時間：2024-01-02 10:35:31
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篇數控程序編程培訓，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：提高 數控銑 培訓效果 創新嘗試
一、引言
隨著我國大力發展裝備制造業，數控技術設備已成為當今機械制造業的骨干，越來越多的新建企業以及老企業設備更新換代都開始應用數控機床，數控技術為各類機械制造業帶來勃勃生機，創造了巨大財富，如何適應企業發展、設備更新對人才的需求標準不斷提高的新形勢，尤其在我校數控機床少、學生多的情況下，盡快適應市場需求，全面提高數控銑職業技能培訓效果，培養出專業技能強的高、精、尖的數控專業技術人才是我們面臨的新課題。
二、培養學習興趣是奠定數控銑職業技能培訓的基礎
現在的大學生在步入大學之前主要接觸的是基礎理論教育，在思想上沒有接受實踐教學的心理準備，而且大部分學生存在著“重理論，輕實踐”的傾向，因此應大力開展強化數控銑技能培訓的宣傳，使每個學生都認識到只有掌握了較強的實踐操作技能才能多一些生存的本領，在今后的就業中才能多一些選擇的機會，才能適應社會的需要，從而在思想上樹立起就業的危機感和掌握實踐操作技能、提高實際動手能力的緊迫感，激發起學生的學習興趣，為強化數控銑職業技能培訓，培養學生的動手能力打下堅實的基礎。
三、制定切實可行的實踐教學計劃是搞好數控銑職業技能培訓的前提
針對學生基礎差的現實，我們在給學生講授知識的時候應盡量做到深入淺出，制定教學計劃，應遵循以培養職業崗位能力為中心的原則；在教學手段上，要廣泛利用現代信息手段，如幻燈片、多媒體、電視錄像等形式提高學生的學習興趣，激發他們的學習熱情。針對數控銑職業技能培訓制定了如下的教學計劃：
1、基礎課要先行
數控技術的應用將傳統的機械制造與微電子、計算機、信息處理、現代控制理論等多種學科技術融為一體，是知識密集、技術密集的一門學科，是機與電相結合的產物。只有打下扎實的理論基礎，才能為實踐操作提供安全保障。
2、基本操作不可忽略
數控機床相對于普通機床雖然有一定的先進性，但又有許多與普通機床相似之處。
例如切削用量的選擇、工件裝夾方式、刀具角度、加工工藝、夾具設計等。如果學生沒有普通機床的加工基礎，直接使用數控機床，很容易出現因操作失誤而損壞數控機床的可能，而數控機床的維修成本要比普通機床高得多。
3、培訓內容要循序漸進
數控培訓與其它教學內容一樣，是一個循序漸進的過程。數控銑職業技能培訓可以從平面銑過渡到三維曲面加工、四軸聯動、五軸聯動加工。從機床安全的角度考慮，給學生訓練的教材可以從軟到硬，基本可按臘鋁件鋼件。
4、手工編程為主，自動編程為輔
數控編程分為手工編程和自動編程。對于簡單圖形的輪廓加工建議用手工編程，它可提高加工的效率，對于用手工編程無法完成的復雜圖形的輪廓加工要用自動編程，自動編程是指通過CAD/CAM處理后自動生成NC程序的編程方法。手工編程是數控編程學習的基礎，課堂上加強學生手工編程的學習和練習，可以最大程度的減少學生在實際操作機床時錯誤操作幾率。對于自動編程，我們使用的是 Cimatron E 8.5，對于該軟件讓學生知道如何進行簡單實體設計，通過該實體又如何生成NC程序，重點讓學生知道NC程序的生成過程，會簡單制圖即可。對于該軟件不占用過多的時間學習，防止出現培訓教學變成單純軟件練習的現象，在不拋棄軟件教學的前提下，有的放矢安排軟件教學內容，收到了不錯的效果。
四、把斯沃數控仿真軟件充實到職業技能培訓中去
通過該軟件可以使學生達到實物操作訓練的目的，該仿真軟件與上機操作相結合，它具有與數控機床操作系統相同的面板和按鍵功能，不存在任何的安全問題，學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習。在該仿真軟件上具有真實感的三維數控機床和操作面板，讓學生在很短時間內掌握各系統數控車、數控銑及加工中心的操作；該軟件支持ISO-1056準備功能碼（G代碼）、輔助功能碼（M代碼）及其它指令代碼 ，學生可以在軟件上直接編程、仿真、加工；而且可直接調入UG、PRO-E、Mastercam等CAD/CAM后置處理文件模擬加工；此外，該仿真軟件還具有工件選放、裝夾 、基準對刀、手動對刀、加工后的模型的三維測量、還可實現遠程監控，隨時得到學生的操作情況；也可對學生進行測試等 。
通過該軟件的學習，可大大減少學生直接操作機床的危險性，可手動編程或讀入CAM數控程序加工，教師通過網絡教學，可隨時獲得學生當前操作信息，不但可以解決設備少、學生多的矛盾，而且可大大減少昂貴的設備投入，但仿真軟件又不可替代上機操作。
[關鍵詞]車螺紋；銑螺紋；螺旋進給
現代數控機床集電、機械、氣壓、液壓與一體，技術越來越先進，結構越來越復雜，功能越來越強大。其具有加工柔性好，精度高，生產效率高等優點，因此數控機床的應用越來越廣泛。隨著數控機床的發展與普及，現代化企業對于懂得數控加工技術、能進行數控加工編程的技術人才的需求量在不斷增加。最近幾年各類學校培訓的數控專業的人才非常多。剛畢業的學生對數控編程只限于一些簡單的零件加工編程。在工廠實際加工的大部份零件也只需常用的幾個指令即可完成編程，將常用指令進行靈活運用可以起到意想不到效果。本文就用數控銑床銑削螺紋程序編制問題進行探討。
一、螺紋的種類
(1)按結構分內螺紋和外螺紋。
(2)按牙形分三角螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋和鋸齒形螺紋。
(3)按線數分單頭螺紋和多頭螺紋。
(4)按旋入方向分左旋螺紋和右旋螺紋。
(5)按用途不同分為：普通螺紋、密封管螺紋、圓錐管螺紋等。
(6)按單位分：英制螺紋和公制螺紋兩種。
二、螺紋常用加工方法
(1)用車床車削螺紋。
(2)利用絲攻攻螺紋。
(3)利用鈑牙套螺紋。
(4)利用成形滾壓模具搓螺紋和滾螺紋。
三、數控機床螺紋加工指令(以華中世紀星系統為例)
(1)數控車床螺紋常用加工指令有：螺紋切削G32、螺紋切削循環G82、螺紋切削復合循環G76。
(2)數控銑床螺紋常用加工指令有：攻絲循環G84、反攻絲循環G74。
用車床加工內螺紋或外螺紋操作人員只需要按照指令格式將指令參數設置好，程序編制起來很方便。對于大直徑的螺紋可采用銑床來加工，加工過程選擇車床加工螺紋使用的螺紋刀，利用子程序結合螺旋進給指令來進行編程。
四、數控銑床銑削螺紋
(1)刀具選擇：銑削螺紋刀具有專門的可轉位螺紋銑刀，也可以利用車床上用的螺紋車刀來代替。
(2)加工工藝：按照常用加工螺紋方法鉆好底孔。
(3)加工路線：螺紋刀在XY平面內走圓形路線，在z軸方向刀具每走一圈刀具向下走一個螺距，即通常所說的走螺旋路徑。
(4)銑削螺紋示例：
假設通過試切如上圖所示D＝12mm，D的值因刀桿直徑和刀片尺寸不同有變化。
程序：
％8888
G54G90XOYOZ100
M03$650M08
G00X12.75YOZ5 (加工起點)
M98P34L1111 (調用子程序)
G90G00X0 (刀具先退回孔中間)
Z100 (刀具沿z軸退回)
M30
％1111
G03113.5 G91Z-1.5F60(刀具螺旋進刀)
關鍵詞：數控仿真；職業教育；實踐教學；評教結合
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0174-02
數控加工技術產生于20世紀中期，該技術最早可追溯到1952年的美國麻省理工學院，直到20世紀60年代早期，數控技術應用到產品制造領域[1]。真正的繁榮時代是在1972年前后隨著CNC技術的產生到來的。隨著數控加工技術的發展、實訓室開放等活動的開展，開放設施，自主訓練[2]，數控實訓教學就顯得尤為重要。數控實訓教學過程基本按照三個部分來完成，即工藝程序部分、機床操作部分和零件檢測完成部分，其過程圖如下圖所示。
顯然，數控機床操作是數控實訓教學的中心環節。然而，數控機床操作實訓，受到很多方面的制約。這其中影響最大的是數控系統種類和數控設備的臺套數。設備數量與學生規模之間的反差，嚴重影響數控實訓、培訓效果[3]，從而導致學生不能正確和熟練地操作數控機床。這不僅存在著嚴重的安全隱患，還影響了學校畢業生質量與學生的培養質量。在傳統的職業教育中，常規的數控實訓教學模式是通過指導老師直接在生產性的數控機床上進行教學。但隨著國家對數控人才的需求，數控專業的學生和參加數控技能操作培訓人數大幅度增加，這樣暴露出來的問題越來越多，有限的數控設備無法保證教學培訓質量。高價的數控設備使得教學投入成本很高。另一方面，由于生產性數控設備面向的是熟練操作人員，對于非熟練操作學習者存在著一定的危險性，極易對數控機床進行損壞，這種方式始終存在著一定的教學風險。因此，傳統的數控技術培訓教學質量低下，教師工作量大，教學費用太高，不能滿足數控技術教學的發展。數控仿真技術可以仿真數控加工技術，模擬數控加工環境及其加工過程。數控仿真軟件是采用虛擬仿真技術于數控加工技術的仿真軟件。傳統的數控仿真軟件是將數控機床操作和數控加工都以仿真形式出現，這種仿真方式與真實的機床差距很大，學生通過這樣的方式仿真練習后并不能在真實的機床上進行操作。
一、數控仿真系統的應用
數控仿真系統在數控編程教學中的應用。數控編程指令比較抽象，通常在課堂中，學生不易理解，編寫的程序不知道對錯，需要老師的檢查，無法自我查證。在課堂中采用數控仿真系統可以讓課堂教學變得形象有趣，易于理解。當然，如果要進行數控編程的校驗，需要進行數控機床的操作，學習好數控機床的操作是進行數控編程的編寫和校驗的基礎，這也為后期的數控加工實訓打下了很好的基礎。同時，學生可以根據有趣的零件進行編程操作和加工，仿真出真實結果。因此，采用數控仿真系統可以使得枯燥的理論知識變得生動形象，能夠提高理論課程的教學質量。
數控仿真系統在實習教學中的應用。數控加工實習的內容是進行數控機床的操作，然后進行對刀操作建立工件坐標系，通過數控程序的編寫進行零件的加工，完成零件的制造。這些內容本來是在真實的機床上進行的，學生需要進行獨立操作。由于是切削真實的零件，很容易損壞設備、刀具和工件。仿真機床的操作安全性高，初學者不會因為誤操作而產生人身傷害，也不會有材料、刀具的損耗，同時也解決了機床設備不足的問題。數控仿真系統與真實機床結合實習，可以提高實習效率。初學者首先在仿真機床上實習，達到熟練和正確操作之后再在真實機床上進行實習，提高了實習的效果和質量。在仿真機床上學生可以反復操作，不用擔心安全、危險等問題。而且仿真機床多機型多系統可以通過選擇，進行不同機床的實習，學到更多的數控機床操作方法，為創新教學方法、拓展教學內容提供了基礎。
二、當前仿真機床的現狀
數控仿真機床的操作教學與真實機床一樣，需要老師在課堂上，認真仔細的教學，學生不能課前進行預習。而且對于不同的機型和系統的機床其操作方法不一樣，都需要進行分別的講解與示范，如果進行講解與示范，需要花較多的時間，同時學生學習的過程也需要更多的時間。這樣，數控仿真機床在學生的學習過程中并沒有提供一些簡便的方式，學生學習時間較長難度較大。數控仿真系統過于理想化，數控仿真的過程是軟件在考慮理想切削狀態的過程。在這個過程中，機床的性能、材料、刀具等都處在理想狀態中，這與真實切削環境有著較大的落差。數控仿真的過程中是一個假定的狀態，并沒有考慮刀具在切削過程中材料的變化、切削溫度的變化、冷卻液的使用等情況，因此數控仿真的切削用量的選擇，并沒有在真實機床上加工那么嚴格。切削用量的數值偏離較大時，在仿真機床上可能不會有問題，但置于真實機床上就可能直接損壞刀具或機床設備。仿真過程并不能反映出實際的數控機床切削過程。安全操作意識淡化。由于數控仿真機床的操作不會產生危險，因此，會使學生養成對數控機床操作的隨意性、不規范不認真的習慣，而這些習慣可能影響在真實機床的操作過程中。這些就會在真實實習的過程中產生危險，而且形成習慣以后，很難改進，只能慢慢的在實踐中進行糾正。學習者在學習完成后對數控仿真機床的操作正確與錯誤，學生自己不能進行評價，還是需要老師人為進行檢查和指導。仿真完成的零件輪廓尺寸也需要人工的點擊測量，數控仿真中不能提供自動評分，學生自我不能對自己的操作和仿真的結果進行打分。傳統的仿真系統，其評價體系還不夠完善，不能很好的促進學生的自我學習。
三、虛與實結合仿真系統的研究實踐
數控加工技術學習過程中首先通過認知實踐課程的學習讓學生對數控加工技術有個基本的了解，通過一些案例激發學習興趣。通過仿真系統的學習與數控編程課程內容的結合，培養學生理實一體化的能力。在數控仿真系統學習中進行教程導入、虛實結合、自我評價三個方面的創新實踐。真實操作面板與仿真加工過程相結合，嚴格規范操作。傳統的數控仿真軟件以純軟件的方式進行，其虛擬程度太高，真實性差。而且由于其涉及的數控系統和機型過多，給學生學習造成了一定的困難。學生需要在一種機型上學好學精，然后再拓寬到其他機型。所以真實的操作面板與實際機床上的面板相同，操作方法相同，結合虛擬的加工過程，以突出仿真性的優點。通過這種虛實結合的數控仿真系統學習，學生很容易在真實的機床上上手，沒有陌生感，增加了親切性。數控機床操作教程的引入，進行學習評價體系建設。在數控培訓仿真機床上，加載測評和學習兩個模塊。用戶需要登錄才能進入測評和學習模塊，登錄時需要輸入姓名、班級和密碼。登錄有兩個方式，一個是直接登錄，另一個是繼續操作。直接登錄就是重要開始，繼續操作是繼續前面中斷的操作。在測評菜單下，加載數控編程、機床操作、尺寸測量、結果提交四個模塊，每個操作模塊具體實現一種數控機床的操作功能，這幾個操作模塊涵蓋了數控機床操作的所有功能。在數控編程中加載了工藝設計、編程、語法檢查。在機床操作中加載了機床回零、自動加工、主軸啟動、試切法對刀。從工藝設計、第一次編程的正確率、加工效率、數控加工時的機床關鍵操作、仿真后的尺寸、程序中的切削用量、仿真完成時間等方面進行。通過尺寸測量對數控仿真的零件尺寸進行檢測，測量出仿真零件的實際尺寸。將所記錄的仿真數控機床的操作步驟與規范的操作步驟進行比對，判斷學生對仿真機床操作的正確與否。將所測量出的實際尺寸與零件圖的要求尺寸進行比較，得出結果比對。其中工藝設計通過菜單【測驗/數控編程/工藝設計】實現，主要輸入工藝規劃的切削用量和刀具的圓角半徑。語法檢查，對編寫的數控程序進行檢查，具體包括程序的規范化、非法字符檢查、詞法檢查、邏輯檢查。在學習菜單下，加載數控編程方法、仿真機床操作方法兩個模塊，每個操作模塊具體實現一種數控機床的操作功能，且都有正確操作方法的視頻講解。在數控編程方法中加載了工藝設計方法、編程方法。在機床操作方法中加載了機床回零方法、自動加工方法、主軸啟動方法、試切法對刀方法。
本文從教學實際出發，詳細的闡述了虛與實相結合的數控仿真系統的設計應用研究，真實的操作面板與虛擬的仿真加工相結合，給數控加工技術的學習帶來了重大的影響。通過這一措施可以減少訓練實習成本，提高教學質量。并且將數控仿真系統分模塊視頻教程、自動評分系統，兩者與數控仿真系統相結合，實現了學生的自學、自評，為提高數控加工技術的教學質量提供了很大的保障。在實際過程中，通過兩屆學生的試用實施，效果較好。
參考文獻：
[1]來建良.數控加工實訓[M].杭州：浙江大學出版社，2004.
一、數控加工仿真軟件的選擇
數控加工仿真的軟件形式很多，有的是數控機床本身自帶的仿真系統，但這種數控機床的仿真系統在教學中局限性較大，不適于教師教學和學生訓練；還有的是一些先構圖而后自動編程仿真軟件，也不適應手工編程教學的要求；其它軟件雖可對所編的程序進行檢驗但操作較為麻煩，且所能適應的數控系統和數控機床不多，不能對學生進行對刀訓練和操作面板的應用訓練。國內還有其它幾種數控加工仿真軟件，但都有一些不盡人意之處。幾經比較，最終我們選擇了廣州超軟數控仿真軟件。該軟件是基于虛擬現實的仿真軟件，是一種富有價值的教學輔助工具，它可以實現對數控銑床、數控加工中心和數控車床加工零件全過程的仿真，其中包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設置，數控程序輸入、編輯和調試，具有多系統、多機床、多零件的加工仿真模擬功能。
二、數控加工仿真軟件的應用方法
如何運用這套軟件進行教學呢？我們在教學中主要從以下幾個方面進行了探索與實踐：
1.靈活應用教學方法，課堂教學中使學生被動學習變為主動學習
現在，由于大部分學習基礎好的學生選擇上大學，學習成績差、厭學的學生進入職業學校。職業技術學校教師教學很困難，傳統的教學方式已很難使學生接受，因此，利用先進的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數控專業教師應有較高的教學水平和教學能力，有較強的數控教學能力即數控編程能力、工藝處理能力、實際動手能力、自動編程能力，能較為嫻熟地運用行動導向的教學方法，在課堂教學中真正體現學生為主體，突出顯示學生動手動腦的活動，變學生被動學習為主動學習。在教學過程中，教師起引導作用，即對學生活動中遇到困難或無法下手的問題進行引導、講解。課堂教學中每節課的知識點盡可能集中，深入淺出，便于學生掌握編程方法與技巧。
2.恰當運用數控加工仿真軟件，充分發揮其教學中的作用
數控加工仿真軟件主要應用于數控編程與操作這一理論教學課程，還可作為數控操作技能訓練的輔助工具。教師應十分重視數控加工仿真軟件在教學中的應用方法，擺正數控加工仿真軟件在教學中的位置，既不能完全依賴數控加工仿真軟件而放棄教師在教學中的引導作用，也不能在教學中教師唱獨角戲采用常規的教學模式而忽視數控加工仿真系統的應用，應該科學地、充分地發揮數控加工仿真系統在教學中的作用。
數控編程與操作是理論、實踐性均很強的課程，它應該是在已完成其它專業基礎理論教學、專業教學以及完成了16周普通機床技能訓練的基礎上進行的，教學中應妥善安排該課程課堂教學與上機仿真教學的課時比例，一般為1∶1。教師在數控編程與操作的課堂教學中應重點解決編程方法并進一步強調在編程中工藝問題的處理，學生上機則利用數控加工仿真軟件解決程序校驗以及不同系統不同機床的操作問題。每次上機學生都有明確的課題，在上機前教師應利用數控加工仿真系統的示教模式或利用教學投影儀進行操作演示，并在學生上機中進行巡回指導，學生在計算機上應用數控加工仿真軟件進行編程與操作，既可使學生更快更好地掌握數控專業技能，又能培養學生的自學能力、解決實際問題的能力。
3.科學安排教學內容，循序漸近地掌握數控編程與操作技巧
在教學過程中教學內容的安排分為三個模塊：
其一為基礎模塊，主要講解與訓練最常用的FANUC數控系統中的數控車床、數控銑床、數控加工中心的編程方法、操作及應用。這一模塊是教學重點，必須使學生熟練掌握、靈活應用。
其二為提高模塊，主要講解與訓練SIEMENS數控系統的三種機床的編程與操作，以幫助學生進一步加強在不同數控系統下對不同數控機床的編程方法的理解與應用能力。
模塊三為拓展模塊，主要講解國產數控系統中的華中數控系統和廣州數控系統的數控車床的編程與操作方法，擴大學生的知識面，提高學生對不同操作系統、不同操作面板的編程與操作能力。
這三個模塊的教學可根據學生不同的層次進行安排，中專中技層次難度較低，高技大專層次難度稍大，三個模塊課時較多。經過這種訓練后上崗，學生反映所看到的數控操作面板都已熟悉，能夠信心十足地面對所操作的數控機床，較快地適應所從事的工作。
4.正確進行教學評價，提高學生的學習意識和自覺性
教學時所進行的教學評價包括學生的自我評價、學生相互之間的評價和教師評價。上機應用數控加工仿真系統進行數控編程與操作練習時以教師評價為主，對每次的練習成績及時登記。課堂測試應有較強的目的性，不是為難學生，而是通過對學生進行測試，來提高學生的學習意識、學習熱情、學習的自覺性和自信心。因此，測試題應與課堂教學、上機應用數控加工仿真系統的練習要求相適應。考前的復習應有較強的目的性，不應超出范圍，課程的總評成績不要過分注重一次期末考試結果，而是更多地、客觀地關注學生在整個學習過程中的學習效果。教師在教學中有明確的教學目的，逐個系統、逐個機床進行講解及安排練習，因人施教，因材施教，恰到好處。
三、數控加工仿真系統在職業技能鑒定中的應用
數控操作工按國家職業技能鑒定標準分成兩大內容：理論考核和技能考核。其中技能考核分成五個模塊，即數控機床操作（利用手工編程加工實際零件）、工藝編制、CAD計算機繪圖、數控機床現場排故分析與講解、CAM自動編程模塊。數控機床三、四級操作工技能考核僅考核其中第一模塊即手工編程加工零件的數控機床操作模塊。如果按常規考核將技能操作考核模塊全部安排在數控機床上進行，一般需占用數控機床4-6小時。我們采用數控加工仿真系統軟件輔助考試，考生拿到所考核的零件圖紙后，先在數控加工仿真系統的數控車（或銑）床上手工編程，檢驗合格后將程序通過數據傳輸送入數控機床進行加工，這樣減少了在機床上手工編程、輸入程序、校驗程序、仿真加工的時間，占用數控機床僅約2小時左右，使占機時間至少縮短50%，鑒定效率大為提高，同時也大大提高了鑒定時的安全性。為了減少刀具和材料的消耗，進一步縮短上數控機床操作的時間，可將操作題目分成兩個零件，將難度大的零件用手工編程在數控加工仿真系統上模擬加工即可，而將難度較小、用材較少的零件模擬仿真后再在數控機床上加工。
總之，數控仿真軟件利用它的三維仿真技術，改善了當前數控教學中設備投入大、培訓效率低的現象，提高了學生的編程能力及對不同數控系統不同數控機床的適應能力。數控仿真有利于加強互動教學，實現教學與實踐的有機統一。
參考文獻
關鍵詞：多媒體；數控仿真系統；數控編程；數控教學
1 多媒體技術和數控仿真系統解決的問題
1.1 多媒體技術應用和解決問題
多媒體是指用計算機交互式地綜合處理文本、圖像、圖形、動畫、音頻、視頻等多種信息，在課堂教學中可引進投影機、幻燈機、錄音機和錄像機等教學媒體。在職業教育、教學過程中，運用現代的多媒體手段與傳統的教育手段的結合，可以更有效地傳遞教學信息，達到教學目的和要求。學生在學習上更加主動體現在多媒體的交互性。信息媒體的多樣性可使原本抽象、枯燥的教學內容更加生動，從而更直觀的了解學習內容，增強了學生學習興趣，在數控教學中使用多媒體，可以極大地提高教育效果和教學水平。通常使用的多媒體設備投影儀、幻燈機和錄像機，電腦網絡教室等教學媒體。
1.2 數控仿真系統應用
（1）數控仿真技術解決的問題。現代數字控制技術與數控機床給機械制造行業帶來了巨大的變化。現在數控技術的應用非常廣泛，我院已為社會輸送了大批以數控機床編程操作為主的優秀人才。以往的上完《數控編程》課后續就是《數控綜合技能訓練》，因為本專業學生數量多，編程水平有限，往往實習時在機床上浪費大量的時間進行編程，占用了實操時間，效率低。因為初學者操作失誤還會損壞刀具和設備，造成安全事故，使實訓工作量增大、加工效率低，實訓費用高。這些問題都成了制約教學的效果。數控編程是本專業核心課，要想達到理想的教學和實踐效果，使用數控仿真作為輔助教學方法手段，能解決一次性在實訓中心的學生多，工作量大、效率低，并且學生初學操作易出錯的問題。
（2）數控加工仿真系統教學可實施性。為了迅速提高學生的編程理論水平和數控機床實際操作水平，仿真軟件應用能實現虛擬現實技術實現數控加工操作技能培訓的效果，利用它進行學習和實訓，且經濟實用。我院是從國內眾多數控加工仿真教學系統中選用的上海宇龍公司的數控仿真正版軟件。該仿真軟件可以通過真正的三維加工仿真過程使同學親身體會，并觀察仿真加工后的工件，迅速掌握數控機床的操作過程，仿真過程逼真；同學可以在一個窗口觀察程序執行仿真時，程序段、坐標值、出錯信息及工件與刀具的相對切削過程的真實顯示。為了達到的目的，我們可通過仿真軟件教學使學生在聯系編程是模擬實際機床編程操作加工，真實仿真模擬零件加工，即可大大減少昂貴的數控機床設備投入問題，有提高學生學習編程課的興趣。該仿真系統具有FANUC、華中、SIEMENS等多個數控仿真系統功能，學生通過在編程理實一體化教室操作仿真軟件，在較短的時間內就能學會操作FANUC、華中系統的數控銑、數控加工中心及數控車的編程與操作加工。
（3）數控加工仿真軟件的優越性。使用數控加工仿真軟件可以幫助更好的學習和復習《數控編程》課程、為后續課程《數控綜合技能訓練》提供基礎。
2 多媒體技術和數控仿真系統在教學中的應用教學效果
2.1 通過項目教學，提高學生學習的興趣和主觀能動性
隨著大學的擴招現階段高職的學生學習能力大幅度下降，所以學習基礎差和學習習慣不好，這樣就給教師教學帶來極大的困難。我院2008年評為示范院校以來，我系教師經過不斷的教學改革，使用多種靈活的、先進的教學方法和手段提高學生的學習興趣。通過多媒體技術和數控仿真系統結合的理實一體化教學，改進后的教學方法不僅激發了學生的好奇心和求知欲，而且增加了感知深度，培養起了學習興趣，進而提高學習效率。我們職業院校培養學生要具有過硬的操作技能，才能達到崗位能力要求，找到適合的崗位工作。我們尊重教學體系建設，滲透能力訓練，將理論知識和實踐能力有機結合。以數控仿真軟件和多媒體技術應用相結合能較為嫻熟地運用行為導向教學方法，在教學過程中真正體現學生為主體突出顯示學生動手動腦的能力，使學生從以往的被動學習變為主動學習。通過理實一體化教學，即可培養學生的的分析問題及解決問題的能力，也可大大提高了學習興趣和主觀能動性。
2.2 加強理實一體化教學，提高學生的自學能力
數控編程理實一體化教學過程中教師應重視應用多媒體技術和數控加工仿真系統來實施的理論和實踐教學效果，為發揮教師在教學中的引導作用，在教學中實施原先的一只粉筆一塊黑板的常規教學方法，改為使多媒體技術和數控仿真系統結合應用的教學手段實現互動教學。大大提高學生自學和溝通能力，發揮了多媒體和數控仿真系統在編程理實一體化教學的作用。新的教學方法使教師重點解決編程方法、簡單數控加工工藝安排方面的問題，而在數控編程理實一體化教學中，可以利用仿真系統解決解決不同系統、機床程序校驗及操作問題，加深理論教學中學過的機床選用、刀具選擇、切削用量的選擇等方面的相關知識。
2.3 運用多媒體技術和數控仿真系統，增大數控編程教學中知識的信息、容量，具有省時、省力的優勢
在數控編程課堂教學中進行知識總結和鞏固訓練等活動，傳統的教學因學時短復籠統，總結的知識不全面，學生掌握的不好。通常我們把學習的課程內容和訓練的知識通過課件的體現，在投影上播放，即加強了訓練密度，提高效率，又能減輕師生教學負擔。多媒體教學還能適應學生知識程度高低不平的問題，便于為基礎差的學生課下復習本次課程知識，進度快的同學更快的掌握本次課程知識或預習下一個學習內容，達到本課程的教學目的和要求。
2.4 科學合理安排教學內容，提高學生的就業能力
（下轉第188頁）
（上接第181頁）
在數控編程課教學過程中，我們主要教授的編程指令是企業上最常用并易學習的FANUC、華中系統的編程方法知識和數控操作加工應用，學生能很快熟練掌握、并靈活應用；等學生初步掌握編程知識后講解SIEMENS系統的常用的一些編程與操作方法，數控仿真軟件上講解不同操作面板在加工中的功能鍵使用方法。提升學生的基本編程知識，并提高學生對不同操作系統、面板的編程與數控操作能力。2.5實時考核反饋，提高學生的學習意識和自覺性。
每一次課程安排一次訓練課題，比使用理實一體的教學方法實現教學內容，使每次項目都有一個考核，具有較強的目的性。通過對學生考核評價擊破各個知識點，掌握全面編程知識，通過考核評價還可以提高學生的學習意識、學習熱情、學習自覺性和自信心；通過考核評價結果的反饋也能使教師適時的調整教學，有針對性地講解共性問題和個別問題，做到有的放矢。
2.6 提高教學效率，節約教學成本
使用多媒體技術和數控加工仿真系統結合教學法運用到數控編程教學中，即可解決授課班級多，又可解決機床少問題。教學中把引入仿真系統可避免因初學者誤操作造成價格昂貴的數控機床的損壞，增加學生在教學過程中感受仿真數控機床操作過程中如臨現場的真實感。當授課學生增多時，為了每位同學有足夠的仿真實踐機會，只需通配置大量計算機終端，可徹底解決了數控機床數量不足的難題。同學們在學習過程中即掌握數控編程課中各種編程指令知識，又能夠讓很快的熟悉和了解數控操作加工的工作過程，掌握各種數控機床的操作方法，為后續課程數控綜合技能訓練做好準備。這種理實一體的教學方法和手段使學生獨立地對數控編程知識進行學習、練習和復習，這樣在后續數控綜合技能訓練在實際機床上操作時，節約工件材料和刀具的消耗，節約了教學成本，提高了教學質量。
2.7 提高教師的教學質量和教學效果
傳統的編程課是上課時教師一味的灌輸編程知識，學生只是聽課，但做不到及時掌握編程知識。期末終期考核時，試卷中程序的繁重批閱更是讓數控教師頭昏眼花，因編程針對個人的差別性，比如：每個學生掌握知識的程度不同，有的同學會使用固定循環編程，有的同學會使用用子程序編程，造成教師批改試卷工作量達的問題。應用了多媒體技術和數控仿真系統教學以后，教學變得更加生動、具體、形象，提高了學生的學習興趣，教學效果明顯得到提高，并能自我評價或互相評價工零件的幾何形狀精度，對學生操作能力和培訓起到了極大的提高和加強作用。我們采用項目考核，每次的教學項目都可通過仿真軟件直觀看到最終工件的形狀，在屏幕觀察刀具運動軌跡和坐標變化，及時發現數控編程和工藝是否存在問題，真正達到了課程考核的效果，提高了教學質量。
3 結束語
我院在2008年開始示范院校課程建設，在數控編教學中使用多媒體技術和數控仿真系統，并在學習數控編程知識時使用理實一體化的教學方法和手段，使課堂的教學由教師的滿堂灌變成以學生為主體的教學后，既提高學生的自學能力和學習興趣，又使教學效果明顯得到提高。示范課程建設教學經驗來看，多媒體技術和數控仿真系統已成為數控編程教學中一種不可或缺的重要方法手段。
參考文獻：
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[3]上海宇龍仿真系統操作說明書[S].
關鍵詞：CAD/CAM軟件；數控教學；數控實訓
中圖分類號：G642.0 ？搖文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）14-0265-02
隨著現代制造業的迅猛發展，基于CAD/CAM技術進行圖形交互的自動編程方法日趨成熟，使用CAD/CAM系統產生的NC程序代碼可以替代傳統的手工編程，運用CAD/CAM進行復雜零件的設計和加工制造，可使企業提高設計質量，縮短生產周期，降低產品成本，從而取得良好的經濟效益。隨著現代制造業中數控機床的占有率越來越廣，要求職業教育適應現代化制造技術的需求，要培養大量的數控技術專業人才。計算機輔助設計及制造（CAD/CAM）技術是對復雜零件編程最便捷的工具，因此越來越多地應用在數控加工領域，因而近幾年來，CAD/CAM技術已成為數控職業技術教育的必修課程之一。
一、CAD/CAM軟件在數控教學中的優越性
1.CAD/CAM軟件提升了數控教學能力。數控技術課程是一門實踐性很強的課程，離開實踐，就談不上素質，實踐是知識轉化并升華為素質的根本條件。要想達到理想的教學和實踐效果，僅在課堂上實施全方位的教學是不夠的，還應具備一個良好的實踐教學的環境。通過使用CAD/CAM軟件，學生在教師的指導下在計算機上完成零件的三維造型設計（CAD），并進行手工和自動數控編程（CAM-NC）訓練，確定加工方式、刀具規格、切削用量等加工工藝參數，在計算機上迅速生成相應的加工刀具軌跡，并對加工軌跡進行直觀的加工仿真檢驗；或對生成的加工軌跡進行再編輯，軌跡無誤后自動生成G代碼；也還可以將手工編寫的G代碼進行反讀生成刀具軌跡進行仿真檢驗，教師也可以方便地對學生編寫的G代碼進行直觀的檢查。G代碼確認無誤后，即可根據數控機床及其所使用的數控操作系統進行機床后置處理和代碼傳輸，最后由學生自己動手裝夾毛坯、對刀調基準并操作機床將自己的作業加工完成。
2.CAD/CAM軟件促進了教學改革。通過引人CAD/CAM軟件對數控加工、數控編程、機床與通訊、傳統課程進行改造，使學生在課堂上掌握計算機產品建模、工藝設計、自動編程、模擬加工、機床設置等現代先進制造的全過程，深入認識計算機輔助制造性能，并實現數控編程與數控加工的實訓，促進了教學改革，任課老師不再是單調地在黑板上板書、學生記錄或教師操作、學生觀看，而是教師在計算機機房結合專業講述造型、編程、加工、驗證后到機床進行實際加工的模式。
3.CAD/CAM軟件豐富了教師教學課堂。在數控教學當中，結合CAD/CAM軟件，學生可以直觀地看到刀具的運動軌跡，產生了非常好的教學效果。學生可以根據零件圖造型、編程、加工，大大提高了編程速度，并且可以動態顯示整個加工過程，刀具路徑清晰明了，對于不合理的參數可以隨時修改，非常直觀，便于發現不合理的加工工藝；并可以根據不同的數控系統，編制與數控機床相適應的加工程序。教師根據學生所編程序可以進行課堂評分，并根據學生掌握的情況進行有針對性的教學。
二、CAD/CAM軟件在數控教學中的應用
1.對零件工藝參數及工藝過程進行設計。數控程序的編制從本質上分析應該是對加工工藝的確定過程，并且結合《機械設計基礎》、《機械制造基礎》、《典型零件工藝編制》等課程的內容手工完成設計部分的工作，這些現在都利用CAD/CAM軟件來完成。通過實際訓練，使學生掌握CAD/CAM在數控編程中的設計應用。這一過程將數控編程、制造工藝、刀具、數控機床、數控加工等課程有機地結合起來，使學生覺得以前所學的知識不再孤立、枯燥，在數控技術課程中達到了融會貫通，并在計算機上變得生動、形象起來，鞏固了學生在加工工藝方面的知識，使得數控應用技術課程取得更好的效果。
2.可以實現對走刀軌跡的檢驗及仿真模擬。數控CAD/CAM軟件大都具有走刀軌跡檢驗及仿真模擬的功能，可以進行三維立體動態的仿真加工，每個學生都有模擬加工的機會，省時間、省材料、省設備投入。在仿真過程中，刀具沿著所定義的加工軌跡進行動態加工，學生可以直觀地觀察刀具的運動及數控加工的過程，判斷刀具軌跡的連續性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀干涉等情況，刀位計算是否正確，加深了學生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認識。通過對照加工后的結果，學生明白了不同的刀位軌跡，其加工結果有很大的差異，加工刀具軌跡定義的合理與否，與學生對零件加工工藝知識掌握的熟練程度有密切的關系。學生可以發揮自己的創造性和綜合能力，對不滿意的加工結果重新進行零件建模或重新建立刀位軌跡，實現虛擬設計與虛擬加工。
3.可以提高學生的繪圖及手工編程能力。CAD/CAM軟件對零件模型的建立，都是先建立起零件的二維平面圖，然后對零件二維圖形通過拉伸、旋轉、剪裁、掃描的操作形成的三維模型。通過使用可以增強學生對立體零件的認識，還可以加強學生的繪圖能力及識圖能力，并將《機械制圖》、《公差與配合》、《機械設計基礎》等理論基礎課程有機地結合起來，達到學以致用的目的。
4.可以實現數據傳輸及在線加工。現代大量的數控系統都帶有計算機接口，學生可以通過數據接口將CAD/CAM后臺所生成的NC程序傳送到數控機床中，并控制數控機床進行實際加工NC程序，即在數控機床上進行圖形仿真和實際的加工，將理論教學和實際生產聯系起來并進一步加強了理論教學。
在數控教學和數控實訓中通過CAD/CAM軟件，可使教學更貼近生產實際，提高了學生和教師的專業素養。讓CAD/CAM軟件通過應用于數控車床加工、數控電火花、線切割加工、數控銑床加工/數控加工中心加工和特種加工等相應教學和實訓后，使每一個學生都能實際動手，學生得到動手能力和基本工程技能的訓練，在實際加工或模擬過程中掌握所學知識并培訓相應技能。實踐表明，以操作技能為核心的CAD/CAM軟件教學，既有利于全面提高學生素質和綜合職業能力，又有利于激發學生獨立思考的興趣和創新意識，對培養學生自主學習精神和勇于實踐的能力可收到良好的效果。
參考文獻：
[1]沈建峰.數控加工工藝編程與操作（FANUC系統車床分冊）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.
[2]宗志堅，等.CAD/CAM技術[M].北京：機械工業出版社，2001.
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目前，在我國已有相當數量的企業購置了數控設備，如數控車床、加工中心。通過調研，分析和比較，不難發現，就我國目前大多數的數控機床使用廠家來看，普遍應用水平不高，生產準備（數控程序和機床刀具的準備）周期長，失誤率高，數控機床功能，尤其是特殊功能的開發應用不夠，機床利用率低等問題。
一、操作水平低：
其實國內廠家在購置數控機床，尤其是進口機床的過程中，對數控機床，特別是數控 系統的技術性和先進性都有相當高的要求，對數控機床的功能選擇也相當講究，力求越對越好。但設備在安裝運行后，其使用效果并不理想，操作人員對數控機床的操作僅限于所接受的培訓水平，甚至更低。對數控機床的標準功能使用不足，對特殊功能的使用更無從談起，究其原因，主要是操作，編程和維修人員對數控技術的基礎理論學習不夠多，理解不深，設備管理部門對設備的管理不當，對設備的相關人員職責劃分不清，設備的維修能力和水平也是重要的因素。其結果是，操作人員在怕承擔責任的心理壓力下，裹足不前。
二、編程水平低：
數控機床只是一個柔性的，靈活的生產工具，要想發揮其特點和優勢，尤其是數控nc程序的強有力的支持。 目前，我國大多數數控機床的使用廠家，都還在使用數控機床上人工nc代碼輸入的方法，即使曾經配置了apt語言的編程環境，由于其操作的復雜性，也都棄之不用。對于購買了各種各樣cad/cam系統的用戶，由于其運行環境大多數局限在工作站上，即使運行環境在微機上，也都安裝運行在產品設計部門。由于cad/cam系統的所有權問題，以及設計和生產部門管理上的脫節，使得cad/cam系統在實際生產加工中得不到充分利用或者設計部門編制的nc程序并不是根據最佳工藝生成的優化加工程序。眾所周知，對于軸類零件，板金類零件的nc程序編制，相對來說，要簡單得多，人工編程能夠完成，而對于箱體類零件，尤其是復雜的型面，不規則的空間曲面，靠人腦有時都想象不出來，再去人工計算，靠人工編制nc程序，其結果不言而喻。因此數控機床的自動編程尤為重要。
三、刀具管理落后：
刀具系統作為參與制造活動的重要輔助工具，對數控機床的柔性、生產率以及產品制造的精密性和正確性起著舉足輕重的作用；同時，刀具又是較昂貴的消耗性資源，一般生產車間，尤其是數控機床較多的生產環境里，刀具的數量巨大，其中的組件也相當復雜，信息繁多，由于生產加工的需要，大量的刀具頻繁地在刀具庫和機床以及機床與機床之間流動和交換。傳統的刀具管理是將刀具的信息記錄在紙上，或記憶在人腦中，時間稍長，記錄的信息容易丟失，不同的使用者對刀具的信息不易掌握，刀具的信息管理跟不上,造成刀具的使用混亂，資源浪費，生產效率低下，更嚴重的結果是造成在制品的偏差過大、工藝偏離，甚至出現產品報廢、影響生產周期。建立完整的刀具數據庫，將刀具系統的所有信息納入計算機中進行管理，建立無紙化的刀具管理系統是當務之急。
四、對數控機床的集成管理認識不足：
數控機床在我國的推廣使用已近二十年的歷史，目前主要還是集中在單機使用上，在單機使用積累了一定的經驗后，對于擁有多臺數控機床的用戶，其單臺機床與外界計算機或不同數控機床之間的信息交流很少，數控nc程序與機床之間的交換，由最初的紙帶閱讀機，進而發展到利用軟盤驅動器的儲存在軟盤上的nc程序輸入計算機。
最新的發展是由外接計算機與數控機床通過rs－232c串行口直接連接，直接進行nc程序的快速，準確的傳輸，并且外接計算機可與多臺具有相同的或者不同控制系統的數控機床相連接，進行信息共享，并能管理多臺機床組成的數控工段內的生產過程中的信息，以減少生產準備，尤其是數控nc程序的準備時間。隨著cad/cam, 集成管理軟件的成熟，以及對柔性制造系統的需求的增加，數控機床的使用，從單機使用到計算機集成管理是生產加工業技術發展的方向。
正是基于機械加工業存在的上述問題,以及cad/cam系統新技術新概念的引用,mis系統,erp系統的不斷引進,更進一步,cims技術在國內的發展,車間底層的信息集成是重中之重。為此,我們設計開發了以下介紹的用于車間加工設備集成的各種產品。
[關鍵詞]數控技術；手工編程；數控加工
中圖分類號：TG552 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0034-02
一、合理設定程序原點
數控車削編程時，首先要選擇工件上的一點作為數控程序原點，以此為原點建立一個工件坐標系。工件坐標系的正確確定，對數控編程及加工時的工件找正都很重要。程序原點的設定方式一般有兩種：1）工件軸線與右端面的交點2）工件軸線與左端面的交點。程序原點的選擇要盡量滿足程序編制的需要，尺寸換算少，引起的加工累計誤差小等條件。為了提高零件加工精度，方便計算和編程，我們通常將程序原點設定在工件軸線與工件右端面交點上，而且盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。
另外，對于需要多把刀具進行加工的零件，也可根據實際情況的不同，設置不同的程序原點。如圖（1）所示的長拉桿，在編制加工程序時，外圓刀的程序原點可設置在毛坯裝夾后的軸線與右端面的交點。而切1.75mm槽時，由于頂尖的限制，在右端面進行切槽刀的Z軸對刀操作會形成干涉，此時，就可將切槽刀的Z軸方向程序原點設置在Φ19、85±0.2軸段的軸肩處。
二、合理選擇進給路線
進給路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，即刀具從對刀點開始進行進給運動起，直到結束加工程序后退刀返回該點所有的路徑，是編寫程序的重要依據之一。對于復雜的零件加工，我們通常需要用到單一和復合循環指令，如：G90、G71、G72、G73，這些指令的運用可以簡化程序，但是循環起點的設定卻非常重要，如果路線不合適，在返回參考點和退刀過程中，就會造成誤加工或者車刀撞到工件，所以合理地選擇進給路線對于數控加工是很重要的。編程時可以從以下幾個方面進行考慮：
1、縮短進給路線，減少空行程
（1）合理安排起刀點。在循環加工中，根據工件的實際加工情況，將起刀點與對刀點分離，在確保安全和滿足換刀需要的條件下，使起刀點應盡量靠近工件，減少空走刀行程，縮短進給路線，節省在加工過程中的執行時間。外徑循環加工中，X軸循環起點一般大于或等于毛坯直徑，內孔加工循環中，X軸循環起點一般稍小于鉆孔直徑，Z軸方向一般都是離開工件右端面2～5mm左右。
（2）在編制復雜輪廓的加工程序時，通常需要多把刀具進行加工，在進行換刀時，通過合理安排回零路線，使前一刀具的切削終點與后一刀具的切削起點間的距離盡量短，以縮短下一刀的進給路線，提高生產效率。通常安全的換刀距離在距離工件右端面100mm的位置上，以確保換刀時不碰撞工件，且可以縮短空行程的距離。
（3）在粗加工或半精加工時，毛坯余量較大，這時可采用普通機床的加工方式，在提高加工效率和保證機床性能的前提下，采用較大的背吃刀量和較大的進給量盡快的去除加工余量，然后采用合適的循環加工方式。如使用G73進行仿形循環加工時，可在保證被加工零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等加工工藝性等要求的前提下，選擇采取最短的切削進刀路線，提高生產效率。
2、保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求
（1）合理選擇起刀點、切入點和切入方式，保證切入方式平穩，沒有突然沖擊。解決方式為可以定位刀具的起點位置在離開工件右端面2～5mm的位置。這樣主軸帶動工件充分旋轉后，刀具在緩沖位置平穩進刀。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排在最后一次走刀連續加工出來。認真考慮刀具的切入和切出路線，盡量減少在輪廓處停刀，以免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應沿著零件表面的切向切入和切出，避免沿工件輪廓垂直方向進刀而劃傷工件。
（2）選擇工件在加工后變形最小的路線。對細長軸零件或薄壁零件，為避免在加工過程中因受切削力影響而變形和熱伸長，應采用增加走刀次數，或對稱去處余量安排進給路線。螺紋工件的加工中，因螺紋刀的刀尖在刀頭的中間部位，在確定軸向移動尺寸時，必須考慮刀具的引入長度δ1和切出長度δ2。
3、保證加工過程的安全性
加工過程中的安全操作至關重要，在程序編制中，一定要避免刀具和非加工表面的干涉，并避免刀具和工件相撞。在進行溝槽和切斷零件的加工中，在編程時要保證切斷刀進、退刀點應與溝槽方向一直，進刀速度不能用“G00”的快移速度。而且在編制退刀路線時一定避免“X、Z”同時移動。尤其是在切斷零件的編程時，習慣上認為直接切到工件中心，但是為了避免由于刀具未安裝在中心上引發的刀尖損壞，因此，在編制切斷程序時，應將切斷刀的切削終點設為X2～X3mm。此時，從理論上看工件是沒有被切掉的，若后續的退刀路線是X、Z軸同時退刀，刀具與工件會發生干涉而損傷刀頭。所以在使用切斷刀時，退刀路線盡可能地先退X軸，再退Z軸。
4、簡化數值計算，減少程序段數目和編制程序工作量
在實際的生產操作中，經常會碰到加工形狀的重復出現，比如連續切槽和切斷，這種直徑方向尺寸不變，長度方向有規律的變化的工件，可以把這部分相同的操作編成一個子程序。在主程序中給定調用的次數，使主程序編寫變得簡單、快捷。對那些圖形一樣、尺寸不同或工藝路徑一樣、只是位置數據不同的系列零件的編程，可以采用宏指令編程，使用變量，減少計算復雜的過程和編程量。
三、準確掌握循環切削指令的加工特點并進行合理選用
在FANUC0i-Mate-TC數控系統中，數控車床有十多種切削循環加工指令，每一種指令都有其加工特點，各自的編程方法也有所不同，我們在選擇的時候要仔細分析，合理選用，爭取編制出最優化的加工程序。
1、如螺紋切削加工指令就有：G92、G76、G32，由于切削刀具的進刀方式不同，使這幾種指令的加工方法不同，各自的編程方法、造成的誤差情況和精度也不一樣。G92螺紋切削單一循環采用直進式進刀方式進行螺紋切削，螺紋中徑誤差較大，但牙型精度較高，一般多用于小螺距、高精度的螺紋加工，缺點是加工程序段要跟切削次數一樣多，稍顯繁瑣；G76螺紋切削復合循環采用斜進式進刀方式進行螺紋切削，牙型精度較差，但工藝性較合理、編程效率較高，不管要分多少刀加工螺紋，都只需要兩段程序，適用于大螺距、較低精度的螺紋加工，在螺紋精度要求不高的情況下此加工方法更為簡單、方便；基礎指令G32編程程序段多，容易出錯，但是加工精度高，使用范圍廣。我們掌握了各自的加工特點及適用范圍，就可以根據工件的加工特點與工件要求的精度正確靈活的選用這些循環指令。比如：加工高精度、大螺距的螺紋，就可以采用G92與G76混用的方法，即先用G76進行螺紋粗加工，再用G92進行精加工，需要注意的是粗精時的起刀點要相同，以防止螺紋亂扣。再比如圖（2）所示：溝槽很窄只有3L，如用G92、G76來加工根本達不到要求，因為它們都帶有退刀功能，還未加工到位就開始退刀（在不能自由的修改參數的情況下），螺紋不能完全清根，而G32就可以滿足這一點，在刀具寬度合適的情況下，只需要給定螺紋長度22加上超越長度δ2即可。
2、如將φ65mm的毛坯棒料加工成圖（3）所示零件。如果用最基本的方法編程，逐層的去除毛坯，我們需要計算在加工到圓錐和圓弧形狀時，每到哪一步必須退刀，不然很容易造成過切或者留有很大的余量。而用G71、G73的方法加工，就可以使編程簡單、切削厚度均勻，對于加工工藝也可以起到一定的作用，免去了計算的麻煩和誤差，大大的提高了生產效率。
四、靈活使用指令代碼，保證零件的加工質量和精度
1、適當返回參考點
參考點是機床上一個固定的點，通過參考點返回功能，刀具可以很容易的移到該位置。參考點主要用作自動換刀或設定機床坐標系。刀具能否準確的返回參考點，是衡量其重復定位精度的重要指標，也是數控加工保證其尺寸一致性的前提條件。自動加工中，適當返回參考點，可以提高產品的精度。對于重復定位精度很高的機床，為了保證主要尺寸的加工精度，在加工前，刀具可先返回參考點再重新運行到加工位置。如此做法的目的實際上是重新校核一下基準，來確定加工的尺寸精度。
2、混合方式編程的結合運用
混合方式編程就是增量值U、W與絕對值X、Z的結合運用。增量編程是以刀尖所在位置為坐標原點，刀尖以相對于坐標原點進行位移來編程。就是說，增量編程的坐標原點經常相互變換，運行是以現刀尖點為基準控制位移，那么連續位移時，必然產生累計誤差。絕對編程在加工的全過程中，均有相互統一的基準點，即坐標原點，所以累計誤差較增量編程誤差小。數控車削加工時，工件徑向尺寸的精度比軸向尺寸精度高，而且為了編程計算方便，一般采用絕對編程，但對于直接標注距離值的軸向尺寸，或者在工件的中間部位的直線倒角和圓弧倒角，為了計算簡便，常采用增量編程。綜合以上所述，在編程時按照工藝的要求，進行增量編程和絕對編程的混合靈活使用，即：直徑方向采用絕對值，長度方向采用增量值與絕對值。
總之，隨著科學技術的飛躍發展，數控車床由于具有優越的加工特點，在機械制造業中的應用越來越廣泛。為了充分發揮數控車的作用，我們除了要在編程中掌握一定的技巧之外，還應注意一些細節問題，以編制出合理、高效的加工程序，保證加工出符合圖紙要求的合格零件，同時更能使數控車床的功能得到合理的應用與充分的發揮，更安全、可靠地進行工作。
參考文獻
[1] 《數控機床車削加工直接編程技術》.孫德茂.機械出版社
[2] 《數控車床培訓教程》.袁峰.機械工業出版社，2004.
職業名稱：孤殘兒童護理員
工作內容：（1）為不同年齡和不同殘疾類型的孤殘兒童提供24小時的生活照料；（2）采取安全防護措施，預防孤殘兒童發生意外傷害；（3）給予孤殘兒童情感支持和簡單的心理指導，協助教師進行早期教育。
職業前景：我國孤殘兒童的福利事業已經走過半個多世紀的歷程，在這漫長的歲月中，陪伴孤殘兒童成長、承擔孤殘兒童照料工作的是孤殘兒童護理員。
據2005年的統計，目前我國約有孤殘兒童57.3萬人，而承擔孤殘兒童照料工作的護理員，在福利機構僅有33000多人，遠遠不能滿足社會對孤殘兒童護理員的需求。由于孤殘兒童的數量逐年增多，對孤殘兒童護理員的需求量還會大大增加。而且孤殘兒童護理員的工作日趨專業化，從以往單純提供生活照料逐漸向滿足孤殘兒童的全面需求轉變。然而,目前我國的孤殘兒童護理員無論從數量上還是從業務技術水平上都難以滿足這一需要。確立孤殘兒童護理員這一新職業，對于改變這種狀況，滿足我國兒童福利事業健康、有序發展的需要具有舉足輕重的作用。
數控程序員搶手的“藍領”
職業名稱：數控程序員
工作內容：（1）按工序及加工要求手工編制、編輯二軸及二軸半數控加工程序；（2）進行三維造型，以及多軸、多機種數控加工的程序編制；（3）對零件的數控加工質量進行分析與控制。
職業前景：近年來，我國制造業取得了很大的發展，數控機床等數控加工設備在我國機械制造企業中得到越來越廣泛的運用。然而，從事數控加工的技能人才卻十分缺乏，據有關部門的統計，這個缺口曾達到60萬人。
對數控程序員需求最大的主要是兩類企業：大型制造企業和零件加工難度高的企業。有數據表明，目前我國機械制造企業數控機床利用率偏低，20%是由于編程能力不足。
雖然我國有很多工科院校開設了數控專業，但該專業的畢業生并不是進入企業就能勝任數控加工的編程工作，因為他們缺乏實際的機械加工經驗。很多企業還要通過對有多年數控機床操作經驗的人員進行專業培訓來滿足對數控編程人員的需要。
檢修工確保城軌安穩運行
職業名稱：城軌接觸網檢修工
工作內容：(1)識讀圖紙等技術資料；(2)準備安裝工器具；(3)進行接觸網周期維護；(4)進行設備檢修；(5)分析接觸線異常磨耗并提出改善辦法；(6)進行人員調配和組織施工。
關鍵詞：數控技術；中職教育；改進措施
隨著科技的進步、設備的更新以及產品精密度的提高，傳統的機械制造技術正逐步被先進制造技術所代替。培養適應社會需求的數控專業人才，搞好數控專業的建設和教學，是每個學校所面對的問題。
如何提高數控專業的教學水平，如何提高學生的數控編程能力以及數控設備操作技能，筆者從專業師資建設、專業課程設置、專業教學與專業實訓三個方面做些探討。
一、數控專業師資建設
1．鼓勵專業教師參與技能培訓
積極創造條件，鼓勵專業教師參加各級各類的專業技能培訓，比如省級、國家骨干教師培訓，使專業教師不斷掌握新知識與新技能，更新教育觀念，提高教學水平。同時鼓勵教師參加各項技能賽事，在比賽中找到自己的不足，增強危機感，以便能進行自主學習，實現自我提高。
2．組織專業教師下企業鍛煉
教師必須下到生產一線，到企業鍛煉能接觸到更多新的知識、新的技術、新的工藝與新的設備。只有教師視野開闊了，才能教給學生更多新的東西。同時也能將在企業鍛煉中獲得的知識反饋到教學中去，制訂新的教學方針和策略，以便產生更好的教學效果。
二、數控專業課程設置
課程的設置必須與專業高度統一，可采用“精簡、壓縮、增加、綜合”的方法，編寫具有本校特色的校本教材。強調理論知識是為實踐操作服務的原則。課程體系分兩大部分：
1．專業基礎課
包括《機械制圖與CAD》《金屬材料與熱處理》《機械設計基礎》等組成。按照數控專業特點，適當拓展內容，在教學過程中對其優化和整合，突出新知識、新技能、新技術的學習。
2．專業主干課
包括《機械制造工藝學》《數控機床與編程》《MasterCAM》《CAXA制造工程師》《特種加工》《模具設計與制造》等。根據數控專業的特點，重點介紹些實用的知識與技能，強化學生數控加工與編程的能力，以適應崗位的需要。
三、數控專業教學與實訓
數控專業主要任務是產品加工程序的編制與數控設備操作。筆者認為可從數控仿真教學和校企合作兩大方面進行努力。
利用仿真軟件進行程序的編制與產品加工，可以改變傳統教學方式，充分應用現代教育媒體，利用數控加工仿真軟件能在數控編程與加工的教學中起到事半功倍的教學效果。
要實現數控技術應用專業應用型人才培養目標，使人才培養的質量、特色真正得以實現，除加強專業教學基本建設，積極推進教學改革，加大教學裝備投入，建立校內工程實訓中心以外，還要依托行業企業，建立數量足夠、穩定可靠、技術水平高的校外實踐教學基地，使校企聯合成為數控技術應用專業教育必不可少的重要辦學條件，并不斷得到企業在人才培養過程中的支持和幫助。
參考文獻：
【關鍵詞】G73編程指令；刀具循環路徑；宏程序模板；非圓曲線零件
一、前言
在工程設計中，一些機械零件，為了滿足其所需工件性能要求，截面形狀常設計成非圓形，如內燃機、發動機的活塞，為了改善活塞的接觸狀態，活塞的徑向方向要設計成變橢圓截面。隨著科學技術的不斷發展，非圓曲線零件所占的比例日益增加，為了達到所需要性能要求，其加工精度要求也隨之提高，而相應的非圓曲線零件精密高效加工技術也成為當今加工技術研究的熱點。數控加工是非圓曲線零件加工中非常有效的加工方法，可大幅度地提高生產效率。
橢圓和拋物線等非圓曲線輪廓形狀的工件在數控車削加工中屬于復雜零件類別，其成型方法通常有三種，一是成型法，如鑄、鍛、沖壓等；二是特殊加工法，如線切割、電火花、激光加工等；三是運動合成法的數控加工等，如采用二次曲線法或用戶宏程序法等等。
成型法是非圓零件常用的方法之一，但由于其制造精度較低與表面粗糙度值較大，故不能用于非圓零件的精加工，通常用于制作零件毛坯。對于普通材料的非圓曲線零件，采用特種加工時，一是成本較高，二是難以獲得較高的加工效率。運動合成法的數控加工是獲得高精度非圓零件的主要途徑，在數控技術出現之前，非圓曲線輪廓零件的車削方法有兩種，一是機械運動合成法，二是靠模仿形加工法。隨著計算機和自動化技術的不斷發展，各種系統的數控車床的不斷出現，為各類非圓截面零件的加工奠定了良好的基礎。但數控加工一般只能作直線插補和圓弧插補，遇到回轉輪廓是非圓曲線的零件時，數學處理的任務是用直線段或圓弧段去逼近非圓輪廓，這種擬合法的特點就是根據零件圖紙的形狀誤差要求，把曲線用許多小段的直線或者圓弧段來代替，根據零件圖紙的形狀誤差，如果要求越高，相應的代替直線（圓弧）段數就越多，雖然可以憑借CAD軟件來計算各節點的坐標值，但是節點過多，也會導致加工的不便。所以本文采用靈活運用成型加工復合循環編程指令G73和宏程序相結合的方法，能夠方便簡捷地進行編程，從而提高加工效率。非圓曲線又可分為用方程表達的曲線和列表曲線兩類，在此僅討論可用方程表達的二次曲線（橢圓和拋物線等）。
二、G73編程指令的應用方法
編程指令G73，在多種數控車床系統中都作為復合型循環加工指令應用，而且應用格式和功能都基本相同。本文以FANUC（BEIJING- FANUC Series Oi Mate）數控系統為例來闡述非圓曲線輪廓的加工方法。
（一）G73指令使用的條件和格式
在FANUC數控車床系統中，G73指令一般用于粗加工鍛造（或鑄造）方式成型的工件，尤其是對于G71、G72等循環指令都無法加工的凹圓弧面的加工，它更能體現出優越性。
G73指令格式如下（BEIJING- FANUC Series Oi Mate）：
G73 U（ΔI）W（ΔK）R（d）
G73 P（n s）Q（nf）U（ ΔU）W（ ΔW）F（f）S（s）T（t）
N（ns）
。。。。。。
。。。。。。
N（nf）
指令中各參數的意義分別為：F為進給率，S為主軸轉速，T為處于加工位置的刀位號，粗車加工過程中從順序號ns到nf的程序段之間的F，S，T都無效，只G73指令中指定的F，S，T功能有效；ΔI為X軸方向退刀距離（半徑指定）；Δ K為Z軸方向退刀距離；d為粗加工循環次數；ns為精加工循環段的第一個程序段號；nf為精加工循環段的最后一個程序段號；Δ U為X方向精加工預留量的距離及方向（直徑指定）；Δ W為Z方向精加工預留量的距離及方向。
（二）G73指令的刀具循環路徑
G73指令的刀具循環路徑如圖1所示。從 A′到B點的折線段為工件加工完成后的輪廓。加工時，刀具先定位于工件輪廓之外的點A，執行G73指令時，快速移動到點3，接著以點3為起點，按圖中的箭頭所指方向中途經點 3′，仿照工件的外形輪廓運行回到點2完成首次加工。
按照上述的運行規律，刀具循環運行3次最后回到點A，完成了對零件的粗加工。
G73指令在運用時，容易給使用者造成的麻煩是不知如何確定參數ΔI，ΔK和 d，隨意確定的數值會導致：或者是刀具循環了多次還未加工到工件，或者是首次車削吃刀量過大，從而損壞刀具。這兩類情況均會影響加工效率，達不到數控加工的目的。所以要解決此問題，其關鍵在于控制首次加工的吃刀量，使其值在背吃刀量的范圍內。為使問題簡單，可設置 ΔK與ΔW為零，主要解決如何確定ΔI的問題，從而可把循環路徑簡化為圖2所示情況。
五、結束語
通過上例可知，G73指令修改后的格式類似子程序的運用，從工件外不斷逼近，直至最后加工成型，該指令解決了G71在運用當中必須要保證X軸與Z軸單調變化的不足；另外非圓曲線的特點也不能用相對編程方式，導致子程序無法使用，因此要能加工非圓曲線的工件必須綜合使用G73指令與非圓曲線宏程序，方能實現數控加工方便快捷的目的。
致謝：
作者在撰寫本文過程中，非常高興得到廣東省國防工辦技師學院的楊幕湘和唐紅權等幾位老師的有益指導，并對本文的修改提供了寶貴意見，謹此表示感謝。
參考文獻：
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[3] 禹誠，肖明.數控車削加工中公式曲線在數控大賽中應用[J].CAD/CAM與制造業信息化，2007
[4] 鄧中亮.非圓弧件車削加工技術[M ].北京：人民郵電出版社，1998.
[關鍵詞]數控機床編程 理論教學 仿真教學 實踐教學 教學改革
[作者簡介]孫芹（1979- ），女，山東威海人，山東英才學院機械學院，講師，碩士，研究方向為機械制造及其自動化、數控技術。（山東 濟南 250104）
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）18-0127-01
數控機床編程課程是機械制造類專業的主干專業課程，是學生畢業后從事數控加工崗位必須掌握的專業知識。按照傳統的教學模式進行授課，很多學生覺得枯燥無味而且很難掌握。為使學生更好地學習現代數控技術，以適應社會對機械制造類專業人才的需求，數控機床編程課程教學方式的改革勢在必行。
一、傳統教學方法存在的弊端
傳統的數控機床編程教學模式一般是先進行理論的講解，沿用“以教師為中心”的注入式教學模式，學生“被動”學習數控機床的各種編程指令、編程方法；然后集中進行實踐性環節教學。
傳統教學方法使學生在理論知識學習時，由于沒有感性認識，理解較困難，學習進度緩慢，而在集中實訓時，又忘記了上課學習的指令和編程方法，實訓老師還需要花時間再次講解已經學過的理論知識，這樣不僅占用了實訓學時，造成學生實際機床操作練習時間減少，事倍功半，同時，也很難達到預期的教學效果。
因此，我們進行了改革與探索，一是改善實踐教學條件；二是對傳統教學模式進行改革。
二、教學模式的改革
（一）理論教學
1.采用任務驅動法項目化教學。改革傳統教學模式，采用教學做一體化教學模式，以“任務”的形式帶著學生真實地進入到學習情境，如在講解數控車床編程時，按照外圓柱面零件加工、錐面零件加工、帶螺紋零件加工、綜合軸類零件加工等不同項目進行授課。授課過程中，注重工作過程的完整，并有針對性地進行講解，大大提高了學生的學習興趣，學生在“學中做、做中學”中完成“任務”，教學效果有了明顯的提高。
2.自編教材。目前可以選擇教材多數都是按照章節順序編寫，沒有體現企業真實產品的生產過程，從而無法滿足任務驅動法項目化教學方法的需求。不同學校對于數控人才培養目標的定位有所側重，并且具體的教學條件、實訓設施也不盡相同。因此，我們對數控機床編程課程的教材進行了重新編寫，以數控機床加工過程的不同項目將內容進行了重新組合，編寫出符合任務驅動法項目化教學方法需要的“數控機床編程”教材。
3.采用現代化教學手段。數控機床編程課程的實踐性較強，可在教學過程中加入結合生產實際的例子，通過多媒體把生產加工過程展示給學生，培養學生解決實際問題的能力。
同時，我們通過視頻，向同學們展示先進數控機床和它們的加工過程，安排學生觀看多軸聯動數控機床、高速切削數控機床、多功能復合機床和各種新型機床，擴大學生的視野。
為了彌補理論教學學時的不足，充分發揮網絡視頻教學的作用，將上課課件、教案、自制視頻、課后自測題答案、試題庫、互動郵箱、數控網站集錦等放在學校網站上，學生可以充分利用網絡資源，根據個人的興趣和需求自主學習，達到因材施教。
（二）仿真教學
所謂仿真教學是指采用仿真軟件在計算機上進行數控加工零件編程與模擬運行加工的教學方法。數控機床編程仿真軟件的主要作用分兩種，第一種是數控加工仿真軟件，主要實現手工編程程序的運行；第二種是對學生要求更高的CAM軟件，主要是用來加工形狀復雜的零件，手工編程難以實現，通過CAM軟件首先進行建模，然后生成數控加工程序，可以在數控加工仿真軟件或機床上實現零件的加工。
1.仿真軟件在理論教學中的作用。老師在理論教學的過程中，一般只能講一種主要的編程方法，學生們若是有其他的編程思路，編完程序也不知道對不對，但是如果有仿真軟件，就可以把自己編寫的程序在軟件上進行模擬加工。若是能加工出想要的零件，那程序肯定沒有問題，若是不能運行，或程序能夠運行，但所加工出的零件不是圖紙要求的零件，同學們可以自己分析錯誤的原因，學會自主思考，學生之間可以相互討論，實在無法解決的問題，再詢問老師。這樣，課堂教學真的是學生為主導，不再是老師講，學生被動地去聽，被動地去接受各種指令，學生的學習積極性大大提高。
2.對實踐教學的幫助。學生都是首次接觸數控機床編程課程，如果編完程序直接在機床上加工零件，肯定會有一種恐懼心理，機床操作沒遇到問題還好，一旦遇到問題，很多學生就不愿意主動去練習，輕則影響該課程的學習，重則影響將來的就業。
因此，在學生首次接觸編程課時，通過仿真教學，使學生掌握對機床的操作界面、對刀、調用程序、運行程序等操作，這樣可以大大節省上實訓課時老師的講授時間，無形中增加了實踐教學的課時。而且仿真軟件操作沒有危險性，不存在實際機床上撞刀等危險操作，因此同學們可以“大膽隨意”地操作仿真機床，把課堂上所學的知識盡情充分地發揮，課堂氣氛活躍，學生學習熱情高漲，教學效果良好。
（三）實踐教學
機械制造類專業的學生最終要走上工作崗位，從事真實的生產加工工作，因此要讓學生真正掌握數控加工技術，不能僅通過仿真軟件進行模擬加工，必須進行真實的機床操作，進行零件的切削加工，否則很難勝任數控機床加工崗位（群）工作，而且會把模擬仿真當中的一些毛病帶入工作當中去。因此，必須進行實際機床實訓鍛煉，提高學生的機床操作能力，使其在實踐中總結經驗，把理論知識和實際操作有機地結合起來。
為了提高學生的崗位適應能力，工作后能盡快融入企業環境中，部分實訓內容來自企業的真實項目，同學們上課要完成的實訓內容，就是工作以后可能要完成的零件，因此，通過實踐課的鍛煉，大部分同學能掌握從圖紙到合格零件加工的全過程內容，教學效果明顯。
理論教學、仿真教學和實踐教學三個方面不是獨立的，而是理論、仿真、實訓并行并重。每周學生既有理論課，也有仿真和實訓課，理論課的內容可以通過仿真課進一步理解，而通過實訓課又知道如何在真實的機床上實現零件的加工，仿真和實訓課都是以學生主導，整個過程都是學生自己完成，在仿真和實訓課遇到的問題，又會在理論課上找到答案，這樣學生在聽課時，會帶著問題聽課。
三、編程課程與職業資格證書、各種大賽相結合
目前，我國機床的數控率仍然較低，數控機床操作工緊缺。因此，為了提高學生的就業競爭力，除上述理論、仿真、實訓教學外，該課程后續還有5周的集中實訓。該集中實訓環節仍然是強化數控機床操作，集中實訓的主要內容：數控機床手工編程與加工；NX6.0三維軟件自動編程；數控機床自動編程與加工。但最終學生必須考取數控機床（車床或銑床）職業資格證書。
三維軟件操作熟練的同學，鼓勵參加3D大賽，學生的建模水平將得到進一步的提高。集中實訓過程中成績優異的學生，可以再進行強化訓練，參加山東省數控技術大賽，參加大賽的學生進入工作崗位后，簡單培訓后就可以勝任工作，很受企業歡迎，很快成為企業的骨干力量。
四、結束語
數控機床編程課程的教學是適應未來先進制造業發展的教育實踐，課程改革后注重理論、仿真、實訓的有機結合，并把職業資格證書的取得作為該課程必須完成的內容，學生的機床操作能力明顯提高，學生的綜合素質和就業競爭力顯著提高，踏入社會后能夠盡快融入社會，適應未來社會發展的需求。
[參考文獻]
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