程能力、數控機床的操作能力，也不能培養數控系統的維護能力
二、當前數控技術(shù)課程教學(xué)存在的問(wèn)題
1、適合的書(shū)籍太少。
目前，適合職業(yè)院校使用的數控技術(shù)課程的書(shū)籍還是太少，教學(xué)上所使用的書(shū)籍從內容上還比較膚淺，大都比較重視理論，真正適合實(shí)訓教學(xué)的還比較少，在實(shí)訓教學(xué)操作中碰到的難題和集中問(wèn)題在教材中基本沒(méi)有體現。
而且深入反映科技前沿技術(shù)的教材缺乏，適應高層次人才培養的高質(zhì)量教材更少。
數控技術(shù)的特點(diǎn)是更新快，很多教材知識體系還停留在十年前。
另外沒(méi)有與本校實(shí)訓設備的數控系統配套的教材。
市場(chǎng)上相關(guān)的教材對每一種數控系統都是泛泛而談，沒(méi)有針對性。
2、專(zhuān)業(yè)師資技術(shù)不過(guò)硬。
很多職業(yè)院校從事數控教學(xué)的教師都是高校畢業(yè)直接從事數控教學(xué)，或者從其他機械基礎專(zhuān)業(yè)轉數控方向。
在理論教學(xué)上，沒(méi)有太大的問(wèn)題。
但是這些老師普遍存在一個(gè)問(wèn)題，他們自己本身對于機械加工都極其欠缺生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗，在數控技術(shù)教學(xué)中根本不能很好的把理論和實(shí)踐結合起來(lái)。
導致教學(xué)過(guò)程按照概念照本宣科，枯燥無(wú)味，學(xué)生學(xué)不到真正有用的東西。
3、忽視傳統實(shí)習項目。
很多職業(yè)院校不怎么重視傳統實(shí)訓項目，由于師資和場(chǎng)地的原因，傳統實(shí)訓簡(jiǎn)單走過(guò)場(chǎng)。
傳統的實(shí)習項目車(chē)工、鉗工、銑工、磨工等工種對學(xué)生動(dòng)手能力的培養作用很大，在實(shí)訓過(guò)程中不容忽視。
只有通過(guò)這些傳統項目的實(shí)訓，學(xué)生才能夠真正掌握加工參數的重要性，從而掌握刀具的磨削和使用，才能體會(huì )材料與刀具、刀具與加工參數之間的關(guān)系，進(jìn)行數控編程時(shí)選擇加工參數才會(huì )更合理。
數控專(zhuān)業(yè)學(xué)生不通過(guò)普通機床實(shí)習直接去操作數控機床是不合理的。
4、教學(xué)內容不太規范。
很多職業(yè)院校安排課程，數控編程前期安排的課程對于數控機床的機械結構、伺服控制系統、刀具及數控加工工藝方面的知識相對安排較少。
數控技術(shù)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課，許多實(shí)質(zhì)性技術(shù)和最新技術(shù)講授得不夠深入，往往停留在書(shū)本概念上，新功能、新技術(shù)的講授也跟不上技術(shù)發(fā)展的理論，理論聯(lián)系實(shí)踐探討的深度不夠，課程教學(xué)內容不夠深入和前沿，導致學(xué)生只知道是什么，不知道為什么。
5、實(shí)訓教學(xué)環(huán)節條件較差。
一部分職業(yè)院校學(xué)生的實(shí)訓教學(xué)遠遠達不到要求，實(shí)訓內容還存在著(zhù)很大的缺陷，實(shí)訓時(shí)間安排不夠，實(shí)訓課題脫離生產(chǎn)實(shí)際，沒(méi)有系統性，學(xué)生對數控機床的認識還有相當的距離，對于數控機床的了解也僅停留在熟練使用操作面板上，對于操作過(guò)程當中出現的具體問(wèn)題還不能應對。
三、提高和解決數控技術(shù)應用課程教學(xué)質(zhì)量的方法和途徑
1、加強數控專(zhuān)業(yè)校本教材的開(kāi)發(fā)。
針對現在市場(chǎng)上合適的教材少的問(wèn)題，結合本校實(shí)訓設備的數控系統，加大校本教材的開(kāi)發(fā)，將學(xué)生實(shí)訓操作中碰到的難題在教材中一一解決，并且邀請生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)崗位的人員參與編寫(xiě)，結合企業(yè)產(chǎn)品加工中出現的問(wèn)題，以企業(yè)產(chǎn)品實(shí)例為課題，多編寫(xiě)實(shí)例。
這種方法，在實(shí)踐中，已經(jīng)取得了比較好的效果
2、加強數控師資培養。
數控技術(shù)課程的師資和那些專(zhuān)業(yè)基礎課教師相比，所需要接受的專(zhuān)業(yè)訓練和從教資歷有很大的不同。
他們既需要有扎實(shí)的理論，更需要有相當的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗。
在師資培訓方面，不僅要邀請不同領(lǐng)域的數控技術(shù)專(zhuān)家來(lái)學(xué)校定期講座培訓，了解最先進(jìn)的前沿技術(shù)的發(fā)展和應用。
更要有計劃的選派一部分任課教師深入到生產(chǎn)實(shí)訓基地參與數控技能培訓，也可以深入工廠(chǎng)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技能培訓，彌補我們的教學(xué)、實(shí)驗、實(shí)訓中存在的缺陷。
3、重視傳統實(shí)訓項目。
數控專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在操作數控車(chē)床之前必須進(jìn)行普通車(chē)床的實(shí)習，掌握切削用量對加工的影響，掌握常規零件加工工藝。
在操作數控銑床、加工中心之前必須進(jìn)行普通銑床的實(shí)習。
因為傳統普通機床的實(shí)訓，直接決定著(zhù)數控水平的高低，所以機加工基礎的強化，是數控實(shí)習的重點(diǎn)。
職業(yè)院校根據本校數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生人數建設數控實(shí)訓、實(shí)驗基地的同時(shí)，也要配套建設傳統實(shí)訓基地。
4、改善教學(xué)實(shí)訓環(huán)節。
因為數控技術(shù)課程不但具有理論知識面寬，而且具有很強的實(shí)踐性和應用性，所以需從系統出發(fā)，安排學(xué)生更多的實(shí)驗、實(shí)訓時(shí)間，才能達到滿(mǎn)意的效果。
教學(xué)安排中要注意實(shí)踐教學(xué)所占比例，并使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)交叉進(jìn)行。
為使學(xué)生對已有知識做到融會(huì )貫通，在設計實(shí)訓課題時(shí)要注重循序漸進(jìn)，能夠發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。
5、采用合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段。
數控技術(shù)課程部分章節的內容很抽象，剛開(kāi)始學(xué)習數控技術(shù)的學(xué)生僅憑文字很難理解數控系統中各組成部分的含義和功能，也無(wú)法理解數控裝置到底是個(gè)什么設備，很難理解檢測信號反饋的意義在哪等等一系列的問(wèn)題。
如果僅僅只采用課堂講述的方法是無(wú)法達到很好的效果的。
采用多媒體輔助教學(xué)，制作多媒體課件，比如在編程坐標系的教學(xué)中，展示機床坐標系與主軸卡盤(pán)關(guān)系，加入工件后，描繪出編程坐標系所在位置，用不同顏色亮點(diǎn)顯示機器零點(diǎn)、換刀點(diǎn)，讓主軸卡盤(pán)動(dòng)畫(huà)閃爍，在視覺(jué)上產(chǎn)生一種轉動(dòng)感覺(jué)，對于理解直徑編程起到重要作用。
采取比較法教學(xué)，比如，在介紹數控車(chē)床時(shí)，采用比較法。
采取比較法，使整個(gè)教學(xué)內容清晰有序，使學(xué)生在比較、歸納、總結的過(guò)程中，加深對數控機床的認識。
采用分組討論法。
在實(shí)訓后期，可以結合學(xué)校產(chǎn)品或者企業(yè)產(chǎn)品，將學(xué)生分成幾個(gè)團隊，每個(gè)團隊針對產(chǎn)品拿出自己的設計方案、工藝方案、加工方案。
給定時(shí)間讓他們自己完成整個(gè)零件，老師再比較優(yōu)劣，引導分析原因。
還學(xué)生主動(dòng)思維的空間，避免了教師是主角，大部分學(xué)生是聽(tīng)眾的教學(xué)模式。
采用仿真實(shí)訓輔助教學(xué)，在數控實(shí)訓中，適當的教學(xué)輔助手段是必需的，在編程教學(xué)中適當利用仿真軟件，可以滿(mǎn)足學(xué)生們檢驗編程的程序的正確性，也可以部分的代替數控機床進(jìn)行實(shí)踐操作學(xué)習，增加工位。
為了彌補仿真軟件的不足，可以讓學(xué)生們通過(guò)仿真軟件和實(shí)際機床輪流實(shí)訓，這樣能充分理解切削用量概念，掌握獲得工件加工質(zhì)量的方法。
6、培養學(xué)生興趣。
在進(jìn)入數控技術(shù)課程學(xué)習時(shí)，組織學(xué)生觀(guān)看有關(guān)柔性加工系統、柔性加工單元、柔性自動(dòng)化裝配線(xiàn)和數控機床概述等錄像帶，到工廠(chǎng)參觀(guān)數控車(chē)、數控銑、數控線(xiàn)切割、加工中心等設備和現場(chǎng)生產(chǎn)，使他們對數控加工有一定的認識。
通過(guò)直觀(guān)的了解，學(xué)生的學(xué)習熱情容易被激發(fā)起來(lái)，才會(huì )充滿(mǎn)興趣地投入數控專(zhuān)業(yè)學(xué)習。
如果還是采取老師滿(mǎn)堂講，學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)、黑板上板書(shū)開(kāi)機床的教學(xué)方法和手段，很難引起學(xué)生對數控技術(shù)課程的興趣。
7、合理節省實(shí)訓材料。
部分職業(yè)院校為了降低實(shí)訓成本，有意識的減少教學(xué)環(huán)節、減少實(shí)訓時(shí)間等。
其實(shí)可以通過(guò)合理節省實(shí)訓材料達到降低實(shí)訓成本的目的。
數控實(shí)訓實(shí)習實(shí)訓材料全部采用鋼料加工不太現實(shí)。
為了降低成本，提高安全系數，在實(shí)訓初期可先不用鋼，而用其它材料進(jìn)行加工。
初期可以采用石蠟，塑料棒等材料制成的產(chǎn)品，減少實(shí)訓初期學(xué)生對機床操作不熟練造成的失誤，但是，在用其它材料代替鋼件加工過(guò)程中，切削用量是無(wú)法體會(huì )的，因此，在實(shí)習最后采用鋁及鋼進(jìn)行加工。
更換材料的時(shí)間安排應視不同學(xué)生的情況靈活決定。
8、校企結合出產(chǎn)品。
數控實(shí)訓后期，數控實(shí)訓完全可以和企業(yè)產(chǎn)品結合起來(lái)，整個(gè)加工過(guò)程和質(zhì)量的檢驗標準完全按照企業(yè)要求來(lái)嚴格執行。
這樣一方面可以大大降低數控實(shí)訓的成本，另一方面，學(xué)生在學(xué)校也能身臨其境的感受到企業(yè)生產(chǎn)的壓力和挑戰，對于能加工真正的產(chǎn)品有強烈的挑戰欲望。
這樣對學(xué)生的成長(cháng)非常有益處，實(shí)踐證明，這是一個(gè)雙贏(yíng)的舉措，對于提高數控技術(shù)實(shí)訓質(zhì)量效果非常好。
綜上所述，數控技術(shù)是一門(mén)綜合性的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課，它涉及到多門(mén)技術(shù)課程，同時(shí)它又是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，因此，要大力改善教學(xué)實(shí)訓條件，抓好校本教材建設，師資隊伍建設、教學(xué)環(huán)節基本建設，提高理論教學(xué)質(zhì)量和實(shí)訓教學(xué)效果，從教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節入手，注重學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的培養。
數控技術(shù)同時(shí)也是一門(mén)新興的技術(shù)學(xué)科，沒(méi)有更好的經(jīng)驗讓我們借用。
我們所要做的就是在教學(xué)實(shí)踐中學(xué)會(huì )教學(xué)，在搞好各相關(guān)課程教學(xué)的基礎上追求本課程的教學(xué)效果，在師資、教材、實(shí)訓條件等系統工程支柱的強力支撐下培養出真正的數控技術(shù)合格人才。
數控技術(shù)課程實(shí)驗教學(xué)【2】
【摘 要】數控技術(shù)就是運用電腦程序控制機器的方法，按工作人員事先編好的程式對機械零件進(jìn)行加工的過(guò)程。
本文針對數控技術(shù)課程的主要內容，確立數控技術(shù)實(shí)驗教學(xué)的目標，分析數控技術(shù)課程實(shí)驗教學(xué)的內容以及方法。
【關(guān)鍵詞】數控技術(shù);教學(xué);實(shí)驗;方法;考核
一、結合課程教學(xué)內容，明確實(shí)驗教學(xué)目標
數控技術(shù)課程內容通常以數控機床為中心進(jìn)行展開(kāi)。
數控機床作為典型的機電一體化產(chǎn)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(dòng)系統、執行系統和檢測系統等五大部分。
數控技術(shù)課程內容按照程序編制、插補算法與CNC系統、驅動(dòng)放大電路、伺服電機、檢測裝置等部分進(jìn)行設置即采用了這一分類(lèi)方法。
從數控技術(shù)課程內容的規劃中可以明確，數控技術(shù)實(shí)驗教學(xué)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(shí)踐技能培養和對數控技術(shù)原理的基本認識，從而通過(guò)實(shí)踐教學(xué)實(shí)現對課堂理論教學(xué)內容的深化理解。
二、根據實(shí)驗條件，確定實(shí)驗教學(xué)內容及教學(xué)方法
目前的數控技術(shù)實(shí)驗教學(xué)中大多只注重數控編程部分的實(shí)踐，而數控技術(shù)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)方向課程，可以供學(xué)生選擇的方向除了數控加工技術(shù)外還應包含數字控制技術(shù)。
因此，實(shí)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(shù)課堂教學(xué)內容。
數控實(shí)驗室現有數控車(chē)床、數控銑床、立式加工中心、數控線(xiàn)切割、數控電火花、宇龍仿真軟件及機電一體化實(shí)驗臺等設備，每個(gè)學(xué)校的設備雖然不同，但都屬于典型的機電一體化產(chǎn)品，具有相同的控制思想。
因此，在數控編程課堂教學(xué)內容開(kāi)始前，進(jìn)行的數控機床基本操作實(shí)驗中，首先通過(guò)各個(gè)機床的加工演示和講解，讓學(xué)生對機床的結構組成、工作原理、控制思想、操作方法進(jìn)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(diǎn)，通過(guò)對機床操作面板的使用，讓學(xué)生熟悉機床的基本操作方法。
最后，通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)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(shí)現過(guò)程。
在數控編程課程結束后進(jìn)行的數控機床編程加工實(shí)驗中，由教師給定題目或學(xué)生自擬的方式，根據零件圖紙，學(xué)生通過(guò)仿真軟件編制程序，最后經(jīng)教師審核后在機床上加工。
在課堂教學(xué)后期進(jìn)行的數控機床控制原理實(shí)驗中，首先通過(guò)機電一體化實(shí)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(huán)形分配器、驅動(dòng)器等關(guān)鍵部件，然后，通過(guò)結合機床操作面板、控制程序讓學(xué)生觀(guān)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(xué)生理解數控機床中信息的傳遞與驅動(dòng)、反饋控制原理。
三、做好實(shí)驗準備，提高實(shí)驗效率
數控機床是一種高技術(shù)含量、高精度、高性能的設備，設備造價(jià)比較高，受客觀(guān)因素的影響，實(shí)驗設備少，學(xué)生人數多，要使學(xué)生在短時(shí)間的實(shí)驗教學(xué)課時(shí)限制下盡可能多的理解和掌握數控機床編程及其技術(shù)原理的眾多知識，實(shí)驗前的準備工作極為重要。
開(kāi)學(xué)后，實(shí)驗教師應與理論課教師充分溝通，協(xié)調一致，制定好理論教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)的教學(xué)計劃;實(shí)驗課程開(kāi)始前，實(shí)驗教師應充分了解學(xué)生的理論課程進(jìn)展情況，從而根據學(xué)生實(shí)際情況，制定實(shí)驗教學(xué)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(shí)驗過(guò)程中的時(shí)間浪費。
數控技術(shù)涉及理論廣泛，學(xué)生的疑問(wèn)也較多，因此，實(shí)驗教師要不斷提高自身理論知識，充分理解實(shí)驗中涉及到的理論原理，明確實(shí)驗過(guò)程，從而使整個(gè)實(shí)驗過(guò)程系統化，并能及時(shí)準確、簡(jiǎn)潔明了的解答學(xué)生的提問(wèn)，從而提高實(shí)驗效率。
四、注重知識應用，提升綜合素質(zhì)
單一的數控機床編程操作實(shí)驗，簡(jiǎn)單的通過(guò)加工演示、簡(jiǎn)單實(shí)例，很難達到對學(xué)生綜合實(shí)踐能力的鍛煉，因此，應有針對性地開(kāi)發(fā)綜合類(lèi)的實(shí)驗項目。
如：利用加工中心，設置刀具長(cháng)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(chē)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(guò)對操作面板的操作，觀(guān)察數控系統PLC狀態(tài)圖的變化，結合電氣控制柜中的繼電器、接觸器的動(dòng)作，繪制機床的電氣控制原理圖;通過(guò)機電一體化實(shí)驗臺，編制PLC梯形圖，實(shí)現對機床工作臺的運動(dòng)控制;采用自動(dòng)編程軟件，完成零件的自動(dòng)編程。
與此同時(shí)，鼓勵學(xué)生在掌握基礎知識的情況下，根據實(shí)驗室條件，結合自身興趣和方向、科研經(jīng)驗，自主設計實(shí)驗內容，或在教師指導下參與共同設計新的實(shí)驗，從而充分調動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
五、完善實(shí)驗考核方式
數控技術(shù)課程作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)方向課，相比于大多數課程，實(shí)踐應用能力更為重要，因此，應加大實(shí)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(shí)踐四個(gè)方面進(jìn)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(shí)踐操作;綜合實(shí)踐由教師擬定綜合實(shí)例，由學(xué)生選題或自主選擇工程科研實(shí)際問(wèn)題，擬定加工工藝完成操作加工。
六、結語(yǔ)
實(shí)踐是創(chuàng )新的源泉，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，加深對理論的理解，從而更好的實(shí)現知識的應用，進(jìn)而實(shí)現對知識的綜合和創(chuàng )新思維的產(chǎn)生。
數控技術(shù)課程實(shí)驗是學(xué)生通過(guò)實(shí)踐理解和深化認識數控技術(shù)理論的關(guān)鍵，同時(shí)也是對知識綜合應用能力培養的關(guān)鍵。
數控技術(shù)實(shí)驗課程的特點(diǎn)，要求教師要在教學(xué)過(guò)程中不斷總結和完善，豐富教學(xué)手段和教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內容，提升自身理論與實(shí)踐能力，從而確保教學(xué)效果。
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