时间:2023-11-06 10:00:40
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一个完整的程序基本由程序名、程序内容、程序结束组成。
1实习内容及设备
数控车床实习是在学生操作过3天普通车床的基础上进行实习的,其实习内容主要有:正确开机、面板操作、试切对刀、简单指令、自动切削。设备为沈阳机床集团生产的CAK3665数控车床,控制系统为广州数控设备有限公司生产的GSK980TDb车床数控系统。
2数控车床实习现状及存在的问题
2.1实习兴趣不高
数控车床实习作为金工实习中车工实习的一部分,时间短,内容多,学生以前从没接触过数控设备,操作起来比普通设备难度大,另外在参加金工实习的所有专业中只有机械设计制造及自动化专业有《数控技术》后续课程,因此,学生学习兴趣不高,处于被动学习状态。
2.2量具不能正确读数
学生在试切对刀过程中,对所用卡尺不能正确读数,出现问题主要是单位搞错,往往读出的数据以厘米为单位,在刀补界面输数值时出错;有的学生根本不懂游标卡尺读数原理的,读数读错,由于学生们爱面子,不会读数也不问,导致数控车床实习失败。
2.3指导教师少
设备越复杂,学习操作时越困难,数控车床的操作学习远没有普通车床容易学习,尤其在学生学习对刀时,由于对对刀要求及原理的不理解,总是不能正确进行对刀,这时明显指导教师不够用。
3提高数控车床实习效果的措施
3.1利用现代网络技术,提高学生学习兴趣
对于农业院校的工科本科生来说,金工实习因种种原因,重视程度不够,尤其随着科学技术的发展及社会的需要,现代制造设备如数控设备及特种加工设备添加到了金工实习中来,由于该设备的动手实习操作需要一定的理论知识,加之学生在校学习往往就是以获得该课程的学分而学习,学生们学习兴趣不高,仅仅混个学分而已,不能像其它传统的金工实习工种那么认真。针对这种现象,借助于现代网络技术,以视频的形式介绍数控设备在现代机械制造业中的应用,以及学生在数控制造行业的就业前景;把数控车床实习内容按模块做成集声音、图像、动画及、文字为一体的多媒体课件,放到微信群中供学生学习使用。以此来弥补学生在数控车床实习操作前补充的理论知识不能完全掌握的现状,并解决了学生不爱向教师、其他同学请教的现实,给足学生面子,提高其学习兴趣。
3.2针对实习内容,分模块教学
根据金工实习教学大纲要求,数控车床独立操作应能达到:
(1)掌握数控车床的开启、系统开启、机床回零点、对刀等基本操作;
(2)能进行简单程序的输入、修改;
(3)能进行简单零件的数控编程及加工。
根据这一要求,将实习内容进行以下分块:
(1)数控车床的开启,包括打开设备电源和数控启动电源按钮;
(2)回机床零点;
(3)主轴旋转;
(4)试切法对刀;
(5)以普通车床上加工零件的零件为例,进行编程并进行指令的讲解,指令主要包括T、M03、S、G00、G01、F、M30这7个基本指令,学的快的学生可增加G02、G03、G32这3个指令,要求学生在听完教师讲解、演示之后,能对普通车上加工的零件进行编程、输入和自动切削加工,并能按教师的要求进行同类零件的加工。每一模块都做成多媒体课件,供学生听完讲解后能对着课件进行独立操作。
3.3根据实习设备,编写有针对的实习指导书
实习教材与理论教材有很大的不同,实习教材必须根据自己学校的实习设备、教学大纲进行编写,这样才能在实习过程中发挥作用,起到按步骤指导能够自学的作用。往往所购买的实习教材所依据的设备与本校所用设备不一样,只能起到参考的作用,而不能起到指导的作用,为此,在参阅设备说明书、依据教学大纲及指导教师多年指导学生的经验基础上编写了一本《数控车床实习教材―GSK980TDb系统操作与编程》指导书,来满足不同层次学生在实习过程中的需求。
3.4充分发挥学生团队互助作用
数控车床实习指导的特点就是学生开始入门时很难,每一步都得指导教师现场指导,教师不够用,为此数控车床实习中应发挥学生的团队精神一部分先学会然后再教其他学生,在教其他学生的过程中提高自己。其具体做法是先重点指导5名学生,让他们先学会数控车床操作所需要的基本技能,然后让他们每人负责指导一台数控车床上的实习学生,指导老师腾出时间巡视每台车床,发现问题及时解决,这样明显提高了指导效果,并培养了学生领导能力及团队协作能力。
3.5增加考核,提高学生掌握数控车床操作能力
数控车削加工是数控加工中应用最广泛、最基本的加工方法之一。它主要通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹等工序的切削加工。数控车床编程是数控车削加工的基础和重要步骤,程序的优劣决定了零件加工质量的高低。根据零件的复杂程度,数控车床编程分为手工编程和自动编程,手工编程是自动编程的基础,自动编程中许多核心经验都来自手工编程,掌握手工编程技术对掌握CAM软件的使用方法、正确使用数控设备、理解自动编程设计原理具有重要意义。本文以手工编程为例,探讨数控车床编程教学的切入点。
一、从狠抓普通车床技能训练切入,为数控车床编程教学打好基础。
对初学者来说,普通车床的操作更直接,感受更直观。第一学年,我们按1:1的比例安排普通车床加工工艺与普通车床操作技能训练课程,使学生全面、系统地了解、学习普通车床的结构、规格、性能;掌握刀具的分类、几何角度、刃磨方法;牢记切削用量的含义及选择原则;熟练掌握内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹的加工方法及刀具的运动轨迹;根据零件图,会制定零件的加工工艺……另外,在普通车床加工中,若出现不正常现象,则可以采取措施,避免出现不良后果。通过系统学习,学生熟悉了车削加工的全过程,为数控车床编程教学打下了坚实的基础。
二、以“必需、够用”为原则切入,整合教学内容,提高教学效率。
没有门槛的中等职业教育,生源特点是:总体入学成绩下降,大多数学生初中阶段的文化基础差,接受能力、分析能力、思维能力偏低,惰性、厌学心理严重,一旦学习上遇到困难,就会因自卑而放弃。针对这些特点,我们在教学内容的组织、教学环节的设置上狠下工夫,本着“必须、够用”的原则,删繁就简,以就业为导向,从实际出发,因材施教,将每个知识点的教学重点放在“是什么”,“怎么用”上,引学生入门,助学生进步。
1.利用视觉冲击,激发学生的好奇心。
绝大多数学生没有接触过数控车床,不知道什么叫“数控”,对数控编程、数控加工有神秘感。在学习初,我们组织学生观看数控加工录像,安排学生去车间参观,将他们在普通车床上加工过的零件置于数控车床,重新编程加工,通过这种视觉冲击,激发他们的好奇心与求知欲。
2.从学生熟悉的内容切入。
在课堂上,展示学生在普通车床上加工的零件,要求学生对照图纸,回忆该零件的加工过程,制定该零件的加工工艺,告诉学生,将该零件的加工路线,包括每一个工步,如进刀、切削、退刀、回刀,用相应的指令代码及规定的指令格式写出来,这个过程就是编程。以这种方式引出数控编程的概念及数控编程的步骤,学生易于理解,乐于接受。
3.以“点”带“面”。
不同的数控系统,指令代码的含义、指令格式、编程方法不同,教学中,以应用较广泛的一种系统如FANUC系统为主,向学生讲清编程指令的含义、应用范围,当学生掌握该系统的编程方法,能应用该系统指令自如编写零件的加工程序后,再逐步向其他系统扩展,并作横向对比,这样,学生可掌握每个系统的编程特点,不易混淆。
4.重点讲解基础指令。
数控指令是程序构成的基本单元,也是数控车床操作的主要对象。数控车床加工的零件,不管形状多么复杂,刀具的运动轨迹可归纳为两类:一类是直线运动(G01),一类是弧线运动(G02/G03)。只要学生掌握了这三个指令的格式、参数代码的含义、应用特点、编程方法、编程注意事项,其他指令如G32、G90、G92、G71、G73、G76等学习起来就较为容易。因此,我们将数控编程教学重点放在这三个指令的教学上,循序渐进,引导学生理解指令的作用是什么,指令怎么用,达到学懂、会用的目的。
三、从数控加工仿真软件切入,实现“教、学、做”一体化教学。
数控编程有很强的操作性,要求有大量的实际操作辅助教学,增强学生的感性认识。学校购置的设备数量有限,每个学生上机操作的机会不多。因此,我们利用仿真软件实现每个学生上机操作的愿望。
仿真软件是在计算机上模拟仿真数控车床操作、工件加工、工件测量等动态数控加工全过程,使学生掌握数控车床的基本操作方法,感受机床的运行特性,为实际操作奠定坚实的基础。
1.“教、做”一体化。
仿真软件提供了与实际数控机床完全相同的操作面板、按键功能、屏幕显示。授课时,通过投影仪将仿真数控机床投影到大屏幕上,教师利用仿真软件边讲理论边演示,如回零、工作方式的选择、程序的编辑与修改、对刀、补偿设定、输入输出操作,使学生有身临其境的感觉,这样,把枯燥的理论知识落实在机床操作中,老师讲一段操作一下机床,学生看得逼真,理解得透彻,学习兴趣渐浓。
2.“学、做”一体化。
中图分类号:F224-39
学习数控技术课程的目的是使学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作,掌握数控车床、数控铣床、加工中心的编程知识,熟悉相关的仿真软件和自动编程软件,并通过实验、实训、实习增加感性认识,提高学生的动手能力和创新能力,达到知识、能力、素质的全面发展。如何提高数控编程教学效率呢?
一、选择合适的教材
教材的内容应适合于实际编程应用的要求,以目前广泛采用的基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术为主要内容。在讲授软件操作、编程方法等实用技术的同时也应包含一定的基础知识,使读者知其然更知其所以然。数控编程技术的学习是一个分阶段不断提高的过程,因此教材的内容应按不同的学习阶段进行合理的分配。同时,从应用角度对内容进行系统的归纳和分类,便于读者从整体上理解和记忆。
教学内容以“必须,够用”为度,少一点公式推导,多一点应用实践,删繁就简,确保重点,突出针对性和应用性。例如:在讲“数控编程与操作”的内容时,理论方面应着重从编程思想与方法出发,将涉及到的工艺分析、程序的代码、结构、格式及数值计算进行详细讲解,多一些编程操作实例,突出实用、实践,而无需对数控系统或数控机床的维护维护保养等知识讲解。在教学中要充分与实践相结合,采用精讲多练,边讲边练,讲练结合的形式。
二、实行内容模块,构建“三化体系”
一个专业是由若干课程群模块来构建,一个课程群模块由若干门课程架构,一门课程由若干知识与能力构建的模块组成。课程是学校教学组织管理的最小单元,优化课程教学内容,是保证教学质量、培养人才的基石。
这里的模块,是指课程知识与能力浓缩的单位元。每个单位元包含具有共性的知识点、能力点,尽量在一堂课内完成教学。若要多堂课完成,则分解成几步实施,提高可操作性。如《数控加工实训》课程构架可分解为二十个小单元,每个小单元即模块是知识与能力的高度浓缩,在有限的教学时空里,教学更多的知识与能力点,教学内容含金量极高。成果推广以来,我们不断提高和完善,现在已逐步实施课程教学内容的“三化”,即:
教学内容体系化:理论教学体系、实践教学体系、职业技能体系等三者并进。实现理论与实践并重,能力与证书并举,证书与就业并行的格局。
知识能力模块化:将知识与能力点构建为一个小的单位元,提高教学效益。主要表现在:一是节省教学时间。如:数控加工实训,我校仅用4周完成高级数车、中级数铣及数控职业培训考试。二是增大教学信息量。单位时间教学信息量可增加50%~100%。三是节省实训材料。工件模块设计,一个毛坯从大到小加工多个训练零件,节约实验实训经费。
典型实例动态化:实例或操作经动态媒体或现场操作等手段实现4D(三维立体+时间的立体动态过程)的动态化。有效提高学生快速理解知识,提高应用能力。
三、应用信息技术手段进行教学
借助于装备完善的数控仿真、多媒体实验室和理论实践一体化教学实训室,使数控课程的教学手段基本达到了现代化的要求。在数控仿真加工的基础上,掌握数控机床的操作。教师们都能熟练地使用计算机、投影仪等先进的教学设施,根据优选的教学内容制作课件,营造出图文并茂生动逼真的教学环境,可促使学生更好地掌握教学内容,提高学习的效率。
1.编制电子教案,实施网络化教学,将讲述的内容通过网络教学,增加信息量,实现实时仿真,可以引导学生按照工作过程学习,可以提高学生的学习兴趣。
2.电子课件讲授,将抽象的知识用多媒体表示,形象易懂,提高学生学习效果。运用校园网和电子阅览室资料,制作图文并茂的多媒体课件,精心组织教学内容,使复杂问题简单化,抽象问题形象化,帮助学生深刻理解和掌握所学知识。
3.教学内容全部上网,促进学生自主性学习。本课程的教案、课件、习题集、鉴定题库、授课计划、实训指导书等资料全部上网,促进学生自主性学习。
4.开放实训室,为自主性学习创造条件。编写详细的实训指导书,学生可以利用多媒体教室,机房、一体化教室快速入门提高,使学生可以利用业余时间进行学习,提高学生的认识、理解、运用知识的能力。
四、加强实习教学
实习教学是数控专业的一个重要环节,由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识,由于数控设备少,我们可先在普通设备上培训有关知识,避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床,等到相关知识准备好了,需要进行程序运行时才上数控机床,这就大大减少了数控机床的工作量,从而缓解了设备不足的压力。
我建议实习应按普通机床加工(如普车、普铣)仿真模拟训练数控机床操作三步进行,其中,普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不同材料,不同零件,采用何种工艺路线,及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培养学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培养学生对编程指令和机床面板的熟练程度,为在数控机床上的操作打下坚实的基础,避免因指令不熟而损坏数控设备。
总之,在高职数控编程教学中,改变传统的教学模式,专业课进行实践化教学,在教学过程中实施精细化,重点培养学生综合运用知识的能力,是我校在全面提升学生素质、全面服务社会过程中所进行的一系列改革,同时也收到了很好的效果。