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[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)教學(xué);實踐操作;數(shù)控專業(yè)教學(xué);數(shù)控加工;仿真;操作編程
[中圖分類號]G712[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]2096-0603(2015)29-0116-01
隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用對其發(fā)展起著重要的推動力量。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以促進(jìn)制造業(yè)實現(xiàn)自動化以及集成化的管理,有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。同時,在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展競爭中,數(shù)控技術(shù)也成為衡量國家是否具有競爭能力的重要指標(biāo)之一。為提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的競爭力,全世界任何國家都致力于大力推動數(shù)控技術(shù)研究的先進(jìn)制造技術(shù),進(jìn)而實現(xiàn)綜合國力的提高,增加自己在世界舞臺上的話語權(quán)。
一、從激發(fā)興趣入手,設(shè)計好起始課
一般情況下,在數(shù)控編程與操作教學(xué)過程中,教師要想盡各種辦法激發(fā)學(xué)生操作技能的積極性和主動性。比如教師可以對剛?cè)雽W(xué)的新生,對學(xué)科進(jìn)行詳細(xì)的介紹,突出科學(xué)知識的實用價值,讓學(xué)生意識到數(shù)控編程是未來發(fā)展的社會需求,也是未來工作就業(yè)的主要方向,使得學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)充滿了熱情和欲望。另外,教師可以充分利用往屆畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)經(jīng)歷,挖掘?qū)I(yè)知識的實用價值,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),使更多的學(xué)生對數(shù)控編程產(chǎn)生濃厚的興趣。同時,教師也要適當(dāng)降低門檻,重視對實踐操作能力的培養(yǎng)。比如,教師可以從簡單的生活用品入手,先做示范性的操作,引起學(xué)生的好奇心。利用計算機(jī)強大的顯示功能和結(jié)構(gòu),使界面顯示豐富多彩的內(nèi)容,深深地吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。教師也要引導(dǎo)學(xué)生注意觀察,了解實踐操作過程等,學(xué)生掌握如何操作之后,再進(jìn)行實踐化引導(dǎo),讓學(xué)生順利地進(jìn)行模仿操作。
二、重視理論與實際的相互結(jié)合
在數(shù)控編程教學(xué)過程中,教師需要結(jié)合兩部分內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)教學(xué),首先是對基礎(chǔ)知識原理進(jìn)行講解,然后是結(jié)合原理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實踐操作,進(jìn)一步加強對原理的領(lǐng)悟,鞏固教學(xué)知識內(nèi)容。這樣做的缺點就是在無形之中增加了數(shù)控編程教學(xué)的課時,使得教學(xué)內(nèi)容更加復(fù)雜化,而且斷斷續(xù)續(xù)。軟件教學(xué)的出現(xiàn),輕松地解決了這一難題。一方面,軟件教學(xué)使教學(xué)內(nèi)容有序地連接起來;另一方面,學(xué)生可以得到充足的預(yù)習(xí)時間,使得初學(xué)者很輕松地入門。另外,在采用模擬軟件進(jìn)行仿真操作練習(xí)時,有助于提高整個教學(xué)過程的時效性,使得教學(xué)過程變得更加簡單,學(xué)生更易理解。如果在實際操作過程中,由于個別人員的工作失誤,出現(xiàn)編程錯誤或者操作失誤等問題,由于在系統(tǒng)中添加了與機(jī)床過四級操作相互對應(yīng)的案件以及控制面板,可以避免為此發(fā)生的人員危機(jī)或者是人身安全事故。教師要引導(dǎo)學(xué)生在這些錯誤中不斷積累經(jīng)驗教訓(xùn),提升能力。教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反省和思考,當(dāng)一個實驗仿真操作完成后,就應(yīng)該對自己的完成效果進(jìn)行合理的評估,分析自己存在的不足以及還需不斷改進(jìn)的地方。通過學(xué)生不斷的自我反省,組織學(xué)生討論問題,相互間交流各自的觀點和意見,讓學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點,改善自己的缺點,不斷完善自我。對于那些共同遇到的問題,可以通過學(xué)生集思廣益,共同商討解決問題的方案,然后小組仔細(xì)研討制定出一個可行性方案。這時教師要加以引導(dǎo),在教師的輔助下,學(xué)生將零件制作出來,得到教師的認(rèn)可。通過學(xué)生的共同努力,這樣做出來的零件一般都存在一定的價值,學(xué)生可以保留程序設(shè)計,方便以后實際操作。綜上所述,數(shù)控仿真教學(xué)過程中,對學(xué)生數(shù)控仿真技能的培養(yǎng)已然成為未來數(shù)控專業(yè)發(fā)展的主要方向。為順應(yīng)時展的人才需求,學(xué)校必須推廣課堂教學(xué)應(yīng)用仿真教學(xué)軟件,實現(xiàn)對學(xué)生數(shù)控仿真技能的培養(yǎng)和提升,進(jìn)而提高數(shù)控專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]朱照梁,黃云龍,楊陳華,等.數(shù)控銑削過程仿真技術(shù)的研究[J].機(jī)械工程師,2013(9):78-79.
一、職校數(shù)控項目教學(xué)現(xiàn)狀分析
(一)在實施項目教學(xué)時生搬硬套,脫離了職校學(xué)生的學(xué)情。筆者曾經(jīng)按項目教學(xué)法的描述實施教學(xué):在老師的指導(dǎo)下,將一個相對獨立的項目交由學(xué)生處理:信息收集、方案設(shè)計、項目實施及評價,試圖讓學(xué)生了解并把握整個過程。然而在實施過程中發(fā)現(xiàn)寸步難行,教學(xué)效果甚至還不如傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)。因為開展項目教學(xué)需要學(xué)生具有較強的綜合素質(zhì),而大部分職校生在初中階段就已經(jīng)“掉隊”,主動學(xué)習(xí)能力和分析解決問題的能力普遍薄弱,這些學(xué)習(xí)長期處于被動地位和學(xué)習(xí)能力不足的學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)這種綜合性的學(xué)科時會遇到許多障礙。這也是為什么項目教學(xué)在高職院校開展得熱火朝天、有聲有色,而在職校學(xué)校卻不理想的重要原因之一。
實踐證明,如果在實施項目教學(xué)時生搬硬套,脫離職校生的實際情況,項目教學(xué)很難達(dá)到預(yù)期效果。
基于上述分析,在項目教學(xué)的開始階段應(yīng)以學(xué)生的初始能力情況為依據(jù),先把學(xué)生引入門,把他們從初級階段帶入更高階段,循序漸進(jìn)地為實施完整的項目教學(xué)鋪平道路。
(二)現(xiàn)成的項目本身先天不足。項目是知識和技能的載體,項目合適與否直接影響教學(xué)成敗。目前有不少數(shù)控項目教程是由若干個數(shù)控加工案例拼湊而成的,其中不少項目本來就不是針對項目教學(xué)設(shè)計的,存在先天不足。在此引入案例進(jìn)行分析:該零件圖有外輪廓2個、凹槽1個,在學(xué)習(xí)外輪廓編程加工內(nèi)容時(假設(shè)5人為1個學(xué)習(xí)小組),老師講解其中1個外輪廓的編程,僅剩1個外輪廓留給5個學(xué)生,極易導(dǎo)致濫竽充數(shù)的“南郭先生”的出現(xiàn),出現(xiàn)前述兩幕鏡頭中部分學(xué)生沒事干的現(xiàn)象就不足為奇了??梢娫O(shè)計適合小組學(xué)習(xí)的項目勢在必行。
(三)大班制教學(xué)不利于理實一體化項目教學(xué)的開展。職校學(xué)校班級規(guī)模較為龐大,甚至有些學(xué)校的數(shù)控班人數(shù)達(dá)到50人以上,由于數(shù)控設(shè)備成本高、數(shù)量有限,再加上師資有限,所以大班制模式下的項目教學(xué)的學(xué)生參與度偏低、教學(xué)管理難度高、教學(xué)過程較松散。因此,研究如何解決大班制給教學(xué)帶來的困難具有重要的現(xiàn)實意義和價值。
(四)評價促進(jìn)學(xué)習(xí)的作用缺失。評價的目的是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí),但在職校項目教學(xué)中并沒有充分體現(xiàn)這一作用。造成評價促進(jìn)學(xué)習(xí)作用缺失的主要原因包括:一是評價內(nèi)容單一,只重視結(jié)果的評價而不關(guān)注學(xué)習(xí)過程的評價,只重視知識技能的評價而忽略職業(yè)道德素養(yǎng)的評價;二是評價方式單一,只重視教師對學(xué)生的評價而不重視學(xué)生的自評、互評,缺乏語言激勵和情感激勵。
二、職校數(shù)控項目教學(xué)實施策略
針對當(dāng)前職校數(shù)控項目實訓(xùn)教學(xué)實施過程中存在的問題,筆者在教學(xué)實踐中進(jìn)行了一系列探索,采取了以下對策:
(一)以學(xué)生的實際情況為依據(jù),分階段開展項目教學(xué)。針對職校生初始能力不足、綜合素質(zhì)欠缺的情況,將數(shù)控項目教學(xué)分為三個階段:
1.入門階段。這一階段的項目是以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和技能為目標(biāo)的學(xué)習(xí)型項目,主要任務(wù)是帶領(lǐng)學(xué)生入門,使學(xué)生掌握基本操作技能和編程加工方法等。
2.鞏固提高階段。鞏固提高階段的主要任務(wù)是在強化基礎(chǔ)知識和技能的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。這一階段的項目依然屬于學(xué)習(xí)型項目,但已經(jīng)具備工作任務(wù)型項目的雛形。
3.綜合應(yīng)用階段。通過前面兩個階段的學(xué)習(xí),學(xué)生分析問題、解決問題的能力得到了較大提升,也積累了一定的項目學(xué)習(xí)經(jīng)驗,此時開展較完整的工作任務(wù)型項目教學(xué)將水到渠成。
(二)合理設(shè)計項目,確保人人有“活”干。根據(jù)不同階段的特點合理設(shè)計或選擇項目,最基本的條件是要有足夠的工作量,確保人人都有自己的加工任務(wù)。
(三)項目難易程度要適宜,讓人人都能把“活”干好。確定項目時,要根據(jù)學(xué)生的接受能力把握好項目的難易程度,使學(xué)生在付出一定努力后都能完成任務(wù)。我在實踐中采取以下兩種處理方法:一是先用較容易的項目激發(fā)學(xué)生的信心,然后根據(jù)學(xué)生的學(xué)情逐漸調(diào)整難度;二是同一個項目中有難度不同的任務(wù),可以兼顧個體差異。
(四)工種組合實訓(xùn)是實現(xiàn)大班實訓(xùn)小班化的有效途徑。大班制的數(shù)控實訓(xùn),小組人數(shù)普遍較多,不利于開展教學(xué),采取工種組合實訓(xùn)可以實現(xiàn)大班實訓(xùn)的小班化,例如:數(shù)控車銑組合實訓(xùn)、數(shù)控加工與計算機(jī)輔助設(shè)計制造的組合實訓(xùn)等。
(五)發(fā)揮評價促進(jìn)學(xué)習(xí)的積極作用。評價是項目教學(xué)不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一,可以使學(xué)生找到成就感,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。評價應(yīng)該是具體的、全方位的:一是要有記錄學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的具體評價指標(biāo);二是要充分發(fā)揮語言激勵和情感激勵的積極作用,一句鼓勵的話,一個肯定的眼神,就是一個學(xué)生進(jìn)步的臺階;三是集中評價與分散評價相結(jié)合;四是技能評價與職業(yè)道德評價相結(jié)合;五是個體評價要與團(tuán)隊評價緊密結(jié)合,既有教師的評價,又有學(xué)生的自評、互評。
三、保證項目教學(xué)順利實施需要注意的問題
(一)教師必須對教學(xué)的全程進(jìn)行引導(dǎo)、監(jiān)督和輔導(dǎo),做到分工到組,包工到人,使項目教學(xué)由原來的“粗放型”向“精細(xì)化”轉(zhuǎn)變。
(二)注意轉(zhuǎn)化“厭學(xué)”的學(xué)生。每個班級都有“厭學(xué)”的學(xué)生,厭學(xué)表象背后隱藏的是學(xué)生學(xué)習(xí)信心的極度缺乏,要給這些學(xué)生“壓”任務(wù)并輔導(dǎo)他們完成任務(wù),他們在以往的學(xué)習(xí)中丟失了信心,就要引導(dǎo)他們在學(xué)習(xí)中把信心重新找回來。
1.1UG自動編程
《UG自動編程》是我院數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門核心課程,旨在使學(xué)生理解并掌握UG自動編程模塊中的平面銑和面銑、型腔銑和等高輪廓銑、固定軸輪廓銑、點位加工等基本加工方法,能夠根據(jù)實際零件選擇正確的加工方法,設(shè)置恰當(dāng)?shù)募庸?shù)進(jìn)行自動編程加工,獲得正確的刀路軌跡,并模擬加工的過程,通過后置處理導(dǎo)出NC代碼。本課程是培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)人員的主干課程之一,在本專業(yè)中占據(jù)重要地位,因此需要教學(xué)雙方都付出努力去做好課程的教和學(xué)。
1.2遞進(jìn)式教學(xué)
遞進(jìn)式教學(xué)是指在教學(xué)中充分考慮多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知能力和思維習(xí)慣,將課程內(nèi)容與教學(xué)方法的實施按由淺入深、由基礎(chǔ)到能力的秩序進(jìn)行展開,讓學(xué)生對于知識的理解和掌握變得更容易的一種教學(xué)方法。
1.3教學(xué)方法在課程中的應(yīng)用
《UG自動編程》主要注重學(xué)生對軟件的實踐操作能力的培養(yǎng),采用案例式的教學(xué)方法,將加工的基本工藝,加工的基本流程,加工參數(shù)的具體含義等需要掌握的基本知識融合到操作實例的講解過程中,每堂課設(shè)置的案例都是學(xué)生必須完成的操作任務(wù),這體現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化的教學(xué)思維。為了使學(xué)生毫無基礎(chǔ)也能跟上學(xué)習(xí)的步伐,完成從簡單到復(fù)雜的逐步學(xué)習(xí),在案例設(shè)置時從平面加工到曲面加工,從基本參數(shù)到高級參數(shù),從基本模型到綜合模型,這是遞進(jìn)式教學(xué)方法基本理念的最佳體現(xiàn)。由于學(xué)生基礎(chǔ)差異和接受知識技能的快慢程度不同,遞進(jìn)式教學(xué)方法依然會出現(xiàn)學(xué)生之間明顯的階梯差距,這時需要激發(fā)學(xué)生互幫互助的正能量,這種互助式教學(xué)方法也是對遞進(jìn)式教學(xué)方法的有力補充。
2方法應(yīng)用實例
2.1孔加工案例的設(shè)置
根據(jù)孔加工所涉及的各個重要知識點,通過層層遞進(jìn)的方式設(shè)置了4個模型,從最簡單的入門到加強,再到深化,知識點環(huán)環(huán)緊扣,使學(xué)生從零基礎(chǔ)開始,減少學(xué)習(xí)的難度,提升學(xué)習(xí)的牢固性。實練模型可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)完所有孔相關(guān)知識與操作技能的基礎(chǔ)上作為一次實戰(zhàn)演練,學(xué)習(xí)的效果,以便及時查漏補缺。
2.2案例中知識點的遞進(jìn)安排
根據(jù)本課程的特點,將所有的知識點都融入到案例操作中去,加工案例中基礎(chǔ)操作包括了加載模型、刀具準(zhǔn)備、幾何體準(zhǔn)備等,在案例中設(shè)置這些操作,起到了一個復(fù)習(xí)鞏固前面所學(xué)基本操作的作用。各個案例之間的關(guān)系實質(zhì)上是對前一個案例的修改,在UG軟件中很容易通過部件導(dǎo)航器中各特征前面的方框選中與否來進(jìn)行相互切換,從而使各個知識點和操作技能的學(xué)習(xí)變得更加便捷。
入門案例需要用到鉆中心孔和鉆孔這兩個基本加工方法,而這兩個方法會在后面所有案例中使用到,不管哪種方法都涉及到選孔、設(shè)置深度兩大塊參數(shù)的合理設(shè)置。入門案例鉆中心孔選孔操作時比較簡單,只需要選中兩個孔即可,而設(shè)置深度時,選擇刀尖深度,然后輸入深度數(shù)據(jù);鉆孔選孔操作與鉆中心孔操作相同,設(shè)置深度時參數(shù)應(yīng)設(shè)置成刀尖深度,然后輸入深度數(shù)據(jù)。
加強案例鉆中心孔選孔時除了選中四個孔之外,還需要進(jìn)行孔加工順序的排列,一般采用"最短路徑"策略完成,其余操作與入門案例一樣。鉆孔選孔時需要分組進(jìn)行,將通孔盲孔分別進(jìn)行選擇,這是后面能進(jìn)行深度獨立設(shè)置的前提條件。由于孔數(shù)量的增加,同樣需要對孔加工順序進(jìn)行排列。在深度設(shè)置時需要對通孔盲孔深度分別進(jìn)行設(shè)置,盲孔設(shè)置與入門案例一樣,通孔設(shè)置時選擇穿過底面,然后選擇正確的底面即可。
深化案例與前面兩個案例最大不同在于中間擋板的引入,這首先導(dǎo)致了需要先對模型的外輪廓進(jìn)行加工,使用一個平面銑操作即可完成,其次由于擋板將孔分成兩邊布局,所以需要增加額外的設(shè)置。鉆中心孔操作大部分與加強案例相同,不同的是在選孔排序之后需要進(jìn)行跨擋板的避讓設(shè)置。鉆孔選孔操作與鉆中心孔選孔操作相同,設(shè)置深度時與加強案例相同。
實練案例比深化案例增加兩個規(guī)格尺寸不同的孔:一個通孔和一個盲孔,同時又被中間擋板隔斷,這就需要學(xué)生在前面所學(xué)案例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改操作。
現(xiàn)將各個案例的知識點安排總結(jié)如下表所示。
關(guān)鍵詞:數(shù)控加工;數(shù)控仿真軟件
數(shù)控仿真軟件是一款在計算機(jī)設(shè)備內(nèi)完成數(shù)控操作加工仿真的現(xiàn)代化專業(yè)性軟件,能同時展開刀具軌跡與機(jī)床運動的仿真。數(shù)控仿真軟件通過三維顯示與虛擬現(xiàn)實技術(shù),使數(shù)控加工整個流程的模擬達(dá)到相當(dāng)逼真的程度,進(jìn)而檢驗加工環(huán)節(jié)里可能存在的不足。利用微型計算機(jī)的數(shù)控加工實驗教學(xué)系統(tǒng),可為學(xué)生知識的學(xué)習(xí)提供更真實的數(shù)控機(jī)床操作編程加工環(huán)境,可降低實際上機(jī)操作時因誤操作而帶來的機(jī)床與工件毀壞幾率,進(jìn)而提升課堂教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生實際工作能力。
一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)中的作用
第一,通過數(shù)控仿真軟件能夠彌補設(shè)備與師資缺乏,增強學(xué)生動手實踐能力,對學(xué)生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作,可為學(xué)生提供更多的實習(xí)機(jī)會,縮短新授知識轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄艿闹芷凇H缫粋€班級中約有30個人,3臺機(jī)床,平均每臺機(jī)床約10個人,每次實習(xí)時間約3小時,而每個人的實際操作時間僅有18分鐘,在如此短暫時間內(nèi),很難達(dá)到預(yù)期的效果。若我們利用每所學(xué)校均有的微機(jī)室,將3小時換作與實際機(jī)床基本相同的仿真操作的話,可保證所有學(xué)生均有足夠時間來動手,提升操作熟練程度,為下一步實際操作做足準(zhǔn)備。第二,提供了多類機(jī)床與多類系統(tǒng)?,F(xiàn)今數(shù)控機(jī)床的種類與系統(tǒng)廠家相當(dāng)多,教學(xué)時可結(jié)合需要選擇對應(yīng)機(jī)床與系統(tǒng)完成對學(xué)生的授課,增強了學(xué)生對不同數(shù)控系統(tǒng)與不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力。第三,通過數(shù)控仿真軟件可更好結(jié)合理論學(xué)習(xí),實現(xiàn)同步教學(xué)。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學(xué),借助車刀與工件運動來顯示指令軌跡,學(xué)生更易理解,還可親手操作以加深認(rèn)識,理論與實踐相互融合,增強了教學(xué)質(zhì)量。
二、數(shù)控加工技術(shù)課程的數(shù)控仿真軟件教學(xué)要點
1.引導(dǎo)學(xué)生正確選用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),提高教學(xué)質(zhì)量
數(shù)控仿真軟件可通過計算機(jī)把所編制程序,在二維圖或三維圖的基礎(chǔ)上通過動態(tài)方式把整個數(shù)控加工過程更生動地展現(xiàn)出來?,F(xiàn)今有影響力、有代表性的數(shù)控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件,還應(yīng)綜合分析仿真系統(tǒng)里操作面與實訓(xùn)教學(xué)機(jī)床的匹配性,保證仿真系統(tǒng)里所用到的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)與教材教學(xué)選擇的數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床相符,并考慮數(shù)控仿真系統(tǒng)功能是否滿足教學(xué)要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性,如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調(diào)入仿真系統(tǒng)進(jìn)件虛擬加工,在仿真軟件運行驗證符合要求的程序可否在真實機(jī)床里加工等。筆者學(xué)校在實際操作中選用了上海宇龍數(shù)控仿真軟件,軟件基本可兼容目前國內(nèi)已有的大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng),如FANUC、SIEMENS、廣州數(shù)控等。仿真軟件完全模擬真實的數(shù)控機(jī)床操作,能清晰仿真整個數(shù)控加工環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠更快速地了解數(shù)控機(jī)床編程與操作技能。
2.科學(xué)應(yīng)用仿真軟件,增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法,實質(zhì)上是一件費力不討好的事,學(xué)習(xí)者感覺枯燥,教師也乏味。但若將數(shù)控仿真軟件用于數(shù)控加工技術(shù)課程中,學(xué)生所編程序能夠直接在計算機(jī)數(shù)控加工仿真軟件中進(jìn)行模擬加工演示。由于機(jī)床操作面板的使用及零件加工過程均與實際加工情況類似,學(xué)生可從任意角度了解、掌握數(shù)控機(jī)床加工過程,毛坯加工變作成品的過程真實形象,更利于知識點的掌握。利用數(shù)控仿真軟件,基于學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的各種困難及問題給予講解、引導(dǎo)、示范操作,可以克服所有的學(xué)習(xí)困難,解決問題,增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外,數(shù)控仿真軟件再先進(jìn),終究不是真實的,數(shù)控系統(tǒng)種類多,統(tǒng)一數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床上,實際操作中也存在諸多差異,研發(fā)人員無法全面掌握這些具體細(xì)節(jié),仿真軟件產(chǎn)品會出現(xiàn)一些與真實機(jī)床不同的感覺。教師還應(yīng)為學(xué)生清楚講述軟件與實際機(jī)床不符之處,并結(jié)合機(jī)床真實情況為學(xué)生展開針對性教學(xué),以免讓學(xué)生出現(xiàn)誤解,不利于將來機(jī)床編程與實操。
3.合理安排教學(xué)內(nèi)容,循序漸進(jìn)掌握數(shù)控知識
數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)前將知識點給予有效安排,大致分作三個模塊,即基礎(chǔ)模式、提高模塊與拓展模塊。首先,基礎(chǔ)模塊重點講述訓(xùn)練中常用到的FANUC數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)控車床、數(shù)控加工中心編程方法、操作及應(yīng)用知識,該模塊屬于教學(xué)基礎(chǔ),也屬于教學(xué)的重點,要求學(xué)生務(wù)必熟練掌握,并能做到知識的靈活運用;其次,提高模塊重點講述并訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)三種機(jī)床編程與操作,增強學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下進(jìn)行不同數(shù)控機(jī)床編程的操作能力與理解能力;最后,拓展模塊重點講述國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)里的華中數(shù)控系統(tǒng)與廣州數(shù)控系統(tǒng)里的數(shù)控車床編程及操作技巧,拓寬學(xué)生知識面,增強學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程及實踐操作能力。唯有如此,學(xué)生方可更牢固地掌握各種數(shù)控加工知識,步入社會后能盡快適應(yīng)崗位工作要求,提高工作能力。
4.仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實際操作訓(xùn)練同時進(jìn)行
數(shù)控仿真軟件不僅可用于數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中,還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練輔助工具。教師應(yīng)擺正數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置,不可讓學(xué)生養(yǎng)成一味依賴數(shù)控仿真軟件的習(xí)慣,而忽視了機(jī)床實際操作練習(xí)的重要性。教師需結(jié)合課程總共的學(xué)習(xí)時間,科學(xué)分配仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實際操作訓(xùn)練二者的時間比例,充分認(rèn)識到數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)訓(xùn)練上,而學(xué)生實踐操作技能的提升關(guān)鍵還是要通過大量的機(jī)床實際操作訓(xùn)練。學(xué)校需合理制訂教學(xué)計劃,在數(shù)控仿真軟件課程學(xué)習(xí)前,就先組織學(xué)生到附近工廠實習(xí),讓學(xué)生對各類加工方法有更深的感性認(rèn)識。同時,數(shù)控機(jī)床課程與數(shù)控加工工藝課程也應(yīng)安排在數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)訓(xùn)練前,讓學(xué)生掌握更多機(jī)床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法,更利于學(xué)生理解與掌握數(shù)控仿真各環(huán)節(jié)要點,進(jìn)而讓數(shù)控仿真軟件真正在數(shù)控加工技術(shù)課程中發(fā)揮作用,達(dá)到“砍柴不誤磨刀功”之效??傊?,數(shù)控仿真軟件將逐漸變成我國數(shù)控教學(xué)中的主要手段,不但能夠解決占用過多實驗設(shè)備時間的問題,還可提升學(xué)生對數(shù)控加工的認(rèn)識,還可為學(xué)生提供檢驗自行編寫程序正確性的有效手段。不過,把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控加工教學(xué)里也有諸多不足,在應(yīng)用過程中還應(yīng)不斷改進(jìn)與完善,使其更好為數(shù)控教學(xué)服務(wù),提高教學(xué)質(zhì)量,為社會培育出一批批實踐能力強的新型數(shù)控人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:數(shù)控專業(yè) 仿真軟件 計算機(jī)輔助 教改
眾所周知,由于數(shù)控機(jī)床是一種新型工藝裝備,故數(shù)控技術(shù)工人的培養(yǎng)和數(shù)控機(jī)床的教學(xué)還處在發(fā)展階段。相對于普通加工機(jī)床來說,數(shù)控機(jī)床屬于高科技產(chǎn)品,品種多價格高。就算是經(jīng)濟(jì)型機(jī)床,一臺數(shù)控車床或數(shù)控銑床一般也需要一二十萬,一臺數(shù)控加工中心也是少則幾十萬多則上百萬。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實作訓(xùn)練,投入大、消耗多、成本高,即使是實力雄厚的培訓(xùn)學(xué)校和企業(yè)也無力承擔(dān)起此種消耗與投入。
而高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)的定位恰恰是立足裝備制造業(yè),面向整個工作領(lǐng)域,堅持以生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線技能型專門人才為培養(yǎng)目標(biāo),以就業(yè)為導(dǎo)向,培育技能型實用人才。因此數(shù)控專業(yè)學(xué)生職業(yè)技能的養(yǎng)成,對任何一個高職院校來說都是不小的投入和負(fù)擔(dān)。作為數(shù)控專業(yè)的專業(yè)課教師,我深深的感到:在數(shù)控技術(shù)等相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)中,提高仿真教學(xué)模塊的比例,探索新的教學(xué)手段和方法是使學(xué)生獲得數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)職業(yè)技能,適應(yīng)社會需要的重要途徑。
因此探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達(dá)到投入少、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強、企業(yè)歡迎的教學(xué)模式勢在必行。這種教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)既區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械加工培養(yǎng)模式又與一般的機(jī)電專業(yè)有不同。現(xiàn)在很多高職院校已經(jīng)開始運用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)教學(xué),來尋求解決這一問題的途徑。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高職院校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件,可以滿足大批量學(xué)生教學(xué)需求。數(shù)控加工設(shè)備價格昂貴、占地大,而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機(jī)平臺上運行,解決了培訓(xùn)時學(xué)員多機(jī)床設(shè)備少的問題、并為學(xué)校節(jié)省了大量設(shè)備購置經(jīng)費。它可以對數(shù)控裝置進(jìn)行仿真操作,實踐課程教學(xué)的目的主要是對原理的驗證。學(xué)生可利用此軟件進(jìn)行仿真操作,同樣會起到了真實設(shè)備的教學(xué)效果。常規(guī)的原理課程的講解一般分兩部分,一部分在教室講解原理,另一部分在實驗室講解實際操作,這樣必然增加了課時,也使教學(xué)內(nèi)容不連續(xù)。用軟件教學(xué)可以將兩部分內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,也為學(xué)生的課前預(yù)習(xí)提供了條件。此系統(tǒng)還可以依據(jù)不同的客戶要求進(jìn)行設(shè)計,尤其適于初學(xué)者的入門過程。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實物操作訓(xùn)練的目的,并且安全可靠。通過動態(tài)的仿真操作使教學(xué)過程易教易學(xué)、教學(xué)效果顯著提高。
其優(yōu)點在于:①系統(tǒng)完全模擬真實CNC機(jī)床的控制面板和屏幕顯現(xiàn),可輕松操作。②在虛擬環(huán)境下對NC代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗, 操作安全。③用戶可看到真實的三維加工仿真過程,仔細(xì)檢查加工后的工件, 可以更迅速的掌握CNC機(jī)床的操作過程,過程逼真。④采用虛擬機(jī)床替代真實機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn), 在降低費用的同時獲得更佳的培訓(xùn)效果,使用更經(jīng)濟(jì)。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FANUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能,學(xué)生通過在PC機(jī)上操作該軟件,能在很短時間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作??墒謩踊駽AD/CAM編程和加工,教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué),監(jiān)看窗口滾動控制,可隨時獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點。
首先,由于計算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計算機(jī)為媒體開發(fā)的,所以它的通用性較強,它能夠在48 以上的任何型號的計算機(jī)上直接使用。在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面;以動態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實際運行并且還能夠提示操作信息,如編程錯誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報警信息等。使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué),從而即節(jié)省了機(jī)床設(shè)備和實習(xí)消耗、又大大提高了教學(xué)效率。以某公司出品的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)為例:在數(shù)控機(jī)床教學(xué)應(yīng)用時,由于計算機(jī)內(nèi)部各種軟、硬件資源的支持使得系統(tǒng)在編程、操作時的效率大大提高。如在手工編輯NC程序時可利用各種文本編輯軟件EDIT或Windows下的記事本及寫字板等,可以快速編輯程序并以NC為擴(kuò)展名存入磁盤。其主要特點是存儲容量大,能夠儲存更多數(shù)量的和更長的NC程序文件。并且在NC程序輸入、修改、拷貝方面都顯得非常簡單,乃至程序的轉(zhuǎn)送也很方便,還可利用軟盤考貝或聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)這一過程。編輯過程中能將漢字注釋信息一起編入NC加工程序而不影響系統(tǒng)的調(diào)用和運行,這就使操作者很容易的在繁多的NC文件中找到想要使用的NC文件及其相關(guān)的詳細(xì)信息,而不必在一大堆字符中花費長時間進(jìn)行查尋、分析這些程序的功用而大傷腦筋了。調(diào)用時也非常方便,進(jìn)入機(jī)床控制系統(tǒng)后,只要是以NC為擴(kuò)名的NC程序文件都可以直接調(diào)用。
其次,計算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)依據(jù)計算機(jī)強大的顯示功能和全中文的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并配以豐富多彩、自然友好界面顯示,使學(xué)生一進(jìn)入本系統(tǒng)就被深深的吸引,從而能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力。模擬演示功能更為真實可靠,圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設(shè)計以滿足不同監(jiān)控要求。當(dāng)程序執(zhí)行時,程序段、坐標(biāo)值、出錯信息以及工件與刀具的相對移動的切削過程同時顯示在同一窗口內(nèi),使操作者能夠一目了然,隨時監(jiān)控機(jī)床運行的狀態(tài)體驗真實的加工過程。該系統(tǒng)具有機(jī)床規(guī)格大小設(shè)置,可定義刀具形狀、切削用量,如數(shù)控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、圓角刀,數(shù)控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀,可以實時監(jiān)控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機(jī)床外形也可顯示并具有關(guān)門保護(hù)、零件加工后的測量和保存視窗作業(yè)的功能。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善、適于教學(xué)的使用。其中語法診斷和模擬示教功能可以使學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互式學(xué)習(xí)。即由學(xué)生輸入NC程序,在模擬運行過程中,系統(tǒng)能及時提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果,再由學(xué)生經(jīng)過簡單判斷就能很容易的發(fā)現(xiàn)和修改NC程序的錯誤,從而避免教師直接面對學(xué)生的指責(zé)傷害學(xué)生的自尊,也大大減輕了教師批改學(xué)生NC程序作業(yè)時的繁重負(fù)擔(dān)。使教師能夠集中精力以幫助學(xué)生解決實際問題,保證了教學(xué)質(zhì)量使教學(xué)效果得到顯著提高。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控教學(xué);仿真軟件;職專學(xué)生;技能操作;實際操作
數(shù)控編程與操作是一門對學(xué)生思維要求很強的專業(yè)技術(shù)課,單純的理論教學(xué),易使初學(xué)者感到抽象、難學(xué)。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等諸多不利因素,使教學(xué)陷入困難的境地。如何降低學(xué)習(xí)的門檻,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,化“難學(xué)”為“易學(xué)”,化“苦學(xué)”為“樂學(xué)”呢?2004年,我校購進(jìn)了上海宇龍公司的數(shù)控仿真軟件。在幾年的教學(xué)中,我們利用數(shù)控仿真軟件做了些探索:
1.理論實踐相結(jié)合
理論與實踐是相互聯(lián)系,二者在學(xué)習(xí)中是不可缺少的。我們知道理論是靠實踐來檢驗的,而實踐則可用理論來進(jìn)行指導(dǎo)。在仿真實習(xí)教學(xué)中,理論學(xué)習(xí)的目的全在于應(yīng)用。
1.1 從實踐入手,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)理論的積極性
我在仿真實習(xí)教學(xué)中,總是先拿出已加工好的真實的零件,精致的外觀、光潔的表面,吸引著他們,使學(xué)生產(chǎn)生也要加工、想實踐的心理,調(diào)動其積極性,為上好理論課做鋪墊。如講解點位快速移動代碼G00,直線插補代碼G01,順時針插補代碼G02,逆時針插補代碼G03等,都是采用先看再做的方法,同時,提出一系列相關(guān)的問題,使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。
有的學(xué)生在練習(xí)中會產(chǎn)生一些錯誤,我就用仿真軟件的授課演示功能針對這些問題,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,及時糾正程序的錯誤之處。使之明白沒有正確的理論知識就不能夠加工合格的零件,產(chǎn)生一種迫切需要通過實踐來掌握理論知識的渴望。
1.2 讓學(xué)生在仿真課中掌握一定的理論
在仿真實習(xí)課中,每次我都展示一張難度適當(dāng)?shù)牧慵D,用直觀的方式提問學(xué)生,讓他們分析圖形及走刀過程,引導(dǎo)學(xué)生思考編程指令,得出正確結(jié)論,從而來獲得知識。如編程時用G71粗車循環(huán)的優(yōu)點是什么?為什么加工外圓用G01直線插補,而回刀用G00快速移動呢?加工錐度時,為什么要用G01指令使 X軸、Z軸同時移動產(chǎn)生角度?這些問題的提出,主要是激發(fā)學(xué)生的思維活動,使學(xué)生通過獨立思考來獲取知識,并提高學(xué)生的語言表達(dá)能力。在實習(xí)課中學(xué)生們感覺理論知識不夠用時,我馬上抓住時機(jī)把理論知識適當(dāng)?shù)赝卣?、加深,使學(xué)生牢固地掌握知識,掌握實踐方法。
2.堅持以技能操作為核心的仿真教學(xué),真正提高學(xué)生的實際操作能力。
針對職專學(xué)生形象思維較強的特點,在課堂教學(xué)上,我進(jìn)行了大膽的嘗試,變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)為以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)。所謂以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)是將相關(guān)知識與能力,按照其相互之間的關(guān)系以及內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,編成便于學(xué)生進(jìn)行技能操作的相對獨立的單元,在計算機(jī)上仿真出來。
在數(shù)控仿真教學(xué)中,如何激發(fā)學(xué)生技能操作的積極性呢?首先結(jié)合學(xué)科特點,介紹數(shù)控編程知識的實用價值,有意識地讓學(xué)生了解數(shù)控編程與今后工作的密切關(guān)系。從學(xué)生中挖掘具有實用價值的,能激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣的典型事例,充分展現(xiàn)數(shù)控編程及操作的價值,使更多的學(xué)生對數(shù)控編程產(chǎn)生濃厚的興趣。其次,降低入門的門檻,避開空洞的理論教學(xué),教學(xué)過程一開始先進(jìn)行示范性操作,同時提醒學(xué)生認(rèn)真觀察,掌握操作要領(lǐng)。當(dāng)機(jī)床的模擬切削聲響起來,切屑飛濺,毛坯隨著刀具的加工變成圖樣要求的工件后,學(xué)生的好奇心和求知欲極度膨脹,此時也恰是讓學(xué)生動手操作,進(jìn)行模仿的最佳時機(jī)。當(dāng)學(xué)生獨立完成,興奮不已時,及時表揚學(xué)生所取得的成績,發(fā)現(xiàn)他們的閃光點,鼓勵他們勇于戰(zhàn)勝自己,激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心,挖掘他們的內(nèi)在潛能。當(dāng)學(xué)生激動的情緒趨于平靜時,及時引導(dǎo)學(xué)生積極地思考,工件為什么會變成與圖樣尺寸一樣?機(jī)床為什么會自己加工?讓學(xué)生在一種積極的情感體驗中,既學(xué)到了知識,又培養(yǎng)了能力。既發(fā)揮了學(xué)生的主體作用,又提高了課堂教學(xué)效果,從而讓學(xué)生真正體會到學(xué)習(xí)知識的目的是為了應(yīng)用,在應(yīng)用中找出自己現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)的欠缺,促使自己進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識,即“學(xué)以致用,以用促學(xué)”。
另外,在每一個仿真結(jié)束后,我都及時地引導(dǎo)他們思索,對于我們已經(jīng)做好的零件,你認(rèn)為還有哪些缺點或者還做哪些改進(jìn)。當(dāng)同學(xué)們把問題提出來后,再讓他們通過討論,看看自己提出來的問題是不是別人也存在,如果是別人沒有研究過的,再進(jìn)一步制定實施方案,并通過小組討論確定其可行性,然后在老師的輔導(dǎo)下,把創(chuàng)新后的零件作出來。對于一些有價值的零件,建議他們保留程序,在今后的實際操作中加工出來。目前,我校已有不少學(xué)生加工的零件作為展品存在學(xué)校的榮譽室中。這樣既實現(xiàn)了“用中求創(chuàng)”的教學(xué)目標(biāo),也為學(xué)生將來走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。
3.把課本內(nèi)容科學(xué)地整合到以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)中,應(yīng)貫徹多元整合
職業(yè)教育是一種以就業(yè)為導(dǎo)向的教育,其職業(yè)方向性的特點決定了它必須適應(yīng)社會的就業(yè)需求,服務(wù)于特定職業(yè)崗位或技術(shù)領(lǐng)域。職業(yè)中專學(xué)校培養(yǎng)的是能在生產(chǎn)現(xiàn)場解決實際問題的技能應(yīng)用型人才,需要具備綜合知識的運用能力及較強的綜合職業(yè)技能。因此,我們應(yīng)努力擺脫現(xiàn)有課堂教學(xué)理念的束縛,徹底更新觀念。作為職專學(xué)校專業(yè)課教師,應(yīng)從學(xué)校走出去,深入了解市場,準(zhǔn)確把握市場需要本專業(yè)的畢業(yè)生具備哪些技術(shù)應(yīng)用能力,在整合教材時做到心中有數(shù)。
在數(shù)控編程仿真教學(xué)中,應(yīng)以技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)為核心,以目標(biāo)培養(yǎng)的實際需要作為課本內(nèi)容取舍和仿真訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)。對課本內(nèi)容進(jìn)行多元整合,強調(diào)內(nèi)容的綜合性。多元整合的目的是精簡課本內(nèi)容,打破課本章、節(jié)體系的完整性,強調(diào)課程內(nèi)容的應(yīng)用性和必需的基礎(chǔ)性。在對課本內(nèi)容進(jìn)行多元整合時,應(yīng)注意:第一,理論知識應(yīng)以必需夠用為度,突出應(yīng)用與實踐,少講多做;第二,仿真內(nèi)容應(yīng)及時反映專業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展;第三,課本內(nèi)容的多元整合絕不是幾個仿真的簡單疊加或隨意拼湊,而是根據(jù)知識、能力的內(nèi)在聯(lián)系和相互間的邏輯關(guān)系進(jìn)行有機(jī)整合。這種遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的多元整合,有利于學(xué)生知識、技能、態(tài)度的合理形成與協(xié)調(diào)發(fā)展,為將來走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。
4.正確處理好以下“關(guān)系”
4.1 教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用
在教學(xué)過程中,教師是教學(xué)的組織者,學(xué)生是教學(xué)過程中的認(rèn)識體。師生既相互聯(lián)系,又相互制約。因此,教師的講解與學(xué)生的學(xué)習(xí)必須匹配。教師應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用,給學(xué)生創(chuàng)造條件,讓他們發(fā)揮主觀能動性,自覺的獲取知識,充分體現(xiàn)出學(xué)生的主體作用,即:引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí),逐步學(xué)會學(xué)習(xí)掌握科學(xué)知識及其規(guī)律,為實踐服務(wù)。要根據(jù)每次教學(xué)的經(jīng)驗認(rèn)真改進(jìn)教學(xué)方法,精心設(shè)計教學(xué)程序,啟迪學(xué)生思維,加強技能訓(xùn)練。
4.2 新、舊知識的聯(lián)系
在教學(xué)過程中要學(xué)習(xí)知識,不斷地擴(kuò)大原有知識范圍。“逆水行舟,不進(jìn)則退”,因而要復(fù)習(xí)鞏固舊的知識。如在數(shù)控仿真中加工零件的步驟是:一回參考點,二校對程序,三對刀,四加工,這些已經(jīng)學(xué)過了。而實際加工零件對他們來說又是新知識,要想達(dá)到安全正確,必須在仿真系統(tǒng)中反復(fù)操作。在仿真機(jī)上進(jìn)行復(fù)習(xí)就很容易理解很容易地實際操作,并且加深了對此內(nèi)容的認(rèn)識。
4.3 “難與易”的關(guān)系
在教學(xué)過程中,把難懂的問題拆開變?yōu)橐锥?。以便使學(xué)生更快,更好地掌握。如數(shù)控加工中,刀具補償+刀尖半徑補償是較難理解、掌握的內(nèi)容。在仿真教學(xué)中,分五步進(jìn)行講解、練習(xí)。第一步刀具車削工件端面,來確認(rèn)Z軸坐標(biāo)。第二步刀具車削工件外圓,來確認(rèn)X軸坐標(biāo)。第三步在刀補中,輸入刀尖半徑和刀尖方向代碼。第四步復(fù)位。第五步加工出零件。在教學(xué)過程中比較難懂,比較復(fù)雜的地方,學(xué)生很快地接受了。
再如對刀過程中的計算測量,難度雖然不大,但是有一部分學(xué)生對刀具長度補償和刀尖半徑補償理解的不透,于是我就用教具畫圖相關(guān)知識進(jìn)行講解。這樣學(xué)生們很快就搞懂了,并且能夠在較短的時間內(nèi)讀出準(zhǔn)確的數(shù)值,從而達(dá)到了事半功倍的效果。
5.在以“技能操作為核心”的數(shù)控編程仿真教學(xué)中,還應(yīng)重視學(xué)生經(jīng)受挫折、克服挫折的教育。
21世紀(jì)的競爭是人才素質(zhì)的競爭,它需要青少年具有堅韌不拔的精神和頑強的斗志。職專學(xué)生的年齡大都在15-18周歲之間,大多數(shù)意志品質(zhì)還不夠堅強,承受挫折的能力也較弱,所以在模塊教學(xué)中,應(yīng)創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生嘗試“挫折”考驗的情境,以此來磨煉學(xué)生堅強的意志品質(zhì),使學(xué)生體驗到只有經(jīng)過艱苦努力,獲得的成功才更有價值,從而產(chǎn)生足夠的自信和克服挫折的勇氣。因此,在教學(xué)過程中,我經(jīng)常有意識地設(shè)置“陷阱”,如故意少編一個程序段、參數(shù)輸入錯誤等,發(fā)生撞刀現(xiàn)象,致使工件車不出來,讓學(xué)生自己找出失敗的原因。當(dāng)學(xué)生真正排除了故障后,就會在“山重水盡疑無路,柳暗花明又一村”的情感體驗中既獲取了知識,又培養(yǎng)了意志的堅韌性。因此,經(jīng)受挫折、克服挫折的教育也是幫助學(xué)生增強信心的重要一環(huán)。這把“雙刃劍”用好了,會讓學(xué)生獲益終生。
6.仿真教學(xué)中,還應(yīng)構(gòu)建多元評價體系。
教學(xué)評價直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,所以評價要做到:第一,合理且有一定的彈性,答案不能限制太死,只要合理就行。如一些仿真操作中學(xué)生實施方案的可行性討論,實操過程中加工線路等。第二,既要評價技能操作結(jié)果,又要評價技能操作的過程。在技能操作中學(xué)生所表現(xiàn)出來的良好個性品質(zhì)要給予充分的鼓勵、肯定、嘉獎。第三,轉(zhuǎn)換評價的主客體關(guān)系。對學(xué)生在課堂上的技能操作情況及結(jié)果不僅僅由教師來評,還可以讓學(xué)生自評或互評。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標(biāo)點的計算,可采用學(xué)生討論評價的方式,在研討中發(fā)現(xiàn)問題,得出正確結(jié)果,學(xué)習(xí)的主動性、積極性也就調(diào)動出來了。
合理進(jìn)行仿真教學(xué),有利于全面提高學(xué)生的實際操作能力,激發(fā)獨立思考和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和勇于實踐的能力,進(jìn)而提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 仿真軟件:上海宇龍軟件工程有限公司 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)V3.8.20050607版(25節(jié)點)
[2] 《數(shù)控編程與操作》 沈陽機(jī)床廠出版 2005
【關(guān)鍵詞】安全教育;理論與實際;實訓(xùn);改革
機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的一個極為重要的支柱產(chǎn)業(yè),在促進(jìn)國家工業(yè)化、現(xiàn)代化的進(jìn)程中,起著舉足輕重的作用。但是隨著最近幾年的學(xué)生步入社會,問題也不斷地體現(xiàn)了出來。學(xué)生普遍偏向于理論的培養(yǎng),實踐技能不足,實訓(xùn)內(nèi)容單一落后,在學(xué)校的學(xué)習(xí)以及實訓(xùn)與社會脫節(jié)。那么,如何才能保證職校學(xué)生的質(zhì)量,滿足企業(yè)的需求呢?而這也是職業(yè)學(xué)校課程改革的首要任務(wù)。我們必須讓自己的學(xué)生學(xué)有所用,能夠真正的成為技能上的能手,滿足企業(yè)的需求。普通車工實訓(xùn),是職業(yè)教育中培養(yǎng)學(xué)生技能的一項重要內(nèi)容,也為學(xué)生今后能更掌握更多的,更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)打下了基礎(chǔ)。為了更好地適應(yīng)企業(yè)和社會的需要,也為學(xué)生今后能更掌握更多的,更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)打下了基礎(chǔ)。我認(rèn)為在車工實訓(xùn)教學(xué)中要注意以下幾點:
一、安全教育要始終慣穿在整個實訓(xùn)教學(xué)中
車工實訓(xùn)具有一定的危險性,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生具有安全、文明生產(chǎn)的習(xí)慣和一絲不茍的工作作風(fēng)。學(xué)生在車工實習(xí)教學(xué)中存在的安全事故隱患、設(shè)備使用與維護(hù)的問題以及預(yù)防,是學(xué)校實習(xí)教學(xué)管理的重中之重,一旦學(xué)生出現(xiàn)安全事故,將對學(xué)生、家庭、學(xué)校造成嚴(yán)重的影響。因此,老師教育學(xué)生執(zhí)行安全操作規(guī)程,顯得尤為重要。 為規(guī)范實習(xí)教學(xué)工作,保證實習(xí)教學(xué)質(zhì)量,在實習(xí)的整個過程中,始終要注意安全教育。它分為:
1、實習(xí)初期的遵守安全規(guī)則的教育。要讓學(xué)生認(rèn)識到安全規(guī)程是一種紀(jì)律,執(zhí)行安全規(guī)程更是一條紀(jì)律。
2、教師對當(dāng)天進(jìn)行的實訓(xùn)內(nèi)容有針對性地進(jìn)行安全教育。例如車工實習(xí)中,經(jīng)常會碰到學(xué)生加工零件校正時,零件裝夾好后便啟動車床,目測檢查是否找正,當(dāng)卡盤板手還插在卡盤上就啟動車床旋轉(zhuǎn),為預(yù)防發(fā)生事故,應(yīng)教育學(xué)生要停車、空檔、轉(zhuǎn)動卡盤、用劃針指向工件進(jìn)行校正的方法。
3、教師在一天的實訓(xùn)結(jié)束之后,面對全體學(xué)生要作一個小結(jié),并鞏固一下安全教育。例如磨刀的安全問題,車螺紋的安全問題等。
4、實習(xí)階段結(jié)束后,學(xué)生自我的安全總結(jié)。通過這幾項安全教育,學(xué)生不光在行為上,在內(nèi)心都能深刻認(rèn)識到安全的重量性。
二、基礎(chǔ)理論與實際操作相結(jié)合
為了培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會的技術(shù)人長,必須要把車工基礎(chǔ)理論與實際操作有機(jī)地、完美地結(jié)合起來,在教學(xué)中要注意讓學(xué)生掌握以下基礎(chǔ)知識:
1、詳細(xì)了解各種車床的結(jié)構(gòu)、性能,以便正確地使用車床和排除故障。要熟悉車床的加油部位及系統(tǒng),保養(yǎng)和維護(hù)好機(jī)床。 我每日的要求是擦干凈床身及表面各死角,做到漆見本色鐵見光。尤其是外露導(dǎo)軌面的清潔特別重要,并要求按規(guī)定加油。我將正確保養(yǎng)和維護(hù)機(jī)床也列入學(xué)生考核成績內(nèi),使學(xué)生對這項工作能十分重視.
2、熟悉車床附件以及工裝卡具、刀具、量具、工具的結(jié)構(gòu)原理,以便正確地使用和保養(yǎng)。
3、教會學(xué)生查閱有關(guān)的技術(shù)資料、手冊等。
4、使學(xué)生掌握有關(guān)車削工作的計算,并將其運用于實踐中。
5、看懂圖紙,清楚技術(shù)要求,教會學(xué)生對零件進(jìn)行分析,并能制定加工工藝,能按要求加工出零件。
三、運用模塊化教學(xué)方法
普車、數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)一體化模塊的確定,是整個實習(xí)訓(xùn)練是的核心內(nèi)容。只有確定好了最合理的實習(xí)內(nèi)容與模塊,實習(xí)才能起到最大的效果。一般根據(jù)國家高技能人才培養(yǎng)計劃,結(jié)合各個學(xué)校現(xiàn)有實訓(xùn)條件來確定。
其中,普車實習(xí)訓(xùn)練為第一階段,也就是將我們以前的傳統(tǒng)實訓(xùn)內(nèi)容做一下改革。使之能夠更好的為數(shù)控車打下基礎(chǔ)。大體可以分為以下幾個模塊:
①普車的文明生產(chǎn)、安全操作;②車床系統(tǒng)傳動路線;③車床的
維護(hù)與保養(yǎng);④車削的基本知識;⑤車刀基本角度的定義及其初步選擇;⑥典型零件的工藝分析與車削。這六大模塊最終為數(shù)控編程與工藝、數(shù)控仿真、數(shù)控系統(tǒng)、cad/cam模塊的教學(xué)服務(wù)。
至于對學(xué)生實習(xí)水平的要求,可以以中、高級職業(yè)資格考核為要求,對于普車六個模塊的實習(xí),可以分三個時期進(jìn)行(初、中、后期)實訓(xùn)時間可以在10周左右,接著安排數(shù)控車模塊的實習(xí)為第二階段,最重要的是要讓所有學(xué)生都有實訓(xùn)工位,能夠有充裕的時間來自己進(jìn)行實踐操作。同樣可以分為三個時期進(jìn)行,實訓(xùn)時間約12周左右。初期的任務(wù)是入門,打下數(shù)控車相關(guān)的基礎(chǔ)知識;中期根據(jù)學(xué)生整體接受情況,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;后期可以以一些典型的零部件為實踐對象,以學(xué)生自練為主,教師進(jìn)行檢查、輔導(dǎo),進(jìn)行模塊的具體應(yīng)用以及訓(xùn)練,并且通過一定時間的強化訓(xùn)練來達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)等級。而在其中,普通車床典型零件的工藝分析模塊的教學(xué)是重點,也是難點,它是數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)。因此,只有加大普車典型零件的分析及車削的教學(xué),抓住重點,分析難點,針對學(xué)生的具體情況來采取有效的方法,循序漸進(jìn),而對于比較難掌握的復(fù)雜內(nèi)容,我們可以將難點分解成幾個比較容易理解和掌握的部分,化難為易,層層深入來便于學(xué)生掌握,這樣才能保證生產(chǎn)實習(xí)模塊教學(xué)的質(zhì)量。總之,普車技能的熟練操作是數(shù)控車的前提和保證,為學(xué)習(xí)數(shù)控仿真及上機(jī)操作提供了必要的條件。
四、普車實訓(xùn)改革為數(shù)控車實訓(xùn)服務(wù)
在普車實訓(xùn)教學(xué)中,突出對學(xué)生自身能力的培養(yǎng),在實訓(xùn)教學(xué)時,讓學(xué)生成為教學(xué)活動中的主角。充分調(diào)動學(xué)生的主動性,而教師只作為引路人和答疑者,讓學(xué)生在解決教師給出的項目中培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。在實習(xí)教學(xué)的后期,讓學(xué)生有更多的自由支配,讓學(xué)生學(xué)會時間的合理安排和分配,并學(xué)會協(xié)調(diào)與合作。鼓勵和支持學(xué)生進(jìn)行發(fā)明和創(chuàng)新。這個時候,教師可以加大指導(dǎo)有關(guān)專業(yè)學(xué)生課程設(shè)計的力度,使學(xué)生的理論能夠真正和實踐結(jié)合起來,讓實踐服務(wù)于課程設(shè)計,使學(xué)生的設(shè)計具有更強的實用性和說服力,而不是像以前的一些空空而談。通過這些形式的教學(xué)改革,學(xué)生的技能水平和素質(zhì)得到提升,使他們在第二階段的數(shù)控車實訓(xùn)中的編程、仿真、上機(jī)、操作等能夠更加的相互融通,訓(xùn)練內(nèi)容更通俗易懂,并能在較短的時期內(nèi)基本掌握,這樣即避免了數(shù)控車實訓(xùn)單一的教學(xué)模式,又降低了學(xué)生直接上機(jī)操作的難度,可以達(dá)到相互補充、相互促進(jìn)的目的,同時,又達(dá)到了普車為數(shù)控車服務(wù)的目的。
在普通車工實訓(xùn)教學(xué)中還有許多問題值得我們?nèi)ニ伎?,如何在這項實訓(xùn)教學(xué)工作中做得更好,還需要我們不斷地去探索
參考文獻(xiàn):
Abstract: How to better improve the teaching effect is the problem that each of teacher have to face. In the mechanical CAD / CAM teaching of secondary NC professional, the use of case leading and mission-driven improves the students' interest in learning and enhances students' learning confidence and cultivates the creativity ability, self-learning ability and cooperative ability of students.
關(guān)鍵詞: 計算機(jī)輔助繪圖與制造;項目引領(lǐng)
Key words: computer-aided drawing and manufacturing;project lead
中圖分類號:G71文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)23-0213-01
0引言
案例教學(xué)法也叫實例教學(xué)法或個案教學(xué)法,它是在教師的指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的需要,采用案例組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、鍛煉能力的方法。實踐證明,運用“案例教學(xué)法”能收到良好的教學(xué)效果?!稒C(jī)械CAD/CAM》是數(shù)控專業(yè)的主干課程之一,是一門綜合性極強的課程,其教學(xué)內(nèi)容涉及《機(jī)械制造工藝》、《金屬材料》、《數(shù)控原理》、《刀具》,具有面廣、環(huán)節(jié)多、難度大的特點。該課程要求學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地掌握計算機(jī)畫圖及用計算機(jī)設(shè)計數(shù)控加工程序和如何輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的知識和理論,若在教學(xué)中只注重強調(diào)各個知識點,而忽視實際操作的連續(xù)性,對學(xué)生的學(xué)習(xí)吸引力、學(xué)習(xí)收獲、學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解力、激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)思維的啟發(fā)等是比較小的。所以,在《機(jī)械CAD/CAM》課程的教學(xué)中,除了傳統(tǒng)的講解以外,還需要進(jìn)行相應(yīng)的案例分析,只有這樣,才能使學(xué)生通過案例教學(xué)有利于增強學(xué)生自信心,激發(fā)學(xué)生的求知欲,有利于提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力,有利于深化學(xué)習(xí),有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的形成,達(dá)到學(xué)以致用。
案例教學(xué)沒有固定的模式,但不論為何種模式,都離不開幾個基本實施環(huán)節(jié)。通常而言,案例教學(xué)包含以下4個基本環(huán)節(jié)。
1精選案例,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力
在授課前結(jié)合教學(xué)內(nèi)容實際,精心設(shè)計,學(xué)生掌握知識的過程是循序漸進(jìn)的,尤其是現(xiàn)在的中職學(xué)生,學(xué)生的接受能力較差,學(xué)習(xí)積極性不高,教師應(yīng)該幫助他們樹立信心,打消這種顧慮。在最初教學(xué)入門的時候,可以從繪制最簡單的幾何圖形,和對這些幾何圖形的電腦編程的制定開始,然后是繪制一些中等復(fù)雜圓弧連接圖及電腦編程的制定,到最后是繪制復(fù)雜的零件圖到此時電腦編程對他們已經(jīng)是非常熟練,自己就能制定。在這個過程當(dāng)中,學(xué)習(xí)的命令由簡單到復(fù)雜,學(xué)生完成任務(wù)的過程也由易到難,在不斷的嘗試中掌握所有命令的使用。我的做法一般是從學(xué)生“師兄師姐”各個階段的作品中選取功能較完整、做得比較好的項目作為講解項目,切合廣大學(xué)生實際水平,有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自信心,同時也增添了幾分“挑戰(zhàn)”的色彩。在課堂分析、討論之前,將案例分發(fā)給學(xué)生,要求學(xué)生查找類似數(shù)控加工零件的方法及畫圖的方法,以便找到分析該案例的理論依據(jù)。這就是案例的準(zhǔn)備階段。
2精心組織案例教學(xué)環(huán)節(jié),鼓勵學(xué)生積極參與
這一環(huán)節(jié)又可以說是課堂分析、辯論環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)又可細(xì)分為幾個步驟,即:首先教師將全班學(xué)生分為若干小組,以小組為單位對圖形的繪制及刀路的設(shè)計進(jìn)行分析、討論、辯論,在這個過程教師營造自由討論的氣氛和環(huán)境,在這個過程要督促每個學(xué)生積極參與,發(fā)表自己的觀點、見解,在自己發(fā)言結(jié)束后,要善于聽取別人的見解,汲取他人的新觀點。小組討論結(jié)束后形成統(tǒng)一的意見或認(rèn)識。然后,各小組可指派代表向全班對案例作一分析,闡述各自觀點,并作小結(jié)發(fā)言。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生珍視難得的發(fā)言機(jī)會,大膽主動地表達(dá)自己對問題的見解,以鍛煉自己的口語表達(dá)能力、思辯應(yīng)變能力以及靈活運用知識的能力。此時教師好比為主持人,教師的主要任務(wù)是組織、引導(dǎo)學(xué)生討論,避免偏離討論的方向和正題,值得一提的是,在討論中教師不要直接表露自己的觀點,以免學(xué)生產(chǎn)生依賴心理。若學(xué)生的觀點不一致,可使其展開討論;若學(xué)生分析判斷有錯誤,采取間接提問的方式,使學(xué)生意識到問題出在哪里,自覺加以修正。我們可以看到學(xué)生通過這一過程的學(xué)習(xí),可以達(dá)到學(xué)生和學(xué)生及學(xué)生和教師之間的知識與經(jīng)驗共享,達(dá)到教學(xué)、學(xué)學(xué)相長的目的。不僅使教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)與研究得到深化,這種合作精神是學(xué)生走上工作崗位最需要的,在這個過程中學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作,在一個寬松的環(huán)境學(xué)習(xí),既培養(yǎng)他們自立,有培養(yǎng)他們繼續(xù)學(xué)習(xí)的信心。
3案例總結(jié)
案例分析、討論結(jié)束后,及時總結(jié)本次討論。在這個過程中注重學(xué)生經(jīng)驗與智慧的開發(fā)。指出本次案例討論的思路、討論的難點、重點、主要解決的問題、如何運用理論知識,評述本次討論不足之處與成功之處,對于熱點、難點問題進(jìn)行進(jìn)行情景模擬、還可以進(jìn)行討論,使學(xué)生感悟,在感悟中學(xué)習(xí),在解決問題的過程中不斷提高自身的能力,使體驗成為終身的記憶和經(jīng)驗。還可對學(xué)生的表現(xiàn)加以評價,并對學(xué)生的課堂表現(xiàn)作為平時成績記錄在案,以激勵學(xué)生下次更好地參與討論。
4布置個性化作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)思維創(chuàng)新能力
最后一個環(huán)節(jié)是根據(jù)課堂作業(yè)布置課后作業(yè),作業(yè)選擇有趣味, 有價值的內(nèi)容, 使作業(yè)有真正的實際意義,要把學(xué)生放到主體的位置,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造潛能,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在這個過程中學(xué)生自己設(shè)計圖紙,加工要求,自己制定程序,通過應(yīng)用自己學(xué)習(xí)的知識解決問題,同時也培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識自我的意思,增強學(xué)習(xí)信心,從而促進(jìn)學(xué)生自我鍛煉、自我提高,在學(xué)習(xí)中不斷成長。
關(guān)鍵詞:機(jī)床坐標(biāo)系 三級工件坐標(biāo)系 零點偏移
坐標(biāo)是數(shù)控機(jī)床操作和編程時用來表達(dá)空間位置的基本對象。如何建立和設(shè)定坐標(biāo)系是學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作的基礎(chǔ)性入門知識,也是初學(xué)者難以理解和掌握的內(nèi)容。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展,機(jī)床的編程和操作會顯得愈加輕松和高效??茖W(xué)合理地設(shè)定坐標(biāo)系,深刻理解各坐標(biāo)系的設(shè)定原理,靈活地運用各種方法建立坐標(biāo)系就成為了數(shù)控機(jī)床操作的重要內(nèi)容。因此,正確地理解各個坐標(biāo)系的概念及它們之間的關(guān)系,是熟練操作數(shù)控機(jī)床的前提和基礎(chǔ)。
1 操作中的錯誤現(xiàn)象
初學(xué)者學(xué)習(xí)機(jī)床編程和操作時,各種錯誤現(xiàn)象出現(xiàn)較多,具體如下:(1)采用試切法對刀后,未將參數(shù)記錄于Offset零偏數(shù)據(jù)區(qū)便移開刀具,工件實際零點高于設(shè)定位置,導(dǎo)致實際加工時深度達(dá)不到程序要求,或刀具根本不能觸及工件。(2)在Offset零偏狀態(tài)下,坐標(biāo)值位置記錄錯誤,導(dǎo)致零偏指令使用前后不一致。(3)程序開頭未使用G54(~G59)指令激活工件坐標(biāo)系,導(dǎo)致刀具不能觸及工件或發(fā)生安全事故。(4)機(jī)械式記憶操作,在【測量工件】操作方式下,未將刀補數(shù)據(jù)清零而使用自動計算,導(dǎo)致工件零點發(fā)生偏移。(5)借助尋邊器和Z軸設(shè)定器等儀器進(jìn)行間接對刀方式操作,在【測量工件】方式下,不能正確設(shè)定偏移方向和偏移距離。(6)利用CAD/CAM軟件編程時,忽略圖形在坐標(biāo)系中的定位,導(dǎo)致程序無效。種種錯誤表明機(jī)床的操作者只是機(jī)械地模仿和記憶各種操作,不能正確理解坐標(biāo)系的概念及相互間的關(guān)系,導(dǎo)致各種錯誤出現(xiàn),嚴(yán)重時還會發(fā)生各類操作事故。這就需要我們教學(xué)指導(dǎo)人員積極探索教學(xué)方法,科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容,靈活運用各種教學(xué)手段,增強初學(xué)者對坐標(biāo)系的理解。
2 機(jī)床坐標(biāo)系
機(jī)床坐標(biāo)系是由機(jī)床制造廠家在生產(chǎn)制造機(jī)床時設(shè)定的一個機(jī)械坐標(biāo)系,分別在數(shù)控銑床的每個進(jìn)給運動方向安裝一個機(jī)械擋塊來設(shè)定機(jī)床零點位置[1]。機(jī)床坐標(biāo)系的三根坐標(biāo)軸:X,Y,Z,各軸位置符合右手笛卡兒坐標(biāo)系的位置關(guān)系。軸的正負(fù)方向為刀具相對工件的運動方向(刀具不一定做絕對運動),坐標(biāo)系的原點定在機(jī)床零點,是所有坐標(biāo)軸的零點位置。
在SIEMENS操作系統(tǒng)下,按【加工區(qū)域操作鍵】,可切換為坐標(biāo)位置界面(如圖1所示)。若保持【基本設(shè)定】的參數(shù)為零,則畫面顯示的坐標(biāo)值即為刀具當(dāng)前所處空間位置在機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)。移動刀具,坐標(biāo)會同步變化,通過觀察屏幕數(shù)據(jù)可知刀具當(dāng)前空間位置的具體坐標(biāo)。
圖1 坐標(biāo)位置界面
工件若已固定安裝到工作臺上,其上任何一點的坐標(biāo)也就同步確定。此時移動工作臺,工件同步移動,但工件任何一點的坐標(biāo)不再改變,改變的只是刀具的空間位置和坐標(biāo)。
進(jìn)行零件的批量生產(chǎn)時,需安裝支撐墊鐵和定位塊,保證每個工件都是安裝在工作臺的相同位置,從而保證每個工件安裝后都處在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的相同坐標(biāo)處。
SIEMENS系統(tǒng)每次開機(jī),在坐標(biāo)位置顯示狀態(tài)下顯示的刀具當(dāng)前坐標(biāo)值為(0,0,0),很顯然這是不正確的,因為關(guān)機(jī)前刀具所處位置未必都是處在機(jī)床坐標(biāo)系的零點,雖然在此狀態(tài)下移動刀具,系統(tǒng)也會跟蹤并顯示刀具的當(dāng)前坐標(biāo),但此時屏幕的坐標(biāo)值和刀具所處空間位置的坐標(biāo)值不統(tǒng)一,若在此狀態(tài)啟動先前的零件程序進(jìn)行批量生產(chǎn),必然發(fā)生刀具不能觸及工件或發(fā)生重大安全事故。因此,務(wù)必進(jìn)行回原點(回參考點)操作,使機(jī)床的每個坐標(biāo)軸自動回到零點位置,并將系統(tǒng)坐標(biāo)自動清零,從而修復(fù)機(jī)床坐標(biāo)系的開機(jī)錯誤。 具體操作如下:
(1)按動,進(jìn)入回參考點狀態(tài)。
(2)按動分別將各坐標(biāo)軸回到零點。
(3)顯示符號,表明坐標(biāo)軸未回到參考點;若顯示符號,則表明坐標(biāo)軸已經(jīng)回到參考點[2]。
要求:各軸回參考點之前應(yīng)處于零點以內(nèi)。當(dāng)選擇另一種運行方式(MDA,AUTO,JOG)結(jié)束該功能。
3 工件坐標(biāo)系
編寫零件的加工程序時,可能工件尚未裝夾,工件處在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)便未確定,因此無法使用機(jī)床坐標(biāo)系來表達(dá)工件的各點坐標(biāo),須在工件上尋找一個參考點作為編程基準(zhǔn),這就必須建立另一個坐標(biāo)系――工件坐標(biāo)系(或稱編程坐標(biāo)系),工件坐標(biāo)系就是由編程人員根據(jù)編程需要而設(shè)定的坐標(biāo)系,坐標(biāo)系的原點可在編程圖紙(或工件)上自由設(shè)定,而坐標(biāo)軸必須與機(jī)床坐標(biāo)系一致。原點位置的設(shè)定原則需滿足以下條件:(1)方便計算和表達(dá)各編程坐標(biāo);(2)方便對刀操作。
由于工件坐標(biāo)系的原點是編程時人為設(shè)定點,在裝夾好工件后,機(jī)床自身是不能識別該點的,必須在系統(tǒng)執(zhí)行程序前將該位置告知機(jī)床,這一過程就是通過對刀操作來實現(xiàn)的。因為數(shù)控系統(tǒng)能反饋刀具在坐標(biāo)系內(nèi)的實時坐標(biāo),對刀就是將刀具與工件坐標(biāo)系的原點位置重合(也可使用間接對刀計算出該點坐標(biāo)),獲取工件裝夾后該點在機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)值,然后將該坐標(biāo)值保存下來。
操作時,將刀具停留在該點,記錄保存該位置坐標(biāo)值的操作方法有如下兩種,分別建立不同級別的工件坐標(biāo)系:
3.1 第一級工件坐標(biāo)系
操作方法如下:
(1)按,進(jìn)入坐標(biāo)位置畫面,按【基本設(shè)定】。
(2)按【X=0】【Y=0】【Z=0】,直接將該點設(shè)成工件坐標(biāo)系的原點,也可采用間接對刀,計算出工件原點的坐標(biāo)值后,通過數(shù)據(jù)輸入的方式寫入X,Y,Z 對應(yīng)參數(shù)區(qū)。
一級工件坐標(biāo)系也稱基礎(chǔ)坐標(biāo)系,是位于底層的工件坐標(biāo)系。該坐標(biāo)一旦建立,便處于激活狀態(tài),在AUTO自動運行狀態(tài)下執(zhí)行的程序或在MDI狀態(tài)下運行的程序,將以該點作為工件原點執(zhí)行。
用【基本設(shè)定】建立的一級工件坐標(biāo)系只能記錄一個空間位置,并始終以該位置作為當(dāng)前坐標(biāo)系工作,操作者若想設(shè)定另一個位置作為工件坐標(biāo)系,只能將其覆蓋,因此以該方式建立的工件坐標(biāo)系只能作為單件生產(chǎn),批量生產(chǎn)方式就顯得很不方便。
3.2 第二級工件坐標(biāo)系
該坐標(biāo)系是操作者最常用也是生產(chǎn)中最方便使用的坐標(biāo)系,在SIEMENS 802D操作系統(tǒng)中有6個指令可供操作者使用(G54~G59),可以分別記錄6個空間位置作為工件坐標(biāo)系的原點,也就表明可以同時建立6個工件坐標(biāo)系,有的操作系統(tǒng)(如FANUC OI MC)可同時存儲100多個位置。具體操作時,可使用以下兩種方法:
3.2.1 自動計算零點偏置值
選擇進(jìn)入圖2操作界面。
圖2 自動計算零偏狀態(tài)
操作步驟:
(1)將刀具移動至相對工件的所需位置(相對工件坐標(biāo)系的已知位置);
(2)按,選擇零點偏置方式(如G54);
(3)分別選定要計算的坐標(biāo)軸,在偏置項輸入偏置尺寸;
選擇【計算】,系統(tǒng)自動計算出零點位置,并實現(xiàn)同步保存。
3.2.2 手動輸入零點偏置值
按Offset param后選擇進(jìn)入零偏設(shè)置界面(如圖3所示)。
圖3 手動設(shè)定零偏狀態(tài)
操作步驟:
(1)將光標(biāo)移到適當(dāng)位置(如G54)。
(2)通過編輯面板的數(shù)字鍵將當(dāng)前位置的WCS坐標(biāo)值 (前一組坐標(biāo)值) 記錄到對應(yīng)指令的單元格內(nèi)。
(3)選擇【改變有效】,保存該數(shù)據(jù)。
SIEMENS系統(tǒng)操作時應(yīng)特別注意,用G54(~G59)建立的二級工件坐標(biāo)系是臨時有效坐標(biāo)系,具體使用規(guī)則是:當(dāng)程序執(zhí)行到G54指令時,該坐標(biāo)系激活成為當(dāng)前坐標(biāo)系,若程序執(zhí)行另一個零點偏移指令(如G58),則關(guān)閉當(dāng)前的G54坐標(biāo)系,新坐標(biāo)系生效。當(dāng)程序執(zhí)行完畢(執(zhí)行到M02)或按RESET復(fù)位鍵,該坐標(biāo)系關(guān)閉,系統(tǒng)自動恢復(fù)一級工件坐標(biāo)系為當(dāng)前坐標(biāo)系。
3.3 第三級工件坐標(biāo)系
第三級工件坐標(biāo)系是由TRANS(或ATRANS)指令建立的工件坐標(biāo)系,編程人員可在原某級坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,再次偏移工件坐標(biāo)系的原點位置,滿足下一步的編程需要。
指令使用格式為:TRANS/ATRANS X…Y…Z…其中,X,Y,Z分別表示新工件坐標(biāo)系原點在原工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。當(dāng)程序再次執(zhí)行到單獨的TRANS(或ROT/SCALE/ MIRROR)指令時,關(guān)閉此級坐標(biāo)系,系統(tǒng)自動回復(fù)到上級工件坐標(biāo)系中工作。
4 結(jié)束語
機(jī)床坐標(biāo)系及三級工件坐標(biāo)系構(gòu)成了數(shù)控機(jī)床編程和操作時的復(fù)雜坐標(biāo)系系統(tǒng),機(jī)床坐標(biāo)是位于最底層的坐標(biāo)系,然后是第一、第二或第三級坐標(biāo)系,當(dāng)?shù)讓拥淖鴺?biāo)系發(fā)生變化時,上層坐標(biāo)系也必然相應(yīng)發(fā)生變化。
不同的操作者對于各級坐標(biāo)系有著不同的操作習(xí)慣和使用方法,甚至有些操作人員在未建立任何一級的工件坐標(biāo)系時,直接使用刀具補償在機(jī)床坐標(biāo)系中就可實現(xiàn)對工件的加工。當(dāng)然工件坐標(biāo)系建立的層次越多,意味著加工期間各級坐標(biāo)系間變換也就越靈活。深刻理解各級坐標(biāo)系的工作特點和建立方法,才能使手工編程工作變得得心應(yīng)手。
參考文獻(xiàn)