時間:2023-08-08 17:09:39
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控機床基礎知識,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:數控機床教學;困境及解決對策
1.中職學校數控機床教學困境
1.1特殊的中職學生群體
雖然良好的教育政策已經在全國實施,中職數控機床專業這些年也獲得了極大的人氣和重視,但是面對良好的發展機遇,很多中職學校都積極擴大招生,卻忽略了招生質量。中職學生是一批在中考的“獨木橋”上摔倒的人,有些甚至都沒有嘗試過中考,他們的數學基礎知識、機械基礎知識等與普通高中學生相去甚遠,學習接受能力和思考能力都普遍較差,學起來難度較大;另外,學生們的素質和個性也參差不齊,教學過程還容易出現害怕操作、隨意操作等眾多問題。另一方面,對于很多中職學生來說,他們通常都存在著懶惰心理,加上基礎能力的薄弱,很多人都有著明顯的抵觸心理,更不愿意將精力投入到數控機床學習中。
1.2教學模式單一
在中職數控機床教學中,經常出現的是灌輸知識。很多中職教師不考慮中職學生的基本情況,不考慮企業對人才的需求,盲目將學校發的教材一字不差的傳遞給學生。中職學生在他們眼里就像是一只容器,知識就像是水一樣,被源源不斷地灌輸到學生的腦海里,根本不考慮是否會溢出,也不考慮容器本身的承受能力。在教學過程中,教師不將學生作為教學的主體,教學也只局限于教室,實訓課程安排極少,學生平均上機時間不夠用,完全不能滿足學生實訓的需要,在這種單一的教學模式下,學生的數控機床專業能力難以得到提高。
1.3教學內容死板,不符合企業需求
現有的中職數控機床教材中理論知識體系不夠全面,教材內容一定程度上脫離實際,與企業對人才的需求不符,很多內容都已經不符合現階段數控機床的操作內容了,都是些陳舊過時的知識,在現實生活中無法運用。另外,跟普通中學的學生相比,中職學生基礎十分薄弱,很多高難度的課程無法開設,例如CAD課程、CAM課程等,導致學生根本無法真正理解數控機床編程、維修、加工工藝等知識。教學內容就圍繞著一些基礎或陳舊的理論知識來展開,教學效果不明顯,學生的實際能力無法得到真正提高。
2.解決教學困境的主要對策
2.1重視學生基礎能力和素質培養
中職教師應該意識到學生的基礎能力薄弱問題,緊抓重點問題。中職數控機床教育不應該一進學校就大量輸入高難度、高技術的理論教學,要重視中職學生的基礎能力和素質培養。學校可以在開學時對學生的基礎能力進行統一檢測,分析學生的基礎問題,先把學生的基礎問題解決,夯實好基礎往往可以事半功倍。另外,還要加強素質培養,讓學生養成良好的學習習慣、操作習慣,學校可以多舉辦數控機床操作比賽活動,并設置相應的獎項,提高同學對數控機床相關活動參與度,盡量保證每一個學生參與其中,讓學生們在一次次的數控機床活動中自覺養成良好的操作習慣。同時,學校在學生的成長階段,要重視學生的心態培養。很多學生因為無法突破當前的學習困境,開始對數控機床自暴自棄的,教師們可以針對不同學生的不同問題,給予幫助和輔導,讓學生在教師的幫助下突破數控機床學習的瓶頸,這樣,學生自然加強了數控機床學習興趣,中職的數控機床教學水平自然會同步提高。
2.2創新教學模式
由于課程學習難度大,學生對學習容易沒有信心,失去學習興趣,教師在教學過程中沒有學生的配合,也會感覺到教學無力,沒有絲毫的成就感。除了學生自身的原因,很多教師也只愿意采用“灌輸法”教學,甚至有的教師直接放棄教學,讓學生自己看書,課堂完全沒有活力。針對這些情況,教師應該改變態度,改進教學方法和教學手段。例如,教師在教學過程中,可以采取啟發式教學方法,并結合鼓勵的教學手段。在學習深奧難懂的理論知識時,老師盡量把內容簡化,去掉復雜的學術型表達,用通俗易懂的白話教授給學生,讓學生能明白其中的意思就是成功。另外,老師還可以通過把一些操作手法、操作過程拍成小視頻或小短片,以一種微課的形式,讓學生通過觀看視頻來熟悉操作,加深印象,直觀地感受更能體會書本中的理論知識。教師在教學過程中,還要鼓勵學生提出問題、回答問題,充分調動學生的積極性。對敢于發言的學生,教師要提出表揚;當學生回答問題錯誤時,不能“一棍子打死”,對學生進行言語攻擊,要適當的鼓勵學生。
2.3更新教材,聯系實際
由于中職學生群體的特殊性,對教材的難度以及與實際的關聯性都有一定的要求。教材的編寫不能過于枯燥乏味、深奧復雜,應該更加簡潔易懂,圖文并茂,突出重點,切實降低教材的學習難度,提高學生的學習效率。另外,要及時更新教材,根據實際需求的改變來改編教材,讓教材貼合實際,讓學生能學以致用。教材中還應該多加入對實訓指導的內容,無論是專業方面還是素質要求方面,這對學生未來的就業都十分重要。
3.結語
總的來說,要想改變中職數控機床教學過程中的種種困境,就要重視學生的基礎能力和素質培養,豐富教學模式,改變單一的教學內容,更新教材,聯系實際,讓學生的能力和素質達到企業對人才的要求。這樣,中職教學才能進一步發展。
參考文獻:
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[2]金學桐.中職學校數控機床教學過程中的困境及解決對策[J]時代農機,2015,42(9):110-111
[關鍵詞]技校數控加工基礎課程教學
中圖分類號:U421 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)10-0222-01
《數控加工基礎》是數控機床加工技術的基礎課程。課程的主要任務是使數控加工專業的學生具備一定的數控加工基礎知識,對數控機床有全面的認識,對數控加工工藝有一定的了解,掌握一定的數控機床編程基礎;能對一些簡單零件進行工藝分析和編程;引導學生學習自動編程,了解數控加工的新技術,會對數控機床進行簡單的操作和日常維護,為今后進一步學習相關專業知識打下良好基礎。
由于本課程內容范圍廣,對于大部分技工學校的學生來說,要全部學好有一定的難度,本人通過運用多樣化的教學方法和教學手段,引起學生對本門課程產生濃厚興趣,使學生更好的掌握知識。以下是本人多年從事該課程教學做出的一些教學探究。
1 合理利用實訓車間
本課程的《數控機床基礎知識》和《數控機床的操作與維護》兩部分內容可以合理利用實訓條件,在實訓車間進行教學。
首先,學生可以對數控機床的基礎知識有感官的認識。以數控車床介紹為例,以車間的數控設備作為教具,介紹數控車床的基本組成,各組成部分的功用,數控車床坐標系的方向確定,數控車床加工的內容(車間的陳列架擺放已加工的零件),學生通過視覺感官認識,對數控車床的基礎知識有一個整體的印象。同時可用比較的方法介紹其它數控機床的基礎知識,這樣可以使學生對各類數控機床有相對全面的認識。
其次,學生可以即時熟悉數控機床的面板操作。以FANUC系統的數控車床為例,可以在車床的面板上進行講解各功能鍵的作用。由于該系統帶有圖形模擬功能,輸入程序后,可以調用圖形模擬顯示功能和操作面板上的空運行及鎖住功能,對刀之前,詳細地觀察主軸轉速,刀具的運動軌跡,刀具號的選擇,通過位置坐標的顯示來檢查刀具與工件是否會出現碰撞和模擬出來的圖形是否和零件圖紙一致。通過現場操作,學生可以進一步熟悉數控車床面板各功能鍵的作用。
同時,學生可以熟悉數控機床的日常維護。數控機床進行日常維護和保養內容的講解時,可以對現有的機床維護操作示范給學生看,并對每個日常維護和保養的細節進行詳細的講解。
合理利用實訓車間進行教學,提供給學生動手操作的條件,使學生有感官的認識,從而對本門課產生濃厚的學習興趣。
2 分組討論課堂教學內容
對于《數控加工工藝設計》內容的教學時可以分組討論課堂教學內容。具體教學過程如下:首先,詳細講解零件圖的數控加工工藝分析過程,并舉例說明;然后給出一組輪廓相似尺寸不一的零件圖,將學生分成幾個小組,再要求各組分別進行討論零件圖的數控加工工藝過程,每組一張零件圖,給定時間討論工藝內容(包括工序劃分,最佳路線選擇等等),由每組推薦一位同學進行總陳述,到講臺當小老師進行講解,最后根據學生講解的情況進行必要的分析和補充。
此法可以使學生對自己所作答的情況有所了解,發現自己的不足,并及時得到糾正。這樣即可以滿足學生自我表現的愿望,形成互動學習,引導學生積極投入討論中,增加學生學習的欲望,同時使學生對所學內容加深了印象,不再犯同樣的錯誤。
3 運用學生間的幫帶學習
在《數控車床簡單編程》和《數控銑床、加工中心的簡單編程》的教學過程中,運用學生之間的幫帶學習可以起到良好的作用。
在學習編程的過程中,由于學生的領悟力存在一定的差異,有的學生接受能力較強,對于編程所需的基本指令能夠較快的理解,故而能較快的對簡單的零件進行編程,有的學生接受能力較差,為了使全班同學都能盡量同步學好,采用同學之間的幫帶作用,讓學得快的同學盡力幫助學得慢的同學,從而達到較為良好的學習效果,也可以促進同學之間的交流。
4 應用宇龍仿真軟件進行教學
為了使學生對所學的編程知識能有更深的印象,編程部分的課程可以借助宇龍仿真軟件輔助講解。應用宇龍仿真軟件,學生可以模擬機床編程操作,從而熟悉仿真機床的操作面板,能建立工件坐標系的方法,能選擇刀具幾何角度、設置刀偏及刀補。同時,通過數控仿真軟件進行程序錄入,對刀,仿真加工出零件,并檢測所加工的工件的各部位尺寸,驗證所編的數控程序的正確性,加深學生對編程知識的理解。
由于仿真操作過程與實際操作過程基本一致,如果通過仿真軟件的檢驗得到已經正確程序,到車間實訓時就可以大大提高效率,減少設備的占用時間,而且由于所加工零件的程序已在仿真軟件模擬加工過,所以可以極大的降低出錯率;這樣可以做到有限的設備,最大的容納度,使所有學生都能得到較好的訓練效果。
此外,由于本校沒有數控銑床和加工中心等機械設備,所以針對數控銑床和加工中心的零件編程加工,也可以在仿真軟件上進行。利用仿真軟件給學生講解數控銑床和加工中心機床的操作過程,由學生把寫好的程序輸入軟件進行仿真加工,從而學生對數控銑床和加工中心的操作有一定的認識。
5 利用多媒體技術
由于本校沒有電火花線切割和電火花成形加工設備,而宇龍仿真軟件也無法實現,為了使學生對電火花加工有一定的了解,此部分的內容可以利用教材所配套的光盤在多媒體教室進行教學。光盤中錄有電火花線切割和電火花成形加工的加工過程短片,利用光盤中的短片進行理論知識的講解,學生對本章內容能有較為深刻的印象。
6 應用CAXA軟件
在現代化生產中,自動編程在數控機床的使用中發揮著很大的作用,所以有必要讓學生了解自動編程。自動編程所使用的軟件主要有、MasterCAM,PRO/E、UG等軟件,MasterCAM、PRO/E和UG主要是三維造型及編程,對于中級數控專業的同學來說,學會有一定的困難,CAXA軟件主要是二維造型及自動生成程序,相對易于接受,在本課程內主要介紹CAXA數控車自動編程。
應用CAXA軟件進行自動編程時,首先應先進行零件造型;接著,進行加工工藝分析,工序劃分,選擇合適的刀具,設置相應的切削參數,確定加工路線和刀具軌跡;然后就可以自動生成程序,并可以自動進行軌跡仿真,觀察刀具走刀路線及是否存在干涉及過切現象,完成模擬加工;最后,為適應本校數控機床的要求,對部分程序適當修改,從而得到滿足實際機床加工的程序。
利用CAXA數控車軟件自動編程得到的非圓曲線比用手工宏程序編程得到的輪廓表面好,零件加工精度更高,加工質量更好,而且可以避免復雜的數學計算,降低出錯率,提高零件的加工效率。
為了學生能及時掌握所學的知識,本課程還配套有一本練習冊。每講完一個章節時,要求學生獨立完成練習冊作業,并進行講評,從而達到較為良好的輔助效果,使學生能夠及時回顧所學的內容,扎實掌握所學內容。
7 結束語
通過各種教學方法和教學手段的交替應用,充分調動學生學習的積極性和主動性,取得了良好的教學效果。當然,對于數控加工基礎課程的教學還有很多方法值得我們去探究,作為技工教育工作者,既要不斷的鉆研學術,也要在實際教學中靈活應用,從而使理論與實踐緊密結合,達到良好的教學效果。
參考文獻
關鍵詞:數控機床;數控技術;數控系統
中圖分類號:G64
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)19-0270-02
1 數控機床
自從1952年美國PARSON公司與麻省理工學院合作研制出世界上第一臺數控機床之后,從此機床行業,乃至整個制造業和相關產業進入了一個新的發展階段。
在數控機床上加工零件時,一般是先編寫零件加工程序單,即先分析零件加工圖樣的要求,用數字代碼來描述被加工零件的工藝過程、零件尺寸和工藝參數(如主軸轉速、切削速度等),編寫零件加工程序單,然后利用穿孔機制作記載有加工信息的穿孔紙帶,通過光電輸入機將紙帶上的加工信息送至數控裝置,經計算機的處理與計算,發出各種控制指令,控制機床的運動,自動將零件加工出來。當變更加工對象時,只需重新編寫零件的加工程序,而機床本身則不需要進行任何調整就能把零件加工出來。所以數控機床是一種靈活性極強的、高效能的全自動化加工機床,是今后機床控制的發展方向。
1.1 數控機床的組成
數控機床是一種利用數控技術,按照輸入的數字程序信息進行自動加工的機床,其組成框圖如圖1所示。它集現代機械制造枝術、自動控制技術及計算機信息技術于一體,是高效率、高精度、高柔性和高自動化的現代機械加工設備。數控機床主要由機床主機、數控(CNC)系統、伺服驅動等裝置構成。其中,機床主機是加工執行機構,數控(CNC)系統是數控機床的控制核心。伺服驅動是數控系統運動信念的功率放大裝置。在數控系統的控制下,數控機床各運動軸按照程序指令速度協調運動,實現復雜加工軌跡的控制。數控機床是數控加工的硬件基礎,其性能對加工效率、精度有決定性的影響。
數控加工技術集傳統的機械制造、計算機、現代控制、傳感檢側,信息處理、光機電技術于一體,是現代機械制造技術的基礎,它的迅速發展和廣泛應用,有效地解決了復雜、精密、小批多變零件的加工問題,使機械制造業的生產方式、產品結構發生了根本性的變化。數控加工技術的水平和普及程度,已經成為衡量一個國家綜合國力和工業現代化水平的重要標志。
1.2 華中“世紀星”數控系統
本實驗中心所購置的數控機床均采用華中“世紀星”數控系統,它是在華中I型、華中2000系列數控系統的基礎上,滿足用戶對低價格、高性能、簡單、可靠的要求而開發的數控系統。
相對于國內外其他同等檔次的數控系統,世紀星系列數控系統(HNC-21T,HNC-21M)具有高可靠性和高性能的特點;與其他國內外同等檔次的普及型數控系統產品相比,世紀星系列數控系統的性價比較高;此外,它的配置比較置靈活,可自由選配各種類型的脈沖接口、模擬接流伺服驅動單元或步進電機驅動單元。世紀星系列數控系統配置交流伺服驅動器和伺服電機時,伺服驅動器和伺服電機的位置信號實時反饋到數控單元,由數控單元對它們的實際運行全過程進行精確的閉環控制。
華中“世紀星”數控系統目前已廣泛用于車、銑、磨、鍛、齒輪、仿形、激光加工、紡織、醫療等設備,適用的領域有數控機床配套、傳統產業改造、數控技術教學等。
圖1 數控機床的組成及框圖
2 數控機床的應用――凸輪的設計與數控加工系統
凸輪機構是機械運動機構中的一中常用機構,它可以實現預想的動作和其他機構不易實現的運動規律,在自動化和半自動化機械中應用非常廣泛。對凸輪進行設計時,首先要根據工作要求確定從動件的運動規律,然后按照這一運動規律設計凸輪的輪廓曲線;此外,還要求傳動時受力良好,結構緊湊。因此我們現代往往采用數控加工的方法對其進行設計。
凸輪機構按驅動件可分為直動從動件凸輪機構和擺動從動件凸輪機構,以下介紹一種凸輪的設計與數控加工系統,以擺動從動件凸輪機構為重點加以闡述,實現此類凸輪機構的設計、優化、編程、校驗以及數控加工。
2.1 實驗設計構成及功能
本實驗由數據采集運算程序軟件和與加工中心的網絡連接兩部分構成。
其功能有:由初始設計數據通過運算,最終確定最優數據,最后可生成單片凸輪或共軛凸輪以及溝槽凸輪的實際輪廓圖、刀具中心運行圖、加工中心宏程序、刀具加工數據值等可選擇的各類輸出信息。網絡連接部分實現計算機與加工中心的數據傳輸,這樣使得凸輪機構的設計和加工變得簡便易行,效率成倍提升,達到事半功倍的效果。
2.2 程序流程圖及說明
由圖2程序流程可以看出:凸輪機構的基本參數由中心距L、擺動從動件長度l、滾子直徑Q、凸輪小半徑r、凸輪大半徑R、刀具直徑d組成;從運行周期要已知凸輪轉動方向及角度分布T1、T2、T3、T4。運用這些基本參數運行本程序系統,可以分析判斷滾子從動件的受力情況,通過計算出的運動壓力角,來判斷某個參數的合理性,并從中挑選出機構最緊湊,受力情況良好的機構參數,最終形成滿足設計要求的凸輪機構,自動形成加工中心宏程序及其工作圖,用于完成加工和圖紙資料歸檔,整個過程結束。
2.3 應用實例
以圖3擺動從動件共軛凸輪為例:已知L=180mm,1=150mm,Q=φ72mm,R=110mm,r=70mm,采用刀具直徑25mm,圓周角度分布為:T1=75°,T2=0°,T3=75°,T2=
210°,凸輪順時針轉動(如圖3所示);由這些基本參數輸入本程序系統,通過選擇曲線類型進行比較和優化,最終得出符合設計要求的凸輪機構,最終輸出結果。
上述自動生成的程序若在加工中心調試加工成功,則將數控技術應用到凸輪機構的設計和加工中來,明顯可以提高設計準確性和加工效率。
3 結語
綜上所述,數控技術具有強大的功能和廣闊的應用前景,代表著金屬切削加工技術的發展方向。數控機床的控制工程使單臺數控機床聯線生產成為了現實,又由于現代化數控機床的控制系統對各類數控機床和各類工作任務具有簡單編程和自由編程的適應能力,這就為數控機床提供了廣泛應用的可能性。
結合數控機床及數控加工中心,我們機械基礎實驗室可以為實驗教學開展以下幾個方面的工作:
(1)配合專業課程進行專題實驗。例如數控編程課程的編程實驗;工藝類的數控工藝實驗;機床類的數控機床實驗。學員在編程軟件上進行數控編程練習,掌握數控編程的方法,針對典型零件,編制加工程序,進行圖形仿真,找出錯誤,直到完善。同時,學員還可在編程軟件上進行數控機床的操作、使用、編程、掌握數控系統的各個體系,如:機床操作編程、參數體系,機床對刀。工件加工等作必備的基本技能。此外,學員分期分批在數控機床上空運行狀態下熟悉機床的實際操作方法,數控系統的使用方法、使之有感性認識。
(2)配合專業課程的課程設計。機械課程設計,作為一個強調實踐環節的專業及課程,其課程設計除了必須完成一定量的書面作業外,還應完成足夠的實踐課時,最好是將二者有機地結合起來,針對某個實際工件,以圖面設計、工藝設計、編程、加工實現一體化,作為課程設計的主導內容。
(3)選一些感興趣的學員,在老師的指導下,在數控機床上進行實際加工練習,以加工出合格的工件為準。還可在數控機床上加工機械創新設計的產品,這樣不僅可以節約經費,還可以促進學員培養動手能力和創新意識。
數控實驗與機械課程相結合是重要的實踐環節,通過實驗,可加深對已經學過的理論基礎知識的理解,還會對理論基礎知識有新的認識,并得到升華。通過理論――實踐――理論幾個環節,學員就可以做到知其然更知其所以然。
參考文獻
[1]中國機械工業協會組編.數控技術[M].北京:機械工業出版社,2004.
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【關鍵詞】數控機床;機械技術加工;效能提高
引言
數控機床將傳統機床與計算機技術有效地結合起來,通過提高數控機床機械技術的加工效率,對提升企業經濟效益有著重要的影響。經過一段時間的發展,我國在相關領域已經取得了較大的成就,但是與發達國家相比差距還是比較大的。因此探析數控機床機械技術加工效能的提高會是一個長遠的課題,需要對其投入更多的精力。下面筆者將針對相關問題進行分析闡述。
1 數控機床機械結構的特點
(1)生產自動化水平提高。數控機床的運行主要是通過數據系統發出指令,進而對相關動作進行優化控制,通過采用性能更好的伺服傳統系統和無機變速主軸,逐漸取代了普通機床的進給系統,逐漸實現了生產自動化水平的提高。
(2)無人操作逐漸實現。數控機床的功能集成和工藝復合使無人操作逐漸地實現,并且成為了數控機床的重要特征之一,同時能夠對產品進行更為深層次的加工和處理,提高機床的附加值,不斷地將新的結構設備運用到生產中去。
(3)科技含量不斷提升。數控機床運用越來越多的先進技術來提高自身自動化的運行水平,在提升生產效率的同時,進一步保證設備的穩定運行,提高了設備的生產精度。
2 提高數控機床機械加工效率的意義
提高數控機床機械技術加工效率是適應時代潮流的產物,對于提高勞動生產率,促進社會發展有著極其重要的意義。同時,提高數控機床機械技術加工效率可以極大降低人工勞動強度,降低成本投入,實現資金的節約。需要認識到的是提高數控機床機械技術加工效率對于促進加工企業的發展與進步也有著十分重要的意義和價值。
3 阻礙數控機床機械技術加工效能提高的因素分析
(1)數控機床應用水平還處于較低狀態。在生產過程中,需要對每臺設備的功能和任務進行進一步的明確,要將加工設備進行細化分配,針對其性能進行合理的分工。當前有些單位并沒有做好這方面的工作,不能使設備充分發揮作用,影響著加工質量和生產效率的提高,而且還會縮短設備使用壽命。
(2)操刀的次數和位置的合理性有待提高。在進行生產時,換刀方式的合理選擇會減小換刀的輔助時間、減小機床的磨損程度以及降低加工的成本。在夾具的選擇上、走刀路線上、刀具的排列位置上以及刀具的使用順序等方面都沒有做到具體化,影響到了運行的成本以及加工的工作效率。
(3)機床程序編制的規范性有待提高。雖然當前我國數控機床已經開始采用計算機編程系統,但是還沒有實現系統的最佳運用程度。計算機編程的步驟十分復雜,專業性有待提高,而且在進行系統調試和實際生產過程中會出現各種各樣的問題。
(4)相關生產規章制度不夠健全。健全的生產規章制度是保證機械加工生產的基礎。雖然數控機床技術取得了一定的發展,但是還沒有形成一套較為完善的生產規章制度,嚴重阻礙著數控機床的健康發展。
(5)相關從業人員的綜合水平較低。當前我國數控機床機械加工的相關工作人員的整體水平還比較低,對設備沒有充分的了解,在實際生產過程中,存在違規操作的現象,不論是思想認識層面還是實際操作層面都存在著一定的缺陷,在實際生產中不僅會阻礙生產效率的提高,而且有可能損壞機械設備,給企業單位帶來一定的經濟損失。
4 提高數控機床機械加工效能的有效途徑
要提高數控機床機械加工效能,需要從以下幾個方面來入手:
(1)提高數控機床機械的應用水平。在實際生產過程中,需要對設備進行定期的檢測維修,保證機械設備的工作狀態,同時要明確設備的任務和精度,將設備細化分類,實現對設備資源的合理安排。
(2)準確掌握操刀次數和位置選擇的合理性。在生產過程中,要合理選擇換到的方式,以減少時間的損耗及設備的磨損程度。設置合理的生產流程,準確把握好換刀點,將刀具排列、夾具選擇等方面的工作具體化,實現設計方案的最優。
(3)提高機床程序編制和可靠性和專業性。在進行機床程序編制時要采用專業的程序編制人員,盡量簡化程序的步驟,減少在實際生產過程和性能調試過程中故障的發生,使程序的運用程度達到最佳狀態和水平。
(4)企業應建立健全相關生產規章制度。在實際生產之前,企業要事先建立起一套健全的相關生產規章制度,對生產行為進行必要的約束,在實際工作過程要嚴格按照生產規章制度進行生產,防止數控機床設備工作效率受到影響,
(5)加強培訓,提高工作人員的整體水平。在生產過程中要注重提高工作人員整體水平的提高,包括基礎知識和相關專業知識的普及,通過對工作人員進行定期的培訓教育和業務考核,來提高工作人員的專業水平,在實際工程中實現對設備的合理操作。
(6)對機床機械設備進行定期的維護和管理。企業單位在日常工作中要做好對機床機械設備的定期保養管理和維護,建立一套健全的維護程序,將各個因素充分考慮進來。通過進行定期的維護管理,能夠使設備能夠長期處于正常運行的狀態,一旦出現問題能夠及時發現并采取相應的措施解決,減少對設備生產時間的單位影響。
5 結束語
隨著社會主義現代化經濟的發展,數控機床在現代社會發展的作用越來越大,傳統機床正逐步地退出歷史舞臺。為了進一步的提高社會勞動生產率,促進經濟發展,我們應該充分的重視提高控機床機械技術加工效率。在實際的工作過程中我們應該采用正確的方法,應用科學的技術作為指導,只有這樣才能實現控機床機械技術加工的不斷提高,為促進社會主義工業化進程步伐打下堅實的基礎。
參考文獻:
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[2]陳晶晶.淺談提高數控機床機械加工效率的有效措施[J].機電信息,2012(12).
關鍵詞:中職;數控機床;培訓;教學方法
中圖分類號:G712;G718.3 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2017)05-0048-01
隨著科學技術水平的不斷提高,各種先進制造技術得到日益廣泛的應用,生產企業需要大量善于進行技術創新的應用型人才,其中,數控機床操作技術工更是目前迫切需要的“灰領”人才。在這樣的背景下,數控培訓方興未艾,許多職校跨出校門接受社會培訓。因而如何盡快、有效地提高數控培訓學員的知識水平與操作技能是一個重要課題。
一、形象比喻,通俗易懂
由于大多數學員是初次接觸數控機床,且文化程度較低,對一些基礎知識與概念的理解有困難,這時可以舉一些通俗易懂的例子來進行教學。例如,數控機床的基本M成及工作原理可以以人作比喻:控制介質相當于語言、數控裝置相當于大腦、伺服系統相當于神經系統和肌肉、檢測裝置相當于感覺器官、機床本體相當于人體骨架。比如在做隊列操時,人聽到“立正”口令時,將語音信號變換后傳遞給大腦,這個“立正”命令必須是人能聽懂并明白其含義的,否則無法做出反應。大腦接受了“立正”命令信息后,馬上記憶起該命令的動作要求,即人站直、腿并攏、手放好,并通過感覺器官檢查動作是否準確到位、符合要求,然后發出動作指令。這個指令是很微弱的腦電波信號,不足以刺激肌肉運動,通過神經系統放大并傳遞后刺激相應部位的肌肉舒展或收縮,牽引骨骼運動,這才最終完成了“立正”動作。如果聽不懂命令、不知道命令的含義、大腦不能正常思維或神經系統有障礙、肌肉拉傷或萎縮、骨骼有損傷,那么人就不可能做出正確的動作。同樣,如果程序有誤、數控裝置有問題、伺服系統有故障、機床本體部件損壞,那么機床就無法正常運轉,也就不能加工出合格的零件。有時程序出錯,甚至會造成嚴重事故。這樣一來就把基本概念講清楚了,學員也容易理解。其他如開環、閉環、半閉環控制方式、可控軸與聯動軸等都可以用類似的方法講解。
二、分析透徹,搞清概念
有些簡單卻重要的概念往往不被重視,包括專業人員,但又很容易出差錯,這些問題必須講清講透,否則學員一知半解,掌握不了要領,導致在實際操作時出現失誤。例如,數控車床坐標系的問題,數控車床同樣采用人人皆知的右手笛卡兒直角坐標系,簡單易懂,但問題是如何在所用機床的實際坐標系上判別圓弧的順逆時針走向。多數學校的工業訓練中心和社會培訓機構因經費原因,一般采用經濟型數控機床進行培訓,而企業則多采用中高檔數控機床進行生產。經濟型數控車床的刀架位置與中高檔數控車床不同,X軸及Y軸的正向正好相反。判斷圓弧的順逆時針走向應對著Y軸正向看過去,而經濟型數控車床的Y軸正向向下,判別朝向和視線方向相反,因此看起來是順時針其實是逆時針。這個基本概念很簡單,但也容易出錯,甚至在某些數控機床的操作說明書上也出現這類錯誤。其他如數控指令的用法,尤其是循環指令的功能與刀路、坐標及刀具參數的設置等問題也必須要講清楚、準確到位。
三、工藝是重點,編程是基礎
初學者往往很重視編程,把精力都花在這上面,而忽視了加工工藝。其實,數控機床是按照人所編的數控程序進行自動加工的,程序里面包含了工藝因素,反映了編程者的工藝思路,所以說,程序編得好不好,完全取決于工藝排得好不好。因此,除了編程方法還需要介紹數控機床有別于普通機床的特點與要求,重點講解工藝分析、切削參數、刀具選擇、走刀路線等工藝性問題。數控培訓也可嘗試創新教學,在學員初步掌握基本編程及操作技能后,讓他們按照自己的興趣設計一個零件并進行加工,從中可以發現許多工藝問題,尤其是刀具選擇和刀路安排,此時教師再指出錯誤并給予指導,使學員印象深刻更易于接受,效果比教師單向講解要好得多。
四、掌握要領,運用技巧
接受培訓的學員有些是普通機床的操作工,有一定的切削加工經驗。有些則剛取得初級證書,工作經驗很少,在習慣上往往還按照普通機床的操作過程來編制數控程序,這就需要在培訓中反復強調數控機床的工藝特點,指導學員逐漸接受、掌握數控機床有別于普通機床的一些工藝處理方法。對培訓中出現的典型問題和特別容易出錯的地方,可召集學員進行現場討論,讓大家相互汲取教訓,這樣做學員們既印象深刻,又能共同提高。培訓使用的經濟型數控機床,采用的是開環系統和步進電動機,在運行過程中極易失步且無法補償,故而精度較低、誤差較大,在操作中應加以注意。編程時仍按圖紙規定的尺寸作為坐標參數,但在對刀設置坐標時要留出一些余量,或修改調整刀補參數,加工結束后按實際測得的零件尺寸重新設置坐標或修改刀補參數,再運行精加工程序予以修正,這樣就能加工出合格的零件。
五、結束語
數控機床操作工為緊缺工種,社會需求量大,政策扶持力度大,考工不受年限,取得某級別資格后,可馬上申報高一級資格鑒定。因此,在培訓中要加強學員的素質教育,抓好基本技能的訓練,給學員打好扎實的基礎,使他們能夠盡快達到工作要求,提高專業技能。
參考文獻:
(一)企業調研
天津航空機電有限公司,天津市杰立信模具有限公司,天津龍舟工控設備有限公司,光電集團有限公司,天津汽車模具有限公司,三星電子顯示器有限公司,中環三峰電子有限公司,東華醫療系統有限公司,天津索思儀表測控系統有限公司等十多家企業的數控技術專業的用人方向和崗位需求數據表明:目前,高職畢業生整體技能水平偏低、就業質量不高,不能在技能上適應企業的技術崗位。大中型企業對高職院校數控技術技能型人才的需求方向主要集中在:數控機床操作、數控編程與工藝、CAD/CAE/CAM設計、數控機床的維護與保養等。這也為數控技術專業人才培養指明了方向。
(二)院校調研
針對需求方向,分析了多所院校現開設相關職業技術課程如下:數控編程、數控操作、數控加工工藝、CAD/CAM(自動編程)、數控原理、數控機床的維修與維護等。院校開設課程的合理性調查統計數據顯示:69%的被調查者認為“數控加工工藝”與“數控編程”為專業核心課程;41%認為“數控加工工藝與編程”課程應加大實踐操作比例;61%認為仿真加工與機床操作的課時應增加;49%被調查者認為目前最感興趣的課程為數控機床操作;認為數控機床的維修與維護知識在未來數控行業更重要的占被調查總數的42%。數據表明,圍繞零件設計與加工及機床維修與保養等專業技能相關的課程,理論與實踐脫節,畢業生就業質量不高,達不到應有的教學效果,與現存教學模式和課程體系安排有直接的關系。院校教學調研中暴露的問題主要有:課程體系缺乏職業性;理論與實踐課程脫節;任務驅動教學模式趨于形式化。這就要求學校針對現行課程進行調整,將理論內容融于實際操作之中,重視操作技能的培養,重視關鍵能力的提高。
二、調研成果初探
教育部關于加強高職高專人才培養工作的意見中指出:高職教育的培養目標為高素質勞動者和高技能專門人才。以“應用”為主旨和特征構建課程體系和教學模式;實踐教學的主要目的是培養學生的技術應用能力。針對企業用人方向和現有課程中理論與實踐脫節的問題,我們結合學生的學習興趣,將數控技術專業培養目標分為兩方面:零件設計與加工人員,機床維修與保養人員。根據這一目標把本專業核心知識作模塊細分:機械制造基礎、數控車工實訓、數控銑工實訓、計算機輔助設計與制造、數控機床調試與維修。在教學上改進單一的“理論+實訓”模式,根據企業的技能需求,采取“教、學、做”一體化的教學模式。
(一)教學改革實施
教師結合企業用人方向,制定教學目標,針對數控機床維護與維修模塊進行了大膽的教學改革嘗試。在數控機床維修實訓教學中,學生通過親自打開機床,自己動手拆卸零部件,認識各種零部件及其安裝結構特點,先形成感性認知,后作理論理解,之后教師再引導學生對零部件做功能分類。先分出:機械部件、電器部件、液壓控制元件等,再結合不同零件進行細化分析。機械部件又分為機床主體、主軸組件、導軌、滾珠絲杠螺母副等。與機械部分相關的理論,如零部件的工作原理、材料、裝配關系、強度與剛度的校核等,盡可能在學生拆卸零部件環節中進行講解。液壓控制部件,主要明確液壓系統的控制原理,要求學生能夠看懂液壓回路圖,能分析執行元件的工作過程。電器部分在學生直觀電器控制柜后,講解柜中的所有電器元件的功能、作用以及電路的連接,要求學生看懂電路圖。這樣,可以將學科知識重新整合,將理論融于實踐,使學生學有所獲,迅速掌握專業技能。例如,在講解機床機械結構部分時,把滾珠絲杠螺母副作為教學的基本載體,演示部件運動過程,講解其傳動原理,再講零件結構,及其它相關類型的機械傳動結構并繪制其零件圖,從而學習零件的測量與繪制,認識零件材料的區別及用途。有了實踐動手經驗,再加上理論知識的學習,再次讓學生動手,將拆卸的機床復原。這樣,將所學多門課程的知識融合于實踐操作訓練之中,達到獲取知識有深度、培養技能有特點的綜合目標,滿足企業高素質、技能型人才培養的需求。
(二)課程體系模塊化
課程改革中,我們堅持“以服務為宗旨,以就業為導向,以能力為本位”的高等職業教育改革發展方向,不斷探索,將專業知識和技術技能融合為一體,對陳舊的單科課程重新整合,改為模塊化教學,建立“基于工作過程”教學模式,突出技術技能型人才培養的特點,制作了數控技術專業人才培養方案。根據就業方向不同,將本專業知識與技能劃分為五個核心模塊:機械制造基礎、數控車工實訓、數控銑工實訓、計算機輔助設計與制造、數控機床維護與維修。每個核心模塊涉及不同的專業基礎知識與實踐操作技能,面對不同的就業崗位。其中針對普通機加工人員,需要以機械制造基礎為核心模塊,包含:機械制圖與公差配合、材料及熱處理、普通機械加工實訓(車、銑、鉗工)、刀具與機床、切削原理等為基本知識與技能;數控加工人員,分為兩個典型方向:數控車工和數控銑工,分別對應兩個核心模塊,包括:數控加工工藝知識、數控加工編程知識、數控仿真軟件的應用、數控機床操作等基本知識和技能;零件設計與自動編程人員,核心模塊為計算機輔助設計與制造,包括:機械制圖與公差配合、材料及熱處理、數控加工工藝、計算機輔助設計(AutoCAD軟件應用)、計算機輔助制造(UG三圍造型與自動編程)等基本知識和技能;機床維修與保養人員,核心模塊為數控機床的調試與維修,包括:電工基礎知識(電器元件介紹、電路圖的繪制與識讀)、安全用電常識、機床電氣控制與PLC應用、液壓與氣壓傳動、數控機床與數控原理、數控機床使用及維護等基本知識和技能。綜上,構建了數控技術專業以職業崗位(群)知識能力為核心的模塊化教學內容,為實現理實結合的一體化教學提供了依據。
三、構建高職院校數控技術專業技能型人才培養模式
(一)實施“三明治”人才培養模式
“三明治”人才培養模式由教育家杜威提出,其核心是:“從活動中學,從經驗中學”,即把知識的學習與具體的活動聯系起來,充分體現了學與做的結合,知與行的統一。遵循“三明治”精神,以“實踐—理論—實踐”教學模式組織專業課程教學,要求學生對所學專業知識,先有感性認識,再上升到理論高度,最后用所學理論知識,指導實踐操作,解決實踐環節出現的一些問題,達到學有所用。在機械制造基礎模塊中,新模式教學將原有的車工實訓、銑工實訓及機械制造基礎課程深層次結合,將原有的實踐與理論知識點具體化。課程中先安排車工、銑工等實踐操作練習,其間,學生認識機床、練習磨刀、加工小軸、六面體等,通過這些基本實操練習,學生了解切削加工的一般過程,理解刀具角度的定義及不同角度對加工的影響。先獲得車削、銑削加工的感性認識;再學習切削原理知識,了解切削過程中的受力、變形、溫度變化、刀具磨損等現象發生的原因,從而能夠自己想辦法,改變切削條件,控制加工過程,使得切削狀態達到最佳,生產效率提高,加工質量提高等等。學習理論過程,結合第一階段面臨的諸如“抗刀”等實際問題,重點分析原因,明確加工條件的重要性,在方向上為第二階段的實踐練習奠基,從而提升下一階段的實踐操作練習的技能。通過知識遷移,會舉一反三,學生根據零件質量要求,合理選擇切削用量、刀具角度,加工出中等難度的零件,滿足企業需求。這種“實踐--理論--實踐”交替的“三明治”教學模式,為企業培養技能型人才提供了可靠保證。學生畢業后,基本上能夠動手操作,憑借學到的專業知識分析研究產品的加工方法,改進生產技術,凸顯課程設置的職業化,對接崗位需求,能夠為企業輸送高素質高技能人才。
(二)編寫任務驅動型教材
教學改革中注重深化基于工作過程的“做中學、學中做”的人才培養模式,與企業深度融合,使企業參與學生培養全過程,共同構建基于工作過程的實踐教學課程體系。教學改革的核心任務是依據企業需求,編寫任務驅動型教材。技能就像教材的骨骼一樣,而知識是肉,要根據骨骼的狀況來生長。傳統教材以"肉"為主線,“骨頭”居次,這樣的教材基本是沒有技能訓練的。任務驅動型教材根據培養技能,分析學習需要,然后讓學生學習這些知識并掌握這種技能。任務驅動型教材的特點是以任務為載體,以任務實施過程為線索,將專業知識穿插到任務實施過程中,在教師的指導下由學生自主完成任務,從而掌握所學知識點,并具備實踐操作能力。針對這五門核心課程,本著工學結合的原則,本課題選用企業代表性產品,編寫了任務驅動教材,配合實際教學。數控實訓課程是集數控加工工藝、數控編程等多門理論課知識于一體的操作性很強的綜合實訓課程,是培養數控機床操作人員的核心課程。學生利用任務驅動型教材,不僅懂得了相關專業知識點,而且具備一定的實踐操作能力,同時了解了企業常見的產品類型。任務驅動型教材使學生在加工產品的過程中獲得成就感,有利于實踐技能的獲得。
(三)實施項目教學法
調查發現,以課本為中心的傳統教學模式不能滿足現今的教學要求;理實一體化教學因脫離企業項目和生產產品而流于形式。教師通過編寫與企業技能需求對接的任務驅動型教材,開展與企業生產相關的產品項目教學法。“項目教學法”的特點是“以項目為主線、教師為指導、學生為主體”,改變了以往“教師講,學生聽”的被動教學模式,創造了學生主動參與、自主學習、開發創新的新型教學模式。項目教學法注重理論與實踐相結合。每一個項目中包含來自生產車間的實際產品,與之相關的知識點,仿真加工,車間操作,實訓報告等多個環節的內容,要求學生從認識項目開始,結合相關知識分析項目、制定工藝、編寫程序、仿真加工、機床操作等最終加工出產品。通過轉變學習方式,將課堂理論教學轉為理實結合的一體化教學,營造了實踐教學的學習環境,激發了學生的好奇心和創造力,培養了他們分析和解決實際問題的能力。教師通過對學生的指導,轉變了傳統的灌輸式的教育觀念和教學方式,從單純的知識傳遞者變為學生學習的指導者和組織者。建立了全新的教學理念,提升了辦學目標,通過項目教學法的實施,探索教學過程的組織形式,逐步完善核心課程在專業教學中的作用。
四、結語
目前數控技術已在我國制造業中被廣泛使用,數控技
術是最典型、應用最廣泛的機電光一體化綜合技術,我國迫切需要大量的從研究開發到使用維修的各個層次的技術人才。但在制造業中,掌握數控應用技術高級技能型人才仍是極為缺乏。那么在新的教育形勢下,我們職業學校培養高技能型的專業人才的任務更加嚴峻,一方面為了滿足市場的需求,另一方面是更好的為解決學生的就業,使學生完成學業后能順利地走上工作崗位。這就要求我們教學方法要革新,要根據數控技術的不斷發展,嘗試著變化,盡力尋求一種好的教學方案。筆者根據以上的情況,結合該課程的特點和多年的教學經驗,對其進行如下探討。
1教材整合
數控技術應用專業是目前熱門的專業,幾乎所有職業學校都有相關專業,職業學校為社會的需要輸送了大量的技能型人才。數控機床編程及應用又是該專業核心課,那么對教材的選擇是要嚴格把關的,教學內容的安排也要合理,這些對于能否培養優秀的人才至關重要。 如今,市面上關于數控編程的教材多種多樣,內容安排的各不相同,要想找到完全達到人才培養目標要求幾乎沒有,這就需要教師結合學校的人才培養方案及用人單位的要求,來對教材內容進行整合。主要是達到數控機床的編程及操作能力,通過本課程的學習,學生能夠獨立完成中等復雜程度零件的數控程序編制及加工,并經過后續課程的學習能獲得數控車工職業技能中、高級工證書。因此在內容安排上,規劃好課時,應以突出重點、知識夠用為原則,克服小而全、面面俱到,運用現有的教學設備充分調動學生的積極性,達到預期的效果。因基于以上情況,再經過這幾年的實際教學,本課程理論內容主要講授以下四大部分:
1.1數控機床概述包括數控機床的基本概念(產生與發展、數控機床組成與工作原理)、數控機床分類、數控機床加工特點及應用、數控機床發展趨勢。內容與普通機床的相關知識比較進行講解。
1.2數控機床編程基礎①結合機床及其仿真軟件講解包括數控車、銑床的坐標系統。②機床的基本操作。熟悉數控機床操作面板功能、數控機床坐標系和各原點、開機、回參考點、手動操作及首件試切、掌握數控機床程序的輸入及編輯方法、MDI操作及對刀等。強調不同系統或相同系統不同系列的機床的操作有所不同。③數控機床的對刀。包括對刀的原理、對刀的目的,重點介紹對刀的方法,對刀是數控加工中的主要操作和重要技能。在一定條件下,對刀的精度可以決定零件的加工精度,同時,對刀效率還直接影響數控加工效率。只是了解對刀方法是不夠的,還要掌握數控系統的各種對刀設置方式,以及這些方式在加工程序中的調用方法,同時要知道各種對刀方式的優缺點及使用條件。④常用功能指令及編程方法。包括程序的概念、程序結構和格式;介紹常用各種指令的功能、格式、走刀路線、應用場合及注意事項等;數控銑床指令主要是固定循環、刀具補償、子程序、鏡像加工等的指令應用;數控車床指令主要學習車削固定循環、刀具補償。
1.3數控車削、膛銑加工及手工編程結合實例練習編程的方法,講解如何分析零件圖、程序編制的內容與方法、工藝與分析、確定加工工藝路線及加工工藝參數、制定工藝卡片、計算走刀路線刀位點的坐標等。要充分認識到好的編程員首先要是一個好的工藝員的道理。綜合實例進行仿真軟件的解釋,然后通過數控機床的綜合處理示范教學,使學生掌握機床、計算機、數控技術及手工編程等專業技術知識等內容。
2相關專業基礎知識
本課程是在學習了機械制圖、公差配合與技術測量、機械制造技術、金屬加工與熱處理、機械制造工藝基礎等課程的基礎上,進行數控機床編程及應用的教學,為數控加工考證及其他后續課程的學習奠定基礎,具有承上啟下的作用。在以上課程的基礎上,學生才能更好的將機床的各種運動及零件的切削用量三要素等全部加工內容熟練掌握。然后根據需要加工的零件圖進行分析、數值處理、編寫程序、輸入、檢驗、首件試切,以致完成整批零件的數控加工。
3教學方法
3.1討論式教學討論式教學法強調在教師的精心準備和指導下,為實現一定的教學目標,通過預先的設計與組織,啟發學生就特定問題發表自己的見解,以培養學生的獨立思考能力和創新精神。本書結合討論式教學的模式和特點實施效果良好。針對預先準備的零件圖進行刀具的選取、加工路線的設置、參數的設置、指令的選取、編程的節點計算等,經過討論設置正確的數據及加工方案。在實施過程中需要教師耐心、細致的引導,使學生不斷地養成積極思考、交流意見的良好習慣。根據我們學生的學情,開展討論式教學時,應考慮全面,要讓不同程度的同學都有得到討論發言的機會。經過反復訓練,逐步嘗到了討論式教學效益,在時間積累的過程中會形成一個良好的相互啟發的習慣,使其積極參與討論。
3.2組建興趣小組在開這門課的中期,根據學生的實際情況、個人意愿及水平匹配等情況進行適當的組合。組建成不同的教學興趣小組,包括課內和課外,目的是培養學生自我研究、自我提高的能力;重視學生經受挫折、克服困難的教育。通過實踐證明,組內成員進行討論或者組間進行交流都會激勵學生的學習的積極性,使學生都置身其中,感受學習的樂趣。老師在旁邊起到輔助的作用。如有的愛好仿真,有的擅長數控車、數控銑等。通過興趣小組可以達到同學之間互幫,在實際教學中可以充當小老師,這樣,個人能力會得到大大的提高。同時也為今后的技能比賽培養了種子選手。
4激發學生學習興趣
4.1熟知職業前景數控技術是機械行業的前沿技術,由于培養人才不容易且需要大量昂貴數控實踐設備,不是一般學校能承受的,所以招生量供應不上市場需求,尤其是數控高手更是人才難求。所以,該專業是目前就業較好的專業,且一但工作,則工作穩定,工資收入也還可以。可從事的崗位有數控機床操作員、加工工藝與編程技術員、數控機床及其維修技術員等。
4.2鼓勵創新思維當學生出現創新思維時,我們要極力鼓勵學生去探索,哪怕還不是很成熟及完善,仍要支持。通過這樣的訓練,學生的思維明顯變得極其活躍,會大大促進學生對本門課乃至整個專業課程都會產生濃厚的興趣。如編程、加工思路多樣化。更為重要的是,在學習習慣上,他們已不同程度地從人云亦云的被動模式中擺脫出來,這將對其未來的發展起到非常重要的作用。在各種編程方法應用、對刀方法選擇、編程計算方法選用、刀具選擇、加工工藝確定等問題上,筆者總是告訴大家不要限于常規,不要受書本的束縛,不要被老師或同學們的意見所左右,鼓勵大家不要怕出錯誤,什么方法都可以去探索,都應該大膽地去探索。
4.3教學手段傳統的教學模式已不能與時俱進了,一個老師在教學上的引導對學生的學習興趣也起到一定的作用,運用多媒體進行教學,這樣方便對學生進行演示,然后采用任務驅動教學法,引領學生采用獨立思考、自主學習和協作學習等方法,按步進行,幫助學生在不斷探索,不斷交流、不斷評價中自然達成學習目標,轉變學習方式,提高學習能力,激發學生的學習興趣。這可以檢查學生對知識的理解,也能夠對學生進行系統的教學,同時也容易知道學生對知識的消化程度。
時光如流水,兩周的時間轉眼即逝,這次暑期實習給我的體會是:
1.通過這次實習我們了解了現代數控機床的生產方式和工藝過程。熟悉了一些材料的成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術。了解了數控機床方面的知識和新工藝、新技術、新設備在機床生產上的應用。
2.在數控機床的生產裝配以及調試上,具有初步的獨立操作技能。
3.在了解、熟悉和掌握一定的數控機床的基礎知識和操作技能過程中,培養、提高和加強了我的動手能力、創新意識和創新能力。
4.這次實習,讓我們明白做事要認真小心細致,不得有半點馬虎。同時也培養了我們堅強不屈的本質,不到最后一秒決不放棄的毅力!
5.培養和鍛煉了勞動觀點、質量和經濟觀念,強化遵守勞動紀律、遵守安全技術規則和愛護國家財產的自覺性,提高了我們的整體綜合素質。
一、實習意義和目的:通過實習,使學生在學完數控技術等相關理論課程的同時,熟練操作數控機床,熟練數控機床的日常維護及常見的故障的判斷和處理,進一步掌握數控程序的編程的方法,以便能夠系統、完整的掌握數控技術,更快更好的適應機械專業的發展和需要。
二、實習內容與要求:
1、通過數控加工工藝規程的設計,使學生熟練掌握數控加工工藝要求及加工工藝的設計。
2、通過斯沃數控仿真軟件,熟練數控機床的操作界面、刀具定義、編程坐標系的設定和對刀,能熟練編制車削和銑削的加工程序。
3、通過對數控車床的操作,提高一般軸類零件工藝分析及程序編制的能力,掌握數控車床的操作過程及常用測量工具的使用。
4、通過對數控銑削加工中心的操作,提高一般銑削類零件的工藝分析及程序編制能力,掌握加工中心的操作過程及常用測量工具的使用。
5、通過對數控車、銑試驗臺的實習,使學生掌握和了解數控原理知識,包括控制器原理,伺服驅動原理、反饋原理等;學會數控系統的維護及常見的故障排除。
三、實習設備、器件及工具:斯沃數控仿真軟件、cak3675數控車床5臺,永進數控銑削加工中心一臺,德西數控車,數控銑削試驗臺一臺、游標卡尺等量具,裝夾工具,直徑50mm的pvc棒料,鋁錠。
四、實習內容
1、數控車削實習
(1)程序及零件圖見后、附圖。
(2)加工工藝分析:
1)技術要求。
如圖所示,通過調用子程序進行循環加工,毛皮棒料:φ50×200材料:08f低碳鋼每次背吃刀深度為2mm。
2)加工工藝的確定。
①裝夾定位的確定:三爪卡盤夾緊定位,工件前端,面距卡爪端面距離40mm。
②加工工藝路線的確定。
第一個程序:
工藝路線:鍛(毛皮)→熱處理→車右端面→粗車循環車外圓→精車循環車外圓
第二個程序:
工藝路線:鍛(毛皮)→熱處理→車右端面→粗車循環車外圓→精車循環車外圓→車退刀槽→切削循環車外螺紋
第三個程序:
工藝路線:鍛(毛皮)→熱處理→車右端面→鉆孔→粗車循環鏜孔→精車循環鏜孔
③加工刀具的確定:
第一個程序:
外圓端面車刀。(1和2程序外圓刀具主角55,刀具材質為高速鋼)。
第二個程序:外圓刀、割刀、螺紋刀。
第三
個程序:鉆刀、鏜刀。
④切削用量:主軸轉速600r/min,進給速度250mm/min。
2、數控機床電器實習
(1)認識數控車、數控銑機床的結構、工件原理。
(2)機床常見故障的診斷和排除。
(3)在西門子數控操作系統上進行簡單的編程和加工。
3、數控車床加工將程序輸入數控車床進行實際加工。使我們熟練掌握了數控車床的操作。
實習報告總結:實習,就是把所學的理論知識,運用到客觀實際中去,使自己所學的理論知識有用武之地。只學不實踐,所學的就等于零,理論應該與實踐相結合.另一方面,實踐可為以后找工作打基礎.通過這段時間的實習,學到一些在學校里學不到的東西。因為環境的不同,接觸的人與事不同,從中所學的東西自然就不一樣了。要學會從實踐中學習,從學習中實踐.而且在中國的經濟飛速發展,又加入了世貿,國內外經濟日趨變化,每天都不斷有新的東西涌現。在擁有了越來越多的機會的同時,也有了更多的挑戰,中國的經濟越和外面接軌,對于人才的要求就會越來越高,我們不只要學好學校里所學到的知識,還要不斷從生活中,實踐中學其他知識,不斷地從各方面武裝自已,才能在競爭中突出自已,表現自已。為期一個月的實習結束了,短短的一個月讓我對數控系統有了更全面的認識,對數控有了更深的了解,經過這次實習,我們熟練的掌握了數控程序的編程和數控加工的操作,收獲頗多。
例如:①通過這次實習我們了解了現代機械制造工業的生產方式和工藝過程。熟悉工程材料主要成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術。了解機械制造工藝知識和新工藝、新技術、新設備在機械制造中的應用。②在工程材料主要成形加工方法和主要機械加工方法上,具有初步的獨立操作技能。③在了解、熟悉和掌握一定的工程基礎知識和操作技能過程中,培養、提高和加強了我們的工程實踐能力、創新意識和創新能力。④這次實習,讓我們明白做事要認真小心細致,不得有半點馬虎。同時也培養了我們堅強不屈的本質,不到最后一秒決不放棄的毅力!⑤培養和鍛煉了勞動觀點、質量和經濟觀念,強化遵守勞動紀律、遵守安全技術規則和愛護國家財產的自覺性,提高了我們的整體綜合素質。⑥在整個實習過程中,老師對我們的紀律要求非常嚴格,制訂了學生實習守則,同時加強清理機床場地、遵守各工種的安全操作規程等要求,對學生的綜合工程素質培養起到了較好的促進作用。
普通機床經經歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術、計算機技術及自動化,精密機械與測量等技術的發展與綜合應用,生產了機電一體化的新型機床一一數控機床。數控機床一經使用就顯示出了它獨特的優越性和強大生命力,使原來不能解決的許多問題,找到了科學解決的途徑。
數控車床是數字程序控制車床的簡稱,它集通用性好的萬能型車床、加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點于一身,是國內使用量最大,覆蓋面最廣的一種數控機床,也是是一種通過數字信息,控制機床按給定的運動軌跡,進行自動加工的機電一體化的加工裝備,經過半個世紀的發展,數控機床已是現代制造業的重要標志之一,在我國制造業中,數控機床的應用也越來越廣泛,是一個企業綜合實力的體現。
時光如流水,兩周的時間轉眼即逝,這次暑期實習給我的體會是:
①通過這次實習我們了解了現代數控機床的生產方式和工藝過程。熟悉了一些材料的成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術。了解了數控機床方面的知識和新工藝、新技術、新設備在機床生產上的應用。
②在數控機床的生產裝配以及調試上,具有初步的獨立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的數控機床的基礎知識和操作技能過程中,培養、提高和加強了我的動手能力、創新意識和創新能力。
④這次實習,讓我們明白做事要認真小心細致,不得有半點馬虎。同時也培養了我們堅強不屈的本質,不到最后一秒決不放棄的毅力!
⑤培養和鍛煉了勞動觀點、質量和經濟觀念,強化遵守勞動紀律、遵守安全技術規則和愛護國家財產的自覺性,提高了我們的整體綜合素質。
是的,課本上學的知識都是最基本的知識,不管現實情況怎樣變化,抓住了最基本的就可以以不變應萬變。如今有不少學生實習時都覺得課堂上學的知識用不上,出現挫折感,可我覺得,要是沒有書本知識作鋪墊,又哪應付瞬息萬變的社會呢?經過這次實習,雖然時間很短,可我學到的卻是我一個學期在學校難以了解的。就比如何與同事們相處,相信人際關系是現今不少大學生剛踏出社會遇到的一大難題,于是在實習時我便有意觀察前輩們是如何和同事以及上級相處的,而自己也盡量虛心求教。要搞好人際關系并不僅僅限于本部門,還要跟別的部門例如市場部的同事相處好,那工作起來的效率才高,人們所說的“和氣生財”在我們的日常工作中也是不無道理的。而且在工作中常與前輩們聊聊天不僅可以放松一下神經,而且可以學到不少工作以外的事情,盡管許多情況我們不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次實習的其中一個目的了。
一、數控教學存在問題
數控專業是培養掌握數控技術及應用專業的基本理論、基礎知識,能在生產第一線從事生產、管理、產品營銷、設備維護等工作需要的應用型高級技術人才。現階段數控教學存在諸多問題,不僅制約了教學活動有序進行,也影響了整個專業課程設置與實施。
1)教學思維。思維是一切活動的指導,教學思維影響著專業教學成效,對實際教學工作產生了巨大的影響力。由于缺少教育規劃趨勢,數控專業教學依舊面臨著思維性問題,各種教學理念在實際教學中得不到拓展。例如,學校開展機械數控理論教學活動,大多依賴于理論知識教授,對知識應用培訓、理論知識操作、課堂實踐指導等方面缺乏引導,極大地限制了學生專業實踐能力。
2)教學模式。設定教學模式是為了更好地開展教學活動,教師在數控專業教學設計方面缺少溝通,與學生實際學習需求相互違背,阻礙了專業教學流程的全面化發展。當前,“理論+實踐”的教學模式尚未普及應用,學校長期單一注重機械數控理論教學,約束了學生個人動手操作能力,不利于課堂教學流程編排與規劃。例如,實訓課程時間安排少,教師與學生缺乏互動學習平臺。
二、數控上機實訓教學意義
我國學校以培養技術應用型人才為目標,以全面拓寬學生知識應用領域為根本,長期致力于國家人才戰略改革建設。理論教學是培養技術型人才的基本要求,只有掌握先進理論知識,才能在實踐中培養專業型人才。“上機實訓”是數控教學實踐的新方式,能夠從多個方面培養學生的動手操控能力,體現了實踐教學法的應用優勢。
1)促進知識相互融合。
數控人才是市場緊缺型人才之一,數控專業教學關系著行業人才資源需求水平。學校設定上機實訓平臺,可以從多個方面引導學生開展教學活動,幫助教師提供更多知識應用空間,帶動教學流程與實訓工作的協調發展。此外,實訓課也是專業知識與非專業知識相互融合的路徑,激發了學生參與學習的積極性。
2)增強知識應用能力。
因此,為了擺脫早期教學模式的不足,學校應重點設定“理論課”與“實踐課”教學平臺,以理論結合實踐為指導思想,不斷提升機械數控理論課教學質量。實訓本質上是為了培養動手操作能力,按照實訓要求提供可行的知識應用方案,體現了專業知識與實訓教學的相互關聯性。圖1數控實訓模塊分布
三、實訓課教學方案設計與實施
機械數控課是學校教學重點內容,對技術應用型人才培養具有多方面價值意義。隨著高職教育體制深化改革,傳統教學模式弊端日趨顯現,擬定符合高職教育體制標準的授課模式,才能推動技術型人才培養機制建設。
1)操作實訓。
“實踐是檢驗真理的唯一標準”,所有理論知識必須在社會實踐中得到檢驗,才能體現出理論知識的應用價值。實訓教學中,要培養學生掌握基本的操作能力,例如:精通機械加工和數控加工工藝知識,熟練掌握數控機床的操作和手工編程,了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。
2)編程實訓。
掌握機械數控知識對學生人才培養具有實用性意義,但學校普遍反映學生對機械數控課興趣不足等問題,限制了技術應用型人才培養成效。通過實訓培養學生的編程能力,掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作,熟悉復雜模具的設計和制造專業知識,熟練掌握三維CAD/CAM軟件,如UG、PRO/E等;熟練掌握數控自動編程、手工編程技術。
3)維護實訓。
機械數控是一門實用性的工業基礎課,實際教學過程面臨著諸多問題,限制了學生參與課堂學習的成效。為了改變這一現狀,教師要綜合考察課堂教學實況,帶領學生熟悉數控設備、掌握必要的維護與管理知識。例如,數控機床維護、維修,掌握數控機床的機械結構和機電聯調,掌握數控機床的操作與編程,熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置。
4)管理實訓。
學校作為培養技術應用型人才的主要基地,校內專業設置與教學活動必須圍繞技術領域開展,以先進理論知識為中心實施教學活動。機械數控理論課教學缺少方法與平臺,學生個人潛能在課堂中得不到充分發揮,實訓課需添加數控生產管理方面的知識。要求學生精通數控機床結構設計、電氣設計,掌握數控機床的機電聯調;能自行完成數控系統的選型、數控機床電氣系統的設計、安裝、調試和維修。
四、結論
關鍵詞:技能型;數控技術;人才培養
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)18-0050-01
馬克思曾經說過:各種經濟時代的區別,不在于生產什么,而在于怎樣生產,用什么勞動資料生產。制造技術和裝備是人類生產活動的最基本的生產資料,而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術,部分發達國家把數控技術及其裝備視為重要的戰略物資,在高精尖數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策,以限制我國在數控技術方面的發展,筆者在對外經濟技術合作期間,曾遇到線切割技術及裝備對我國封鎖的現象。發展我國的數控技術、基于市場要求培養技術型人才是我國現代化建設的迫切需求。
1 數控技術人才培養存在問題
①數控硬件數量近些年呈明顯增長趨勢,但是這方面的人才卻缺乏一定的維修能力,直接制約了設備利用率以及設備完好率。資料表明,在一次不同地區、不同類型近二百家擁有數控設備的企業當中,高檔型數控機床、普通型數控機床和經濟型分別占28%、44.9%和27.1%。但由于缺乏穩定的維修人才,本就不足的數控設備一部分無法正常運轉,這之中制約數控機床完好率最主要的因素是維修能力不夠,比例為38.4%,編程能力不夠占17.2%,人員短缺占44.4%,這說明了合格人才要在工藝、編程、操作、維修等方面既要有專業的強項,在相關專業也必須要有相當的素質。
②數控技術人才教育現狀數控技術是一門綜合技術,是將計算機、自動控制、電氣傳動、機械制造、和信息管理等技術融合為一體而形成的學科,充分體現該學科的前瞻性和拓展性。因此,本專業的開設要跟上時代步伐,符合時展要求;但開設一個專業并不難,難的是如何辦好其專業。課程體系建設的合理性以及理論與實踐并重的原則是實現專業培養目標的前提條件。各類工科高等院校,職業學院,職業中專相繼辦起數控技術專業,購置數控機床,招聘專業教師,但仍存在教師素質欠缺、師資力量薄弱,裝備設置不完善,課程內容與企業實際需求脫節等問題。
2 企業對人才的要求
①初級數控人才就目前企業需求的數控技術人才來看,大多數是初、中級數控技術人才,比例占95%以上,其中初級占71%,他們承擔數控機床的具體操作,和日常維護,這些人才要必須掌握的知識技能有:數控設備結構基礎知識,數控加工流程工藝,自動編程,實際操作能力、日常維護能力。在我國中小型企業當中操作技術工人,一部分是企業從普通工人培養出來的,部分還達不到相應的知識水平,他們雖然能看懂常見的圖紙,但他們機械制造、編程知識欠缺,比如繪圖能力、CAD/CAM等都需要提升。
②中級數控人才企業需要的中級數控技術技能人才,大約占24%左右,他們按職責可以分為兩個崗位,一部分承擔數控加工工藝的編程人員,他們掌握數控機床模具制造基本知識,實際操作技能、維護技能和自動編程技能,可以利用CAD/CAM軟件完成三維造型設計。能對加工過程出現的工藝問題進行分析處理。中級數控人才還有一部分主要負責維修,他們必須了解掌握知識技能有:數控設備的基本工作原理及其特點、數控機床接口技術、PLC編程、機床參數設置以及機電聯調方面的知識;同時具備電氣調試、日常維護維修、機床操作技能。能對數控機床出現的故障進行判斷、分析、處理和排除。
3 數控技術人才培養的對策
①配合理論教學,建立合理的理論與實踐教學體系培養合格的應用型數控技能人才是高校當下面臨重要任務。這就必須建立合理的實踐教學體系和購置足夠的數控設備,為企業培養合格的初、中級數控技術人才;課程設置按適應職業崗位知識和技能的能力來確定;理論知識的學習以夠用為度;技能訓練以企業要求為準。這就要求在校期間完成上崗技能訓練,使學生畢業時就能頂崗工作,達到企業的零適應要求。完成技能訓練的方式,可以是在校期間專業實習基礎上的進一步完善,也可以在就業前集中培訓完成。結合技能證考核達到企業要求的知識和技能能力。
②師資隊伍建設加強“雙師型”師資隊伍的建設是提高學校教育質量重要保證之一。一是聘請實踐經驗豐富的教師;二多為教師提供帶領學生到企業見習實踐的機會。只有參與的生產實踐活動,積累了生產制造過程中實際經驗,講課才會生動,才能解答學生在課堂內外提出的問題,同時幫助學生理解相關的理論知識;在教學大綱和教學計劃制定時,聽取企業數控技術人員的意見,使人才的培養更有針對性。
4 結 語
本文通過對當前數控技術狀況、技能型人才市場需求的分析,論述了數控技術技能型人才培養的必要性和緊迫性,提出了相應培養所需人才的方法和途徑,這些途徑具有一定的可行性和可操作性,有些已進入應用階段,并取得明顯的效果。
參考文獻:
[1] 李大衛.科學定位強化特色不斷提高高職學校的核心競爭力[J].天津成人高等學校聯合學報,2003,(2).
[2] 徐穎.高等技術應用型人才培養模式的探索與實踐[J].天津成人高等學校聯合學報,2004,(1).
關鍵詞:數控安裝調試及維修試驗臺 CDIO工程教育 教學改革 能力進階型系列化項目教學法
荀子有這樣一句話:不聞不若聞之,聞之不若見之,見之不若知之,知之不若行之。西方社會則流傳著一句異曲同工的格言:What I hear, I forget. What I see, I remember, What I do, I understand. 李開復博士在給中國大學生的信中引用了這句格言,他說:我聽到的會忘掉,我看到的能記住,我做過的才真正明白!
實踐的重要性早已深入人心,無論學習什么專業,什么課程,都必須在學習中努力實踐,做到融會貫通。數控設備安裝調試及維修技術涉及機械、計算機、電氣控制、PLC(可編程控制器)等多方面的知識,同時數控設備的安裝調試及維修也是一項注重實踐、對實踐經驗要求很高的技術,只有通過不斷實踐才能真正掌握。
充分借鑒CDIO工程教育理念,按照能力進階、系列化、探究式項目教學的思路,針對本科學生設計了綜合訓練項目―數控設備安裝調試及維修實驗臺開發[1-3]。要求學生能夠完成數控調試維修實驗設備的方案設計、電氣控制系統設計、PLC程序設計,完成實驗設備的安裝調試,并撰寫項目報告。
1 項目提出
數控機床是現代制造業實現自動化、柔性化、集成化,提高制造業產品質量和勞動生產率的物質基礎。目前,數控設備維修力量不足是影響數控機床利用率和完好率的主要因素,汽車、模具、裝備制造企業急需大量數控機床維修專門人才。一方面,企業不可能將用于生產的數控機床作為維修培訓、實驗裝置;另一方面,一旦機床出現故障又需要維修人員在最短的時間內排除故障,以恢復生產。同時,用于生產的數控機床追求的是其功能完備性、高可靠性,缺乏實驗、培訓設備所需的開放性、靈活性。因此,開發數控調試維修實驗設備對于專業人才培養至關重要[4]。
該項目融合了機床電氣與PLC、數控原理與系統、伺服系統、數控機床故障診斷與維修等核心課程所要求的知識和技能,重點突出對數控設備的安裝調試及維修能力。通過該項目的綜合訓練,可以使學生將所學的知識和技能綜合運用,提高工程意識和工程能力。
2 項目目標
教學項目的設計必須充分考慮到學生的知識能力和具體情況,才能達到項目的預期目標。該項目旨在通過數控調試維修實驗設備的開發,提高學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的工程能力,提高工程設計及綜合實踐能力。培養認真負責的工作態度、踏實嚴謹的工作作風及交流合作的團隊精神。要求每一個參與者具有主動性與責任感,在項目實施過程中,重視相互間的技術交流與探討[5-6]。
該項目針對大學本科學生進行,在項目實施之前,學生已經基本掌握了電氣制圖、機床電氣與PLC、數控原理與系統、伺服系統、數控機床故障診斷與維修等課程的基本知識和基本技能,并完成了面向單一課程的實驗、實習和課程設計,積累了一定的理論和實踐經驗。在該項目實施中,教師有目的地引導學生通過親身實踐和實際操作來提高解決實際問題的綜合能力,并在工程實踐與項目研究過程中學習和領會相應的科學方法,達到項目的預期目標。
3 項目實施
3.1 項目內容
(1) 根據原始數據及設備的功能要求做出整體方案設計;
(2) 設備的機械結構設計;
(3) 電氣控制原理圖、實驗板PCB設計;
(4) PLC控制程序設計及編程;
(5) 設備的安裝與調試。
各項內容之間的先后順序和關系如圖1所示。
圖1 項目主要內容描述
3.2 項目過程
本項目過程按照CDIO的理念,分為四個步驟,分別完成對數控調試維修實驗設備的構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),每個步驟規定不同的任務,按照要求提交相應的成果,具體如圖2所示。
圖2 項目實施過程
在項目教學過程中,堅持以學生為中心,充分發揮教師的協助作用。既充分發揮學生的主動性和創新精神,讓學生根據自身行為的信息來實現自我反饋;同時又重視教師的指導作用,教師是教學過程中的幫助者、促進者,負責整個教學的設計和組織,直接參與學生的討論。在項目教學過程中,教師需要讓學生有多種機會在不同的情景下應用所學習的知識,給學生提供多種學習的資源;積極創造條件引導學生進行小組討論、交流,讓學生在群體中協商解決各種問題,培養團隊合作能力,最后,根據學生完成項目的情況來評價學生學習效果。
在項目教學過程中,重視項目的完成,但不能忽略基礎知識的掌握。注意吸取傳統教學法的長處,把總目標細分成一個個小目標,每個小目標體現在項目中的小模塊上,從而讓學生建構一個系統的、全面的知識框架。強調了學生學習的主體性,并不能認為教師的任務就減輕了。其實教師的職責不但沒有減輕,反而還加重了。因為教師不但要對所教科目融會貫通,隨時回答各類學生提出的各種問題,而且還要為學生創設學習的情景、培養協作學習的氣氛、審核項目的技術方案選取等[7]。
3.3 項目成果