对数控编程的认识范文

导语：如何才能写好一篇对数控编程的认识，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】数控技术；教学；实验；方法；考核

一、结合课程教学内容，明确实验教学目标

数控技术课程内容通常以数控机床为中心进行展开。数控机床作为典型的机电一体化产品，总体包含机械系统、电气控制系统两大部分，即分别为被控对象和控制系统两部分。按照控制理论的基本思想，数控机床控制系统又可以分为输入系统、控制系统、驱动系统、执行系统和检测系统等五大部分。数控技术课程内容按照程序编制、插补算法与CNC系统、驱动放大电路、伺服电机、检测装置等部分进行设置即采用了这一分类方法。从数控技术课程内容的规划中可以明确，数控技术实验教学目标应该包含对数控机床控制思想的总体认识、对数控机床操作的实践技能培养和对数控技术原理的基本认识，从而通过实践教学实现对课堂理论教学内容的深化理解。

二、根据实验条件，确定实验教学内容及教学方法

目前的数控技术实验教学中大多只注重数控编程部分的实践，而数控技术作为一门专业方向课程，可以供学生选择的方向除了数控加工技术外还应包含数字控制技术。因此，实验内容的选择不应只局限于编程，还应注重于机床的数字控制原理，该部分内容几乎涉及到除数控编程外的所有数控技术课堂教学内容。

数控实验室现有数控车床、数控铣床、立式加工中心、数控线切割、数控电火花、宇龙仿真软件及机电一体化实验台等设备，每个学校的设备虽然不同，但都属于典型的机电一体化产品，具有相同的控制思想。因此，在数控编程课堂教学内容开始前，进行的数控机床基本操作实验中，首先通过各个机床的加工演示和讲解，让学生对机床的结构组成、工作原理、控制思想、操作方法进行初步认识，加深对数控机床原理的理解。然后，以数控机床的基本操作为重点，通过对机床操作面板的使用，让学生熟悉机床的基本操作方法。最后，通过简单实例，从零件图、程序组成结构、程序输入、调用、材料装夹、对刀、模拟、加工，介绍数控编程加工的总体实现过程。在数控编程课程结束后进行的数控机床编程加工实验中，由教师给定题目或学生自拟的方式，根据零件图纸，学生通过仿真软件编制程序，最后经教师审核后在机床上加工。

在课堂教学后期进行的数控机床控制原理实验中，首先通过机电一体化实验台，演示对数控机床工作台的控制，介绍机床控制系统中的PLC、继电器、接触器、环形分配器、驱动器等关键部件，然后，通过结合机床操作面板、控制程序让学生观察电气控制柜和数控系统软件界面中的PLC输入输出信号的变化，让学生理解数控机床中信息的传递与驱动、反馈控制原理。

三、做好实验准备，提高实验效率

数控机床是一种高技术含量、高精度、高性能的设备，设备造价比较高，受客观因素的影响，实验设备少，学生人数多，要使学生在短时间的实验教学课时限制下尽可能多的理解和掌握数控机床编程及其技术原理的众多知识，实验前的准备工作极为重要。开学后，实验教师应与理论课教师充分沟通，协调一致，制定好理论教学与实验教学的教学计划；实验课程开始前，实验教师应充分了解学生的理论课程进展情况，从而根据学生实际情况，制定实验教学方案，并事先准备好刀具、材料、程序，并试运行，防止因疏忽造成实验过程中的时间浪费。数控技术涉及理论广泛，学生的疑问也较多，因此，实验教师要不断提高自身理论知识，充分理解实验中涉及到的理论原理，明确实验过程，从而使整个实验过程系统化，并能及时准确、简洁明了的解答学生的提问，从而提高实验效率。

四、注重知识应用，提升综合素质

单一的数控机床编程操作实验，简单的通过加工演示、简单实例，很难达到对学生综合实践能力的锻炼，因此，应有针对性地开发综合类的实验项目。如：利用加工中心，设置刀具长度补偿和半径补偿，采用多种刀具完成零件的钻孔、平面轮廓铣削加工、圆及圆弧等的加工；利用数控车床多刀加工，完成回转零件的内外圆柱面、端面、切槽、螺纹的加工；通过对操作面板的操作，观察数控系统PLC状态图的变化，结合电气控制柜中的继电器、接触器的动作，绘制机床的电气控制原理图；通过机电一体化实验台，编制PLC梯形图，实现对机床工作台的运动控制；采用自动编程软件，完成零件的自动编程。与此同时，鼓励学生在掌握基础知识的情况下，根据实验室条件，结合自身兴趣和方向、科研经验，自主设计实验内容，或在教师指导下参与共同设计新的实验，从而充分调动学生的积极性和主动性。

五、完善实验考核方式

数控技术课程作为一门专业方向课，相比于大多数课程，实践应用能力更为重要，因此，应加大实验内容所占比重。考核形式采用基本理论、软件仿真、基本操作、综合实践四个方面进行考核。其中基本理论涉及机床结构、控制原理、程序代码等；软件仿真涉及材料、刀具、工艺及程序等；基本操作包括图纸、编程、对刀、加工等实践操作；综合实践由教师拟定综合实例，由学生选题或自主选择工程科研实际问题，拟定加工工艺完成操作加工。

六、结语

实践是创新的源泉，学生通过动手实践，加深对理论的理解，从而更好的实现知识的应用，进而实现对知识的综合和创新思维的产生。数控技术课程实验是学生通过实践理解和深化认识数控技术理论的关键，同时也是对知识综合应用能力培养的关键。数控技术实验课程的特点，要求教师要在教学过程中不断总结和完善，丰富教学手段和教学方法，优化教学内容，提升自身理论与实践能力，从而确保教学效果。

参考文献：

[1]孙晓燕. 数控技术应用专业教学方法改革初探[J]. 吉林省教育学院学报（上旬），2014，02：100-101.

[2]葛云立. 关于数控技术应用专业一体化教学改革的思考[J]. 职业，2014，03：46.

[3]贾颖. 关于提高数控技术教学质量的几点建议[J]. 职业教育（中旬刊），2013，06：66-68.

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关键词　数控加工工艺　数控编程　模拟加工　实践教学

中图分类号：G424　文献标识码：A

数控加工工艺与编程课程是一门专业课程，通过学习本门课程，使学生能应用数控加工工艺编写数控程序。同时，掌握数控机床的操作，并且具有对其它种类数控机床的了解和使用能力。根据以上的要求，从以下几个方面对教材、教学手段、数控模拟仿真教学、实践教学和辅导等方面谈一谈我们的做法。

1　数控加工工艺与编程课程的准备

为了在数控加工工艺与编程教学中取得较好的教学效果，在教材选择、教学手段、数控仿真教学、实践教学和辅导等方面做了许多准备工作。

1.1　授课对象

开设数控加工工艺与编程是机电一体化和数控技术专业的高职班的学生，上课时间安排在第五学期，在学生学过本专业的专业基础课程和部分专业课程之后开设的。

1.2　教材

在教材选择上不强调统一使用一种版本，作法是在选用参考书基本内容的基础上，从工程实际出发，以应用型为主导，加强实际应用部分的讲解和训练。

1.3　教学手段

在数控加工工艺的教学过程中，主要是把机械加工工艺的基本知识和数控加工工艺的相同之处和不同点作比较，使学生充分了解数控加工工艺的特点。制作数控加工工艺的CAI教学课件、工装夹具、刀具与工艺参数的选择以及加工过程等用动画片的方法演示。结合课程内容，在授课开始和教学过程中插播数控加工的教学光盘。从感性上了解所学的内容，了解数控加工的全过程。

教学手段主要有多媒体教学课件，计算机辅助编程软件，计算机数控模拟仿真加工软件和数控加工教学光盘等。通过以上教学手段，使学生更容易掌握数控编程的每一个环节。

1.4　辅导与考核

数控加工工艺与数控编程是实践环节较强的课程，在课堂教学和辅导课中，引导学生自主完成数控程序的编制。考核方法采用理论考试和计算机数控仿真加工两种方式。理论考试为基础知识。数控程序编制考试，根据题目编写加工程序，通过计算机数控模拟仿真加工出工件。这样可以全面地考核学生对数控加工工艺和数控编程的掌握情况。

2　教学方法

数控加工工艺与数控编程课程中，数控加工工艺方面的知识，要求学生应具有一定实践方面的知识和综合运用能力，对这些知识的学习和复习，采用集中讲解要点和分散于后续的数控编程的课程中学习两种作法。如刀具材料和刀具选择的内容放在计算机数控仿真加工中学习，通过选择刀具选项，根据工件的加工要求，刀具与工件的相对运动关系和刀具在机床中的安装位置选择刀具，根据加工工件的材料选择刀具的材料，根据机床，工件的材料、尺寸和刀具等选择切削加工参数。

另一方面，是数控编程，这部分内容对初学者是不容易掌握的，数控程序编制的内容看似容易，但编写出符合加IT艺要求的数控程序，仍然需要时间和数控编程知识的积累，需要认真讲解和示范。

2.1　教学设计

(1)在授课过程中围绕基本知识点的讲解，采用课件的形式可以做到动静结合，将知识点的学习和欣赏现代数控加工结合起来，使学生对这门课程产生浓厚的兴趣、丰富的想象空间和强烈的求识欲望。从教学中学生的反映和教师的教学体会看，很多学生开始是很想把这门课程学好的。但是往往在听过几次课之后，信心就有所动摇，甚至认为不能学会所学内容。怎样解决这一问题呢?怎样使学生能轻松学好这门课程呢?这样就提出了一个问题，怎样能使所教的内容为学生接受，教师在准备讲课内容时，不能一味追求知识点的讲解，而应该把学生对课程内容的理解和掌握放在第一位，特别是在开始讲解数控编程的时候，常用的基本指令和数控编程格式，不要认为简单就一带而过，而应该把数控编程的基础内容讲解透彻，使教学节奏和学生的接受能力相结合。同时，采取课堂互动教学和与学生交谈，指定对象的内容提问，课堂随时小测验等方法。了解学生对所学内容的接受和掌握情况，以此为根据来确定教学进度。

(2)通过实践教学和计算机模拟仿真数控加工仿真，增强学生的感性认识。通过数控仿真加工，测量各部分的尺寸，使学生对数控编程，数控程序调试和数控加工的全过程有所了解。之后在教师的指导下，让学生自己编写简单的数控加工程序，用计算机数控仿真加工并检测所加工的工件的各部位尺寸，验证所编的数控加工程序。通过简单工件的数控编程，会增强学生对数控编程的认识和学好数控编程的信心。

(3)回到课堂教学，对数控指令和数控程序作进一步介绍，就会使学生轻松地跟上讲课的节奏，对后续教学大有好处。在黑板上讲解数控程序，能使学生跟上编写程序的思路，把一个数控指令和使用时的注意事项讲清楚，在学会了一种指令和注意事项后，就能达到理解数控指令和基本应用规则的能力，学会解决问题的方法。

(4)在介绍数控指令时，注意不要把数控指令一下子都介绍给学生，这样效果不好。集中将几个基本的数控指令，一个一个地都搞清楚之后，剩下的数控指令就容易掌握了。

2.2　教学过程的重复

数控程序的编制，数控指令与数控程序段编写中应注意的细节，对初学编写数控程序的学生还是较难掌握的。因此，在这部分的教学中，采用了三步式教学方法。

(1)课堂教学，把要介绍的基本内容，通过课件，观看光盘和录像，讲解等形式，从整体数控加工开始，即观看数控机床加工工件开始，到分散精讲数控指令、数控程序格式和数控程序段的其他相关内容结束。

(2)完整数控加工程序的编制。学生编写用基本数控指令组成的数控加工程序。经计算机数控仿真加工，检验所加工的工件。可加深学生对数控程序整体的了解。

(3)总结学生所编制的数控程序。从以下几个层面分析一个完整的数控程序：①程序层次分明；②内容正确；③工序安排和各项工艺参数选择合理。

在计算机数控仿真过程中还可以了解到学生对刀具的选择情况。在此基础上，可以进一步介绍简化程序指令与使用方法。如单一循环指令和多重循环指令的内容，讨论加工误差的影响因素和其它的内容。如刀具半径补偿，刀具磨耗补偿，坐标系和机床使用与操作方面等内容，使学生了解和掌握数控程序编写的内容和编制方法。

(4)集中实习。一般为两周时间。集中实习可以加深对所学数控编程和数控机床操作的掌握。此阶段分为两步：①计算机数控仿真加工。可以先从数控车削加工仿真学起，在掌握了数控车削加工编程和仿真加工之后，数控铣削加工，数控加工中心加工以及各种电加工方法的加工仿真就更容易学了。数控仿真可以检验和调试数控程序，又可以学会数控机床的操作。②数控机床操作。仿真加工与在真实数控机床上加工，在操作者的感受上是有很大差别的，需要多次示范，重点是要做好手动操作机床的练习，特别是手摇操作和进给倍率转换过程的练习，做好试切对刀操作。在这一教学过程中要特别强调机床操作上的安全。

3　结束语

数控加工工艺与编程教学方法的变革，受益于数控教学软件，计算机数控仿真软件和各种数控机床的投入。有了这些教学媒体和教学设施。如何引导学生把所学的知识综合的应用于数控加工工艺的拟定，加工参数的选择和操作数控机床上。对于初次接触这方面内容的学生仍然是一个难点，要使学生学好这门课程应以基础知识，基本数控指令和数控车床的基本操作为主要讲授内容，有一个好的开端，才能实现学会一点通晓整体的目的。在教学过程中要及时找出和发现的问题，了解学生对所学内容的掌握情况，要经常与学生沟通，要善于总结，掌握课程的教学规律，采取切实可行的教学方式使学生在这门课程的学习中达到熟练应用的能力。这方面还有许多工作要做，在促进教学水平的提高方面仍需要进一步讨论。

参考文献

[1]晏初宏，数控加工工艺与编程[M]北京：化学工业版社,2006：1-255

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【关键词】机械加工；机床；精度

数控机床精密度高，生产速度快等众多优点，受到机械生产行业的青睐，数控机床也在不断的完善和改革中，其中包括对机床零件和组成部分的改进，数控中心软件编程的设计等，但是随着人们对构建精度要求越来越高，数控机床的精度必须不断的提高，文章就如何提高数控机床精度措施作出分析和探究。

一、数控机床的组成及工作原理

数控机床一般由控制介质、数控系统、伺服系统和机床本体共四部分组成

（一）控制介质。就是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工时的全部信息，以前是用纸条来输入各种信息的，不过随着计算机技术的发展，现在的输入一般可以由各种终端来完成。

（二）数控系统。数控系统是整个数控机床的核心部分，是机床实现自动加工的中心，也是整个数控机床的灵魂所在。主要有输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入、输出接口等组成。主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量，其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。

（三）伺服系统。伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈等组成。伺服电动机是系统的执行文件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。

（四）机床本体。数控机床的本体指其机械结构本体，它与传统的普通机床相比较，同样由机械传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整体布局、外观造型、传动机械、工具系统及操作机构等方面都发生了很大变化。

二、机床加工的影响因素及控制措施

实际加工中影响数控加工精度的因素很多，如编程工艺、设备条件、操作者技术水平等。下面从几个方面进行介绍：

（一）数控编程对加工精度的影响

数控编程对加工精度的影响主要来自编程原点的确定、数据处理、轨迹拟合、加工路线选择等方面

1、编程原点选择对加工精度的影响。数控编程首先遇到的问题就是确定编程原点，编程坐标系一般是编程人员根据零件加工特点和零件图纸确定的。编程原点的选择直接影响零件的加工精度，确定编程坐标系最根本的原则是编程基准、设计基准、工艺基准统一，这样可最大限度地减少尺寸公差换算所引起的误差，

下面是确定编程坐标系的一些具体建议：①编程原点尽可能与图纸上尺寸基准重合、工件设计时有设计基准，加工时有工艺基准，编程原点应尽可能与上述基准重合。②使数值计算尽可能简单，尽量避免尺寸链换算。③尽量选在精度较高的工件表面上便于加工过程中尺寸测量。

2、编程时数据处理对加工精度的影响

数控编程时的数据处理对轮廓轨迹的加工精度有直接影响，其中比较重要的因素是未知编程节点的计算以及编程尺寸公差带的换算。

有的数控系统可根据已知轮廓几何条件自动计算节点坐标，但有的数控系统必须手工计算。手工计算未知节点坐标值时遇到的最大问题是计算精度，经过大量验证发现，有时手工计算结果与计算机辅助查询结果会相差0.03mm为提高手工计算精度，这里建议：手工计算的中间数据（包括角度值）应保留4位以上小数；若使用计算器计算，应尽量保留全部小数。编程尺寸圆整要依据数控机床的脉冲当量。脉冲当量是指数控系统发出一个指令脉冲所对应的机床移动部件的移动量，它是数控机床的最小设定单位，也是数控机床的最小控制单位。例如数控机床的脉冲当量为0.001mm，则最终的计算结果应保留3位小数。

（二）加工路线对加工精度的影响

加工路线是编程的重要内容之一，加工路线对加工精度及加工效率影响很大。确定加工路线时主要应考虑以下几方面：

进、退刀方式对轮廓加工质量影响较大。若刀具在内、外轮廓的连续表面直接下刀或抬刀，会因刀具直径、机床运动误差、进给速度突变等原因在加工表面形成小凹痕，所以精加工时下刀或抬刀最好离开加工表面。若必须从加工表面进刀或退刀，则尽可能采用圆弧切入或切出，切入或切出圆弧半径应大于刀具半径。另外，对位置精度要求不高的孔系加工可遵循加工路线最短原则。

三、改善数控机床精度措施

数控机床在设计时要充分考虑到其工作性质、运行震动和摩擦状况和实用寿命等这些基础因素之外，还要格外的针对数控机床精度问题进行探讨，通过改造某些部位或者排除一些影响机床精度的因素等提高其精度。

（一）提高高速主轴的稳定性，减小其震动，使数控机床精度更高

在数控机床工作过程中震动不可避免，但是震动对于其自身的精度来说是有很大影响的，尤其是其内部主要构件运行时震动对精度的影响，高速主轴就是一个非常重要的方面，因为高速主轴是机床运作的主要构件，通常能够通过提高高速主轴稳定性和平衡性来减小其运行过程中产生的震动，进而减少机床运行的震动。高速主轴的组成部分为轴壳、轴承、转轴、定子和转子。轴壳的设计要求有很高的精密度，它的尺寸和大小直接影响着其他几部分的工作，而且在主轴高速旋转的过程中会产生一定量的位移，所以轴壳的仿真平衡测试要做到精益求精的地步，通常对高速主轴的改进体现在其设计前期仿真技术的应用，运用模型来模仿真实的过程，以达到对模仿对象现实工作状态和性质的认识，在模仿过程中能够对模型的参数和性能进行修改，使模型的性能达到最好，工作效果达到最佳状态，仿真过程中，理想的模型设计和修正完毕后，再进行真实的构件生产。通常这个仿真过程是在ADAMS仿真软件（机械系统仿真软件）基础之上完成的，在计算机中建立一个相当高固有频率的柔性杆。然后再添加仿真的环境和条件，在ADAMS中进行真实模拟，通过这个过程对高速主轴的不断调整和改进，能够有效提高其工作稳定性和精确度，震动最小，提高数控机床的精确度。

（二）加强数控机床精确度检测，定期检修

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关键词：数控课程 数控技术 课程设计 教学方法

【中图分类号】G427 【文献标识码】A 【文章标号】

1.制定完善程度较高的数控课程教学步骤

由于数控专业本身就是一门实践性以及可操作性极强的技术专业，所以，在整个过程中必须将实践操作与理论知识进行有效合理的结合，具体的教学步骤如下：

1.1就理论教学方面的设计

学生在对于双控方面相关的基础知识进行一定的了解以及学习后，首先必须对其的数控理论知识进行一定程度的补充，其中包括了对数控机床的整体结构、数控加工工艺、具体编程指令以及编程格式的学习，并且辅佐以大量的实际操作和练习，做到对编程方法以及相应的过程足够的熟悉程度。

如果在理论学习才结束便进行实际的机床加工操作，对教师以及学生来讲是十分冒险的举动，这样极容易造成机床以及道具等数控设备的损坏。所以，有必要在进行数控设备的实际操控之前加入一定深度的对数控软件的学习，这样可以更好、更容易的掌握这门课程。

1.2机床的实际操作阶段的设计

当对理论知识以及仿真软件进行了一定程度的学习后，学生对于编程以及机床的具体操作方法有了一定程度的了解以及掌握，并且在仿真软件的操作中进行了有关的程序验证，接下来要做的就是让学生亲自走上实验设备进行实际操作训练。我们对学生的要求就是，严格按照相关的机床操作规程对机床进行合理有效的操作，在操作的过程中要保持一定的耐心以及严谨认真的学习态度，以便于能顺利完成对零件的加工。

2.通过有效地教学方法以及一定的图、零结合促进数控课程的整体教学质量的提升

2.1合理运用多媒体进行教学

就数控技术来讲，相对其他学科而言，其本身是一门枯燥并且抽象的动手类学科，它所牵涉到的知识面较为宽广，对于学生来讲，要理解有一定的难度。比如，当笔者在对学生进行数控机床的工作原理是，如果是照着教案进行直接宣读讲解的话，对于绝大部分还是第一次接触数控的学生来讲，具有一定程度的理解生涩性，所以笔者把这一部分的内容做成了PPT教学课件，并通过声音、动画等多元化的方式对课件内容进行讲解：首先，就是出现一大段输入信号从主要的控制介质进入，在经过控制装置模板输入到相对应的伺候服务器中，再经过放大处理后对机床设备中的运动部件进行驱动，与此同时，系统内部的检测装置将具体的运动机构为止以及速度信号的变量发回到数控装置的控制中心，经过与输入信号进行一定程度的比较后，对机床的整体运动状态进行准确的调整，并对误差进行一定的修改以提高一定的精细程度。在经过PPT课件的演示后，学生对设备系统的每一个组成部分的具体功能有了一个较为全面详细的了解。同时对反馈信号的有无区别有了一个详细的理解，同时也深刻认识到了机床检测装置在机床中的重要地位。采取多媒体教学方式，使得原本死板的教学内容变得活灵活现了起来，将静态的知识逐步转变到动态，对教学效果有了一定程度的提升。

2.2将零件与图样相互结合，开展一定的加工设计竞赛活动

在教学过程中，教师们都会实现准备一些图样，好方便学生进行自主操作练习，但是如果在为学生提供图样的同时再加上一个已经加工好的成品零件的话，其效果会显得格外直观。

但训练到一定程度的时候，在学生中开展一场零元件的加工竞赛，并且将学生进行一定的分组，在分别布置教学内容，要求各组成员在规定的时间内对教学内容进行编程并加工完成，以达到对学生多角度思考以及多样化结果目的的实现。当竞赛活动结束后，老师还可以根据具体的操作过程以及操作成品进行现场测量和一定的评价打分，怎样做既可以对每一组的设计思路以及操作速度等进行一定的比较，同时还能让学生在竞赛的过程中找到自己身上还存在的问题，发现自己的价值，取长补短的同时对于后期的课程学习有极为积极的效应。

2.3进行实地参观活动，将生产学习相互结合

当学生刚刚接触到数控方面的学习时，学生本身的学习态度还不明确，学习积极性普遍低落，这是将学生适当的安排到相关的数控机场进行实地参观，这样让学生数控专业以及数控加工技术有一个感性、直观的认识，这样可以在一定程度上激发他们学习的积极性以及学、练的欲望。

学习数控方面相关的技术，实际上就是为了能够对其进行有效地运用，但是如何才能从本上对学生的实际操作动手能力进行提升？如何才能使学生建立一定的对问题的解决能力是现在教学内容的实现的关键所在。笔者所在学校现在正在尽量的和一些外加工厂进行联系，这样使得学生在进行实际操作生产中能够对相应的动手操作能力进行一定程度上的提高，从而体验到数控机械加工方面在加工过程中因具备的严谨性，并对自己生产的产品有一定的质量恒定标准，为今后的就业路打下扎实的基础。

3.小结

在对数控课程的教学中，需要教师采用一系列灵活多变的教学方法以及实训教学内容，在将教学与生产进行相互结合后对学生的主动思考能力进行引导，并且通过对实训内容的不断实践，以及对教学内容的不断探索来完成对教学目标的达成，以培养出一批对社会进步程度以及用人单位的实际需求有一定切合度的综合性技能型人才。对于学校的老师来讲，采取怎样的方法才可以有效地提高教学质量，将会是一个值得所有教师以及教育研究者深入探讨的问题。

参考文献：

[1] 邓岐杏，陈伟珍，张海明等.数控课程项目化教学中数控仿真系统的应用[J].广西轻工业，2011，27（12）：133-134.

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关键词：数控技术；教学现状；调查分析

作者简介：刘馨潞（1978-），女，江苏南通人，江苏海事职业技术学院讲师，硕士，研究方向为机械工程。

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1001-7518（2013）05-0094-03

一、引言

数控技术作为现代制造技术的基础，它是国家宏观发展战略中提出的重点发展的科学技术，是机械类专业必修的主干课程，也是各工科院校重点进行建设的学科方向。我院于2008年新开设了机械制造与自动化专业（以下简称机制专业），为船舶设备制造企业培养应用型数控人才。

机制专业开设三年来，数控技术课程的教学质量经过不断的学习与摸索已有所进步，但由于学校数控师资力量及一些软硬件设施都较薄弱，所以在实际的教学过程当中，对数控技术课程的认识、课程体系、教学内容和教学方法等方面都还亟待提高。为进行数控技术课程教学改革，笔者通过在数控技术课程的设置、教学方法和手段、教材使用、教学效果等几个方面展开问卷调查，分析目前数控技术的教学现状，为本课程的教学改革提供依据。

二、调查对象与方法

本次调查面对我院机制专业09级和10级的学生展开，共发放问卷95份，回收92份，其中有效问卷92份。问卷共设10个问题， 其中1-9题为选择题， 第10题为开放式的问题，可以归纳为以下几个方面的内容。

（一）学生对数控技术课程重要性的认识

近年来，由于数控技术给传统的制造业生产方式、产品结构、产业结构带来的深刻变化，无论是从社会还是到学校，几乎所用的人都已经认识到了数控技术的重要性。通过了解学生的基本情况和表1中的问题后，我们发现，95.6%的学生认为数控技术很重要或比较重要，只有4.4%的学生认为数控技术不重要。

（二）学生普遍认为数控技术的学习困难

通过调查发现，在绝大多数学生都认为数控技术课程很重要的同时，他们也同样觉得数控技术的学习是困难的。通过表2可以看出，大部分人对课上老师讲的内容是一知半解的，只有很少的人能完全理解，而有部分人甚至是一点不懂，这当然是认为所有人都在认真听课的前提下。那么为何会出现这样的结果呢？原因是多方面的：一方面由于学校的专业教学计划还有不完善之处，学生先修课程不够，基础薄弱；另一方面实训设备条件数量严重不足，且不配套，虽然教师准备了大量的多媒体课件，但“只能看，不能摸”与“看得见，摸得着”的教学效果是不可同日而语的；再者由于数控技术课程的教学内容涉及设计、工艺、机床、刀具、夹具、切削原理、材料、气液传动、自动控制、电工电子技术、检测原理、微机原理、自动控制原理等很多方面的内容，知识面太宽，如果采用传统的教学法进行教学，学生很难学透。

（三）学生对数控技术课程使用教材及教学方法等的评价与要求

从表3 可以看出，学生认为数控技术教材及参考书的选用是基本合理的，但这并不能完全说明教材的选用不存在问题，事实上现有的数控技术教材，形态都比较单一，内容也陈旧，实践性不强，虽然近年来市面上出现了名目繁多的适用于高职高专使用的教材，质量却良莠不齐，很多教材在数控系统原理、数控机床机电控制、数控机床故障诊断与维护维修方面都只是基本理论，条条框框的内容，脱离生产实际，本来就很枯燥的知识学起来更是晦涩难懂。再加上老师在教材的选择上也缺少经验，教材教学内容比较陈旧，以至于学生所学到的知识跟不上数控前沿技术的发展，与现实脱节，与社会和企业的要求存在很大差距。

表3 学生对数控技术课程使用教材及教学方法等的评价与要求

由表3中第6、7个问题的答卷情况可以看出，大部份学生都认为如果没有实验实训，仅靠多媒体教学是不能提高学习效率的。只有一成左右的学生认为上课仅靠老师讲就行，九成的学生希望课上有实验，或有实践项目引入，学生自己参与进来。

我院现在的数控技术的理论教学与实验实训几乎是完全分开的，一方面，这跟学校目前的数控设备硬件条件不足有关，另一方面，这也与学校数控师资队伍严重不足有关，同时具备理论知识和实践经验都很丰富的“双师型”教师少之又少，理论老师大多缺乏实践经验，无法在上理论课的同时很好的完成实验实训项目，而实训老师往往在理论方面又比较薄弱。

（四）学生对数控技术课程学习效果的评价

表4的调研结果表明，学生对所学的知识掌握程度和实践动手能力的满意程度不太高，大多集中在基本满意这一选项，不满意的比例达到三成以上。而另一问题即要求学生感受自己所学的数控知识能否适应社会发展和就业需要的调查更令人堪忧，只有45%的学生选择能适应或基本可以，55%的人认为不能适应。可见学生虽然尚未走进社会，却也能通过各种途径了解到自己所学的知识内容与社会企业的需求相距甚远。这一点本人在教学中就深刻认识到，因实训条件所限，数控加工刀具和工艺的教学相当薄弱，上课都以理论讲授为主，教学效果较差，实践技能培训的重点仅仅在数控机床简单操作上，而对数控加工工艺（如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等）学生都不太熟悉，还有企业需要的如模具设计、CAD/CAM与自动编程、数控机床的维护维修等专业技术训练都远远不够甚至没有。

表4 学生对数控技术课程学习效果的评价

（五）学生对数控技术课程教学的建议

本次调查的最后一个开放式问题是请学生提出自己对数控技术课程教学的建议，其中有相当多的建议都集中在希望增加实验实训的问题上；也有一部分是希望老师改进课程的教学方法，使他们能更好的接受和理解课堂教学的内容；还有提出对教材的要求和学习自动编程语言等方面的建议。

三、调查结果与分析

通过对调查问卷的分析，可以归纳出我院目前的数控技术课程教学中主要存在以下问题：数控技术课程设置和教学内容不能适应社会行业需要；数控实验实训设备条件数量严重不足，且不配套；数控专业师资力量薄弱；数控技术教学模式与方法陈旧落后。

综合上述问题，我们对数控技术课程的教学改革提出以下改进意见：

（一）目前学校为了强调实训，很多课程都采用了压缩理论课时的办法。数控技术也不例外，但是数控技术课程的教学内容涉及的知识面很宽，学时太短会导致很多知识老师上课只能一带而过，不能跟实际结合，最终老师讲的费劲，学生学的吃力。

我院现在的数控技术的理论教学与实验实训几乎是完全分开的，一些实训课程中的内容在理论课中已经讲过，如果我们可以将一些实训课程与数控技术课程合并教学，把传统的“理论一实践一理论”的教学改为“实践认识一针对实践的理论一再实践”的项目式教学，通过设计项目课题，把培养某项综合能力所需的课程内容按照知识要点和技能要点加以筛选归纳，不但能使学生的学习有的放矢，使学习的理论与实践紧密联系起来，还可以减少数控技术与一些实训课程之间的衔接和重复内容，大大提高教学时间的利用率，保证学生在有限时间里学到应有的知识。

进行项目式教学改革的过程中应注意的是，我们不能也不需要把所有的内容都改为项目教学，因为项目教学中学生学到的知识具有针对性，有些内容如数控加工工艺设计、数控车床、铣床和加工中心编程等方面的内容比较适合项目教学。但有一些如数控加工基本原理等方面的内容就没有必要改成项目教学，这样可以在一定程度上保证学生所学知识的系统性。

（二）必须选用合适的教材，即便在课堂上的效率很高，大部分学生在课后都还是要利用课本来进行温故知新，才能真正达到对知识的掌握。我发现，在课时紧张，课堂节奏很快的情况下，如果教材与课堂内容不配套，学生在课后就会很少去看书，从而对课程的一部分兴趣也就会缺失掉，因此最好是课堂授课内容与教材配套，如果必要，可以根据学校或专业的特色，以及不同的教学模式去重新编写适用的教材。

（三）采用项目式教学模式必须要有具备相当的理论知识和丰富的实践经验的并能够承担数控教学工作的“双师型”教师，针对理论老师缺乏实践经验的情况，学校应当有计划地送教师到企业进行实践和见习，了解数控技术的新知识，根据对数控技术的教学需求进行实战培训，重点放在数控加工工艺、机床故障诊断和维修等方面。只有老师“能文能武”，才能带领学生边学理论边实践，老师在运用各种教学方法的时候也才能游刃有余。同时，学校也可以聘请一些企业的专家到学校来授课，缓解师资不足的问题。

（四）学校应优先满足教学与培训需求，利用有限的资金合理配置数控技术实验实训设备，应包括数控车床、数控铣床、加工中心、电火花成型机床和线切割机床等基本加工设备，数控模拟仿真软件、数控机床典型零部件装拆、数控系统调试等的综合实验台。可进行数控机床操作实训、数控原理、数控机床电气控制、电机调速与控制、机床精度检测与调试技术等基础实验。

也可以采取一些校企合作的方式，让学生到企业去参观实习，使学生全方位的接触企业的数控产品，了解实际的生产过程，这种直接的方式可以最大程度上的促进学生对课堂知识的理解。

（五）要注重开展CAD/CAM和自动编程软件的教学，CAD/CAM是数控技术发展的趋势，对学生进行CAD/CAM 的设计软件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教学及技能培训是当今数控技术教学方法中不可或缺的环节。尤其在数控硬件设施不足的情形下，开展自动编程软件的教学可以起到扬长避短的作用。因为虽然学校的数控加工和实验设备不足，但计算机资源还是比较丰富的，学好了一些自动编程软件，学生将来的就业会更具竞争力，而目前我们在数控技术课程中对只是略作介绍，这也是不妥当的。

四、结语

通过本次调研，总结出目前我院数控技术教学中存在的问题，为数控技术课程的教学改革提供依据。为此，教学改革将从调整数控课程设置与教学内容、改进教学模式、强化师资队伍等几个方面来展开，通过教学过程与研究过程的结合，边执行、边修改，最终得出一套切实可行的方案，提高数控技术的教学质量，使其符合社会需要和行业需求，同时也为其它课程的教学模式改革提供参考。

参考文献：

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关键词：数控机床；理实一体化；学生

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）34-0225-02

一、课程概述

《数控机床编程与操作》课程是高职院校数控专业的一门核心课程，也是一门实践性较强的课程。该课程要求学生通过学习，掌握一定的编程知识及操作数控机床的能力。因高职学生对理论学习的兴趣一般都不高，先理论后实践的教学模式往往会造成学生在实践的时候什么也不会，使教学陷入困难的境地。《数控机床编程与操作》课程主要内容包括：数控机床基本知识、数控车床编程与操作、数控铣床编程与操作、加工中心编程与操作、数控线切割机床的编程与操作、自动编程软件的应用等。这些内容实践性强，需要将理论上所学的各种数控机床的编程及加工知识运用到实际的机床上去。这样才能让学生真正掌握正确合理的编程方法和机床的操作技能。

二、理实一体化教学基本理念

理实一体化教学法即理论实践一体化教学法。突破以往理论与实践相脱节的现象，教学环节相对集中。它强调充分发挥教师的主导作用，通过设定教学任务和教学目标，让师生双方边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法。

三、合理选择教材

理实一体化教学要有与专业相配套的教材。传统的教材一般都强调理论的全面性和系统性，不能适应理实一体化教学的需要。理实一体化教材要摒弃传统的专业教学课程方案，根据教学目标和任务，将各个知识点分解实践训练任务，有计划地开展技能训练。在训练中让学生知其然。教师将学生实践中出现的问题，用专业理论知识来加以解释，使学生知其所以然，从而实现理论与实践的有机结合。《数控机床编程与操作》课程教材应根据高职院校对技术应用型人才的专业技术能力培养要求编写。在内容组织上，注意以社会需求为目标，以技术应用能力为主线，注重理论联系实际，并以够用为度；编程与应用部分应注重实用性、先进性和可操作性。

四、《数控机床编程与操作》课程理实一体化教学的实施

1.课堂讲授加仿真演示相结合。课堂上讲授数控机床的编程与操作，首先通过仿真软件将一台仿真机床展示在学生面前，让他们认识数控机床的基本结构和操作方法。在接下来的授课过程中会接触数控机床的编程，数控机床的程序由各种功能指令组成，一次讲解很难让学生理解指令的用法及编程规则，所以老师在讲授过程中可以通过数控机床仿真软件演示每一个指令的用法，这样不仅加深学生对编程指令的理解，同时也熟悉数控机床的基本操作。例如，数控车床的编程与操作这部分内容的学习，首先通过仿真软件让学生对数控车床的基本结构，操作方法及注意事项有感性的认识。接下来是数控车床编程的基本指令的学习，每个指令的学习又可以通过仿真软件进行演示，让学生真正理解每个指令的用法。最后，对车削加工零件进行编程及仿真加工，为实际操作数控车床加工做好准备。传统课堂讲授模式一般是先介绍编程指令的功能、编程格式等，很难让学生学会指令的实际用法，课堂讲授的同时加入仿真演示很好的解决了这一问题。

2.实训车间操作示范。经过课堂上的理论学习及仿真演示，学生还没有达到可以独自操作数控机床的程度，因为操作仿真软件和操作实际机床还有很大的区别，学生即使对数控机床的编程很熟悉，对仿真机床的操作也很熟练，但面对实际机床也会存在畏惧心理，这时要求授课教师进行操作示范。操作示范场所安排在实训车间，操作示范的内容包括：机床的操作流程、数控加工程序的输入、加工工件装夹、刀具的安装、工件的加工过程、加工结果的分析。操作示范完成后，学生对数控机床加工的整个过程有了基本的了解，对课堂上所学理论知识有了更深刻的理解，为下一步的实践打下了基础。操作示范要求示范教师要一边示范，一边将理论知识应用在操作示范过程中，让学生不仅学习了数控机床的操作，也理解了课堂上所讲的理论知识。

3.学生练习加教师指导。有了前期学习的基础，学生可以开始实际加工练习。加工练习场所是实训车间，教师进行现场指导。这一阶段的主要内容是学生练习数控机床操作加工的基本技能，教师在旁边观察学生的操作方法，发现问题及时给予帮助，让学生能真正学会、学好数控机床的操作技能。练习结束后，教师总结学生练习过程中存在的问题，结合课堂讲授的内容，找到解决问题的方法，让学生能用理论知识去指导实践。例如数控车床加工练习，先给学生零件图纸，首先是对零件图纸进行分析，制定合理的加工方案。然后是进行数控程序的编制，程序编好后输入数控系统，检查校验，最后安装毛坯进行加工。

五、适合理实一体化的师资

实施理实一体化教学不同于理论教学，也不同于实习实训课。不同于理论课是因为在上课的同时要求学生动手，不同于实习实训课是因为在学生动手的同时随时要停下来讲授理论。所以对教师的要求非常高，因为在学生做项目的过程中随时都可能遇到问题，这就要求老师能够及时处理。这些问题包括动手方面的，也包括用理论知识去解释动手过程中的问题，所以理实一体化教学的老师不但对自己的学生有多少能力了如指掌，同时对实施理实一体化教学的设备要运用自如，运用自如不但要会，还要会调，更会简单的维修。针对这些要求，学校应组建一支业务能力比较高、肯钻研、要求上进的师资队伍，这样才能正常的开展理实一体化教学。

六、理实一体化教学效果

理实一体化教学模式旨在使理论教学与实践教学交互进行，融为一体。一方面，提高了理论教师的实践能力，实训教师的理论水平，培养了一支高素质的师资队伍。另一方面，教师将理论知识融于实践教学中，让学生在学中干、干中学，在学练中理解理论知识、掌握技能，打破教师和学生的界限，教师就在学生中间，就在学生身边，这种方式可大大激发学生学习的热忱，增强学生的学习兴趣，学生边学边练边积极总结，能达到事半功倍的教学效果。但班级人数较多会在一定程度上影响理实一体化教学的效果，合理的班级人数应该在20人左右。

七、结束语

理实一体化教学不仅仅是理论教学与实践教学内容的一体化，也是教师在知识、技能、教学能力上的一体化，同时，还包含教学场所的一体化。因此，“理实一体化”绝不是理论教学和实习教学在形式上的简单组合，而是从学生技能技巧形成的认知规律出发，实现理论与实践的有机结合。开展理实一体化教学一定要认真分析课程性质，充分利用教学设施，调动学生学习积极性，真正通过理实一体化教学提高教学效果。

参考文献：

[1]杜家熙.数控机床编程与操作[M].北京：机械工业出版社.2011.

[2]赵华.数控机床编程与操作模块化教程[M].北京：清华大学出版社.2011.

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关键词 数控车床编程与操作；微课；FANUC 0仿真软件

中图分类号：TP29 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）06-0041-03

Abstract The purpose of this paper is to introduce a pattern of micro-lecture into the curriculum of CNC Programming and Operation based on FANUC 0 simulation software. Results of application indi-cate that this method increases students’ study interests and has great significance in the actual operation of CNC lathe.

Key words CNC programming and operation； micro-lecture； FANUC0 simulation software

1 引言

随着网络技术的飞速发展，越来越多新型教育手段随之产生，为高校开辟了更加多元化的教学模式。2008年秋，美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯（David Penrose）首创微课程，随后逐渐在全球范围内兴起[1]。微课是运用建构主义方法化成的、以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容[2]。微型学习基于新的媒介生态环境应运而生，以视频为主要载体，教师可选择针对性强、有代表性的问题设计微课程，作为教学资源并促进其专业发展[3]。将微课与仿真软件结合形成的新型教学模式引入数控车床编程与操作课程教学中，能够满足学生随时随地学习，解决教学实训设备需要投入大量资金的问题，直观地增强学生对数控机床操作的熟练程度，培养其学习兴趣。

2 数控车床编程与操作微课与仿真软件结合的教学理念

基于仿真软件的数控车床编程与操作微课，是在先进教育理念指导下，贯穿以技能操作为核心的仿真教学思想，用精细创意的教学设计方法，而进行的一项创造性教学工作，将相关知识与能力按照其内在的逻辑设计成微课单元。如果教师没有先进教学设计理念指导的微课作品，就会变成传统课堂的翻版或者成为“课例片段”，因而要避免教学误区，必须树立正确的教学理念。

微课的“大”设计理念 数控车床编程与操作微课程绝不仅仅是一段小视频那么简单，该学科的微课程一定是一个完整知识结构与教学结构。因此，教师必须把握其知识结构和教学结构。首先，把握知识结构，需要教师对针对讲授的内容进行基于学科逻辑的分析与重组，更好地呈现给学生一个合乎学科逻辑的内容理论体系；其次，把握教育教学结构，这是整个教学流程对教者提出的要求，只有把握好知识结构与教学结构，微课程的制作才能在重视知识建构的同时，兼顾教学认识过程，提高学生能力。

微课的系统性理念 微课为公众提供一个新形式碎片化、移动化的学习环境，但是微课制作要关注其系统性。因为微课是基于整体专业教学系统安排的，具有步骤型服务系统性质，通过开发小的学习内容组块，利用富有弹性的技术保证资源的有效性，形成一套完整的数控车床编程与操作教学设计。例如：基础性模块，要把握数控机床发展史、工作原理、特点以及数控系统的分类等；基础编程模块，由于程序指令在不同类型数控机床上含义不同，因此，在此阶段掌握准备功能指令、辅助功能指令、常用M功能指令、基础编程指令等，为后期分工种学习奠定编程基础；系统操作模块，要求学生掌握数控系统的相关指令及车床的操作。

合理利用数控仿真软件，让学生通过仿真练习可达到进一步熟悉数控程序的编写。针对数控机床编程与操作微课程而言，把各个章节与具体实践结合起来，使其具有整个微课程系统的逻辑性、承接性与递进性规律。

仿真软件与实践紧密结合的教学理念 数控编程仿真系统源自20世纪90年代美国的虚拟现实技术，以模拟真实数控机床的操作为目的[4]。数控编程仿真软件的使用，要注重实验的真实性，即理论和实践的紧密结合，要做到能够虚拟仿真出类同于真实三维数控加工的环境。

1）视觉上的仿真，有身临其境之感。单纯说数控系统的话，FANUC系统用得比较广泛，如使用FANUC 0仿真软件，能够实现屏幕配置且具有的功能与FANUC工业系统使用的CNC数控机床一样。

2）操作仿真，单程序模块操作，对错迥异。

3）结果仿真，具备科学性与合理性。

3 数控车床编程与操作微课与FANUC 0仿真软件结合的教学应用

笔者以具体的教学内容为例，说明数控车床编程与操作微课与FANUC 0仿真软件的教学过程。笔者设计这样一个教学任务：试用子程序方式编写图1所示软管接头工件右端楔槽的加工程序。子程序的调用是数控车编程中的一个教学环节，在一个加工程序中，主程序在执行过程中如果需要某一子程序，通过调用指令来调用该子程序，那么子程序执行完后又返回到主程序，继续执行后面的程序段。子程序的主体（body）是一个代码区块，当它被调用时就会进入运行。在制作微课时，其教学内容应重点讲授子程序调用的格式、参数含义及刀具运行的轨迹。

首先利用CATIA件绘制零件二维图及三位造型，如图1所示，工件主要由圆锥、螺纹、内孔等形状构成，是一个典型的综合型轴类零件，其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。针对该教学任务，笔者设计的微课程教学过程有以下几步骤。

任务布置 在课程开始要进行任务布置，微课的整体时间应控制在10分钟左右，通过情景引入可有效地引起学生的注意，使学生对本节产生兴趣。

提出问题 设计提问环节进行课程导入。问题作为小节重难点问题，可设为通过对比没有使用子程序调用和使用子程序调用的程序，加工零件的时间和刀具轨迹的对比，比较二者之间的区别，此问题引导学生归纳使用子程序刀具轨迹的特点。

确立教学方式 首先对子程序的调用指令进行讲解。在FANUC 0系统中，子程序的调用可通过辅助功能指令M98指令进行，同时在调用格式中将子程序的程序号地址改为P。然后对加工零件的工艺进行分析，包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具，选择各项切削参数，选择对刀点、换刀点。如图2所示，粗加工右端轮廓时，采用60°V型刀片右偏刀（a）进行加工；加工右侧端内凹接头轮廓时，采用55°菱形刀片左偏刀（b）进行加工；此外进行批量加工时，还可采用特制的成型刀具（c）进行加工。

再进行程序编制，按照安排好的加工过程和确定的工艺参数，加工过程中需要调用的子程序编写如下所示（注意子程序的编制使用增量编程，避免错误）：

O0303；

G01 U-2.94 W3.67；

G03 U1.60 W0.83 R0.8；

G01 U1.34；

M99；

操作仿真软件 采用FANUC 0系统数控仿真编程软件。FANUC 0系统有0-C和0-D系列，与之配套的有系列交流伺服电动机和交流主轴电动机。启动仿真软件，通过仿真软件形象地演示数控机床的准备动作，进行回零、对刀、设定刀具补偿等操作。利用仿真软件可以通过零件加工轨迹查看、仿真结果分析等相结合的方法，使学生加深对子程序调用指令的理解，更好地掌握子指令应用的场合。图3为本例中利用仿真软件的模拟加仿真加工图。仿真软件可将整个操作过程和零件加工过程录制成视频模式，方便后续视频剪辑制作。

微课视频剪辑 在微课程的录制过程中，可选取多种录制方法。在实际微课讲解中，针对零件的走刀轨迹复杂，制作其走刀轨迹的动画，这样就非常直观，巧妙地化解该知识点的难点。同时结合仿真软件的模拟加仿真加工视频，模拟所有指令的运行过程，使学生直观感受零件加工过程。

微课的后期制作要对录制的视频进行剪辑，将视频、声音、动画素材、字幕等多媒体元素相结合，展示整体微课内容。要注重通过拍摄技巧和后期的编辑手段完成微课的整体制作。

任务总结 对任务进行总结，使学生进一步了解操作过程，利用仿真模拟软件进行练习，理清微课所讲知识点的思路，突出重点和难点。同时要留给学生思考的空间或相关的练习题。

4 结语

基于FANUC 0仿真软件在数控车床编程与操作微课中的应用具有以下优势：

1）n程目标可分解成小目标，每个视频可实现具体的编程指令，包含一个完整的知识点，因此，视频短小精悍、方便理解，保证视频质量及吸引力；

2）保证学生通过观看视频可掌握具体的加工和操作过程，利于自主学习，并对数控车床相关编程操作可以独立操作，这也是微课与仿真软件结合形成新的教学模式的关键；

3）可以将这种授课方式引入工程训练中，解决教学实训设备需要投入大量资金的问题，突破有限的实训时间的限制，增强学生的对数控机床操作的熟练程度，具有良好的实训效果。

参考文献

[1]孟祥增，刘瑞梅，王广新.微课设计与制作的理论与实践[J].远程教育杂志，2014（6）：95-96.

[2]郑军，王以宁，王凯玲，等.微型学习视频的设计研究[J].中国电化教育，2012（4）：21-24.

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一、数控机床机械加工效率低下的原因分析

在数控机床实际加工作业中，制造加工企业可以配备专业人员对数控机床在机械加工过程中所涉及的各项加工设备、数控加工技术以及机械加工操作程序规范等问题进行详细地分析与研究，以此作为研究人员在制订数控机床机械加工效率优化整合的依据与参考。当前经济形势下，造成数控机床机械加工效率低下的主要原因有：

1.数控机床机械加工故障制度不健全，机械应用水平低下。就我国而言，在整个制造加工行业领域中，研究人员仍然没有在数控机床机械加工设备在损坏及质量影响下对整个数控机床机械加工作业精度带来的损失问题上形成较为统一的认识。再加上大部分专业人员对数控机床机械加工设备的依赖程度较大，重引进、轻研究，设备使用人员缺乏对先进数控机床机械加工设备的规范化使用意识，数控机床加工过程中粗加工与精加工之间存在的产品加工工艺差异也无法通过这些先进数控机床机械加工设备仪器的加工性能体现出来。在多种因素的共同作用下，最终造成整个数控机床机械加工效率低下。

2.数控机床机械加工的编程程序不够规范。在新的经济技术形势下，数控机床需要以计算机编程系统和编程技术为载体，实现对整个机械加工环节分布把握与整体控制的目的。然而，由于当前我国的计算机程序编程技术在数控机床机械加工中的应用还不够充分，在系统初始调试程序与机床走空刀故障的处理办法上还存在明显缺陷，整个数控机床机械加工无法在运行安全性及稳定性方面作出保障，这也是造成当前数控机床机械加工作业效率低下的重要原因之一。

二、提高数控机床机械加工效率的措施

1.做好机床的维护和管理

数控机床的维护与管理工作在很大程度上影响了自身的工作寿命，其中，数控机床设备的是维护工作的主要手段，对于数控机床，装置是自动进行工作的。对于数控机床的维修工作，应注意需根据规定的标号按时加注，一般情况下，选用信誉较好企业的油。与普通机床相比，数控机床的造价成本较高，其对操作的精度有着较高的要求。倘若使用标号不对的油，将会影响机床的工作性能，比如机床对温度的适应性以及转速特性等；倘若使用的油含有一定的杂质，不够纯正，将可能导致数控机床的油路发生堵塞现象，提高运动部位发生故障的几率，影响数控机床的使用年限。所以，为了成功完成数控机床设备的工作，需要按时对系统进行必要的清洗，并定期更换过滤网，使用规定标号的油。

2.提高工作人员的业务水平和职业素质

处于生产第一线的操作、编程和维修人员直接面对设备,他们的技术水平和职业素质的高低将直接影响到设备的使用效率和工件的加工质量,也在很大程度上决定了设备的使用寿命。因此,提高上述人员的业务水平和职业素质,使之尽快适应新设备的操作使用和维护保养要求,是非常重要的。在现实工作中,有些机床操作或编程人员由于对机床和系统了解不深,甚至理解错误而引起的编程或操作失误一类的故障时有发生。例如参数或语句设定错误而造成机床不运行、动作失误、工件加工时尺寸超差或是由于操作失误而造成机床误动作甚至撞车等。这类故障都是一些本来可以避免而又后果较严重的故障,直接影响了机床的有效使用;而维修人员由于业务水平不高,当设备发生故障时,不能迅速、有效地排除故障,使数控机床长期处于故障瘫痪状态而影响生产的情况时有发生。因此,作为机床操作、编程及维修人员,在上岗操作设备之前,必须经过岗前培训,使之具备必需的数控机床操作、编程和维修知识。并且要对所操作的具体机床有更进一步的了解,这样才有可能避免上述情况的发生。

对于新技术，有些操作人员不善于使用这种先进的检测工具,仍沿用老的检测方法,在停机后(有时甚至要拆下工件)用常规量具进行检测,这样无形中降低了高效机床的加工效率。在编程人员中,同样存在着类似问题。上述这些问题只有通过不断提高操作、编程和维修人员的业务水平来解决。要最大限度地发挥数控机床的生产效率,在很大程度上取决于操作、编程和维修人员的技术水平。这就要求操作者头脑清晰、思维敏捷,具有较丰富的实践经验和有关的数控加工知识;编程人员要求有较高的理论水平和丰富的工艺知识;而对维修人员则要求有扎实的理论基础知识、丰富的维修经验和较强的动手能力。另一方面,上述人员的职业素质和敬业精神也是必须重视的问题。科学技术越发展,设备的自动化程度越高,对相关人员的技术水平也要求越高,人员的素质高低就越显重要。机床的操作、编程和维修人员如果没有主人翁精神,没有积极自主的工作热情和态度,很难设想能够积极主动、高效快捷地用好数控机床这类自动化设备。因此,作为一个企业,要把不断地提高数控机床操作、编程和维修人员的职业素质和敬业精神作为一个长久的工作予以足够的重视。

参考文献:

[1]杨晓京,陈子辰.微机数控系统开发体系结构的研究[J].组合机床与自动化加工技术, 2003(5): 29-32.

[2]杨晓京,张仲彦,李浙昆,等.几种开放式微机数控系统比较[ J].制造自动化, 2002, 24 (1): 18 -21.

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关键词： 数控机床；实训教学；体会

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。

4、针对培养目标进行教学改革

篇10

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［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。

4结束语