數(shù)控仿真與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)銜接的探討

摘 要：本文從加強(qiáng)和提高學(xué)生數(shù)控專業(yè)理論知識(shí)和操作技能水平出發(fā)，根據(jù)學(xué)校教學(xué)實(shí)際，結(jié)合數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)特點(diǎn)，對(duì)數(shù)控仿真與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)銜接中的教學(xué)安排、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真 數(shù)控實(shí)訓(xùn) 教學(xué)銜接

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)核心教學(xué)與訓(xùn)練項(xiàng)目，是一門主要專業(yè)實(shí)踐課。其課程設(shè)計(jì)以實(shí)踐為核心，輔以必要的理論知識(shí)，并兼顧培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思考、問(wèn)題解決、適應(yīng)變遷及自我發(fā)展的能力，使學(xué)生具有就業(yè)與繼續(xù)進(jìn)修的需求所需基本知識(shí)和技能。在教學(xué)安排中，一般先利用仿真軟件進(jìn)行機(jī)床的模擬操作訓(xùn)練，在學(xué)生熟練后再上實(shí)際機(jī)床進(jìn)行操作訓(xùn)練，這樣不僅能降低實(shí)訓(xùn)成本而且能縮短實(shí)訓(xùn)時(shí)間，更能提高實(shí)訓(xùn)效率，因此數(shù)控加工仿真實(shí)訓(xùn)的教學(xué)對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有重要的作用。近幾年來(lái)，為把數(shù)控專業(yè)辦出特色，加強(qiáng)和提高學(xué)生數(shù)控專業(yè)理論知識(shí)和操作技能水平，筆者在數(shù)控加工仿真教學(xué)與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)安排、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了一些探索和實(shí)踐。

一、充分認(rèn)識(shí)數(shù)控仿真對(duì)數(shù)控加工的輔助作用，正確把握教學(xué)重點(diǎn)

目前在有數(shù)控技術(shù)專業(yè)的許多職業(yè)院校中，為使學(xué)生在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中較好地掌握數(shù)控操作技能，在課程設(shè)置中都有數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)兩門課程。明確數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的主輔，避免重復(fù)教學(xué)和訓(xùn)練，發(fā)揮數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)各自的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)數(shù)控技能人才目標(biāo)是十分重要的。

1.把握仿真實(shí)訓(xùn)和加工實(shí)訓(xùn)的主次，明確數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)

中職數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)主要是數(shù)控機(jī)床操作工，學(xué)生技能水平達(dá)到國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)等級(jí)要求，并具有相關(guān)理論及實(shí)踐能力。由于數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)運(yùn)用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，仿真軟件在工件毛坯選擇、裝夾、測(cè)量和工藝參數(shù)設(shè)定合理性，以及對(duì)刀精度控制等方面與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的實(shí)際加工有較大的差距與不同，也就是說(shuō)在仿真軟件上完成的課題任務(wù)并不能代表在實(shí)際加工中就能完成該課題任務(wù)，因此數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)不能替代數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)。同樣數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)也不能完全依賴數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)，要提高學(xué)生數(shù)控操作技能水平，取得技能等級(jí)證書，必須加強(qiáng)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的訓(xùn)練，數(shù)控仿真只能對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)起輔助作用。

2.把握數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)特點(diǎn)，提高機(jī)床使用效率

操作技能掌握和技巧的形成需要大量和反復(fù)的訓(xùn)練。為提高學(xué)生數(shù)控機(jī)床操作技能水平，強(qiáng)化專業(yè)技能訓(xùn)練，結(jié)合技能掌握、形成和提高的規(guī)律，在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中有針對(duì)性地加大技能訓(xùn)練量，多完成課題任務(wù)。在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中以數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)操作、項(xiàng)目工件加工和技術(shù)應(yīng)用及技能訓(xùn)練為主，減少工藝分析、數(shù)學(xué)處理、程序編制占用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間，使數(shù)控機(jī)床更多地用在工件的切削加工和精度控制等訓(xùn)練環(huán)節(jié)。讓學(xué)生有更多的時(shí)間練習(xí)數(shù)控仿真中不能體會(huì)和實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，如刀具的安裝、工件的測(cè)量和裝夾等，體會(huì)和學(xué)習(xí)程序的參數(shù)設(shè)定，強(qiáng)化固定的規(guī)范操作，如開(kāi)機(jī)回零、初次輸入的程序需校驗(yàn)等。

3.發(fā)揮數(shù)控仿真系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，輔助數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)

理論聯(lián)系實(shí)際，改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，能實(shí)現(xiàn)加工模擬演示功能和程序自診斷功能以及快速測(cè)量功能。在數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中以工藝分析、數(shù)學(xué)處理、程序編制、工件的模擬加工的基本知識(shí)和技能應(yīng)用為主，使學(xué)生在操作數(shù)控機(jī)床前，能先熟悉機(jī)床的結(jié)構(gòu)，了解機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、操作系統(tǒng)，掌握控制面板按鈕功能、坐標(biāo)系設(shè)定和選擇等性能，特別是在理解、掌握和運(yùn)用各指令字進(jìn)行編程方面，如對(duì)半徑補(bǔ)償功能、刀具偏置等模擬演示和訓(xùn)練，能有效地幫助提高學(xué)生提高手工編程的技能和技巧，為數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的開(kāi)展做好操作理論和技術(shù)方面的準(zhǔn)備。

二、協(xié)調(diào)課程教學(xué)內(nèi)容和模式，實(shí)現(xiàn)仿真與加工實(shí)訓(xùn)的對(duì)接

在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中，由于學(xué)生的操作熟練性和切削進(jìn)給速度等因素，往往加工一個(gè)課題任務(wù)需要一定的課時(shí)數(shù)，并且還存在人多機(jī)床少的現(xiàn)狀，所以在數(shù)控機(jī)床上完成的課題任務(wù)并不多，較難達(dá)到操作熟練性。為提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率，在有限的課時(shí)數(shù)里提高學(xué)生操作技能水平，需要在教學(xué)中不斷探索和改進(jìn)。

1.數(shù)控仿真與實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練課題合理穿插，提高教學(xué)效率

在數(shù)控仿真教學(xué)中安排一定的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的課題任務(wù)，如對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中單項(xiàng)基本訓(xùn)練的項(xiàng)目，先在仿真軟件上完成工藝分析、編程和模擬加工，然后再上數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)加工。這樣既提高數(shù)控機(jī)床實(shí)際使用率，又能克服數(shù)控機(jī)床程序校驗(yàn)時(shí)只顯示零件的大致輪廓或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的不足，保證程序的正確性，同時(shí)在仿真和實(shí)訓(xùn)中完成同一課題任務(wù)也能體驗(yàn)和區(qū)分仿真軟件和數(shù)控機(jī)床的差異，如切削用量、工件的裝夾等，更為學(xué)生課后練習(xí)和自學(xué)提供幫助。

2.數(shù)控仿真與加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容各有側(cè)重，保證教學(xué)質(zhì)量

由于軟件開(kāi)發(fā)原因，在數(shù)控仿真軟件中有些指令、操作方法和功能還不能反映和實(shí)現(xiàn)，如FANUC系統(tǒng)的直接圖樣編程功能、華中系統(tǒng)的G71有凹槽粗車循環(huán)、用G00和G01切削效果相同等。為避免學(xué)生誤解和形成錯(cuò)誤觀念，除了向?qū)W生說(shuō)明外，將相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容安排在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中加以指導(dǎo)和強(qiáng)調(diào)，如進(jìn)行G71有凹槽粗車循環(huán)指令的編程示范和對(duì)學(xué)生輸入機(jī)床的程序進(jìn)行切削用量相關(guān)參數(shù)的檢查等。同時(shí)在用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行課題任務(wù)模擬加工中，利用軟件可以高速切削的特點(diǎn)，提高模擬加工切削速度快速驗(yàn)證對(duì)刀、程序等的正確性，增加單位課時(shí)的課題任務(wù)訓(xùn)練次數(shù)，提高編程的熟練性和正確性。

3.采用靈活的教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

在教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生不是被動(dòng)的受教育者，而是自覺(jué)的積極的參加者。在數(shù)控仿真教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，以專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和技能提高為目標(biāo)，發(fā)揮仿真軟件優(yōu)勢(shì)，采用靈活多樣的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。如利用軟件的“授課”功能，除了教師在每個(gè)學(xué)生的屏幕上示范講解和演示外，讓部分學(xué)生操作演示進(jìn)行交流機(jī)床操作和編程。利用軟件“考試”功能，在教學(xué)過(guò)程中配合數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)適時(shí)開(kāi)展一些競(jìng)賽，提高操作熟練性和編程正確性。從而督促和鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、獨(dú)立訓(xùn)練，減少抄襲，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

4.運(yùn)用仿真系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，聯(lián)系地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)

“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向。”職業(yè)教育與地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)是緊密聯(lián)系的。在數(shù)控仿真軟件中提供了較多占主導(dǎo)地位的數(shù)控系統(tǒng)，如德國(guó)的SIEMENS、日本的FANUC、廣州數(shù)控GSK和華中數(shù)控等一系列數(shù)控系統(tǒng)，同時(shí)還包含了不同刀架位置結(jié)構(gòu)的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、臥式或立式加工中心的可選項(xiàng)目。在數(shù)控仿真教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教學(xué)進(jìn)度，結(jié)合地方企業(yè)設(shè)備使用的系統(tǒng)情況，選擇1～2個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)操作和編程的介紹和指導(dǎo)，彌補(bǔ)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)單一的不足，以利于學(xué)生的發(fā)展和就業(yè)。

三、合理教學(xué)安排，提高數(shù)控技能教學(xué)效果。

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)中，為加強(qiáng)課程間的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的處理等具體問(wèn)題，發(fā)揮教師的職業(yè)技能和工作積極性，在具體的教學(xué)安排中，制訂教學(xué)計(jì)劃、分配課時(shí)數(shù)和調(diào)配教師是十分重要的。

1.科學(xué)制訂教學(xué)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做合一

在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的單項(xiàng)基本技能、專業(yè)技能和綜合技術(shù)應(yīng)用能力的三個(gè)層面的訓(xùn)練中，考慮在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的前期，學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作前需要具備一定的加工基礎(chǔ)和專業(yè)理論知識(shí)，發(fā)揮數(shù)控仿真具有集中教學(xué)、訓(xùn)練和低成本等教學(xué)優(yōu)勢(shì)，利用仿真軟件理論聯(lián)系實(shí)踐，在機(jī)床仿真操作中落實(shí)理論知識(shí)的傳授，提高學(xué)生系統(tǒng)操作和編程熟練性。因此在教學(xué)計(jì)劃安排中，在單項(xiàng)基本技能階段，安排數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)數(shù)控仿真課時(shí)數(shù)可以多些，有利于通過(guò)做中學(xué)，學(xué)中做的教學(xué)形式，能使學(xué)生盡快掌握專業(yè)知識(shí)和操作技能。

2.加強(qiáng)教師專業(yè)技能提高，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)銜接中，圍繞教學(xué)目標(biāo)組織教學(xué)，需要在教學(xué)進(jìn)度上保持同步，課題任務(wù)內(nèi)容上協(xié)調(diào)，如完成某課題任務(wù)需用課時(shí)數(shù)，在圖樣分析、工藝確定、編寫程序等方面也需要一致，另外程序中的編寫格式要求，刀具選用，工序安排等也需要統(tǒng)一。為此安排教師同時(shí)承擔(dān)一個(gè)班級(jí)的數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)任務(wù)，從課程教學(xué)計(jì)劃的制訂到教學(xué)內(nèi)容在每課時(shí)中具體實(shí)施過(guò)程，精心策劃，合理安排，最大限度發(fā)揮教師的能力和作用。

四、結(jié)語(yǔ)

為使學(xué)生全面地了解和掌握數(shù)控機(jī)床的編程與操作技術(shù)，數(shù)控仿真與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)銜接還有很多工作要做。在充分利用仿真軟件和機(jī)床設(shè)備，提高教學(xué)效率和效果，發(fā)揮教師職業(yè)技能，使學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間學(xué)到更多的相關(guān)知識(shí)和技能，提高數(shù)控操作技能水平等方面，還需要積極實(shí)踐與探索，不斷深化教學(xué)改革。

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（作者單位：浙江科技工程學(xué)校）