发布时间:2023-10-07 15:42:11
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关键词:数控车床 理实一体化 中职
2005年国务院《关于大力发展职业教育的决定》明确提出,大力发展职业教育,加快人力资源开发,是落实科教兴国和人才强国战略。国家的科技兴国战略使得数控加工行业快速发展,从事数控加工的工人相对缺乏。迫切要求职业学校培养出大量的在一线从事数控加工的技术工人。作为中职学生,学习数控车工技术的目的是使学生能掌握数控基本原理、各大模块的功能、数控车床的编程知识,熟悉相关的仿真a软件和自动编程软件,并通过实训、实习,提高学生的动手能力、创新能力和吃苦耐劳的精神,达到知识、技能、素质的全面发展。
1、普通车床实训是数控车床实训的基础
对于零基础的学生来说,普通车床实训是学习车工的第一步。普通车床实训是以后进行数控车床实训的基础。我们可以把学习普通车床的操作技能比作学走路,把数控机床的学习比作学跑步,只有走好了才能跑起来。
现在学校中的数控专业,大都是在原有的车工专业的基础上,又购置了数控车床和数控铣床、加工中心而形成的。数控车床的价格相比于普通车床要贵许多。大多数学校数控车床的数量相比于普通车床也是要少很多的。综合上述原因,学校在安排数控车床实训之前,都要安排一定课时的普通车床实训。这样可以使学生在初学阶段利用普通车床学习基本操作技能,为以后学习数控机床打下基础,利用普通机床进行基本操作技能训练在目前是不可缺少的一个环节。现代制造技术是在传统的技术上发展起来的,自动化的数控机床离不开传统的车、铣、刨、磨的加工技术,一个数控工作人员,如果不懂得刀具角度,切削用量和制造工艺,就不能成为一个合格的数控人员。我们培养适应现代社会需要的数控加工人才就是先要从最基本的知识抓起,要使学生学习好掌握好基本功,要使学生牢固掌握普通车床的基本知识,了解普通车床的基本性能和基本构造,熟练掌握普通车床的正确操作:车外圆、车端面、切断和车槽、钻中心孔、车孔、镗孔、车螺纹、车圆锥面、车成形面、滚花等等。这些基本技能、技巧在现阶段,我们不可能在数控机床上安排大量时间进行练习。反过来,我们可以利用普通车床台数比较多这样的条件,进行这些基本技能操作训练。基本操作技能学的好与不好,直接影响到以后在数控机床实训的效果。在这个过程中,普通车床实训起到了一个承上启下的作用。
2、中职学校数控车床理实一体化教学的流程
学生学完普通车床以后,开始进入数控车床的学习。现在技工院校使用最普遍的是沈阳机床厂生产的FANUC系统的机床。因为涉及到中、高级工的考试,所以在学习数控实践操作的时候,还要兼顾到中、高级工理论的学习。综合以上考虑,教学安排如下:
(1)了解数控机床的总成、面板(主要包括CRT显示器、系统操作区域、机床操作区域),并掌握操作面板按钮的功能。
(2)认识数控机床的坐标系(x轴、z轴)。
(3)三个基本操作:回零操作、MDI操作(转速及换刀)、手作。
(4)对刀操作、对刀的目的。
(5)掌握基本的编程方法、G指令、M指令,及简单的编程过程。
(6)G71切削循环指令。
(7)外螺纹、镗孔、内螺纹的编程。
(8)中、高级工理论、实践的模拟练习。
3、提高学生数控车床操作工的考试通过率
数控车床中、高技工的鉴定考试都包括理论和实践操作两个部分。只有理论和实践操作都通过,才可以取得相应的数控车床操作工的等级证书。针对学校数控车床中、高级工考试通过率不高,提出以下几点建议:
(1)理论知识
现在数控车床中、高级工的理论主要涉及机械制图、机械基础、公差配合与技术测量、金属材料与热处理、车工工艺、数控技工工艺、机械制造工艺、电力拖动、数控机床编程与操作、职业道德、企业管理等科目。知识比较复杂,除了多读、多看、多练之外,还要学会总结。比如G71、G72、G73、G90、G92、M21、M22、M23等指令很容易混淆,要对比记忆。
(2)实践操作
数控车床的实践操作技能是衡量数控车床操作工水平的重要指标,也是数控车床操作工鉴定的关键环节。考试之前,一定要认真阅读零件图纸,注意公差、表面粗糙度、同轴度的要求等,然后再编程。同时,要注意心态,一定要沉着冷静。例如,在考试中,某一个尺寸误差做大了,头脑一定要冷静。要相信:只要别的尺寸做对了一样可以顺利通过。要及时调整情绪,在思想上要有个充分的应试心理准备,要相信自己有足够的能力通过鉴定考试。
(3)考试技巧
在数控车床中、高级工考试中,理论上要本着先易后难、先主后次的做题原则,不要轻易放弃每一道题,必要时使用排除法、验证法等技巧。实践操作考试中,装夹工件一定要装夹牢固,工件跳动量越小越好。在编写程序时,要先写工艺,然后按照工艺流程的顺序来编程及工件的加工操作。在实践操作考试完毕以后,要进行机床的清理和保养。
随着社会的发展,对数控机床操作工、编程人员的要求也越来越高,同时对数控专业人才的培养提出了更高的要求。本文从数控车床实训与普通车床实训的关系、中职学校数控车床理实一体化的教学流程、如何提高数控车床操作工的考试通过率三个方面提出了一些自己的建议。
参考文献:
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)05-0154-02
随着现代加工技术的发展,数控机床得到了越来越普遍的应用。数控机床是集机、电、液、气等于一体的加工设备,一旦发生故障,就会给企业造成巨大的损失。随着数控设备使用量的快速增加,对数控设备维修人才的需求越来越大,素质要求也越来越高。那么,数控维修专业人员应该如何培养,其培养方向又是如何呢?这是建设数控维修专业应考虑的问题。
数控机床维修行业发展现状
随着数控加工技术的发展,数控机床在金属切削行业中的应用也越来越广。“十五”、“十一五”期间,我国的数控机床行业得到了迅速的发展,已成为数控车床生产大国。可长期以来,国产的数控机床始终处于低档发展迅速、中档进展缓慢、高档数控机床依靠进口的局面。其主要原因有二:一是在技术上与先进国家存在较大的差距;二是国产数控机床的平均故障间隔时间(MTBF)比进口机床差一倍之多。虽然进口机床的可靠性比国产数控机床高,但机床一旦出现故障,维修困难,费用昂贵,真可谓“买得起,修不起”。国产数控机床的维修比进口机床容易,但机床售后维修服务不到位,主要原因是技术人员无法完成故障维修,不能体现国产数控机床的优势,从而使强项变成了弱项。
目前,各职业院校几乎都设有数控专业,而企业需要的是数控设备维修与维护人员。目前,数控专业所开设的课程普遍偏重于理论学习和数控机床操作,而对数控机床的维护与维修几乎不涉及或是一带而过。这就造成了所培养的学生对于数控设备只会操作,而对于数控设备的维护与维修知之甚少。这样就不能保证数控设备的利用率与完好率,最终导致了数控设备的开工率不足。从表1不难看出,影响数控设备利用率与完好率的主要因素是维修力量不足和维修费用过高。要改变这种现状,首先应保证有足够的维修技术人员。
数控维修人才概况
随着数控加工技术的发展,数控岗位上的人员需求也不尽相同,不少岗位要求从业人员掌握数控机床调试、维护与维修技能,对技术含量高的数控维修人员需求越来越多。
现在,一些单位对于数控机床的维护与维修并无专业人员,即便有也主要来源于普通机床维修人员,而这部分人员存在的主要问题有:一是年龄偏大,接受新知识、新事物的能力较差;二是知识结构老化,他们主要了解普通机床的机械结构与电气,而对于机电一体化的数控设备仅凭这些知识就力不从心了;三是综合知识差,对于数控机床中模拟电路、数字电路、集成电路、微机原理、接口及计算机弱电部分感到陌生,维修高度机电一体化的数控机床显然是不行的。
从表2可知,当前数控技术人才主要来源于职业院校。企业对数控维修与维护人员的需求日益增大,应届毕业生的就业却变得越来越困难。面对数控设备的维修与维护人员日渐短缺,学生就业难的现象,目前各职业院校纷纷开设了数控维修专业,由于各学校的师资、实训设备等力量不足,所开设的数控维修专业可以说是良莠不齐,所开设的课程也存在着严重的雷同现象。现在,各职业院校所开设的数控维修专业普遍注重理论知识的讲解,只不过有的偏重于电类知识的讲解,有的偏重于机械结构知识的讲解而已。然而,不管是偏重于哪一方面知识的讲解,对于高度机电一体的数控设备而言,都是不足的。开设数控维修专业的职业院校存在知识结构不合理、实训资源不充足、师资质量不高等问题。
对数控维修专业建设的建议
数控维修不仅是一门理论知识综合性很强的学科,也是一门实践性很强的学科。对于数控维修专业的课程设置,既不能单独强调理论知识的学习,也不能一味强调实践学习。而目前大多数学校的数控维修专业建设,大部分偏重于理论教学。
(一)进一步加强“校企合作”的办学思路,提高学生分析问题与解决问题的能力
学校应根据人才市场和企业相应岗位要求,通过“校企合作”,不断调整专业发展方向、课程设置和教学内容,不断加强工学结合人才培养模式,学校建立由企业、行业专家组成的数控维修专业建设指导委员会,在人才规格、知识技能结构、教学内容、课程设置、基地建设等方面发挥企业、行业专家的指导作用。进一步完善以国家职业标准为依据、以工作任务为导向、以综合职业能力培养为核心的“教、学、做”一体的课程体系,实现理论教学与技能训练融合、能力培养与工作岗位对接、实习实训与岗位需求相适应。积极探索教学手段、教学内容、教学模式的改革,加快教学资源信息化建设,运用现代化教学手段,推进多媒体教学、网络教学、仿真模拟教学。突出职业能力,结合数控维修技术人才培养的特点,在专业建设指导小组的指导下,完善以专业理论课程、技能训练课程、综合技能强化课程和德育模块等相互支撑的课程体系。通过围绕专业领域核心技术能力的培养,优化课程结构,精选课程内容。在顶岗实习阶段,可以将数控维修专业学生送至数控机床设备的故障诊断维修和维修售后服务处,让学生在数控设备故障诊断维修部门完成实习任务。学生在跟着维修人员进行数控机床故障诊断与维修的过程中,通过实践提高理论联系实际能力、分析问题与解决问题能力。
(二)课程设置
在课程设置方面,学校根据企业的需要和学生实际情况,依据教学以应用为目的,理论以“必需、够用”为度,突出技能训练的针对性和实用性原则,按“教为主导、学为主体、练为主线”的要求,建设和完善以专业理论课程、技能课程、德育课程三个系统相互支撑的课程体系。开展“模块化”教学,在教学过程中采用项目教学法和“一体化”的教学模式,将理论课程融入实践课题当中。
理论课程 依据通用职业岗位能力要求,确定专业核心能力体系,并将与之相匹配的专业知识课程设定为专业主干课程。拟建设的主干课程如表3所示。
实训课程 根据职业教育的本质和高素质技能应用型人才培养规律,按照实践教学体系建设要求和教学过程的实践性、开放性和职业性原则,引导课程设置、教学内容和教学方法改革,将专业课、工艺课等理论教学内容融入实践环节,实践课程在总课时中的比重达到60%以上。
通过实训教学与理论教学相互结合,达到 “学以致用,以用促学,全面发展”的教学理念要求,教学过程由实训教室向车间延伸,使学生成为新型技能人才。实现实训教学与现实生产有机结合,更能培养适应社会要求、符合企业需要、综合能力较强的复合型人才。
这样,学校在与企业合作同时完成对学生的“订单式”培养,不仅可以解决实训设备问题,为学校节约开支,同时也为学生实践提供充足的资源。培养的学生对于企业而言更加实用,无需再进行岗前培训。这样,不仅满足了企业对人才的需求,也解决了学生就业难的问题。
(三)提高教师的业务及专业能力
由于数控机床维修是一门综合学科,故对教师的要求相对较高。目前,大部分教师来源于学校,实践经验相对匮乏,教师的业务及专业能力制约着数控维修专业的发展。针对这种现象,可以有针对性地对教师进行培训。一是让教师进企业实践,增加实践经验;二是聘请专业技术能力较强、经验丰富的企业人员,让他们走进课堂,以解决师资不足的问题。
结语
数控机床是集机、电、液、气等为一体的数控设备,对于数控设备维修人才的培养也应该是综合性的,而不应是单一的某一方向专业知识或实践能力的培养。所以,数控维修专业的设置既不能只注重理论学习,也不能过于偏重于实践学习,对于理论的学习也不能偏重于某一方面,否则,数控维修专业的发展就会受到制约。
参考文献:
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中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:1671-1297(2008)08-145-01
随着科学技术的发展,数控加工技术已广泛应用于机械制造业的各个领域并成为企业生产的重要加工手段,这就要求当代的大学生不仅要有大的工程意识,而且还要掌握高新技术。那么加强在校大学生的先进制造技术实训,对于培养新形势下具有创新意识和解决工程实际问题能力的合格人才有着重要的现实意义。
一、 数控机床实训教学的培养目标
我校的数控实训主要安排在工程训练中心进行,前来实训的有机械类、近机械类和非机械类的大二学生。数控实训的培养目标是让学生了解数控加工的基本原理及加工方法,掌握简单的手工编程并了解计算机辅助编程的过程,实现零件的数控加工,从而培养大学生先进制造技术的概念。
二、 数控机床实训教学的内容
数控基础理论课之前,老师先带领学生到数控机床加工的零件展示柜前观摩,然后领着学生初步认识现代部各种不同类型的数控机床,其目的是让学生对将要进行的数控实训有初步的感性认识及期待。
学生在数控实训之前已完成了普通车、铣的工种实训,对车削铣削加工已有较好地认识和了解,讲课中老师经常使用比较法,这样可以让学生加深对数控机床的认识和理解。
数控编程有手工编程和自动编程,编程指令和参数都较多,每一条指令有它的固定格式和编程方法。为了便于学生掌握,老师每讲解一个指令,就要求学生运用该指令对零件进行编程、模拟、加工,这样可及时跟踪检查学生对该指令的理解和掌握情况。在网络基础上,现代部的CAD/CAM与数控系统集成一体,与机床联网。在自动编程讲解中,将工件的形状、尺寸、走刀路线、切削用量等按指定的格式输入到计算机,后置处理后生成加工程序,动态模拟显示和绘制刀具轨迹图并检查程序的正确性。通过机床系统接口和计算机连接,将程序直接输入到数控机床的数控系统中,控制机床加工或进行DNC加工。自动编程强化了学生的计算机应用能力,更进一步实现CAD/CAM/CNC一体化的教学与实践。
为此,中心大力加强现代制造技术实训模块的建设,重点加强“新技术、新设备、新工艺”的应用,建立了以网络DNC技术为基础的数字化设计/制造实训系统和以非接触式三维激光扫描仪及快速成型机集成构建的逆向工程实训系统。通过该系统的实训,使学生了解现代化制造企业的制造模式和生产组织形成,理解网络制造、数字制造的内涵和实践技术。
“激光非接触式三维扫描仪――快速原形制造”为特征的逆向工程实训系统是以已有的产品或技术为研究对象,以现代设计理论、生产工程学、材料学、计量学、计算机技术及计算机图形学和有关专业知识为基础,以解剖、掌握对象的关键技术为目的,最终实现对研究对象的认识、再现及创造性地开发。通过该系统的实训,使学生综合掌握现代逆向工程的应用方法和学习创新的科学方法。
三、 实训教学课程改革的建议结合具体的实践,笔者认为在教学中还存在需要改进和完善的地方。
1、优化教学大纲
将教学大纲合理优化,使实施性教学大纲更具有实用性。结合学院特点和专业培养目标对教学大纲进行优化,调整相关内容,使教学大纲更贴近我们的实际教学条件和特色教育目标。把数控机床编程与加工仿真实训教学服务于数控机床编程与加工具体操作实训的教学性质进一步明确,使教学大纲更具有针对性,更加突出其服务于专业的特点。
2、改革教学内容
修订人才培养计划,深化教学改革,完善课程体系,推进教学内容和课程体系的改革,按照"注重能力培养,加强实践训练"的思路,提高学生的全面素质。为培养学生获得终身学习能力,创造能力、生存与发展能力打下好基础。分析数控仿真加工技术与实体数控机床加工的特点和数控机床与仿真机床的可操作性能。它们都是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床,加工方法和内容以及程序的编制很相似,在许多方面都遵循一致的原则。利用它们的相似点作为教学改革的切入点,强化相关基础教学,使学生在接触真实的数控机床前进行程序的编程与机床的操作具有了一定的相关实践知识和技能的积累,便于数控加工专业教育的顺利进行。
3、改革教学方法
改革以技能培训为最终目标的教学方法,强化服务意识。在教学方法中应更多的引入实体式数控加工的相关知识,将对比式教学贯穿于整个教学过程中。转变教学习惯模式,不断创新教学手段;转变实践教学环节淡化理论的传统思维,加强理论与实践的结合。
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)11-0164-02
1 前言
员工的素质决定着企业生产的质量。在一些以数控机床为主的企业中,员工的操作和维修能力显得尤为重要。在此背景下,作为企业对口人才的主要输出地,中职学校对学生的数控专业教学就显得尤为重要,培养质量的好坏将影响着企业的生产和效益。为适应社会的发展,满足我国企业的新需求,中专职业学校应加强学生的数控车工实训教育,通过学生的动手实践,学习专业的数控机床的操作技能,并为掌握多种数控机床以及对机床的维修打下基础。
2 中职数控车工实训教学的现状分析
教学目标错位 在社会需求的刺激下,大部分的中职学校对中职数控车工实训教学引起了重视。至此,中职学校的相关领导和教师就将教学目标定位在让更多的同学能够获取技工证上面,与数控车工的实训教学的一切相关内容都必须服从考证。以考证为教学目标,抛弃了以掌握实用的操作技能为中心的主要教学思想,致使学生在走上岗位后对工作机床不能快速地上手操作,技能证书也成为一张华而不实的纸张。在激烈的就业竞争中,以考证为中心的学生失去基本的竞争力。在中职学校的现实教学中,教学内容往往停留在课本上,缺乏一些企业生产中需要掌握的知识技能讲授,如对企业中的工艺流程以及生产意识不足,在毕业后不能较快地适应生产[1]。
教学资源紧缺 中职数控车床的实训教学资源并不理想,大部分实训学习都是通过模仿的方式进行。在教学中,往往是教师通过亲自操作示范和讲解就让学生进行模仿。这种模式中,部分学生往往不能在教师演示讲解一次之后就能够自行动手操作,忽视了掌握实践理论内容的重要性,学生即使学会也只是掌握了实训中操作的机床,不能够举一反三,对实训机床以外的数控机床只能望洋兴叹,束手无策。由于现在大部分的中职学校盲目扩招,学生招收进来之后师资配备跟不上,学生的问题在课堂上不能够得到及时的解决。另一方面,学校对实训基地的投入较少,为节省教学成本,实训基地仅配置一些能够应付等级考试的设备,使得数控机床类型较为单一,数量较少,致使学生不能够全面、熟练地学习数控机床。
3 有效提高中职数控车工实训教学的措施
通过改善数控车床实训教学的质量,让学生能够切实满足企业和生产的需求,这是中职学校数控专业的目标。
正确定位教学目标,丰富教学资源 中职学校在教学过程中,在让学生掌握基础理论以及基础设备的基础上,要重视与企业生产的联系,以让学生能够变通操作数控机床为教学目标。在教学过程中,教师可以运用多媒体技术,通过穿插Flas、3D图片以及音视频让学生在感官上加强对数控机床的整体把握,深入整合基础理论教学。在学生掌握熟练基础知识之后,教师可以适当讲解一些数控设备容易出现的问题以及对应的维修方法。另一方面,学校要重点引进专业的教师资源,确保教师在教学中可以及时对学生的问题进行解答,硬件方面及时购置一些新型的数控机床,扩展学生的知识面。让学生走进企业进行生产实训学习,能够提高学生实训学习的效果和质量[2]。
适应时代需求,灵活运用教学模式 随着新时期教学改革的推进,中职数控车工实训教学迎来了新的机遇,也使得提高学生积极性、引导学生进行自主探究、增加与学生间的互动,成为提高课堂教学效率的重要途径。在中职数控机床的实训课中,教师应做好引导工作而让学生成为课堂的主体。大部分学生在上数控机床实训课时都非常想亲自动手操作的,如果教师不能灵活地掌握时机,则有可能引发学生的逆反心理,致使教学效率不高。
在课堂上,教师要把握好时机让学生的实践欲望能够得到适时的释放。教师通过设置逐级深入的问题一步步引导学生边动手边思考,边深入理解数控机床的基础理论,明白每一个操作的意义所在。另一方面,教师还应该在学生掌握基本操作流程之后,提出一些易出错的操作,让学生试着解释错误的根源以及可能引发的后果,让学生对错误操作产生深刻记忆。教师应该加强对数控机床实训课的管理和控制,进而提高数控机床实训课的教学质量,教师可以运用灵活的教学模式和方法,让学生更好地融入课堂,提高学生的学习热情和教学效果。
与此同时,教师还应积极地更新自身的知识,深入理解新课改理念,不断提升自身素质,及时掌握新教学模式和方法,以适应学生们不断变化的新需求。
培养学生的学习兴趣,激发持续的学习热情 数控机床实训课本身是非常具有趣味性的,而要想熟练地操作机床则不易。部分学生由于基础理论知识掌握不牢,长时间停在起始阶段,从而产生畏难厌学的情绪。因此,在讲解数控机床实训课程时,必须对所传授的内容进行深度规划,以培养学生数控车床操作的兴趣为出发点,积极为学生开展数控车床学习提供优良的实训环境。比如在操作过程中出现一些问题时,可以引导学生自我寻求解决办法,可以有效地培养学生独立操作能力。教师可以通过比赛的形式,让学生通过设计制作一些独特的数控产品,可以对产品外观以及使用时间设置比赛,以此来提高学生对数控机床的熟练度。
联系实际动态,调整教学内容,适应现代学生的需求 随着时代的不断进步,新技术不断出现,机床技术也在不断变化,然而数控机床的教材内容常常不能及时跟上这一动态变化,教学内容存在一定局限性,不能满足现代学生的需求,相应影响数控机床实训教学效果。因此,在数控机床课程的教学中,教师应结合学生特点以及联系实际应用,充分地挖掘教材,把与时代相适应的新知识、新问题引入课堂,使学生所学知识与时俱进。
例如,在引进新设备之后,如何在原有基础上快速掌握新设备的运用,是教师在课堂上应该为学生拓展讲授的内容。教师要在教学研究中,积极创造性地使用教材,合理增加课外内容,适当添加与课程有关同时与学生兴趣点一致的新鲜内容,使学生学以致用,最大限度地满足不同层面学生的求知欲[3]。
4 结语
为不断适应新形势下的社会需求,学校要及时更新教学理念和教学设施,不断完善办学条件,保障培养出适应企业生产发展需求的新型人才。在数控机床的实训教学中,教师要深入理解新课改的基础理念,在保证学生安全操作的基础上,充分运用多种新型的教学模式和教学方法,最大限度地提升教学效率和质量。
参考文献
[1]王军.明确目标 注重基础 增强钳工训练效果[J].中国教育技术装备,2012(29):122-123.
Exploration and practice of improving the students' employment ability in college-enterprise cooperation co-construct practical training bases
Chen Wei, Fan Jun, Xia Xianming
The City Vocational College of Jiangsu, Nanjing, 210036, China
Abstract: College-enterprise cooperation co-constructed practical training bases can give full play to the function of the practical training base, and promote the improvement of students' employment ability. It can promote the professional construction and curriculum reform. It can well solve the problem that college lock of practical training equipment. It can realize zero distance docking in the talents training and the demand of the enterprises. It can cultivate students' employment competition ability.
Key words: college-enterprise cooperation; co-construction; practical training bases outside; employment ability
目前,我国高职院校与企业共建了许多校内外实训基地。这些校企共建的实训基地在应用型人才培养中的优势日益凸显,已形成我国高等职业教育的特色。实训基地建设是促进高职教育迅速发展的关键,是应用型和技能型人才培养的重要途径[1]。加强实训基地建设,发挥基地功能,促进学生就业能力提高,是高等职业教育的重要任务,是贯彻“以服务为宗旨,以就业为导向”的办学方针的有效途径。
所谓就业能力是指大学毕业生在校期间通过对知识的学习,掌握必要的技能,获得的能够实现就业理想、满足社会需求、在社会生活中实现自身价值的本领[2]。
校企合作共建实训基地,可以充分发挥实训基地的功能,促进学生就业能力的提高,主要体现在以下4个方面:
(1)推动专业建设和课程改革。
(2)解决学校实训设备的不足。
(3)实现人才培养与企业需求的零距离对接。
(4)培养学生的就业竞争能力。
1 推动专业建设和课程改革
提高学生的就业能力与专业建设、课程改革有着直接的关系。这是因为,企业需要怎样的人才与专业建设关系很大,也与学生所学课程和掌握的技能有关。因此,校企合作共建实训基地能推动专业建设和课程改革,是学生就业能力提高的知识保证。
在校企合作共建实训基地的过程中,学校通过与企业的紧密联系,可共同探讨专业课程的开发,制定与企业需求和特点相适合的课程培养目标[3];在企业参与下,可构建适合企业、社会发展的各种课程模块,形成围绕职业能力设计的模块课程体系;可不断听取企业人士的意见,采纳合理的建议,改进具体专业课程的结构,促进学校专业建设水平的持续提高。通过实训基地建设,学校能够以职业能力培养为主线,以操作技能提升为切入点,构建以基本职业素质、岗位就业能力和职业发展能力培养为模块的课程结构体系。
我校在与企业合作共建实训基地的过程中,充分听取企业的意见和建议,强化学生的实践技能培养,构建以基本职业素质、岗位就业能力和职业发展能力培养为模块的课程结构体系,制订新的机电一体化技术人才培养方案。
此机电一体化技术专业为例,其具体的课程结构体系如图1所示。
图1 机电一体化技术专业课程结构体系
根据社会需要,我校将机电一体化技术专业分为3个方向,即数控设备方向、工业控制方向、数控技术方向。这3个方向,除了专业方向选修课模块不同外,其余的公共基础平台课模块、专业群通用技术平台课模块和专业方向必修课模块都是相同的,体现出机电一体化技术专业的共性和不同方向的差异性。
现在,许多机电产品都采用可编程控制技术对工作过程进行控制,因此我校采纳了西门子(上海)工业自动化与驱动技术集团的建议,在专业方向必修课模块中,开设了可编程控制器应用技术的课程。该课程的教材系与西门子合作开发,为我校的精品课程。另外,为加强学生的实践动手能力,在专业方向必修课模块中,开设了机电控制实训课程和数控加工实训课程。
对于数控设备方向,考虑到变频技术在机电产品中的应用很普遍,在专业方向必修课模块中,采纳了西门子(北京)有限公司的建议,开设了数控设备伺服与变频应用的课程。
对于工业控制方向,在专业方向必修课模块中,采纳了康尼机电有限公司的建议,开设了基于LOGO!的变频控制技术、组态技术应用、自动生产线的安装调试与维护等课程。
对于数控技术方向,在专业方向必修课模块中,采纳了南京宁庆数控机床制造有限公司和南京华兴数控技术有限公司的建议,开设了UG造型与数控编程、数控加工工艺规程编制与实施以及加工中心编程与操作实训等课程。
所有课程的制订与实施都是与企业合作共建实训基地的成果,这些课程很好地满足了相关企业对人才的需求,也极大地提高了学生的就业能力。
2 解决学校实训设备不足的问题
学校实训设备的不足,将直接影响学生对技能的掌握,也将影响学生的就业能力。校企合作共建实训基地,能够很好地解决学校实训设备不足的问题,是学生就业能力提高的物质保证。
仍以机电一体化技术专业为例,该专业主要面向信息产品制造业、机电一体化设备运用企业和机电设备安装公司等,要求学生能够掌握数控加工技术、数控设备调试与维护、自动生产线的安装调试与维护等技能,能够从事机电一体化设备安装、调试、运行使用、维护管理等工作。购买齐全的数控加工设备和生产线控制设备能达到最佳的实训效果,但投资过于巨大,且日常维护费用很高,设备利用率低,对于一般的学校而言很难实现。因此,与企业共建实训基地,或将企业引进学校,建立“校中厂”,利用企业带入的设备进行实习实训,或将学生直接送到企业学习锻炼,建立“厂中校”,利用企业的设备提高学生的技能,或帮助企业宣传产品,获得企业的设备赞助等校企合作共建实训基地的方式,能够解决学校实训设备不足的问题,真正做到企业与学校资源共享。
我校引进了南京浩多机电科技有限公司,建立了“校中厂”,引进设备价值一百多万元。我校数控机床及应用技术、UG造型与数控编程、数控加工工艺规程编制与实施等课程均在“校中厂”进行,学生在学习理论的同时又进行了实训,技能提高得很快。
我校还在南京宁庆数控机床制造有限公司中,建立了“厂中校”。该企业资产达2亿元,其中机床设备总值1亿元以上,可满足学生所有机床实训的要求。我校学生的数控机床安装、数控机床诊断与维护课程的实训均在“厂中校”进行,所有学生都获得了南京宁庆数控机床制造有限公司颁发的证书。
我校与上海西门子工业自动化有限公司(SIAS)合作,在校内建立了数控技术实训室、机电控制及PLC实训室、工业控制及MPS实训室、传感器与检测技术实训室、CAD/CAM实训室和液压气动实训室共6个实训室,西门子公司捐赠设备价值近二百万元[4]。
可以说,我校通过与企业合作共建实训基地,很好地解决了学院实训设备不足的问题,也为学生就业打下了坚实的物质基础。
3 实现人才培养与企业需求的零距离对接
校企合作共建实训基地,企业可以为高校培养人才提供真实的平台,让学生更早地了解企业的需求,更好地提高和锻炼自己的综合能力,掌握生产的工艺与流程,掌握产品的设计与加工方法,掌握设备的操作与使用。如此便实现了人才培养与企业需求零距离的对接,既使企业能源源不断地直接从学校获得自己所需要的人才,又提高了学生的就业能力,是学生就业能力提高的直接保证。
我校已与西门子(上海)工业自动化与驱动技术集团、南京宁庆数控机床制造有限公司、苏州东昱精机有限公司、南京浩多机电科技有限公司、南京华兴数控技术有限公司、康尼机电技术有限公司等企业签订协议共建校外实训基地;相关实训基地现已初具规模。我校机电一体化技术专业的学生在二年级下学期到这些企业中顶岗实习实训,将所学到的理论知识和企业的生产实践相结合。在企业技术人员(企业教师)的指导下,学生能很快掌握基本操作技能。此外,实训有利于培养学生爱岗敬业、吃苦耐劳的精神,有利于学生较早地接受企业文化的熏陶,快速实现由学生向社会人的角色转变。
校企合作共建实训基地还能够及时帮助学生掌握就业信息,让企业能有更多的时间考查学生,可以按照自己的需求预选优秀人才,实现学生就业和企业用工的零距离对接[3]。同时实习的学生能够获得一定的劳动报酬,学校能够节省大量的实训资金,企业短期用工的困难也能得到缓解,由此可实现校、企优势互补,学校、学生和企业互惠互利的良好效果。
4 培养学生的就业竞争能力
提高学生的就业能力,还体现在提高学生的就业竞争能力上。要提高高职学生的就业竞争能力,就必须强化学生学习的实践性,培养出适应市场需求的应用型高技能人才。校企合作共建实训基地,能够培养学生的就业竞争能力,是学生就业能力提高的实践保证。
就业竞争力主要体现在学生所选专业及其专业方向上,体现在学生是否具有丰富的工作经验上,还体现在学生是否具有娴熟的工作能力上。实践表明,校企合作共建实训基地,满足学生专业方向的选择,丰富学生的工作经验,提高学生的工作能力,有利于培养学生的就业竞争能力,提高就业率。
4.1 满足学生专业方向的选择
高等职业学校培养的学生是直接为社会服务的应用型高技能人才,这就要求高职院校必须坚持以就业为导向的办学定位,紧扣市场经济需要进行人才培养。
信息产品制造业是江苏工业的主要支柱产业,与之相关的企业有机电一体化设备运用企业和机电设备安装公司等。我校的机电一体化技术专业即瞄准这一市场而设,其专业方向也是根据市场的变化动态设置的。
我校与西门子(上海)工业自动化与驱动技术集团、南京宁庆数控机床制造有限公司、苏州东昱精机有限公司等合作,在机电一体化技术专业中设置了数控设备方向;与西门子(上海)工业自动化与驱动技术集团、康尼机电技术有限公司等合作,在机电一体化技术专业中设置了工业控制方向;与南京浩多机电科技有限公司、南京华兴数控技术有限公司等合作,在机电一体化技术专业中设置了数控技术方向。这3个方向,基本适应了江苏相关市场的需求。
同时,这些专业方向也满足了学生的专业方向选择。学生在这3个共建实训基地实习,体验真实的工作环境,为将来走上工作岗位练就基本的实践技能。
4.2 丰富学生的工作经验
与企业共建实训基地,可以让学生在企业实训中积累更多的工作经验。
我校以多种形式让学生进入实训基地进行实际锻炼。对于学生来说,这样一种工作经历,既积累了工作经验,也培养了职业素质,更重要的是通过接触社会更清晰地认识了自己,从而树立正确的择业观,进而增强就业竞争力。
我校与南京宁庆数控机床制造有限公司共建实训基地,在基地中建立了“宁庆班”,选择20名学生进入“宁庆班”学习、工作、锻炼,为期一学期。公司提供8个技术岗位对“宁庆班”全体学员进行轮岗培训,全权负责相关的学业考核,为考核合格者发放培训结业证书。通过一学期的实训,每位学员都在8个技术岗位上进行了实习,积累了丰富的工作经验。有些学生能独立进行数控系统的接线、调试工作,有的学生参加了出口数控机床的整机安装、调试工作。
我校与苏州东昱精机有限公司共建实训基地,选派了7名学员参加顶岗实习,所实训的岗位是机床组装(根据机床大小分为720系列和850系列)、部件组装、电气装配、业技课。这些学生在师傅的指导下,积累了工作经验,可以独立完成生产任务。
我校与南京浩多机电科技有限公司共建实训基地,选派5名学员进行顶岗实习。在实训期间,学生完成了数控实训台的布线、安装和调试,完成了自动生产线的安装和调试,到相关企业对数控设备进行维护和改造等。所有这些,都丰富了学生的工作经验。
4.3 提高学生的工作能力
与企业共建实训基地,能使学生在企业的实训中提高自身的工作能力。
企业在招聘员工时,非常注重受聘人员的工作能力。如果高职学生在毕业前具有一定的工作能力,将会提高自身的录用率。
在南京宁庆数控机床制造有限公司“宁庆班”接受过培训的学生,通过一学期的实训锻炼,具备了相当的工作能力,基本掌握了数控机床的安装和调试、学会了数控系统的编程,其中不少学生直接被该公司录用。其他学生也被相关的企业录用。
而在苏州东昱精机有限公司实习的学生,工作能力普遍获得了提高。有的学生掌握了720和850系列机床的线轨、螺杠的安装和校准,机床工作台的水平度测量,磨床的基本使用(打磨垫片),3轴精度(机床各轴垂直度)的认知,机床零点设置;有的学生学会了轴承的安装,轴承盖的切削,气动装置(用于自动换刀、自动门等)的组装,水槽、油压部件的安装以及各类小部件的安装;有的学生学会了电气柜电气部件的布局、电气的连接,能正确美观地接出两类系统的线路,能正确安装各类电器部件;还有的学生已了解了机床的基本信息(工作台大小、最大刀具直径、最大刀具重量等)、机床配件(切削运输机、水槽等)的认知、电气部件的认知和部分部件的基本信息(性能、厂家等)。目前,这些学生已全部被该企业录用,并已独立承担工作。
在与南京康尼机电股份有限公司合作共建的实训基地中,选派的顶岗实习学生参与了半高站台门导轨的设计,获得了很好的实践锻炼,提高了实际工作能力。这些学生被该公司录用,并被破例安排在设计岗位。
据不完全统计,我校机电一体化技术专业的学生,由于工作能力强,在毕业后的3年内,绝大多数成为企业的技术骨干,有的担任了部门经理的职务,有的当上了部门的主管,还有的在外资企业当上了经理助理兼翻译。
5 结束语
实践表明,校企合作共建实训基地推动了专业建设和课程改革,很好地满足了企业对人才的需求;解决了学校实训设备不足的问题,为学生就业打下了坚实的物质基础;丰富了学生的工作经验,实现了人才培养与企业需求的零距离对接,培养了学生的就业竞争能力。
参考文献
[1] 张海燕.试论高职生就业竞争力的培养[J].广西广播电视大学学报,2006,17(3):76-79.
一、数控专业人才的就业形势
据报道,我国要达到“十五”目标,达到15%的数控化,还需要约70万台数控机床,所缺数控机床的人才短缺达100万。因此,数控方面的人才肯定有着稳定的需求量。而借助国外的发展经验来看,当进入产业布局、产品结构调整时期,与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高等文化水平的职业人才,成为迫切要求。而对于数控加工专业,不仅要求从业人员有过硬的实践能力,更要掌握系统而扎实的机加理论知识。我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的数控技术人才。
二、对数控技术人才的分类
1.金领层(数控通才)
金领人才的要求是:精通数控编程员、数控操作技工和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面广,能自行完成数控系统的选型、数控机床机械结构设计和电气系统的设计、安装、调试和维修,独立完成机床的数控化改造,并且适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。
2.灰领层
(1)数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,掌握复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握二维CAD/CAM软件如UG、ProE等,熟练掌握数控手工和自动编程技术。
(2)数控机床维护人员:熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构,掌握数控机床的操作与编程,能进行PLC和参数设置。清楚数控机床的机械结构和机电联调。精通数控机床的机械和电气维修。适合作为工厂设备处工程技术人员。
3.蓝领层
数控机床操作技工:精通机械加工和数控加工,工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维修。
三、高职数控人才培养中存在的问题
高职院校要培养德智体全面发展,面向生产一线的数控技术人才,从事数控加工、数控一般编程,数控设备安装、调试、维修和数控加工技术管理的中高维修应用专门人才。数控专业的学生应具备下列基本能力:(1)数控机床的操作能力;(2)数控一般编程能力;(3)数控设备的安装、调试、维修能力。还应具备下列专业综合能力:(1)普通机床的使用能力;(2)数控加工工艺编制能力;(3)计算机操作及应有能力;(4)CAD/CAM等软件的使用能力;(5)数控专业外语的使用能力,同时应具备相应的职业道德素质、文化素质和身心素质。
目前,我国通过对毕业生的信息反馈及用人单位的调查,了解到数控专业教学中存在一些问题,如理论教学过于强调系统性和完整性,忽视了其应用;实践教学中缺乏对数控设备的检修、调试、故障分析能力和数控加工现场解决问题的能力等的培养。目前培养的数控人才普遍存在以下几个方面的不足:(1)对本专业的基础知识不够扎实,如缺乏工艺意识,工艺知识欠缺,数控加工只停留在理论上;(2)对本专业的专业知识与技能不精,针对性不强,如数控加工专业,不能很熟练地、正确地操作典型数控设备,要进行举一反三就更加困难;(3)对本专业的新知识、新技能掌握不够,如对ProE软件的应用不够了解,缺乏高速切削技术概念。
四、加强数控专业教学改革的建议
针对以上各类数控人才需求的状况,迫切需要我们对现时的数控专业教学内容、课程体系进行改革,提高数控行业的整体素质。主要应做好以下几方面的工作:
1.构建以培养数控技术应用能力为主线的课程体系,突出实践性。一方面,对传统的基础课、专业基础课、专业课的教学内容按“必需、够用”的原则进行综合整合;另一方面,减少理论教学课时,增加习题课、讨论课、现场课教学。通过开设综合实验课,加强学生实践动手能力,突出应用性、实用性,以提高学生对新工艺、新方法的适应能力、分析实际问题和解决实际问题的能力。
2.实行双证书制。通过参加职业技能鉴定的培训和考证,既可拿到就业的“敲门砖”,又可以把理论知识同实践很好地结合起来,全面提高专业知识与技能。
3.建立产学结合的教学基地。建立以校内实训中心为基地、产学研相结合的实践教学体系,充分发挥产学结合、校企合作在人才培养中的作用。
4.加强“双师型”师资队伍建设。师资队伍的教育、学术水平,直接关系到所培养学生的质量。必须建立一支精干的具有较强的应用能力、技术开发能力和科学技术水平的稳定的双师型队伍。除加大高学历、高职称教师引进的力度外,更应注意从生产一线聘请一些有实践经验的高级工程技术人员参与教学工作。
针对教师队伍建设提出以下建议:(1)对参与教改的老师进行培训。基础课教师应了解专业,掌握基础理论在专业实际问题中的应用;技术基础课理论和专业课教师应熟悉专业、熟悉生产、掌握专业发展前沿的信息,具有较强的实践动手能力和科技开发能力。应该鼓励教师攻读定向和在职研究生。(2)确定专业学术带头人和学术骨干,着力培养中青年骨干教师。(3)加强“双师型”队伍的建设。要求教师既能上理论课又能上实验(训)课。对老师来源一方面可以选派出教师参加工程实践,推运专业教师在工程中从事生产、管理和技术工作,切实提高教师的工程实践能力;另一方可以聘请有实践经验的工程师促进双师队伍形成。
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。数控专业教学,就是要以提高新时代具有高素质的数控技术应用性人才培养质量为目标,以探索数控技术应用专业高职教育模式为主题,以改革教育思想观念为先导,以课程体系、教学内容和教学方法手段改革为核心,以培养数控机床的操作、编程、维护和技术管理等方面的中高级应用型人才为宗旨,以实践教学和理论教学有机结合、相互依存、相互促进为特点,以校企紧密结合所建立的共享、双赢的机制为人才培养途径。
参考文献:
一、调研目的
通过对山河智能股份有限公司的调查研究,了解企业对数控技术人才的需求,中职毕业生在厂就业所需的职业能力;收集数控车操作工这个岗位人员的具体工作任务;了解企业当中零件的加工生产过程;了解社会企事业单位对人才的培养要求,主要针对专业设置、教学计划、课程设置、教学内容、实践能力等。
二、调研方法
1.抽样调查
2.现场考察
主要调查岗位的劳动状况;岗位的职责、工作任务;岗位工作过程。
三、调研情况介绍
1.行业现状及发展分析
数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工,以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展,数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人及各类机电一体化设备上。同时,社会经济飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。中职学校作为生产一线人才的培养基地,应针对数控专业地发展方向与企业对数控人才的要求、面对新技术、新工艺的出现,及时合理地调整教学计划,快速高效地为现代社会培养高质量的数控技术人才。
2.从业人员结构分析
调查显示:数控专业职业岗位适应于中专数控毕业生主要有机械加工类岗位,也有与该专业相关联的一些其它岗位,如机电维修和装配类岗位,其中的人数分配百分比大致如下。
以机加类岗位而言,由于数控紧缺人才培养力度加强,对老式的普通机床的利用率有所降低,数控加工设备的数量已逐渐被大型国有企利用成为制造业的主攻手,甚至在一些个体经营承包的中小型制造厂中数控设备也已占据了半壁江山,所以,对数控操作工的需求量会越来越大。对于机电维修和装配工来讲,要求以操作工技能为起点,对各种机械设备的结构、电气设备的结构及原理都很熟知,通过较长一段时间的知识和技能积累才能对该工种有较全面的技能掌握。而目前对于刚毕业的中专数控类的学生来说这一工种目前只能做辅的工作,对整个设备系统进行维修的几乎为零。但在调查中我们发现,有一部分刚毕业的数控类学生对机械设备的装配更容易上手,所以该岗位的工种比例相对而言较高。
3.对从业人员情况分析
对从业人员的年龄、学历、技术等级、工资待遇等作了一些调查,具体结果如下。
(1)年龄与工种。一线操作员基本以年轻人为主,刚毕业几年的大专、高职生居多。这些人员学校毕业后通过各种途径进入工厂,经过多方培训合格后成长为一名一线操作员。而年纪稍长者一般以机修、检验、工艺等工作居多。
(2)学历。一线操作员大多学历不高,一般以中专、高职及大专为主。
(3)技能等级。一般企业都要求工人具备中级工及以上的技能等级证书及相关的上岗证。
(4)工资待遇。无证者年薪为1―1.5万,中级工约2万,高级工约3万,技师及高级技师年薪都在4万或4万以上。
4.数控专业招聘人才渠道分析
主要招聘渠道有:人才市场,中职专业毕业生,经人推荐,网络及人力资源中介公司,等等。中职毕业生在接受用人单位面试时,必须提供所有在校期间的技能,特别是专业对口的等级证书如数控中级证书,三年的所有学业成绩,特别要关注专业课的相关学业成绩,还要提供在校的表现资料如班主任对其作的毕业评语鉴定,等等。在生产实习阶段,对其进行全面的考核,试用期满后,据其工作能力及表现,对其作去留决定。
四、对中职学校数控专业现状与建设的思索
1.现状与问题
在学校方面,一般以传统的教学模式为主,重理论、轻实践,重基础、轻技能,理论教学及实操训练均与实际应用严重脱节。这一点已成为制约中职学生进一步提高学习效率、提高实际能力和自身素质的重要因素,也是中等职业学校自身发展的一个瓶颈。
再者,数控技术在近几年的广泛应用,引起了数控人才的大量需求,同时造成数控师资,特别是同时具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控师资严重不足,存在人数和知识结构的缺乏。大部分教师也很难承担数控加工工艺和数控机床维修等实践性环节很重要的一些课程,因为其本身就缺乏必要的实践经历和背景知识,所培养的学生的技能也就有所欠缺,能够承担数控教学工作地“双师型”(教师、工程师)很少。
我们的专业技能与社会的接轨度远远不够,学生缺乏某一技能的深度理解与运用,往往用人单位要求的技能都有所涉及,但都不能真正深入进去,不能达到要求的技能标准。这体现在我们的课程设置上,开的科目比较多,但每个科目都缺乏递进性。往往学生经过一个学期的学期,对本门课程刚刚有了基本的认识与了解,或者说刚刚入门,但这门课程却结束了,而学生对这门学科的认识与了解与就到此为止,这就缺乏一个更深层次的研究与应用,而企业用人往往用的就是这个实用层次,但学生达到这个实用层次的仅是凤毛麟角。
硬件配套上,数控实训设备条件不足。数控设备昂贵,这对学校的经费投入压力很大,学校中多以教学机床为主,购买的工业数控机床数量有限,这样也就限制了每个学生的独立动手机会,使实训效果大打折扣。
2.意见与建议
(1)定向培训教学模式。对于中职、中技学生来说,其就业应注重其普遍性。由于该类学生的知识基础较低,知识掌控能力有限,其教学核心应注重于数控设备的操纵,同时辅以数控程序的编制。根据现代企业的需求,学校应经常进行企业调研,企业需要什么样的员工,就重点培养什么样的人才。
(2)职业修养教育。在此次企业调研中,通过与各企业负责人交流,企业对学生素质的要求并不是单纯的“为人”。它包括卫生、礼仪、谈吐、价值观念等,当今企业的文化已不仅仅是招聘员工从事生产的这种简单资本劳动,而更注重人才素养认可和储备培养,来增强其持续竞争力。学生的职业素养直接关系到其就业情况和事业发展,而这种素质的培养主要来自于学校,学生就业不缺少市场,欠缺的是竞争力,职业素养已经成为毕业生在各个企业就业竞争中的必要且重要环节。这一点,我们做得远远不够。
(3)细节培养。在此次调研中,也发现了一些我们在日常教学中容易忽视的细节。比如说学生对刀具的掌控能力、材料的使用能力。在制造业车削加工中,刀具是唯一不可实现自动化的,对刀具的掌控能力直接关系到加工的废品率和生产效率。在这一点上,我认为学校对学生的刀具观念灌输不够,而这往往是企业评价员工优劣的重要基准。
(4)建立与教学相适应的金属切削实习基地。传统的金属切削理论与实践技能,仍是学习先进制造技术的基础。有些人认为,现在有了自动化的数控机床,就可以不要传统的车、铣、刨、磨、钳的金工实习了。这种认识是不全面的。现代制造技术是在传统基础理论上发展的,而且仍然是现代制造技术的基础,可以设想,如果不懂得刀具角度,不懂得切削用量的选择,不懂得制造工艺,不懂得安装与定位的知识,是不可能成为一个合格的数控人员的。所以在建立现代制造技术基地时,也应重视传统金属切削基础的建设。
(5)坚持教学与培训的大方向,量力而行选择培训设备。尽量多配备一些小型数控机床,为每个学生提供更多的独立动手实训课时,必定会达到更好的实训效果。同时,适当配备工业高档机床。对教学培训来讲,不论是选择小型数控机床还是工业生产数控机床,数控系统的选择都非常重要,因为主要的教学工作是围绕数控系统的功能和操作展开的。因此,对数控系统应要求功能齐全,C、M、T代码和PLC指令丰富、固定循环和宏指令功能强大;可设置的系统参数、轴参数、补偿参数丰富,能支持开环、半闭环和全闭环控制方式,能连接步进电机、伺服电机和主轴系统(变频和伺服主轴),能覆盖国外主要系统的绝大部分功能。最好应有加工轨迹三维图形仿真校验和动态显示,局域网扩展接口,以便学生更好、更方便、更安全地掌握数控编程和操作。软件应能方便升级,以保持数控系统的先进性。基于单片机的经济型数控系统已开始在国内市场逐步淘汰,其指令、功能非常有限,不符合国外流行数控系统的规范,虽然价格便宜,但建议学校慎重选用。
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)10(c)-0100-01
机械工程训练是高等工科教育重要的实践环节之一,它是理工科许多专业的技术基础课。数控加工技术是机械工程训练实习中的一门实践性课程,目的是培养学生的工程实践能力和创新能力。数控加工技术是一门理论与实践都很强的课程,课程内容涉及数控车、数控铣床、加工中心、线切割、激光加工等先进制造技术,包含机械、电气、液压、计算机、信息处理、零件加工工艺等基础知识。在工程训练中心学习的主要群体是大学低年级的学生,学生从未接触过机械设备,还没学习专业基础知识,每种数控机床安排的实习时间有限;传统的单向灌输教学方法,以讲授、示范操作为主,造成学生对基本概念掌握不清楚,缺少学习兴趣和积极性,因此有必要对该课程进行教学改革。
1 教学改革的内容
1.1 面向专业设置教学内容
数控加工技术课程由两部分组成:数控理论和数控机床操作实训。在数控机床操作实训之前,先学习数控理论,包括数控机床的基本知识、数控加工工艺及编程方法、CAM和数控仿真软件的应用。数控机床操作实训即实践教学环节,主要以学生动手为主。例如:对于机械类专业的学生,侧重讲解零件加工工艺、数控机床结构、机床维护、机床工作原理等机械方面的相关知识;同时利用图纸和CAM软件,锻炼学生的看图、识图、制图的能力。对于电气/计算机/信息类专业的学生,教学内容包括:数控机床自动控制原理、数控装置和PLC的工作原理、数控机床的电气装置维修等。通过因“需”施教,降低学习难度,锻炼学生综合运用所学知识的能力,同时增强学习专业知识的兴趣。
1.2 利用现代教育技术和教学手段加强基础理论教学
(1)利用多媒体促进基础理论教学。数控加工实习涉及项目多,机床工作原理、零件加工程序编制、机床操作等差异较大,学生短期内难以掌握。在数控技术基础知识教学环节,充分利用录像、图片、视频等方法,演示数控机床的加工场面、工作原理、结构特点和加工方法,使抽象、深奥的原理简单化、直观化,有助于学生更好地加深对基本概念、原理的体验、理解和掌握,更好地激发学生兴趣。
(2)利用CAD/CAM软件提高学生编程能力。在零件加工程序编制教学环节,教师先讲解程序指令的含义和基本编程方法,让学生对编程基础知识有一定的了解。然后,由教师指导学生,结合实习项目任务,使用CAD/CAM软件完成零件的建模,确定加工方式、刀具规格、切削用量等加工工艺参数,并对加工轨迹进行的模拟加工;轨迹无误后自动生成程序代码。学生在应用CAD/CAM软件进行数控编程的过程,将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等知识有机地结合起来,使学生所学的知识融会贯通,并在计算机上变得生动、形象起来。
(3)利用数控加工仿真软件,提高学生的学习兴趣和数控理论的教学效果。通过仿真软件,学生可以检查自己通过课堂学习所掌握的知识是否能够应用于数控实际操作,激发学生对数控技术的学习兴趣,提高学生的编程能力,缩短实际操作时熟悉机床的时间,减少误操作地发生。
1.3 安全第一,规范操作
在数控机床实操课,学生容易因编程的疏忽或操作失误,造成刀具或机床损坏,甚至造成人身伤害。所以在操作机床前,应对学生进行必要的安全教育以及基本操作训练。教师必须先讲解本次课中进行机床操作的注意事项,强调安全操作规程。为确保教学安全,学生每两人一组结成“互保对子”,同时按照机床的操作流程制定出标准的操作规范。
1.4 采用多种教学法
1.4.1 教师示范操作和学生讲授相结合
在进行机床基本操作训练时,采取四步教学法,教师先进行示范操作,操作过程中应说明机床上的开关、手柄、按钮的名称及用途,边讲解边示范;同时注意根据不同专业学生的知识特点,对照实物讲解机床的结构、原理、维护、保养和故障排除等知识。通过教师示范、学生互教、实际操作,可以使学生的实际操作技能得到很大的提高。
1.4.2 利用项目教学法提高学生的创新能力
在数控机床实操课能力提高阶段,采用项目教学法;根据机床数量,把全班学生划分成若干个学习小组,每组同学共同讨论相互协作完成一个项目任务。项目任务可以学生自己拟定,也由学生从教师提供的备选任务中选择;学生通过相互讨论、归纳分析、共同学习、团结协作完成工作任务。最后由教师根据学生独立操作完成的工件,从设计水平、构思及造型等方面给出该工种的成绩,并指出存在的问题。
1.5 促进自主学习
数控加工技术课程内容多,学生参加实训的课时有限,教师的教学重点只能放在基本的应知应会的部分,教学效果不好。为此,依照教学大纲要求并结合我校的实际情况,编写了《金工实习教材》和《金工实习指导书》两种教材。《金工实习教材》将先进加工方法与传统加工方法的结合,反映现代科技新成就,每章后都有思考题,思考题的题目难易结合、覆盖面广,便于学生自学和巩固所学知识。《金工实习指导书》的内容涵盖:机床的操作方法和实习报告。通过阅读指导书,学生可以按标准流程完成机床的操作,实现对学生实操技能的考察。教学中,要求学生每次课前必须根据教材先预习,上课过程中教师要对学生预习的内容进行抽问,对学生预习情况进行督促检查。采用课前预习的方式,可缩短教师在课堂上讲解理论的时间,把更多的课堂时间留给学生操作。
1.6 与职业技能鉴定相结合
发挥高校师资力量雄厚和数控机床种类齐全的优势,与国家职业技能鉴定机构合作,开展数控机床职业技能资格培训,将课堂教学与工程实践紧密结合。学生在完成实习任务的同时,可通过参加数控车床或加工中心操作工技能鉴定考试获得相应的职业资格证书。通过数控加工技术实习与职业技能鉴定培养相结合,提高了学生理论知识水平和综合技能,提高学生的就业优势和竞争力,拓宽学生的就业范围。
2 结语
通过对数控加工技术实习课程的教学内容、教学方法的改进,能够加深学生对知识的理解和应用,锻炼学生综合运用知识的能力,培养学生的动手能力,缩短学校教育与企业需要的距离,为学生将来的学习和就业打下良好的基础。
参考文献
中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)35-0042-01
随着机械加工技术的发展,数控机床技术也变的越来越普遍,在机械行业中得到广泛应用。企业对数控车人才的需求日益加大,这就促使职业院校加大了对数控车实训设备的投入,培养符合企业需要的高素质技能型人才。本文从数控车实训教学的实际情况出发,针对学生在操作数控车床的加工过程中出现的撞刀原因进行了分析探讨,总结了数控车操作过程中发生撞刀的原因,并提出了切实可行的解决措施,以减少撞刀事故的发生。
1 撞刀原因分析
撞刀是指刀具(包括刀架、拖板等)在移动过程中与工件、卡盘或尾座发生意外碰撞的机故。数控车床操作初学者,容易撞刀,撞刀是数控车床操作新手最有可能发生的事故,一旦发生撞刀事故,轻者影响机床精度,重者造成机床损坏,使机床的加工精度丧失 , 甚至造成人身事故,必须引起操作者的高度重视。在长期的教学过程中发现学生在操作数控车床时容易撞刀,导致学生不敢碰机床。撞刀原因很多,大致可归纳为操作机床不当和编程时考虑不周全所造成的撞刀。本文从这两方面进行分析,总结出撞刀的各种因素。从而让学生实训时,减少撞刀几率。
1.1 机床操作不当造成的撞刀
数控机床操作不当会造成刀架或车刀与工件、主轴卡盘或尾架发生碰撞。主要从以下各方面分析:
(1)工件没固定好。工件在加工时候,长的工件,会引起甩尾,震动引起撞刀。
(2)安装刀具错误。在安装刀具时一定要使刀位点对准主轴中心线,即刀具安装好后试切工件右端面,切完右端面后刀位点应在工件右端面中心。
(3)刀架或车刀与尾架发生碰撞。回参考点或退刀时,应该Z向使刀架或车刀远离主轴,避免发生碰撞。
(4)试切法对刀时走刀过快或背吃刀量过大。刀具在加工工件时,一定要注意加工的背吃刀量,如果过大,会造成刀具和工件的撞刀。粗加工应优先选用较大切削深度,一般取2-4mm,精加工一般取0.3-0.5mm。
(5)对刀不准确造成的撞刀。
(6)机械零点坐标与绝对和相对坐标一致。校验程序完毕后要回参考点, 在校验程序时机床是锁住不动的,而刀具相对工件加工在模拟运行(绝对坐标和相对坐标在变化),这时的坐标与实际位置不符, 需用返回参考点的方法, 保证机械零点坐标与绝对和相对坐标一致。这一环节有时不注意在校验程序后没有发现问题就进行加工操作,会造成撞刀现象。
(7)数控车床执行程序正常加工过程中,由于操作者误操作使程序停下来,如果操作者按“RESET”复位后,立即进行循环启动,此时容易造成刀具与工件发生碰撞。因为运行的默认值与程序的设定值发生变化,按“RESET”复位,则把数控系统复位到初始状态,清除了保存在DRAM内的预读程序信息,会改变刀具移动指令及主轴转速。在自动运行程序过程中,如出现误停车导致程序停止运行,此时将模式改为编辑方式,按“RESET”复位程序,再重新运行程序。
1.2 程序编写不当造成的撞刀
程序编制是数控加工最重要的环节,提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞安全事故,总结并在以下各方面分析:
(1)G00坐标设置离毛坯太近。一般编程时候在工件右端,1mm。
(2)换刀时,未使用G00指令远离工件。换刀需要用G00,远离工件。以防止车刀与工件产生干涉。
(3)加工螺纹时误把导程(F)当作进给速度,如:G92 X40 Z-20 F2写成 G92 X40 Z-20 F80。
(4)程序坐标值编写或者输入有误。
(5)加工完零件退刀时先走Z向,远离工件,再走X向。
2 撞刀常见现象解决方法
经过以上总结和分析,根据常见的撞刀原因,结合实际操作经验,现提出如下几点对策:
(1)编写的程序需要仔细检查。系统较老的机床,需要输入标点符号,更需要编程人员仔细认真。
(2)检查好的程序需要在机床程序里面校验图形。利用数控机床的图形校验的功能可以检验程序的轮廓,减少错误率。
(3)装刀长度出错。刀具长度不够,刀具的刃长不够,都会导致干涉现象,另外刀具的装夹方式有误,也能导致撞刀。需要刀路轨迹模拟,明确加工部位。按程序单上的刀具进行选择和复核是否正确。
(4)正确对刀并设置刀补,Z方向试切对刀时,必须注意对刀使用的Z向零点应与编程使用的Z向零点统一,避免因工件坐标系设置不统一而造成撞刀。
(5)在调试程序加工第一件工件时,一定要仔细检查程序,试加工时单段运行,随时控制进给率,随时看剩余行程,加工前应模拟运行一次,单段运行,再正式加工。看看有没有意外的刀具路径出现,一旦出错,迅速急停,特别是初学者,要注意急停按钮的应用。
(6)将刀架移动到安全位置,按下锁住机床和空运行键进行空运行操作,主要观察运行轨迹是否正确,且仿真运行后要回参考点校验。
(7)如果加工时必须使用尾架,安装刀具时必须考虑到在X 方向电动刀架与尾架不发生碰撞的极限位置,在Z方向拖板与尾架不发生碰撞的极限位置。
(8)建议在计算机上用模拟软件模拟程序,进行检验,再把程序拷贝到机床上可以减少错误。
3 结束语
要避免数控车床撞刀事故的发生应以预防为主。机床操作者首先应熟悉数控系统的各种操作,掌握系统功能键,达到熟练操作,减少失误,将误操作的概率降至最低点;其次在编写加工程序时,应根据工件特点进行,按工件的形状及加工位置确定退刀和回零的顺序是先退X向,还是先退Z向;再次应注意机床的保养,在平时加工后,丝杠,导轨应擦拭干净,避免切屑等杂物夹在滚珠丝杠和导轨内,造成加工出现误差,损伤导轨,影响加工;同时,操作人员还要掌握一些异常情况发生时紧急处理方法。如按暂停、急停及切断电源等来最大限度的减少碰撞事故发生带来的损失。
参考文献
[1]郝新成.实习中数控车撞刀事故的防范[J].实践与探索,2011(3):266-267
[2] 袁锋.数控车床培训教程[M].北京:机械工业出版社,2005.
中国分类号:TG659
Reflections on the CNC machine tool operation skill training mode
Keywords: CNC machine tool CNC technology training mode
有人说,二十一世纪机械制作业的竞争本质就属于数控技术的竞争,数控技术的重要性不言而喻。加上我国被誉为制造大国,却鲜有创新,数控技术的推广及应用,可以为国家科技创新打下坚实的基础,让我国从制造大国逐渐成为创新大国,如今工业化建设,机械化发展,都离不开数控技术,随着数控技术越来越被重视,社会对数控人才的需求更显得迫切。结合数控技术的特点,综合看待数控机床操作,以建立数控人才的知识体系及提高技能实际能力为突破点,研究数控机床操作技能的训练模式,并对其发展现状提出几点思考,希望有助于提高数控人才的综合能力,缓解数控人才缺失的现状。
一、数控技术人才层次的划分
综合分析国内数控技术人才,可以将数控人才分为三个层次,分别为“金领层”数控操作人才、“灰领层”数控操作人才与“蓝领层”数控操作人才。
(一)“金领层”数控操作人才
“金领层”数控操作人才,属于数控操作人才中的顶尖部分,也是数控操作人数中最少的一部分,为复合型数控人才。成为“金领层”数控操作人才需要具备并精通以下几个方面:数控操作、数控工艺编程、数控机床维护、综合维修机床的所有知识、数控机床机械结构设计、数控机床数控系统电气化设计、数控机床数控化改造等。以上技能及知识,都需要做到精通,一般“金领层”数控操作人才担任企业中数控机床产品开发设计主管或企业数控技术负责人。
在目前看来,众多的企业中都缺少“金领层”数控操作人才,缺少这种同时精通多种数控工艺,具有丰富知识面的复合型综合人才。
(二)“灰领层”数控操作人才
“灰领层”数控操作人才在企业数控技术岗位中,约占25%的比例。“灰领层”数控操作人才是数控操作人才的中间部分,主要负责数控机床的维护及维修工作与数控编程工作,分为数控机床维护维修人员与数控编程工艺员两大类。成为“灰领层”数控操作人才所需要具备的技能及知识结构如下:
1.数控机床维护维修人员需要掌握数控机床的工作原理,并对数控机床的结构有很深的了解;掌握机电联调知识、PLC知识、接口技术及数控系统的特点;可以进行数控机床操作、数控机床机械调试维护、数控机床电气调试维护、手工编程等;目前来说,这类人才十分的缺乏,在企业之中待遇较高,这类人才的培养,主要是通过高职院校学习基础之后在实际操作中不断积累技能经验培育而来。
2.数控编程工艺员需要掌握基本的数控加工工艺知识及基本数控机床的操作能力,可以进行日常维护和手工编程,可以使用软件进行自动编程或设计三维模型。所需要的知识较少,通过高等职业学院培训之后,基本可以具备数控编程工艺员的资格。
(三)“蓝领层”数控操作人才
“蓝领层”数控操作人是数控操作人才的基础部分,负责生产岗位上数控机床的具体操作及简单维护工作,属于企业需求量最大的数控技术人才。这类人才需要掌握机床结构的基本知识及数控操作的工艺技能,可以进行简单维护及手工编程。
二、数控人才的学历状况分析
根据目前数控技术人才学历统计分析,学历为中专及中专以下学历的数控人才占了数控人才总数的60%,大专学历占了数控人才总数的30%,仅仅这两项就占了总数的90%,可见高等职业院校在数控人才的培养方面,有着很大的优势。
三、对高等院校数控机床操作技能训练模式的几点思考和建议
从数控人才学历的分布情况中可以看出高等院校是数控人才培养的主力,如何更好的提高数控机床操作技能,建立数控人才的知识夸奖及能力结构,改变数控机床操作技能训练模式是十分有必要的也是必须的。
(一)普通机械加工操作技能的训练及改进
在目前教学中,普遍存在着实践能力较差的问题。比如在学生学习完“机械设计基础”、“工程材料与成型技术”、“机械制造技术”等专业知识课程之后,其实际操作的能力却很低,甚至有很多的学生分不清什么是铣刀、立铣刀、端铣刀等,在切削用量上更是难以准确的进行把握,甚至还有的学生不能正确测量。但数控技术要求的是精确度高,操作十分的复杂,加工的难度很大,学生学到的知识不能与实践完美的结合,缺少实践是主要的原因。
所以要在教学环节中,不仅仅是让学生学会基础的知识,还必须和实践相结合,加大对学生普通机械加工操作技能的培训,打好数控机床操作的基础技能。普通机械加工操作技能训练的内容主要包括正确操作机床、车刀角度、切削用量、外回转面零件加工、内圆柱面与圆锥面加工、综合零件加工、测量方法等训练内容。
在实际操作训练中,需要有专业教师一旁讲解并结合示范操作,提高学生的动手能力,提高训练模式的实际训练效果。
(二)数控机床操作技能的实际训练
在进行普通机床零件的加工过程中,需要对机床进行运动上的控制,运动上的控制主要包括两个方便,一个是机床运动先后的问题,一个是机场个运动部件的位移量控制。在进行零件加工的时候,开车、停车及走刀等程序都是需要操作人员进行直接操作的。
数控加工操作人员,需要通过数控机床,对加工零件的整个过程进行控制,为此操作人员必须能够熟练而正确的控制数控机床,具备普通机械加工能力、计算机编程能力、机床实际操作能力。
1.加强手工编程训练
给出课题,明确预定要求的工艺路线及加工方式,教会学生如何正确选择切削用量,学会正确的选择好工件的坐标系,并分析切入、切出点及走刀的路线;根据系统格式进行手工编程,需要熟悉系统指令代码并输入加工程序单,做好调试程序,使用施工编程模拟仿真器运行程序,综合分析程序中存在的逻辑错误或运行错误,及时进行更正。
2.加强自动编程训练
自动编程训练,需要利用系统软件,建立加工零件的系统模型。在进行自动编程训练的时候,要注意加工方法的选择,根据实际情况,选择两轴加工还是三轴加工等方式;确定好工艺参数,比如说道具结构参数、切削用量参数、加工精度参数等,争取找到最优参数;加强加工文件及工艺单的训练;做好综合零件自动编程训练。
3.加强数学型数控机床训练
加强数学型数控机床训练,主要是让学生熟悉设备,对刀具、程序运行操作的训练,可以进行数控铣床曲面加工的训练,综合分析零件加工及质量。
四、结语
数控技术对于一个国家的发展及建设有着极为重要的作用,我国近年来越来越重视数控技术人才的培养,但在数控人才培养过程中,普遍存在着理论与实践的脱节的问题,本文提出数控机床操作技能训练模式的几点思考,希望可以提高数控人才的质量,培养出更多更优秀的应用型复杂型综合型数控人才。
参考文献:
[1]张璐青.浅谈《数控编程与操作》教学改革[J].职业,2009,08:73-74.
[2]夏卫锋.数控加工与编程实践教学模式的研究[J].装备制造技术,2009,No.17103:180-182.
近年来,我国数控机床技术的发展愈加迅速,应用也更加广泛,在人才需求方面呈现出快速增长的趋势。因此,教师要把中职数控技术的人才培养作为核心工作任务,不断改进自身的教学方法,为培养出高素质的应用型数控人才贡献出自己的一份力量。
一、中职数控专业教学中存在的问题
1.课程设置不科学
首先,部分教师对数控专业学生培养目标不明确,在教学计划上也没有正确的实施计划,往往是用师资决定课程,造成课程分布不合理或课程内容混乱的现象。
其次,教师的课程内容比较陈旧,不能与企业的生产实际接轨,这使得学生所学到的知识与技能不能满足当代企业的实际要求。以数控加工刀具为例,在该部分的教学中,教师的教学力度还不够,其教学方式也仍以理论讲解为主,教学目的难以实现。
2.数控专业师资力量不足
数控技术在我国得到了广泛运用,企业对数控人才的需求与日俱增,但也造成了数控专业师资力量与人才需求不匹配的问题。不仅如此,师资力量不足的问题还体现在缺少高素质的专业教师,特别是缺少既熟悉企业发展与生产的实际状况,又能发挥教学职能的“双师型”教师。师资力量的不足严重制约着我国数控技术人才的培养与输出。
3.实践教学重点错误
当代企业不仅需要能熟练操控数控机床的基础性人才,还需要能掌握数控加工工艺、CAD/CAM、编程与故障检修的复合型人才,学生若要达到以上标准,仅仅靠单一的课堂教学是远远不够的。然而,很多中职数控专业的教师对学生的教学仍然只集中在数控机床的操作方面,忽略了对学生其他在实际中能起到关键作用的实训技能的培养,致使学校的人才培养目标与企业需求严重脱离。
二、中职数控专业教学有效性的探究与改善策略
1.提升学生的学习积极性
首先,教师可以在数控知识的讲解中先用多媒体工具向学生介绍该学科的发展历史,再向学生展示本校数控专业的研究成果和应用情况,或者是学生在比赛中取得的各种成绩,以此用轻松的教学氛围吸引学生的学习注意力。
其次,向学生详细讲解课程内容,待学生对知识结构有一定的初步认识后,再采用现场观察讲解法对学生进行进一步教学,从而激发学生的学习兴趣。比如,在对数控维修知识进行讲解时,教师可先让学生观察实验设备,并结合视频的形式,介绍设备的外部结构和使用方法。如此一来,学生的认知过程会更加具体化、形象化,在好奇心的驱使下,提高对数控知识的学习兴趣。
2.注重实践能力的培养
其一,建设金属加工实训基地。先进的制造技术离不开对传统金属加工技能的学习与实践。现代创造技术是由传统技术过渡而来,数控机床的自动化运用,离不开传统技术中的车、刨、磨等加工技术。作为一名合格的数控加工人员,如果没在传统技术上打下良好的学习与实践基础,便不会正确掌握刀具角度知识、切削的合理用量与科学的制造工艺,与企业的需求差距也会越来越大。因此,教师在讲解现代制造技术知识的同时,也应关注学生传统金属加工能力的培养。
其二,建设数控技术实训基地。学校要结合自身的实际情况,加强数控技术实训基地的建设。数控技术实训基地的建立,能培养学生数控机床的操作能力、编程能力与数控加工能力,是学生全面发展的有效途径。
3.加强对学生的就业指导
学生在学校的主要学习目的除了获取专业知识外,还包括就业。由于中职数控专业具有很强的实践性,这就要求教师开展实践教学工作,通过实践教学为学生的就业提供实在的帮助。其措施可从以下几个方面体现:
第一,在技能实践的过程中帮助学生学习较为实用的数控技能,具体来说,就是针对性地开展实践教学工作,让学生所学的知识符合当代企业的发展需要。
第二,帮助学生充分认识自身的职业性格特点,具体、准确地分析每个学生性格中的优势与不足之处,以此让学生能更好地规划以后的职业道路。
第三,在教学过程中,教师还要向学生提供当今的就业形势和就业政策,与学生共同筛选有用的就业信息,从而拓展学生的就业视野。
第四,在学生掌握了数控知识与数控技能的基础上,为学生提供应聘时的谈话技巧,避免让学生成为重成绩轻实用的学习机器,培养学生知识技能以外的综合能力,使其成为社会型的综合性人才。
现代机械制造所需要的大量数控技术人才主要来自相关专业的大中专院校及培训机构。为满足实践性教学培训的需求,需要建立专门的机加工实训基地投人大量的数控设备及场地,其成本非常高昂;并且学生在操作初学阶段,非常容易发生刀具与工件、夹具 、机床的干涉和碰撞现象,既造成 了易耗品的浪费,又使实训教师劳动强度加大,造成人力的浪费。因此 ,某职业技术学院对数控初学阶段的学生首先安排在数控仿真室进 行学习,然后再采 用虚拟现实(Virtual Reality,vn)技术实行课堂、实习指导一体化化教学。VR技术主要利用计算机对机械制造的作业环境、过程进行完全可视化模拟 ,评价各个焦点对象 (机床、待加工件、刀具等 )的运动 ;然后通过数据线将 G代码传输到实际机床 ,使传统的 VR技术与现实场景结合起来 ,形成 “虚拟 +现实”的模式。
图 1为 “虚拟 +现实”示意图。作者仅从计算机虚拟动画技术来模拟实际的铣削加工。
1 典型零件结构和 CAXA软件数控仿真加工
1.1 典型零件结构
图2所示为数控铣削加工零件。该零件长度为120mm,宽度为 100mm,厚度为 20mm,除了需要加工上面的成型面外,还要加工两个深孔,采用的毛坯材料为45钢。
1.2 零件的数控模拟仿真
数控机床通过零件程序对其加工过程进行控制零件程序的正确与否直接决定加工质量和效率的高低,而且不正确的加工程序还会导致生产事故。零件程序的检验方法有几种。方法之一是在正式加工前让机床空运行,空运行只能对机床运动是否正确即有无干涉碰撞作粗略的估计;而若用实物试切的方法,则可对加工过程是否正常及加工结果是否满足要求作出较准确的判断。但试切是一项费时且昂贵的工作,其效率很低而且需要增加生产成本,此外试切过程的安全性也得不到保障。在计算机上利用三维图形技术对数控加工过程进行模拟仿真,可以快速、安全和有效地对NC程序迅速进行修改,免除反复试切过程,降低材料消耗和生产成本,提高工作效率。因此,数控加工过程中的计算机仿真是 NC程序高效、安全和有效的检验方法。
1.2.1
CAM软件生成刀具轨迹,输出 NC程序代码
毛坯是用来选择刀具、确定切削用量和计算粗加工刀具轨迹的重要依据。在完成零件造型设计之后,选择加工定义毛坯命令,弹出定义毛坯对话框,在毛坯定义中选择参照模型方式,则毛坯尺寸调整 为120mm×100mm X 20mm,如图 3所示。首先选择等高线加工的加工方式。然后设置软件要求的一些参数,诸如加工边界、刀具参数、走刀方式、切削用量参数等,再由编程人员在屏幕上拾取要加工的实体边界,最后由 CAM软件自动生成刀具加工轨迹,如图4所示,再经后置处理,生成 NC程序代码,NC程序代码如图5所示。
1.2.2 CAM软件三维加工仿真
CAM软件自动生成 NC程序代码之后,软件要进行语法检错与译码,转换成仿真模块所接受的格式,然后刀具轨迹计算模块计算刀具轨迹,驱动软件实现仿真运动。同时控制刀具沿轨迹走刀,对毛坯切削的动态图像显示过程进行全方位的模拟仿真,如图6所示 ,并对代码进行反读校验。仿真过程可以随意放大、缩小和旋转,便于观察 细节;可 以调节仿真速度;能显示多道加工轨迹的加工结果;仿真过程中可以检查刀柄 干涉 、快速移动过程(G00)中的干涉、刀具无切削刃部分的干涉情况;可以将切削余量用不同颜色 区分表示,并把切削仿真结果与零件理论形状进行比较。灵活、强大的加工仿真将加工的风险降为最低。
2 VNUC软件中的数控仿真加工
在数控加工实训教学中,有很多问题需要解决,诸如实训设备少,学生多,设备无法分配;实训教学的安全问题;教师在实训教学中的劳动强度太,神经高度紧张等。为了解决这些问题,在实训初级阶段,建议在数控仿真软件上进行操作练习。
VNUC数控加工仿真软件是利用计算机虚拟动画技术来模拟实际机床的加工过程,用它验证数控加工程序的可靠性,预测切削过程的正确性,减少工件的试切,提高生产效率。VNUC数控加工仿真软件是让学生在操作真正机床前先充分掌握安装了不同类型数控系统的加工仿真操作,同时通过仿真演示积累一定的数控加工操作经验,用起来形象、科学、安全、经济。
选择华中世纪星数控铣床,安装毛坯和刀具,进行机床回零操作,然后进行对刀,并把刀具偏置值输入到 G54坐标系中,最后把 CAXA生成的 NC代码加载到 VNUC数控加工仿真软件里,这时选择 自动加工方式,再循环启动就可以进行仿真加工了。图7为在VNUC数控加工仿真软件里进行仿真加工。然后把NC程序代码通过工厂的局域网送到车间进行实际加工,加工之前再校验 G代码功能,看一下加工代码的轨迹形状,做到加工之前心 中有数。这样就形成“虚拟 +现实”的仿真模式,将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体。
3 结束语
“虚拟 +现实”的仿真模式弥补了仅 CAM软件仿真的不足,将虚拟的机床运动与实际的数控操作融为一体,可使用户既掌握数控机床加工的基本原理,又掌握数控系统操作的基本技能。因此,“虚拟 +现实”的仿真模式是以计算机虚拟机床代替真实机床,可以减少培训成本,保证培训质量。具有强大的生命力和广阔的发展前途。
参考文献
【1】陈明,刘钢,等.CAXA制造工程师——数控加工[M].北京 :北京航空航天大学出版社,2006.1:373—393.
【2】陈乐尧,王兴波.一种新的数控车削仿真系统[J].机电工程技术 ,2005(9):81—83.
2015年嘉兴市继续大力推进“机器换人”。笔者有幸参观了浙江瑞宏机器人制造有限公司、永嘉精密制造有限公司、浙江福莱特玻璃有限公司、桐乡易峰机械厂等本地的知名企业,深切地感受到智能制造成效显著。这些企业以“机器红利”替代了人口红利,找到了扩大投资、降低成本、提质增效的转型升级突破口。以永嘉精密制造有限公司为例,传统的数控车床操作工逐步被工业机器人所取代,在企业的生产车间直观地看到一边是数控车床操作工忙碌的身影,一边是工业机器人有序的工作(图)。企业负责人表示“机器换人”并不只是更换机器那么简单,对我们的数控车技术员提出了更高的要求。被称为高技能人才培养基地的技师学院面对智能制造、机器换人,如何探索培养适合现代企业需求的数控技术应用高技能人才也面临很大的机遇与挑战。
一、数控车教学现状
1.数控车工实训课现状
课堂上主要依据《国家职业标准——数控车工》中的技能要求来编写授课计划与授课内容。通过课前准备、讲解相关编程和工艺、示范操作、课堂练习、课后讲评来开展教学。内容知识围绕考什么,练什么来进行。大部分同学能熟练掌握G指令和M代码的编程原理和应用,能熟练操作数控机床,但对产品质量意识、成本意识还很欠缺,容易出现刀具撞坏或工件报废等现象。教师主要以分数来衡量学生的学业成绩,虽然有详细的工艺卡,评分标准,但机械企业里对产品的检验是根据尺寸检验的基本原则,对环境的要求、线性尺寸公差要求、形位公差要求、表面粗糙度检验标准等判定准则来进行的,两者相去甚远。
2.数控车工实训教师现状
学校的数控教师主要来自四个方面:一是通过机械专业教师在岗培训而来,二是招聘数控专业的优秀毕业生,三是通过引进省级或国家级数控技能大赛中的优秀选手来充实教师队伍,四是聘任社会上有一定经验和理论水平的技术能手。但与现代企业的智能制造、智慧型生产接触较少,很难将现代企业的先进制造技术引入课堂。
3.企业对数控车人才的需求现状
近期前往易峰机械厂进行校企合作洽谈会,企业负责人刚从德国学习工业4.0模式回来,谈到德国的mazak数控机床公司组装调试一台高端的数控机床只需要三名数控技术员就可以完成,可见企业对数控复合型人才的需求是非常迫切的。通过调研数控高技班的实习同学,了解到企业应用较多的是MasterCAM、Pro\E、SolidWorks、UG等相关应用软件,能懂相关软件的毕业生在企业是很受欢迎的。在企业里针对曲面零件都采用自动编程,可以有效减少机床调试新产品而占用的时间,进一步提高生产效率。在学校数控车专业同学应用较多的是手工编程,当遇到企业里的曲面零件应用手工编程就很难实现。另外在企业的实际生产中需要数控车技术员具备数控维修相关的专业知识,来处理一些常用的问题。例如通过运用CF卡对数控系统参数的备份,以防止因数控机床参数丢失而耽误生产。
二、数控车工实训教学的对策
1.丰富课堂教学内容,贴近现代制造企业的新要求
随着现代制造业的升级,在“机器换人”新形势下,以传统的教学内容安排,已不符合现代数控制造企业对人才的要求。学校应通过“走出去,请进来”方式加快推进校企合作再上一个更高的台阶。通过相对应数控企业丰富的资源,以“企业出题、教师领题、学生解题”的新思路来制定结合实际生产的新型项目课题,将项目细化为每次的课堂教学内容,从而有利于加快教师的专业成长、有利于学生零距离接轨企业、有利于解决企业的用工困难,进一步缩短企业对员工的培训时间,更好地为当地的经济建设服务。
2.加强企业文化建设,提升学生职业素养
在与企业老总和人事经理的座谈会中,老总们反馈的信息是职校毕业生理论知识较为薄弱,动手能力较强。学校所学习的知识在企业很难及时发挥作用。企业需要重新对录用的实习生加以培养,有些刚培养的数控车技术员不到半年就跳槽了。有谈到学生缺乏吃苦耐劳、团队精神等。为此学校可以多邀请企业职业经理人来校开展企业文化进校园的讲座,实实在在地给学生介绍企业文化,企业需要怎样的人才,帮助学生明确学习目标。例如海尔公司的企业文化:海尔精神:敬业报国,追求卓越;海尔作风:迅速反应,马上行动;生存理念:永远战战兢兢,永远如履薄冰;用人理念:人人是人才,赛马不相马;你能翻多大跟头,给你搭多大舞台;质量理念:优秀的产品是优秀的人干出来的;高标准、精细活、零缺陷;品牌理念:资本是船,品牌是帆,企业是人,文化是魂;营销理念:先卖信誉,后卖产品等,诸如此类的企业文化。通过班级布置、黑板报、班会课等形式多样的活动,进行系列化的宣传将企业文化引入班级,企业文化的建设潜移默化的塑造学生优秀的品质、吃苦耐劳的精神、精益求精的职业思维,进一步帮助学生提高职业素养。
3.推进学生顶岗实习,提高学生综合能力
顶岗实习是培养学生综合技能、职业素养与适应社会的重要环节,可以开拓学生视野,丰富学生的知识结构,培养学生理论联系实际、综合运用所学知识解决实际问题的能力;树立职业意识,增强敬业、创业精神;提升学生的职业观念。促使学生了解数控企业对人才的要求、更深层次的认识所学专业知识的作用。