时间:2023-08-08 17:09:39
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇数控机床基础知识,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:数控机床教学;困境及解决对策
1.中职学校数控机床教学困境
1.1特殊的中职学生群体
虽然良好的教育政策已经在全国实施,中职数控机床专业这些年也获得了极大的人气和重视,但是面对良好的发展机遇,很多中职学校都积极扩大招生,却忽略了招生质量。中职学生是一批在中考的“独木桥”上摔倒的人,有些甚至都没有尝试过中考,他们的数学基础知识、机械基础知识等与普通高中学生相去甚远,学习接受能力和思考能力都普遍较差,学起来难度较大;另外,学生们的素质和个性也参差不齐,教学过程还容易出现害怕操作、随意操作等众多问题。另一方面,对于很多中职学生来说,他们通常都存在着懒惰心理,加上基础能力的薄弱,很多人都有着明显的抵触心理,更不愿意将精力投入到数控机床学习中。
1.2教学模式单一
在中职数控机床教学中,经常出现的是灌输知识。很多中职教师不考虑中职学生的基本情况,不考虑企业对人才的需求,盲目将学校发的教材一字不差的传递给学生。中职学生在他们眼里就像是一只容器,知识就像是水一样,被源源不断地灌输到学生的脑海里,根本不考虑是否会溢出,也不考虑容器本身的承受能力。在教学过程中,教师不将学生作为教学的主体,教学也只局限于教室,实训课程安排极少,学生平均上机时间不够用,完全不能满足学生实训的需要,在这种单一的教学模式下,学生的数控机床专业能力难以得到提高。
1.3教学内容死板,不符合企业需求
现有的中职数控机床教材中理论知识体系不够全面,教材内容一定程度上脱离实际,与企业对人才的需求不符,很多内容都已经不符合现阶段数控机床的操作内容了,都是些陈旧过时的知识,在现实生活中无法运用。另外,跟普通中学的学生相比,中职学生基础十分薄弱,很多高难度的课程无法开设,例如CAD课程、CAM课程等,导致学生根本无法真正理解数控机床编程、维修、加工工艺等知识。教学内容就围绕着一些基础或陈旧的理论知识来展开,教学效果不明显,学生的实际能力无法得到真正提高。
2.解决教学困境的主要对策
2.1重视学生基础能力和素质培养
中职教师应该意识到学生的基础能力薄弱问题,紧抓重点问题。中职数控机床教育不应该一进学校就大量输入高难度、高技术的理论教学,要重视中职学生的基础能力和素质培养。学校可以在开学时对学生的基础能力进行统一检测,分析学生的基础问题,先把学生的基础问题解决,夯实好基础往往可以事半功倍。另外,还要加强素质培养,让学生养成良好的学习习惯、操作习惯,学校可以多举办数控机床操作比赛活动,并设置相应的奖项,提高同学对数控机床相关活动参与度,尽量保证每一个学生参与其中,让学生们在一次次的数控机床活动中自觉养成良好的操作习惯。同时,学校在学生的成长阶段,要重视学生的心态培养。很多学生因为无法突破当前的学习困境,开始对数控机床自暴自弃的,教师们可以针对不同学生的不同问题,给予帮助和辅导,让学生在教师的帮助下突破数控机床学习的瓶颈,这样,学生自然加强了数控机床学习兴趣,中职的数控机床教学水平自然会同步提高。
2.2创新教学模式
由于课程学习难度大,学生对学习容易没有信心,失去学习兴趣,教师在教学过程中没有学生的配合,也会感觉到教学无力,没有丝毫的成就感。除了学生自身的原因,很多教师也只愿意采用“灌输法”教学,甚至有的教师直接放弃教学,让学生自己看书,课堂完全没有活力。针对这些情况,教师应该改变态度,改进教学方法和教学手段。例如,教师在教学过程中,可以采取启发式教学方法,并结合鼓励的教学手段。在学习深奥难懂的理论知识时,老师尽量把内容简化,去掉复杂的学术型表达,用通俗易懂的白话教授给学生,让学生能明白其中的意思就是成功。另外,老师还可以通过把一些操作手法、操作过程拍成小视频或小短片,以一种微课的形式,让学生通过观看视频来熟悉操作,加深印象,直观地感受更能体会书本中的理论知识。教师在教学过程中,还要鼓励学生提出问题、回答问题,充分调动学生的积极性。对敢于发言的学生,教师要提出表扬;当学生回答问题错误时,不能“一棍子打死”,对学生进行言语攻击,要适当的鼓励学生。
2.3更新教材,联系实际
由于中职学生群体的特殊性,对教材的难度以及与实际的关联性都有一定的要求。教材的编写不能过于枯燥乏味、深奥复杂,应该更加简洁易懂,图文并茂,突出重点,切实降低教材的学习难度,提高学生的学习效率。另外,要及时更新教材,根据实际需求的改变来改编教材,让教材贴合实际,让学生能学以致用。教材中还应该多加入对实训指导的内容,无论是专业方面还是素质要求方面,这对学生未来的就业都十分重要。
3.结语
总的来说,要想改变中职数控机床教学过程中的种种困境,就要重视学生的基础能力和素质培养,丰富教学模式,改变单一的教学内容,更新教材,联系实际,让学生的能力和素质达到企业对人才的要求。这样,中职教学才能进一步发展。
参考文献:
[1]郑海波.中职数控专业多种数控系统的教学策略探索[J]21世纪:理论实践探索,2010(4):283-284
[2]金学桐.中职学校数控机床教学过程中的困境及解决对策[J]时代农机,2015,42(9):110-111
[关键词]技校数控加工基础课程教学
中图分类号:U421 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)10-0222-01
《数控加工基础》是数控机床加工技术的基础课程。课程的主要任务是使数控加工专业的学生具备一定的数控加工基础知识,对数控机床有全面的认识,对数控加工工艺有一定的了解,掌握一定的数控机床编程基础;能对一些简单零件进行工艺分析和编程;引导学生学习自动编程,了解数控加工的新技术,会对数控机床进行简单的操作和日常维护,为今后进一步学习相关专业知识打下良好基础。
由于本课程内容范围广,对于大部分技工学校的学生来说,要全部学好有一定的难度,本人通过运用多样化的教学方法和教学手段,引起学生对本门课程产生浓厚兴趣,使学生更好的掌握知识。以下是本人多年从事该课程教学做出的一些教学探究。
1 合理利用实训车间
本课程的《数控机床基础知识》和《数控机床的操作与维护》两部分内容可以合理利用实训条件,在实训车间进行教学。
首先,学生可以对数控机床的基础知识有感官的认识。以数控车床介绍为例,以车间的数控设备作为教具,介绍数控车床的基本组成,各组成部分的功用,数控车床坐标系的方向确定,数控车床加工的内容(车间的陈列架摆放已加工的零件),学生通过视觉感官认识,对数控车床的基础知识有一个整体的印象。同时可用比较的方法介绍其它数控机床的基础知识,这样可以使学生对各类数控机床有相对全面的认识。
其次,学生可以即时熟悉数控机床的面板操作。以FANUC系统的数控车床为例,可以在车床的面板上进行讲解各功能键的作用。由于该系统带有图形模拟功能,输入程序后,可以调用图形模拟显示功能和操作面板上的空运行及锁住功能,对刀之前,详细地观察主轴转速,刀具的运动轨迹,刀具号的选择,通过位置坐标的显示来检查刀具与工件是否会出现碰撞和模拟出来的图形是否和零件图纸一致。通过现场操作,学生可以进一步熟悉数控车床面板各功能键的作用。
同时,学生可以熟悉数控机床的日常维护。数控机床进行日常维护和保养内容的讲解时,可以对现有的机床维护操作示范给学生看,并对每个日常维护和保养的细节进行详细的讲解。
合理利用实训车间进行教学,提供给学生动手操作的条件,使学生有感官的认识,从而对本门课产生浓厚的学习兴趣。
2 分组讨论课堂教学内容
对于《数控加工工艺设计》内容的教学时可以分组讨论课堂教学内容。具体教学过程如下:首先,详细讲解零件图的数控加工工艺分析过程,并举例说明;然后给出一组轮廓相似尺寸不一的零件图,将学生分成几个小组,再要求各组分别进行讨论零件图的数控加工工艺过程,每组一张零件图,给定时间讨论工艺内容(包括工序划分,最佳路线选择等等),由每组推荐一位同学进行总陈述,到讲台当小老师进行讲解,最后根据学生讲解的情况进行必要的分析和补充。
此法可以使学生对自己所作答的情况有所了解,发现自己的不足,并及时得到纠正。这样即可以满足学生自我表现的愿望,形成互动学习,引导学生积极投入讨论中,增加学生学习的欲望,同时使学生对所学内容加深了印象,不再犯同样的错误。
3 运用学生间的帮带学习
在《数控车床简单编程》和《数控铣床、加工中心的简单编程》的教学过程中,运用学生之间的帮带学习可以起到良好的作用。
在学习编程的过程中,由于学生的领悟力存在一定的差异,有的学生接受能力较强,对于编程所需的基本指令能够较快的理解,故而能较快的对简单的零件进行编程,有的学生接受能力较差,为了使全班同学都能尽量同步学好,采用同学之间的帮带作用,让学得快的同学尽力帮助学得慢的同学,从而达到较为良好的学习效果,也可以促进同学之间的交流。
4 应用宇龙仿真软件进行教学
为了使学生对所学的编程知识能有更深的印象,编程部分的课程可以借助宇龙仿真软件辅助讲解。应用宇龙仿真软件,学生可以模拟机床编程操作,从而熟悉仿真机床的操作面板,能建立工件坐标系的方法,能选择刀具几何角度、设置刀偏及刀补。同时,通过数控仿真软件进行程序录入,对刀,仿真加工出零件,并检测所加工的工件的各部位尺寸,验证所编的数控程序的正确性,加深学生对编程知识的理解。
由于仿真操作过程与实际操作过程基本一致,如果通过仿真软件的检验得到已经正确程序,到车间实训时就可以大大提高效率,减少设备的占用时间,而且由于所加工零件的程序已在仿真软件模拟加工过,所以可以极大的降低出错率;这样可以做到有限的设备,最大的容纳度,使所有学生都能得到较好的训练效果。
此外,由于本校没有数控铣床和加工中心等机械设备,所以针对数控铣床和加工中心的零件编程加工,也可以在仿真软件上进行。利用仿真软件给学生讲解数控铣床和加工中心机床的操作过程,由学生把写好的程序输入软件进行仿真加工,从而学生对数控铣床和加工中心的操作有一定的认识。
5 利用多媒体技术
由于本校没有电火花线切割和电火花成形加工设备,而宇龙仿真软件也无法实现,为了使学生对电火花加工有一定的了解,此部分的内容可以利用教材所配套的光盘在多媒体教室进行教学。光盘中录有电火花线切割和电火花成形加工的加工过程短片,利用光盘中的短片进行理论知识的讲解,学生对本章内容能有较为深刻的印象。
6 应用CAXA软件
在现代化生产中,自动编程在数控机床的使用中发挥着很大的作用,所以有必要让学生了解自动编程。自动编程所使用的软件主要有、MasterCAM,PRO/E、UG等软件,MasterCAM、PRO/E和UG主要是三维造型及编程,对于中级数控专业的同学来说,学会有一定的困难,CAXA软件主要是二维造型及自动生成程序,相对易于接受,在本课程内主要介绍CAXA数控车自动编程。
应用CAXA软件进行自动编程时,首先应先进行零件造型;接着,进行加工工艺分析,工序划分,选择合适的刀具,设置相应的切削参数,确定加工路线和刀具轨迹;然后就可以自动生成程序,并可以自动进行轨迹仿真,观察刀具走刀路线及是否存在干涉及过切现象,完成模拟加工;最后,为适应本校数控机床的要求,对部分程序适当修改,从而得到满足实际机床加工的程序。
利用CAXA数控车软件自动编程得到的非圆曲线比用手工宏程序编程得到的轮廓表面好,零件加工精度更高,加工质量更好,而且可以避免复杂的数学计算,降低出错率,提高零件的加工效率。
为了学生能及时掌握所学的知识,本课程还配套有一本练习册。每讲完一个章节时,要求学生独立完成练习册作业,并进行讲评,从而达到较为良好的辅助效果,使学生能够及时回顾所学的内容,扎实掌握所学内容。
7 结束语
通过各种教学方法和教学手段的交替应用,充分调动学生学习的积极性和主动性,取得了良好的教学效果。当然,对于数控加工基础课程的教学还有很多方法值得我们去探究,作为技工教育工作者,既要不断的钻研学术,也要在实际教学中灵活应用,从而使理论与实践紧密结合,达到良好的教学效果。
参考文献
关键词:数控机床;数控技术;数控系统
中图分类号:G64
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)19-0270-02
1 数控机床
自从1952年美国PARSON公司与麻省理工学院合作研制出世界上第一台数控机床之后,从此机床行业,乃至整个制造业和相关产业进入了一个新的发展阶段。
在数控机床上加工零件时,一般是先编写零件加工程序单,即先分析零件加工图样的要求,用数字代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、切削速度等),编写零件加工程序单,然后利用穿孔机制作记载有加工信息的穿孔纸带,通过光电输入机将纸带上的加工信息送至数控装置,经计算机的处理与计算,发出各种控制指令,控制机床的运动,自动将零件加工出来。当变更加工对象时,只需重新编写零件的加工程序,而机床本身则不需要进行任何调整就能把零件加工出来。所以数控机床是一种灵活性极强的、高效能的全自动化加工机床,是今后机床控制的发展方向。
1.1 数控机床的组成
数控机床是一种利用数控技术,按照输入的数字程序信息进行自动加工的机床,其组成框图如图1所示。它集现代机械制造枝术、自动控制技术及计算机信息技术于一体,是高效率、高精度、高柔性和高自动化的现代机械加工设备。数控机床主要由机床主机、数控(CNC)系统、伺服驱动等装置构成。其中,机床主机是加工执行机构,数控(CNC)系统是数控机床的控制核心。伺服驱动是数控系统运动信念的功率放大装置。在数控系统的控制下,数控机床各运动轴按照程序指令速度协调运动,实现复杂加工轨迹的控制。数控机床是数控加工的硬件基础,其性能对加工效率、精度有决定性的影响。
数控加工技术集传统的机械制造、计算机、现代控制、传感检侧,信息处理、光机电技术于一体,是现代机械制造技术的基础,它的迅速发展和广泛应用,有效地解决了复杂、精密、小批多变零件的加工问题,使机械制造业的生产方式、产品结构发生了根本性的变化。数控加工技术的水平和普及程度,已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。
1.2 华中“世纪星”数控系统
本实验中心所购置的数控机床均采用华中“世纪星”数控系统,它是在华中I型、华中2000系列数控系统的基础上,满足用户对低价格、高性能、简单、可靠的要求而开发的数控系统。
相对于国内外其他同等档次的数控系统,世纪星系列数控系统(HNC-21T,HNC-21M)具有高可靠性和高性能的特点;与其他国内外同等档次的普及型数控系统产品相比,世纪星系列数控系统的性价比较高;此外,它的配置比较置灵活,可自由选配各种类型的脉冲接口、模拟接流伺服驱动单元或步进电机驱动单元。世纪星系列数控系统配置交流伺服驱动器和伺服电机时,伺服驱动器和伺服电机的位置信号实时反馈到数控单元,由数控单元对它们的实际运行全过程进行精确的闭环控制。
华中“世纪星”数控系统目前已广泛用于车、铣、磨、锻、齿轮、仿形、激光加工、纺织、医疗等设备,适用的领域有数控机床配套、传统产业改造、数控技术教学等。
图1 数控机床的组成及框图
2 数控机床的应用――凸轮的设计与数控加工系统
凸轮机构是机械运动机构中的一中常用机构,它可以实现预想的动作和其他机构不易实现的运动规律,在自动化和半自动化机械中应用非常广泛。对凸轮进行设计时,首先要根据工作要求确定从动件的运动规律,然后按照这一运动规律设计凸轮的轮廓曲线;此外,还要求传动时受力良好,结构紧凑。因此我们现代往往采用数控加工的方法对其进行设计。
凸轮机构按驱动件可分为直动从动件凸轮机构和摆动从动件凸轮机构,以下介绍一种凸轮的设计与数控加工系统,以摆动从动件凸轮机构为重点加以阐述,实现此类凸轮机构的设计、优化、编程、校验以及数控加工。
2.1 实验设计构成及功能
本实验由数据采集运算程序软件和与加工中心的网络连接两部分构成。
其功能有:由初始设计数据通过运算,最终确定最优数据,最后可生成单片凸轮或共轭凸轮以及沟槽凸轮的实际轮廓图、刀具中心运行图、加工中心宏程序、刀具加工数据值等可选择的各类输出信息。网络连接部分实现计算机与加工中心的数据传输,这样使得凸轮机构的设计和加工变得简便易行,效率成倍提升,达到事半功倍的效果。
2.2 程序流程图及说明
由图2程序流程可以看出:凸轮机构的基本参数由中心距L、摆动从动件长度l、滚子直径Q、凸轮小半径r、凸轮大半径R、刀具直径d组成;从运行周期要已知凸轮转动方向及角度分布T1、T2、T3、T4。运用这些基本参数运行本程序系统,可以分析判断滚子从动件的受力情况,通过计算出的运动压力角,来判断某个参数的合理性,并从中挑选出机构最紧凑,受力情况良好的机构参数,最终形成满足设计要求的凸轮机构,自动形成加工中心宏程序及其工作图,用于完成加工和图纸资料归档,整个过程结束。
2.3 应用实例
以图3摆动从动件共轭凸轮为例:已知L=180mm,1=150mm,Q=φ72mm,R=110mm,r=70mm,采用刀具直径25mm,圆周角度分布为:T1=75°,T2=0°,T3=75°,T2=
210°,凸轮顺时针转动(如图3所示);由这些基本参数输入本程序系统,通过选择曲线类型进行比较和优化,最终得出符合设计要求的凸轮机构,最终输出结果。
上述自动生成的程序若在加工中心调试加工成功,则将数控技术应用到凸轮机构的设计和加工中来,明显可以提高设计准确性和加工效率。
3 结语
综上所述,数控技术具有强大的功能和广阔的应用前景,代表着金属切削加工技术的发展方向。数控机床的控制工程使单台数控机床联线生产成为了现实,又由于现代化数控机床的控制系统对各类数控机床和各类工作任务具有简单编程和自由编程的适应能力,这就为数控机床提供了广泛应用的可能性。
结合数控机床及数控加工中心,我们机械基础实验室可以为实验教学开展以下几个方面的工作:
(1)配合专业课程进行专题实验。例如数控编程课程的编程实验;工艺类的数控工艺实验;机床类的数控机床实验。学员在编程软件上进行数控编程练习,掌握数控编程的方法,针对典型零件,编制加工程序,进行图形仿真,找出错误,直到完善。同时,学员还可在编程软件上进行数控机床的操作、使用、编程、掌握数控系统的各个体系,如:机床操作编程、参数体系,机床对刀。工件加工等作必备的基本技能。此外,学员分期分批在数控机床上空运行状态下熟悉机床的实际操作方法,数控系统的使用方法、使之有感性认识。
(2)配合专业课程的课程设计。机械课程设计,作为一个强调实践环节的专业及课程,其课程设计除了必须完成一定量的书面作业外,还应完成足够的实践课时,最好是将二者有机地结合起来,针对某个实际工件,以图面设计、工艺设计、编程、加工实现一体化,作为课程设计的主导内容。
(3)选一些感兴趣的学员,在老师的指导下,在数控机床上进行实际加工练习,以加工出合格的工件为准。还可在数控机床上加工机械创新设计的产品,这样不仅可以节约经费,还可以促进学员培养动手能力和创新意识。
数控实验与机械课程相结合是重要的实践环节,通过实验,可加深对已经学过的理论基础知识的理解,还会对理论基础知识有新的认识,并得到升华。通过理论――实践――理论几个环节,学员就可以做到知其然更知其所以然。
参考文献
[1]中国机械工业协会组编.数控技术[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]张建刚,胡大泽.数控技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.
【关键词】数控机床;机械技术加工;效能提高
引言
数控机床将传统机床与计算机技术有效地结合起来,通过提高数控机床机械技术的加工效率,对提升企业经济效益有着重要的影响。经过一段时间的发展,我国在相关领域已经取得了较大的成就,但是与发达国家相比差距还是比较大的。因此探析数控机床机械技术加工效能的提高会是一个长远的课题,需要对其投入更多的精力。下面笔者将针对相关问题进行分析阐述。
1 数控机床机械结构的特点
(1)生产自动化水平提高。数控机床的运行主要是通过数据系统发出指令,进而对相关动作进行优化控制,通过采用性能更好的伺服传统系统和无机变速主轴,逐渐取代了普通机床的进给系统,逐渐实现了生产自动化水平的提高。
(2)无人操作逐渐实现。数控机床的功能集成和工艺复合使无人操作逐渐地实现,并且成为了数控机床的重要特征之一,同时能够对产品进行更为深层次的加工和处理,提高机床的附加值,不断地将新的结构设备运用到生产中去。
(3)科技含量不断提升。数控机床运用越来越多的先进技术来提高自身自动化的运行水平,在提升生产效率的同时,进一步保证设备的稳定运行,提高了设备的生产精度。
2 提高数控机床机械加工效率的意义
提高数控机床机械技术加工效率是适应时代潮流的产物,对于提高劳动生产率,促进社会发展有着极其重要的意义。同时,提高数控机床机械技术加工效率可以极大降低人工劳动强度,降低成本投入,实现资金的节约。需要认识到的是提高数控机床机械技术加工效率对于促进加工企业的发展与进步也有着十分重要的意义和价值。
3 阻碍数控机床机械技术加工效能提高的因素分析
(1)数控机床应用水平还处于较低状态。在生产过程中,需要对每台设备的功能和任务进行进一步的明确,要将加工设备进行细化分配,针对其性能进行合理的分工。当前有些单位并没有做好这方面的工作,不能使设备充分发挥作用,影响着加工质量和生产效率的提高,而且还会缩短设备使用寿命。
(2)操刀的次数和位置的合理性有待提高。在进行生产时,换刀方式的合理选择会减小换刀的辅助时间、减小机床的磨损程度以及降低加工的成本。在夹具的选择上、走刀路线上、刀具的排列位置上以及刀具的使用顺序等方面都没有做到具体化,影响到了运行的成本以及加工的工作效率。
(3)机床程序编制的规范性有待提高。虽然当前我国数控机床已经开始采用计算机编程系统,但是还没有实现系统的最佳运用程度。计算机编程的步骤十分复杂,专业性有待提高,而且在进行系统调试和实际生产过程中会出现各种各样的问题。
(4)相关生产规章制度不够健全。健全的生产规章制度是保证机械加工生产的基础。虽然数控机床技术取得了一定的发展,但是还没有形成一套较为完善的生产规章制度,严重阻碍着数控机床的健康发展。
(5)相关从业人员的综合水平较低。当前我国数控机床机械加工的相关工作人员的整体水平还比较低,对设备没有充分的了解,在实际生产过程中,存在违规操作的现象,不论是思想认识层面还是实际操作层面都存在着一定的缺陷,在实际生产中不仅会阻碍生产效率的提高,而且有可能损坏机械设备,给企业单位带来一定的经济损失。
4 提高数控机床机械加工效能的有效途径
要提高数控机床机械加工效能,需要从以下几个方面来入手:
(1)提高数控机床机械的应用水平。在实际生产过程中,需要对设备进行定期的检测维修,保证机械设备的工作状态,同时要明确设备的任务和精度,将设备细化分类,实现对设备资源的合理安排。
(2)准确掌握操刀次数和位置选择的合理性。在生产过程中,要合理选择换到的方式,以减少时间的损耗及设备的磨损程度。设置合理的生产流程,准确把握好换刀点,将刀具排列、夹具选择等方面的工作具体化,实现设计方案的最优。
(3)提高机床程序编制和可靠性和专业性。在进行机床程序编制时要采用专业的程序编制人员,尽量简化程序的步骤,减少在实际生产过程和性能调试过程中故障的发生,使程序的运用程度达到最佳状态和水平。
(4)企业应建立健全相关生产规章制度。在实际生产之前,企业要事先建立起一套健全的相关生产规章制度,对生产行为进行必要的约束,在实际工作过程要严格按照生产规章制度进行生产,防止数控机床设备工作效率受到影响,
(5)加强培训,提高工作人员的整体水平。在生产过程中要注重提高工作人员整体水平的提高,包括基础知识和相关专业知识的普及,通过对工作人员进行定期的培训教育和业务考核,来提高工作人员的专业水平,在实际工程中实现对设备的合理操作。
(6)对机床机械设备进行定期的维护和管理。企业单位在日常工作中要做好对机床机械设备的定期保养管理和维护,建立一套健全的维护程序,将各个因素充分考虑进来。通过进行定期的维护管理,能够使设备能够长期处于正常运行的状态,一旦出现问题能够及时发现并采取相应的措施解决,减少对设备生产时间的单位影响。
5 结束语
随着社会主义现代化经济的发展,数控机床在现代社会发展的作用越来越大,传统机床正逐步地退出历史舞台。为了进一步的提高社会劳动生产率,促进经济发展,我们应该充分的重视提高控机床机械技术加工效率。在实际的工作过程中我们应该采用正确的方法,应用科学的技术作为指导,只有这样才能实现控机床机械技术加工的不断提高,为促进社会主义工业化进程步伐打下坚实的基础。
参考文献:
[1]宋昌才.高速机床与高速切削在现代机械加工中的应用[A].特种加工技术――2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C].2001.
[2]陈晶晶.浅谈提高数控机床机械加工效率的有效措施[J].机电信息,2012(12).
关键词:中职;数控机床;培训;教学方法
中图分类号:G712;G718.3 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2017)05-0048-01
随着科学技术水平的不断提高,各种先进制造技术得到日益广泛的应用,生产企业需要大量善于进行技术创新的应用型人才,其中,数控机床操作技术工更是目前迫切需要的“灰领”人才。在这样的背景下,数控培训方兴未艾,许多职校跨出校门接受社会培训。因而如何尽快、有效地提高数控培训学员的知识水平与操作技能是一个重要课题。
一、形象比喻,通俗易懂
由于大多数学员是初次接触数控机床,且文化程度较低,对一些基础知识与概念的理解有困难,这时可以举一些通俗易懂的例子来进行教学。例如,数控机床的基本M成及工作原理可以以人作比喻:控制介质相当于语言、数控装置相当于大脑、伺服系统相当于神经系统和肌肉、检测装置相当于感觉器官、机床本体相当于人体骨架。比如在做队列操时,人听到“立正”口令时,将语音信号变换后传递给大脑,这个“立正”命令必须是人能听懂并明白其含义的,否则无法做出反应。大脑接受了“立正”命令信息后,马上记忆起该命令的动作要求,即人站直、腿并拢、手放好,并通过感觉器官检查动作是否准确到位、符合要求,然后发出动作指令。这个指令是很微弱的脑电波信号,不足以刺激肌肉运动,通过神经系统放大并传递后刺激相应部位的肌肉舒展或收缩,牵引骨骼运动,这才最终完成了“立正”动作。如果听不懂命令、不知道命令的含义、大脑不能正常思维或神经系统有障碍、肌肉拉伤或萎缩、骨骼有损伤,那么人就不可能做出正确的动作。同样,如果程序有误、数控装置有问题、伺服系统有故障、机床本体部件损坏,那么机床就无法正常运转,也就不能加工出合格的零件。有时程序出错,甚至会造成严重事故。这样一来就把基本概念讲清楚了,学员也容易理解。其他如开环、闭环、半闭环控制方式、可控轴与联动轴等都可以用类似的方法讲解。
二、分析透彻,搞清概念
有些简单却重要的概念往往不被重视,包括专业人员,但又很容易出差错,这些问题必须讲清讲透,否则学员一知半解,掌握不了要领,导致在实际操作时出现失误。例如,数控车床坐标系的问题,数控车床同样采用人人皆知的右手笛卡儿直角坐标系,简单易懂,但问题是如何在所用机床的实际坐标系上判别圆弧的顺逆时针走向。多数学校的工业训练中心和社会培训机构因经费原因,一般采用经济型数控机床进行培训,而企业则多采用中高档数控机床进行生产。经济型数控车床的刀架位置与中高档数控车床不同,X轴及Y轴的正向正好相反。判断圆弧的顺逆时针走向应对着Y轴正向看过去,而经济型数控车床的Y轴正向向下,判别朝向和视线方向相反,因此看起来是顺时针其实是逆时针。这个基本概念很简单,但也容易出错,甚至在某些数控机床的操作说明书上也出现这类错误。其他如数控指令的用法,尤其是循环指令的功能与刀路、坐标及刀具参数的设置等问题也必须要讲清楚、准确到位。
三、工艺是重点,编程是基础
初学者往往很重视编程,把精力都花在这上面,而忽视了加工工艺。其实,数控机床是按照人所编的数控程序进行自动加工的,程序里面包含了工艺因素,反映了编程者的工艺思路,所以说,程序编得好不好,完全取决于工艺排得好不好。因此,除了编程方法还需要介绍数控机床有别于普通机床的特点与要求,重点讲解工艺分析、切削参数、刀具选择、走刀路线等工艺性问题。数控培训也可尝试创新教学,在学员初步掌握基本编程及操作技能后,让他们按照自己的兴趣设计一个零件并进行加工,从中可以发现许多工艺问题,尤其是刀具选择和刀路安排,此时教师再指出错误并给予指导,使学员印象深刻更易于接受,效果比教师单向讲解要好得多。
四、掌握要领,运用技巧
接受培训的学员有些是普通机床的操作工,有一定的切削加工经验。有些则刚取得初级证书,工作经验很少,在习惯上往往还按照普通机床的操作过程来编制数控程序,这就需要在培训中反复强调数控机床的工艺特点,指导学员逐渐接受、掌握数控机床有别于普通机床的一些工艺处理方法。对培训中出现的典型问题和特别容易出错的地方,可召集学员进行现场讨论,让大家相互汲取教训,这样做学员们既印象深刻,又能共同提高。培训使用的经济型数控机床,采用的是开环系统和步进电动机,在运行过程中极易失步且无法补偿,故而精度较低、误差较大,在操作中应加以注意。编程时仍按图纸规定的尺寸作为坐标参数,但在对刀设置坐标时要留出一些余量,或修改调整刀补参数,加工结束后按实际测得的零件尺寸重新设置坐标或修改刀补参数,再运行精加工程序予以修正,这样就能加工出合格的零件。
五、结束语
数控机床操作工为紧缺工种,社会需求量大,政策扶持力度大,考工不受年限,取得某级别资格后,可马上申报高一级资格鉴定。因此,在培训中要加强学员的素质教育,抓好基本技能的训练,给学员打好扎实的基础,使他们能够尽快达到工作要求,提高专业技能。
参考文献:
(一)企业调研
天津航空机电有限公司,天津市杰立信模具有限公司,天津龙舟工控设备有限公司,光电集团有限公司,天津汽车模具有限公司,三星电子显示器有限公司,中环三峰电子有限公司,东华医疗系统有限公司,天津索思仪表测控系统有限公司等十多家企业的数控技术专业的用人方向和岗位需求数据表明:目前,高职毕业生整体技能水平偏低、就业质量不高,不能在技能上适应企业的技术岗位。大中型企业对高职院校数控技术技能型人才的需求方向主要集中在:数控机床操作、数控编程与工艺、CAD/CAE/CAM设计、数控机床的维护与保养等。这也为数控技术专业人才培养指明了方向。
(二)院校调研
针对需求方向,分析了多所院校现开设相关职业技术课程如下:数控编程、数控操作、数控加工工艺、CAD/CAM(自动编程)、数控原理、数控机床的维修与维护等。院校开设课程的合理性调查统计数据显示:69%的被调查者认为“数控加工工艺”与“数控编程”为专业核心课程;41%认为“数控加工工艺与编程”课程应加大实践操作比例;61%认为仿真加工与机床操作的课时应增加;49%被调查者认为目前最感兴趣的课程为数控机床操作;认为数控机床的维修与维护知识在未来数控行业更重要的占被调查总数的42%。数据表明,围绕零件设计与加工及机床维修与保养等专业技能相关的课程,理论与实践脱节,毕业生就业质量不高,达不到应有的教学效果,与现存教学模式和课程体系安排有直接的关系。院校教学调研中暴露的问题主要有:课程体系缺乏职业性;理论与实践课程脱节;任务驱动教学模式趋于形式化。这就要求学校针对现行课程进行调整,将理论内容融于实际操作之中,重视操作技能的培养,重视关键能力的提高。
二、调研成果初探
教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见中指出:高职教育的培养目标为高素质劳动者和高技能专门人才。以“应用”为主旨和特征构建课程体系和教学模式;实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。针对企业用人方向和现有课程中理论与实践脱节的问题,我们结合学生的学习兴趣,将数控技术专业培养目标分为两方面:零件设计与加工人员,机床维修与保养人员。根据这一目标把本专业核心知识作模块细分:机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床调试与维修。在教学上改进单一的“理论+实训”模式,根据企业的技能需求,采取“教、学、做”一体化的教学模式。
(一)教学改革实施
教师结合企业用人方向,制定教学目标,针对数控机床维护与维修模块进行了大胆的教学改革尝试。在数控机床维修实训教学中,学生通过亲自打开机床,自己动手拆卸零部件,认识各种零部件及其安装结构特点,先形成感性认知,后作理论理解,之后教师再引导学生对零部件做功能分类。先分出:机械部件、电器部件、液压控制元件等,再结合不同零件进行细化分析。机械部件又分为机床主体、主轴组件、导轨、滚珠丝杠螺母副等。与机械部分相关的理论,如零部件的工作原理、材料、装配关系、强度与刚度的校核等,尽可能在学生拆卸零部件环节中进行讲解。液压控制部件,主要明确液压系统的控制原理,要求学生能够看懂液压回路图,能分析执行元件的工作过程。电器部分在学生直观电器控制柜后,讲解柜中的所有电器元件的功能、作用以及电路的连接,要求学生看懂电路图。这样,可以将学科知识重新整合,将理论融于实践,使学生学有所获,迅速掌握专业技能。例如,在讲解机床机械结构部分时,把滚珠丝杠螺母副作为教学的基本载体,演示部件运动过程,讲解其传动原理,再讲零件结构,及其它相关类型的机械传动结构并绘制其零件图,从而学习零件的测量与绘制,认识零件材料的区别及用途。有了实践动手经验,再加上理论知识的学习,再次让学生动手,将拆卸的机床复原。这样,将所学多门课程的知识融合于实践操作训练之中,达到获取知识有深度、培养技能有特点的综合目标,满足企业高素质、技能型人才培养的需求。
(二)课程体系模块化
课程改革中,我们坚持“以服务为宗旨,以就业为导向,以能力为本位”的高等职业教育改革发展方向,不断探索,将专业知识和技术技能融合为一体,对陈旧的单科课程重新整合,改为模块化教学,建立“基于工作过程”教学模式,突出技术技能型人才培养的特点,制作了数控技术专业人才培养方案。根据就业方向不同,将本专业知识与技能划分为五个核心模块:机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床维护与维修。每个核心模块涉及不同的专业基础知识与实践操作技能,面对不同的就业岗位。其中针对普通机加工人员,需要以机械制造基础为核心模块,包含:机械制图与公差配合、材料及热处理、普通机械加工实训(车、铣、钳工)、刀具与机床、切削原理等为基本知识与技能;数控加工人员,分为两个典型方向:数控车工和数控铣工,分别对应两个核心模块,包括:数控加工工艺知识、数控加工编程知识、数控仿真软件的应用、数控机床操作等基本知识和技能;零件设计与自动编程人员,核心模块为计算机辅助设计与制造,包括:机械制图与公差配合、材料及热处理、数控加工工艺、计算机辅助设计(AutoCAD软件应用)、计算机辅助制造(UG三围造型与自动编程)等基本知识和技能;机床维修与保养人员,核心模块为数控机床的调试与维修,包括:电工基础知识(电器元件介绍、电路图的绘制与识读)、安全用电常识、机床电气控制与PLC应用、液压与气压传动、数控机床与数控原理、数控机床使用及维护等基本知识和技能。综上,构建了数控技术专业以职业岗位(群)知识能力为核心的模块化教学内容,为实现理实结合的一体化教学提供了依据。
三、构建高职院校数控技术专业技能型人才培养模式
(一)实施“三明治”人才培养模式
“三明治”人才培养模式由教育家杜威提出,其核心是:“从活动中学,从经验中学”,即把知识的学习与具体的活动联系起来,充分体现了学与做的结合,知与行的统一。遵循“三明治”精神,以“实践—理论—实践”教学模式组织专业课程教学,要求学生对所学专业知识,先有感性认识,再上升到理论高度,最后用所学理论知识,指导实践操作,解决实践环节出现的一些问题,达到学有所用。在机械制造基础模块中,新模式教学将原有的车工实训、铣工实训及机械制造基础课程深层次结合,将原有的实践与理论知识点具体化。课程中先安排车工、铣工等实践操作练习,其间,学生认识机床、练习磨刀、加工小轴、六面体等,通过这些基本实操练习,学生了解切削加工的一般过程,理解刀具角度的定义及不同角度对加工的影响。先获得车削、铣削加工的感性认识;再学习切削原理知识,了解切削过程中的受力、变形、温度变化、刀具磨损等现象发生的原因,从而能够自己想办法,改变切削条件,控制加工过程,使得切削状态达到最佳,生产效率提高,加工质量提高等等。学习理论过程,结合第一阶段面临的诸如“抗刀”等实际问题,重点分析原因,明确加工条件的重要性,在方向上为第二阶段的实践练习奠基,从而提升下一阶段的实践操作练习的技能。通过知识迁移,会举一反三,学生根据零件质量要求,合理选择切削用量、刀具角度,加工出中等难度的零件,满足企业需求。这种“实践--理论--实践”交替的“三明治”教学模式,为企业培养技能型人才提供了可靠保证。学生毕业后,基本上能够动手操作,凭借学到的专业知识分析研究产品的加工方法,改进生产技术,凸显课程设置的职业化,对接岗位需求,能够为企业输送高素质高技能人才。
(二)编写任务驱动型教材
教学改革中注重深化基于工作过程的“做中学、学中做”的人才培养模式,与企业深度融合,使企业参与学生培养全过程,共同构建基于工作过程的实践教学课程体系。教学改革的核心任务是依据企业需求,编写任务驱动型教材。技能就像教材的骨骼一样,而知识是肉,要根据骨骼的状况来生长。传统教材以"肉"为主线,“骨头”居次,这样的教材基本是没有技能训练的。任务驱动型教材根据培养技能,分析学习需要,然后让学生学习这些知识并掌握这种技能。任务驱动型教材的特点是以任务为载体,以任务实施过程为线索,将专业知识穿插到任务实施过程中,在教师的指导下由学生自主完成任务,从而掌握所学知识点,并具备实践操作能力。针对这五门核心课程,本着工学结合的原则,本课题选用企业代表性产品,编写了任务驱动教材,配合实际教学。数控实训课程是集数控加工工艺、数控编程等多门理论课知识于一体的操作性很强的综合实训课程,是培养数控机床操作人员的核心课程。学生利用任务驱动型教材,不仅懂得了相关专业知识点,而且具备一定的实践操作能力,同时了解了企业常见的产品类型。任务驱动型教材使学生在加工产品的过程中获得成就感,有利于实践技能的获得。
(三)实施项目教学法
调查发现,以课本为中心的传统教学模式不能满足现今的教学要求;理实一体化教学因脱离企业项目和生产产品而流于形式。教师通过编写与企业技能需求对接的任务驱动型教材,开展与企业生产相关的产品项目教学法。“项目教学法”的特点是“以项目为主线、教师为指导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,创造了学生主动参与、自主学习、开发创新的新型教学模式。项目教学法注重理论与实践相结合。每一个项目中包含来自生产车间的实际产品,与之相关的知识点,仿真加工,车间操作,实训报告等多个环节的内容,要求学生从认识项目开始,结合相关知识分析项目、制定工艺、编写程序、仿真加工、机床操作等最终加工出产品。通过转变学习方式,将课堂理论教学转为理实结合的一体化教学,营造了实践教学的学习环境,激发了学生的好奇心和创造力,培养了他们分析和解决实际问题的能力。教师通过对学生的指导,转变了传统的灌输式的教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的指导者和组织者。建立了全新的教学理念,提升了办学目标,通过项目教学法的实施,探索教学过程的组织形式,逐步完善核心课程在专业教学中的作用。
四、结语
目前数控技术已在我国制造业中被广泛使用,数控技
术是最典型、应用最广泛的机电光一体化综合技术,我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。但在制造业中,掌握数控应用技术高级技能型人才仍是极为缺乏。那么在新的教育形势下,我们职业学校培养高技能型的专业人才的任务更加严峻,一方面为了满足市场的需求,另一方面是更好的为解决学生的就业,使学生完成学业后能顺利地走上工作岗位。这就要求我们教学方法要革新,要根据数控技术的不断发展,尝试着变化,尽力寻求一种好的教学方案。笔者根据以上的情况,结合该课程的特点和多年的教学经验,对其进行如下探讨。
1教材整合
数控技术应用专业是目前热门的专业,几乎所有职业学校都有相关专业,职业学校为社会的需要输送了大量的技能型人才。数控机床编程及应用又是该专业核心课,那么对教材的选择是要严格把关的,教学内容的安排也要合理,这些对于能否培养优秀的人才至关重要。 如今,市面上关于数控编程的教材多种多样,内容安排的各不相同,要想找到完全达到人才培养目标要求几乎没有,这就需要教师结合学校的人才培养方案及用人单位的要求,来对教材内容进行整合。主要是达到数控机床的编程及操作能力,通过本课程的学习,学生能够独立完成中等复杂程度零件的数控程序编制及加工,并经过后续课程的学习能获得数控车工职业技能中、高级工证书。因此在内容安排上,规划好课时,应以突出重点、知识够用为原则,克服小而全、面面俱到,运用现有的教学设备充分调动学生的积极性,达到预期的效果。因基于以上情况,再经过这几年的实际教学,本课程理论内容主要讲授以下四大部分:
1.1数控机床概述包括数控机床的基本概念(产生与发展、数控机床组成与工作原理)、数控机床分类、数控机床加工特点及应用、数控机床发展趋势。内容与普通机床的相关知识比较进行讲解。
1.2数控机床编程基础①结合机床及其仿真软件讲解包括数控车、铣床的坐标系统。②机床的基本操作。熟悉数控机床操作面板功能、数控机床坐标系和各原点、开机、回参考点、手动操作及首件试切、掌握数控机床程序的输入及编辑方法、MDI操作及对刀等。强调不同系统或相同系统不同系列的机床的操作有所不同。③数控机床的对刀。包括对刀的原理、对刀的目的,重点介绍对刀的方法,对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下,对刀的精度可以决定零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。只是了解对刀方法是不够的,还要掌握数控系统的各种对刀设置方式,以及这些方式在加工程序中的调用方法,同时要知道各种对刀方式的优缺点及使用条件。④常用功能指令及编程方法。包括程序的概念、程序结构和格式;介绍常用各种指令的功能、格式、走刀路线、应用场合及注意事项等;数控铣床指令主要是固定循环、刀具补偿、子程序、镜像加工等的指令应用;数控车床指令主要学习车削固定循环、刀具补偿。
1.3数控车削、膛铣加工及手工编程结合实例练习编程的方法,讲解如何分析零件图、程序编制的内容与方法、工艺与分析、确定加工工艺路线及加工工艺参数、制定工艺卡片、计算走刀路线刀位点的坐标等。要充分认识到好的编程员首先要是一个好的工艺员的道理。综合实例进行仿真软件的解释,然后通过数控机床的综合处理示范教学,使学生掌握机床、计算机、数控技术及手工编程等专业技术知识等内容。
2相关专业基础知识
本课程是在学习了机械制图、公差配合与技术测量、机械制造技术、金属加工与热处理、机械制造工艺基础等课程的基础上,进行数控机床编程及应用的教学,为数控加工考证及其他后续课程的学习奠定基础,具有承上启下的作用。在以上课程的基础上,学生才能更好的将机床的各种运动及零件的切削用量三要素等全部加工内容熟练掌握。然后根据需要加工的零件图进行分析、数值处理、编写程序、输入、检验、首件试切,以致完成整批零件的数控加工。
3教学方法
3.1讨论式教学讨论式教学法强调在教师的精心准备和指导下,为实现一定的教学目标,通过预先的设计与组织,启发学生就特定问题发表自己的见解,以培养学生的独立思考能力和创新精神。本书结合讨论式教学的模式和特点实施效果良好。针对预先准备的零件图进行刀具的选取、加工路线的设置、参数的设置、指令的选取、编程的节点计算等,经过讨论设置正确的数据及加工方案。在实施过程中需要教师耐心、细致的引导,使学生不断地养成积极思考、交流意见的良好习惯。根据我们学生的学情,开展讨论式教学时,应考虑全面,要让不同程度的同学都有得到讨论发言的机会。经过反复训练,逐步尝到了讨论式教学效益,在时间积累的过程中会形成一个良好的相互启发的习惯,使其积极参与讨论。
3.2组建兴趣小组在开这门课的中期,根据学生的实际情况、个人意愿及水平匹配等情况进行适当的组合。组建成不同的教学兴趣小组,包括课内和课外,目的是培养学生自我研究、自我提高的能力;重视学生经受挫折、克服困难的教育。通过实践证明,组内成员进行讨论或者组间进行交流都会激励学生的学习的积极性,使学生都置身其中,感受学习的乐趣。老师在旁边起到辅助的作用。如有的爱好仿真,有的擅长数控车、数控铣等。通过兴趣小组可以达到同学之间互帮,在实际教学中可以充当小老师,这样,个人能力会得到大大的提高。同时也为今后的技能比赛培养了种子选手。
4激发学生学习兴趣
4.1熟知职业前景数控技术是机械行业的前沿技术,由于培养人才不容易且需要大量昂贵数控实践设备,不是一般学校能承受的,所以招生量供应不上市场需求,尤其是数控高手更是人才难求。所以,该专业是目前就业较好的专业,且一但工作,则工作稳定,工资收入也还可以。可从事的岗位有数控机床操作员、加工工艺与编程技术员、数控机床及其维修技术员等。
4.2鼓励创新思维当学生出现创新思维时,我们要极力鼓励学生去探索,哪怕还不是很成熟及完善,仍要支持。通过这样的训练,学生的思维明显变得极其活跃,会大大促进学生对本门课乃至整个专业课程都会产生浓厚的兴趣。如编程、加工思路多样化。更为重要的是,在学习习惯上,他们已不同程度地从人云亦云的被动模式中摆脱出来,这将对其未来的发展起到非常重要的作用。在各种编程方法应用、对刀方法选择、编程计算方法选用、刀具选择、加工工艺确定等问题上,笔者总是告诉大家不要限于常规,不要受书本的束缚,不要被老师或同学们的意见所左右,鼓励大家不要怕出错误,什么方法都可以去探索,都应该大胆地去探索。
4.3教学手段传统的教学模式已不能与时俱进了,一个老师在教学上的引导对学生的学习兴趣也起到一定的作用,运用多媒体进行教学,这样方便对学生进行演示,然后采用任务驱动教学法,引领学生采用独立思考、自主学习和协作学习等方法,按步进行,帮助学生在不断探索,不断交流、不断评价中自然达成学习目标,转变学习方式,提高学习能力,激发学生的学习兴趣。这可以检查学生对知识的理解,也能够对学生进行系统的教学,同时也容易知道学生对知识的消化程度。
时光如流水,两周的时间转眼即逝,这次暑期实习给我的体会是:
1.通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。
2.在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。
3.在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。
4.这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!
5.培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。
一、实习意义和目的:通过实习,使学生在学完数控技术等相关理论课程的同时,熟练操作数控机床,熟练数控机床的日常维护及常见的故障的判断和处理,进一步掌握数控程序的编程的方法,以便能够系统、完整的掌握数控技术,更快更好的适应机械专业的发展和需要。
二、实习内容与要求:
1、通过数控加工工艺规程的设计,使学生熟练掌握数控加工工艺要求及加工工艺的设计。
2、通过斯沃数控仿真软件,熟练数控机床的操作界面、刀具定义、编程坐标系的设定和对刀,能熟练编制车削和铣削的加工程序。
3、通过对数控车床的操作,提高一般轴类零件工艺分析及程序编制的能力,掌握数控车床的操作过程及常用测量工具的使用。
4、通过对数控铣削加工中心的操作,提高一般铣削类零件的工艺分析及程序编制能力,掌握加工中心的操作过程及常用测量工具的使用。
5、通过对数控车、铣试验台的实习,使学生掌握和了解数控原理知识,包括控制器原理,伺服驱动原理、反馈原理等;学会数控系统的维护及常见的故障排除。
三、实习设备、器件及工具:斯沃数控仿真软件、cak3675数控车床5台,永进数控铣削加工中心一台,德西数控车,数控铣削试验台一台、游标卡尺等量具,装夹工具,直径50mm的pvc棒料,铝锭。
四、实习内容
1、数控车削实习
(1)程序及零件图见后、附图。
(2)加工工艺分析:
1)技术要求。
如图所示,通过调用子程序进行循环加工,毛皮棒料:φ50×200材料:08f低碳钢每次背吃刀深度为2mm。
2)加工工艺的确定。
①装夹定位的确定:三爪卡盘夹紧定位,工件前端,面距卡爪端面距离40mm。
②加工工艺路线的确定。
第一个程序:
工艺路线:锻(毛皮)→热处理→车右端面→粗车循环车外圆→精车循环车外圆
第二个程序:
工艺路线:锻(毛皮)→热处理→车右端面→粗车循环车外圆→精车循环车外圆→车退刀槽→切削循环车外螺纹
第三个程序:
工艺路线:锻(毛皮)→热处理→车右端面→钻孔→粗车循环镗孔→精车循环镗孔
③加工刀具的确定:
第一个程序:
外圆端面车刀。(1和2程序外圆刀具主角55,刀具材质为高速钢)。
第二个程序:外圆刀、割刀、螺纹刀。
第三
个程序:钻刀、镗刀。
④切削用量:主轴转速600r/min,进给速度250mm/min。
2、数控机床电器实习
(1)认识数控车、数控铣机床的结构、工件原理。
(2)机床常见故障的诊断和排除。
(3)在西门子数控操作系统上进行简单的编程和加工。
3、数控车床加工将程序输入数控车床进行实际加工。使我们熟练掌握了数控车床的操作。
实习报告总结:实习,就是把所学的理论知识,运用到客观实际中去,使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践,所学的就等于零,理论应该与实践相结合.另一方面,实践可为以后找工作打基础.通过这段时间的实习,学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同,接触的人与事不同,从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习,从学习中实践.而且在中国的经济飞速发展,又加入了世贸,国内外经济日趋变化,每天都不断有新的东西涌现。在拥有了越来越多的机会的同时,也有了更多的挑战,中国的经济越和外面接轨,对于人才的要求就会越来越高,我们不只要学好学校里所学到的知识,还要不断从生活中,实践中学其他知识,不断地从各方面武装自已,才能在竞争中突出自已,表现自已。为期一个月的实习结束了,短短的一个月让我对数控系统有了更全面的认识,对数控有了更深的了解,经过这次实习,我们熟练的掌握了数控程序的编程和数控加工的操作,收获颇多。
例如:①通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。②在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操作技能。③在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。④这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。⑥在整个实习过程中,老师对我们的纪律要求非常严格,制订了学生实习守则,同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求,对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。
普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化,精密机械与测量等技术的发展与综合应用,生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力,使原来不能解决的许多问题,找到了科学解决的途径。
数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,也是是一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备,经过半个世纪的发展,数控机床已是现代制造业的重要标志之一,在我国制造业中,数控机床的应用也越来越广泛,是一个企业综合实力的体现。
时光如流水,两周的时间转眼即逝,这次暑期实习给我的体会是:
①通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。
②在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。
④这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!
⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。
是的,课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社会呢?经过这次实习,虽然时间很短,可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处,相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题,于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的,而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门,还要跟别的部门例如市场部的同事相处好,那工作起来的效率才高,人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经,而且可以学到不少工作以外的事情,尽管许多情况我们不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次实习的其中一个目的了。
一、数控教学存在问题
数控专业是培养掌握数控技术及应用专业的基本理论、基础知识,能在生产第一线从事生产、管理、产品营销、设备维护等工作需要的应用型高级技术人才。现阶段数控教学存在诸多问题,不仅制约了教学活动有序进行,也影响了整个专业课程设置与实施。
1)教学思维。思维是一切活动的指导,教学思维影响着专业教学成效,对实际教学工作产生了巨大的影响力。由于缺少教育规划趋势,数控专业教学依旧面临着思维性问题,各种教学理念在实际教学中得不到拓展。例如,学校开展机械数控理论教学活动,大多依赖于理论知识教授,对知识应用培训、理论知识操作、课堂实践指导等方面缺乏引导,极大地限制了学生专业实践能力。
2)教学模式。设定教学模式是为了更好地开展教学活动,教师在数控专业教学设计方面缺少沟通,与学生实际学习需求相互违背,阻碍了专业教学流程的全面化发展。当前,“理论+实践”的教学模式尚未普及应用,学校长期单一注重机械数控理论教学,约束了学生个人动手操作能力,不利于课堂教学流程编排与规划。例如,实训课程时间安排少,教师与学生缺乏互动学习平台。
二、数控上机实训教学意义
我国学校以培养技术应用型人才为目标,以全面拓宽学生知识应用领域为根本,长期致力于国家人才战略改革建设。理论教学是培养技术型人才的基本要求,只有掌握先进理论知识,才能在实践中培养专业型人才。“上机实训”是数控教学实践的新方式,能够从多个方面培养学生的动手操控能力,体现了实践教学法的应用优势。
1)促进知识相互融合。
数控人才是市场紧缺型人才之一,数控专业教学关系着行业人才资源需求水平。学校设定上机实训平台,可以从多个方面引导学生开展教学活动,帮助教师提供更多知识应用空间,带动教学流程与实训工作的协调发展。此外,实训课也是专业知识与非专业知识相互融合的路径,激发了学生参与学习的积极性。
2)增强知识应用能力。
因此,为了摆脱早期教学模式的不足,学校应重点设定“理论课”与“实践课”教学平台,以理论结合实践为指导思想,不断提升机械数控理论课教学质量。实训本质上是为了培养动手操作能力,按照实训要求提供可行的知识应用方案,体现了专业知识与实训教学的相互关联性。图1数控实训模块分布
三、实训课教学方案设计与实施
机械数控课是学校教学重点内容,对技术应用型人才培养具有多方面价值意义。随着高职教育体制深化改革,传统教学模式弊端日趋显现,拟定符合高职教育体制标准的授课模式,才能推动技术型人才培养机制建设。
1)操作实训。
“实践是检验真理的唯一标准”,所有理论知识必须在社会实践中得到检验,才能体现出理论知识的应用价值。实训教学中,要培养学生掌握基本的操作能力,例如:精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修。
2)编程实训。
掌握机械数控知识对学生人才培养具有实用性意义,但学校普遍反映学生对机械数控课兴趣不足等问题,限制了技术应用型人才培养成效。通过实训培养学生的编程能力,掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如UG、PRO/E等;熟练掌握数控自动编程、手工编程技术。
3)维护实训。
机械数控是一门实用性的工业基础课,实际教学过程面临着诸多问题,限制了学生参与课堂学习的成效。为了改变这一现状,教师要综合考察课堂教学实况,带领学生熟悉数控设备、掌握必要的维护与管理知识。例如,数控机床维护、维修,掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。
4)管理实训。
学校作为培养技术应用型人才的主要基地,校内专业设置与教学活动必须围绕技术领域开展,以先进理论知识为中心实施教学活动。机械数控理论课教学缺少方法与平台,学生个人潜能在课堂中得不到充分发挥,实训课需添加数控生产管理方面的知识。要求学生精通数控机床结构设计、电气设计,掌握数控机床的机电联调;能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。
四、结论
关键词:技能型;数控技术;人才培养
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)18-0050-01
马克思曾经说过:各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术,部分发达国家把数控技术及其装备视为重要的战略物资,在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策,以限制我国在数控技术方面的发展,笔者在对外经济技术合作期间,曾遇到线切割技术及装备对我国封锁的现象。发展我国的数控技术、基于市场要求培养技术型人才是我国现代化建设的迫切需求。
1 数控技术人才培养存在问题
①数控硬件数量近些年呈明显增长趋势,但是这方面的人才却缺乏一定的维修能力,直接制约了设备利用率以及设备完好率。资料表明,在一次不同地区、不同类型近二百家拥有数控设备的企业当中,高档型数控机床、普通型数控机床和经济型分别占28%、44.9%和27.1%。但由于缺乏稳定的维修人才,本就不足的数控设备一部分无法正常运转,这之中制约数控机床完好率最主要的因素是维修能力不够,比例为38.4%,编程能力不够占17.2%,人员短缺占44.4%,这说明了合格人才要在工艺、编程、操作、维修等方面既要有专业的强项,在相关专业也必须要有相当的素质。
②数控技术人才教育现状数控技术是一门综合技术,是将计算机、自动控制、电气传动、机械制造、和信息管理等技术融合为一体而形成的学科,充分体现该学科的前瞻性和拓展性。因此,本专业的开设要跟上时代步伐,符合时展要求;但开设一个专业并不难,难的是如何办好其专业。课程体系建设的合理性以及理论与实践并重的原则是实现专业培养目标的前提条件。各类工科高等院校,职业学院,职业中专相继办起数控技术专业,购置数控机床,招聘专业教师,但仍存在教师素质欠缺、师资力量薄弱,装备设置不完善,课程内容与企业实际需求脱节等问题。
2 企业对人才的要求
①初级数控人才就目前企业需求的数控技术人才来看,大多数是初、中级数控技术人才,比例占95%以上,其中初级占71%,他们承担数控机床的具体操作,和日常维护,这些人才要必须掌握的知识技能有:数控设备结构基础知识,数控加工流程工艺,自动编程,实际操作能力、日常维护能力。在我国中小型企业当中操作技术工人,一部分是企业从普通工人培养出来的,部分还达不到相应的知识水平,他们虽然能看懂常见的图纸,但他们机械制造、编程知识欠缺,比如绘图能力、CAD/CAM等都需要提升。
②中级数控人才企业需要的中级数控技术技能人才,大约占24%左右,他们按职责可以分为两个岗位,一部分承担数控加工工艺的编程人员,他们掌握数控机床模具制造基本知识,实际操作技能、维护技能和自动编程技能,可以利用CAD/CAM软件完成三维造型设计。能对加工过程出现的工艺问题进行分析处理。中级数控人才还有一部分主要负责维修,他们必须了解掌握知识技能有:数控设备的基本工作原理及其特点、数控机床接口技术、PLC编程、机床参数设置以及机电联调方面的知识;同时具备电气调试、日常维护维修、机床操作技能。能对数控机床出现的故障进行判断、分析、处理和排除。
3 数控技术人才培养的对策
①配合理论教学,建立合理的理论与实践教学体系培养合格的应用型数控技能人才是高校当下面临重要任务。这就必须建立合理的实践教学体系和购置足够的数控设备,为企业培养合格的初、中级数控技术人才;课程设置按适应职业岗位知识和技能的能力来确定;理论知识的学习以够用为度;技能训练以企业要求为准。这就要求在校期间完成上岗技能训练,使学生毕业时就能顶岗工作,达到企业的零适应要求。完成技能训练的方式,可以是在校期间专业实习基础上的进一步完善,也可以在就业前集中培训完成。结合技能证考核达到企业要求的知识和技能能力。
②师资队伍建设加强“双师型”师资队伍的建设是提高学校教育质量重要保证之一。一是聘请实践经验丰富的教师;二多为教师提供带领学生到企业见习实践的机会。只有参与的生产实践活动,积累了生产制造过程中实际经验,讲课才会生动,才能解答学生在课堂内外提出的问题,同时帮助学生理解相关的理论知识;在教学大纲和教学计划制定时,听取企业数控技术人员的意见,使人才的培养更有针对性。
4 结 语
本文通过对当前数控技术状况、技能型人才市场需求的分析,论述了数控技术技能型人才培养的必要性和紧迫性,提出了相应培养所需人才的方法和途径,这些途径具有一定的可行性和可操作性,有些已进入应用阶段,并取得明显的效果。
参考文献:
[1] 李大卫.科学定位强化特色不断提高高职学校的核心竞争力[J].天津成人高等学校联合学报,2003,(2).
[2] 徐颖.高等技术应用型人才培养模式的探索与实践[J].天津成人高等学校联合学报,2004,(1).
关键词:数控安装调试及维修试验台 CDIO工程教育 教学改革 能力进阶型系列化项目教学法
荀子有这样一句话:不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之。西方社会则流传着一句异曲同工的格言:What I hear, I forget. What I see, I remember, What I do, I understand. 李开复博士在给中国大学生的信中引用了这句格言,他说:我听到的会忘掉,我看到的能记住,我做过的才真正明白!
实践的重要性早已深入人心,无论学习什么专业,什么课程,都必须在学习中努力实践,做到融会贯通。数控设备安装调试及维修技术涉及机械、计算机、电气控制、PLC(可编程控制器)等多方面的知识,同时数控设备的安装调试及维修也是一项注重实践、对实践经验要求很高的技术,只有通过不断实践才能真正掌握。
充分借鉴CDIO工程教育理念,按照能力进阶、系列化、探究式项目教学的思路,针对本科学生设计了综合训练项目―数控设备安装调试及维修实验台开发[1-3]。要求学生能够完成数控调试维修实验设备的方案设计、电气控制系统设计、PLC程序设计,完成实验设备的安装调试,并撰写项目报告。
1 项目提出
数控机床是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化,提高制造业产品质量和劳动生产率的物质基础。目前,数控设备维修力量不足是影响数控机床利用率和完好率的主要因素,汽车、模具、装备制造企业急需大量数控机床维修专门人才。一方面,企业不可能将用于生产的数控机床作为维修培训、实验装置;另一方面,一旦机床出现故障又需要维修人员在最短的时间内排除故障,以恢复生产。同时,用于生产的数控机床追求的是其功能完备性、高可靠性,缺乏实验、培训设备所需的开放性、灵活性。因此,开发数控调试维修实验设备对于专业人才培养至关重要[4]。
该项目融合了机床电气与PLC、数控原理与系统、伺服系统、数控机床故障诊断与维修等核心课程所要求的知识和技能,重点突出对数控设备的安装调试及维修能力。通过该项目的综合训练,可以使学生将所学的知识和技能综合运用,提高工程意识和工程能力。
2 项目目标
教学项目的设计必须充分考虑到学生的知识能力和具体情况,才能达到项目的预期目标。该项目旨在通过数控调试维修实验设备的开发,提高学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的工程能力,提高工程设计及综合实践能力。培养认真负责的工作态度、踏实严谨的工作作风及交流合作的团队精神。要求每一个参与者具有主动性与责任感,在项目实施过程中,重视相互间的技术交流与探讨[5-6]。
该项目针对大学本科学生进行,在项目实施之前,学生已经基本掌握了电气制图、机床电气与PLC、数控原理与系统、伺服系统、数控机床故障诊断与维修等课程的基本知识和基本技能,并完成了面向单一课程的实验、实习和课程设计,积累了一定的理论和实践经验。在该项目实施中,教师有目的地引导学生通过亲身实践和实际操作来提高解决实际问题的综合能力,并在工程实践与项目研究过程中学习和领会相应的科学方法,达到项目的预期目标。
3 项目实施
3.1 项目内容
(1) 根据原始数据及设备的功能要求做出整体方案设计;
(2) 设备的机械结构设计;
(3) 电气控制原理图、实验板PCB设计;
(4) PLC控制程序设计及编程;
(5) 设备的安装与调试。
各项内容之间的先后顺序和关系如图1所示。
图1 项目主要内容描述
3.2 项目过程
本项目过程按照CDIO的理念,分为四个步骤,分别完成对数控调试维修实验设备的构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),每个步骤规定不同的任务,按照要求提交相应的成果,具体如图2所示。
图2 项目实施过程
在项目教学过程中,坚持以学生为中心,充分发挥教师的协助作用。既充分发挥学生的主动性和创新精神,让学生根据自身行为的信息来实现自我反馈;同时又重视教师的指导作用,教师是教学过程中的帮助者、促进者,负责整个教学的设计和组织,直接参与学生的讨论。在项目教学过程中,教师需要让学生有多种机会在不同的情景下应用所学习的知识,给学生提供多种学习的资源;积极创造条件引导学生进行小组讨论、交流,让学生在群体中协商解决各种问题,培养团队合作能力,最后,根据学生完成项目的情况来评价学生学习效果。
在项目教学过程中,重视项目的完成,但不能忽略基础知识的掌握。注意吸取传统教学法的长处,把总目标细分成一个个小目标,每个小目标体现在项目中的小模块上,从而让学生建构一个系统的、全面的知识框架。强调了学生学习的主体性,并不能认为教师的任务就减轻了。其实教师的职责不但没有减轻,反而还加重了。因为教师不但要对所教科目融会贯通,随时回答各类学生提出的各种问题,而且还要为学生创设学习的情景、培养协作学习的气氛、审核项目的技术方案选取等[7]。
3.3 项目成果