數(shù)控技術課程的教學
數(shù)控技術課程的教學【1】
摘要：數(shù)控技術是一門新興的技術學科，數(shù)控技術課程是數(shù)控類專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程。
通過本課程學生能掌握數(shù)控原理、插補原理、伺服系統(tǒng)、檢測原理等基本知識，掌握典型的數(shù)控系統(tǒng)的應用與操作，以及數(shù)控機床的編程知識;熟悉相關的仿真軟件和CAM軟件的應用。
本文根據數(shù)控技術應用課程的特點，指出當前數(shù)控技術課程教學中存在的問題，提出了提高和解決數(shù)控技術應用課程教學質量的方法和途徑。
關鍵詞：數(shù)控技術應用;職業(yè)教育;課程特點;問題;解決方法
目前，隨著數(shù)控技術教育的普及，職業(yè)院校數(shù)控技術課程教學面臨著種種問題。
這種情況嚴重制約著職業(yè)院校中數(shù)控專業(yè)的發(fā)展，有必要予以高度重視，進行深入研究。
現(xiàn)根據數(shù)控技術課程的特點，從數(shù)控技術課程存在的問題提出相應的的解決方法和途徑。
一、數(shù)控技術應用課程的特點
1、數(shù)控技術涉及面廣。
數(shù)控技術涉及到加工工藝方面的知識、機床及機床夾具方面的知識、刀具及刀具材料的知識、金屬切削原理、工件材料、機電技術方面的知識、數(shù)字控制和計算機技術、CAD/CAM一體化技術、FMS、CIMS軟件技術、信息流管理與控制等等。
2、軟件技術更新快。
目前，數(shù)控技術正在發(fā)生根本性技術更新，從專用型封閉式開環(huán)控制模式，向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。
在現(xiàn)代集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)已經實現(xiàn)了小型化、薄型化，而且綜合了計算機、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;
3、課程實踐性強。
數(shù)控技術是實踐性很強的一門學科，數(shù)控技術教學中每一個環(huán)節(jié)，如數(shù)控機床伺服系統(tǒng)分析，機械結構分析、加工工藝分析、數(shù)控機床故障診斷與維修以及數(shù)控編程與操作等，都必須用相應的實訓教學來加深加強理論教學的效果，通過實操來驗證理論教學。
離開實踐，既不能培養(yǎng)學生的數(shù)控編程能力、數(shù)控機床的操作能力，也不能培養(yǎng)數(shù)控系統(tǒng)的維護能力
二、當前數(shù)控技術課程教學存在的問題
1、適合的書籍太少。
目前，適合職業(yè)院校使用的數(shù)控技術課程的書籍還是太少，教學上所使用的書籍從內容上還比較膚淺，大都比較重視理論，真正適合實訓教學的還比較少，在實訓教學操作中碰到的難題和集中問題在教材中基本沒有體現(xiàn)。
而且深入反映科技前沿技術的教材缺乏，適應高層次人才培養(yǎng)的高質量教材更少。
數(shù)控技術的特點是更新快，很多教材知識體系還停留在十年前。
另外沒有與本校實訓設備的數(shù)控系統(tǒng)配套的教材。
市場上相關的教材對每一種數(shù)控系統(tǒng)都是泛泛而談，沒有針對性。
2、專業(yè)師資技術不過硬。
很多職業(yè)院校從事數(shù)控教學的教師都是高校畢業(yè)直接從事數(shù)控教學，或者從其他機械基礎專業(yè)轉數(shù)控方向。
在理論教學上，沒有太大的問題。
但是這些老師普遍存在一個問題，他們自己本身對于機械加工都極其欠缺生產實踐經驗，在數(shù)控技術教學中根本不能很好的把理論和實踐結合起來。
導致教學過程按照概念照本宣科，枯燥無味，學生學不到真正有用的東西。
3、忽視傳統(tǒng)實習項目。
很多職業(yè)院校不怎么重視傳統(tǒng)實訓項目，由于師資和場地的原因，傳統(tǒng)實訓簡單走過場。
傳統(tǒng)的實習項目車工、鉗工、銑工、磨工等工種對學生動手能力的培養(yǎng)作用很大，在實訓過程中不容忽視。
只有通過這些傳統(tǒng)項目的實訓，學生才能夠真正掌握加工參數(shù)的重要性，從而掌握刀具的磨削和使用，才能體會材料與刀具、刀具與加工參數(shù)之間的關系，進行數(shù)控編程時選擇加工參數(shù)才會更合理。
數(shù)控專業(yè)學生不通過普通機床實習直接去操作數(shù)控機床是不合理的。
4、教學內容不太規(guī)范。
很多職業(yè)院校安排課程，數(shù)控編程前期安排的課程對于數(shù)控機床的機械結構、伺服控制系統(tǒng)、刀具及數(shù)控加工工藝方面的知識相對安排較少。
數(shù)控技術作為一門專業(yè)基礎課，許多實質性技術和最新技術講授得不夠深入，往往停留在書本概念上，新功能、新技術的講授也跟不上技術發(fā)展的理論，理論聯(lián)系實踐探討的深度不夠，課程教學內容不夠深入和前沿，導致學生只知道是什么，不知道為什么。
5、實訓教學環(huán)節(jié)條件較差。
一部分職業(yè)院校學生的實訓教學遠遠達不到要求，實訓內容還存在著很大的缺陷，實訓時間安排不夠，實訓課題脫離生產實際，沒有系統(tǒng)性，學生對數(shù)控機床的認識還有相當?shù)木嚯x，對于數(shù)控機床的了解也僅停留在熟練使用操作面板上，對于操作過程當中出現(xiàn)的具體問題還不能應對。
三、提高和解決數(shù)控技術應用課程教學質量的方法和途徑
1、加強數(shù)控專業(yè)校本教材的開發(fā)。
針對現(xiàn)在市場上合適的教材少的問題，結合本校實訓設備的數(shù)控系統(tǒng)，加大校本教材的開發(fā)，將學生實訓操作中碰到的難題在教材中一一解決，并且邀請生產企業(yè)技術崗位的人員參與編寫，結合企業(yè)產品加工中出現(xiàn)的問題，以企業(yè)產品實例為課題，多編寫實例。
這種方法，在實踐中，已經取得了比較好的效果
2、加強數(shù)控師資培養(yǎng)。
數(shù)控技術課程的師資和那些專業(yè)基礎課教師相比，所需要接受的專業(yè)訓練和從教資歷有很大的不同。
他們既需要有扎實的理論，更需要有相當?shù)纳a實踐經驗。
在師資培訓方面，不僅要邀請不同領域的數(shù)控技術專家來學校定期講座培訓，了解最先進的前沿技術的發(fā)展和應用。
更要有計劃的選派一部分任課教師深入到生產實訓基地參與數(shù)控技能培訓，也可以深入工廠進行專業(yè)技能培訓，彌補我們的教學、實驗、實訓中存在的缺陷。
3、重視傳統(tǒng)實訓項目。
數(shù)控專業(yè)的學生在操作數(shù)控車床之前必須進行普通車床的實習，掌握切削用量對加工的影響，掌握常規(guī)零件加工工藝。
在操作數(shù)控銑床、加工中心之前必須進行普通銑床的實習。
因為傳統(tǒng)普通機床的實訓，直接決定著數(shù)控水平的高低，所以機加工基礎的強化，是數(shù)控實習的重點。
職業(yè)院校根據本校數(shù)控技術專業(yè)學生人數(shù)建設數(shù)控實訓、實驗基地的同時，也要配套建設傳統(tǒng)實訓基地。
4、改善教學實訓環(huán)節(jié)。
因為數(shù)控技術課程不但具有理論知識面寬，而且具有很強的實踐性和應用性，所以需從系統(tǒng)出發(fā)，安排學生更多的實驗、實訓時間，才能達到滿意的效果。
教學安排中要注意實踐教學所占比例，并使理論教學與實踐教學交叉進行。
為使學生對已有知識做到融會貫通，在設計實訓課題時要注重循序漸進，能夠發(fā)揮學生的主觀能動性。
5、采用合適的教學方法和教學手段。
數(shù)控技術課程部分章節(jié)的內容很抽象，剛開始學習數(shù)控技術的學生僅憑文字很難理解數(shù)控系統(tǒng)中各組成部分的含義和功能，也無法理解數(shù)控裝置到底是個什么設備，很難理解檢測信號反饋的意義在哪等等一系列的問題。
如果僅僅只采用課堂講述的方法是無法達到很好的效果的。
采用多媒體輔助教學，制作多媒體課件，比如在編程坐標系的教學中，展示機床坐標系與主軸卡盤關系，加入工件后，描繪出編程坐標系所在位置，用不同顏色亮點顯示機器零點、換刀點，讓主軸卡盤動畫閃爍，在視覺上產生一種轉動感覺，對于理解直徑編程起到重要作用。
采取比較法教學，比如，在介紹數(shù)控車床時，采用比較法。
采取比較法，使整個教學內容清晰有序，使學生在比較、歸納、總結的過程中，加深對數(shù)控機床的認識。
采用分組討論法。
在實訓后期，可以結合學校產品或者企業(yè)產品，將學生分成幾個團隊，每個團隊針對產品拿出自己的設計方案、工藝方案、加工方案。
給定時間讓他們自己完成整個零件，老師再比較優(yōu)劣，引導分析原因。
還學生主動思維的空間，避免了教師是主角，大部分學生是聽眾的教學模式。
采用仿真實訓輔助教學，在數(shù)控實訓中，適當?shù)慕虒W輔助手段是必需的，在編程教學中適當利用仿真軟件，可以滿足學生們檢驗編程的程序的正確性，也可以部分的代替數(shù)控機床進行實踐操作學習，增加工位。
為了彌補仿真軟件的不足，可以讓學生們通過仿真軟件和實際機床輪流實訓，這樣能充分理解切削用量概念，掌握獲得工件加工質量的方法。
6、培養(yǎng)學生興趣。
在進入數(shù)控技術課程學習時，組織學生觀看有關柔性加工系統(tǒng)、柔性加工單元、柔性自動化裝配線和數(shù)控機床概述等錄像帶，到工廠參觀數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控線切割、加工中心等設備和現(xiàn)場生產，使他們對數(shù)控加工有一定的認識。
通過直觀的了解，學生的學習熱情容易被激發(fā)起來，才會充滿興趣地投入數(shù)控專業(yè)學習。
如果還是采取老師滿堂講，學生被動聽、黑板上板書開機床的教學方法和手段，很難引起學生對數(shù)控技術課程的興趣。
7、合理節(jié)省實訓材料。
部分職業(yè)院校為了降低實訓成本，有意識的減少教學環(huán)節(jié)、減少實訓時間等。
其實可以通過合理節(jié)省實訓材料達到降低實訓成本的目的。
數(shù)控實訓實習實訓材料全部采用鋼料加工不太現(xiàn)實。
為了降低成本，提高安全系數(shù)，在實訓初期可先不用鋼，而用其它材料進行加工。
初期可以采用石蠟，塑料棒等材料制成的產品，減少實訓初期學生對機床操作不熟練造成的失誤，但是，在用其它材料代替鋼件加工過程中，切削用量是無法體會的，因此，在實習最后采用鋁及鋼進行加工。
更換材料的時間安排應視不同學生的情況靈活決定。
8、校企結合出產品。
數(shù)控實訓后期，數(shù)控實訓完全可以和企業(yè)產品結合起來，整個加工過程和質量的檢驗標準完全按照企業(yè)要求來嚴格執(zhí)行。
這樣一方面可以大大降低數(shù)控實訓的成本，另一方面，學生在學校也能身臨其境的感受到企業(yè)生產的壓力和挑戰(zhàn)，對于能加工真正的產品有強烈的挑戰(zhàn)欲望。
這樣對學生的成長非常有益處，實踐證明，這是一個雙贏的舉措，對于提高數(shù)控技術實訓質量效果非常好。
綜上所述，數(shù)控技術是一門綜合性的專業(yè)技術基礎課，它涉及到多門技術課程，同時它又是一門實踐性很強的課程，因此，要大力改善教學實訓條件，抓好校本教材建設，師資隊伍建設、教學環(huán)節(jié)基本建設，提高理論教學質量和實訓教學效果，從教學過程的各個環(huán)節(jié)入手，注重學生知識、能力和素質的培養(yǎng)。
數(shù)控技術同時也是一門新興的技術學科，沒有更好的經驗讓我們借用。
我們所要做的就是在教學實踐中學會教學，在搞好各相關課程教學的基礎上追求本課程的教學效果，在師資、教材、實訓條件等系統(tǒng)工程支柱的強力支撐下培養(yǎng)出真正的數(shù)控技術合格人才。
數(shù)控技術課程實驗教學【2】
【摘 要】數(shù)控技術就是運用電腦程序控制機器的方法，按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程。
本文針對數(shù)控技術課程的主要內容，確立數(shù)控技術實驗教學的目標，分析數(shù)控技術課程實驗教學的內容以及方法。
【關鍵詞】數(shù)控技術;教學;實驗;方法;考核
一、結合課程教學內容，明確實驗教學目標
數(shù)控技術課程內容通常以數(shù)控機床為中心進行展開。
數(shù)控機床作為典型的機電一體化產品，總體包含機械系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)兩大部分，即分別為被控對象和控制系統(tǒng)兩部分。
按照控制理論的基本思想，數(shù)控機床控制系統(tǒng)又可以分為輸入系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)等五大部分。
數(shù)控技術課程內容按照程序編制、插補算法與CNC系統(tǒng)、驅動放大電路、伺服電機、檢測裝置等部分進行設置即采用了這一分類方法。
從數(shù)控技術課程內容的規(guī)劃中可以明確，數(shù)控技術實驗教學目標應該包含對數(shù)控機床控制思想的總體認識、對數(shù)控機床操作的實踐技能培養(yǎng)和對數(shù)控技術原理的基本認識，從而通過實踐教學實現(xiàn)對課堂理論教學內容的深化理解。
二、根據實驗條件，確定實驗教學內容及教學方法
目前的數(shù)控技術實驗教學中大多只注重數(shù)控編程部分的實踐，而數(shù)控技術作為一門專業(yè)方向課程，可以供學生選擇的方向除了數(shù)控加工技術外還應包含數(shù)字控制技術。
因此，實驗內容的選擇不應只局限于編程，還應注重于機床的數(shù)字控制原理，該部分內容幾乎涉及到除數(shù)控編程外的所有數(shù)控技術課堂教學內容。
數(shù)控實驗室現(xiàn)有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、立式加工中心、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花、宇龍仿真軟件及機電一體化實驗臺等設備，每個學校的設備雖然不同，但都屬于典型的機電一體化產品，具有相同的控制思想。
因此，在數(shù)控編程課堂教學內容開始前，進行的數(shù)控機床基本操作實驗中，首先通過各個機床的加工演示和講解，讓學生對機床的結構組成、工作原理、控制思想、操作方法進行初步認識，加深對數(shù)控機床原理的理解。
然后，以數(shù)控機床的基本操作為重點，通過對機床操作面板的使用，讓學生熟悉機床的基本操作方法。
最后，通過簡單實例，從零件圖、程序組成結構、程序輸入、調用、材料裝夾、對刀、模擬、加工，介紹數(shù)控編程加工的總體實現(xiàn)過程。
在數(shù)控編程課程結束后進行的數(shù)控機床編程加工實驗中，由教師給定題目或學生自擬的方式，根據零件圖紙，學生通過仿真軟件編制程序，最后經教師審核后在機床上加工。
在課堂教學后期進行的數(shù)控機床控制原理實驗中，首先通過機電一體化實驗臺，演示對數(shù)控機床工作臺的控制，介紹機床控制系統(tǒng)中的PLC、繼電器、接觸器、環(huán)形分配器、驅動器等關鍵部件，然后，通過結合機床操作面板、控制程序讓學生觀察電氣控制柜和數(shù)控系統(tǒng)軟件界面中的PLC輸入輸出信號的變化，讓學生理解數(shù)控機床中信息的傳遞與驅動、反饋控制原理。
三、做好實驗準備，提高實驗效率
數(shù)控機床是一種高技術含量、高精度、高性能的設備，設備造價比較高，受客觀因素的影響，實驗設備少，學生人數(shù)多，要使學生在短時間的實驗教學課時限制下盡可能多的理解和掌握數(shù)控機床編程及其技術原理的眾多知識，實驗前的準備工作極為重要。
開學后，實驗教師應與理論課教師充分溝通，協(xié)調一致，制定好理論教學與實驗教學的教學計劃;實驗課程開始前，實驗教師應充分了解學生的理論課程進展情況，從而根據學生實際情況，制定實驗教學方案，并事先準備好刀具、材料、程序，并試運行，防止因疏忽造成實驗過程中的時間浪費。
數(shù)控技術涉及理論廣泛，學生的疑問也較多，因此，實驗教師要不斷提高自身理論知識，充分理解實驗中涉及到的理論原理，明確實驗過程，從而使整個實驗過程系統(tǒng)化，并能及時準確、簡潔明了的解答學生的提問，從而提高實驗效率。
四、注重知識應用，提升綜合素質
單一的數(shù)控機床編程操作實驗，簡單的通過加工演示、簡單實例，很難達到對學生綜合實踐能力的鍛煉，因此，應有針對性地開發(fā)綜合類的實驗項目。
如：利用加工中心，設置刀具長度補償和半徑補償，采用多種刀具完成零件的鉆孔、平面輪廓銑削加工、圓及圓弧等的加工;利用數(shù)控車床多刀加工，完成回轉零件的內外圓柱面、端面、切槽、螺紋的加工;通過對操作面板的操作，觀察數(shù)控系統(tǒng)PLC狀態(tài)圖的變化，結合電氣控制柜中的繼電器、接觸器的動作，繪制機床的電氣控制原理圖;通過機電一體化實驗臺，編制PLC梯形圖，實現(xiàn)對機床工作臺的運動控制;采用自動編程軟件，完成零件的自動編程。
與此同時，鼓勵學生在掌握基礎知識的情況下，根據實驗室條件，結合自身興趣和方向、科研經驗，自主設計實驗內容，或在教師指導下參與共同設計新的實驗，從而充分調動學生的積極性和主動性。
五、完善實驗考核方式
數(shù)控技術課程作為一門專業(yè)方向課，相比于大多數(shù)課程，實踐應用能力更為重要，因此，應加大實驗內容所占比重。
考核形式采用基本理論、軟件仿真、基本操作、綜合實踐四個方面進行考核。
其中基本理論涉及機床結構、控制原理、程序代碼等;軟件仿真涉及材料、刀具、工藝及程序等;基本操作包括圖紙、編程、對刀、加工等實踐操作;綜合實踐由教師擬定綜合實例，由學生選題或自主選擇工程科研實際問題，擬定加工工藝完成操作加工。
六、結語
實踐是創(chuàng)新的源泉，學生通過動手實踐，加深對理論的理解，從而更好的實現(xiàn)知識的應用，進而實現(xiàn)對知識的綜合和創(chuàng)新思維的產生。
數(shù)控技術課程實驗是學生通過實踐理解和深化認識數(shù)控技術理論的關鍵，同時也是對知識綜合應用能力培養(yǎng)的關鍵。
數(shù)控技術實驗課程的特點，要求教師要在教學過程中不斷總結和完善，豐富教學手段和教學方法，優(yōu)化教學內容，提升自身理論與實踐能力，從而確保教學效果。
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