數(shù)控實訓教學的探討

摘 要 通過總結(jié)數(shù)控實訓教學中的經(jīng)驗，在教學內(nèi)容和教學方法上進行改進，即教學內(nèi)容上應注重基本原理的理解、學生能力的培養(yǎng)，而對不同的教學內(nèi)容應使用不同的教學方法，在實際教學中取得較好的成效。

關鍵詞 數(shù)控實訓；因材施教；教學方法

中圖分類號：G652 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2012)09-0067-02

Research on CNC Training Teaching//Chai Caiguo

Abstract According to the teaching experience in NC training， this article suggests that instructors should try to provide comprehensible explanation on basic principle. The instructors should vary their teaching method with the change of training content， and have had good effects in CNC practice teaching.

Key words CNC training; teach students in accordance with their aptitude; teaching method

Author’s address Xingtai Technician College， Xingtai， Hebei， China 054000

隨著現(xiàn)代制造技術的發(fā)展，數(shù)控機床憑借其高效率、高穩(wěn)定性和靈活性，在企業(yè)中得到廣泛應用。企業(yè)對數(shù)控機床的操作和編程人員的需求也日趨增長，各個學校也相繼開設了數(shù)控加工專業(yè)。而近幾年來，技工學校招生的質(zhì)量逐年走低，學生個體的差異尤為明顯，這就對教學帶來很多問題。因此，如何在較短時間內(nèi)把學生培養(yǎng)成合格的數(shù)控機床操作人員，并通過鑒定考試，就成了教學中需要解決的一個實際問題。通過不斷總結(jié)經(jīng)驗，并在教學實踐中進行改進和嘗試，筆者結(jié)合具體的教學實踐談幾點體會。

1 當前各學校數(shù)控實訓普遍存在的問題

1）綜合運用數(shù)控編程和工藝知識，編寫中等復雜工件程序進行加工，不知從何人手。2）由于教學條件的限制，大部分學校采取的是分組教學，幾個學生共用一臺數(shù)控機床，輪流操作，這樣無法有效保證每個學生的操作時間。通常是，熟練的學生興趣更高，更多地占用機臺；不熟練的學生反而更少上機操作，進一步造成其技術無法有效提高和學習興趣下降。3）重視教法，忽視學法。一些教師千方百計改進教法，學生卻因?qū)W不得法而興趣不大。

2 對數(shù)控實訓教學改進的建議

2.1 由淺入深，逐步培養(yǎng)學生的編程能力

在進行數(shù)控編程的教學時，首先介紹機床坐標系、工件坐標系及其建立方法，并著重對兩者之間建立聯(lián)系的手段——對刀的原理、實質(zhì)和刀具偏置補償?shù)母拍钸M行詳細的解釋。這樣可以使學生在今后的實際工作中，操作其他不同型號、規(guī)格的數(shù)控機床時，只要通過查閱機床說明書，了解該設備的機械坐標系和對刀步驟，就能利用編程知識進行編程加工了。

由于目前的數(shù)控系統(tǒng)種類多種多樣，G代碼也可能屬于不同的系列，給學生的學習帶來一定的麻煩。而學生到了企業(yè)中后，可能會碰到各種不同的系統(tǒng)。因此在教學中，有針對性地對G代碼進行分類，把它們分成通用代碼和專用代碼及固定循環(huán)兩大類。并在教學中實施三步走的策略。

第一步，詳細講解通用的G代碼，如G00、GO1、G02、G03、G32、G40、G41、G42等，以及M、S、T代碼，包括其指令格式和使用方法，并編寫實例程序。一方面讓學生進一步掌握通用代碼的用法，另一方面使學生知道利用通用代碼能編寫出絕大多數(shù)控制系統(tǒng)都能執(zhí)行的程序。并且對于每個指令既要知其然也要知其所以然。學生對指令基本功能的理解，不僅要清楚每個指令的功能是什么，更應理解該指令是如何實現(xiàn)該功能的。這樣學生對指令的掌握就不是僅停留在記憶的表層，而是自己會思考我該怎么用這個指令。

例如車床圓弧加工指令G02/G03，大家都知道在CAD里要畫出一段圓弧有很多辦法，其中一種就是已知起點、終點和半徑，這三者確定了，計算機就可以自動畫出唯一的圓弧。數(shù)控系統(tǒng)也是一臺微型計算機，它們的工作原理是一樣的，所以G02后面的參數(shù)正是按照這個原理設計的，為圓弧終點坐標和半徑值。如果學生理解G02的原理，在編程時就不會只知道套公式。雖然這個指令很簡單，但對初學者來說，有時也會犯錯誤。再比如車床螺紋加工的簡單循環(huán)指令G82，這個指令是一個循環(huán)指令，在分析這個指令時要注意兩點：循環(huán)過程包括什么？要循環(huán)多少次？

第二步，在保證學生能完全掌握通用代碼的基礎上，針對培訓所使用的控制系統(tǒng)，介紹一些專用代碼，如一些設置代碼和簡化編程用的固定循環(huán)等。

第三步，在學生能夠獨立編程、自己調(diào)試直至加工出合格零件的時候（此時，他們已經(jīng)熟練掌握通用代碼和該系統(tǒng)的專用代碼及固定循環(huán)），教學時再補充一些其他不同系列的專用指令和固定循環(huán)，通過比較法，如FANUC系統(tǒng)的G32、G98、G99代碼對應于SIMENS系統(tǒng)的G33、G94、G95代碼等，更利于學生記憶和掌握。

在指導學生對具體零件進行編程時，主要幫助學生養(yǎng)成清晰的編程思路和簡潔的編程風格。在進行實例講解時，往往把整個零件的加工程序按工序劃分成幾個模塊，確定每個模塊的工藝參數(shù)（F、S、T）；再把每一模塊根據(jù)走刀軌跡劃分成一段段的程序行。這樣編程，可以把一個復雜的程序簡單化，從而使編程思路清晰。同時，在編程時盡量減少不必要程序段以及多指令共段現(xiàn)象，盡量使程序簡潔明了，給學生灌輸“簡為佳”的理念。

2.2 因材施教，分層次教學

針對不同層次的學生要設置適合他們自己的教學目標。以數(shù)控車削螺紋指令為例（FANUKOIMATE系統(tǒng)），針對3個不同層次學生設立各自的教學目標：對優(yōu)等生不但要求熟練掌握指令G32、G76、G92在實際螺紋加工中的應用，還要求能利用宏程序來加工梯形螺紋，這就基本達到高級技工的要求；對中等生要求能熟練掌握這3個指令，在實際螺紋加工中可以正確應用就夠了；而對學困生只要求掌握3個指令中的G92就夠了。通過同一課題的這3個教學目標，基本實現(xiàn)優(yōu)等生不但完全掌握，還能有所提高；中等生遇到螺紋加工可以有3個指令進行選擇，而且3個指令還是有所區(qū)別的；學困生基本達到會加工三角螺紋，在操作的時候會用G92。通過這個例子也說明要實施分層教學，教師自身對教學大綱和基本教學內(nèi)容更要吃透吃熟，這樣在分層設立教學目標時才會心中有數(shù)，層次清晰。

評價分層，讓學生在評價中獲得自信。任何一種評價方式都應該是學生人生旅途上的一次“加油”，都應該為學生前行提供動力。所以在數(shù)控實訓教學中要注重分層評價：對于學困生在評價時應以鼓勵為主，哪怕最微小進步，比如工件盡管尺寸錯但粗糙度提高了，也要給予鼓勵，說明他刀磨得好了；對于中等生評價時主要也是鼓勵，但要指出不足的地方，并與學生一起尋找解決問題的方法；對于優(yōu)等生在肯定成績的同時更要指出存在的問題，注重培養(yǎng)他們自我解決問題的能力。

2.3 授之以漁，學生為本

實踐教學有其自身的特點和規(guī)律，實踐教學要改變以教師為主體的傳統(tǒng)教學模式，實施“以學生為本”的教學模式。著名教育家陶行知先生在《教學合一》一文中說：“教師的責任不在教，而在教學生學。”要轉(zhuǎn)變教師和學生對實踐教學的認識和態(tài)度。學生應由被動變主動，教師由教學過程的主宰者變成教學過程的引路人，從而激活師生雙方的內(nèi)在動力。培養(yǎng)學生主動學習，運用教材和資料解決問題的能力。對于難度不大，教材中有明確解決方法的問題，教師可以提示或引導學生在教材中尋找相關內(nèi)容，邊學邊做和邊做邊學，帶著疑問去尋找答案，帶著猜想去驗證結(jié)果。“授之以魚不如授之以漁”，只有向?qū)W生傳授學法，讓學生學會讀書，學會運用資料，帶著目標去解決問題，才能不斷提高學習效率。

2.4 培養(yǎng)學生良好的工藝分析能力

無論常規(guī)加工還是數(shù)控加工，首先必須要分析工件圖紙，進行工藝分析與工藝規(guī)劃。因此，學生必須具有一定的工藝能力。學生均已學過機械制造方面的專業(yè)基礎課，掌握了工藝方面的一些理論基礎知識，但缺乏實踐經(jīng)驗，實際的工藝分析能力較差。因此，在工藝方面的教學中較多采用實例教學法，讓學生對從工廠中收集的典型零件進行工藝分析，并由教師對工廠中實際采用的工藝方案進行點評，解釋該方案是符合具體的哪一條工藝原則或工藝方法。輔導的重點在于教師要幫助學生養(yǎng)成工藝分析和工藝規(guī)劃的良好習慣，即結(jié)合工藝的理論知識來分析、解決實際工作中的具體問題。

2.5 保證操作安全，提高零件質(zhì)量

操作機床進行零件加工時，學生往往會出現(xiàn)各種各樣的操作錯誤，歸納起來大致包括5大類：程序不符合工藝規(guī)劃；指令使用不當；錄入錯誤；對刀錯誤；工件和刀具的裝夾不牢靠。同時，學生剛開始練習操作機床時，或多或少會有點兒恐懼心理，在發(fā)生撞刀等故障后，恐懼心理會變得很嚴重，甚至影響到培訓的正常進行。因此，在指導學生操作時，一方面鼓勵學生，消除他們的恐懼心理；另一方面，手把手地教會他們掌握調(diào)試程序的3個關鍵點來避免故障的發(fā)生，即檢查工件和刀具安裝得是否可靠的方法、查看圖形模擬的技巧、刀具進入切削前暫停的技巧。掌握了第二個技巧，可以排除除了對刀錯誤以外的所有錯誤；而掌握了第三個技巧，可以排除對刀錯誤。學生掌握這些方法后，基本不會出現(xiàn)大的事故。在保證零件加工質(zhì)量方面，主要教會學生對刀試切法、程序調(diào)節(jié)法、刀具磨損的補償方法及讓刀量的變化等內(nèi)容。學生通過使用上述方法，大都能加工出合格的零件。

3 小結(jié)

通過工藝、編程、操作3個方面的教學內(nèi)容和教學方法的改進和實施，在數(shù)控實訓中取得較好的效果，使教學充分體現(xiàn)教法為主導、學法為主體，教師與學生良性互動的關系，與學生在交流互動中共同體驗、感受成功，幫助學生獲得知識，體驗過程，掌握方法，使學生不僅學到知識和技能，更重要的是在學習的過程中掌握學習的方法。當然，在以后的教學中還需進一步探索，力爭做得更好。

參考文獻

[1]韓鴻鸞.數(shù)控加工工藝學[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2005.

[2]顧力平.數(shù)控機床編程與操作:數(shù)控車床分冊[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2005.