《数控编程与操作》课程教学探讨

解　晖

摘 要:《数控编程与操作》是数控、机电专业的一门专业课程。单纯的理论教学,学生难以理解。教学方法的多样化,能够提高教学质量、激发学生学习兴趣。

关键词:数控编程;教学方法;数控加工仿真系统

1 课程简介

《数控编程与操作》是数控、机电专业重要的专业课之一,它主要介绍了数控车床、数控铣床、加工中心等相关数控机床的编程和操作。

当前,数控编程是数控加工技术应用中关键环节之一,也是目前CAD/CAM 系统中最能明显发挥效率、效益的环节之一,它在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。迫于实际生产的紧迫需要,国内外对数控编程技术进行了广泛的研究,取得了丰硕的成果,并在机械制造工业、航空工业、汽车工业等领域发挥着广泛而重要的作用。因此,培养既懂理论又会操作的技能型数控操作人员是当前职业学校的紧迫任务。单纯的理论教学,学生难以理解。教学方法的多样化,能够提高教学质量、激发学生学习兴趣。在《数控编程与操作》的教学过程中,我注意从书本知识到实际应用能力的转化入手,在教学数控编程知识的同时,着重注意提高学生实际应用能力的培养,摸索出一套适合学生能力发展的教学方法。

2 在教学过程中应用适当的“比喻”

数控设备的种类比较繁多,数控的发展也很快,我国这类人才相对紧缺。我很荣幸能够担任有关数控知识方面的教学。在这几年的教学过程中,也有了很多的体会。《数控编程与操作》是一门新兴学科,在社会上能够熟练掌握与运用的人较少,教材也多种多样,数控系统也比较多,常见的有FANUC系统、西门子系统、华中系统等。不同的系统编程和操作就有所不同,知识比较灵活,但对于程序设计并不熟悉的学生而言,这门课比较抽象复杂,不易理解。为了克服学生们不易理解的问题,我想了很多解决的办法,还向相关专业的老师请教和学习他们的教学方法,有些方法还是挺有效的。比如说在学习的过程中做一些适当的比喻。

一是在理论教学方面:对于在学习编程中用到的指令,学生不易理解写的是什么,为何这样写?就把它们比喻成人与机器在交流,机器“听不懂”我们人类的语言,因此要用这些指令来代替人类的话,简而言之,就是在做“翻译工作”。比如:“G00 XO ZO”,它可以这样理解:把“刀具快速移动到坐标值(0,0)的位置”翻译成数控系统能理解的话。这样的比喻,学生就比较容易理解为何要学相关的指令了。

二是在学习操作时:操作的步骤很多、很散、很麻烦,有些学生不一定感兴趣、也很难记住。在这里也可以做个比喻,学生们比较喜欢玩电脑、打游戏,就把在数控机床上的操作比喻成在用键盘“玩游戏”,什么“键”控制什么样操作,这样的比喻比较接近学生,学生就比较容易接受这门比较抽象的课程了。

总之,我认为在课堂上作一些适当的、贴近学生生活的比喻既可调节课堂气氛又能让学生们接受抽象复杂的专业课程,真可谓“一举两得”。当然在平时我也会多阅读一些相关的书籍,来充实自己的专业知识,在课堂上能给学生们讲一些生活中常见到的例子与实践事例,来拓宽学生们专业的知识面,这样以来既充实了我自身,也让学生们学到了很多知识,老师和学生之间共同学习共同进步。

3应用“数控加工仿真系统”教学

数控加工仿真系统是结合机床、厂家实际加工制造经验与学校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件,可以满足大批量学生教学需求。数控加工设备价格昂贵、占地大,而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行,解决了培训时学员多机床设备少的问题、并为学校节省了大量设备购置经费。它可以对数控装置进行仿真操作,实践课程教学的目的主要是对原理的验证。学生可利用此软件进行仿真操作,同样会起到了真实设备的教学效果。与真实机床相比,仿真系统具有以下的优点:

首先,由于计算机辅助控制系统是以计算机为媒体开发的,所以它的通用性较强。其次,数控仿真系统依据计算机强大的显示功能和全中文的结构设计,并配以丰富多彩、自然友好界面显示,使学生一进入本系统就被深深的吸引,从而能够激发学生学习兴趣和动力。模拟演示功能更为真实可靠,图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同监控要求。当程序执行时,程序段、坐标值、出错信息以及工件与刀具的相对移动的切削过程,同时显示在同一窗口内,使操作者能够一目了然,随时监控机床运行的状态,体验真实的加工过程。该系统具有机床规格大小设置,可定义刀具形状、切削用量,如数控铣床上钻头、镗刀、球头刀、平底刀,数控车床上的外圆刀、镗刀、切刀、螺纹刀,可以实时监控刀具加工轨迹及图形缩放控制。机床外形也可显示并具有关门保护、零件加工后的测量和保存视窗作业的功能。再次,在操作方面,由于数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的面板和按键功能,并且使用数控加工仿真系统在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身安全,反而学生还可以从中吸取大量的经验和教训。所以说它是初学者理想的实验、实践工具,只要经过短期的专门训练,学生很快就能够适应数控系统的实际操作方法,从而为以后的技能的进一步深造打下了坚实的基础。

数控加工仿真系统具有FANUC、SIEMENS、华中等众多数控系统功能,学生通过在PC机上操作该软件,能在很短时间内就能掌握数控车、数控铣及加工中心的操作。可手动或CAD/CAM编程和加工,教师通过网络教学,监看窗口滚动控制,可随时获得学生信息。在教学中还具有多媒体教学的特点。

数控仿真系统还可以使学生在学习数控编程理论时,课堂的教学变得更加生动、更加具体,提高了学生的学习兴趣,教学效果明显得到提高。在学习实际操作时,由于仿真软件不存在安全问题,这使得学生可以大胆地、独立地进行学习和练习,并能自我检测加工零件几何形状的精度,对学生机床操作能力的培养,起到了极大的加强作用。

总之,对于抽象难懂的专业课程应当采用适合职业学校学生学习的教学方法,教学方法的多样化,能够提高学生学习的积极性,达到事半功倍的效果。