《數控編程與操作》課程教學探討

解　暉

摘 要:《數控編程與操作》是數控、機電專業的一門專業課程。單純的理論教學,學生難以理解。教學方法的多樣化,能夠提高教學質量、激發學生學習興趣。

關鍵詞:數控編程;教學方法;數控加工仿真系統

1 課程簡介

《數控編程與操作》是數控、機電專業重要的專業課之一,它主要介紹了數控車床、數控銑床、加工中心等相關數控機床的編程和操作。

當前,數控編程是數控加工技術應用中關鍵環節之一,也是目前CAD/CAM 系統中最能明顯發揮效率、效益的環節之一,它在實現設計加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研制周期等方面發揮著重要作用。迫于實際生產的緊迫需要,國內外對數控編程技術進行了廣泛的研究,取得了豐碩的成果,并在機械制造工業、航空工業、汽車工業等領域發揮著廣泛而重要的作用。因此,培養既懂理論又會操作的技能型數控操作人員是當前職業學校的緊迫任務。單純的理論教學,學生難以理解。教學方法的多樣化,能夠提高教學質量、激發學生學習興趣。在《數控編程與操作》的教學過程中,我注意從書本知識到實際應用能力的轉化入手,在教學數控編程知識的同時,著重注意提高學生實際應用能力的培養,摸索出一套適合學生能力發展的教學方法。

2 在教學過程中應用適當的“比喻”

數控設備的種類比較繁多,數控的發展也很快,我國這類人才相對緊缺。我很榮幸能夠擔任有關數控知識方面的教學。在這幾年的教學過程中,也有了很多的體會。《數控編程與操作》是一門新興學科,在社會上能夠熟練掌握與運用的人較少,教材也多種多樣,數控系統也比較多,常見的有FANUC系統、西門子系統、華中系統等。不同的系統編程和操作就有所不同,知識比較靈活,但對于程序設計并不熟悉的學生而言,這門課比較抽象復雜,不易理解。為了克服學生們不易理解的問題,我想了很多解決的辦法,還向相關專業的老師請教和學習他們的教學方法,有些方法還是挺有效的。比如說在學習的過程中做一些適當的比喻。

一是在理論教學方面:對于在學習編程中用到的指令,學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器在交流,機器“聽不懂”我們人類的語言,因此要用這些指令來代替人類的話,簡而言之,就是在做“翻譯工作”。比如:“G00 XO ZO”,它可以這樣理解:把“刀具快速移動到坐標值(0,0)的位置”翻譯成數控系統能理解的話。這樣的比喻,學生就比較容易理解為何要學相關的指令了。

二是在學習操作時:操作的步驟很多、很散、很麻煩,有些學生不一定感興趣、也很難記住。在這里也可以做個比喻,學生們比較喜歡玩電腦、打游戲,就把在數控機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生,學生就比較容易接受這門比較抽象的課程了。

總之,我認為在課堂上作一些適當的、貼近學生生活的比喻既可調節課堂氣氛又能讓學生們接受抽象復雜的專業課程,真可謂“一舉兩得”。當然在平時我也會多閱讀一些相關的書籍,來充實自己的專業知識,在課堂上能給學生們講一些生活中常見到的例子與實踐事例,來拓寬學生們專業的知識面,這樣以來既充實了我自身,也讓學生們學到了很多知識,老師和學生之間共同學習共同進步。

3應用“數控加工仿真系統”教學

數控加工仿真系統是結合機床、廠家實際加工制造經驗與學校教學訓練一體所開發的一種機床控制虛擬仿真系統軟件,可以滿足大批量學生教學需求。數控加工設備價格昂貴、占地大,而數控仿真系統軟件可以在微機平臺上運行,解決了培訓時學員多機床設備少的問題、并為學校節省了大量設備購置經費。它可以對數控裝置進行仿真操作,實踐課程教學的目的主要是對原理的驗證。學生可利用此軟件進行仿真操作,同樣會起到了真實設備的教學效果。與真實機床相比,仿真系統具有以下的優點:

首先,由于計算機輔助控制系統是以計算機為媒體開發的,所以它的通用性較強。其次,數控仿真系統依據計算機強大的顯示功能和全中文的結構設計,并配以豐富多彩、自然友好界面顯示,使學生一進入本系統就被深深的吸引,從而能夠激發學生學習興趣和動力。模擬演示功能更為真實可靠,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計以滿足不同監控要求。當程序執行時,程序段、坐標值、出錯信息以及工件與刀具的相對移動的切削過程,同時顯示在同一窗口內,使操作者能夠一目了然,隨時監控機床運行的狀態,體驗真實的加工過程。該系統具有機床規格大小設置,可定義刀具形狀、切削用量,如數控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、平底刀,數控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀,可以實時監控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機床外形也可顯示并具有關門保護、零件加工后的測量和保存視窗作業的功能。再次,在操作方面,由于數控加工仿真系統采用了與數控機床操作系統相同的面板和按鍵功能,并且使用數控加工仿真系統在操作中即使出現人為的編程或操作失誤也不會危及機床和人身安全,反而學生還可以從中吸取大量的經驗和教訓。所以說它是初學者理想的實驗、實踐工具,只要經過短期的專門訓練,學生很快就能夠適應數控系統的實際操作方法,從而為以后的技能的進一步深造打下了堅實的基礎。

數控加工仿真系統具有FANUC、SIEMENS、華中等眾多數控系統功能,學生通過在PC機上操作該軟件,能在很短時間內就能掌握數控車、數控銑及加工中心的操作。可手動或CAD/CAM編程和加工,教師通過網絡教學,監看窗口滾動控制,可隨時獲得學生信息。在教學中還具有多媒體教學的特點。

數控仿真系統還可以使學生在學習數控編程理論時,課堂的教學變得更加生動、更加具體,提高了學生的學習興趣,教學效果明顯得到提高。在學習實際操作時,由于仿真軟件不存在安全問題,這使得學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習,并能自我檢測加工零件幾何形狀的精度,對學生機床操作能力的培養,起到了極大的加強作用。

總之,對于抽象難懂的專業課程應當采用適合職業學校學生學習的教學方法,教學方法的多樣化,能夠提高學生學習的積極性,達到事半功倍的效果。