数控基本技能教学方法探讨

陈永川

（黔南民族职业技术学院 机电工程系，贵州 都匀 558022）

数控基本技能教学方法探讨

陈永川

（黔南民族职业技术学院 机电工程系，贵州 都匀 558022）

随着科技的发展，数控机床普及率的提高，近年高校、高职和中职都加大了培养数控人才的力度。笔者根据自己在数控实训教学中的体会，浅谈数控教学中引导学生循序渐进学习数控机床操作与编程基本技能的方法。

数控；实训；教学过程；操作；编程

随着数控技术的发展，数控机床在行业中的普及，企业对数控机床的操作与编程人员日趋增长，许多院校都已经开设了数控技术专业以满足社会生产的需求。但是，职业院校的在校生从入学到成为一名合格的数控专业毕业生，需要一个合理有序的教学过程来培养。对刚刚接触数控机床的学生，如果能够在本专业课程的前期能够顺利掌握数控机床的基本操作技能，牢固学习数控机床编程基础知识，就能够极大地提高学生学习的信心，为后续数控专业课程打下牢固基础。

笔者在多年数控实训教学过程中，对学生的情况进行分析，逐渐归纳出学生在初次接触数控机床时的学习难点，并设定合理的教学内容有针对性地进行教学辅导，帮助学生顺利踏入数控技术的大门。

1 当前数控基本技能教学当中存在的问题

存在的问题：①因为是学习初期，学生的职业素养不够；②学生对数控机床的特征不了解，操作过程中容易撞坏刀具；③对数控机床的坐标系了解不足，待到讲解数控编程的时候无法理解数控编程的运行环境。④学生对数控机床的编程知识一片空白，需要合理的引导方法进行入门学习。

2 教学方法要点

为了实现良好的教学效果，克服上述出现的教学难点，以数控车床为主要教学载体，教学学时数30学时为例，浅谈数控基本技能分步骤的教学方法要点：

（1）项目一：数控机床操控面板认识和机床基本操作。学生在刚开始学习数控机床操作的时候，由于以前很少接触过数控机床，因此在教学项目一，应进行数控机床的基础操作教学，教学内容依次为：①数控车床回参考点操作。②切换到手动手轮模式将刀架从参考点移动到数控车床导轨中部。③MDI指令驱动车床主轴正转。④MDI指令驱动车床刀架换刀。⑤手动状态下，按动“主轴正转”键驱动主轴正转。以上操作对于学生来说比较简单，能够快速练习和掌握。进行这些基础操作技能教学的时候，重点是要规范好学生的职业素养。比如：操作机床要穿着正装，衣服扣好。女同学必须把头发盘进工作帽内。学生操作机床时不能留长指甲，不能用左手操作机床控制面板和手轮。操作机床时候左手自然下垂不宜插在衣裤兜里。拆卸测量机床工件和刀具时，量具工具必须放在指定工具箱之上。

将职业素养要求作为项目一考核的扣分指标，对学生数控车床基础操作技能进行单元考核。在项目一考核中，大多数学生都能顺利完成以上基础操作技能。但是由于平时随意的生活习惯往往在职业素养项目上被扣分。教学项目一给出一个容易学习的考核项目给学生进行入门教学，而在职业素养方面严格要求，使学生感觉数控车床不难学习树立了学习信心，同时也让学生建立良好的实训习惯，提高了职业素养。

（2）项目二：手动切削毛坯表面。数控车床不同于普通车床，相比普通车床的视觉、听觉、触觉方面的感知信息，数控车床的刀架运动完全基于电机带动，无论刀具吃刀量的大小，甚至于撞坏刀具，操作人员无法感知刀架运行过程中受到的阻力，因此数控车床的操作过程中触觉方面是没有反馈感知信息的，这也是学生在操作数控车床初期容易撞坏刀具的重要原因。

教学项目二是用手动手轮的方式切削45号圆钢外圆，每名学生至少切削两次，吃刀量分别是1mm和2mm的直径值。在教学项目二，要给学生强调数控车床在感知信息方面的缺失，告知学生加强视觉、听觉方面的注意力，观察刀具切削工作情况，估算刀具切削零件过程中刀具的承受能力。通过教学项目二让学生进行初步的切削加工，掌控好刀具的吃刀量和进给速度，熟悉数控机床的手轮操作，使学生能够应用手轮对零件表面进行试切削，通过屏幕上的坐标对切削数值进行精确的进给，为教学项目三做好准备。

（3）项目三：对刀建立工件坐标系。教学项目三内容是进行数控车床的对刀教学。从学生初学者的角度考虑，数控车床的工件坐标系比刀具长度补偿更容易理解，所以要求学生将对刀值记录在工件坐标系当中。在学生完成对刀操作之后，还要将对刀操作的正确性进行检验。在教学中以空走刀的形式进行坐标系检验既快捷又安全，但是检验的精度比较低，如果需要进一步检查坐标系的精度需要在项目四当中进行。该检测方法对于还没有学习数控加工编程的学生来说优点是直观不抽象，很容易理解。检验方式如下：①在MDI界面下输入程序：G54；M03 S400；G00 X__Z150.0；程序当中X坐标之后的数据按照零件被试切圆柱面直径加0.5mm来填写。车刀与零件保持较远距离，快速移动倍率调到15%左右，然后运行程序。②待到程序运行结束后，切换到手动手轮状态的工件坐标系界面下，沿着Z轴负向移动车刀。当车刀刀尖与零件右端面对齐时候，Z坐标趋近于零，可以验证Z轴对刀没有明显误差。如果观察发现刀尖不会切削到零件圆柱面，就可以把车刀继续向Z轴负向移动，理论上车刀刀尖与零件圆柱面之间有0.25mm间隙，通俗说就是3张纸厚度。然后观察刀尖与零件的实际间隙是否合理，如果目测间隙合理就可以验证X轴方向对刀没有明显误差。

通过以上两步操作，可以目测检查学生对刀是否存在1mm以上误差，这两步操作教师给学生演示多次以后，就可以由学生来自己进行操作。学生在自我检验工件坐标系的过程中能够体会到建立工件坐标系的意义。学生会发现工件右端面Z坐标总是为零，程序当中的X坐标值输入多少，刀尖后，教师再画图进一步讲解建立工件坐标系的必要性，工件坐标系原点的位置，学生通过前期学习中使用MDI指令对工件坐标系的反复应用已经有了操作方面的深刻印象，加上教师的理论讲解，就容易认识工件坐标系的概念。当然，项目三中遗留了一个问题，就是用目测的方法检测坐标系，只能进行粗糙的检测，保证坐标系的误差不会导致严重的刀具损坏。如果坐标系误差低于0.3mm，目测方法检测坐标系无效。

（4）项目四：数控基本编程指令教学。通过实例给学生讲解简单的数控车床编程指令。在讲解编程初期，可以直接将以上MDI程序进行解读，由于学生已经反复使用过该程序，对程序运行时刀具的行走方式很熟悉，所以学生比较容易理解。在此基础之上，进行一个简单的外圆切削加工编程的实例操作，加工结束后用千分尺测量零件被加工外圆直径，通过读取零件直径与理论值的差异，进一步评价工件坐标系的准确性。因为以上程序是对教学项目三关于校验工件坐标系的进一步提高，解答了项目三中遗留下来的问题，所以教学项目四的学习情景明确，是为了解答问题而编程，不是简单机械的继续讲解新的程序指令。通过教学项目四，学生学习了G00 G01等基本指令，顺便也学习了G90简单循环指令，掌握了基本编程技能后，就可以安排项目四的考核内容“阶梯轴加工”。

总之，在教学中要根据学生的学习情况，从学生感受出发，寻找学生最容易上手的教学内容，循循善诱引导他们，使他们能够更快、更好地掌握新的知识点，培养更多能够自我思考、自我总结的操作性人才。

Discussion on Teaching Methods of Numerical Control Basic Skills

CHEN Yong-chuan

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Career Technical College，Duyun，Guizhou 558022，China）

With the development of science and technology，the popularity of CNC machine tools，in recent years，higher vocational colleges and vocational schools have increased the training of CNC talents.According to the author's experience in the teaching of numerical control practice，this paper discusses how to guide students to learn the basic skills of NC machine tool operation and programming step by step.

numerical control；training；teaching process；operation；programming

G712

A

2095-980X（2017）01-0196-01

2016-12-07

陈永川，主要研究方向：数控教学。