對中等職業教育數控編程與操作教學的探討

摘要:隨著我國機床加工制造業水平的不斷發展，需要越來越多的先進數控機床的操作技術人員，如何培養出優秀的數控機床操作技術人才是我們一直在探討的問題。從教學設備的投入到教材的選擇，再到教學方法革新，要不斷地變化、嘗試，尋求一種好的教學方案。本文主要是本人在數控編程與操作方面多年教學經驗的總結與教學方案的探討。

關鍵詞:數控機床;操作;程序;理論知識;仿真軟件;實習

近幾年國家對中等職業教育的發展高度重視，職業技術教育已經成為現代教育的重要組成部分，是工業化和生產社會化、現代化的重要支柱。這對職業技能人才的培養提出了更高的要求，要堅持育人為本，工學結合、校企合作，在較短的時間培養出較強的適應市場需求的專業技能人才。教師教學觀念也要隨之發生改變，由過去的理論教學為主逐漸轉化為理論服務實踐，重點培養學生的動手操作能力，深化課程改革，積極推進多種教學模式，促進課程內容綜合化、模塊化，提高現代信息技術在教育教學中的應用水平，努力形成就業為導向的課程體系，推動中等職業教育從學科本位向能力本位的轉變。

數控專業是近幾年非常熱門的專業，各職業學校幾乎都有相關專業，而數控編程與操作可以說是該專業很重要的一門專業課。教材的選擇是否恰當，教學計劃的安排是否合理，對于能否培養優秀的人才至關重要。隨著學校教學實力的不斷增強，以及用人單位對學生能力要求的不斷提高，我們在教學方式、方法上做過很多的嘗試。變換教材，進行課程改革，創新教學方法等，為了尋求一種好的教學方案。從這幾年的技能大賽情況與用人單位的反饋意見，可以判定我們的教學改革取得了一定的成效，逐漸找出了一條培養優秀技能人才的可行之路，那就是以現在的生源基本狀況為根本，以用人單位的要求為標準，因材施教。具體反映到教學上就是:先定位培養學生怎樣的能力，據此選擇適當的教材，安排合適的教學內容，規劃好課時，運用現有的教學設備充分調動學生的積極性，達到預期的效果。以下就數控編程與操作這門課的教學談談自己的一些看法。

現在市面上這方面的教材很多，各有側重點，但大體上以介紹數控機床的原理、組成、分類，編程的基本指令，簡單的編程與機床操作為主。如果僅靠書本的內容是不夠的，其實中職學生的在校時間不長，如果像大學一樣開設很多的專業課程，一是課時不夠，更重要的是學生沒有能力接受那么多的知識。所以要求教師能從現有的教材找出適當的內容，另外補充相關的知識。我認為中職學生要學好這門課，主要把握以下三個方面。

一、合理的理論知識安排

要想培養出好的操作技術人才，僅僅靠手把手的實際操作教學是不夠的。學生不僅要會操作，更重要的是要明白為什么要這樣操作，這不但讓學生可以理解現在所學的技術知識，而且對以后學習更高水平的操作技術有很大的幫助，這就要求有相當多理論知識作為指導。理論知識的學習不能照搬以前的教學模式，按部就班地依靠課本教學，要以培養學生的技術能力為標準，有選擇性地講解課本，同時還要補充書本中沒有涉及的相關知識。

首先明確培養學生怎樣的能力，我們學校的定位是能夠讓學生熟練掌握幾種類型的數控車、銑床的操作(以FANUC-0i與SIEMENS-802S系統為主)，能夠手動編程加工簡單的零件，了解數控機床的安全操作規程以及日常維護與保養，同時還要對機床的刀具與工件的材料有一定的認識等。明確定位以后，就對要學習的理論知識作出全面的規劃，安排教學內容與學時。理論知識內容安排如下:

(1)數控機床的概況。包括數控機床的概念、分類、基本組成以及數控機床加工原理的簡要介紹和數控機床加工的特點等。以上內容可以比較普通機床的相關知識進行講解。

(2)數控機床的坐標系。包括數控機床坐標系建立的基本原則，重點介紹數控車、銑床的坐標系;工件坐標系、機床坐標系的基本概念;編程原點、機床原點、參考點的含義以及它們之間的區別;機床坐標與刀具位置的對應關系等。以上內容可結合實際機床講解。

(3)數控機床的基本操作。包括數控機床的啟動與關機;數控機床操作面板上各種功能按鈕的介紹;數控機床的各種顯示界面(坐標、程序、加工軌跡、參數設定界面);手動操作;MDI操作;自動加工操作等。不同系統或相同系統不同系列的機床的操作有所不同;以上內容可以結合仿真軟件和實際機床講解。

(4)數控機床的對刀。包括對刀的原理，對刀的目的，對刀的方法(重點介紹)。以上內容可以結合仿真軟件和實際機床講解。

(5)數控程序的編制。包括程序的概念、結構以及程序段的基本格式;介紹常用各種功能指令字的含義、格式、路線、應用及注意事項等;編程的基本規則;結合實例練習編程的方法(重點講解如何分析零件圖，確定加工工藝路線以及加工工藝參數，制定工藝過程卡，計算加工路線刀位點的坐標等。要充分認識到好的編程員首先要是一個好的工藝員的道理);簡要介紹CAD/CAM技術。以上內容主要結合數控仿真軟件講解，綜合實例可以先進行仿真軟件講解，然后通過數控機床加工演示綜合教學。

二、重視仿真軟件在教學中的應用

數控仿真軟件實際上是通過計算機技術將數控機床的實際加工過程用二維圖形或三維圖形以動態的形式進行模擬的軟件。內容包括數控系統的選擇;機床的選擇;毛坯的定義、安裝及拆卸;刀具的選擇、安裝與拆卸;夾具的選擇、安裝與拆卸，機床的激活;面板操作;工具測量;程序管理等;目前常用的仿真軟件有上海宇龍，南京斯沃等。隨著計算機技術發展和數控仿真軟件技術的不斷完善，仿真軟件為越來越多的學校和企業所使用，主要是因為仿真軟件在學校教學與企業培訓中起到了舉足輕重的作用。它的作用主要體現在以下幾個方面:

(1)數控仿真軟件中提供了多種數控系統和不同型號的機床，能夠大大彌補現有機床設備的不足，同時因為是對加工過程的模擬所以不用提供原材料、刀具、夾具等工裝設備，可以節省大量的資金。利用多媒體教學或數控仿真軟件網絡版可以同時對很多同學進行指導教學，不需要很多的指導教師，彌補了師資力量的不足。

(2)利用仿真軟件教學可以讓抽象的理論知識變得直觀生動，更便于學生的理解，充分調動了學生學習的積極性。

(3)仿真軟件學習過程中允許學生出錯，允許切削過深，撞刀等現象產生，不會帶來一定的損害，可以讓學生在錯誤中吸取教訓，為后來的數控機床實習打下良好的基礎。

(4)仿真軟件的考試系統與操作過程記錄可以方便檢驗學生學習的成果，以及指出操作過程的錯誤并加以指正，進一步提高學生的水平。

三、加強數控機床的實習

數控機床實習在教學過程中起到至關重要的作用，實習不但可以加深對理論知識的理解，更重要的是培養學生的動手操作能力，這是我們教學的出發點也是我們教學的最終目的。數控機床的實習有不同的階段，要與理論知識學習和仿真軟件的應用相結合;要充分意識到各個階段的不同用意。

(1)數控機床的認識實習。在學習這門課程之前，大多數學生不知道數控機床是什么，甚至好多沒有見過數控機床，那么對數機床的講解就會變得很抽象，所以在講解數控機床的概念、組成、分類以及基本原理之前應該先讓他們看看數控機床，了解數控機床的一些基本概況，這樣在學習的過程中才能更好地理解講解的內容。

(2)數控機床的基本操作實習。在對數控機床有了一定的認識之后，在學習機床對刀之前，為了進一步加深學生對機床的認識，提高學生學習這門課的興趣，應該讓學生親自動手操作機床，熟悉機床的操作界面，感受數控機床與普通機床的差別，鍛煉他們手動操作數控機床的能力。

(3)數控機床的對刀實習。對刀可以說是操作人員最重要的一項工作內容，也是整個零件加工質量好壞的關鍵;對于以培養學生的技術操作能力為主學校而言，對刀是我們教學的重點。對刀實習不僅可以加深學生對于對刀在數控加工中的作用的理解，更重要的是可以讓他們在實習中不斷地練習各種對刀的方法(試切法、對刀儀對刀)，熟練地掌握對刀的技能。

(4)數控機床的加工實習。數控機床是通過數控程序精確控制刀具軌跡來實現自動加工的機床，數控機床的加工實習與普通機床的加工實習有很大的不同。數控機床的加工實習放在整個教學環節的最后，是對所學的數控機床加工知識綜合運用的實習，是學生在學習這門課以后綜合能力的體現，更是學生熟練掌握數控機床的操作技術的最重要途徑。零件的加工實習不但可以鍛煉學生的動手操作能力(包括工件的定位加緊，刀具的安裝與拆卸，對刀，手動手輪操作等)，還可以培養學生的分析、編程能力(包括零件圖的分析、加工工藝路線的制定、加工工藝參數的選擇、手工編程以及程序處理等)。同時要在實習的過程中熟悉數控機床的安全操作規范，了解數控機床常見的一些問題，以及數控機床的日常維護與保養等常識。

數控編程與操作是一門綜合性的課程，一門專業課，要想學好這門課程除了要把理論知識與實習實踐教學相結合以外，還要注意相關課程的安排，學好專業基礎課。這樣才能讓學生更好地掌握數控機床操作這門技術，適應企業用人單位的需求，成為一名好的操作技術人員。

參考文獻:

[1]翟瑞波.數控機床編程與操作[M].北京:中國勞動保障出版社，2004.

[2]楊偉群.數控工藝培訓教程[M].北京:清華大學出版社，2006.

(安徽機電工程學校)