中職學(xué)校數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)探討

一、導(dǎo)言

最近幾年以來，隨著數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，社會與工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)控技能型人才的需求也變得越來越大。針對這種外部的需要或者刺激，有的中職學(xué)校開始對數(shù)控技術(shù)業(yè)的教學(xué)投入很大的關(guān)注力度，尤其是對于實(shí)訓(xùn)的教學(xué)探討也被提到了一個很高的位置。

中職學(xué)校培養(yǎng)出來的數(shù)控專業(yè)的學(xué)生能否滿足社會對于技能型人才的需要，關(guān)鍵要看他們的知識和能力結(jié)構(gòu)是不是在一個合理的狀態(tài)上，而這些結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)需要把市場對職業(yè)技能的需求作為引導(dǎo)，進(jìn)而明確使得學(xué)生具有什么樣的知識技能，并結(jié)合有效的實(shí)踐訓(xùn)練，融合進(jìn)對于數(shù)控專業(yè)學(xué)生的教學(xué)過程之中去。基于上述分析可知，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域算得上是技能型人才的，既要有著機(jī)械設(shè)計(jì)、流程工藝、夾(刀、量)具、電子和電工等多層面的理論基礎(chǔ)知識，又要有著較強(qiáng)的、數(shù)控應(yīng)用方面的實(shí)際動手能力。

進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)的目的主要是，使得學(xué)生能夠?qū)?shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和工作原理等由一個深刻形象的了解，掌握一些常見的數(shù)控編程方法，培養(yǎng)他們分析零件加工工藝的能力和編制數(shù)控程序的技能，尤其是對于一些典型數(shù)控機(jī)床的操作能力。良好的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)，要求一方面要在硬件上加大力度，另一方面也要加強(qiáng)軟件的建設(shè)，包括對于教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，教學(xué)方法和手段上，等等，以期能夠有效地提高數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才。

二、在實(shí)訓(xùn)中存在的問題及對策

在實(shí)際的數(shù)控實(shí)訓(xùn)中存在著很多問題，我們有必要把實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的一些操作錯誤現(xiàn)象進(jìn)行歸納和分析，并期望能夠總結(jié)出一些規(guī)律來，并找出這些問題的根源，還有接下來需要采取哪些對策，等等，進(jìn)而能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行正確的指導(dǎo)，以保證他們操作的規(guī)范性，尤其是去除掉一些錯誤的操作習(xí)慣。在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中，比較常見的對于數(shù)控機(jī)床的不良操作如下。

(一)開/關(guān)機(jī)的錯誤操作。

就目前大多數(shù)學(xué)校和企業(yè)使用的數(shù)控機(jī)床來說，進(jìn)行開/關(guān)機(jī)的程序是大致相同的，因此需要熟悉具體的操作流程，以期能夠保證按鍵順序不會出錯。

1.開機(jī)操作時比較容易失誤，表現(xiàn)在:剛開機(jī)的時候，此時系統(tǒng)并不是處于完全啟動的狀態(tài)，但有的學(xué)生會進(jìn)行頻繁按鍵的操作，類似上述的操作，或太過用力按鍵都會使得按鍵發(fā)生損壞，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而阻礙了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的正常進(jìn)行。

2.關(guān)機(jī)操作時比較容易失誤。表現(xiàn)在:在沒有把工作臺移動到合理的位置的情況下就關(guān)機(jī)了，因?yàn)橐恍W(xué)生在下課和加工結(jié)束的同時，放松了警惕，并沒有仔細(xì)對工作臺移動的操作進(jìn)行排查就關(guān)機(jī)了。

比如，以立式銑床為例，正確的關(guān)機(jī)是在程序結(jié)束后，并且操作面板也已經(jīng)停止工作后，此時，手動方式對工作臺進(jìn)行移動操作，移動其至X、Y軸導(dǎo)軌的中間處，Z軸向上移動，直到移動至比較合適的位置，若是立式的加工中心，還應(yīng)先取下刀具，然后關(guān)機(jī)。

(二)對機(jī)床進(jìn)行錯誤的回零操作。

開機(jī)后首先要返回機(jī)床的參考點(diǎn)，即“機(jī)床回零”操作，這在實(shí)訓(xùn)中是要對初學(xué)者進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的。開機(jī)后機(jī)床回零的操作出現(xiàn)錯誤的情況很少，但還有開機(jī)后回零之外的其他情況下的回零操作，也是不可忽視的，下面的幾種情況就需要進(jìn)行回零操作:1)當(dāng)數(shù)控機(jī)床停電時候，再次接通電源之后，需要進(jìn)行機(jī)床回零操作;2)數(shù)控機(jī)床使用急停開關(guān)后，要進(jìn)行機(jī)床回零操作;3)當(dāng)出現(xiàn)坐標(biāo)軸運(yùn)動超程時，在接觸報(bào)警后，要進(jìn)行機(jī)床回零操作;4)當(dāng)數(shù)控機(jī)床功能鎖定后，要進(jìn)行機(jī)床回零操作。如果忘記上述這些回零操作，就會造成加工錯誤和后序程序運(yùn)行等狀況。

(三)對刀的錯誤操作。

首先要先進(jìn)行正確的對刀，然后才能建立工件坐標(biāo)系，因此，對刀操作是數(shù)控加工中的一個十分重要的環(huán)節(jié)，對刀準(zhǔn)確，會很大程度上影響到對于零件的加工精度。

目前使用的對刀方法有很多，主要是根據(jù)加工條件和精度要求來選擇的，數(shù)控實(shí)訓(xùn)中通常采用的是試切法。因?yàn)樵嚽蟹ǖ乃悸肥亲尣僮髡呤褂玫毒邔ぜM(jìn)行側(cè)面或者表面的切削，所以精度將取決于操作者的技能和經(jīng)驗(yàn)，初期操作者要慢慢提高對刀精度。

(四)建立工件坐標(biāo)系的錯誤操作。

在對刀之后，就能夠建立工件坐標(biāo)系了。工件坐標(biāo)系的建立方式，對于不同的系統(tǒng)來說，基本上沒有什么大的差別。比如對于FANUC和SIEMENS等常用系統(tǒng)來說，一般均具有進(jìn)行自動計(jì)算的功能，也就是說，在對刀之后，通過自動計(jì)算可以直接確定工件坐標(biāo)系。而對于另外的一些系統(tǒng)來說，比如，凱恩帝(KND)100-M，因?yàn)樗]有進(jìn)行自動計(jì)算的功能，所以此時就要求操作者進(jìn)行手動操作，即手動輸入“機(jī)床坐標(biāo)值”，進(jìn)而建立起準(zhǔn)確的工件坐標(biāo)系，初期操作數(shù)控機(jī)床的學(xué)生經(jīng)常會忘記這一點(diǎn)，甚至?xí)堰M(jìn)行對刀操作之后顯示的“相對坐標(biāo)”值錯誤地輸入數(shù)控系統(tǒng)，導(dǎo)致建立的工件坐標(biāo)系并不是十分正確的，進(jìn)而影響到工件的正確加工。

(五)對于工作臺的不良手動移動，致使出現(xiàn)超程現(xiàn)象。

在操作者進(jìn)行工作臺移動時，通常會使用手動方式，或者是脈沖增量方式，但是此時若超出了坐標(biāo)軸的極限，就會導(dǎo)致超程，因此，對于操作者來講，時刻注意著工作臺移動的范圍是非常有必要的，當(dāng)距離極限位置比較近的時候，就需要注意移動的幅度了，從而避免出現(xiàn)超程。若出現(xiàn)了超程，此時可以沿著相反方向進(jìn)行移動操作，再按機(jī)床面板的【復(fù)位】按健就可以了。

(六)對工件進(jìn)行裝夾時的錯誤操作。

在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中經(jīng)常會用到機(jī)用虎鉗這類的夾具，工件裝夾出現(xiàn)的問題時，往往是因?yàn)閵A持工件的位置不太合適，即把工件裝夾在了虎鉗的偏左或偏右的位置，而不是中間位置，這樣會導(dǎo)致出現(xiàn)加工的不穩(wěn)定狀況。

三、提高數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的軟、硬件建設(shè)討論

教師要想真正地把數(shù)控實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量提高上來，就必須從兩個方面一起做起，不是一只手軟，一只手硬，而是兩手都要硬，也就是對于軟、硬件的建設(shè)問題。下面就這兩個方面的建設(shè)問題提出一些比較有建設(shè)性意義的建議。軟件方面主要包括數(shù)控實(shí)訓(xùn)教材的編寫和雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè)，而硬件的建設(shè)主要是針對數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)和數(shù)控仿真軟件的研發(fā)這兩方面而言的。

(一)合理的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教材。

提高動手操作能力，一方面需要不斷的實(shí)際練習(xí)和操作，另一方面需要有一本合適的實(shí)訓(xùn)教材，這二者都是不可或缺的。其中，數(shù)控實(shí)訓(xùn)教材是教師進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)和學(xué)生進(jìn)行技能訓(xùn)練的依據(jù)，這屬于軟件建設(shè)層面。

現(xiàn)在一般的中職學(xué)校在數(shù)控專業(yè)課方面，采用的教材有著一些不足，主要表現(xiàn)在:內(nèi)容過多，涉及的知識面太廣，內(nèi)容以理論知識為主，實(shí)際操作的講述相對很少，對于基礎(chǔ)較差的中職學(xué)生來說就顯得知識點(diǎn)太多，內(nèi)容太深了，還有教材中有關(guān)數(shù)控機(jī)床編程的實(shí)例很少，用在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中很不適合，進(jìn)而在一定程度上對中職學(xué)生數(shù)控專業(yè)技能的發(fā)展造成了限制，更與中職教育的基本思想不符，即“理論教學(xué)以夠用為度，強(qiáng)化操作技能訓(xùn)練”。

基于上述討論，應(yīng)該根據(jù)按照國家規(guī)定的對數(shù)控機(jī)床初/中級操作工的具體要求標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合中職學(xué)校的數(shù)控實(shí)訓(xùn)的實(shí)際情況，編寫以實(shí)際加工為主的教材是十分有必要的，使其在內(nèi)容安排上按照實(shí)際的操作細(xì)節(jié)和順序來進(jìn)行，并能夠結(jié)合大量的圖例來說明實(shí)際問題。

(二)雙師型的教師隊(duì)伍建設(shè)。

中職學(xué)校的數(shù)控專業(yè)每年都要進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)，而學(xué)生也在逐年的增加，目前來講，老師都有著比較高的理論水平，但是實(shí)踐動手能力方面卻有著明顯的不足。因此，雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè)是有著它的必要性的，這屬于軟件建設(shè)層面。

數(shù)控實(shí)踐指導(dǎo)老師，既要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又要有良好的操作技能和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以采取以下措施:

1.完善校內(nèi)教師到企業(yè)參加實(shí)踐培訓(xùn)的制度，比如，對于新教師來說，上崗前需要進(jìn)行至少六個月的專業(yè)實(shí)踐培訓(xùn)，在取得技能等級證書之后才能參與實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

2.選派優(yōu)秀教師到相關(guān)企業(yè)參與進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等。比如，在機(jī)床公司參與CK6140數(shù)控車床和XK5025數(shù)控銑床等的研發(fā)，在生產(chǎn)實(shí)踐中提高數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)師資的工程實(shí)踐技術(shù)。

3.選派優(yōu)秀教師進(jìn)行數(shù)控機(jī)床編程和維修的培訓(xùn)，并鼓勵參加考取數(shù)控工藝考評員的資格。

4.聘請校外企業(yè)的相關(guān)技術(shù)專家來學(xué)校，作為兼職教師指導(dǎo)學(xué)生的數(shù)控實(shí)訓(xùn)，學(xué)校也會對兼職教師進(jìn)行定期的培訓(xùn)，而且讓其參與學(xué)校實(shí)訓(xùn)教材的編寫，等等。

(三)加強(qiáng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)。

1.擴(kuò)建多媒體實(shí)訓(xùn)室，即虛擬的數(shù)控設(shè)備。由于數(shù)控機(jī)床的成本很高，設(shè)備較少，在進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)時，經(jīng)常是多人對一臺數(shù)控機(jī)床進(jìn)行操作，以致效率十分低。若對多媒體實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行擴(kuò)建，使得學(xué)生能夠每人一臺“數(shù)控機(jī)床”，這樣，學(xué)生的動手機(jī)會會大大增加，有利于達(dá)到實(shí)訓(xùn)的最終實(shí)踐目的，這一點(diǎn)重點(diǎn)在下面的數(shù)控仿真軟件中進(jìn)行介紹。

2.實(shí)際數(shù)控設(shè)備的合理配置。數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地中數(shù)控設(shè)備的配置，一方面要有應(yīng)用性，另一方面要有“潮流性”，即要緊跟企業(yè)主流。比如，數(shù)控機(jī)床可以配置SIEMENS和FANUC等較常應(yīng)用的系統(tǒng)，它們可以用于直接的生產(chǎn)，與企業(yè)機(jī)床設(shè)備是沒有分別的。

3.通過校企合作，建立校外實(shí)訓(xùn)基地。通過與多家企業(yè)建立校外實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)生在這些地方進(jìn)行企業(yè)化的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)，直接參與真實(shí)的生產(chǎn)過程，鍛煉分析和解決數(shù)控實(shí)際操作中的問題的能力。

(四)應(yīng)用數(shù)控仿真軟件。

數(shù)控加工仿真軟件指的是，把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控加工技能培訓(xùn)中的仿真軟件，是把實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)實(shí)訓(xùn)知識結(jié)合在一起開發(fā)的軟件，有著與實(shí)際機(jī)床相同的操作界面。數(shù)控技術(shù)的實(shí)踐性是非常強(qiáng)的，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上操作此軟件的話，能夠在很短時間里達(dá)到對數(shù)控車床和數(shù)控銑床，以及臥式加工中心等的各種操作都比較熟悉的程度。

運(yùn)用此仿真軟件來模擬的話，只需要在原有的教學(xué)過程中添加兩個環(huán)節(jié)，即“仿真軟件介紹”和“虛擬機(jī)床模擬”，教學(xué)時間大大縮短，且確保學(xué)生能夠有足夠的時間進(jìn)行模擬操作，效率會得到大大的提高。

把數(shù)控加工仿真系統(tǒng)引入到中職學(xué)校的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，降低了成本，也比較好地解決了中職學(xué)校數(shù)控設(shè)備缺乏的難題，學(xué)生在使用數(shù)控仿真軟件時，可以通過實(shí)例，分析典型零件的編制程序，還可以進(jìn)行圖形仿真，最終能夠熟練掌握數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作方法，也為理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)之間架起一座實(shí)用的橋梁。

四、結(jié)語

數(shù)控實(shí)訓(xùn)是數(shù)控技術(shù)及相關(guān)專業(yè)非常重要的一門實(shí)踐課程，對本專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)動手操作能力并盡快適應(yīng)畢業(yè)后的崗位需求起著舉足輕重的作用。數(shù)控技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，就成為培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)技能人才關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也成為衡量各高校培養(yǎng)數(shù)控應(yīng)用技術(shù)技能型人才水平高低的重要標(biāo)志。本文就在中職學(xué)校如何進(jìn)行有效的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)展開了探討，對于目前的實(shí)訓(xùn)中存在的具體問題與對策進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。另外，對如何提高數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量給出了幾點(diǎn)建議，主要包括在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教材、數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、雙師型素質(zhì)教師隊(duì)伍建設(shè)和數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用等幾方面進(jìn)行的革新。

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