数控编程的概念范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇数控编程的概念范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

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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［5］。

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，一定会感到吃惊，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。

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2刀具补偿在数控加工中的作用

在数控加工中，使用刀具补偿，从其基本的原理、应用原则开始分析，以及结合工作经验来提高刀具补偿的应用效果。尤其需要了解在数控加工中刀具补偿的功能、从而促进实际应用的成效，根据刀具补偿的指令、使用等特点，来实施对应的刀补方式。

2．1刀具长度补偿在数控加工中的作用

对于数控加工，往往依据加工工件的要求、需要等，更换刀工指令，进而选取适宜的刀具完成加工，而刀具的长度会随时发生改变。随着刀具长度的变化，改变了非基准刀位点的起始位置，也改变了基准刀位点的起始位置，使其不能重合，所以，需要改变刀具的长度，进行适当的处理，减少零件报废，或撞刀等问题出现。通过实施刀具长度补偿，减少不必要问题的出现，以及提高编程、加工的效率。在使用刀具长度补偿，确保刀具以垂直的方向落在刀平面上，最多偏移一个刀具长度的修正值，因此，在具体数控的编程过程中，一般不用分析刀具的长度。对于刀具长度补偿，还用来调整不同规格的刀具，或刀具的磨损，通过刀具长度补偿指令，来补偿刀具的改变，减少重新调整刀具的工作量。

2．2刀具半径补偿在数控加工中的作用

在数控加工过程中，其原则为“刀具相对于工件运动”，而在编程时，往往引进刀具半径补偿，依据刀具的大小，结合工件的轮廓，来使用刀具，即自己运转而偏离轮廓一定距离，即一个刀具的半径，减少出现多切问题。对于数控加工，往往在精度、效率、质量等方面提出要求，所以，对于数控编程、操作人员，应准确把握刀具半径补偿的定义、使用的方法。尤其刀具半径补偿值的设置要合理，确保加工的精度。对于刀具半径补偿，应结合理论轮廓编程来进行，通过使用刀具半径补偿概念，提高编程的效率。一般而言，刀具半径补偿仅仅用在铣刀类的刀具方面，依据工件尺寸进行编程，接着，以刀具半径为主，把其放在半径补偿的储存器中，在此后的加工中通过更改刀具半径补偿值来实现加工［2］。

2．3刀具补偿在数控加工中的技巧

为了很好地使用刀具补偿概念，需要准确把握刀具补偿的使用技巧，进而提高工作的效率。首先，分析刀具长度补偿，在其指令的使用中，应确定出正负补偿，及偏置量。对于正负补偿量，要依据Z轴的方向来得出，比如，在编程原点的Z坐标的正方向，作为刀具的刀位点，在这时，往往使用负补偿，即G44。而补偿功能代号H，其后的两位数字，往往用来代表一定数值，即刀具补偿的寄存器地址，具体指存放刀具长度的补偿值，把主轴的轴端中心当作起刀点，使用的刀具要离开轴端的偏置量，即长度为H。这样，杜绝指令使用出现错误，杜绝加工事故的发生，达到使用刀具补偿的目的。对于刀具长度补偿指令，往往随着刀具位置的变化而变化，所以，随着坐标的改变，来改变工件的坐标系，重新构建一个新的坐标系，在新的工件坐标系中，把加工程序中的Z坐标值引入进来，在这样的方式下，使得刀具长度补偿的计算简单化，促进工作编程。对于刀具半径补偿，首先，分析一下刀具半径补偿的功能、刀具的选择，刀具路径的确定等，以“少吃快走”为思想进行加工，利于加工的效率。另外，在加工中，需要及时更改自己的思维方式加工典型工件，提高加工的效率。而刀具半径补偿的应用技巧，要求数控加工人员根据自己的实际工作，不断分析总结经验，从而利于刀具半径补偿概念的使用［3］。

3刀具补偿应用中的注意事项

在数控加工中，往往使用刀补功能，这就需要从以下几点开始注意。其一，在建立，及取消刀补时，需要把握好刀具，即使其在刀补平面内完成运动。其二，使用刀具补偿时，把握好刀具运动的方向，杜绝加工方向出现错误，引起工件的浪费。另外，对于刀具补偿的指令，在具体应用中，必须以一定程序进行，即先下刀，再建立刀补、以及在抬刀后，取消刀补程序，确保刀补信息的充分、依据程序计算等。尤其杜绝出现抬刀前取消刀补，因为这样造成零件的报废。其三，在抬刀后，取消刀补，这样一来，使得刀具与工件距离远，杜绝刀具发生多切情况。

4结论

总而言之，对于现代数控加工，涉及刀具补偿概念，通过使用这个概念，利于加工工作的进行，提高加工的效率。只有合理利用刀具补偿，才能够增加加工的效率，同时，还能有效减少加工的工作量，以及减少计算的错误率等。同时，通过使用刀具补偿功能，利于加工的进行，解决刀具的磨损，发挥更大的功效。尤其更改刀具补偿常量、变量，能够更改传统刀补加工中常量、变量，进而提高刀补加工的功能，在具体加工中，不断积累经验、根据刀具补偿原理、概念，有效使用此类方法，不断丰富数控加工中刀补应用技巧、促进数控加工效率的提高。

作者:运庚丹 单位:锦西工业学校

参考文献:

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Abstract: Some methods are mentioned in this paper in order to reforming the course NC programe， such as adjusting the contents of the course， regarding the construct of the textbook， reforming the ways of teaching， reforming the way of testing on the students and lifelong practal teaching．

Key words: multimedia; reform；NC programe；teaching

《数控编程》是高职高专数控技术应用和其他许多机电类专业的一门主干专业课，它以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能和数控设备的应用能力为目标。根据高职高专学生的培养目标，有必要对《数控编程》这门课程进行教学改革，从教学内容，课程体系，教学方法与手段和实践教学体系进行改革，以提高教学质量，培养掌握数控技术的应用型、技能型人才，满足市场对该类人才的需求。

1．教学内容的调整

根据高职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行，同时，必须有基础性、实用性、时效性和新颖性。《数控编程》理论教学内容包括计算机数控系统、数控机床机械机构、数控编程等内容。由于数控技术发展很快，因此，《数控编程》这门课程应紧跟数控技术的发展，将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生，所以，应对课程内容与教材随时进行更新和调整。教材以讲明基本概念、基本原理为度，应删去一些繁锁的计算过程和一些过时的教学内容。例如，由于自动编程在数控编程中已得到广泛应用，可将教材中一些复杂曲线的数学处理等内容进行了压缩；因穿孔纸带在企业中已很少使用，这部分内容也可以删减；由于高职学生主要是技能的培养，因此，有必要对理论性太强、岗位实用性较低的内容进行删减，突出实践技能性强的教学内容，所以对数控加工的原理也可以只进行简单讲解，还应将教材中内容接近的部分进行合并。同时还应根据不同的专业对《数控编程》课程教学内容按不同要求进行编排。如对于机械制造及计算机辅助设计专业，主要讲授数控机床机械结构、数控车床、铣床、加工中心、计算机辅助编程。对于模具设计与制造专业主要讲授数控车床、铣床、加工中心编程、数控电火花、线切割机床编程。这样，《数控编程》课程教学内容的安排就体现了系统性、完整性、科学性和先进性，同时要注重汲取近期先进制造技术和数控技术的最新研究成果，注重知识的前后连贯，注重基础知识的完整性。

2．教材的建设

教材是教学改革的物化成果。在确定了课程基本内容后，教材的编写就成为有效提高课程教学质量的重要方式之一。在《数控编程》课程教材的建设中，应以课程的基本要求为基础。以教材设计的教学目标分类原则为理论指导，进行高职高专《数控编程》教材的编写。根据教学目标分类学理论，笔者认为可将认知领域的教学目标分为知识、理解、应用、分析、综合等5个类别。知识级涉及的主要是心理过程的记忆。本课程知识级主要教学目标是：数控编程基本概念的名称、定义；数控编程中的基本规则以及数控编程中常用代码的意义、用途。“理解” 是能力发展的一个基本层次，是对知识材料的转换、解释、推断。本课程理解级教学目标是理解数控编程的定义、字与字的功能、程序格式；解释坐标系规则、定义，并识别各典型机床坐标系；理解数学处理的基本方法；解释常用代码的定义、使用方法及编写格式，各代码间的区别与联系；理解典型数控机床加工程序编制的基础（机床主要功能、加工工艺范围、工艺装备、编程特点等）。“应用”是将知识和技能运用到实际中解决新问题。本课程应用级主要教学目标：掌握典型数控机床的常规编程方法；进行一般形状零件加工程序的分析及编制。“分析” 是对一项信息，找出其构成的要素或部分，使得观念中相关的层次更为清楚，并且使得观念与观念的关系更为明白。本课程分析级主要教学目标：分析数控机床编程中，各项功能的适用场合，并使用其进行编程；对典型数控机床的对刀调整、工作台调整、程序调整等进行分析，并确定正确方法。综合是将多元素或部分加以组合以形成一个整体。本课程中“综合” 级教学目标主要表现为能对较复杂零件进行数控加 程序的多方案比较，对较复杂零件进行工艺、程序、加工调整分析，并确定加工方案。

教学目标分类理论的基本精神是教学要循序渐进，层层深入，这是教材设计的基本原则，遵循这一原则能有效提高教材的科学性、适用性和针对性。高职教材的编写必须要遵循这一基本理论，才能形成高职教材的特色。

3．教学手段的改革

媒体与手段是现代教育技术的一个重要组成部分， 随着计算机技术的普及， 通讯技术和传媒手段迅猛发展，教学方法、教学手段应随着科学的发展而改变。一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔的传统教学方法已不适合现代学习的要求，取而代之的将是录音、幻灯、录像、电视，特别是多媒体电脑，以其丰富的信息储备、快速的运行速度、强烈的感染力成为教师首选的教学手段。利用多媒体课件进行《数控编程》课程的教学，可以使教学生动、形象，提高学生学习兴趣 过去学生在学习《数控编程》课程时，普遍感觉这门课枯燥、难学，但如果利用电子教案，采用多媒体形式组织教学，同时利用数控加工的仿真软件，对学生编制出的数控程序进行仿真加工，这样就会使教学直观、形象，也会大大提高学生的学习兴趣，使他们感觉数控编程不但易懂、易学，而且实用，这样就会对《数控编程》产生浓厚的兴趣，学好这门课也就不是难事了。利用多媒体课件进行《数控编程》课程的教学也可以减轻学生负担，提高课堂利用率。传统的教学方式一般是老师在上面讲，学生在下面做笔记。有些同学往往顾了做笔记就顾上听课，常常一堂课下来，笔记做了不少，但脑子却是一片空白。采用多媒体课件授课，学生无需做笔记，只须专心听课，课后将电子教案一COPY就行了，复习时也非常轻松，而且多媒体课件的信息量也非常丰富，还可以解决课时不足的问题。另外，传统的授课方法，不但板书需要花费大量时间，而且课堂气氛比较沉闷，教学效果也较差。但采用多媒体课件授课，就会大大节约课堂的教学时间，提高课堂的利用率

4．考试方法的改革

考试是教师和学生每学期都必须经历的事情。学生可以通过考试，对学期所学课程进行系统的、综合的复习；教师也以通过考试了解学生的学习情况，检查自己的教学教学效果。然而，采用什么样的考试方法，怎样考核学生，是十分重要的。好的考试方法，可以调动学生学习的积极性。培养学生自主学习的能力，改善学生学习的风气，促进教学。为了寻找一种科学的、合理的、有效的考试方法，我认为有必要对目前的考试方法进行改革。考试应该采取多种形式进行，才能反映学生各方面能力水平。考试成绩可以由三项内容组成：笔试（50％）+操作考试（30％）+综合考试（20％）=总成绩（100％）。1）笔试：主要考核学生对本课程基本理论知识的掌握情况（50分）；试卷可以采用从试题库中随机抽取的办法，这样真正做到“教考分离”。2）操作考试：主要考核学生操作数控机床基本技能（30分）；3）综合考试：每个学生独立加工一个零件，考核学生综合运用知识的能力（20分）。

5．实践教学的改革

高职专业课程的显著特点之一就是实践性强。为此，必须要重点建设好与理论教学体系互相联系、相互融合的实践教学体系，理论教学体系，必须与实践教学体系相结合，才能培养出高素质、高技能的应用型人才。《数控编程》是一门实践性很强的课程。为了达到数控技术和其他机械类专业对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数控机床结构及编程实验──数控机床操作实训──综合实践训练。

1）课程实验 主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构，同时开设数控编程的实验，包括①手工编程：每个学生一台模拟编程器，完成数控车床、铣床编程训练。②计算机辅助编程（自动编程）。每个学生一台计算机及配套CAD／CAM软件，完成复杂形状零件自动编程训练，通过编程训练使学生掌握数控编程的方法和技巧。

2）数控机床操作实训 对学生进行数控车床、铣床和加工中心实际操作训练，使学生掌握数控机床、加工中心的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识，使学生能够操作数控机床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。

3）综合实践训练 学生自己选择中等复杂程度的零件，分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择数控机床、刀具、夹具等，编制加工程序，自己动手操作加工出零件，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。

参考文献

[1]刘启新 关于电机拖动教学改革的几点措施[J]．教学研究，2003．2

[2]单嵩麟等 二年制高职数控专业教学改革的探索与思考[J]．天津职业大学学报，2005．3

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1、引言

数控程序作为将设计转化成现实的信息载体,直接控制机床的切削动作,是数控加工的关键。在制造业中,提高编程质量和效率对降低成本,增强企业竞争能力具有积极意义。在数控车床使用过程中,合适的程序和熟练的操作是保证加工质量和充分发挥机床效率必不可少的两个重要环节,任何一个环节存在问题,都会影响机床性能的发挥和生产效率的提高。

2、机床原点　工件原点　参考点

数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系,机床坐标系的原点也称机床原点或零点,这个原点是机床固有的点,由生产厂家确定,不能随意改变,是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同。一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处（数控车床）,还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近（数控铣床）。

用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程是很不方便的,在编写零件的加工程序时,常常还选择一个工件坐标系（又称编程坐标系）。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系,是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的,工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点,其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。

参考点也称基准点,是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点,与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后,都要有回参考点的操作,数控装置通过参考点确认出机床原点的位置,数控机床也就建立了机床坐标系。

3、对刀　换刀点　刀位点

对刀点就是在数控机床上加工零件时,刀具相对于工件运动的起点。因为加工程序时从这个点开始编写的,所以又称为程序起点或起刀点。数控加工过程中常常需要换刀,为了避免换刀时碰伤工件,编程时要设置一个换刀点,换刀点可以是某一个固定点,也可以是任意一点。在编程时,合理选择“对刀点”和“换刀点”的位置,则可以有效缩短刀具在对刀和换刀过程中的空行程距离,提高加工效率。

所谓刀位点,在数控加工编程时,往往是将刀具浓缩为一个点,这个点就是刀位点,它是加工程序编制中表示刀具特征的点,也是对刀和加工的基准,对刀时应使对刀点与刀位点重合。一般来说立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的球心点;车刀、镗刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心;钻头的刀位点是钻头顶点或钻头底面中心。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹,实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成,刀具路径与实际的加工轮廓并非重合,但有一定的变化联系。

4、切入点和切出点

刀具的切入切出点应按以下原则进行。

(1)切入点选择的原则。即在进刀或切削曲面的过程中,要保证刀具不受损坏。一般来说,对粗加工而言,选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点,因为该点的切削余量较小,进刀时不易损坏刀具;对精加工而言,选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点,因为在该点处,刀具所受的弯矩较小,不易折断刀具。

(2)切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工,或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短,并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面,用曲面的某角点作为切出点;对于被加工曲面为封闭型曲面,只能用曲面的一个角点作为切出点。

数控铣削平面零件外轮廓时,一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕,刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理,应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成,这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。

铣削封闭的内轮廓表面时,若内轮廓曲线允许外延,则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延,刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出,此时刀具的切入切出点应尽量选在能轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时,为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口,刀具切入切出点应远离拐角。

5、结语

数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择,正确区分和掌握数控机床中“点”的概念和作用是正确、安全使用数控机床的前提,本文中对数控编程中的几个关键点进行了详尽的论述,弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们善于分析比较,挖掘数控机床中各“点”的异同点,并在实践中加以区分,总结积累优化使用的经验,那么一定会使数控机床的“点”在使用数控技术的提高中发挥巨大的作用。

参考文献

[1]栗全庆.图形编程-数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术,1996.

[2]吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术,2002.

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1.前言

全球知识经济的发展,使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科,数控加工技术应运而生,这对传统意义上的金工实习教学提出了更高的新要求。要投入大量的经费来购置价格较贵的数控机床,显然存在一定的难度。我院也是如此,存在实习人数多、时间短等问题,这就使有限的数控机床无法满足学生的实习需求。但是由于我们在实习教学中大量采用了数控模拟加工仿真软件,即在计算机上学习工件的编程和模拟加工过程,在学生熟悉了模拟机床的基本操作方法和加工过程后再学习操作实际的数控机床,不仅大大降低了教学成本,也保证了实习中的数控设备的安全,并且取得了较好的实习效果。

2.数控加工仿真系统的选用

数控加工仿真系统的软件形式很多,有的是数控机床本身自带的仿真系统,但这种数控机床的仿真系统只限于单人操作,在教学中局限性较大,不适用于教师教学和学生训练;还有一些CAD/CAM软件也可以做到计算机模拟仿真功能,可以模拟刀具路线实现最终产品的生成,但是这些软件不适合于手工编程,不能对学生进行对刀训练和操作面板的应用训练。我们学院选用了由广州超软科技有限公司所开发的数控加工仿真系统的教学软件,该软件兼容于大多数国内机床面板,具有CNC控制器仿真、加工仿真、加工校验等多种功能,完全可以满足学生仿真实习需求。

3.数控加工仿真系统的应用

由于是实习教学,一般都是机械类专业低年级的学生,他们大多数没有接触过数控机床的实际操作,对机械加工概念理解比较模糊,所以我们在完成理论教学以后可以先进行仿真教学。

3.1 数控系统面板的操作练习

仿真系统的面板接近于真实机床,并可以实现机床所有的功能,利用仿真系统教师可以对机床面板进行系统讲解并现场演示。由于计算机仿真系统的使用,学生可以做到人手一台机床,便于学生熟悉各按键、旋钮的功能与使用方法。

3.2 手工编程练习

在熟悉机床面板以后可以进行程序输入,程序调用练习,在加载NC文件的同时,系统自动对程序进行语法检查,以避免错误的产生。

3.3 加工工艺的练习

数控机床加工工艺规程与传统加工的工艺规程从总体上说是一致的,但又有其特点:数控加工的工艺内容比普通加工的内容复杂,在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,比如工序内的工步安排,对刀点、换刀点的设置,刀具半径及长度补偿的设置及走刀路线的确定问题,在数控加工工艺时需认真考虑。一般来说数控加工工艺包括:

(1)选料。利用选料系统可以选择不同的材料,不同形状的毛坯,以适应不同零件加工的需求。

(2)装夹。(夹具的选择)数控仿真提供了直接装夹、工艺扳装夹、平口钳装夹三种方法,学生可以根据加工需要自由选择,并可以比较不同夹具在装夹中的不同用途。

(3)刀具的选择。学生可以在刀具库中选择不同类型、不同大小的刀具并且可以自定义刀具的相关特性参数。通过对刀具图形的显示可以使学生对数控刀具的外形、使用方法有一个大致的了解。如图1。

(4)基准对刀。利用了寻边器进行工件对刀设置并建立工件坐标系。如图2。

(5)自动加工过程。最后进行机床回原点,程序自动加工。在加工过程中学生不仅可以最直观地感受到加工过程还可以对程序中的错误进行校验,而且通过程序的校验一修改一校验这一过程加深对指令的理解。

3.4 加工检验

加工完毕后生成截面图,检验工件的坐标和各种尺寸,便于教师检查学生的练习与实训效果。

3.5 宏程序的应用

现在很多仿真软件都带有宏程序/参数编程的功能,对于高校学生来说宏编程简单、实用、趣味性强,在编程中可以将数学公式、微分方程等有关知识结合到程序中,利用基本计算方法解决加工中的实际问题。宏编程干变万化,掌握它的关键就在于抓住图形轮廓规律,灵活地运用好变量,结合数学知识。学好宏程序可以开拓学生的思维空间,提高学生的数控编程技巧。

通过上述一系列练习,可以使学生基本掌握机床的使用方法、加工工艺流程,培养学生独立分析零件的机加工工艺并具有编制程序的初步技能和独立操作多种典型数控机床的能力。由于仿真系统的直观性、真实性可以使学生在学习的过程中产生乐趣,激发他们对实习的兴趣,同时学生也可以验证自己编写的程序。如果没有仿真软件而依靠老师检查,老师工作量大,而且学生很难理解自己出错的原因,下次还会出现同样的错误。更重要的是,由于有了仿真这一环节可以将实践加工过程中出错及事故发生串降低到最小程度。

4.仿真系统的局限性

数控加工仿真系统只是加工过程的模拟并非真实加工过程,它不考虑切削参数、切削力及其他物理因素,比如刀具振动、切削热、机床精度等对加工的影响,它无法代替学生在真实切削加工中的实际感受,尤其是切削用量的选择,无法进行控制,只能对切削深度过大时加以限制。因此,学生在应用数控加工仿真系统进行编程与操作训练时,往往容易忽视切削用量的选择、数控刀具的选用、零件的装夹方法,而这些程序一旦应用在实际中便可能出现打刀或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。仿真的长期使用,还可能使学生对安全性产生忽视心理。

5.仿真系统的扩展

我们现在所使用的仿真以几何仿真居多,随着计算机虚拟技术的发展,物理仿真的概念逐渐被提了出来。物理仿真可以在机床几何运动的同时,通过切削的动力学特征反映切削用量、切削温度、切削力等对加工过程的影响,最后可以通过视觉、听觉反映到刀具、工件上,如刀具磨损、工件粗糙度的变化、加工声音的异常等。这样的仿真系统使加工过程更加真实,便于学生对加工过程进行控制,从而掌握更多的加工细节。

6.结束语

在实习教学中使用仿真系统提高了学生对课程的学习兴趣,可以让学生充分感受到理论教学所没有的真实感,可以把在理论课堂上抽象的概念转化为机床具体的动作,也可以节省学生占用数控机床的时间,解决了人多机床少的问题。但是现在由于仿真还存在很多局限性,所以还是不能完全替代机床操作实践。我们期待随着计算机模拟技术的发展可以使仿真更多的应用到教学中来。

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中图分类号:TP29 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0021-01

1、引言

随着计算机科技的不断发展，计算机辅助软件在数控加工制造中得到越来越广泛的应用。数控加工制造中，CAM软件的性能将直接影响零件的加工作业、加工质量和生产效率。

常见的CAM软件较多，例如Pro/ENGINEER，Uni-graphics，MasterCAM等。选用软件要根据实际需求，一般情况下，从设计到制造的过程中，要在深入分析零件的特征、加工的工艺决策、生成的刀具轨迹信息文件，以及对后置处理生成的数控加工代码的要求等等的基础上，对比现有不同软件的性能特点，选择最合适的CAM软件。下面以Pro/ENGINEER为例进行分析。

2、 Pro/E区别于其他计算机辅助软件的优势

Pro/E软件是美国PTC旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/E软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/E作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

Pro/E软件采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证设计者可以按照自己的需要进行选择使用。

单一数据库；Pro/E是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。

3、计算机辅助制造过程分析

计算机辅助制造是指在机械制造业中，利用电子数字计算机技术通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配 、检测和包装等制造过程，简称CAM。CAM系统一般具有数据转换和过程自动化两方面的功能。CAM所涉及的范围，包括计算机数控，计算机辅助过程设计。计算机辅助制造的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。

从自动化的角度看，数控机床加工是一个工序自动化的加工过程，加工中心是实现零件部分或全部机械加工过程自动化，计算机直接控制和柔性制造系统是完成一族零件或不同族零件的自动化加工过程，而计算机辅助制造是计算机进入制造过程这样一个总的概念。

计算机辅助制造系统的组成可以分为硬件和软件两方面：硬件方面有数控机床、加工中心、输送装置、装卸装置、存储装置、检测装置、计算机等，软件方面有数据库、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助数控程序编制、计算机辅助工装设计、计算机辅助作业计划编制与调度、计算机辅助质量控制等。

数控系统是机床的控制部分，它根据输入的零件图纸信息、工艺过程和工艺参数，按照人机交互的方式生 成数控加工程序，然后通过电脉冲数，再经伺服驱动系统带动机床部件作相应的运动。

传统的数控机床（NC）上，零件的加工信息是存储在数控纸带上的，通过光电阅读机读取数控纸带上的信息，实现机床的加工控制。后来发展到计算机数控（CNC），功能得到很大的提高，可以将一次加工的所有信息通过阅读机实现。更先进的CNC机床甚至可以去掉光电阅读机，直接在计算机上编程，或者直接接收来自CAPP的信息，实现自动编程。后一种CNC机床是计算机集成制造系统的基础设备。现代CNC系统常具有以下功能：(1)多坐标轴联动控制；(2)刀具位置补偿；(3)系统故障诊断；(4)在线编程；(5)加工、编程并行作业；(6)加工仿真；(7)刀具管理和监控；(8)在线检测。

所谓数控编程是根据来自CAD的零件几何信息和来自CAPP的零件工艺信息自动或在人工干预下生成数控代码的过程。常用的数控代码有ISO（国际标准化组织）和EIA（美国电子工业协会）两种系统。

采用数控语言编程虽比手工编程简化许多，但仍需要编程人员编写源程序，仍比较费时。为此，后来又发展了CAD/CAM编程技术。到目前几乎所有大型CAD/CAM应用软件都具备数控编程功能。在使用这种系统编程时，编程人员不需要编写数控源程序，只需要从CAD数据库中调出零件图形文件，并显示在屏幕上，采用多级功能菜单作为人机界面。编程过程中，系统还会给出大量的提示。这种方式操作方便，容易学习，又可大大提高编程效率。一般CAD/CAM系统编程部分都包括下面的基本内容：查询被加工部位图形元素的几何信息；对设计信息进行工艺处理；刀具中心轨迹计算；定义刀具类型；定义刀位文件数据。

对于一些功能强大的CAD/CAM系统，甚至还包括数据后置处理器，自动生成数控加工源程序，并进行加工模拟，用来检验数控程序的正确性。

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我国是世界制造大国，这已经成为不争的事实。制造业是我国入世后较有竞争优势的行业之一。当前世界上正在进行着新一轮的产业调整，一些产品的制造逐渐向发展中国家转移，我国已经成为许多跨国公司的首选之地。为此，中央明确提出“以信息化带动工业化，发挥后续优势，推动社会生产力的跨越式发展”是国家发展战略。应用高新技术，特别是信息技术改造传统产业，促进产业结构优化升级，将成为今后一段时间制造业发展的主题之一。“十一五”期间，实施制造业信息化工程，希望达到四个目标：一是要突破重大关键技术，形成一批具有自主知识产权的制造业信息化产品；二是要建立一批制造业信息化示范企业和示范工程，并且通过辐射效应形成整个制造业的竞争力；三是要结合实施制造业信息化工程，培养若干相关的新型软、硬件产业和新型服务；四是培养一批人才，推进和打造一支信息化的基本队伍。

为达到上述目的，结合我校的办学特点――“合格+特长”，我校“机械制造及其自动化”专业也制定出培养信息化人才的培养计划。通过系统学习现代机械制造有关课程，进一步学习《先进制造技术》、《数控技术》、《数控加工自动编程》、《CAD/CAM技术》等专业课程；相关的实践教学以数控机床为主线，使学生全面掌握数控加工工艺和加工方法；同时，更多地突出我校的办学特点，注重学生的动手能力培养，使学生系统掌握数控机床的基本原理和加工方法，并具有一定的数控机床及数控系统的维护维修技能，以适应人才的需要。

涉及数控加工技术的相关课程在我们的机械制造及其自动化专业的培养计划中占有很重的比例。为提高教学质量，本文结合《数控技术》课程教学，谈谈实践环节的教学方法。

一、提高教师队伍的素质，选用合适的教材

我校的学生大多是从中学直接考入的，基本没有实际工作经验。在目前社会上急需数控技术应用型人才的大好形式下，学生都希望自己能尽快学习和掌握这门技术，这就给专业教师提出了更高的要求。老师在不断提高自身专业技能的同时，均已取得了数控操作中级工的资格证书，还有些老师已取得了数控操作高级工或技师的资格证书。并且，根据学生的实际水平、常用的机床种类、社会需求和考工范围，老师有针对性的编制了校内培训教材，使教学更直接和有效。

二、加强实践环节，理论联系实际

数控技术作为实施现代先进制造技术主要机械装备的主要技术手段，实践性强，因此，在教学中结合专业特点采用的是理论和实践紧密结合的方法，以典型的数控设备――数控机床为主，围绕数控加工的过程控制开展教学与实践。

（一）理论教学的实践性

在理论教学中，介绍数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法，着重阐述计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和计算机辅助数控加工编程等内容。以数控机床为主线，根据加工过程中数控系统内部信息流处理过程（如数控加工工艺、插补、刀补、速度控制等）展开阐述、由浅入深、循序渐进，理论密切联系实际，并注重机电结合和系统理念，反映当今世界机床数控系统技术的发展前沿。对数控技术的几个重要内容、核心技术和最新技术成果作较为系统、深入的叙述。例如，在讲解手工编程和自动编程的教学内容中，着重强调以下几个方面：

1、建立坐标系的概念，它是数控机床自动加工工件的灵魂。机床坐标系、编程坐标系和加工工件坐标系的建立及其相互关系，很容易让初次接触这门课程又没有看到实物的学生产生概念混淆。所以，在讲解这个问题后，带学生到实验室，让他们初步认识数控车、铣等机床，在机床上再一次提出坐标系的概念，学生较容易理解。同时，运行与坐标系有关的不同实例程序控制机床运动，让学生比较机床移动部件与刀具的运动状态和实际位置，进一步加深理解各坐标系及其联系，认识其在自动加工中的灵魂作用。

2、引出编制程序的基本功能指令，它是数控机床自动加工工件的基础。首先，讲授数控机床的五大功能指令（G功能、M功能、F功能、S功能、T功能）的作用；其次，介绍每个指令的含义，要求学生能牢记并能正确理解和应用。例如，在讲授M功能指令中，对容易混淆的M00、M01、M02和M30指令，结合机床的实际操作，讲清区别与联系。使程序停止是这些指令共有的功能，不同的是程序停止后机床的运动状态、工艺条件以及再次运行程序时机床状态。只有掌握了这些指令的区别与联系，才能选用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的检验或排屑，合适的指令只能是M00和M01。

3、介绍编制加工程序的格式。目前，常用的数控系统有华中数控系统、FANUC系统和SIEMENS系统，这三种数控系统程序的格式框架基本相同，但也有一些区别。针对我校的实际数控系统，仅要求学生熟练掌握华中数控系统和SIEMENS系统的程序格式。例如对于FANUC系统，每段程序中的坐标值后应标有“.”，每段程序结束应标有“；”，虽是小标点，但如果缺少则会直接影响加工零件的精度。

4、通过大量编制程序的练习，达到熟悉编程的方法和步骤，提高程序编制的准确率。当然，对于其他的理论教学内容，比如插补原理、刀补原理、速度控制原理等，尽可能的注意理论教学的实践性。在进行了理论课程的学习后，如果直接通过实际操作来验证程序的实用性，在学生没有实践经验的前提下，应该说是非常危险的。因为，虽然在实习老师的指导下操作机床，但因缺乏经验，熟练程度欠佳，可能会有不正确的操作，造成刀具和机床损坏。因此，在实习环节之前增加数控加工仿真系统的学习和练习对更好的掌握这门技术非常必要的。

（二）仿真系统的学习和练习

数控加工仿真系统是在90年代源自美国的虚拟现实技术，是一种有价值的工具。我校所配置的数控加工仿真系统是南京宇航软件工程有限公司为数控机床操作课程专门开发的仿真软件，它配有华中数控系统、FANUC系统和SIEMENS系统的数控车床、铣床。通过对数控铣、车等加工全过程的仿真，提高学生的熟练操作程度，减少机床损坏率，保证程序在真实操作状态下的准确性，能更好掌握这门技术。

首先让学生认识仿真系统的控制面板上每一个键的功能和操作方法，使学生能正确使用它们进行程序的验证。在进入数控加工仿真系统后，强调三步重要工作――输入工件坐标系位置数据，设置刀具补偿参数；输入数控程序；自动加工零件。

1、介绍系统面板。SIEMENS系统的界面有操作面板和控制面板两部分，其上有许多英文注释的功能键，只有熟悉它们，才能很好的应用。为帮助学生记忆，可以将这些键的名称和作用汇总出来，并将操作步骤一一列出，有利于学生尽快掌握。

2、演示整个操作步骤。（1）确定工件坐标系位置数据，设置刀具补偿参数。通过机床在界面选取机床后进入该系统的界面。如：点击“机床”，在出现的界面中分别选取系统和机床类型，确定后，在屏幕上出现所选的机床，通过选择不同的视图来确定观察方向，以求最佳位置。进行模拟选取毛坯并安装在机床上，定义并安装刀具，确定工件坐标系。如：在工件装卡方式确定后，工件坐标系的X、Y、Z各轴对应于零件的相应方向以及零点位置也就确定了。加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。例如：G90 G00 X100 Z20，是指在绝对尺寸下，刀具相对位移到X=100mm，Z=20mm处。究竟刀具的什么部位相对位移到上述位置呢？这个部位称为控制部位，它选择的是否合理，直接影响加工工件的精度。例如，对于车刀，一般选刀尖作为控制部位。对于立铣刀，选择铣刀端面中心点作为X、Y轴方向的控制部位，铣刀底端面作为Z轴方向控制部位。工件坐标系的零点位置就是控制部位与零点重合的位置，它是用机床坐标系的坐标来表示的。在仿真系统中，铣床和加工中心常用的方法是用一个圆棒作为基准工具测定毛坯的边缘，以确定X、Y的基准，用刀具测定Z方向的基准。车床采用试切削的方法确定X、Z的基准。确定了工件坐标系位置数据，在设置刀具补偿参数界面中输入各参数。通过实验，学生加深了机床坐标系、工件坐标系的理解；对于刀位点、对刀点和换刀点有了更深的认识。（2）输入数控程序。在编制和输入程序时，要求学生对编制程序的一些工艺指令，如以G为首的准备功能指令，以M为首的辅助功能指令和其他的功能指令（如F指令、S指令、T指令等）的功用和格式有明确的了解，并能熟记一些常用指令，这样可以提高编程的速度及准确率。同时注意提醒学生在华中数控系统和SIEMENS系统中的程序格式。

3、自动加工零件。可通过选择轨迹显示或在机床上观察到程序执行情况，并可任意调整加工速度和声音等，以增加加工的直观性和真实性。

在仿真系统中还有一个检测功能，检测程序在加工时的准确性，教会学生使用这一功能，通过分析了解零件加工的准确性。如：在SIEMENS系统中，通过点击“工艺分析”，在“测量”段中可逐段检测加工部位，通过控制面板上反映的各轴数据来判断其准确性。

（三）实际操作训练

有了前两个环节，使学生较好的掌握了编程方法，通过仿真验证了程序的准确性，接下来的实践环节就是让学生在实习教师的指导下加工实物。

1、手工编程及加工。选择合适的零件，根据被加工零件的图纸、技术要求及其工艺要求等切削加工必要的信息，确定适合数控加工的内容，进行数控加工工艺性分析并做出相应的工艺处理和数学处理，按照数控系统所规定的指令和格式编制加工程序。提醒学生注意数控加工工序与普通工序的衔接。考虑到加工安全，要求学生采用仿真系统校验程序的正确性，指导教师还要核查工艺的可靠性，才允许学生在实训老师的指导下进行实物加工。先采用走空刀的方法，检验刀具路径是否有错误，是否碰撞零件、夹具或机床等；通过程序检验，然后采用蜡模为原材料，开机试切；通过对蜡模零件几何尺寸的检验，决定学生是否可以采用铝合金来代替石蜡进行正式加工；最后通过钢件的切削加工，使学生对材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量对加工质量的影响有更深的认识。

2、自动编程及加工。针对已采用手工编程加工的零件，让学生使用计算机为辅助工具，在学习CAD/CAM课程的基础上，采用CAD/CAM软件进行计算机辅助数控编程及加工，并与手工编程及加工相比较，使学生认识手工编程是基础，图形交互式自动编程是复杂零件数控编程的发展必然趋势，也是现在复杂零件普遍使用的数控编程方法。突出其编程速度快、直观性好、使用方便和便于检查等优点。

通过数控实训，强调学生熟悉机床操作，理论联系实际，认真练习，做到胆大心细，学以致用。大多数学生都获得了较好的成绩，如愿拿到了相关的等级资格证书。

三、结束语

高校作为人才培养基地，一要坚持培养目标，二要为实现这一目标不断了解学生的反馈信息，不断完善我们的教学方法，理论联系实际，提高教学质量，以更好地适应国家现代化发展的需要，培养出更多的具有较强的实际动手能力的应用型工程技术人才。

参考文献：

1、廖效果.数字控制机床[M].湖北省科技出版社,2004.

2、汪木兰.数控原理与系统[M].机械工业出版社,2004.

3、何雪明.数控技术[M].华中科技大学出版社,2006.

4、田坤.数控机床与编程[M].华中科技大学出版社,2004.

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-187-02

1 前言

高职教育是为现代化社会主义社会培养高技能的应用性人才，通过大量多年对毕业生跟踪调研论证以及对数控技术专业就业趋势的研究发现，对数控技术专业教学模式需要进行改革。下面从以下几个方面提出整个课程整体设计改革思路。

2 专业培养目标

培养掌握数控设备的编程、操作以及适应数控工艺设计、编程、操作等第一线需要的高技能应用型人才。培养方向如表1。

3课程教学改革的主要内容

本着“必需、够用”理实一体为原则，对数控技术专业有关课程内容进行了适当调整，如：

数控车工艺与编程――将数控车床结构、数控车工艺、数控车编程有机整合。

数控铣工艺与编程――将数控铣床结构、数控铣床工艺、数控铣床编程有机整合。

数控建模与自动编程――将数控工艺与CAM课程有机整合。

打破原有课程体系讲授方法，基于工作过程的课程方案。能有效地培养学生的职业能力。使其不断适应职业的变化，在“从新手到专家”的职业生涯之路得到自身发展。

4 数控车工艺与编程实例

整个教学工作过程基于理实一体化的教学模式，采用数控仿真操作和实训车间实际加工的教学思路，工作任务从简单到复杂，符合从易到难的加工规律，整体提高了学生实际动手能力。

5.1 教学程序设计

布置学习任务：车外圆及车端面（如表2）。

教师准备：数控仿真系统，图纸，工艺参数表等。

学生准备：复习轴类零件知识，读图方法及量具使用。

情景导入：学生分组探讨，结合生产实际阐述外圆加工的基本知识

设计意图：通过联系学生自己的生产实际导入新课，体现学习和就业理念，激发学生学习本课题兴趣。

5.2教学过程

步骤一：将课程从学生以具有的知识引入，如：可将此问题比喻成“剪纸”，让学生规划“剪纸”路线。

步骤二：（1）学生用语言描述“剪纸”过程。（2）将语言描述的“剪纸”过程翻译成数控语言。注：讲解基本编程指令，并编制程序。

步骤三：（1）讲解机床的结构，传动。（2）讲解切削用量三要素及粗车、精车的概念。（3）讲解机床的控制面板。

步骤四：编制数控加工工艺，并填写工艺参数表。

步骤五：（1）工件在三爪卡盘上正确安装步骤。（2）车刀正确选用。（3）掌握三爪卡盘定位精度。

步骤六：录入编制程序，进行数控加工。学生分组相互交流加工零件的经验，并派代表发言，最后，教师总结。

5.3 教学课堂总结

一个体会：基于工作过程个性化训练与分组协作的教学组织形式比较适合数控加工的一体化实训教学可操作性强，既能提高学生的技术水平，又能升华学生的品格。一点不足：以多门理论课为支撑的数控加工一体化实训教学体系还缺乏系统性和完整性。一个比喻：教室是编导，学生是演员，课程任务是剧情，社会和企业是观众。

6 结束语

通过数控技术课程改革，强化了理实一体化的教学模式，以专业核心一体化为指导，建设数控技术专业核心课程，以专业核心课程为切入点，开展工学结合的精品课程建设，将教学与生产相结合，培养学生的实际动手能力和团队作战的精神，为学生毕业以后在社会实践工作打下坚实的基础。

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）29-0049-02

《数控编程与操作》课程是高职数控类专业的一门重要的专业课，课程主要包括编程概念、零件工艺分析、技能操作等理论与实践知识。这些知识，对于已具有一定专业基础理论与技能的高职学生来说，仍具有一定的学习难度。首先，部分学生在学习编程理论特别是宏程序时，不能灵活应用所学的基础知识，如数学中的二次曲线等，导致其编程时常感到无从下手；其次，数控机床是自动化机床，价格高，操作按钮多，程序调试易出现各种各样问题，这让已掌握普通车床技能的学生在操作数控机床时，亦感到信心不足，畏手畏脚。鉴于以上情况，如果教师还习惯于采用传统的教学方法，使学生被动地接受知识，只会形成低效教学甚至是无效教学。故在《数控编程与操作》课程的教学设计与实施过程中，应紧紧围绕有效教学的核心理念开展，即强调学生在教学过程中处于主体地位，一切教学活动的目的都是更加高效地促进学生的全面发展，同时伴随着教师的不断反思，提高教学效益。

一、明确教学目标

教学目标是课堂教学的出发点，是有效教学的基础，其制定得是否合理，很大程度上影响有效教学的效果。只有拟订了明确的教学目标，教师才能进行积极和创造性的思维，学生才能在有限时间内，在认知、情感和技能方面获得收益。

在制定《数控编程与操作》课程的教学目标时，笔者建议：要依据“不同的人能得到不同的发展”这一基本理念，着眼于学生可持续发展的能力来拟定教学目标。目标的制定应有梯度，在“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度上，不要求每个学生都达到相同的目标，但要求每个学生在每节课上，都能积极参与、尽情投入、做一些力所能及的工作，这才是有效教学价值的真正体现。只有明确了教学目标，学生才能掌握数控机床的基本编程方法，熟悉数控加工工艺，加深对机械工业生产过程的认知，并为今后解决生产实际问题及继续学习打下牢靠的基础。

二、教学过程鼓励学生广泛参与

课堂教学是师生相互交往、共同发展的互动过程，本质是让学生广泛参与到教学活动中，着力培养其独立思考和交流合作的能力，也是教学有无效益的显现所在。对《数控编程与操作》课程来说，该课程的知识不是孤立的，而是与数学、制图、车工工艺和工厂实践等理论与实践知识息息相关，仅靠教师讲述而没有学生的主动参与，学生很难较好掌握该课程的知识。

如本课程中的“二次曲面编程与加工”章节，该部分知识首先基于学生能够理解数学中二次曲线（常用的有椭圆、双曲线、正弦曲线等）的概念，然后才能应用宏指令对零件上的二次曲线形成的曲面进行编程加工。但部分高职生由于数学基础较差，二次曲线的概念掌握不好，更谈不上理解其在零件上具体的应用，导致学生对教师讲述的二次曲面编程与加工的内容理解不透，形成学习上的难点。

如何突破这个难点呢？笔者结合自己多年的授课经验，认为任课教师单纯在课堂上费尽气力反复讲解二次曲线的概念，是不易解决学生的疑惑的，而应该让学生主动参与到解决问题的过程中去。即：①教师初步讲解零件上二次曲线的方程概念及其应用；②教师与学生共同探讨二次曲面的加工工艺，并应用宏程序指令，编制出加工程序。鉴于学生是初学，此过程应是教师主导下的学生参与；③考虑到学生个体的差异性，应以组为单位，将编制好的程序上机调试，调试时遇到的问题，组内学生共同探讨解决。此过程应是学生为主，教师巡回指导；④程序调试完成后，组内学生轮流加工零件，加工时学生应重点观察刀具的走刀路线及二次曲面的形成过程，加深对二次曲线内涵的理解，此过程也应以学生为主，教师巡回指导；⑤经过从理论到实践的认识过程，学生对二次曲线的含义及应用具备了更深一步的概念。这时，师生要共同总结二次曲线编程及加工特点，学生还要结合自己对二次曲线认识的薄弱之处，有针对性地选择课题或自拟任务加强练习，提升编程水平；⑥学生继续以组为单位，在教师的指导下，将编制好的程序上机调试，进而完成从理论到实践再到理论的认识过程，学习效果也大为提高。

三、教学方法的拟定

研究表明，许多低效教学的根源在于教师教学时过于注重教学内容，而忽视了教学方法。确定《数控编程与操作》课程的教学方法，应从课程的培养目标出发，即以职业岗位能力为本位来展开教学并设计教法，才能提高教学效益。由于该课程具有理论与实践关联较强的特点，故在实际教学中应以任务驱动教学法为主。因为，任务驱动教学法的核心是“以学习者为中心”、“以人为本”，这样学生可依据个人的接受能力，拟定与之相适应的任务目标。而教师在教学时，也可视学生之间的差异性大小，精心组织教学内容，实施分层教学。二者合为，才能使每个学生获得的教学效益最大化。

应用任务驱动教学法进行任务设计时，教师要充分考虑学生现有的文化知识、认知能力等特点。“任务”设计要有梯度，关键是让学生在掌握了基本方法后，能够开阔思路，举一反三，提高自主学习能力。如本课程中，FANUC系统的“外圆轮廓加工循环”这部分教学内容的设计，笔者首先以最简单的光轴零件为例，阐述G70、G71指令的概念及应用方法，并编制出加工程序，然后指导学生分组上机训练。训练任务就是让学生自己观察，当零件的外圆轮廓采用G70、G71循环指令加工时：①观察刀具的循环起点与循环终点的位置是否在同一点上；②弄清循环加工时刀具的走刀路线与分刀编程加工的异同点，等等。学生在初步掌握了循环指令的应用及加工特点后，即可在简单零件的基础上，依据个人能力的大小自我设计任务。如逐渐添加一些锥面、圆弧面、二次曲面等几何面，构造则由简单到复杂的零件，锻炼循环指令的编程能力。当然，在这一过程中，教师的指导和同组同学的协作，也是学生获得成功必不可少的条件。

四、教学反思

前已论述，对职业学院学生而言，《数控编程与操作》课程是一门理解起来较难的课程，虽然教师可借助有效教学理论采用多种方法设计教学，以促进学生对知识的理解，但教师对教学效果仍需密切关注。因为，教学效果的高低，还有赖于教师持续的反思。有效教学迫切地需要教师自觉养成反思与总结的好习惯，教师要做到堂堂反思，天天反思，因为，没有反思的教学就不是有效教学。

新课程的核心理论就是“一切为了每一位学生的发展”，故课堂教学的内核在于发展学生的主体性，而教学反思也应主要反思学生的学习状态。如果学生对学习过程无动于衷，教师再精彩的表演也只是唱“独角戏”，有效教学从何而来？笔者认为：教师的成长过程是教学经验的积累与经常性地进行教学反思的彼此互动的过程。没有教学反思，授课前就不可能具有前瞻性，授课过程中就不可能具有调控性，授课后对教学效果的总结也不可能具有批判性。故教师在教学过程中，要预测学生接受新知识时可能会出现的情况，并结合学生的已有知识、个性差异及认知规律而设计教法，以改进教学方法和手段，不断提高教学效益。

在《数控编程与操作》课程教学中，实施有效教学的根本目的，是要求教师要遵循教学活动的客观规律，以较少的时间、精力和物力投入，实现学生个性的全面发展，力争获得较高的教学效益。那种只管教不管学，盲目拟定教学目标，教学过程无反思，更谈不上追求教学效益的教学过程，只能是低效教学或无效教学。故教师只有不断研究教学理论，切切实实改革教法，认认真真指导学法，才能实现教学目标所规定的要求。

参考文献：

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根据中职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行。同时，必须具备基础性、实用性、时效性和新颖性。数控车床编程与操作理论教学内容包括基本的编程、零件的工艺分析、机床的基本操作、caxa数控车软件的基本操作和应用。由于数控车技术发展很快，而实训时间只有2周-4周，为了让学生在最短的时间内学到最多的知识，数控车这门课程应紧跟数控技术的发展，将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生。所以，应对课程内容与教材进行更新和调整。教材以讲明基本概念、基本原理为主，可删去一些繁锁的计算过程和过时的教学内容。

二、教材内容与教学目标

在数控车课程教材的建设中，应以课程的基本要求为基础。笔者学校选择了中、高职职业技术学院数控类一体化教材。根据教学目标分类学理论知识，笔者认为可将认知领域的教学目标分为知识、理解、应用、分析、综合等5个类别。本课程知识级的主要教学目标是：数控编程中的基本规则以及数控编程中常用代码的意义、用途。“理解”是能力发展的基本层次，是对知识材料的转换、解释、推断。本课程理解数控指令编程的格式、应用；解释坐标系规则、定义，并识别各典型机床坐标系；理解数学处理的基本方法；理解典型数控机床加工程序编制的基础（机床主要功能、加工工艺范围、工艺装备、编程特点等）。“应用”是将知识和技能运用到实际中解决实际问题。本课程应用主要教学目标：掌握典型数控机床的常规编程方法，进行一般形状零件加工程序的分析及编制。

三、教学手段和实践教学的改革

随着计算机技术的普及，通讯技术和传媒手段迅猛发展，教学方法、教学手段应随着科学的发展而改变。一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔的传统教学方法已不适合现代教学的要求，取而代之的将是幻灯、录像、多媒体教学，其丰富的信息储备量、快速的运行速度、强烈的感染力成为教师首选的教学手段。利用多媒体课件进行《数控车》课程的教学，可以使教学生动、形象，提高学生的学习兴趣。

数控车是一门实践性很强的课程，为了达到数控技术和其他机械类专业对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数控车床的编程及数控机床仿真操作实训──综合实践数控机床操作训练。

1.课程实验

主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构，同时开设数控编程的实训。每个学生一台电脑，完成数控车编程及仿真训练。对学生进行数控车床仿真操作训练，使学生掌握数控车床的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识，使学生能够操作数控车床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。

2.综合实践训练

学生根据教师提供的零件进行选择与操作，分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择刀具、夹具等，编制加工程序，自己动手加工出零件，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。

四、考试方法的改革

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中职数控技术应用专业主要培养在生产服务第一线从事数控设备的操作和数控机床的日常维护（以数控车床、数控铣床为主）、具有较强实际操作能力的高素质劳动者和技能型专门人才。传统的教学形式已经不能满足学生就业需要，模块化教学法在培养学生综合素质和职业能力方面具有明显的效果。

一、 模块化教学的优势

数控技术应用专业学生实训主要包括数控车削、数控铣削以及加工中心的操作，通过模块化教学方法可以把以前单一的教学形式整合在一个教学模块中体现出来。例如在数控综合加工模块中，选取“印章”作为一个项目载体，学生通过加工“印章手柄”，来巩固前期数控车削编程加工的方法，通过“印章底座”的加工来巩固前期数控铣削编程加工的方法。本项目的实施即可检查学生们对数车、数铣掌握的情况，又可让枯燥的加工转变成有趣的作品，提高学生学习的兴趣，教学的效果自然会提升。

二、模块化教学准备

1.制定人才培养方案

为了使中职学生有更多的就业机会，在人才培养过程中，要充分融合文化课与专业课相关知识，制定数控专业人才培养方案，加强对学生工作能力的培养，积极提升学生的个人素养，以工作过程为导向，着重强调人才培养的规范化和职业化。在教学过程中，注重学生动手操作能力的培养，提高学生理论联系实际的能力，进而有效提高学生的综合技能。此外，还要设置教学评价体系，强化对模块化教学的反馈力度。从而培养出一批有职业素养的人才，让学生所学的知识切实得到应用。

2.开发设计合理的模块化课程体系

在培养中职数控技术应用专业学生技能的过程中，要结合实际，开发适合当地企业的项目，对模块化教学进行科学的划分，设计出每一个模块的教学内容、教学目标、教学方式以及教学评价，结合教学过程，适时开发校本教材，着重保障学生的实践操作能力以及对专业知识的运用能力，全面提高模块化教学课程体系的设置水平。

三、模块化教学的应用

中职数控技术应用专业模块化设计，主要包括普通加工模块、数控加工模块和数控综合加工模块三个部分。

1.普通加工模块

随着科技的进步，虽然机床数字化程度不断提高，但是传统的车、铣、磨、钻等普通金工实习仍然不能忽视，在数控加工技术中是必不可少的模块，也是学习现代数控技术的基础。学生通过这些工种的锻炼，可以初步建立起机械加工的概念，理解机械加工的一般工艺知识。例如在普通车工实训模块中，可以让学生掌握车床的正确操作和维护、工件装夹和定位、熟知安全文明生产、回转轴类零件的加工、内外螺纹的加工、滚花及中等复杂程度的零件综合加工等。

2.数控加工模块

本模块主要让学生掌握数控车、数控铣以及加工中心的基本编程和基本操作，主要包括数控机床的结构、操作界面及程序编制，能根据所给零件图熟练地在规定时间内完成加工。学生在刚接触数控编程概念时还很少考虑工艺问题，会出现刀具选择不当、参数设置不合理等问题，这就可能发生碰撞，甚至出现事故。因此可以结合仿真模拟软件实训，让学生在没有实际操作数控机床前，在计算机上进行“真刀实枪”的模拟演练，提高学生对数控加工的理解与认识，可在一定程度上降低机床损坏的几率，为学生学习数控加工技术应用技能模块打下扎实的基础。

3.数控综合加工模块

通过前期的学习，最终要让学生对数控机床进行综合应用。设计一些综合项目，例如“国际象棋”“印章”“小火车”等学生感兴趣的工件，既可学到知识，又能把自己的成果转换成小作品，能更多地吸引学生的注意，大大提升教学效果。

综上所述，通过实施模块化教学，让学生受益，把学习的过程转变成人人都参与的创造实践活动，人们重视的不再是最终的加工结果，而是完成的过程。这种教学形式可以让学生充分理解和把握理论与实践之间的关联，体验创造的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的能力，为学生提供了更加有效的学习环境，提高了人才培养质量，同时改变了传统教学模式，培养出来的人才更能适应社会的需要。

参考文献：

[1]邵剑光.数控加工技术模块化教学模式探索[J]. 科技创新导报，2010（36）.

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多轴多刀数控技术的最直接，同时也是最有效的载体是多轴数控加工中心，这个数控加工中心主要包括数控装置、输入装置和伺服装置等。多轴多刀数控技术的基本技术原理是：把数控机床中的数控装置、伺服装置和工艺参数等，转换成数字信息，然后以编成相应的程序代码输入到机床控制系统之中，由控制系统负责处理这些程序代码，最后安装伺服系统的指令完成控制机床各个部件协调的动作，完成各种零部件的加工生产。

二、多轴多刀数控技术的设备

在数控机床产业界来说，在世界范围内，美国、德国和日本等国家在复合加工机床、数控机床与工业机器人、并联机床和数控加工刀具的结合方面的研究成果比较大。其中，德国的DS公司、意大利的COMAU等公司研发的平动机床，等都是当前世界上比较先进的并联机床。

而对于中国的数控机床的发展来说，随着改革开放经济的快速发展，也有了30多年的跌宕起伏的发展史，当前已经进入到了成熟时期。在世纪之处的几年例，中国金属切削机床的产量的粘平均增长率达到了19%左右，而同时期的数控机床的产量更是比同期提高了33个百分点，由此可以看出，数控机床的增长速度要比金属切削机床的增长速度快。

当前，中国还是新兴的数控机床市场国家，其它的国家比如韩国等，以及中国的台湾地区也是新兴的数控机床市场，在这些国家和地区，多轴多刀数控机床的生产方面具备很强的实例，而且市场相当广阔。比如中国的广州数控、北京机床厂、大连机床厂等，以及韩国的斗山数控，在数控系统、多轴多刀数控机床方面均有了技术比较先进的产品，有效满足了所在地区工业生产的需要。但是这些新兴市场国家在高端多轴多刀数控机床研究方面却无法与传统的数控机床技术研究强国相比，比如没有的辛辛那提公司、德国的西门子公司和日本的FANUC公司等。

在1990年，中国的燕山大学研制出了中国的第一台并联机器人实验样机，而七年之后，东北大学研制出中国的第一台平移自由度并联机床样机。一年之后，也就是在1998年，清华大学和天津大学共同研发出并联机床VAMTIY。这些数控机床设备主要以提高加工的精度为主要的设计目标，同时也能够应用于其他的叶片类、大型模具等复杂曲面零件的加工生产，其中，具有自主知识产权的当属大型龙门式五轴联动混联机床。

三、多轴多刀数控机床的程序编制

从形式上来分类，多轴多刀数控技术主要分为三种：第一种是手动编程，第二种是自动编程，第三种是仿真技术。

手动编程。多轴多刀数据编程的缺点是显而易见的，比如编程的速度比较慢、不能用于复杂结构零件的编程、编程的耗时比较长等。不过，应当注意的是，手动编程也具有程序短小、可修改性非常强和可用标准参考方程曲线等优势，比如抛物线、摆线等。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第539期2014年第07期-----转载须注名来源现阶段，很多多轴多刀的加工手法都是应手动编程来完成的，比如圆周上钻等。下面笔者将通过一个实例来介绍手动编程程序：

#1=60

#2=7

#3=2

#4=2.3398823/180

#5=21

#6=23

While#4LE#3

#7=360/#6*[#4-7]*#2

#8 = #2* COS（ #4）#11 = #2* SIN（ #4）

G88G89G90X[#18]Y[#8]Z[#6]R[#7]F300

#5= #5+ 1

ENDW

G120

G91G28Z1

M15

M30

自动编程。通过上文中的分析，我们知道手动编程具有容易出错、不适用于复杂零件编程的缺点，而且编程的工作量也比较大，但是应用了计算机技术的自动编程，由于具有编程速度快等优势，受到业界的广泛欢迎。当前，越来越多的企业认识到，自动编程技术具有高精度、该效率等特点，不仅可以应用于复杂零件的编程，而且性能也比较高。但是，当前由于技术条件的限制，这种编程技术要想真正发挥其性能，还需要性能优良的CAD/CAM软件。

现阶段，中国国内应用比较广泛的CAD/CAM软件主要包括：Pro/ENGINeer、UG和CATIA软件等。这些软件普遍应用于工作站或者微机平台上。但是这些软件的价格通常比较昂贵，因此在一定程度上限制了该技术的应用和推广。

随着我国经济技术的快速发展，我国的CAD/CAM技术取得了比较大的进步，比如高华CAD等，相比国外的技术软件，这些软件的价格相对来说比较便宜，因此符合我国的基本国情，从而占领了大年的大部分市场份额。由此我们也可以看出，我国在这方面的发展，无论从技术研究水平，还是从市场推广方面来说，都与西方发达国家有着不小的差距。

国外的CAD/CAM技术软件出现的时间比较早，而且研发和利用的时间相对来说比较长，比如UG等公司都是CAM行业的领军企业，生产的都是世界范围内的顶级差异，可高效仿真刀具和机床的运动。当前，这些公司的产品在我国已经占领了一部分的市场份额。因此，无论从技术研发角度，还是从市场开发层面看，我国的CAD/CAM软件的前景都不是特别的乐观，特别是在五轴数控机床研究方面，中国的企业做的还不是很好，存在不少的问题和缺陷等。

自动仿真技术。数控加工生产中的仿真技术是利用计算机软件来模拟数控加工生产的过程，然后把加工过程和结构通过数字、图形和图表等方式展示出来，通过计算机展示出来，从而为人们的判断、验证和控制加工过程提供合理的方法。现阶段，数控加工仿真技术主要包括两个方面，一是几何仿真技术，二是力学仿真技术。

当前，虽然主流的三维软件均有三维仿真功能，但是由于多轴加工生产具有复杂性的特征，所以无法彻底消除零件与刀具、刀具与工作台等之间的碰撞，其控制方法和技术还有待完善。

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数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段;数控机床是国防工业现代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。

机械工业教育发展中心的国家数控系统工程技术研究中心2003年7月提供的关于数控人才需求与数控人才职业教育教学改革的调研报告表明:目前数控人才极为缺乏,仅操作工人就需要六十万,而现在只有三十万,在沿海经济发达地区,数控技术人才的短缺更为突出。因为人才不足而导致数控机床利用率不足20%,如利用率提高5%,则相当增加几万台数控机床。

调查表明,我国目前数控人才不仅在数量上短缺,且在质量、知识结构也不能完全满足企业需求。数控技术人才可分为研究型、应用型和操作型三个需求层次,后两类人才正是社会急需的“数控蓝领”人才。据了解,现在处于生产一线的各种数控人才主要有两个来源:一是来自大学、高等职业技术院校的数控技术应用专业毕业生。这类人才具有一定的专业知识和动手能力,但缺乏工艺经验,难以满足某些企业对加工和维修一体化复合型人才的要求。另一方面则是接受过较正规相关培训的企业员工。他们具有企业所需的工艺背景、实践经验,但知识面较窄,缺乏对计算机应用技术和计算机数控系统的了解和应用。而企业需要的数控“蓝领”技工,是在现代机械设计、机制工艺、机械加工、夹具、刀具和量具等方面具有扎实基础知识,同时在机床数控技术应用等方面有较强操作能力,上述两类人才来源都需要经过一段时间的专项培训后才能上岗,竞争激烈的市场让企业不可能有充足的时间等着他们培训。

由于数控应用人才是一种介于工程师和高级技术工人之间的人才,他们的培养需要一种全新的教育体制,他们既应具备相应的理论知识,更应具备熟练的编程、操作及维修技能。技能在职业学校教育中是起主导作用。这样,通过“批量”的培养规模,以数控培训基地为依托,加大实践环节的教学,进行系统化的数控应用技术教育,可以有效地缓解目前国内数控应用人才缺乏的局面。实习教学是在数控人才培养中占有重要地位,它体现学生对所学专业的技能训练掌握的程度。作为教师要竭力引导学生,努力激发学生的求知欲望,促进学生实际操作动手能力,可以用以下方法:

一、设计好起始课,搞好理论联系实际

学生们每当第一次接受新的学科学习时,总是存在着极强的好奇心。他们渴望了解这门课程与日常生活及自然界的关系,在脑海中提出了很多的问号。理论与实践是相互联系,二者在学习中是不能缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的,而实践则可用理论来进行指导。在实习教学中,理论学习的目的全在于应用。

二、数控仿真软件操作是数控实习教学中的辅助手段

数控机床操作面板、按键较多,并且大都含有链锁关系。对于不熟悉面板操作的同学来说,疏忽了一个小小的步骤,就有可能无法进行后续操作,严重的还会产生报警。有些学生面对数控机床,心里负担较重,害怕自己的操作失误引起设备故障,操作时特别谨慎。这些情况都会延长实习课题的操作时间,打乱正常的实习安排。作为解决的方法,我院选择将数控仿真软件作为数控教学的桥梁,使理论和实践有效的衔接,打破了传统的数控教学模式,增加了学生动手的机会,提高了操作的熟练程度。

但在实习中,发现一部分同学出现了以下情况:①过分依赖仿真系统,未经仿真加工就不肯上机操作加工零件。②认为仿真系统可实现的加工,实际上机便可加工,且能达到理想效果。③依赖仿真系统提供的对刀及刀具库快捷按钮,到实际机床上操作时还在寻找仿真系统提供的部分功能。发现实现操作中并没有这些功能时,就变得手忙脚乱。

针对这些情况,我们在教学中改变了以往在没有看见过实际机床操作的情况下,先进行仿真软件操作学习的安排。实习教学一开始就先安排观摩机床操作。在紧接着的仿真软件操作学习中,尽量不采用仿真软件提供的快捷操作,完全按照机床操作进行练习。同时强调什么是实际存在的功能,什么是仿真系统提供的虚拟的功能。

三、概念要反复复习、加强理解,编程指令的运用要求不能停留在“会”的层次,要“熟”,要熟能生巧

坐标系概念的掌握是程序编制和零件加工中至关重要的一个环节。许多操作与编程指令的运用都离不开坐标系的知识。学生首次接触机床坐标系、参考点和工件坐标系概念时,由于较为抽象,大多数同学掌握情况不是很好,只是对概念的记住。此时不能将过多的运用环节灌输给学生,而要在今后的程序编制过程与对刀操作练习中不断复述这些概念,让他们逐渐地消化和吸收。在讲授、示范新出现的运用环节前再加以复习巩固。

四、上机操作要求因“课题”而易

对刀操作是上机操作的第一课题。对于这一课题的练习要求:一方面严格要求学生操作步骤的准确性。学生首次上机操作要养成良好的操作习惯。能够正确的进行界面的切换。明白要做什么,要如何做。要明确每一步骤的目的。另一方面要在练习时间安排上应较为宽松。毕竟学生是首次上机操作,会有一些紧张。作为老师要鼓励他们自主独立操作,让他们有相对宽裕的思考时间。正确的操作结果得到教师的肯定后,会更有信心。如果操作失败或错误要和他们一起分析找出错误所在,并鼓励再次练习。直到操作步骤正确为止。在以后的课题练习中,如果是首次接触的课题也会参照对刀操作的教学要求,决不能让学生把错误的操作步骤留在大脑中。对其它熟练巩固的课题则提出 “胆大心细、高质高效”的练习要求。

五、重视设备与工艺知识的学习

我们要培养的学生是能够独立完成中等复杂甚至是复杂零件加工的操作型人才。这不是简单的会选择加工指令、能够输入程序加工零件就可以的;而要能够全面掌握数控加工工艺知识,了解数控设备机械结构,熟悉数控机床操作加工与维护,处理常见的报警信息。这需要从基础知识抓起,并将这些知识穿插在教学实践项目中,以培养学生的知识综合应用能力、分析思维能力和独立处理问题的能力。

六、强调自我总结