基于UG數(shù)控編程在高職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用研究

顧永廣

摘要：在高職數(shù)控實(shí)際教學(xué)中，主要是將UG視為獨(dú)立的課程進(jìn)行教學(xué)，在內(nèi)容上與形式上存在一定的缺陷，為實(shí)現(xiàn)與其他學(xué)科的良好連接，不能充分體現(xiàn)這一指導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)際效果。鑒于此，教師在實(shí)際的教學(xué)中，應(yīng)側(cè)重此種建模方式與相關(guān)課程教學(xué)的有效融合，將其引入數(shù)控課程，這樣在深化學(xué)習(xí)著對(duì)相關(guān)內(nèi)容理解的同時(shí)，還有利于教學(xué)指導(dǎo)實(shí)效的提升，推動(dòng)教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。本文就當(dāng)前UG數(shù)控編程的使用情況進(jìn)行分析，并提出相關(guān)看法，對(duì)數(shù)控編程在高職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：UG數(shù)控編程;高職數(shù)控教學(xué);應(yīng)用

0? 引言

整體來(lái)看，UG是一種集建模與加工的一體化軟件，其實(shí)用性較強(qiáng)，是促進(jìn)高職院校數(shù)控教學(xué)發(fā)展的重要力量，特別是軟件內(nèi)部的建模與自動(dòng)編程模塊被廣大教師所認(rèn)可。而高職數(shù)控教學(xué)中，知識(shí)系統(tǒng)龐大、知識(shí)點(diǎn)眾多且有一定的實(shí)踐性，多個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系緊密。根據(jù)這一特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)控指導(dǎo)實(shí)效的提升，可以在實(shí)際的教學(xué)指導(dǎo)中引入U(xiǎn)G軟件，在發(fā)展學(xué)生專業(yè)知識(shí)的過(guò)程中，還可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，以此來(lái)推動(dòng)課程發(fā)展，并幫助學(xué)生更全面的掌握相關(guān)課程。

1? UG數(shù)控編程應(yīng)用于高職數(shù)控教學(xué)的重要作用

在高職數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用UG數(shù)控編程可以進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展，以此來(lái)滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)高素質(zhì)、技能型人才的需求，并有效推動(dòng)本專業(yè)教學(xué)的發(fā)展。以目前的形式進(jìn)行分析，在當(dāng)前的教育背景下，社會(huì)以及相關(guān)企業(yè)對(duì)相關(guān)從業(yè)人員提出更高要求，不光要掌握相關(guān)的專業(yè)理論，還要有更為專業(yè)的職業(yè)技能。進(jìn)一步培養(yǎng)并發(fā)展學(xué)生的專業(yè)技能，成為高職數(shù)控專業(yè)需要重點(diǎn)探究的問(wèn)題。對(duì)本專業(yè)的實(shí)際指導(dǎo)以及課程體系來(lái)講，相關(guān)技能如銑床加工是本專業(yè)要求學(xué)生必須掌握的技能，且課程體系中也應(yīng)調(diào)整實(shí)踐課程所占比例。而數(shù)控銑床的加工，應(yīng)適當(dāng)?shù)夭捎孟嚓P(guān)軟件進(jìn)行輔助，這樣一來(lái)，如何引導(dǎo)學(xué)生掌握軟件來(lái)解決問(wèn)題，就成為本專業(yè)教學(xué)改革的重點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)用人單位的調(diào)研以及往屆畢業(yè)生的反映，常用的三維軟件主要有UG、Pro/E等軟件，據(jù)了解，UG軟件的全面性較廣，適應(yīng)性較強(qiáng)，在企業(yè)中的應(yīng)用較多。其功能主要有建模、加工等功能模塊，對(duì)數(shù)控教學(xué)指導(dǎo)實(shí)效的提升有積極影響。鑒于此，當(dāng)前越來(lái)越多的高職院校針對(duì)UG專門開設(shè)獨(dú)立的課程。但由于其功能強(qiáng)大、實(shí)踐性強(qiáng)等特征，很多學(xué)生對(duì)這一軟件不能熟練掌握。且大部分高職院校要求學(xué)生，在一定的時(shí)間課程限制內(nèi)，基本把握操作技能，難以保證學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)熟練掌握。如何在有限的課時(shí)內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握這一技能，是需要高職院校數(shù)控專業(yè)進(jìn)行研究的內(nèi)容。

2? UG數(shù)控編程在高職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 在教學(xué)方法上

相對(duì)來(lái)講，UG軟件功能較為齊全，且專業(yè)性較強(qiáng)。為有效運(yùn)用此軟件解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生在掌握加工、建模兩項(xiàng)操作內(nèi)容時(shí)，還要掌握相關(guān)的知識(shí)理論。這就需要學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)中，不光要重視理論的掌握，還要側(cè)重能力的提升，實(shí)現(xiàn)“理實(shí)并齊發(fā)展”。為保證學(xué)生可以學(xué)有所成，教師在實(shí)際的引導(dǎo)中應(yīng)側(cè)重學(xué)生的引導(dǎo)，而不是單一的知識(shí)內(nèi)容講解。在傳統(tǒng)指導(dǎo)模式下，教師依據(jù)課程規(guī)劃以及教學(xué)內(nèi)容，將理論知識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，往往是導(dǎo)教，學(xué)生記。但這樣的話，學(xué)生并沒(méi)有掌握相關(guān)的操作技巧，特別是一些繁瑣的步驟，這就限制了課堂指導(dǎo)的發(fā)展。為此，可以采用引導(dǎo)的方式，在講解相關(guān)步驟之后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，當(dāng)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，可以及時(shí)提問(wèn)，從而打破以往教學(xué)的限制，教學(xué)實(shí)際指導(dǎo)效果顯著提升。此外，考慮到本課程是軟件課程，一些內(nèi)容相對(duì)繁瑣，學(xué)生理解起來(lái)存在一定難度，且枯燥的內(nèi)容難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與主動(dòng)性，為此，教師可以采用任務(wù)指導(dǎo)法，將操作內(nèi)容以實(shí)踐的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與性，也可以深化學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力，達(dá)到良好的指導(dǎo)效果。除上述指導(dǎo)內(nèi)容以外，本門課程實(shí)踐性較強(qiáng)，可以與銑床加工進(jìn)行融合，使學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行操作。這樣一來(lái)，在理實(shí)合一的指導(dǎo)模式下，可以進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解，并發(fā)展學(xué)生的綜合能力，從而推動(dòng)數(shù)控教學(xué)的發(fā)展。為順利完成加工任務(wù)，在具體的工作中首先要做的是將圖紙內(nèi)容進(jìn)行解讀。在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)提取、并把握?qǐng)D紙中的各類有效數(shù)據(jù)以及信息等內(nèi)容。例如，工件的形位公差、比例尺寸、表面粗糙度等內(nèi)容。在本專業(yè)的教學(xué)中，受學(xué)生自身認(rèn)知能力、想象力以及整體學(xué)習(xí)素養(yǎng)等方面的限制，學(xué)生在遇到難以解決的問(wèn)題時(shí)，很難憑借自身的能力解決問(wèn)題，不能及時(shí)讀懂圖紙內(nèi)容。為改善這一現(xiàn)狀，教師可以在實(shí)際的指導(dǎo)中，引入U(xiǎn)G/CAD建模技術(shù)，進(jìn)而深化學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解，提升學(xué)生的整體能力，從而推動(dòng)本專業(yè)教學(xué)的發(fā)展。在UG/CAD技術(shù)中，有建模功能與繪圖功能，能夠?qū)⒐ぜ膬?nèi)外部信息直觀呈現(xiàn)，并將其中一些內(nèi)容細(xì)化，進(jìn)而利于學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)，以此來(lái)提升教學(xué)指導(dǎo)效率。

例如，教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)凹模板時(shí)，可以引入此種方式?？紤]到學(xué)生個(gè)體之間存在的差異，且本節(jié)內(nèi)容相對(duì)難以理解，其中包括曲面、孔、豁口槽等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，教師為學(xué)生展示的內(nèi)容過(guò)于抽象，導(dǎo)致學(xué)生難以對(duì)工件進(jìn)行細(xì)致分析與把握，限制教學(xué)的進(jìn)展。鑒于此，為使學(xué)生可以對(duì)模板進(jìn)行多方位解讀，可以借助UG體系中的特征建模功能，將教學(xué)內(nèi)容更為直觀、具體地為學(xué)生呈現(xiàn)，從而使學(xué)生可以更準(zhǔn)確地對(duì)工件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，還可以為接下來(lái)的實(shí)踐指導(dǎo)做好充分保障。在實(shí)際的指導(dǎo)中，可以運(yùn)用“拉伸”這一指令，將工件整體進(jìn)行呈現(xiàn)。隨后以基礎(chǔ)部分對(duì)應(yīng)造型為基礎(chǔ)，通過(guò)布爾求差運(yùn)算構(gòu)建盲孔、豁口槽以及四角凹臺(tái)對(duì)應(yīng)的造型。由此來(lái)看，在本專業(yè)實(shí)際指導(dǎo)中運(yùn)用UG建模，可以將實(shí)際指導(dǎo)內(nèi)容更為直觀地為學(xué)生呈現(xiàn)，通過(guò)靈活的方式對(duì)工件進(jìn)行處理。除此之外，教師還可以依據(jù)實(shí)際的指導(dǎo)內(nèi)容及其他因素，對(duì)工件模型進(jìn)行修改，這樣在充分考慮學(xué)生認(rèn)知的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升學(xué)生的應(yīng)用能力，以此來(lái)推動(dòng)本專業(yè)指導(dǎo)的發(fā)展。

2.2 在教學(xué)內(nèi)容上

學(xué)習(xí)內(nèi)容的合理性，能直接影響到學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識(shí)技能以及以后的工作。所以選擇授課的內(nèi)容是教師應(yīng)具備的能力我們應(yīng)該針對(duì)學(xué)生就業(yè)的各種崗位所涉及到的知識(shí)點(diǎn)與技能進(jìn)行設(shè)置授課的內(nèi)容，對(duì)相關(guān)的企業(yè)崗位進(jìn)行調(diào)查，并及時(shí)更新指導(dǎo)內(nèi)容，從而充分體現(xiàn)高職教育的實(shí)用性。應(yīng)摒棄以往的知識(shí)講解模式，知識(shí)面涵蓋的范圍過(guò)于廣泛，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，且相對(duì)枯燥的內(nèi)容學(xué)生也難以主動(dòng)投入學(xué)習(xí)，限制教學(xué)的發(fā)展?？紤]到本專業(yè)學(xué)生今后在生產(chǎn)中主要從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)床加工操作、零件加工工藝制定、數(shù)控程序編輯等工作，為此我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容上，應(yīng)該講解零件建模的技巧、加工工藝的制定、加工程序的編輯等內(nèi)容。此外，在實(shí)際的指導(dǎo)中，還要側(cè)重引導(dǎo)與教學(xué)方式的革新，可以用實(shí)際加工過(guò)的零件為例，來(lái)進(jìn)行講解，使學(xué)生對(duì)相關(guān)參數(shù)、要求等內(nèi)容有一定的了解，并進(jìn)一步提升自身的專業(yè)能力，為今后可以進(jìn)入崗位做好充分保障，也提高其今后在社會(huì)上的適應(yīng)能力。通過(guò)教學(xué)方式的革新以及教學(xué)內(nèi)容的完善，可以進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，并提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)與實(shí)際應(yīng)用能力。

在實(shí)施教學(xué)過(guò)程中，我們可以分為以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：①利用每個(gè)實(shí)例講授知識(shí)點(diǎn)與技能。②深入分析工件，并制定合理的方案與流程。③對(duì)工件進(jìn)行建模、編程、上機(jī)的講解。④學(xué)生自主學(xué)習(xí)零件建模到加工的整個(gè)過(guò)程。⑤最后檢驗(yàn)工件的完成情況，通過(guò)與企業(yè)加工的產(chǎn)品進(jìn)行比較，指出不足之處，引導(dǎo)學(xué)生精益求精學(xué)習(xí)先進(jìn)的技能。

數(shù)控程序的內(nèi)涵主要指，根據(jù)準(zhǔn)確的代碼輸入，使其完成制作任務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的目的。在本專業(yè)中，主要應(yīng)用于切削、以及加工流程中。相對(duì)來(lái)講，一些簡(jiǎn)單的工件制作，可以以手工編程的形式輸入相關(guān)代碼建立程序，從而完成工件制作，但一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、細(xì)節(jié)把握較多的工件，其計(jì)算內(nèi)容較為繁瑣，在輸入過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，如輸入偏差、漏輸?shù)?，?huì)出現(xiàn)程序錯(cuò)誤，甚至發(fā)生安全問(wèn)題。同時(shí)，這也會(huì)在一定程度上耗費(fèi)教師的精力，教學(xué)效果難以提升，學(xué)生難以掌握重點(diǎn)內(nèi)容。鑒于此，可以通過(guò)UG/CAM模塊實(shí)現(xiàn)刀位源文件的自動(dòng)生成，之后再利用對(duì)應(yīng)后置處理功能，就能夠獲得適用性強(qiáng)且更加精準(zhǔn)的數(shù)控加工程序。這樣的指導(dǎo)，可以引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中深化對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解，提升其操作能力，充分體現(xiàn)出數(shù)控技術(shù)中應(yīng)用模擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與實(shí)效性。

2.3 將UG/CAM模塊應(yīng)用與數(shù)控加工理論教學(xué)

在整個(gè)數(shù)控加工流程中，工藝與工件的整體質(zhì)量存在密不可分的聯(lián)系，對(duì)此，為進(jìn)一步保證工件質(zhì)量的穩(wěn)定性，需要從加工工藝入手。對(duì)數(shù)控專業(yè)教學(xué)來(lái)講，需要教師在指導(dǎo)中側(cè)重提升學(xué)生的實(shí)際操作能力。但由于專業(yè)知識(shí)限制，本專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)抽象，一些實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容較為抽象，難以理解，枯燥的教學(xué)內(nèi)容難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與興趣，使其難以全身心地投入學(xué)習(xí)，導(dǎo)致教學(xué)指導(dǎo)效果難以提升。為此，教師可以將理論知識(shí)融于UG/CAM的教學(xué)中，以此來(lái)深化學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解。

在實(shí)際的指導(dǎo)中，教師可以結(jié)合UG/CAM模塊，通過(guò)UG軟件幫助學(xué)生合理的選擇刀具、加工方法、幾何角度以及確定切削參數(shù)等，在工藝參數(shù)對(duì)應(yīng)的設(shè)置界面，幫助學(xué)生更加直觀的理解工藝參數(shù)具體設(shè)置方法和原則，從而深化學(xué)生的理解，提升其實(shí)際應(yīng)用能力。從整體角度進(jìn)行分析，數(shù)控指令是本專業(yè)教學(xué)的重點(diǎn)，也是教育指導(dǎo)的核心內(nèi)容。在實(shí)際的教學(xué)指導(dǎo)中，教師采用的方式主要是知識(shí)傳授與實(shí)際案例的講解，由簡(jiǎn)單的刀具選擇到較為困難的刀具在切削中產(chǎn)生的軌跡進(jìn)行講解。但這些內(nèi)容相對(duì)抽象、難以理解，學(xué)生僅憑死記硬背難以掌握相關(guān)內(nèi)容，最多也是在實(shí)際的操作中，依據(jù)教師的演示完成操作與任務(wù)，為此，可以在這一環(huán)節(jié)中引入U(xiǎn)G自動(dòng)編程軟件，通過(guò)直觀的呈現(xiàn)，可以將刀具所有步驟、軌跡，清晰地展示出來(lái)，從而使學(xué)生可以深刻理解指令的具體內(nèi)容，同時(shí)還能對(duì)加工過(guò)程中機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件與夾具、工件和刀具等部件之間的干涉以及碰撞問(wèn)題進(jìn)行全面檢測(cè)，切實(shí)提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

3? 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的教育背景下，高職數(shù)控專業(yè)應(yīng)積極順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，在指導(dǎo)中落實(shí)學(xué)生的整體能力發(fā)展，側(cè)重UG自動(dòng)編程軟件的引入。鑒于此，高職數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)重視學(xué)生的主體地位，在教學(xué)指導(dǎo)中充分結(jié)合UG自動(dòng)編程軟件，在調(diào)動(dòng)學(xué)生參與積極性的同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)專業(yè)教學(xué)發(fā)展。此外，還要注重教學(xué)模式的引入與教學(xué)體系的完善，在實(shí)際教學(xué)中結(jié)合企業(yè)、技能大賽對(duì)人才的技能需求，推動(dòng)教學(xué)的多樣性。這樣，多項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容的完善有利于學(xué)生綜合技能的發(fā)展，從而達(dá)到既定教學(xué)目標(biāo)，充分體現(xiàn)UG自動(dòng)編程軟件對(duì)專業(yè)教學(xué)的指導(dǎo)意義。

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