时间：2024-01-02 10:35:31
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篇数控程序编程培训，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：提高 数控铣 培训效果 创新尝试
一、引言
随着我国大力发展装备制造业，数控技术设备已成为当今机械制造业的骨干，越来越多的新建企业以及老企业设备更新换代都开始应用数控机床，数控技术为各类机械制造业带来勃勃生机，创造了巨大财富，如何适应企业发展、设备更新对人才的需求标准不断提高的新形势，尤其在我校数控机床少、学生多的情况下，尽快适应市场需求，全面提高数控铣职业技能培训效果，培养出专业技能强的高、精、尖的数控专业技术人才是我们面临的新课题。
二、培养学习兴趣是奠定数控铣职业技能培训的基础
现在的大学生在步入大学之前主要接触的是基础理论教育，在思想上没有接受实践教学的心理准备，而且大部分学生存在着“重理论，轻实践”的倾向，因此应大力开展强化数控铣技能培训的宣传，使每个学生都认识到只有掌握了较强的实践操作技能才能多一些生存的本领，在今后的就业中才能多一些选择的机会，才能适应社会的需要，从而在思想上树立起就业的危机感和掌握实践操作技能、提高实际动手能力的紧迫感，激发起学生的学习兴趣，为强化数控铣职业技能培训，培养学生的动手能力打下坚实的基础。
三、制定切实可行的实践教学计划是搞好数控铣职业技能培训的前提
针对学生基础差的现实，我们在给学生讲授知识的时候应尽量做到深入浅出，制定教学计划，应遵循以培养职业岗位能力为中心的原则；在教学手段上，要广泛利用现代信息手段，如幻灯片、多媒体、电视录像等形式提高学生的学习兴趣，激发他们的学习热情。针对数控铣职业技能培训制定了如下的教学计划：
1、基础课要先行
数控技术的应用将传统的机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论等多种学科技术融为一体，是知识密集、技术密集的一门学科，是机与电相结合的产物。只有打下扎实的理论基础，才能为实践操作提供安全保障。
2、基本操作不可忽略
数控机床相对于普通机床虽然有一定的先进性，但又有许多与普通机床相似之处。
例如切削用量的选择、工件装夹方式、刀具角度、加工工艺、夹具设计等。如果学生没有普通机床的加工基础，直接使用数控机床，很容易出现因操作失误而损坏数控机床的可能，而数控机床的维修成本要比普通机床高得多。
3、培训内容要循序渐进
数控培训与其它教学内容一样，是一个循序渐进的过程。数控铣职业技能培训可以从平面铣过渡到三维曲面加工、四轴联动、五轴联动加工。从机床安全的角度考虑，给学生训练的教材可以从软到硬，基本可按腊铝件钢件。
4、手工编程为主，自动编程为辅
数控编程分为手工编程和自动编程。对于简单图形的轮廓加工建议用手工编程，它可提高加工的效率，对于用手工编程无法完成的复杂图形的轮廓加工要用自动编程，自动编程是指通过CAD/CAM处理后自动生成NC程序的编程方法。手工编程是数控编程学习的基础，课堂上加强学生手工编程的学习和练习，可以最大程度的减少学生在实际操作机床时错误操作几率。对于自动编程，我们使用的是 Cimatron E 8.5，对于该软件让学生知道如何进行简单实体设计，通过该实体又如何生成NC程序，重点让学生知道NC程序的生成过程，会简单制图即可。对于该软件不占用过多的时间学习，防止出现培训教学变成单纯软件练习的现象，在不抛弃软件教学的前提下，有的放矢安排软件教学内容，收到了不错的效果。
四、把斯沃数控仿真软件充实到职业技能培训中去
通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，该仿真软件与上机操作相结合，它具有与数控机床操作系统相同的面板和按键功能，不存在任何的安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。在该仿真软件上具有真实感的三维数控机床和操作面板，让学生在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作；该软件支持ISO-1056准备功能码（G代码）、辅助功能码（M代码）及其它指令代码 ，学生可以在软件上直接编程、仿真、加工；而且可直接调入UG、PRO-E、Mastercam等CAD/CAM后置处理文件模拟加工；此外，该仿真软件还具有工件选放、装夹 、基准对刀、手动对刀、加工后的模型的三维测量、还可实现远程监控，随时得到学生的操作情况；也可对学生进行测试等 。
通过该软件的学习，可大大减少学生直接操作机床的危险性，可手动编程或读入CAM数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息，不但可以解决设备少、学生多的矛盾，而且可大大减少昂贵的设备投入，但仿真软件又不可替代上机操作。
[关键词]车螺纹；铣螺纹；螺旋进给
现代数控机床集电、机械、气压、液压与一体，技术越来越先进，结构越来越复杂，功能越来越强大。其具有加工柔性好，精度高，生产效率高等优点，因此数控机床的应用越来越广泛。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量在不断增加。最近几年各类学校培训的数控专业的人才非常多。刚毕业的学生对数控编程只限于一些简单的零件加工编程。在工厂实际加工的大部份零件也只需常用的几个指令即可完成编程，将常用指令进行灵活运用可以起到意想不到效果。本文就用数控铣床铣削螺纹程序编制问题进行探讨。
一、螺纹的种类
(1)按结构分内螺纹和外螺纹。
(2)按牙形分三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹。
(3)按线数分单头螺纹和多头螺纹。
(4)按旋入方向分左旋螺纹和右旋螺纹。
(5)按用途不同分为：普通螺纹、密封管螺纹、圆锥管螺纹等。
(6)按单位分：英制螺纹和公制螺纹两种。
二、螺纹常用加工方法
(1)用车床车削螺纹。
(2)利用丝攻攻螺纹。
(3)利用钣牙套螺纹。
(4)利用成形滚压模具搓螺纹和滚螺纹。
三、数控机床螺纹加工指令(以华中世纪星系统为例)
(1)数控车床螺纹常用加工指令有：螺纹切削G32、螺纹切削循环G82、螺纹切削复合循环G76。
(2)数控铣床螺纹常用加工指令有：攻丝循环G84、反攻丝循环G74。
用车床加工内螺纹或外螺纹操作人员只需要按照指令格式将指令参数设置好，程序编制起来很方便。对于大直径的螺纹可采用铣床来加工，加工过程选择车床加工螺纹使用的螺纹刀，利用子程序结合螺旋进给指令来进行编程。
四、数控铣床铣削螺纹
(1)刀具选择：铣削螺纹刀具有专门的可转位螺纹铣刀，也可以利用车床上用的螺纹车刀来代替。
(2)加工工艺：按照常用加工螺纹方法钻好底孔。
(3)加工路线：螺纹刀在XY平面内走圆形路线，在z轴方向刀具每走一圈刀具向下走一个螺距，即通常所说的走螺旋路径。
(4)铣削螺纹示例：
假设通过试切如上图所示D＝12mm，D的值因刀杆直径和刀片尺寸不同有变化。
程序：
％8888
G54G90XOYOZ100
M03$650M08
G00X12.75YOZ5 (加工起点)
M98P34L1111 (调用子程序)
G90G00X0 (刀具先退回孔中间)
Z100 (刀具沿z轴退回)
M30
％1111
G03113.5 G91Z-1.5F60(刀具螺旋进刀)
关键词：数控仿真；职业教育；实践教学；评教结合
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0174-02
数控加工技术产生于20世纪中期，该技术最早可追溯到1952年的美国麻省理工学院，直到20世纪60年代早期，数控技术应用到产品制造领域[1]。真正的繁荣时代是在1972年前后随着CNC技术的产生到来的。随着数控加工技术的发展、实训室开放等活动的开展，开放设施，自主训练[2]，数控实训教学就显得尤为重要。数控实训教学过程基本按照三个部分来完成，即工艺程序部分、机床操作部分和零件检测完成部分，其过程图如下图所示。
显然，数控机床操作是数控实训教学的中心环节。然而，数控机床操作实训，受到很多方面的制约。这其中影响最大的是数控系统种类和数控设备的台套数。设备数量与学生规模之间的反差，严重影响数控实训、培训效果[3]，从而导致学生不能正确和熟练地操作数控机床。这不仅存在着严重的安全隐患，还影响了学校毕业生质量与学生的培养质量。在传统的职业教育中，常规的数控实训教学模式是通过指导老师直接在生产性的数控机床上进行教学。但随着国家对数控人才的需求，数控专业的学生和参加数控技能操作培训人数大幅度增加，这样暴露出来的问题越来越多，有限的数控设备无法保证教学培训质量。高价的数控设备使得教学投入成本很高。另一方面，由于生产性数控设备面向的是熟练操作人员，对于非熟练操作学习者存在着一定的危险性，极易对数控机床进行损坏，这种方式始终存在着一定的教学风险。因此，传统的数控技术培训教学质量低下，教师工作量大，教学费用太高，不能满足数控技术教学的发展。数控仿真技术可以仿真数控加工技术，模拟数控加工环境及其加工过程。数控仿真软件是采用虚拟仿真技术于数控加工技术的仿真软件。传统的数控仿真软件是将数控机床操作和数控加工都以仿真形式出现，这种仿真方式与真实的机床差距很大，学生通过这样的方式仿真练习后并不能在真实的机床上进行操作。
一、数控仿真系统的应用
数控仿真系统在数控编程教学中的应用。数控编程指令比较抽象，通常在课堂中，学生不易理解，编写的程序不知道对错，需要老师的检查，无法自我查证。在课堂中采用数控仿真系统可以让课堂教学变得形象有趣，易于理解。当然，如果要进行数控编程的校验，需要进行数控机床的操作，学习好数控机床的操作是进行数控编程的编写和校验的基础，这也为后期的数控加工实训打下了很好的基础。同时，学生可以根据有趣的零件进行编程操作和加工，仿真出真实结果。因此，采用数控仿真系统可以使得枯燥的理论知识变得生动形象，能够提高理论课程的教学质量。
数控仿真系统在实习教学中的应用。数控加工实习的内容是进行数控机床的操作，然后进行对刀操作建立工件坐标系，通过数控程序的编写进行零件的加工，完成零件的制造。这些内容本来是在真实的机床上进行的，学生需要进行独立操作。由于是切削真实的零件，很容易损坏设备、刀具和工件。仿真机床的操作安全性高，初学者不会因为误操作而产生人身伤害，也不会有材料、刀具的损耗，同时也解决了机床设备不足的问题。数控仿真系统与真实机床结合实习，可以提高实习效率。初学者首先在仿真机床上实习，达到熟练和正确操作之后再在真实机床上进行实习，提高了实习的效果和质量。在仿真机床上学生可以反复操作，不用担心安全、危险等问题。而且仿真机床多机型多系统可以通过选择，进行不同机床的实习，学到更多的数控机床操作方法，为创新教学方法、拓展教学内容提供了基础。
二、当前仿真机床的现状
数控仿真机床的操作教学与真实机床一样，需要老师在课堂上，认真仔细的教学，学生不能课前进行预习。而且对于不同的机型和系统的机床其操作方法不一样，都需要进行分别的讲解与示范，如果进行讲解与示范，需要花较多的时间，同时学生学习的过程也需要更多的时间。这样，数控仿真机床在学生的学习过程中并没有提供一些简便的方式，学生学习时间较长难度较大。数控仿真系统过于理想化，数控仿真的过程是软件在考虑理想切削状态的过程。在这个过程中，机床的性能、材料、刀具等都处在理想状态中，这与真实切削环境有着较大的落差。数控仿真的过程中是一个假定的状态，并没有考虑刀具在切削过程中材料的变化、切削温度的变化、冷却液的使用等情况，因此数控仿真的切削用量的选择，并没有在真实机床上加工那么严格。切削用量的数值偏离较大时，在仿真机床上可能不会有问题，但置于真实机床上就可能直接损坏刀具或机床设备。仿真过程并不能反映出实际的数控机床切削过程。安全操作意识淡化。由于数控仿真机床的操作不会产生危险，因此，会使学生养成对数控机床操作的随意性、不规范不认真的习惯，而这些习惯可能影响在真实机床的操作过程中。这些就会在真实实习的过程中产生危险，而且形成习惯以后，很难改进，只能慢慢的在实践中进行纠正。学习者在学习完成后对数控仿真机床的操作正确与错误，学生自己不能进行评价，还是需要老师人为进行检查和指导。仿真完成的零件轮廓尺寸也需要人工的点击测量，数控仿真中不能提供自动评分，学生自我不能对自己的操作和仿真的结果进行打分。传统的仿真系统，其评价体系还不够完善，不能很好的促进学生的自我学习。
三、虚与实结合仿真系统的研究实践
数控加工技术学习过程中首先通过认知实践课程的学习让学生对数控加工技术有个基本的了解，通过一些案例激发学习兴趣。通过仿真系统的学习与数控编程课程内容的结合，培养学生理实一体化的能力。在数控仿真系统学习中进行教程导入、虚实结合、自我评价三个方面的创新实践。真实操作面板与仿真加工过程相结合，严格规范操作。传统的数控仿真软件以纯软件的方式进行，其虚拟程度太高，真实性差。而且由于其涉及的数控系统和机型过多，给学生学习造成了一定的困难。学生需要在一种机型上学好学精，然后再拓宽到其他机型。所以真实的操作面板与实际机床上的面板相同，操作方法相同，结合虚拟的加工过程，以突出仿真性的优点。通过这种虚实结合的数控仿真系统学习，学生很容易在真实的机床上上手，没有陌生感，增加了亲切性。数控机床操作教程的引入，进行学习评价体系建设。在数控培训仿真机床上，加载测评和学习两个模块。用户需要登录才能进入测评和学习模块，登录时需要输入姓名、班级和密码。登录有两个方式，一个是直接登录，另一个是继续操作。直接登录就是重要开始，继续操作是继续前面中断的操作。在测评菜单下，加载数控编程、机床操作、尺寸测量、结果提交四个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，这几个操作模块涵盖了数控机床操作的所有功能。在数控编程中加载了工艺设计、编程、语法检查。在机床操作中加载了机床回零、自动加工、主轴启动、试切法对刀。从工艺设计、第一次编程的正确率、加工效率、数控加工时的机床关键操作、仿真后的尺寸、程序中的切削用量、仿真完成时间等方面进行。通过尺寸测量对数控仿真的零件尺寸进行检测，测量出仿真零件的实际尺寸。将所记录的仿真数控机床的操作步骤与规范的操作步骤进行比对，判断学生对仿真机床操作的正确与否。将所测量出的实际尺寸与零件图的要求尺寸进行比较，得出结果比对。其中工艺设计通过菜单【测验/数控编程/工艺设计】实现，主要输入工艺规划的切削用量和刀具的圆角半径。语法检查，对编写的数控程序进行检查，具体包括程序的规范化、非法字符检查、词法检查、逻辑检查。在学习菜单下，加载数控编程方法、仿真机床操作方法两个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，且都有正确操作方法的视频讲解。在数控编程方法中加载了工艺设计方法、编程方法。在机床操作方法中加载了机床回零方法、自动加工方法、主轴启动方法、试切法对刀方法。
本文从教学实际出发，详细的阐述了虚与实相结合的数控仿真系统的设计应用研究，真实的操作面板与虚拟的仿真加工相结合，给数控加工技术的学习带来了重大的影响。通过这一措施可以减少训练实习成本，提高教学质量。并且将数控仿真系统分模块视频教程、自动评分系统，两者与数控仿真系统相结合，实现了学生的自学、自评，为提高数控加工技术的教学质量提供了很大的保障。在实际过程中，通过两届学生的试用实施，效果较好。
参考文献：
[1]来建良.数控加工实训[M].杭州：浙江大学出版社，2004.
一、数控加工仿真软件的选择
数控加工仿真的软件形式很多，有的是数控机床本身自带的仿真系统，但这种数控机床的仿真系统在教学中局限性较大，不适于教师教学和学生训练；还有的是一些先构图而后自动编程仿真软件，也不适应手工编程教学的要求；其它软件虽可对所编的程序进行检验但操作较为麻烦，且所能适应的数控系统和数控机床不多，不能对学生进行对刀训练和操作面板的应用训练。国内还有其它几种数控加工仿真软件，但都有一些不尽人意之处。几经比较，最终我们选择了广州超软数控仿真软件。该软件是基于虚拟现实的仿真软件，是一种富有价值的教学辅助工具，它可以实现对数控铣床、数控加工中心和数控车床加工零件全过程的仿真，其中包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能。
二、数控加工仿真软件的应用方法
如何运用这套软件进行教学呢？我们在教学中主要从以下几个方面进行了探索与实践：
1.灵活应用教学方法，课堂教学中使学生被动学习变为主动学习
现在，由于大部分学习基础好的学生选择上大学，学习成绩差、厌学的学生进入职业学校。职业技术学校教师教学很困难，传统的教学方式已很难使学生接受，因此，利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控教学能力即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力，能较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在课堂教学中真正体现学生为主体，突出显示学生动手动脑的活动，变学生被动学习为主动学习。在教学过程中，教师起引导作用，即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。课堂教学中每节课的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法与技巧。
2.恰当运用数控加工仿真软件，充分发挥其教学中的作用
数控加工仿真软件主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程，还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真软件在教学中的应用方法，摆正数控加工仿真软件在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真软件而放弃教师在教学中的引导作用，也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。
数控编程与操作是理论、实践性均很强的课程，它应该是在已完成其它专业基础理论教学、专业教学以及完成了16周普通机床技能训练的基础上进行的，教学中应妥善安排该课程课堂教学与上机仿真教学的课时比例，一般为1∶1。教师在数控编程与操作的课堂教学中应重点解决编程方法并进一步强调在编程中工艺问题的处理，学生上机则利用数控加工仿真软件解决程序校验以及不同系统不同机床的操作问题。每次上机学生都有明确的课题，在上机前教师应利用数控加工仿真系统的示教模式或利用教学投影仪进行操作演示，并在学生上机中进行巡回指导，学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，既可使学生更快更好地掌握数控专业技能，又能培养学生的自学能力、解决实际问题的能力。
3.科学安排教学内容，循序渐近地掌握数控编程与操作技巧
在教学过程中教学内容的安排分为三个模块：
其一为基础模块，主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用。这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用。
其二为提高模块，主要讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作，以帮助学生进一步加强在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力。
模块三为拓展模块，主要讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统的数控车床的编程与操作方法，扩大学生的知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。
这三个模块的教学可根据学生不同的层次进行安排，中专中技层次难度较低，高技大专层次难度稍大，三个模块课时较多。经过这种训练后上岗，学生反映所看到的数控操作面板都已熟悉，能够信心十足地面对所操作的数控机床，较快地适应所从事的工作。
4.正确进行教学评价，提高学生的学习意识和自觉性
教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主，对每次的练习成绩及时登记。课堂测试应有较强的目的性，不是为难学生，而是通过对学生进行测试，来提高学生的学习意识、学习热情、学习的自觉性和自信心。因此，测试题应与课堂教学、上机应用数控加工仿真系统的练习要求相适应。考前的复习应有较强的目的性，不应超出范围，课程的总评成绩不要过分注重一次期末考试结果，而是更多地、客观地关注学生在整个学习过程中的学习效果。教师在教学中有明确的教学目的，逐个系统、逐个机床进行讲解及安排练习，因人施教，因材施教，恰到好处。
三、数控加工仿真系统在职业技能鉴定中的应用
数控操作工按国家职业技能鉴定标准分成两大内容：理论考核和技能考核。其中技能考核分成五个模块，即数控机床操作（利用手工编程加工实际零件）、工艺编制、CAD计算机绘图、数控机床现场排故分析与讲解、CAM自动编程模块。数控机床三、四级操作工技能考核仅考核其中第一模块即手工编程加工零件的数控机床操作模块。如果按常规考核将技能操作考核模块全部安排在数控机床上进行，一般需占用数控机床4-6小时。我们采用数控加工仿真系统软件辅助考试，考生拿到所考核的零件图纸后，先在数控加工仿真系统的数控车（或铣）床上手工编程，检验合格后将程序通过数据传输送入数控机床进行加工，这样减少了在机床上手工编程、输入程序、校验程序、仿真加工的时间，占用数控机床仅约2小时左右，使占机时间至少缩短50%，鉴定效率大为提高，同时也大大提高了鉴定时的安全性。为了减少刀具和材料的消耗，进一步缩短上数控机床操作的时间，可将操作题目分成两个零件，将难度大的零件用手工编程在数控加工仿真系统上模拟加工即可，而将难度较小、用材较少的零件模拟仿真后再在数控机床上加工。
总之，数控仿真软件利用它的三维仿真技术，改善了当前数控教学中设备投入大、培训效率低的现象，提高了学生的编程能力及对不同数控系统不同数控机床的适应能力。数控仿真有利于加强互动教学，实现教学与实践的有机统一。
参考文献
关键词：多媒体；数控仿真系统；数控编程；数控教学
1 多媒体技术和数控仿真系统解决的问题
1.1 多媒体技术应用和解决问题
多媒体是指用计算机交互式地综合处理文本、图像、图形、动画、音频、视频等多种信息，在课堂教学中可引进投影机、幻灯机、录音机和录像机等教学媒体。在职业教育、教学过程中，运用现代的多媒体手段与传统的教育手段的结合，可以更有效地传递教学信息，达到教学目的和要求。学生在学习上更加主动体现在多媒体的交互性。信息媒体的多样性可使原本抽象、枯燥的教学内容更加生动，从而更直观的了解学习内容，增强了学生学习兴趣，在数控教学中使用多媒体，可以极大地提高教育效果和教学水平。通常使用的多媒体设备投影仪、幻灯机和录像机，电脑网络教室等教学媒体。
1.2 数控仿真系统应用
（1）数控仿真技术解决的问题。现代数字控制技术与数控机床给机械制造行业带来了巨大的变化。现在数控技术的应用非常广泛，我院已为社会输送了大批以数控机床编程操作为主的优秀人才。以往的上完《数控编程》课后续就是《数控综合技能训练》，因为本专业学生数量多，编程水平有限，往往实习时在机床上浪费大量的时间进行编程，占用了实操时间，效率低。因为初学者操作失误还会损坏刀具和设备，造成安全事故，使实训工作量增大、加工效率低，实训费用高。这些问题都成了制约教学的效果。数控编程是本专业核心课，要想达到理想的教学和实践效果，使用数控仿真作为辅助教学方法手段，能解决一次性在实训中心的学生多，工作量大、效率低，并且学生初学操作易出错的问题。
（2）数控加工仿真系统教学可实施性。为了迅速提高学生的编程理论水平和数控机床实际操作水平，仿真软件应用能实现虚拟现实技术实现数控加工操作技能培训的效果，利用它进行学习和实训，且经济实用。我院是从国内众多数控加工仿真教学系统中选用的上海宇龙公司的数控仿真正版软件。该仿真软件可以通过真正的三维加工仿真过程使同学亲身体会，并观察仿真加工后的工件，迅速掌握数控机床的操作过程，仿真过程逼真；同学可以在一个窗口观察程序执行仿真时，程序段、坐标值、出错信息及工件与刀具的相对切削过程的真实显示。为了达到的目的，我们可通过仿真软件教学使学生在联系编程是模拟实际机床编程操作加工，真实仿真模拟零件加工，即可大大减少昂贵的数控机床设备投入问题，有提高学生学习编程课的兴趣。该仿真系统具有FANUC、华中、SIEMENS等多个数控仿真系统功能，学生通过在编程理实一体化教室操作仿真软件，在较短的时间内就能学会操作FANUC、华中系统的数控铣、数控加工中心及数控车的编程与操作加工。
（3）数控加工仿真软件的优越性。使用数控加工仿真软件可以帮助更好的学习和复习《数控编程》课程、为后续课程《数控综合技能训练》提供基础。
2 多媒体技术和数控仿真系统在教学中的应用教学效果
2.1 通过项目教学，提高学生学习的兴趣和主观能动性
随着大学的扩招现阶段高职的学生学习能力大幅度下降，所以学习基础差和学习习惯不好，这样就给教师教学带来极大的困难。我院2008年评为示范院校以来，我系教师经过不断的教学改革，使用多种灵活的、先进的教学方法和手段提高学生的学习兴趣。通过多媒体技术和数控仿真系统结合的理实一体化教学，改进后的教学方法不仅激发了学生的好奇心和求知欲，而且增加了感知深度，培养起了学习兴趣，进而提高学习效率。我们职业院校培养学生要具有过硬的操作技能，才能达到岗位能力要求，找到适合的岗位工作。我们尊重教学体系建设，渗透能力训练，将理论知识和实践能力有机结合。以数控仿真软件和多媒体技术应用相结合能较为娴熟地运用行为导向教学方法，在教学过程中真正体现学生为主体突出显示学生动手动脑的能力，使学生从以往的被动学习变为主动学习。通过理实一体化教学，即可培养学生的的分析问题及解决问题的能力，也可大大提高了学习兴趣和主观能动性。
2.2 加强理实一体化教学，提高学生的自学能力
数控编程理实一体化教学过程中教师应重视应用多媒体技术和数控加工仿真系统来实施的理论和实践教学效果，为发挥教师在教学中的引导作用，在教学中实施原先的一只粉笔一块黑板的常规教学方法，改为使多媒体技术和数控仿真系统结合应用的教学手段实现互动教学。大大提高学生自学和沟通能力，发挥了多媒体和数控仿真系统在编程理实一体化教学的作用。新的教学方法使教师重点解决编程方法、简单数控加工工艺安排方面的问题，而在数控编程理实一体化教学中，可以利用仿真系统解决解决不同系统、机床程序校验及操作问题，加深理论教学中学过的机床选用、刀具选择、切削用量的选择等方面的相关知识。
2.3 运用多媒体技术和数控仿真系统，增大数控编程教学中知识的信息、容量，具有省时、省力的优势
在数控编程课堂教学中进行知识总结和巩固训练等活动，传统的教学因学时短复笼统，总结的知识不全面，学生掌握的不好。通常我们把学习的课程内容和训练的知识通过课件的体现，在投影上播放，即加强了训练密度，提高效率，又能减轻师生教学负担。多媒体教学还能适应学生知识程度高低不平的问题，便于为基础差的学生课下复习本次课程知识，进度快的同学更快的掌握本次课程知识或预习下一个学习内容，达到本课程的教学目的和要求。
2.4 科学合理安排教学内容，提高学生的就业能力
（下转第188页）
（上接第181页）
在数控编程课教学过程中，我们主要教授的编程指令是企业上最常用并易学习的FANUC、华中系统的编程方法知识和数控操作加工应用，学生能很快熟练掌握、并灵活应用；等学生初步掌握编程知识后讲解SIEMENS系统的常用的一些编程与操作方法，数控仿真软件上讲解不同操作面板在加工中的功能键使用方法。提升学生的基本编程知识，并提高学生对不同操作系统、面板的编程与数控操作能力。2.5实时考核反馈，提高学生的学习意识和自觉性。
每一次课程安排一次训练课题，比使用理实一体的教学方法实现教学内容，使每次项目都有一个考核，具有较强的目的性。通过对学生考核评价击破各个知识点，掌握全面编程知识，通过考核评价还可以提高学生的学习意识、学习热情、学习自觉性和自信心；通过考核评价结果的反馈也能使教师适时的调整教学，有针对性地讲解共性问题和个别问题，做到有的放矢。
2.6 提高教学效率，节约教学成本
使用多媒体技术和数控加工仿真系统结合教学法运用到数控编程教学中，即可解决授课班级多，又可解决机床少问题。教学中把引入仿真系统可避免因初学者误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，增加学生在教学过程中感受仿真数控机床操作过程中如临现场的真实感。当授课学生增多时，为了每位同学有足够的仿真实践机会，只需通配置大量计算机终端，可彻底解决了数控机床数量不足的难题。同学们在学习过程中即掌握数控编程课中各种编程指令知识，又能够让很快的熟悉和了解数控操作加工的工作过程，掌握各种数控机床的操作方法，为后续课程数控综合技能训练做好准备。这种理实一体的教学方法和手段使学生独立地对数控编程知识进行学习、练习和复习，这样在后续数控综合技能训练在实际机床上操作时，节约工件材料和刀具的消耗，节约了教学成本，提高了教学质量。
2.7 提高教师的教学质量和教学效果
传统的编程课是上课时教师一味的灌输编程知识，学生只是听课，但做不到及时掌握编程知识。期末终期考核时，试卷中程序的繁重批阅更是让数控教师头昏眼花，因编程针对个人的差别性，比如：每个学生掌握知识的程度不同，有的同学会使用固定循环编程，有的同学会使用用子程序编程，造成教师批改试卷工作量达的问题。应用了多媒体技术和数控仿真系统教学以后，教学变得更加生动、具体、形象，提高了学生的学习兴趣，教学效果明显得到提高，并能自我评价或互相评价工零件的几何形状精度，对学生操作能力和培训起到了极大的提高和加强作用。我们采用项目考核，每次的教学项目都可通过仿真软件直观看到最终工件的形状，在屏幕观察刀具运动轨迹和坐标变化，及时发现数控编程和工艺是否存在问题，真正达到了课程考核的效果，提高了教学质量。
3 结束语
我院在2008年开始示范院校课程建设，在数控编教学中使用多媒体技术和数控仿真系统，并在学习数控编程知识时使用理实一体化的教学方法和手段，使课堂的教学由教师的满堂灌变成以学生为主体的教学后，既提高学生的自学能力和学习兴趣，又使教学效果明显得到提高。示范课程建设教学经验来看，多媒体技术和数控仿真系统已成为数控编程教学中一种不可或缺的重要方法手段。
参考文献：
[1]曾小惠，吴明华，潘铁虹.在线数控加工仿真教学系统的实现[D].1998.
[2]王晓楠，王仲海.虚拟现实技术及其应用[Z].2002.
[3]上海宇龙仿真系统操作说明书[S].
关键词：CAD/CAM软件；数控教学；数控实训
中图分类号：G642.0 ？摇文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）14-0265-02
随着现代制造业的迅猛发展，基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟，使用CAD/CAM系统产生的NC程序代码可以替代传统的手工编程，运用CAD/CAM进行复杂零件的设计和加工制造，可使企业提高设计质量，缩短生产周期，降低产品成本，从而取得良好的经济效益。随着现代制造业中数控机床的占有率越来越广，要求职业教育适应现代化制造技术的需求，要培养大量的数控技术专业人才。计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）技术是对复杂零件编程最便捷的工具，因此越来越多地应用在数控加工领域，因而近几年来，CAD/CAM技术已成为数控职业技术教育的必修课程之一。
一、CAD/CAM软件在数控教学中的优越性
1.CAD/CAM软件提升了数控教学能力。数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学的环境。通过使用CAD/CAM软件，学生在教师的指导下在计算机上完成零件的三维造型设计（CAD），并进行手工和自动数控编程（CAM-NC）训练，确定加工方式、刀具规格、切削用量等加工工艺参数，在计算机上迅速生成相应的加工刀具轨迹，并对加工轨迹进行直观的加工仿真检验；或对生成的加工轨迹进行再编辑，轨迹无误后自动生成G代码；也还可以将手工编写的G代码进行反读生成刀具轨迹进行仿真检验，教师也可以方便地对学生编写的G代码进行直观的检查。G代码确认无误后，即可根据数控机床及其所使用的数控操作系统进行机床后置处理和代码传输，最后由学生自己动手装夹毛坯、对刀调基准并操作机床将自己的作业加工完成。
2.CAD/CAM软件促进了教学改革。通过引人CAD/CAM软件对数控加工、数控编程、机床与通讯、传统课程进行改造，使学生在课堂上掌握计算机产品建模、工艺设计、自动编程、模拟加工、机床设置等现代先进制造的全过程，深入认识计算机辅助制造性能，并实现数控编程与数控加工的实训，促进了教学改革，任课老师不再是单调地在黑板上板书、学生记录或教师操作、学生观看，而是教师在计算机机房结合专业讲述造型、编程、加工、验证后到机床进行实际加工的模式。
3.CAD/CAM软件丰富了教师教学课堂。在数控教学当中，结合CAD/CAM软件，学生可以直观地看到刀具的运动轨迹，产生了非常好的教学效果。学生可以根据零件图造型、编程、加工，大大提高了编程速度，并且可以动态显示整个加工过程，刀具路径清晰明了，对于不合理的参数可以随时修改，非常直观，便于发现不合理的加工工艺；并可以根据不同的数控系统，编制与数控机床相适应的加工程序。教师根据学生所编程序可以进行课堂评分，并根据学生掌握的情况进行有针对性的教学。
二、CAD/CAM软件在数控教学中的应用
1.对零件工艺参数及工艺过程进行设计。数控程序的编制从本质上分析应该是对加工工艺的确定过程，并且结合《机械设计基础》、《机械制造基础》、《典型零件工艺编制》等课程的内容手工完成设计部分的工作，这些现在都利用CAD/CAM软件来完成。通过实际训练，使学生掌握CAD/CAM在数控编程中的设计应用。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融会贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了学生在加工工艺方面的知识，使得数控应用技术课程取得更好的效果。
2.可以实现对走刀轨迹的检验及仿真模拟。数控CAD/CAM软件大都具有走刀轨迹检验及仿真模拟的功能，可以进行三维立体动态的仿真加工，每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省设备投入。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地观察刀具的运动及数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀干涉等情况，刀位计算是否正确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果，学生明白了不同的刀位轨迹，其加工结果有很大的差异，加工刀具轨迹定义的合理与否，与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新建立刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工。
3.可以提高学生的绘图及手工编程能力。CAD/CAM软件对零件模型的建立，都是先建立起零件的二维平面图，然后对零件二维图形通过拉伸、旋转、剪裁、扫描的操作形成的三维模型。通过使用可以增强学生对立体零件的认识，还可以加强学生的绘图能力及识图能力，并将《机械制图》、《公差与配合》、《机械设计基础》等理论基础课程有机地结合起来，达到学以致用的目的。
4.可以实现数据传输及在线加工。现代大量的数控系统都带有计算机接口，学生可以通过数据接口将CAD/CAM后台所生成的NC程序传送到数控机床中，并控制数控机床进行实际加工NC程序，即在数控机床上进行图形仿真和实际的加工，将理论教学和实际生产联系起来并进一步加强了理论教学。
在数控教学和数控实训中通过CAD/CAM软件，可使教学更贴近生产实际，提高了学生和教师的专业素养。让CAD/CAM软件通过应用于数控车床加工、数控电火花、线切割加工、数控铣床加工/数控加工中心加工和特种加工等相应教学和实训后，使每一个学生都能实际动手，学生得到动手能力和基本工程技能的训练，在实际加工或模拟过程中掌握所学知识并培训相应技能。实践表明，以操作技能为核心的CAD/CAM软件教学，既有利于全面提高学生素质和综合职业能力，又有利于激发学生独立思考的兴趣和创新意识，对培养学生自主学习精神和勇于实践的能力可收到良好的效果。
参考文献：
[1]沈建峰.数控加工工艺编程与操作（FANUC系统车床分册）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008.
[2]宗志坚，等.CAD/CAM技术[M].北京：机械工业出版社，2001.
[3]陈海魁.机械制造工艺基础[M].北京：中国劳动与社会保障出版社，2009
目前，在我国已有相当数量的企业购置了数控设备，如数控车床、加工中心。通过调研，分析和比较，不难发现，就我国目前大多数的数控机床使用厂家来看，普遍应用水平不高，生产准备（数控程序和机床刀具的准备）周期长，失误率高，数控机床功能，尤其是特殊功能的开发应用不够，机床利用率低等问题。
一、操作水平低：
其实国内厂家在购置数控机床，尤其是进口机床的过程中，对数控机床，特别是数控 系统的技术性和先进性都有相当高的要求，对数控机床的功能选择也相当讲究，力求越对越好。但设备在安装运行后，其使用效果并不理想，操作人员对数控机床的操作仅限于所接受的培训水平，甚至更低。对数控机床的标准功能使用不足，对特殊功能的使用更无从谈起，究其原因，主要是操作，编程和维修人员对数控技术的基础理论学习不够多，理解不深，设备管理部门对设备的管理不当，对设备的相关人员职责划分不清，设备的维修能力和水平也是重要的因素。其结果是，操作人员在怕承担责任的心理压力下，裹足不前。
二、编程水平低：
数控机床只是一个柔性的，灵活的生产工具，要想发挥其特点和优势，尤其是数控nc程序的强有力的支持。 目前，我国大多数数控机床的使用厂家，都还在使用数控机床上人工nc代码输入的方法，即使曾经配置了apt语言的编程环境，由于其操作的复杂性，也都弃之不用。对于购买了各种各样cad/cam系统的用户，由于其运行环境大多数局限在工作站上，即使运行环境在微机上，也都安装运行在产品设计部门。由于cad/cam系统的所有权问题，以及设计和生产部门管理上的脱节，使得cad/cam系统在实际生产加工中得不到充分利用或者设计部门编制的nc程序并不是根据最佳工艺生成的优化加工程序。众所周知，对于轴类零件，板金类零件的nc程序编制，相对来说，要简单得多，人工编程能够完成，而对于箱体类零件，尤其是复杂的型面，不规则的空间曲面，靠人脑有时都想象不出来，再去人工计算，靠人工编制nc程序，其结果不言而喻。因此数控机床的自动编程尤为重要。
三、刀具管理落后：
刀具系统作为参与制造活动的重要辅助工具，对数控机床的柔性、生产率以及产品制造的精密性和正确性起着举足轻重的作用；同时，刀具又是较昂贵的消耗性资源，一般生产车间，尤其是数控机床较多的生产环境里，刀具的数量巨大，其中的组件也相当复杂，信息繁多，由于生产加工的需要，大量的刀具频繁地在刀具库和机床以及机床与机床之间流动和交换。传统的刀具管理是将刀具的信息记录在纸上，或记忆在人脑中，时间稍长，记录的信息容易丢失，不同的使用者对刀具的信息不易掌握，刀具的信息管理跟不上,造成刀具的使用混乱，资源浪费，生产效率低下，更严重的结果是造成在制品的偏差过大、工艺偏离，甚至出现产品报废、影响生产周期。建立完整的刀具数据库，将刀具系统的所有信息纳入计算机中进行管理，建立无纸化的刀具管理系统是当务之急。
四、对数控机床的集成管理认识不足：
数控机床在我国的推广使用已近二十年的历史，目前主要还是集中在单机使用上，在单机使用积累了一定的经验后，对于拥有多台数控机床的用户，其单台机床与外界计算机或不同数控机床之间的信息交流很少，数控nc程序与机床之间的交换，由最初的纸带阅读机，进而发展到利用软盘驱动器的储存在软盘上的nc程序输入计算机。
最新的发展是由外接计算机与数控机床通过rs－232c串行口直接连接，直接进行nc程序的快速，准确的传输，并且外接计算机可与多台具有相同的或者不同控制系统的数控机床相连接，进行信息共享，并能管理多台机床组成的数控工段内的生产过程中的信息，以减少生产准备，尤其是数控nc程序的准备时间。随着cad/cam, 集成管理软件的成熟，以及对柔性制造系统的需求的增加，数控机床的使用，从单机使用到计算机集成管理是生产加工业技术发展的方向。
正是基于机械加工业存在的上述问题,以及cad/cam系统新技术新概念的引用,mis系统,erp系统的不断引进,更进一步,cims技术在国内的发展,车间底层的信息集成是重中之重。为此,我们设计开发了以下介绍的用于车间加工设备集成的各种产品。
[关键词]数控技术；手工编程；数控加工
中图分类号：TG552 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0034-02
一、合理设定程序原点
数控车削编程时，首先要选择工件上的一点作为数控程序原点，以此为原点建立一个工件坐标系。工件坐标系的正确确定，对数控编程及加工时的工件找正都很重要。程序原点的设定方式一般有两种：1）工件轴线与右端面的交点2）工件轴线与左端面的交点。程序原点的选择要尽量满足程序编制的需要，尺寸换算少，引起的加工累计误差小等条件。为了提高零件加工精度，方便计算和编程，我们通常将程序原点设定在工件轴线与工件右端面交点上，而且尽量使编程基准与设计、装配基准重合。
另外，对于需要多把刀具进行加工的零件，也可根据实际情况的不同，设置不同的程序原点。如图（1）所示的长拉杆，在编制加工程序时，外圆刀的程序原点可设置在毛坯装夹后的轴线与右端面的交点。而切1.75mm槽时，由于顶尖的限制，在右端面进行切槽刀的Z轴对刀操作会形成干涉，此时，就可将切槽刀的Z轴方向程序原点设置在Φ19、85±0.2轴段的轴肩处。
二、合理选择进给路线
进给路线是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，即刀具从对刀点开始进行进给运动起，直到结束加工程序后退刀返回该点所有的路径，是编写程序的重要依据之一。对于复杂的零件加工，我们通常需要用到单一和复合循环指令，如：G90、G71、G72、G73，这些指令的运用可以简化程序，但是循环起点的设定却非常重要，如果路线不合适，在返回参考点和退刀过程中，就会造成误加工或者车刀撞到工件，所以合理地选择进给路线对于数控加工是很重要的。编程时可以从以下几个方面进行考虑：
1、缩短进给路线，减少空行程
（1）合理安排起刀点。在循环加工中，根据工件的实际加工情况，将起刀点与对刀点分离，在确保安全和满足换刀需要的条件下，使起刀点应尽量靠近工件，减少空走刀行程，缩短进给路线，节省在加工过程中的执行时间。外径循环加工中，X轴循环起点一般大于或等于毛坯直径，内孔加工循环中，X轴循环起点一般稍小于钻孔直径，Z轴方向一般都是离开工件右端面2～5mm左右。
（2）在编制复杂轮廓的加工程序时，通常需要多把刀具进行加工，在进行换刀时，通过合理安排回零路线，使前一刀具的切削终点与后一刀具的切削起点间的距离尽量短，以缩短下一刀的进给路线，提高生产效率。通常安全的换刀距离在距离工件右端面100mm的位置上，以确保换刀时不碰撞工件，且可以缩短空行程的距离。
（3）在粗加工或半精加工时，毛坯余量较大，这时可采用普通机床的加工方式，在提高加工效率和保证机床性能的前提下，采用较大的背吃刀量和较大的进给量尽快的去除加工余量，然后采用合适的循环加工方式。如使用G73进行仿形循环加工时，可在保证被加工零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等加工工艺性等要求的前提下，选择采取最短的切削进刀路线，提高生产效率。
2、保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求
（1）合理选择起刀点、切入点和切入方式，保证切入方式平稳，没有突然冲击。解决方式为可以定位刀具的起点位置在离开工件右端面2～5mm的位置。这样主轴带动工件充分旋转后，刀具在缓冲位置平稳进刀。为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求，最终轮廓应安排在最后一次走刀连续加工出来。认真考虑刀具的切入和切出路线，尽量减少在轮廓处停刀，以免切削力突然变化造成弹性变形而留下刀痕。一般应沿着零件表面的切向切入和切出，避免沿工件轮廓垂直方向进刀而划伤工件。
（2）选择工件在加工后变形最小的路线。对细长轴零件或薄壁零件，为避免在加工过程中因受切削力影响而变形和热伸长，应采用增加走刀次数，或对称去处余量安排进给路线。螺纹工件的加工中，因螺纹刀的刀尖在刀头的中间部位，在确定轴向移动尺寸时，必须考虑刀具的引入长度δ1和切出长度δ2。
3、保证加工过程的安全性
加工过程中的安全操作至关重要，在程序编制中，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。在进行沟槽和切断零件的加工中，在编程时要保证切断刀进、退刀点应与沟槽方向一直，进刀速度不能用“G00”的快移速度。而且在编制退刀路线时一定避免“X、Z”同时移动。尤其是在切断零件的编程时，习惯上认为直接切到工件中心，但是为了避免由于刀具未安装在中心上引发的刀尖损坏，因此，在编制切断程序时，应将切断刀的切削终点设为X2～X3mm。此时，从理论上看工件是没有被切掉的，若后续的退刀路线是X、Z轴同时退刀，刀具与工件会发生干涉而损伤刀头。所以在使用切断刀时，退刀路线尽可能地先退X轴，再退Z轴。
4、简化数值计算，减少程序段数目和编制程序工作量
在实际的生产操作中，经常会碰到加工形状的重复出现，比如连续切槽和切断，这种直径方向尺寸不变，长度方向有规律的变化的工件，可以把这部分相同的操作编成一个子程序。在主程序中给定调用的次数，使主程序编写变得简单、快捷。对那些图形一样、尺寸不同或工艺路径一样、只是位置数据不同的系列零件的编程，可以采用宏指令编程，使用变量，减少计算复杂的过程和编程量。
三、准确掌握循环切削指令的加工特点并进行合理选用
在FANUC0i-Mate-TC数控系统中，数控车床有十多种切削循环加工指令，每一种指令都有其加工特点，各自的编程方法也有所不同，我们在选择的时候要仔细分析，合理选用，争取编制出最优化的加工程序。
1、如螺纹切削加工指令就有：G92、G76、G32，由于切削刀具的进刀方式不同，使这几种指令的加工方法不同，各自的编程方法、造成的误差情况和精度也不一样。G92螺纹切削单一循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙型精度较高，一般多用于小螺距、高精度的螺纹加工，缺点是加工程序段要跟切削次数一样多，稍显繁琐；G76螺纹切削复合循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，牙型精度较差，但工艺性较合理、编程效率较高，不管要分多少刀加工螺纹，都只需要两段程序，适用于大螺距、较低精度的螺纹加工，在螺纹精度要求不高的情况下此加工方法更为简单、方便；基础指令G32编程程序段多，容易出错，但是加工精度高，使用范围广。我们掌握了各自的加工特点及适用范围，就可以根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活的选用这些循环指令。比如：加工高精度、大螺距的螺纹，就可以采用G92与G76混用的方法，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工，需要注意的是粗精时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣。再比如图（2）所示：沟槽很窄只有3L，如用G92、G76来加工根本达不到要求，因为它们都带有退刀功能，还未加工到位就开始退刀（在不能自由的修改参数的情况下），螺纹不能完全清根，而G32就可以满足这一点，在刀具宽度合适的情况下，只需要给定螺纹长度22加上超越长度δ2即可。
2、如将φ65mm的毛坯棒料加工成图（3）所示零件。如果用最基本的方法编程，逐层的去除毛坯，我们需要计算在加工到圆锥和圆弧形状时，每到哪一步必须退刀，不然很容易造成过切或者留有很大的余量。而用G71、G73的方法加工，就可以使编程简单、切削厚度均匀，对于加工工艺也可以起到一定的作用，免去了计算的麻烦和误差，大大的提高了生产效率。
四、灵活使用指令代码，保证零件的加工质量和精度
1、适当返回参考点
参考点是机床上一个固定的点，通过参考点返回功能，刀具可以很容易的移到该位置。参考点主要用作自动换刀或设定机床坐标系。刀具能否准确的返回参考点，是衡量其重复定位精度的重要指标，也是数控加工保证其尺寸一致性的前提条件。自动加工中，适当返回参考点，可以提高产品的精度。对于重复定位精度很高的机床，为了保证主要尺寸的加工精度，在加工前，刀具可先返回参考点再重新运行到加工位置。如此做法的目的实际上是重新校核一下基准，来确定加工的尺寸精度。
2、混合方式编程的结合运用
混合方式编程就是增量值U、W与绝对值X、Z的结合运用。增量编程是以刀尖所在位置为坐标原点，刀尖以相对于坐标原点进行位移来编程。就是说，增量编程的坐标原点经常相互变换，运行是以现刀尖点为基准控制位移，那么连续位移时，必然产生累计误差。绝对编程在加工的全过程中，均有相互统一的基准点，即坐标原点，所以累计误差较增量编程误差小。数控车削加工时，工件径向尺寸的精度比轴向尺寸精度高，而且为了编程计算方便，一般采用绝对编程，但对于直接标注距离值的轴向尺寸，或者在工件的中间部位的直线倒角和圆弧倒角，为了计算简便，常采用增量编程。综合以上所述，在编程时按照工艺的要求，进行增量编程和绝对编程的混合灵活使用，即：直径方向采用绝对值，长度方向采用增量值与绝对值。
总之，随着科学技术的飞跃发展，数控车床由于具有优越的加工特点，在机械制造业中的应用越来越广泛。为了充分发挥数控车的作用，我们除了要在编程中掌握一定的技巧之外，还应注意一些细节问题，以编制出合理、高效的加工程序，保证加工出符合图纸要求的合格零件，同时更能使数控车床的功能得到合理的应用与充分的发挥，更安全、可靠地进行工作。
参考文献
[1] 《数控机床车削加工直接编程技术》.孙德茂.机械出版社
[2] 《数控车床培训教程》.袁峰.机械工业出版社，2004.
职业名称：孤残儿童护理员
工作内容：（1）为不同年龄和不同残疾类型的孤残儿童提供24小时的生活照料；（2）采取安全防护措施，预防孤残儿童发生意外伤害；（3）给予孤残儿童情感支持和简单的心理指导，协助教师进行早期教育。
职业前景：我国孤残儿童的福利事业已经走过半个多世纪的历程，在这漫长的岁月中，陪伴孤残儿童成长、承担孤残儿童照料工作的是孤残儿童护理员。
据2005年的统计，目前我国约有孤残儿童57.3万人，而承担孤残儿童照料工作的护理员，在福利机构仅有33000多人，远远不能满足社会对孤残儿童护理员的需求。由于孤残儿童的数量逐年增多，对孤残儿童护理员的需求量还会大大增加。而且孤残儿童护理员的工作日趋专业化，从以往单纯提供生活照料逐渐向满足孤残儿童的全面需求转变。然而,目前我国的孤残儿童护理员无论从数量上还是从业务技术水平上都难以满足这一需要。确立孤残儿童护理员这一新职业，对于改变这种状况，满足我国儿童福利事业健康、有序发展的需要具有举足轻重的作用。
数控程序员抢手的“蓝领”
职业名称：数控程序员
工作内容：（1）按工序及加工要求手工编制、编辑二轴及二轴半数控加工程序；（2）进行三维造型，以及多轴、多机种数控加工的程序编制；（3）对零件的数控加工质量进行分析与控制。
职业前景：近年来，我国制造业取得了很大的发展，数控机床等数控加工设备在我国机械制造企业中得到越来越广泛的运用。然而，从事数控加工的技能人才却十分缺乏，据有关部门的统计，这个缺口曾达到60万人。
对数控程序员需求最大的主要是两类企业：大型制造企业和零件加工难度高的企业。有数据表明，目前我国机械制造企业数控机床利用率偏低，20%是由于编程能力不足。
虽然我国有很多工科院校开设了数控专业，但该专业的毕业生并不是进入企业就能胜任数控加工的编程工作，因为他们缺乏实际的机械加工经验。很多企业还要通过对有多年数控机床操作经验的人员进行专业培训来满足对数控编程人员的需要。
检修工确保城轨安稳运行
职业名称：城轨接触网检修工
工作内容：(1)识读图纸等技术资料；(2)准备安装工器具；(3)进行接触网周期维护；(4)进行设备检修；(5)分析接触线异常磨耗并提出改善办法；(6)进行人员调配和组织施工。
关键词：数控技术；中职教育；改进措施
随着科技的进步、设备的更新以及产品精密度的提高，传统的机械制造技术正逐步被先进制造技术所代替。培养适应社会需求的数控专业人才，搞好数控专业的建设和教学，是每个学校所面对的问题。
如何提高数控专业的教学水平，如何提高学生的数控编程能力以及数控设备操作技能，笔者从专业师资建设、专业课程设置、专业教学与专业实训三个方面做些探讨。
一、数控专业师资建设
1．鼓励专业教师参与技能培训
积极创造条件，鼓励专业教师参加各级各类的专业技能培训，比如省级、国家骨干教师培训，使专业教师不断掌握新知识与新技能，更新教育观念，提高教学水平。同时鼓励教师参加各项技能赛事，在比赛中找到自己的不足，增强危机感，以便能进行自主学习，实现自我提高。
2．组织专业教师下企业锻炼
教师必须下到生产一线，到企业锻炼能接触到更多新的知识、新的技术、新的工艺与新的设备。只有教师视野开阔了，才能教给学生更多新的东西。同时也能将在企业锻炼中获得的知识反馈到教学中去，制订新的教学方针和策略，以便产生更好的教学效果。
二、数控专业课程设置
课程的设置必须与专业高度统一，可采用“精简、压缩、增加、综合”的方法，编写具有本校特色的校本教材。强调理论知识是为实践操作服务的原则。课程体系分两大部分：
1．专业基础课
包括《机械制图与CAD》《金属材料与热处理》《机械设计基础》等组成。按照数控专业特点，适当拓展内容，在教学过程中对其优化和整合，突出新知识、新技能、新技术的学习。
2．专业主干课
包括《机械制造工艺学》《数控机床与编程》《MasterCAM》《CAXA制造工程师》《特种加工》《模具设计与制造》等。根据数控专业的特点，重点介绍些实用的知识与技能，强化学生数控加工与编程的能力，以适应岗位的需要。
三、数控专业教学与实训
数控专业主要任务是产品加工程序的编制与数控设备操作。笔者认为可从数控仿真教学和校企合作两大方面进行努力。
利用仿真软件进行程序的编制与产品加工，可以改变传统教学方式，充分应用现代教育媒体，利用数控加工仿真软件能在数控编程与加工的教学中起到事半功倍的教学效果。
要实现数控技术应用专业应用型人才培养目标，使人才培养的质量、特色真正得以实现，除加强专业教学基本建设，积极推进教学改革，加大教学装备投入，建立校内工程实训中心以外，还要依托行业企业，建立数量足够、稳定可靠、技术水平高的校外实践教学基地，使校企联合成为数控技术应用专业教育必不可少的重要办学条件，并不断得到企业在人才培养过程中的支持和帮助。
参考文献：
【关键词】G73编程指令；刀具循环路径；宏程序模板；非圆曲线零件
一、前言
在工程设计中，一些机械零件，为了满足其所需工件性能要求，截面形状常设计成非圆形，如内燃机、发动机的活塞，为了改善活塞的接触状态，活塞的径向方向要设计成变椭圆截面。随着科学技术的不断发展，非圆曲线零件所占的比例日益增加，为了达到所需要性能要求，其加工精度要求也随之提高，而相应的非圆曲线零件精密高效加工技术也成为当今加工技术研究的热点。数控加工是非圆曲线零件加工中非常有效的加工方法，可大幅度地提高生产效率。
椭圆和抛物线等非圆曲线轮廓形状的工件在数控车削加工中属于复杂零件类别，其成型方法通常有三种，一是成型法，如铸、锻、冲压等；二是特殊加工法，如线切割、电火花、激光加工等；三是运动合成法的数控加工等，如采用二次曲线法或用户宏程序法等等。
成型法是非圆零件常用的方法之一，但由于其制造精度较低与表面粗糙度值较大，故不能用于非圆零件的精加工，通常用于制作零件毛坯。对于普通材料的非圆曲线零件，采用特种加工时，一是成本较高，二是难以获得较高的加工效率。运动合成法的数控加工是获得高精度非圆零件的主要途径，在数控技术出现之前，非圆曲线轮廓零件的车削方法有两种，一是机械运动合成法，二是靠模仿形加工法。随着计算机和自动化技术的不断发展，各种系统的数控车床的不断出现，为各类非圆截面零件的加工奠定了良好的基础。但数控加工一般只能作直线插补和圆弧插补，遇到回转轮廓是非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓，这种拟合法的特点就是根据零件图纸的形状误差要求，把曲线用许多小段的直线或者圆弧段来代替，根据零件图纸的形状误差，如果要求越高，相应的代替直线（圆弧）段数就越多，虽然可以凭借CAD软件来计算各节点的坐标值，但是节点过多，也会导致加工的不便。所以本文采用灵活运用成型加工复合循环编程指令G73和宏程序相结合的方法，能够方便简捷地进行编程，从而提高加工效率。非圆曲线又可分为用方程表达的曲线和列表曲线两类，在此仅讨论可用方程表达的二次曲线（椭圆和抛物线等）。
二、G73编程指令的应用方法
编程指令G73，在多种数控车床系统中都作为复合型循环加工指令应用，而且应用格式和功能都基本相同。本文以FANUC（BEIJING- FANUC Series Oi Mate）数控系统为例来阐述非圆曲线轮廓的加工方法。
（一）G73指令使用的条件和格式
在FANUC数控车床系统中，G73指令一般用于粗加工锻造（或铸造）方式成型的工件，尤其是对于G71、G72等循环指令都无法加工的凹圆弧面的加工，它更能体现出优越性。
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）
指令中各参数的意义分别为：F为进给率，S为主轴转速，T为处于加工位置的刀位号，粗车加工过程中从顺序号ns到nf的程序段之间的F，S，T都无效，只G73指令中指定的F，S，T功能有效；ΔI为X轴方向退刀距离（半径指定）；Δ K为Z轴方向退刀距离；d为粗加工循环次数；ns为精加工循环段的第一个程序段号；nf为精加工循环段的最后一个程序段号；Δ U为X方向精加工预留量的距离及方向（直径指定）；Δ W为Z方向精加工预留量的距离及方向。
（二）G73指令的刀具循环路径
G73指令的刀具循环路径如图1所示。从 A′到B点的折线段为工件加工完成后的轮廓。加工时，刀具先定位于工件轮廓之外的点A，执行G73指令时，快速移动到点3，接着以点3为起点，按图中的箭头所指方向中途经点 3′，仿照工件的外形轮廓运行回到点2完成首次加工。
按照上述的运行规律，刀具循环运行3次最后回到点A，完成了对零件的粗加工。
G73指令在运用时，容易给使用者造成的麻烦是不知如何确定参数ΔI，ΔK和 d，随意确定的数值会导致：或者是刀具循环了多次还未加工到工件，或者是首次车削吃刀量过大，从而损坏刀具。这两类情况均会影响加工效率，达不到数控加工的目的。所以要解决此问题，其关键在于控制首次加工的吃刀量，使其值在背吃刀量的范围内。为使问题简单，可设置 ΔK与ΔW为零，主要解决如何确定ΔI的问题，从而可把循环路径简化为图2所示情况。
五、结束语
通过上例可知，G73指令修改后的格式类似子程序的运用，从工件外不断逼近，直至最后加工成型，该指令解决了G71在运用当中必须要保证X轴与Z轴单调变化的不足；另外非圆曲线的特点也不能用相对编程方式，导致子程序无法使用，因此要能加工非圆曲线的工件必须综合使用G73指令与非圆曲线宏程序，方能实现数控加工方便快捷的目的。
致谢：
作者在撰写本文过程中，非常高兴得到广东省国防工办技师学院的杨幕湘和唐红权等几位老师的有益指导，并对本文的修改提供了宝贵意见，谨此表示感谢。
参考文献：
[1] 宋小春，张木青.数控车床编程与操作（第一版）.广州经济出版社，2002
[2] 韩鸿鸾，荣维芝.数控机床加工程序的编制（第一版）[M ].北京；机械工业出版社，2004
[3] 禹诚，肖明.数控车削加工中公式曲线在数控大赛中应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2007
[4] 邓中亮.非圆弧件车削加工技术[M ].北京：人民邮电出版社，1998.
[关键词]数控机床编程 理论教学 仿真教学 实践教学 教学改革
[作者简介]孙芹（1979- ），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造及其自动化、数控技术。（山东 济南 250104）
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）18-0127-01
数控机床编程课程是机械制造类专业的主干专业课程，是学生毕业后从事数控加工岗位必须掌握的专业知识。按照传统的教学模式进行授课，很多学生觉得枯燥无味而且很难掌握。为使学生更好地学习现代数控技术，以适应社会对机械制造类专业人才的需求，数控机床编程课程教学方式的改革势在必行。
一、传统教学方法存在的弊端
传统的数控机床编程教学模式一般是先进行理论的讲解，沿用“以教师为中心”的注入式教学模式，学生“被动”学习数控机床的各种编程指令、编程方法；然后集中进行实践性环节教学。
传统教学方法使学生在理论知识学习时，由于没有感性认识，理解较困难，学习进度缓慢，而在集中实训时，又忘记了上课学习的指令和编程方法，实训老师还需要花时间再次讲解已经学过的理论知识，这样不仅占用了实训学时，造成学生实际机床操作练习时间减少，事倍功半，同时，也很难达到预期的教学效果。
因此，我们进行了改革与探索，一是改善实践教学条件；二是对传统教学模式进行改革。
二、教学模式的改革
（一）理论教学
1.采用任务驱动法项目化教学。改革传统教学模式，采用教学做一体化教学模式，以“任务”的形式带着学生真实地进入到学习情境，如在讲解数控车床编程时，按照外圆柱面零件加工、锥面零件加工、带螺纹零件加工、综合轴类零件加工等不同项目进行授课。授课过程中，注重工作过程的完整，并有针对性地进行讲解，大大提高了学生的学习兴趣，学生在“学中做、做中学”中完成“任务”，教学效果有了明显的提高。
2.自编教材。目前可以选择教材多数都是按照章节顺序编写，没有体现企业真实产品的生产过程，从而无法满足任务驱动法项目化教学方法的需求。不同学校对于数控人才培养目标的定位有所侧重，并且具体的教学条件、实训设施也不尽相同。因此，我们对数控机床编程课程的教材进行了重新编写，以数控机床加工过程的不同项目将内容进行了重新组合，编写出符合任务驱动法项目化教学方法需要的“数控机床编程”教材。
3.采用现代化教学手段。数控机床编程课程的实践性较强，可在教学过程中加入结合生产实际的例子，通过多媒体把生产加工过程展示给学生，培养学生解决实际问题的能力。
同时，我们通过视频，向同学们展示先进数控机床和它们的加工过程，安排学生观看多轴联动数控机床、高速切削数控机床、多功能复合机床和各种新型机床，扩大学生的视野。
为了弥补理论教学学时的不足，充分发挥网络视频教学的作用，将上课课件、教案、自制视频、课后自测题答案、试题库、互动邮箱、数控网站集锦等放在学校网站上，学生可以充分利用网络资源，根据个人的兴趣和需求自主学习，达到因材施教。
（二）仿真教学
所谓仿真教学是指采用仿真软件在计算机上进行数控加工零件编程与模拟运行加工的教学方法。数控机床编程仿真软件的主要作用分两种，第一种是数控加工仿真软件，主要实现手工编程程序的运行；第二种是对学生要求更高的CAM软件，主要是用来加工形状复杂的零件，手工编程难以实现，通过CAM软件首先进行建模，然后生成数控加工程序，可以在数控加工仿真软件或机床上实现零件的加工。
1.仿真软件在理论教学中的作用。老师在理论教学的过程中，一般只能讲一种主要的编程方法，学生们若是有其他的编程思路，编完程序也不知道对不对，但是如果有仿真软件，就可以把自己编写的程序在软件上进行模拟加工。若是能加工出想要的零件，那程序肯定没有问题，若是不能运行，或程序能够运行，但所加工出的零件不是图纸要求的零件，同学们可以自己分析错误的原因，学会自主思考，学生之间可以相互讨论，实在无法解决的问题，再询问老师。这样，课堂教学真的是学生为主导，不再是老师讲，学生被动地去听，被动地去接受各种指令，学生的学习积极性大大提高。
2.对实践教学的帮助。学生都是首次接触数控机床编程课程，如果编完程序直接在机床上加工零件，肯定会有一种恐惧心理，机床操作没遇到问题还好，一旦遇到问题，很多学生就不愿意主动去练习，轻则影响该课程的学习，重则影响将来的就业。
因此，在学生首次接触编程课时，通过仿真教学，使学生掌握对机床的操作界面、对刀、调用程序、运行程序等操作，这样可以大大节省上实训课时老师的讲授时间，无形中增加了实践教学的课时。而且仿真软件操作没有危险性，不存在实际机床上撞刀等危险操作，因此同学们可以“大胆随意”地操作仿真机床，把课堂上所学的知识尽情充分地发挥，课堂气氛活跃，学生学习热情高涨，教学效果良好。
（三）实践教学
机械制造类专业的学生最终要走上工作岗位，从事真实的生产加工工作，因此要让学生真正掌握数控加工技术，不能仅通过仿真软件进行模拟加工，必须进行真实的机床操作，进行零件的切削加工，否则很难胜任数控机床加工岗位（群）工作，而且会把模拟仿真当中的一些毛病带入工作当中去。因此，必须进行实际机床实训锻炼，提高学生的机床操作能力，使其在实践中总结经验，把理论知识和实际操作有机地结合起来。
为了提高学生的岗位适应能力，工作后能尽快融入企业环境中，部分实训内容来自企业的真实项目，同学们上课要完成的实训内容，就是工作以后可能要完成的零件，因此，通过实践课的锻炼，大部分同学能掌握从图纸到合格零件加工的全过程内容，教学效果明显。
理论教学、仿真教学和实践教学三个方面不是独立的，而是理论、仿真、实训并行并重。每周学生既有理论课，也有仿真和实训课，理论课的内容可以通过仿真课进一步理解，而通过实训课又知道如何在真实的机床上实现零件的加工，仿真和实训课都是以学生主导，整个过程都是学生自己完成，在仿真和实训课遇到的问题，又会在理论课上找到答案，这样学生在听课时，会带着问题听课。
三、编程课程与职业资格证书、各种大赛相结合
目前，我国机床的数控率仍然较低，数控机床操作工紧缺。因此，为了提高学生的就业竞争力，除上述理论、仿真、实训教学外，该课程后续还有5周的集中实训。该集中实训环节仍然是强化数控机床操作，集中实训的主要内容：数控机床手工编程与加工；NX6.0三维软件自动编程；数控机床自动编程与加工。但最终学生必须考取数控机床（车床或铣床）职业资格证书。
三维软件操作熟练的同学，鼓励参加3D大赛，学生的建模水平将得到进一步的提高。集中实训过程中成绩优异的学生，可以再进行强化训练，参加山东省数控技术大赛，参加大赛的学生进入工作岗位后，简单培训后就可以胜任工作，很受企业欢迎，很快成为企业的骨干力量。
四、结束语
数控机床编程课程的教学是适应未来先进制造业发展的教育实践，课程改革后注重理论、仿真、实训的有机结合，并把职业资格证书的取得作为该课程必须完成的内容，学生的机床操作能力明显提高，学生的综合素质和就业竞争力显著提高，踏入社会后能够尽快融入社会，适应未来社会发展的需求。
[参考文献]
[1]王林龙.浅谈数控编程课程的改革[J].西南科技大学高教研究，2009（2）.
[2]颜国霖.浅谈任务驱动教学法在数控编程与操作教学中的应用[J].哈尔滨职业技术学院学报，2010（6）.
