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摘要本文针对机数控技术课程提出了一套实验教学方法,研究了一套数控教学实验系统。分析了建立与数控技术课程理论教学相协调的实验教学体系的方法,满足了相关的教学、实验及培训需要。阐述了数控技术实验教学的构建、实验教学内容的设置与实现手段,从而形成该门课程一个规范、完善的实验教学体系。
关键词数控 教学实验 机床
中图分类号:G423文献标识码:A
1 概 述
近十年来,我国数控技术的推广应用也进入了快速发展阶段,需要大量从事数控技术研究应用的人才。数控技术课是机电类专业的主干课程,是机械工程类本科生一门应用性、实践性很强的专业基础课程,本课程与工程实际联系紧密,其实验教学与实践环节不仅是理论教学的深化和补充,对于培养学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力,也起着非常重要的作用。因此实验教学在消化理解和吸收教学内容上起到了非常重要的作用。我们对该课程的实验教学进行了系统的研究,规范和完善了该课程的实验教学体系。目前我国在提供数控技术教学培训方面基本上以理论教学为主,往往缺少实践教学及实际操作培训这一环节。形成这种局面的主要原因是商业数控机床昂贵,操作使用和维修费用高,难以用作教学培训设备。针对这种情况,我们开发一套软硬件相结合的数控教学实验系统以满足相关教学、培训需要。
2 数控技术的实验教学构建
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经础之上。教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从习、活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真解和掌握基本知识与技能、方法,获得广泛的活动经验。”这是实践性教学模式研究的指导思想。在数控技术的课程教学中,要求学生不仅要掌握数控机床的使用,还要掌握数控系统的设计开发能力。本门课程主要目的是培养学生具有数控编程的能力兼顾数控系统的设计,因此实验内容主要突出数控车床编程、铣床编程、加工中心编程和计算机辅助编程。数控技术课程也是实践性非常强的课程,突出技能教育和动手能力的培养,使学生通过专业理论知识能指导实际操作,注重实效性。
3 实验教学内容的设置
3.1 实用性
本门课程的主要目的不仅要培养学生具有数控编程的能力,而且要使学生具备数控系统的设计能力, 实验设计侧重数控机床编程和操作的实验;所以在实验中考虑零件编程和加工相结合,模拟和真实相结合。
3.2 先进性
数控技术进入了快速发展阶段,要不断加入先进制造技术。一方面是侧重数控原理理解,主要让学生掌握数控加工主要设备的结构性能、工作原理,掌握数控车床数字控制原理和编程操作方法。我们在实验教学中设置了数控系统的了解、数控编程、数控插补和计算机辅助编程实验。另一方面在注重手工编程的同时,强调自动编程及应用技术,使学生熟悉及掌握自动编程软件,如CAXA制造工程师、MASTERCAM、UG、PRO/E、CIMATRON、SOLIDEDG等流行软件。
3.3 可操作性
实验项目的设计一定要具有可操作性,有的实验项目尽管具有实用性和新颖性,但由于实验设备和环境等条件因素的制约,不具备可操作性。数控插补是实现数控控制加工的核心环节,要看到数控插补过程及效果用硬件很难实现,且成本较高。
3.4 综合性
综合性是指要注意到各个实验项目内容之间的关联性,实验项目应让学生综合应用各方面的知识,调动学生的积极性和主观能动性,使实验教学真正成为学生综合运用学科知识进行能力培养的有效途径,从而提高学生的综合实践能力。
根据实用性、先进性、可操作性、综合性的要求,我们设置实验项目。实验的设置主要按以下三个方面进行:
3.4.1 数控车床、铣床编程及加工
利用计算机仿真软件锻炼学生手工编制数控车床、数控铣床加工程序的目的。通过程序编制及运行,学生自行检查刀具运动轨迹的正确性,从而熟悉编程指令的正确使用,培养学生的实验操作能力和独立解决问题的能力。利用CAXA制造工程师、MASTERCAM、UG、PRO/E、CIMATRON、SOLIDEDG等流行软件锻炼学生自动编制数控车床、数控铣床加工程序的目的,使学生掌握自动编程及应用技术。学生编出的程序要放到数控机床上加工,加工出真实的零件。教学效果非常好,学生非常感兴趣,学生的学习不再停留在书本上、计算机上,这样理论和实际紧密结合起来了。
3.4.2 数控原理理解
数控查补原理是数控技术的重要组成部分,为了改善和提高数控技术课程的实验环境,使学生能够将理论与实践相结合,掌握数控插补原理;我们开发了一套数控插补软件,可进行逐点比较法插补、DDA插补、数据采样插补,并且还可以连续插补、手动插补、步进插补,非常直观和形象。
3.4.3 数控综合实验
数控是一门综合性学科,它与机械类基础课和专业课密切联系,要能够加工出精密零件,必须进行综合训(下转第34页)(上接第32页)练。通过数控综合实验的训练,使学生较系统地了解现代数控机床的基本原理、组成、分类、特点、编程;数控机床的发展水平,结构组成,与现代制造业的关系等。从而在数控机床的应用与开发、功能拓展、CAD/CAM/CNC一体化等方面具备一定基础。在教师指导下,让学生自己选择一种加工的零件,从识图、造型、加工工艺、编程、确定工件装夹方案、维修等都由学生自己完成。
4 结束语
我们的实验方法研究是边摸索边实践,其特点是既有机床训练,也有软件训练。实验系统包含了数控技术课程的重要知识点,学生应用和掌握知识内容方便简洁。实验让学生将抽象的理论知识与具体实际相结合开阔了学生的眼界,扩大了知识面使学生感到学有所用,实验和操作过程也在实践中逐步改进形成了一个规范完善的实验教学体系。
参考文献
[1]庄金雨,华章.数控技术在实践教学过程中探讨与思考[J].2009(24).
[2]陈典红.数控技术课程教学改革与探索[J].中国校外教育, 2009(29).
关键词数控 教学实验 机床
中图分类号:G423文献标识码:A
1 概 述
近十年来,我国数控技术的推广应用也进入了快速发展阶段,需要大量从事数控技术研究应用的人才。数控技术课是机电类专业的主干课程,是机械工程类本科生一门应用性、实践性很强的专业基础课程,本课程与工程实际联系紧密,其实验教学与实践环节不仅是理论教学的深化和补充,对于培养学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力,也起着非常重要的作用。因此实验教学在消化理解和吸收教学内容上起到了非常重要的作用。我们对该课程的实验教学进行了系统的研究,规范和完善了该课程的实验教学体系。目前我国在提供数控技术教学培训方面基本上以理论教学为主,往往缺少实践教学及实际操作培训这一环节。形成这种局面的主要原因是商业数控机床昂贵,操作使用和维修费用高,难以用作教学培训设备。针对这种情况,我们开发一套软硬件相结合的数控教学实验系统以满足相关教学、培训需要。
2 数控技术的实验教学构建
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经础之上。教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从习、活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真解和掌握基本知识与技能、方法,获得广泛的活动经验。”这是实践性教学模式研究的指导思想。在数控技术的课程教学中,要求学生不仅要掌握数控机床的使用,还要掌握数控系统的设计开发能力。本门课程主要目的是培养学生具有数控编程的能力兼顾数控系统的设计,因此实验内容主要突出数控车床编程、铣床编程、加工中心编程和计算机辅助编程。数控技术课程也是实践性非常强的课程,突出技能教育和动手能力的培养,使学生通过专业理论知识能指导实际操作,注重实效性。
3 实验教学内容的设置
3.1 实用性
本门课程的主要目的不仅要培养学生具有数控编程的能力,而且要使学生具备数控系统的设计能力, 实验设计侧重数控机床编程和操作的实验;所以在实验中考虑零件编程和加工相结合,模拟和真实相结合。
3.2 先进性
数控技术进入了快速发展阶段,要不断加入先进制造技术。一方面是侧重数控原理理解,主要让学生掌握数控加工主要设备的结构性能、工作原理,掌握数控车床数字控制原理和编程操作方法。我们在实验教学中设置了数控系统的了解、数控编程、数控插补和计算机辅助编程实验。另一方面在注重手工编程的同时,强调自动编程及应用技术,使学生熟悉及掌握自动编程软件,如CAXA制造工程师、MASTERCAM、UG、PRO/E、CIMATRON、SOLIDEDG等流行软件。
3.3 可操作性
实验项目的设计一定要具有可操作性,有的实验项目尽管具有实用性和新颖性,但由于实验设备和环境等条件因素的制约,不具备可操作性。数控插补是实现数控控制加工的核心环节,要看到数控插补过程及效果用硬件很难实现,且成本较高。
3.4 综合性
综合性是指要注意到各个实验项目内容之间的关联性,实验项目应让学生综合应用各方面的知识,调动学生的积极性和主观能动性,使实验教学真正成为学生综合运用学科知识进行能力培养的有效途径,从而提高学生的综合实践能力。
根据实用性、先进性、可操作性、综合性的要求,我们设置实验项目。实验的设置主要按以下三个方面进行:
3.4.1 数控车床、铣床编程及加工
利用计算机仿真软件锻炼学生手工编制数控车床、数控铣床加工程序的目的。通过程序编制及运行,学生自行检查刀具运动轨迹的正确性,从而熟悉编程指令的正确使用,培养学生的实验操作能力和独立解决问题的能力。利用CAXA制造工程师、MASTERCAM、UG、PRO/E、CIMATRON、SOLIDEDG等流行软件锻炼学生自动编制数控车床、数控铣床加工程序的目的,使学生掌握自动编程及应用技术。学生编出的程序要放到数控机床上加工,加工出真实的零件。教学效果非常好,学生非常感兴趣,学生的学习不再停留在书本上、计算机上,这样理论和实际紧密结合起来了。
3.4.2 数控原理理解
数控查补原理是数控技术的重要组成部分,为了改善和提高数控技术课程的实验环境,使学生能够将理论与实践相结合,掌握数控插补原理;我们开发了一套数控插补软件,可进行逐点比较法插补、DDA插补、数据采样插补,并且还可以连续插补、手动插补、步进插补,非常直观和形象。
3.4.3 数控综合实验
数控是一门综合性学科,它与机械类基础课和专业课密切联系,要能够加工出精密零件,必须进行综合训(下转第34页)(上接第32页)练。通过数控综合实验的训练,使学生较系统地了解现代数控机床的基本原理、组成、分类、特点、编程;数控机床的发展水平,结构组成,与现代制造业的关系等。从而在数控机床的应用与开发、功能拓展、CAD/CAM/CNC一体化等方面具备一定基础。在教师指导下,让学生自己选择一种加工的零件,从识图、造型、加工工艺、编程、确定工件装夹方案、维修等都由学生自己完成。
4 结束语
我们的实验方法研究是边摸索边实践,其特点是既有机床训练,也有软件训练。实验系统包含了数控技术课程的重要知识点,学生应用和掌握知识内容方便简洁。实验让学生将抽象的理论知识与具体实际相结合开阔了学生的眼界,扩大了知识面使学生感到学有所用,实验和操作过程也在实践中逐步改进形成了一个规范完善的实验教学体系。
参考文献
[1]庄金雨,华章.数控技术在实践教学过程中探讨与思考[J].2009(24).
[2]陈典红.数控技术课程教学改革与探索[J].中国校外教育, 2009(29).