数控机床编程与操作范文

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数控机床编程与操作是集数控加工、数控编程、数控机床操作于一体的新型课程。已广泛应用于各个学科。随着职业教育的发展，我校开设了这门课程。根据数控加工专业毕业生所从事岗位的实际需要和教学实际情况的变化，合理确定学生应具备的能力与知识结构，本课程在理论要求方面难度较高，笔者结合本人的教学实践，谈谈数控机床编程与操作教学的一些见解。

一、在教学方法上，展开互动式教学

《数控机床编程与操作》课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点，在教学过程中，既有一般又有特殊，既有新授又有复习，既有理论又有实训，既有工作原理又有编程方法，既有典型零件程序又有复杂实用案例，这就决定了我们教师一定要根据本课程不同教学内容及其特点，采取不同的教学方法，同时，无论是理论教学还是实践教学，我们教师还要努力做到因材施教，在如何充分调动广大学生学习积极性和发挥广大学生主观能动性上多下功夫。

在《数控机床编程与操作》课程教学上，尤其是数控指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容上，最适宜于采取双边互动式教学方法。在教学中，大胆引入“行为引导学”教学方法。在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛，通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式，有效地开展双边互动式教学。不仅是老师传授给学生编程方法等，同时学生可以通过老师给出的任务书，从各方面获取资料，充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能力，而且在完成任务书的同时，不自觉地学会了解决问题的方法。例如：在介绍了一些基本指令后，让每个组的学生自己讨论这些指令能解决的基本问题，并动手画有关的图形，有兴趣的加工出实物，供学生参观他们所做的成果。

二、在选择课题上，合理地改革教材

我们知道，用于教学的数控编程教材，在编写时一般是按照：基本原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成各个独立的章节。编者按照结构严谨性进行编书，教师实施教学时，则要考虑有利于学习者的认知过程而开展教学。这是教材使用者要注意处理好的问题。如果任课老师按照教材的顺序进行教学，就是要将全部基本指令学习完毕，再学习基本应用，基本学习完毕再进行基本操作的学习。这样，在一段期间内学习完所有指令，学生学习后的印象不深刻，容易混淆，到基本应用的学习时，又得重新对所涉及的指令进行学习，效率不高。

为此，我在数控编程教学中采用了课题式单元教学，重新自编教学内容。搜集了上百个数控编程应用实例，并通过筛选、整合成五个单元，每个单元由几个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题。由几个应用同类指令的实例课题组合成为一个教学单元，全部教学内容分为五个教学单元。五个单元主题分别是数控编程原理、FANUC系统的编程与操作、广数系统的编程与操作、SIEMENS系统的编程与操作和中级职业技能综合例题分析。这样老师精选设计的每个实例课题有一定的科学性、连贯性，由简到繁、由易到难。既能方便学生的学习，又要包含本课程的所有知识点。

三、在实习过程中，教学方法更新

目前在《数控机床编程与操作》课程实践教学上，由于我们教师所编写的实训指导书详尽有余，明明白白，学生在实习实训时只需要进行程序输入、对刀等简单操作即可顺利完成。这种实习实训教学方法，目前已被我们教师广泛认可和采用，但至少我认为：没有问题的、不需学生动脑的实习实训是毫无意义的。教师只有指导学生运用数控编程方法亲自编程操作，在实习实训中既动手又动脑，既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题，才能从本质上学好这门课程。

首先在编写实习实训指导书时，我们教师应该根据企业对数控技术人才的需求，结合学校实际设备情况，针对本课程教学特点和教学目标，实习实训教学同样要做到因材施教，采取因人而异的分层教学，所有学生在实习实训中都能够得到相应的锻炼和培养。除要求学生在规定时间做完基本的实习实训项目外，还要安排一定量的选修实验项目和研究性课题，师生共同找出问题的解决办法。对于大型的实训项目，如减速箱传动件等，还可以采取分工合作的教学形式，将全班同学分成不同的小组，由教师明确各小组在实训中的任务和目标，从而培养广大学生团结协作的职业素质和能力。

四、在巩固教学成果时，吸引学生的兴趣

㈠ 学生学习兴趣浓，学习热情高涨，学习效果有保证。

每个课题以实例为重点，这些实例都是来自我们身边的生活、生产。学生对教学课题感兴趣，认识到所学的东西有用，能解决现实问题，学习热情是自然地高涨起来。兴趣是最好的老师，主要能调动学生的兴趣，就容易激发学生的学习热情，教学就成功了一半。因此在教学中，教师要把握时机，结合教材特点，把兴趣的东西引入课堂，从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积极利用这一点，激发学生的兴趣，引导学生分析问题，如何解决问题。逐渐地由学生提出问题，自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生学习知识的兴趣，而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。

㈡ 逐步培养学生解决实际问题的能力。

课题实例来自生产、生活、要处理及注意的有关问题我们都向学生交待清楚，引导学生具体的处理办法、解决方法步骤、方向。通过多个实例的学习、实践与积累，学生能逐渐地提高解决实际问题的能力。

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【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）8 -0001-02

人的一生是在“做题、做事、做人”中度过的，有成就者大多好学习、善做事、能为人。机械学科的应用人才一般是在做事中学习和为人的，较为严谨，因此，数控专业课程的教学应侧重培养学生做事。做事是一个行动过程，因此，把相关学科知识的学习、特别是核心课程的学习，放在行动过程中进行，工学结合是最佳选择。

《数控机床编程与操作》课程是我院数控技术应用专业的核心课程，采用工学结合一体化教学法可以有效的将理论与实践融合为一体，突破了以往理论与实践相脱节的状况，构建学习领域，通过一个学习领域的学习，就可完成一个典型的综合性任务。老师不仅仅是传统意义上教授知识的老师，更成为工厂中传授技艺的师父。一体化教学要求教学环境既要适合于理论教学、又要适合于技能实践，老师现场指导学生来完成某个教学目标和典型工作任务，学生在工作过程中学习知识和技能，学习的过程是工作，工作过程是学习过程，培养学生良好的职业素养，这种教学法具有很强的直观性，能避免传统课堂教学的枯燥无味，能让基础文化偏弱的中职学生提高学习兴趣，更准确地理解理论知识，同时，对培养学生的动手能力和专业技能具有重要的作用和意义。因此，我正在不断探索和实践工学结合一体化教学改革，也取得了一些成绩和经验。

一、《数控机床编程与操作》学习领域的课程特征

《数控机床编程与操作》学习领域的课程设计，主要是通过解构原来学科化的专业课程和部分专业技术基础课程，在基于工作过程来重构学习情境。学习领域课程的任务不仅是培养完成典型工作任务的专业能力，更要通过教学设计实现方法能力和社会能力的培养。通过若干个相互关联的典型工作任务的学习，使学生学会零件工艺分析、程序编程和零件加工的专业技术能力，获得职业岗位的就业能力。通过一个学习领域的学习，就可完成一个典型的综合性工作任务。该课程主要特征如下：

1、注重培养学生的零件工艺分析、编程和机床操作的实践能力，强调实践性、能力性和职业性；也注重培养学生的动脑能力和自主学习能力，包括发现问题、分析问题和解决问题的能力；更注重培养学生理论联系实际的应用能力和创新能力。

2、设置更具灵活性和多样性，有利于学生的个性发展、团队合作能力。

3、学时安排相对灵活，在教学进行过程中，教师与学生易于面对面地进行沟通，有助于教师对学生全方位地开展教育活动，实施因材施教，培养学生的职业素养，使每一位学生均可获得不同程度的收获。

4、教学情景更接近于生产实际，学生通过对工作过程的亲身体验，能够真正理解学科内容，懂得学习的意义与价值，养成探索和追求真理的科学精神，并成为终身学习的有机组成部分。

因此，工学结合一体化课程的教学是理论素养和实践能力与身心修养共同作用的过程，对学生各方面能力和综合素质的培养至关重要，在数控专业技能人才培养目标中尤具特殊的地位与作用。

二、《数控机床编程与操作》学习领域的课程学习目标与授课对象

“工学结合一体化”课程应服务于机类工科人才培养的总目标，即让学生学会学习、学会做事、学会做人，为此，在《数控机床编程与操作》学习领域课程目标设计上应包括“情感、态度与价值观”、“知识与技能”、“过程与方法”三个维度，其核心是提升学生的专业学习能力、专业实践能力、社会能力和综合素质。

1、“情感、态度与价值观”目标

通过完整的典型工作任务过程学习，让学生体验干数控的“苦”（主要是知识与能力的难度、要求的苛刻等）与“乐（产品加工与创新的快乐）”，体验机械人的特有的成就感与自豪感；培养干机械应有的职业道德（服务意识、质量意识、工期意识、合作意识等）和人格特质（诚实、守信、认真、执着、不怕苦、抗挫折、探究与创新等性格特征）；培养机械人特有的“价值观”（通过干机械造福他人与社会，实现自己的人生价值）。

2、“知识与技能”目标

有关实用价值理念、零件工艺分析、程序编制、工件装夹、加工方法机床操作、策略方法的知识与技能；有关社会需求及任务识别、产品设计与制造的知识与技能；有关人际沟通、人际互动的知识与技能；有关数控专业初、中、高级不同职业技能水平的知识与技能。

3、“过程与方法”目标

通过体验完整的典型工作任务学习过程，让学生抽象概括出产品加工的一般过程（即整个过程的阶段划分及各阶段的工作任务、对象、时空、手段、方法等），理解整个过程的内在逻辑关系（各阶段的先后关系、因果关系、辩证关系）和一般特征（系统性、计划性、行动性、逻辑性、跳跃性、回旋性等），理解职业岗位的需求（吃苦耐劳、灵活性、突发性、顿悟与灵感等）。

4、本课程授课对象：中、高职院校数控专业学生、数控培训班学生和企业。

三、指导教师团队的建设、工学结合一体化教材

1、《数控机床编程与操作》学习领域课程的教师必须实现“理实一体、学科综合”的特质。一般来说，从事工学结合一体化课程教学的教师需要具有较高的专业知识水平和技能水平，具有较丰富的教学经验和实践研究经验，还要善于发现学生的心理问题和个性特征，并能恰如其分的加以引导。但是，人无完人，金无足赤，每个教师既有其出色之处，也会有其不足之处，上述特质集于一身并都表现出色的教师十分罕见。因此，实施《数控机床编程与操作》学习领域课程教学，应该根据工作任务的特点及其教学需要，聘请具有不同学科背景及特长的教师或企业技术骨干组成教学指导团队，各司其职，各负其责，分工协作。

2、教学过程中使用教材是根据学院现有场地、设备以及各种教学资源按照工学结合一体化教学的思路进行编写的，将教学内容分为一个个可实施的理论与实践一体化紧密结合的项目，即工作任务，工作任务的选取来自工厂生产一线，学生在完成项目的过程中既学到了相关的操作技能，也学到了相关的理论知识，还培养了适应工作岗位的职业素养，从而实现学习的内容是工作，通过工作实现学习的目的，培养的学生到了工厂以后会做人、会做事、会学习。

四、《数控机床编程与操作》学习领域课程实施以工作过程为导向，教学过程体现完整行动模式

“工学结合一体化”课程的实施，要坚持科学与人文，学习、做事与做人相统一的原则，做中学的原则，工作过程导向的原则，以学生为活动主体的原则，因材施教原则，反思性原则，启发性原则，合作性原则，群体激励原则和资源整合原则。

《数控机床编程与操作》学习领域课程的实施，在进程上应该坚持“工作过程导向原则”， 其教学形式也应体现完整行动模式的六个方面，即任务描述、任务分析、相关知识、任务实施、任务检查与评价、任务拓展。

1、任务描述：介绍任务的环境、用途、要求与目的。

2、任务分析：介绍完成任务的思路、技能点和知识点。

3、相关知识：完成任务需要的一些背景知识，为实施任务做理论和技能知识铺垫；以及一些任务不可能涉及的知识和技能。

4、任务实施：介绍任务完成的具体步骤，并要求叙述完成任务的详细操作步骤（前面任务中涉及与讲过的操作步骤可简单叙述），对每一操作，一定要有该操作对应效果的描述或具体工艺效果、原理的叙述说明；对于程序设计，这里是代码的具体实现，对于一些重点的语句或代码模块，还要有适当的注释说明。

5、任务检查与评价：通过应用工量具检查任务结果，讲述完成任务的重要思想、方法、知识点、技能点、不便于在操作步骤中描述的方法和技巧，以及完成任务时出现的问题与解决方法，使学生加深此类相关技能知识的理解和掌握。

6、任务拓展：主要介绍相关的新知识、新技术或者任务难度相比前一任务较大的内容，是为了弥补项目实施步骤中没有介绍的，或者不方便介绍的内容，使学生根据所学技能知识完成新的学习任务。

《数控机床编程与操作》学习领域课程是以典型工作任务为载体来设计教学活动，整个教学过程最终要指向让学生获得一个具有实际价值的产品，这个产品既可以理解为制作的一个物品，也可以理解为排除的一个故障，还可以理解为所提供的一项服务。 典型工作任务学习培养学生主要职业能力有：

五、实施工学结合一体化的教学质量评价体系

现代的职业教育贯彻的是“以服务为宗旨，以就业为导向”的办学方针，这就要求我们改变以往仅以理论考试成绩作为考评依据的教学质量评价方法。用工学结合一体化理论指导教学质量评价方法改革，坚持以满足用人单位需求和学生需要为根本依据，对于教学质量的评价不仅仅上课教师自己说了算，还必须让企业专业技术人员参与评价。学生专业课程的学习评价重在过程，学生平时的学习态度，完成任务情况，期末按企业标准产品进行零件加工测试，请企业技术人员评价，专业理论知识考核评价等几部分，按平时成绩占总成绩的30%、实操零件加工考核占30%，专业理论知识占40%，得出学生最终的总成绩，这样，平时教学注重考核学生解决实际问题的能力，学生对待学习与工作的态度。学生在工学结合模式下学习，可以提高学生的学习兴趣和知识的实用性，尽可能地满足企业的需求。作为专业教师还应强化自身专业技能水平，到企业跟班实习，及时了解企业对学生的评价，同时，将企业的工作形式与发展趋势，渗入到学校课堂当中，作为学生学习知识与企业相结合的重要组成部分。另外，我们的班主任还要时时与学生家长保持联系，了解家长对学校教学质量的评价。这样全过程、全方位的教学质量评价体系，为我们培养出满足社会需求的合格毕业生提供了强大的助力。

六、结束语

以‘工学结合一体化’模式开展《数控机床编程与操作》课程教学实践探索，为上好机械专业的相关课程带来了诸多的好处，工学结合一体化的教学理念在我校也已经被广为接受，但具体实施起来在一些方面还不是很到位，比如项目化的课程在真实性、完整性和趣味性上还存在许多不足，教师的教学理念、技能水平、教学方法和对企业生产的认识还有很大的提升空间，教学质量评价体系还有待完善等。我将进一步探索和实践，为培养企业适用型人才而努力。

参考文献：

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随着数控技术及其数控机床的广泛应用，社会对其相应技术人才的需求量越来越多，而且对数控类人才的要求也越来越高。因此，数控技术人才的培养是一件非常重要，而且也是一项极其艰巨的任务。

数控技术职业能力培养及其培养模式是近年来一直被关注的问题。本文对机械设计制造及其自动化专业数控技术方向（以下简称数控技术方向）职业能力培养及其教学模式，其中主要对数控机床编程及其操作控制职业能力培养作些探讨。

一、以人才市场需求为依据，确定学生数控技术方向能力结构

随着数控技术在各个领域的应用和应用领域的不断深入和扩大，社会对数控类人才的需求情况在不断变化，不仅是需求种类，而且对数控人才的质量要求都在不断变化。根据各种市场需求信息，数控技术方向相关就业类型有：数控机床设计制造，数控设备的操作使用，数控设备的调试与维护，数控工艺人员及数控程序调试员，数控设备及其零部件的生产管理与营销等。同时，数控技术方向相关各类人才十分短缺，大型数控设备和特种数控设备的操作使用等方面的人才尤为缺乏。据2008年有关部门统计，未来5年上海市全市的“灰领”人才缺口将达到50万人次。

学生通过在校的四年学习之后，将一一步入社会，因此，学生能力结构应与市场需求相吻合。作为数控技术方向职业能力，主要有：数控机床设计能力、数控机床编程和操作控制能力、机械识图及计算机辅助设计绘图能力、计算机辅助编程与制造能力、PLC控制编程及其机床维护能力、数控技术方向相关生产管理及营销能力等。其中，数控机床编程及其操作控制能力，主要又可分为：识图能力、工艺设计能力、数控编程能力、数控机床操作使用能力和零件数控加工质量控制能力。

二、以数控机床编程与操作控制能力为核心的课程建设

作为技术应用型本科，以技术能力培养为主线开展教学非常重要。在建立课程体系和进行技能培养模式探讨时，应该尊重教育规律，重视技术应用。首先，必须强调实践环节教学，以提高学生分析和解决实际问题的能力。其次，注意课程设置的科学性、实用性，在安排课程上采用逆向手法，即以培养目标为导向，确定能力模块和与能力相关的理论课程和实践课程，确定主要专业课，然后以专业课为主线，科学地设置相关专业基础课及其他相关课程，其中每门课的设置都应该符合能力模块的需要。同时在课程设置时，应注意知识结构和学生的知识积累，应处理好每门课之间的内在关系，避免重复教学。表1为数控技术方向数控机床编程与操作控制能力分解与开设课程之间的对应关系。

表1 数控机床编程与操作控制能力分解及其相关课程

数控机床编程与操作控制能力是机械设计制造及其自动化专业数控技术方向重要能力之一，其技术含量高，核心课程内容包括：机械制造技术基础、机械制造装备设计、数控机床与编程等。主要就业方向如表1所示。表中还列出了数控机床编程与操控制作能力及其相关证书、主要课程等。

由上可见，数控技术方向学生培养目标应该是既懂数控机床操作，又能识图绘图，又能根据工艺要求编写零件数控加工程序乃至进行数控加工和质量控制，又对数控设备的维护有所了解的“灰领”人才。下面主要围绕数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养进行讨论。

三、促进数控机床编程与操作控制能力提高的教学改革

在数控技术方向的多个能力模块中，数控机床编程和操作控制能力是重点能力之一。为了提高数控机床编程和操作控制能力，同时在教学过程中取得良好的教学效果，我们做了各方面的举措和尝试。

数控机床编程和操作控制能力的提高，可以通过识图能力、工艺设计能力、数控编程能力和零件数控加工质量控制能力等的提高来实现。为把学科发展和职业能力培养与市场需求、技术应用挂钩，将组织学生参加国家劳动保障部职业技能鉴定中心相关职业技能证书考试作为教学目标的一部分纳入教学计划。

1.整合教学内容，提高学生识图绘图能力

机械识图绘图能力培养是数控机床编程与操作控制职业技能培养的重要内容之一。进行机械制图及其CAD教学，安排CAD实训，通过让学生读解和绘制各种零件图、装配图，不只是能让学生掌握AutoCAD操作系统的使用，更重要的可以提高学生机械识图和计算机辅助设计绘图的能力。

为了提高机械读图或识图能力，在识图绘图能力培养相关课程的学习期间，安排1～2周的车工、钳工等内容的认识性传统金工实习，由此将零件图与加工联系在一起，非常有助于识图绘图能力的提高。同时，通过安排实训和适当的培训，组织学生参加CAD认证考试，可以增强学生对职业技能的认知度。

2.加强数控工艺教学，提高学生加工工艺编制能力

实现数控加工，编程是关键。然而在编程前，首先要求学生了解工件、刀具、切削机床和夹具工艺系统四要素，同时编制出数控工艺。工艺系统设计能力的培养是一项极其长期的任务。

通过开设机械制造技术、机械制造工艺及其装备、数控加工工艺等课程，使学生学习到有关工艺方面的理论知识。同时，通过开设金工实习和专门的工艺系统设计训练课，培养学生的工艺系统设计能力。主要内容包括：图样分析，加工工艺方案设计，工艺规程编制，刀具或刀具系统的设计或选择，工艺装备的设计，等等。

学生在校期间，开始进入相关工艺知识的学习，同时通过各种工艺编制实践环节的学习，不断得到工艺设计能力的培养。随着数控工艺教学的不断深入，进一步按照数控工艺师考试的要求，针对典型案例进行数控工艺编制训练，组织学生参加数控工艺师认证考试。

3.改革数控编程教学模式，提高学生数控机床编程能力

与机械识图能力和工艺编制能力息息相关的数控机床编程能力是数控机床编程与操作控制职业技能中另一重要能力之一。要加工出合格的零件，就需要编制出可行的数控加工程序。而学生数控机床加工程序编制能力的培养则有其独特的地方。数控机床编程课是一门操作性比较强的课程，在该门课的教学过程中，理论环节与实践环节是不可分割的。

以往的授课形式，理论课和实训课相互独立，实训课一般安排在理论课完全结束之后进行。然而，这样做，学生对课堂内容难以理解和接受，理论学的枯燥无味，进入实训课时能想起的寥寥无几，导致重复教学过多，课时浪费较多，教学效率低下。

为了提高数控机床编程教学效果，改变以往理论满堂灌的填鸭式教学形式，把理论教学与学生实际动手紧密结合起来。编程能力的提高，最终离不开操作使用数控机床。然而，由于数控机床的昂贵和操作使用上的安全性，学习编程理论初期，不便直接在数控机床上进行。为此，我们引进实验课，即在理论课教学中安排实验教学。这样做改变了传统的教师一味地讲，学生一味地听的教学惯例，学生变被动为主动，直接参与到教学中来，学生与教师共同完成教学任务。

所谓实验课就是利用数控编程软件直观地认识和理解各个数控指令，并运用各种数控指令编写数控程序。数控实验以作业或课题的形式布置给学生，让学生自行完成，要求书写实验报告。在编制某种零件的加工程序时，会遇到各种问题，同学需要找出原因并加以解决。在实验过程中教师只起到辅助作用。这种方法，教、学、练交叉进行，学一学练一练，效果很好。

四、围绕数控机床编程与操作控制职业技能教育，切实搞好实践基地建设

通过金工实习，学生已经基本掌握了一般机床的操作使用方法。再通过以上各个环节的能力培养，学生已具有基本编制典型形状特征零件程序的能力。但由于还停留在模拟阶段，所以必须实际上数控机床进行实战数控机床编程和操作控制能力训练。在掌握数控操作技能的同时，进行零件分析，编制数控加工工艺路线，编制数控加工程序并进行调试，最后加工出尺寸精度和表面质量等都合格的零件。

同时，为了检验学生数控机床编程及其操作控制能力是否能适应市场，在学生综合学习理论与实际知识的前提下，通过大量典型零件的编程练习，安排统一的课题进行实战编程与操作训练，最后组织学生参加数控机床工职业技能认证考试。

然而，要全面提高数控机床编程及其操作控制能力，进行数控机床编程与操作控制职业能力培养，就离不开数控技术实践教学，离不开有效利用实训基地开展实战训练，因此就必须充分重视实训室建设。数控机床技术含量高，实训室建设应作为一个关键项目立项来抓，从实践教学内容、投资的经济合理性、设备的市场通用性、实用性和发展的前瞻性出发，配置中、高档的数控车床、数控铣床和加工中心等硬件设备，同时配备相关的软件设备，形成一个较好的数控技术职业技能教学的软、硬件环境。

按照这一要求，配备高层次的齐全的CAD/CAM机房电脑设备及软件系统。不仅满足数控编程实验和上机实训的需要，同时也为学生能自由上机练习提供方便的场所。

同时，为了大案例教学的需要，购置一台综合性强的数控机床，以方便学生拆装数控设备和开展数控设备相关课程教学的需要。

五、结语

本文以就业方向、市场需求为切入点，讨论数控技术方向职业能力内涵，探讨解决学生各方面职业能力培养问题的途径，摸索教学模式新思路。作为技术应用型本科机械设计制造及其自动化专业数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养模式，从理论课、实验课和实训课的互补关系出发，将其有效结合，穿行，使其融为一体，同时以国家职业技能鉴定中心相关数控技能考证要求为能力目标，进行综合能力培养，取得了良好的效果。

1.实训基地建设是职业能力培养的保证。

2.将考证内容作为技能培养的参考，目标明确。

3.在数控编程理论教学中引进实验课，使教、学、练交叉进行，有效地提高了教学效果。

4.将数控机床编程与操作控制职业能力分成各个不同职业能力模块，按能力模块的互补关系有层次地开展教学，取得了能力培养的综合效果，提高学生综合思考问题和解决问题的能力。

参考文献：

[1]顾京.数控技术专业人才培养模式改革的研究与实践[J].机械职业教育，2008（11）.

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一、基于信息技术支持下的中职学校的数控车床编程与操作课程教学创新模式研究背景

1.学校发展需要

学习方式的转变是课程改革的显著特征，改变原有的单一、被动的学习方式，需要建立和形成以学生为主体的多样化的学习方式，是教与学改革的核心任务。从我校课改教改情况看，学习方式的变革是主要难点。传统“高中模式”的教学理念始终围绕书本内容进行教与学，与企业需求人才脱节，传统的教学方式仍制约着目前的课堂教学，突破陈旧的学习方式已是深入推进课程改革的当务之急。

2.地区经济发展需要

佛山市职业技术教育“十二五”规划中提到佛山产业转型升级需要大量的技能型人才，要求树立职业教育与行业、企业对接，以需求为目标，就业为导向的意识。以职业岗位能力确定专业方向和人才培养目标定位。佛山产业转型升级需要大量的技术技能型人才，目前我市的职业教育处于发展阶段，如何培养中职学生？如何构建以实践为主导？怎样培养技能型人才来满足地区产业转型升级呢？因而我们提出了这个研究课题。

3.中职学生学习的需要

定制教与学调查资料，提取在校数控模具专业学生问卷调查分析，调查结果数据显示可得出以下几点：

（1）在日常教学中，教师应用信息化教学手段较少，学生渴望采用信息化手段教学较高，如图1-1-1、图1-1-4示；

（2）学生偏喜欢有任务式的小组合作讨论式学习，如图1-1-2示；

（3）学生对现课堂教学不太满意，课改教改要求较强烈，如图1-1-3示；

（4）学生对信息技术支持下理实一体化教学模式有较大的追求，如图1-1-4示。

根据调查汇总得出中职学生对教与学有个性化需求，在信息化的时代里需要新的教学和新学法。教与学创新模式更需要教师思考与研究。那么，在教与学方面如何培养具有良好职业素养的企业实用型技能人才呢？因此，教与学研究意义深远。

二、翻转课堂的教与学创新模式研究

（一）设预习作业推进中职学生学习模式转变，提升翻转课堂学习效果

教学过程以小组合作模式进行设计，整个过程突出任务导向，层层深入引导学生进行思考、讨论、解决问题、提升知识与技能的学习过程。在课前设预习作业，让学生先预习、先讨论、先思考，培养学生主动学习和学会学习的习惯。

（二）教与学评价模式改革，渗透企业文化、融合企业生产模式的教与学

1.中职学校数控车床编程与操作传统的教与学分析

目前中职学校数控车床编程与操作课程的教学过程多数学校还是传统模式教与学，从容易到复杂，理论与实践相结合的原则进行讲授和实践，在整个过程都由教师指导完成。例如图2-1-1中职学校数控车床编程与操作传统任务学习过程。学校常用评价体系是以零件尺寸分项得分，总分大于或等于60分为合格，小于60分的即为不合格的评价体系，而学习者侧重于拿多少分，在企业只有产品的合格与不合格之分，因此，传统的教与学则脱离了企业实际情况，与企业没有贴合度，不能适应企业用人需要。

2.企业数控车床编程与操作的工作过程分析

企业数控操作技工（蓝领人才） 熟练掌握数控机床的编程与操作，需要精通机械加工工艺知识；具有良好的职业素养；能处理现场出现的不确定问题；能加工出合格的产品。如图2-1-2企业数控车床编程与操作工作过程分析。企业员工接收任务后，图纸技术分析――工艺分析――程序的编写――工件装夹――对刀――自动加工――质量自检――质量反馈与总结合等过程。产品质量及员工职业素质由企业质检员和相关管理人员监督和评价。在整个工作过程中，突出了操作者能够合格完成工作任务，并能解决实际问题（生产技术与管理）的能力。

3.中职学校数控车床编程与操作按工作岗位要求的教与学研究

（1）按企业产品质量评价标准培养学生。培养中职学生具有企业一线生产工人水平，需对接企业生产模式推动学生成长。例如中职专业课程与企业对岗位人才需求特点相对接，以企业工人工作过程为学习思路，让学生以生产过程提高技能水平。教学过程以产品形式展示，让学生透过任务，找出理论知识及操作技能技术，对接企业工人具备的生产技能，如表2数车岗位工作任务与质量评价标准。

（2）教与学需培养学生具有企业素养的职业人。具有良好的职业素养，是企业优先录用的人才，没有良好的职业素养更谈不上安全生产、产品质量与效益。因而，教与学更应注重融入企业的培养，培养具有良好职业人，图2-1-3数车岗位工作任务的教与学分析。

（3）教与学需培养学生具有创新型的企业人。传统教学不能适应新形势下的技能人才培养，翻转课堂小组合作式学习法培养中职学生善于思考、沟通和研究的能力。用企业产品让学生加工促进散发思维，创新夹具、刀具、工艺等，提升创新能力。

（4）校企合作共谋教与学，推动校本教材研究，提升数控车床编程与操作教学质量。课程改革的重点和突破口是构建以任务引领型课程为主体的专业教学课程框架，根据企业的要求动态地设置课程，不断地调整课程计划和大纲，课程内容也不再是完全固定、一成不变的，而是不断地根据客观需要和新知识、新技术及职业岗位要求予以调整和修正。引入企业进入校园共谋教与学，利用生产模式带动教与学模式改革、课程设置、校本教材开发等，如图4-4-1校企联动教与学。在校本教材中注重学生动手能力的培养，规范实训的要求，把文明生产、安全第一、质量保证、工艺严谨、动作规范贯穿教学的始终，把企业的产品融合到日常教学中，结合信息化平台开展校内工厂进行教与学，推动校本教材研究，提升数控车床编程与操作教学质量。

参考文献：

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1.1合理安排数控机床实训的时间

由于机械工程实训总学时的限制，青岛农业大学机械专业学生共实习4周。数控机床实训的内容较多，在训练时间的安排上，数控车床2天、数控铣床和加工中心2天、其他数控机床1天，这样既重点突出又全面。数控机床应用了先进的数控技术，和普通机床的实训相比，讲解的时间会多一些。一般操作讲解、黑板上指令讲解的时间约占1/2，让学生能较深刻地理解数控机床是如何加工零件的;学生操作机床加工零件的时间约占1/2，使学生有较充足的时间增强对数控机床加工零件的感性认识。总之，实训的重点虽为实践，数控机床训练的特点又决定了讲解占了约一半的时间。

1.2合理安排数控机床实训的内容和方法

在数控机床实训中，操作、编程和加工零件是主要内容。首先对照机床讲解基本的操作;然后学习数控的编程知识;最后加工出零件。编程方法的讲解，只能在黑板上讲解组成程序的指令字、程序的格式等，然后编写一个简单的程序。数控机床的坐标系是主要内容之一，机械坐标系、工件坐标系(编程坐标系)的概念，它们的作用是什么，必须结合编程才能讲清楚。数控机床是按程序自动加工零件的，刀具沿程序指令的刀路运动切削工件，刀路的位置必须使用坐标系描述。所以，首先讲清各种坐标系的概念，进而才能讲清对刀等关键的概念，才能理解为什么在编程坐标系下编写的程序可以在机床上加工出零件等问题。数控机床的实训内容应与数控机床理论课的内容相辅相成，各有侧重，通过数控机床的实训为下一步学习数控机床理论课打下良好的基础。数控机床实训应以机床操作、编程、日常保养和安全使用为基本内容，重点应放在编程和操作上。通过基本编程知识和操作的学习，学生可具备基本的编程和操作能力，为了提高学生的实训兴趣和创新意识，可以让学生自己设计一个简单的零件，自己编程，经指导教师检查无误后上机加工;或者编程加工一些有趣的零件。如:数控车床上可以加工仿真子弹、仿真酒瓶等;数控铣床上可以加工一些汉字，如“欢迎实习”等。

1.3手工编程和自动编程

数控编程分手工编程和自动编程，形状复杂的零件加工程序只能由计算机自动编程来完成。在实训内容上，应手工编程和计算机自动编程并重。手工编程是数控车床实习的基本内容，通过手工编程加工简单的小零件，是普遍采用的训练方法。但随着计算机技术的发展，CAD/CAM在机械加工中的广泛应用，计算机自动编程也应是数控机床特别是数控铣床实习必讲内容之一。由于实训时间的限制，这部分的内容较多。所以，可以精简为由实习指导教师通过一个例子演示给学生看，边演示边讲解，讲明形状复杂及包含曲面的零件或模具的加工必须用计算机自动编程的方法编程，然后加工成所需的零件或模具。自动编程是通过计算机软件完成的，常用的具有计算机编程功能的软件有:CAXA、UG、Cimatron、Pro/E等。1.4数控机床仿真软件的应用机械工程实训场地往往有限，数控机床价格较贵，配备的数控机床的种类和数量有限，平均到每一名学生的上机操作时间较少。为了解决这个矛盾，可以安排一定的时间，让学生在机房使用数控机床仿真软件练习数控机床的操作、编程和加工仿真。也可以不做统一安排，让学生课后根据自己的情况自由上机练习。数控机床实训的内容多，时间相对较少，一定要制订详细可行的实训计划，明确每天的训练任务、训练目的、训练方法和训练设备。这样学生面对从未见过的设备就不会感到茫然，教师指导学生也会有条不紊，顺利完成实训任务［5］。

2演示教学法的应用

2.1什么是演示教学法

由于机械工程实训总学时的限制，学生不可能自己动手操作每一种机床，特别是一些比较危险、贵重和精密的设备，比如高压水切割机床、三坐标测量机以及电火花线切割、电火花成型等机床。为了解决这个矛盾，基于学校的实际情况，采用了演示教学的实训方法。所谓演示教学法即指导教师讲解机床的加工原理、操作方法、编程方法，然后自己操作机床加工一个零件演示给学生看。通过演示教学的实训方法，解决了实训内容多时间少、机床有限及教师有限的矛盾，还可以给学生打下进一步学习研究的基础。

2.2以电火花线切割为例

电火花线切割属于特种加工，特种加工是利用电能、化学能、光能或声能等能量对工程材料进行加工的工艺方法。在特种加工中，加工工具(广义的刀具)、加工工件与传统的机加工不同，一般不是采用机械力加工，在实习时学生首先会想到加工工具是怎样加工工件的。所以实习指导教师在实习的开始，应首先讲明电火花线切割的加工原理。实习步骤如下:(1)指导教师启动机床，用薄钢板切割一个小五角星演示给学生看。学生发现一根很长的光滑的金属钼丝可以切割钢板时，一定会感到吃惊，想知道它的加工原理是什么。(2)在切割小五角星的过程中指导教师讲解加工的原理，举一个日常生活中简单的电火花放电的例子:我们平时开关电器或插拔插头时，会发现有时有电火花放电，严重时开关或插头的导电部位有被烧的痕迹，甚至掉渣。电火花线切割的加工原理就是利用电火花放电产生的热量使金属被烧腐蚀而起到切割的作用。讲完这个常见的现象后，再讲电火花线切割的加工原理，学生就感到易于理解了。(3)指导教师再讲解机床的操作方法。(4)简单讲解编程的方法，整个过程大约45min。

3多媒体技术在机械工程实训中的应用

随着计算机技术的飞速发展，计算机的多媒体技术和仿真技术已经应用于各行各业。机械工程实训是一种实践教学活动，但是计算机的多媒体技术和仿真技术在机械工程实训中也能发挥重要的作用。由于实训的内容不可能面面俱到，在学生实习完基本的内容后，可利用多媒体技术补充和总结，会起到良好的教学效果。

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中国分类号：TG659

Reflections on the CNC machine tool operation skill training mode

Keywords： CNC machine tool CNC technology training mode

有人说，二十一世纪机械制作业的竞争本质就属于数控技术的竞争，数控技术的重要性不言而喻。加上我国被誉为制造大国，却鲜有创新，数控技术的推广及应用，可以为国家科技创新打下坚实的基础，让我国从制造大国逐渐成为创新大国，如今工业化建设，机械化发展，都离不开数控技术，随着数控技术越来越被重视，社会对数控人才的需求更显得迫切。结合数控技术的特点，综合看待数控机床操作，以建立数控人才的知识体系及提高技能实际能力为突破点，研究数控机床操作技能的训练模式，并对其发展现状提出几点思考，希望有助于提高数控人才的综合能力，缓解数控人才缺失的现状。

一、数控技术人才层次的划分

综合分析国内数控技术人才，可以将数控人才分为三个层次，分别为“金领层”数控操作人才、“灰领层”数控操作人才与“蓝领层”数控操作人才。

（一）“金领层”数控操作人才

“金领层”数控操作人才，属于数控操作人才中的顶尖部分，也是数控操作人数中最少的一部分，为复合型数控人才。成为“金领层”数控操作人才需要具备并精通以下几个方面：数控操作、数控工艺编程、数控机床维护、综合维修机床的所有知识、数控机床机械结构设计、数控机床数控系统电气化设计、数控机床数控化改造等。以上技能及知识，都需要做到精通，一般“金领层”数控操作人才担任企业中数控机床产品开发设计主管或企业数控技术负责人。

在目前看来，众多的企业中都缺少“金领层”数控操作人才，缺少这种同时精通多种数控工艺，具有丰富知识面的复合型综合人才。

（二）“灰领层”数控操作人才

“灰领层”数控操作人才在企业数控技术岗位中，约占25%的比例。“灰领层”数控操作人才是数控操作人才的中间部分，主要负责数控机床的维护及维修工作与数控编程工作，分为数控机床维护维修人员与数控编程工艺员两大类。成为“灰领层”数控操作人才所需要具备的技能及知识结构如下：

1.数控机床维护维修人员需要掌握数控机床的工作原理，并对数控机床的结构有很深的了解；掌握机电联调知识、PLC知识、接口技术及数控系统的特点；可以进行数控机床操作、数控机床机械调试维护、数控机床电气调试维护、手工编程等；目前来说，这类人才十分的缺乏，在企业之中待遇较高，这类人才的培养，主要是通过高职院校学习基础之后在实际操作中不断积累技能经验培育而来。

2.数控编程工艺员需要掌握基本的数控加工工艺知识及基本数控机床的操作能力，可以进行日常维护和手工编程，可以使用软件进行自动编程或设计三维模型。所需要的知识较少，通过高等职业学院培训之后，基本可以具备数控编程工艺员的资格。

（三）“蓝领层”数控操作人才

“蓝领层”数控操作人是数控操作人才的基础部分，负责生产岗位上数控机床的具体操作及简单维护工作，属于企业需求量最大的数控技术人才。这类人才需要掌握机床结构的基本知识及数控操作的工艺技能，可以进行简单维护及手工编程。

二、数控人才的学历状况分析

根据目前数控技术人才学历统计分析，学历为中专及中专以下学历的数控人才占了数控人才总数的60%，大专学历占了数控人才总数的30%，仅仅这两项就占了总数的90%，可见高等职业院校在数控人才的培养方面，有着很大的优势。

三、对高等院校数控机床操作技能训练模式的几点思考和建议

从数控人才学历的分布情况中可以看出高等院校是数控人才培养的主力，如何更好的提高数控机床操作技能，建立数控人才的知识夸奖及能力结构，改变数控机床操作技能训练模式是十分有必要的也是必须的。

（一）普通机械加工操作技能的训练及改进

在目前教学中，普遍存在着实践能力较差的问题。比如在学生学习完“机械设计基础”、“工程材料与成型技术”、“机械制造技术”等专业知识课程之后，其实际操作的能力却很低，甚至有很多的学生分不清什么是铣刀、立铣刀、端铣刀等，在切削用量上更是难以准确的进行把握，甚至还有的学生不能正确测量。但数控技术要求的是精确度高，操作十分的复杂，加工的难度很大，学生学到的知识不能与实践完美的结合，缺少实践是主要的原因。

所以要在教学环节中，不仅仅是让学生学会基础的知识，还必须和实践相结合，加大对学生普通机械加工操作技能的培训，打好数控机床操作的基础技能。普通机械加工操作技能训练的内容主要包括正确操作机床、车刀角度、切削用量、外回转面零件加工、内圆柱面与圆锥面加工、综合零件加工、测量方法等训练内容。

在实际操作训练中，需要有专业教师一旁讲解并结合示范操作，提高学生的动手能力，提高训练模式的实际训练效果。

（二）数控机床操作技能的实际训练

在进行普通机床零件的加工过程中，需要对机床进行运动上的控制，运动上的控制主要包括两个方便，一个是机床运动先后的问题，一个是机场个运动部件的位移量控制。在进行零件加工的时候，开车、停车及走刀等程序都是需要操作人员进行直接操作的。

数控加工操作人员，需要通过数控机床，对加工零件的整个过程进行控制，为此操作人员必须能够熟练而正确的控制数控机床，具备普通机械加工能力、计算机编程能力、机床实际操作能力。

1.加强手工编程训练

给出课题，明确预定要求的工艺路线及加工方式，教会学生如何正确选择切削用量，学会正确的选择好工件的坐标系，并分析切入、切出点及走刀的路线；根据系统格式进行手工编程，需要熟悉系统指令代码并输入加工程序单，做好调试程序，使用施工编程模拟仿真器运行程序，综合分析程序中存在的逻辑错误或运行错误，及时进行更正。

2.加强自动编程训练

自动编程训练，需要利用系统软件，建立加工零件的系统模型。在进行自动编程训练的时候，要注意加工方法的选择，根据实际情况，选择两轴加工还是三轴加工等方式；确定好工艺参数，比如说道具结构参数、切削用量参数、加工精度参数等，争取找到最优参数；加强加工文件及工艺单的训练；做好综合零件自动编程训练。

3.加强数学型数控机床训练

加强数学型数控机床训练，主要是让学生熟悉设备，对刀具、程序运行操作的训练，可以进行数控铣床曲面加工的训练，综合分析零件加工及质量。

四、结语

数控技术对于一个国家的发展及建设有着极为重要的作用，我国近年来越来越重视数控技术人才的培养，但在数控人才培养过程中，普遍存在着理论与实践的脱节的问题，本文提出数控机床操作技能训练模式的几点思考，希望可以提高数控人才的质量，培养出更多更优秀的应用型复杂型综合型数控人才。

参考文献：

[1]张璐青.浅谈《数控编程与操作》教学改革[J].职业，2009，08：73-74.

[2]夏卫锋.数控加工与编程实践教学模式的研究[J].装备制造技术，2009，No.17103：180-182.

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一 前言

随着我国经济水平的提高，我国的机械制造业也有了很大的发展，数控加工技术一种高精度、高效率与高柔性的加工方法，能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题，只有不断挑战数控加工的关键技术、不断加强创新能力，才能够大力发展我国的数控加工技术，增强企业的竞争力。

二 数控加工技术的基本概念[1]

数控技术是指利用数字信息控制机械的工作过程的机床控制技术。数控机床是一种基于数控技术的机床，数控机床通过安装程序控制系统，从而对特定的编码程序进行处理，以实现机械制造的自动化、一体化。

数控加工是指数控机床根据编制好的数控加工程序，对机床的刀具和零件的相对运动进行控制，从而完成对工件的加工，以解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题。其中数控加工程序是根据零件的图样及工艺的要求等条件进行编制的。

数控程序指数控机床为加工零件而执行的一系列指令，该指令是由数控系统通过数控技术对加工零件的任务进行编码，并反馈给数控机床。数控编程是指在机械制造业中生成由数控机床对零件进行加工的数控程序生成过程。

数控加工技术包括零件上需要进行数控加工表面的确定；设计数控加工工艺；加工程序的编程；验收和修改加工的程序；运行加工的程序。数控加工的关键技术包括数控控机床加工的工艺及数控编程的技术两方面。数控加工技术的硬件基础是数控机床，数控编程的技术是数控加工顺利进行的重要保障。

数控加工技术的工作过程如图1所示，首先要确定需要进行数控加工的零件的表面，再根据零件的表面设计加工的图纸；根据图纸设计数控加工的工艺方法；编程加工工艺的程序；根据编程程序对零件进行数控加工。

三 我国数控加工技术的现状

我国数控加工技术广泛应用于我国的机械制造业。

（一）数控机床向多轴化和复合化发展

数控机床直接影响到加工工艺的时间，数控机床多轴化、复合化，可以以减少数控加工工序的时间，大大提高数控加工的效率。数控机床的复合化是指需要加工的零件在一台机床装夹完成后，通过转台或自动换刀旋转主轴头等措施，中间没有间断的进行多表面、多工序的复合加工。数控机床在今后的研究中应向高速、高精、高效化发展，只有高速、高精、高效化的数控机床才能适应不断发展的数控技术，才能增强企业的竞争力。

（二）数控机床的智能化

以前的数控系统只是为了加工任务的完成，并没有考虑实现数控机床的智能化。目前数控机床正向人工智能化发展。人工智能化的数控机床可以通过模拟人类的行为，从而实现数控加工的智能化。通常是在数控系统配制故障诊断系统、编程系统、刀具自动管理及补偿系统、参数自动设定系统等，通过系统的配制，可以将数控系统监测到的信息反馈到数控机床，从而实现数控机床的实时智能化模式。

（三）数控编程技术的现状

数控编程技术包括手工编程和自动编程两种。手工编程是指由人工完成的数控编程。例如简单阶梯轴的车削加工，通常可以由技术人员通过设计的图纸，编写数控加工的程序。而自动编程主要是采用CAD/CAM系统进行编程，如轮廓形状复杂的零件。编程人员根据设计的图纸，通过CAD/CAM系统，构建出加工零件的几何形状，再分析零件的设计图纸的工艺程序，最终确定加工工艺的方案、刀具及其参数、切削的用量，自动生成零件加工的程序。数控编程技术的操作是在屏幕命令驱动及菜单等交互途径下完成的，自动编程由于其本身具有直观、形象和高效等特点，所以被广泛应用于数控加工技术[2]。

（四）数控刀具的发展现状

目前很多企业还是倾向用价格比较低廉的刀具，而低廉的刀具往往不能有效的提高生产效率。很多企业配备有比较先进的数控机床，但是却没有配备相应的刀具，这样虽然省了小钱，却不能使数控机床的效率得到有效提高。所以企业应该引进先进的装备和技术，生产一些比较高效的刀具，并将刀具广泛应用于制造业，才能提高数控加工的效率。

四 数控加工技术存在的问题

目前还有很多因素制约着数控加工技术的发展，比如设计的图纸是否合理、数控机床的精度及其性能、加工的参数、加工工艺的步骤、刀具的选择、刀具运动的轨迹等。每一种因素控制不好，都会影响数控加工技术的顺利进行。影响数控加工技术的关键因素包括数控编程的技术、机床的操作以及机床的应用等。

（一）数控编程的技术不到位

数控加工技术是根据数控的编程程序对零件进行数控加工。数控编程的程序决定了数控机床的效率，数控编程技术的高低决定着数控加工是否能够高效进行。目前很多数控编程的工程师不熟悉数控机床的构造，不熟悉数控机床的内部结构，编程的程序不支持机床的高效运转。很多数控编程程序的可靠性不高，需要花费大量时间调试数控机床；数控编程的程序不合理，导致数控机床经常发生走空刀的情况。数控编程的技术不到位直接影响到数控加工技术的效率。

（二）数控加工技术的创新能力不足

目前很多企业没有建立健全有效的数控加工创新机制，很多企业只能依赖国外的技术，企业缺乏创新意识，就算引进先进的数控加工技术，消化吸收能力也比较弱，不能对引进的技术进行举一反三，创新适合自己企业的数控加工技术。很多企业不能形成一个创新的环境，企业之间也没有技术的竞争环境。这就导致了企业数控加工技术滞后，从而影响了企业的高效生产。

（三）数控机床的操作不当

数控加工技术的硬件基础是数控机床，数控机床的发展直接影响到数控加工技术的发展。目前很多企业的数控机床在操作上还是不够规范，机床也没有及时的保养，这就降低了机床的精度。很多企业不能定期检测维修数控机床及其相关的设备，对数控相关的设备的加工任务不明确，零件粗加工与细加工的设备混用经常发生。零件粗加工会对设备造成很大的精度损害，如果将细加工的设备误用成粗加工的设备，就会影响到零件细加工设备的精度，导致零件的细加工受到影响，而且混用设备还会降低设备的寿命，给企业带来经济损失。

五 提高数控加工技术的对策

我国的数控加工技术在数控机床的配置、创新能力、数控编程还存在很大的缺陷，提高数控加工技术的关键就是提高企业的创新能力，配置相当的数控机床、编程可靠的数控程序等。

（一）科学操作数控机床

企业应定期检测、维修数控设备，对数控相关设备的精度做好记录，将精度比较差、使用年限比较长的设备定为零件粗加工的设备，而精加工设备则应选用那些精度比较好、新购买的设备[3]。在进行零件的粗、细加工时应该按照零件需要的精度要求选用合适的设备。只有选用合适的机床设备，才能保证数控加工的高效进行。

（二）企业应培养数控加工技术人员

企业如果没有技术过关的数控人员，数控加工技术不可能真正发展。数控编程需要计算机软件的专业人员，企业只有吸纳相关的专业人员，才能编程出可靠的数控程序，进而提高数控加工的有效进行。除此之外，企业的领导应该加强对数控机床操作者的培训，只有科学操作数控机床，才能保证生产效率的有效的提高，也才能延长机床的使用寿命，为企业降低不必要的经济损失。企业应加强数控技术人员创新能力的培养，可以将数控技术人员到国外学习先进的数控技术，学以致用，研究出适合企业的数控加工技术。

（三）编制可靠的数控程序

数控编程的程序决定了数控机床的效率，数控编程技术的高低决定着数控加工是否能够高效进行。可靠的数控编程程序应该能保证零件加工的步骤、加工持续的时间、以及加工的质量。编程时为了提高数控加工的效率，可以同时执行编程的指令。例如将机床主轴的启动、定位、移动编程指令同时执行；将刀具的准备、切削指令同时编码执行，这样就把重合。这样就把非切削时间、次数减少了。技术人员应该及时检查编好的程序，并将编好的程序调试运行，以发现程序的问题并及时进行改正。自动编程比手工编程的出错率低，所以尽量使用自动编程来编程数控的程序。技术人员应该根据零件加工的工序，编程不同的子程序。加工工序的子程序有利于零件加工的顺利进行，也可以及时发现零件加工时程序的不足，可以及时改正。

（四）选择合适的切削刀具

选择合适的切削刀具是提高数控加工效率的前提条件。只有性能稳定、切削力强、能够承受高速切削的刀具才能适应数控大功率、高速的数控机床。所以企业在选择刀具时不要因为价格低廉就盲目选择，如果加工条件允许，可以考虑硬质合金刀具。企业如果有条件的，可以选择性能比较好的、耐磨的、比较耐用的刀具，如立方氮化的刀具、涂层刀具、陶瓷刀片等[4]。球头刀具在使用时由于其端部切削速度达到零，但是为了达到零件加工的精度，球头刀具在切削时会取很密的行距，所以球头刀具的效率是比较低的，建议慎用。平头刀具的切削效率比球头刀具好，可以考虑使用。平头刀如果能保证不切过头，可以应用于曲面的粗、细加工。在选择刀具时，应该结合数控加工工序的设计，选择合适的刀具，才能保证数控加工的高效进行。数控加工的技术人员可以根据零件加工的程序的编程、零件工序的进行生产符合企业的刀具，这样的刀具就会更加有针对性。比如三维槽型刀具、数控刀片等的研发就是顺应企业的需求而产生的，企业的数控加工技术就得到了很大的发展。

六 结语

数控加工技术能够解决机械制造业中精密、复杂、小批多变零件的加工问题，是一种高精度、高效率与高柔性的加工方法。只有培养专业的数控加工技术人员、科学的操作数控机床、编制可靠的数控程序，才能大力发展我国的数控加工技术，增强企业的竞争力。

[参考文献]

[1]刘祖其.数控系统及发展趋势[J].制造业自动化，2009，31（12）：37―39

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技工院校要在职业教育大潮生存与发展，迫切需要在专业和课程等各方面积极推动改革。笔者以数控机床操作实训课程为例，谈谈有关推动教学改革的实践经验。

一、数控机床操作实训课程改革的关键问题与特点

数控机床操作实训是机械制造专业的一门必修课程，是机械制造专业学生必须要掌握的技能。通过数控机床操作实训，让学生亲身体验到机械产品是如何从毛坯制作加工成零件，最后把零件加工成产品。同时，通过数控机床操作实训，更有助于理论知识具体化和形象化。

1.数控机床操作实训课程的特点

通过数控机床操作实训课程教学，有助于提高学生的创造能力，分析问题与解决问题的能力，从而全面提高学生素质。数控机床操作实训有助于提高学生动手能力，培养企业生产需要的技术人员，为此，数控机床操作实训课程教学要以企业需求为原则，着力提高学生核心职业技能。数控机床操作实训课程不仅要提高学生的职业技能，更应该着力培养学生的职业道德与职业理想，从而提高学生的综合素质，使学生能够更好地服务企业和社会。

2.数控机床操作实训课程改革的关键问题

提高数控机床操作实训课程教学质量的关键问题在于时间充足、内容实用、人员配置合理、考核方法科学有效、实训教学与生产过程紧密相连，这些也是数控机床操作实训课程改革要着重解决的问题。

3.传统数控机床操作实训课程教学方式与特点

传统数控机床操作实训课程教学的过程为：首先教师要讲解理论，然后让学生现场操作、教师在现场辅导，最后对数控机床操作实训进行考核与综合测评。传统数控机床操作实训教学更多体现为理论课程延续，其特点表现为操作内容过于简单，导致学生对实训兴趣性不高，实训效果不理想。正是基于这些因素，非常有必要推进数控机床操作实训课程改革。

二、数控机床操作实训课程改革思路与内容

1.数控机床操作实训课程改革思路

这种改革思路是在保留传统数控机床操作实训教学优点的基础上加大对实训内容的开发，加大对数控机床操作实训课程教学内容和教学方式改革，拓展数控机床操作实训课程的实训内容，使实训教学方式多样化，不断提高实训效果。数控机床操作实训课程改革最终要实现操作企业化、实训标准专业化、实训项目产品化、实训内容多样化。

2.数控机床操作实训课程改革内容

数控机床操作实训项目控制标准：工具、量具与设备维护参照企业标准，设备的安置要符合企业标准。操作环境及方式可以参照国家职业技能鉴定的训练内容和考核标准制定实训内容。为了使数控机床操作实训内容多样化，可以从增加项目加工工序的种类、增加设备工具的使用内容入手。

3.数控机床操作实训课程改革定位

数控机床操作实训课程改革定位为数控铣、加工中心机床使用，数控电加工机床应用，CAD/CAM应用。

4.数控机床操作实训课程改革教学内容选择

数控机床操作实训课程着重选择的学习领域包括数控铣床操作、凸模零件加工工艺分析与编程加工、凹模零件加工工艺分析与编程加工、模具零件孔加工、模具零件中非圆二次曲线加工、数控电火线切割机床操作加工、数控电火花脉冲机床操作加工等。

5.数控机床操作实训课程改革教学实施技术要求

课程改革教学实施技术要求包括设备使用、手工操作、具量使用以及技术测量等方面，设备使用要求规范、操作流程正确，手工操作方法要求规范、零件程序编写正确、零件公差尺寸控制合格，具量使用方法正确，技术测量数据准确、误差控制在合理范围。

6.实训课程改革教学效果

数控机床操作实训课程改革着重于教学内容和教学方式，能够有效提升技校生实训技能和实训兴趣，培养学生独立思考与解决问题的能力，使学生养成吃苦耐劳的精神，形成安全第一、质量第一和文明生产的良好习惯，为后续专业学习奠定良好的基础。

三、改革方向

拓展实训项目，使实训内容多样化，多利用现代化教学手段与教学模式，让学生了解现代机械加工发展方向，多让学生了解到现代机械加工方法与操作要领。

参考文献：

[1]郑颂波.中职数控车工操作实训教学改革的思考[J].中小企业管理与科技,2014(1).

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中高职衔接教育是构建现代职业教育体系的主要形式，数控技术专业在中职学校、高职院校中开设率很高，中职数控技术毕业生可以通过技能高考、高职单招、“3＋2”多种形式进入高职院校升造学习，提升专业技能。在岗位调查及其典型工作任务分析的基础上，对数控技术专业中高职课程、课程体系、核心课程内容等方面做一体化设计，以期达到中高职人才培养的协调发展。

1中高职数控技术专业课程体系

1．1总体设计

中、高职衔接关键是课程体系的衔接，它是实现中高职职业教育协调发展的核心。中高职课程设置面向工作岗位，来源于典型岗位工作任务分析。中等职业、高等职业教育目标相同，都是为社会各行各业培养需要的技能型人才。中等职业偏重于操作技能岗位人才培养，高等职业教育偏重于技术技能型人才培养，两者在人才能力培养呈递进式。因此制定中高等职业人才培养方案，关键是设置与行业企业对人才能力需求层次相适应、体现能力递进的衔接课程。中高职课程体系的衔接主要是基础知识学习领域课程衔接、专业学习领域的课程衔接、专业核心课程衔接、专业拓展领域的课程衔接、职业素养课程衔接、实训体系、教学方法及教学考核衔接等方面。本着知识能力螺旋上升的学习规律，中高职各课程模块应面向工作岗位构建衔接课程体系，其核心课程的衔接必然是课程体系衔接的核心。

1．2核心课程设置

中高职数控技术专业课程体系是基于专业调研，典型工作任务分析，行业企业核心岗位工作能力及企业任职资格要求构建，中高职分别确定核心能力与核心课程。数控机床已在机械加工制造企业广泛使用，设备数控率达37％，制造企业数控机床通常有不同类型、档次的数控机床，其中中低档数控车床、数控铣床、加工中心机床使用数量大，高档数控机床较少。数控机床加工是产品质量的重要保证，在产品加工制造中是关键工序。数控设备的正常生产需要具有相应的专业技术技能的人才，企业中有不同能力层次需求，需要面向数控机床的现场操作员、数控加工技术的工艺技术员、数控机床的维护维修技术员。操作工岗位能操作数控机床及机床日常维护，具备图纸工艺识读能力，简单几何形状加工程序编制及零件加工质量控制能力，具备数控机床结构知识；数控工艺技术员岗位除具备操作岗位能力之外，还要有产品零件加工工艺编制能力，三维空间曲面编程与加工能力；数控设备维护维修岗位需要懂得数控机床操作，更需要熟知数控机床的机械及电气控制结构，会运用数控技术知识，维护数控机床及数控机床故障诊断修复。这三类岗位就是机械制造企业的核心岗位。数控机床的操作岗位典型工作任务有零件图图纸、工艺文件识读、加工前准备、加工操作数控机床、调整加工工艺参数、控制产品加工质量；数控工艺技术员、数控设备维修技术员在工作中分别有零件图纸分析、工艺方案设计及工艺拟定、工装夹具设计、3D零件造型设计及工艺规划、自动编程、操作数控机床调试程序、产品质量分析与控制方案，数控机床故障诊断与维修，机床机械、电器装调、精度检验与恢复等。核心岗位工作任务转化成学习领域的情境学习课程，中职将数控机床操作加工能力的培养确定为核心能力，高职将数控工艺技术员、数控设备维修技术员所需能力确定为高职教育培养的核心能力。中职核心能力与高职确定的核心能力紧密相连，中高职分别设置《数控加工操作与编程》、《CAD／CAM软件应用》与《数控加工及夹具设计》、《3D造型与多轴加工》、《数控机床装调》、《数控机床故障诊断与维修》为核心课程。

2核心课程衔接设计

2．1核心课程教学标准

课程标准是体现学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求，是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是教学管理和评价课程的基础。标准提出课程的性质、目标、内容框架，提出教学建议和评价建议，并提出了指导性的教学原则和评价建议、教学重点、难点、时间分配等具体内容，合理科学规划课程及教学内容，实现中高职教学无缝衔接。《数控加工操作与编程》、《CAD／CAM软件应用》为中职核心课程；《数控加工及夹具设计》、《3D造型与多轴加工》、《数控机床装调》、《数控机床故障诊断与维修》为高职核心课程，按照企业岗位目标和职业能力要求，逐步提高要求，中职阶段注重基础素质教育，高职阶段注重学生知识、技能和职业素养全面培养，提高学生可持续发展能力。中高职核心课程教学以国家职业标准（中、高级）规定的知识和技能要求为基本目标，将数控编程与加工的相关理论知识与加工操作融为一体。以学生为主体，以操作为重点，注重学生自主学习和关键能力（方法能力和社会）的培养。中职阶段更注重基础训练，高职阶段，注重知识面的扩展与提升，教学重点上，中职以熟练操作数控机床，手动编程加工2D几何形状零件，知道数控机床的基本原理与维护。高职阶段，确立复杂手工编程及3D曲面零件，熟练掌握数控机床结构与维护，能诊断数控机床故障并修复，以过渡巩固与提升衔接。核心课程教学评价注重考查学生能力，中高职考核方式相同，实际操作考核与理论考核相结合，中职考核，实操比重70％，理论30％，高职考核均占50％；兼顾平时学习过程与学习态度考核。

2．2核心课程内容衔接设计

按照企业岗位目标和职业能力要求，中高职核心课程内容都是面向专业岗位，避免中、高职课程内容的简单重复，逐步拓宽和加深课程内容，螺旋上升，实现课程内容的衔接。中高职两阶段在知识技能教学的重点、难点要合理安排，以适应学生渐进性学习和终身学习的需要。中高职数控技术专业在技能人才培养上有共性，但培养能力层次不同，掌握专业技能与知识深度、广度不同。数控加工与编程能力的培养，中职阶段能实现手工编程，操作数控机床实现零件加工，设置数控机床基本操作、零件图纸工艺识读、简单轴内外车削加工、螺纹加工、槽类加工、2D内外轮廓铣削加工、对称、旋转几何形状编程与加工、数控机床基本原理与维护等学习情境；高职阶段数控加工与编程，手工编程加工为基础，能运用CAM软件实现复杂零件的自动编程，操作复杂数控机床加工零件，设置加工工艺及夹具、复杂轴内外轮廓车削加工、特殊螺纹车削加工、端面槽加工、非圆弧2D轮廓加工、3D曲面加工、车铣复合加工、数控机床结构装调维修维护等学习情境。在教学上，中职注重数控加工与编程的基本指令应用与经济型机床的操作，高职注重提升，学习高级数控加工与编程，中高职在学习内容上实现课程内容衔接的连续性、逻辑性和整合性。核心课程教学情境在内容选取时需一体化设计。（1）知识由简单到复杂，技能从低到高递进培养充分做好岗位典型工作任务调研，行业企业岗位任职资格中高职技能分界点，构建中职和高职学习情境内容。企业行业一线现场数控机床操作岗位需具备中职职业能力及数控类中级职业资格证书，数控工艺技术员，班组工段施工员要求编制数控加工工艺及现场程序调试，熟知数控机床结构与性能及数控类高级资格证书。中职阶段偏重基础知识、基础技能的学习，高职注重技术应用，面向行业企业高端岗位能力需求。知识与能力按简单2轴数控到3轴的数控机床操作学习，简单基本加工指令到复合加工编程指令学习，2D软件自动编程到3D自动编程，识读零件图纸工艺到零件图分析到工艺方案制定的螺旋上升培养。中高职在相同课程中，重构知识体系，由浅入深，先易后难，全面安排课程内容。（2）优化学材结构，提高教学效率学材就是实施教学的载体，学材的选取是依据人的认知规律由简单到复杂、由单一到综合、由浅入深原则而定。学材结构是将学习材料符合学习者心理，科学呈现给学习者的序化，是具体教学的进程组织形式。中高职课程基于工作过程将知识技能训练以情景模式形成专业知识技能学习材料，依据知识技能从低到高的提升顺序优化数控技术专业核心课程内容结构。中职阶段以专业基础知识与能力，选取数控机床操作、数控加工基本指令、简单零件加工、特征零件等情境，达到国家四级职业资格证书能力要求；高职教育进一步深化学习，学习任务情景依据岗位要求及行业企业需求，选取多轴加工中心机床操作、宏程序编程加工、复合循环指令加工、3D曲面造型与加工编程等情境，达到国家三级职业资格证书能力要求。一体化设计选取教学内容，优化中高职教材结构，避免教学内容的重复，可以提高教学效率。（3）突出核心能力培养，共编核心课程教材针对企业行业核心工作岗位所需核心工作能力，精心组织企业专家与相关教师共同编写教材。中高职数控技术专业面向数控机床操作、数控工艺技术员、数控设备维修维护技术员等核心岗位，要针对中高职两阶段的特点，优化学材结构，共同编写《数控机床操作加工与编程》、《数控加工工艺及夹具》、《数控机床装调与维修》教材的中高职版，固化中高职教学内容，协调数控技术专业的发展，真正起到促进中高职课程衔接和提高教学质量的作用。

3核心课程教学设计

中高职专业技术技能教学有着共同的特点，就是教授数控技术知识与技能，是职业教学，不是单纯的理论教学，也不是单纯的实践教学，需要新的教学模式，教学是一种师生共同的有目的、有组织的活动，教学活动的目的是使学生掌握知识技能，具备自我学习的能力，符合职业教育的，形成相对稳定的教学结构就是职业教学模式，如基于工作过程的理实一体化、行动导向、项目任务等。中高职核心课程是培养核心能力的重要学习材料，精心做好教学组织设计是达成教学目标的保障。中高职以就业为导向，本着理论知识够用为原则，重点培养学生实际操作动手及技术应用能力，理实一体化教学模式能较好融理论与实践操作训练于一体，是一种效率高的教学模式。理实一体化教学的核心是以学生的学习活动为中心，教师与学生角色化，教师即师傅，学生即徒弟；学习环境情境化，数控机床搬进教室，教室即车间；学习内容项目任务化，以数控技术专业课程知识点、技能点为中心，设计成产品加工项目，完成项目分解成子任务，如零件图分析拟定工艺方案、编写工艺、刀具、夹具、量具、机床等加工前准备、程序编写调试、操作机床零件加工、零件测量等子任务，加工工艺理论、工件装夹定位理论、金属切削理论、测量理论等知识依据任务完成需要，确定知识内容，在实践中运用学习，在实践中归纳知识点，理论实践相互印证；能力培养工作过程化，即实践理论再实践过程，各项目任务按程序完成，符合教育教学过程的模拟生产实际，教师在过程中指导、分配、检查、督促实施、解答疑惑、总结任务知识技能学习；学习效果评价个体化，学生自我评价、相互评价、教师评价等多种评价结合，学习效果现场评价，教师与学生面对面评价，及时总结；学时安排集中化，任务的完成是一个连续过程，通常按4或8学时为单位设计学习任务，较好保证教学效果。中高职在教学模式上有着共同的结构，不同在于学习知识技能层次，因此，学习内容的设计应区别对待。中职面向初中毕业学生，专业起始能力低，任务设计简单难度低，以基础知识能力为主；高职面向的是有着专业能力较高的中职毕业生，任务设计复杂些且难度要高些，以提升专业知识能力为主。为作好中高职课程的衔接设计，必须加强中高职学校之间的教学交流，进行科学的统筹规划。

4核心课程考核与评价

中高职数控技术专业教育重点在数控技术知识及技能的掌握，既要评价数控技术必需够用的理论知识掌握程度，又要评价数控机床操作技能及技术应用能力。中高职在学业评价上具有相同的评价目标，构建共同的评价体系，有助于中高职衔接的协调发展，共建构建学习过程评价体系、专业理论知识评价体系，职业技术技能评价体系，技能测试结合必要知识测试，还需要参考学习过程的综合评价，才能更好更全面评价学业状况，以利于衔接。

参考文献：

［1］顾明远，石中英．国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）解读［M］．北京：北京师范大学出版社，2010．

［2］高淼，范有雄．数控技术专业中高职课程衔接研究［J］．机械职业教育，2015（11）．

［3］曾仙乐．实现中高职教育衔接的设想［J］．中国职业技术教育，2010（16）．

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一、引言

近年来，我国高校开始扩招，数控机床专业学生数量也在增加。在这样的情况下，高校必须加大对数控设备方面的资金投入，从根本上满足大学生学校与实践的需求。本文从了解数控仿真软件概念入手，探讨数控仿真软件在实践教学中的应用，并针对常见问题提出有效解决对策。

二、数控仿真软件概述

数控仿真软件，即在实现计算机编程与科学建模的基础上，以动态的方式，将加工全过程演示出来，主要进行二维和三维图形呈现[1]。通过这样的方式，转变了传统式的数控机床教学模式，那些之前必须在专业实验室和专门工厂当中进行教学的演示功能，如今可以在虚拟的软件环境中实现，数控教学的灵活性和便利性更强。数控仿真系统的应用优势显著，主要特点如下：仿真功能强而全面，刀具库体系丰富而完善，图形与普通数据接口质量好；对配置的要求不高，仅需仿真软件与普通微机，且能实现自身和多种网络操作系统的结合；需要的资金和原材料少，占地空间小，可避免资源浪费；通过网络交流平台促进师生之间的交流与互动。

三、数控仿真软件在数控机床教学中的实践应用

第一，虚拟机床仿真软件。在数控机床教学中，虚拟机床仿真软件是以计算机为载体模拟加工全过程的。其特点如下：第一，无论在界面风格，还是在结构方面，虚拟仿真数控机床与真实机床均存在差异性。第二，仿真机床操作流程如下：首先进行毛坯定义，然后进行工件装夹和压板安装，再次进行基准对刀和安装刀具，最后进行机床手动操作[2]。第三，进行完整性地碰撞检测。主要包括手动的和自动的，即刀柄、夹具、刀具、压板、刀具，行程越界，以及主轴不转时相关相关设备的碰撞。在检测过程中，如果出现错误，就会产生报警提示，降低操作失误率。第四，数据接口经过了优化，用户不但可以在真实的环境条件下进行虚拟机床操作，而且可以了解多种运行参数，将别的CAD/CAM软件应用到加工过程中。考试系统完善而灵活，不仅具备远程操作功能，还具备智能化数据保存、评分与查询等功能，实现考评的智能化。由于当前高校开设增设多种数控教学课程，实际参与到数控机床实习当中的学生越来越多，且数控机床价格开始上升，精密性要求越来越高。因此将数控仿真软件应用到实践教学当中，进行数控机床编程优化，加强实践操作培训，能有效地解决相关矛盾与问题。这样不但能够防止操作失误，损坏机床设备，而且操作者还能在仿真机床的操作中获取真实感受，处理了数控机床设备不足的问题，赋予学生更多的实践操作机会。第二，CAD/CAM一体化软件。在数控机床教学中，CAD/CAM一体化软件特点如下：可呈现出直观性的几何造型，进行复杂零件的优化设计；粗加工技术先进化和智能化，加工方式多样而灵活；具备较强的刀具路径校验功能。针对刚刚学习数控机床加工知识的学生来说，通过应用CAD/CAM一体化软件进行教学，可以及时建立零件模型，进而快速地生成数字代码，降低手工编程的繁琐性。在这么直观的模型教学模式下，能激发起学生参与数控机床加工和设计的积极性与兴趣，但也存在不足之处，即容易与实际加工脱节。该编程模式是否和真实机床相兼容，相关参数设置的是否精准，是无法在软件中观察到的。装夹等核心步骤也难以在软件中体现。因此，CAD/CAM一体化软件仿真，还未进入到真实的加工过程。且编程属于基本功能，一味地跳开编程，无法促进学生对理论知识的认识。针对金工实习教学来说，往往注重培养学生的独立操作能力，且以现场理论性教学为辅，旨在促使学生对数控机床加工有基本的认知。但针对职业培训来说，往往以受训者切实掌握技术为准。通过对比可知，金工实习教学会受到时间与课程方面的影响。通过进行仿真软件课堂教学，学生只能对CAD/CAM软件有一个大概的了解，而要想完全掌握和应用CAD/CAM软件，必须积累加工经验，花费较长的时间。因此，针对那些具有编程基础的学生教学，往往采用CAD/CAM一体化软件。

四、数控仿真软件实践应用中的主要问题及解决对策

在数控机床教学中应用数控仿真软件，给教师的“教”和学生的“学”带来了便利，但其仅仅属于一种加工模拟软件，与真实加工过程相比存有差别，不能代替学生在实践加工操作中的知识与技能积累。因此，在实践教学当中，单纯依靠数控仿真软件是不可行的，学生无法真正掌握实践操作技能。要想解决这一问题，可从以下两方面入手：一方面，高校要结合教学实践情况，科学安排和设计课程教学进度。在学生学习数控仿真软件课程知识之前，为他们安排到工厂中实习，让学生在实习过程中获取对不同数控加工方法的感性认知。此外，在加强数控仿真软件训练之前，应先进行数控机床课程教学和数控加工工艺课程教学。这样的话，学生就能在掌握不同机床实践操作、加工、切削用量计算方法的基础上，更加透彻地掌握数控仿真的全过程，实现数控仿真与真实加工的有效结合。另一方面，要科学合理地穿插与安排学生，参与到真实的数控机床训练当中。这样不仅能够防止学生对仿真软件过于依赖，还能真正培养学生的机床实际操作技能。要想实现这一点，应提升高校的教学管理水平。

五、结束语

综上所述，在高校数控机床教学中，应用数控仿真软件，已经成为常见方法。要想切实地优化数控机床教学效果，教师应当从软件应用方法与教学内容等方面入手，充分发挥不同类型的数控仿真软件的应用作用。

参考文献：

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2数控加工虚拟仿真在实训中的应用

基于虚拟仿真技术的数控加工实训教学方法改变了以往仅在数控机床前对学生进行教学的单一形式，通过加入虚拟仿真技术可以让学生通过仿真软件和三维模型深化对数控机床的学习，并让学生从多角度、全方位对数控机床的构造及各组成结构进行认识和学习。此外，在工件加工前学生可以对数控机床的整个操作和加工过程进行仿真和模拟。在学生对数控机床知识有一定了解后，向学生演示对刀及简单的操作加工。学生对数控机床及数控加工过程有一定认识之后，学生就可通过数控虚拟仿真软件学习和练习数控机床的开关机、换刀、对刀、工件旋转、简单的工件加工等操作过程，同时可以学习操作面板上各个功能键和输入键的用法和作用，在学习过程中。如若学生操作错误或是虚拟机床停止运行，学生可以随时返回操作或是重启软件，减少了实际中因误操作引起的设备损坏和人员伤亡。在学生熟练数控加工的操作流程后，让学生学习数控机床的加工原理及数控编程方法。数控编程的学习之所以放在学生熟悉数控机床之后，是因为这样学生更容易学习数控编程的逻辑思维、程序代码意义及各段编程的作用。在学习编程的过程中将工件加工的工艺分析和路径分析贯穿其中，让学生通过实例形象地学习数控编程。为了检验编程是否正确、合理，学生可以将所编程序输入数控虚拟仿真软件，通过仿真软件对工件加工时的走刀路径和加工后的效果进行模拟分析，从而检验编写的程序是否准确、合理。最后，在学生对数控机床的操作过程、程序的编写方法、工件加工的工艺分析等知识充分学习后，指导学生独立上机操作，将前期所学的知识点在真实数控机床环境下进行演练。通过这种数控机床与数控虚拟仿真软件的交互学习，增强学生对数控加工流程的认识，调动学生学习数控加工的积极性，让学生有充足的时间和机会，通过多种途径深入学习数控加工技术。

3数控加工虚拟仿真在实训中应用的优势

3.1增强了学生数控加工实训效果，提高了学生动手操作能力数控加工虚拟仿真运用到实训教学中可以实现对数控机床的各个部件及辅助工具进行立体演示，摆脱了传统教学中通过平面图或是观察数控设备外观进行想象。同时，数控加工虚拟仿真软件可以模拟出现实环境中数控操作和工件加工过程，能够对输入的数控程序进行识别和检验，其操作面板、运行系统等都可以按实际需求进行修改，学生像在真实环境下进行各项功能操作，给初学者提供大量的练习操作时间，为后续的上机实训奠定了扎实的基础，有效提高学生的数控加工操作能力。3.2提高了数控机床的有效利用率，降低了实训耗材的浪费各高校在开设数控加工课程时，由于数控设备数量及数控教学老师人员数量有限，数控加工教学模式一般是数十位学生集中在一台数控设备周围学习。由于开设数控加工的课时是固定的，所以在学习数控操作过程中，每个学生的实际上机操作时间较少、操作能力难以得到快速提高。将数控加工虚拟仿真运用到实训教学中可以让学生在数控加工虚拟仿真实验室内学习基本的数控机床操作知识，反复锻炼学生的数控操作能力，在学生具备数控操作能力后再分批次、分阶段进行真实环境下的上机操作，最大程度实现数控机床的利用效率，同时减少学生在初学过程中对加工耗材不合理使用，降低了实训过程中耗材浪费。3.3增强了学生实训安全性、降低了数控机床故障发生率数控加工虚拟仿真运用到实训教学中，合理地将学生的初学操作过程放到虚拟环境下，减少学生在实际初学过程中因误操作造成的人员伤害及机床损坏，在提高学生学习效率的同时增强了学生实训的安全性。同时，由于数控程序调试过程是在虚拟环境下先行完成，所以在后期上机过程中缩短了程序调试时间，降低了数控设备的消耗，在加工一些复杂零件时，有效降低了程序出错的可能性，减少刀具损害及工件破坏的几率，从而降低数控机床发生故障的概率。3.4拓宽了学生专业知识面、提高了学生创新能力虚拟制造和智能加工已经成为制造业发展的目标和方向，虚拟仿真技术在数控加工实训教学中的应用可以让学生认识到智能加工在行业应用中的前景，促进学生对未来就业方向的正确把握。同时，数控虚拟仿真软件给学生提供了一个生动、逼真的数控操作学习环境，让学生成为虚拟环境的参与者，变被动的传授为主动的交互学习，无形中培养了学生在智能加工行业的创新意识，提高了学生的创新能力。

4结语

将数控加工虚拟仿真运用到实训中是对实训教学方法的探索与改进，它通过合理地安排数控加工教学内容和授课方式来提高学生对数控加工的学习效果，为学生提供了足够的学习时间和操作空间，从而有效提升了学生的创新思维和创新意识，为学生的动手能力和创新能力培养营造了良好的学习氛围。这种探索与改进对数控加工实训教学效果和质量提升有很大的促进作用，对“新工科”背景下培养高技术综合性人才具有重要意义。

【参考文献】

[1]王吉林.数控机床虚拟仿真软件的设计与实现[J].煤炭技术,2010,29(05):28-30.

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[3]刘振东,李晓东,马建民,曲本全.虚拟仿真技术在工程训练中的应用[J].实验室研究与探索,2017,36(03):160-163.

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中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0375-01

在二十一世纪的今天，我国制造产业的发展也是日新月异，数控技术目前已经得到了广泛的应用，可编程控制器在数控技术中起到了关键性的作用。在数控机床的多个方面都得到了引用，对于数控机床的正常运转起到了决定性的作用。下面我们就一起来具体的探讨一下PLC在数控机床中的应用。

1 PLC的概述

PLC的全称为可编程控制器，是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用一种可编程程序的存储器，在其内部存储执行逻辑算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式、模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备和生产过程。可编程控制器及其有关设备的设计原则是它应该易与工业控制联成一个整体且具有扩充功能。PLC产品能直接在工业环境中应用，对环境的适应能力强。PLC体积小、功能强、速度快，可靠性高，又具有较大的灵活性和扩展性。PLC还有一个重要特性是它具有在线修改功能。

2 PLC在数控机床中的应用

2.1 信息交换方面的应用

PLC在数控机床中一项重要的应用就是信息之间的传递和交换的应用。主要是机床与CNC以及PLC之间发生的信息的交换，这项应用对于数控机床的正常运转来说有着重要的意义。下面我们就具体来介绍一下PLC的信息交换功能。

首先是机床侧至PLC。机床外侧的I/O单元接口可以将开关量信号有效的输入到PLC中，在此过程当中，PLC 编程者能够对于机床传出的基本上所有的信号所表达的内容以及所配置的输入地址进行自由的定义。因此数控机床中配置的信息等可以进行自由的修改。 然后下一步是从PLC到机床的传递。由PLC通过输出的接口向机床传递出的信息的内容和地址等也可以进行自行的定义。接着是由CNC到PLC。CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信号含义和地址均由CNC 厂家确定，PLC编程者只可使用不可改变和增删。最后一部分是PLC至CNC：PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC 厂家确定，PLC 编程者只可使用，不可改变和增删。

2.2 数控机床中的某些控制功能

在数控机床中，PLC就相当于数控机床的大脑，对于各个部分有着控制的职能。这些控制功能能够帮助数控机床在运转当中更为的顺畅和稳定。

首先就是对操作面板的控制。数控机床的操作面板主要由两部分组成，一个就是系统操作面板，另一个是机床操作面板。系统操作面板是将信号传递到CNC，之后再由CNC传递到PLC，从而来对于系统进行控制。机床操作面板是不需要其它的媒介，直接通过PLC来对机床进行操作上的控制，来确保其正常的运转。

还有就是对于信号的控制。对于信号的控制主要有两个方面，一个是对于输入信号的控制，另一个是对于输出信号的控制。首先机床输入的信号要经过PLC进行逻辑运算，输入的信号种类是多样化的，其中很多是用来检测机床运行的信号。在信号得到处理之后就是由PLC进行输出，这些输出的信号经控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。

另外还有就是在功能上的控制。数控机床在实际的运转当中系统会针对工作的内容而给机床发出一些相应的指令，这些指令首先会传递到PLC，通过PLC的指令翻译，然后将信息传导出去，数控机床才能够根据相应指令来进行相应的工作。从而实现在功能上面的控制。

3 PLC在数控机床中的未来发展趋势

时代在不断的发展，那么PLC在数控机床中的应用也会随着不断的发展。在未来的发展中，PLC的方向大致有四个。首先就是人机界面方面将会更为的人性化和便利化，然后就是网络信息功能将会更为的全面，接着就是操作功能更为的多样化，最后一点就是自身的更新换代上周期大大缩短。

4 结语

数控机床有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要。PLC为数控机床达到这些目标而做出了卓越的贡献。在当今的制造产业中，PLC俨然成为了数控机床中不可或缺的组成部分，只有在实践中不断的摸索和前进，才能够使得PLC和数控机床之间更好的融合，从而更好的推进企业的现代化的发展和进步。

参考文献

[1] 边晓红；郭兵；；PLC在数控系统中的应用[J]；山东冶金；2006年01期.

[2] 蔡建刚；蒙斌；；基于PLC的车床数控系统的开发与设计[J]；机械研究与应用；2006年06期.