《數(shù)控編程與操作》課程教學(xué)探討

解　暉

摘 要:《數(shù)控編程與操作》是數(shù)控、機(jī)電專業(yè)的一門專業(yè)課程。單純的理論教學(xué),學(xué)生難以理解。教學(xué)方法的多樣化,能夠提高教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞:數(shù)控編程;教學(xué)方法;數(shù)控加工仿真系統(tǒng)

1 課程簡(jiǎn)介

《數(shù)控編程與操作》是數(shù)控、機(jī)電專業(yè)重要的專業(yè)課之一,它主要介紹了數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等相關(guān)數(shù)控機(jī)床的編程和操作。

當(dāng)前,數(shù)控編程是數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,也是目前CAD/CAM 系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效率、效益的環(huán)節(jié)之一,它在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工自動(dòng)化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。迫于實(shí)際生產(chǎn)的緊迫需要,國內(nèi)外對(duì)數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究,取得了豐碩的成果,并在機(jī)械制造工業(yè)、航空工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著廣泛而重要的作用。因此,培養(yǎng)既懂理論又會(huì)操作的技能型數(shù)控操作人員是當(dāng)前職業(yè)學(xué)校的緊迫任務(wù)。單純的理論教學(xué),學(xué)生難以理解。教學(xué)方法的多樣化,能夠提高教學(xué)質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在《數(shù)控編程與操作》的教學(xué)過程中,我注意從書本知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用能力的轉(zhuǎn)化入手,在教學(xué)數(shù)控編程知識(shí)的同時(shí),著重注意提高學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng),摸索出一套適合學(xué)生能力發(fā)展的教學(xué)方法。

2 在教學(xué)過程中應(yīng)用適當(dāng)?shù)摹氨扔鳌?/p>

數(shù)控設(shè)備的種類比較繁多,數(shù)控的發(fā)展也很快,我國這類人才相對(duì)緊缺。我很榮幸能夠擔(dān)任有關(guān)數(shù)控知識(shí)方面的教學(xué)。在這幾年的教學(xué)過程中,也有了很多的體會(huì)?！稊?shù)控編程與操作》是一門新興學(xué)科,在社會(huì)上能夠熟練掌握與運(yùn)用的人較少,教材也多種多樣,數(shù)控系統(tǒng)也比較多,常見的有FANUC系統(tǒng)、西門子系統(tǒng)、華中系統(tǒng)等。不同的系統(tǒng)編程和操作就有所不同,知識(shí)比較靈活,但對(duì)于程序設(shè)計(jì)并不熟悉的學(xué)生而言,這門課比較抽象復(fù)雜,不易理解。為了克服學(xué)生們不易理解的問題,我想了很多解決的辦法,還向相關(guān)專業(yè)的老師請(qǐng)教和學(xué)習(xí)他們的教學(xué)方法,有些方法還是挺有效的。比如說在學(xué)習(xí)的過程中做一些適當(dāng)?shù)谋扔鳌?/p>

一是在理論教學(xué)方面:對(duì)于在學(xué)習(xí)編程中用到的指令,學(xué)生不易理解寫的是什么,為何這樣寫?就把它們比喻成人與機(jī)器在交流,機(jī)器“聽不懂”我們?nèi)祟惖恼Z言,因此要用這些指令來代替人類的話,簡(jiǎn)而言之,就是在做“翻譯工作”。比如:“G00 XO ZO”,它可以這樣理解:把“刀具快速移動(dòng)到坐標(biāo)值(0,0)的位置”翻譯成數(shù)控系統(tǒng)能理解的話。這樣的比喻,學(xué)生就比較容易理解為何要學(xué)相關(guān)的指令了。

二是在學(xué)習(xí)操作時(shí):操作的步驟很多、很散、很麻煩,有些學(xué)生不一定感興趣、也很難記住。在這里也可以做個(gè)比喻,學(xué)生們比較喜歡玩電腦、打游戲,就把在數(shù)控機(jī)床上的操作比喻成在用鍵盤“玩游戲”,什么“鍵”控制什么樣操作,這樣的比喻比較接近學(xué)生,學(xué)生就比較容易接受這門比較抽象的課程了。

總之,我認(rèn)為在課堂上作一些適當(dāng)?shù)?、貼近學(xué)生生活的比喻既可調(diào)節(jié)課堂氣氛又能讓學(xué)生們接受抽象復(fù)雜的專業(yè)課程,真可謂“一舉兩得”。當(dāng)然在平時(shí)我也會(huì)多閱讀一些相關(guān)的書籍,來充實(shí)自己的專業(yè)知識(shí),在課堂上能給學(xué)生們講一些生活中常見到的例子與實(shí)踐事例,來拓寬學(xué)生們專業(yè)的知識(shí)面,這樣以來既充實(shí)了我自身,也讓學(xué)生們學(xué)到了很多知識(shí),老師和學(xué)生之間共同學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。

3應(yīng)用“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”教學(xué)

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床、廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與學(xué)校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件,可以滿足大批量學(xué)生教學(xué)需求。數(shù)控加工設(shè)備價(jià)格昂貴、占地大,而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行,解決了培訓(xùn)時(shí)學(xué)員多機(jī)床設(shè)備少的問題、并為學(xué)校節(jié)省了大量設(shè)備購置經(jīng)費(fèi)。它可以對(duì)數(shù)控裝置進(jìn)行仿真操作,實(shí)踐課程教學(xué)的目的主要是對(duì)原理的驗(yàn)證。學(xué)生可利用此軟件進(jìn)行仿真操作,同樣會(huì)起到了真實(shí)設(shè)備的教學(xué)效果。與真實(shí)機(jī)床相比,仿真系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點(diǎn):

首先,由于計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為媒體開發(fā)的,所以它的通用性較強(qiáng)。其次,數(shù)控仿真系統(tǒng)依據(jù)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能和全中文的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并配以豐富多彩、自然友好界面顯示,使學(xué)生一進(jìn)入本系統(tǒng)就被深深的吸引,從而能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。模擬演示功能更為真實(shí)可靠,圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設(shè)計(jì)以滿足不同監(jiān)控要求。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí),程序段、坐標(biāo)值、出錯(cuò)信息以及工件與刀具的相對(duì)移動(dòng)的切削過程,同時(shí)顯示在同一窗口內(nèi),使操作者能夠一目了然,隨時(shí)監(jiān)控機(jī)床運(yùn)行的狀態(tài),體驗(yàn)真實(shí)的加工過程。該系統(tǒng)具有機(jī)床規(guī)格大小設(shè)置,可定義刀具形狀、切削用量,如數(shù)控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、平底刀,數(shù)控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機(jī)床外形也可顯示并具有關(guān)門保護(hù)、零件加工后的測(cè)量和保存視窗作業(yè)的功能。再次,在操作方面,由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能,并且使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在操作中即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會(huì)危及機(jī)床和人身安全,反而學(xué)生還可以從中吸取大量的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。所以說它是初學(xué)者理想的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐工具,只要經(jīng)過短期的專門訓(xùn)練,學(xué)生很快就能夠適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際操作方法,從而為以后的技能的進(jìn)一步深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FANUC、SIEMENS、華中等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能,學(xué)生通過在PC機(jī)上操作該軟件,能在很短時(shí)間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作?？墒謩?dòng)或CAD/CAM編程和加工,教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué),監(jiān)看窗口滾動(dòng)控制,可隨時(shí)獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。

數(shù)控仿真系統(tǒng)還可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程理論時(shí),課堂的教學(xué)變得更加生動(dòng)、更加具體,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果明顯得到提高。在學(xué)習(xí)實(shí)際操作時(shí),由于仿真軟件不存在安全問題,這使得學(xué)生可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí),并能自我檢測(cè)加工零件幾何形狀的精度,對(duì)學(xué)生機(jī)床操作能力的培養(yǎng),起到了極大的加強(qiáng)作用。

總之,對(duì)于抽象難懂的專業(yè)課程應(yīng)當(dāng)采用適合職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法,教學(xué)方法的多樣化,能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,達(dá)到事半功倍的效果。