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中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)10-0137-02
課程改革背景
近年來,數控加工已成為制造加工業的主要力量。2009年,國務院出臺了《國家裝備制造業振興規劃》,出臺了一系列政策對本行業進行大力扶持。我國數控機床年消費超過60億美元,臺數超過10萬臺。進口和消費機床連續8年排名世界第一,數控機床生產和操作所占市場份額的迅速提升,使得相關技術人才的需求量急劇上升。目前,國內數控人才缺口率高達65%,缺口量達200萬人,尤其缺乏數控機床操作等高技能人才。因此,學習數控機床的操作、零件的程序編制、工藝處理等對于數控技術專業的學生來說非常重要。
高職院校的主要任務就是培養符合企業要求的“技術基礎厚,實踐技能強”的高技能人才。面對一邊是大量畢業生找不到工作,畢業即失業,一邊是工廠企業需要大量的技術人才卻招聘不到的市場現狀,如何才能滿足企業對畢業生“不僅能用,而且好用”的期望,是我們急需解決的問題。
課程設計
(一)課程設計的基本思路
課程組成員通過對相關數控企業進行調研得知,數控技術人才的主要就業崗位有加工工藝員、數控編程員以及數控操作工等。這些崗位不僅要求學生有扎實的理論基礎,還要求有過硬的實操能力。因此,為培養學生“厚基礎,強技能”的綜合水平,將數控編程理論課程與數控機床加工實踐課程合二為一,形成“教學做”一體化的數控機床編程與操作課程,是一門培養數控機床操作、維護、程序編制、產品檢驗、車間管理等職業崗位群基礎能力的專業核心課程。課程的實施地點為校內綜合性實訓基地,課程教師由校內專任教師和企業技術人員共同擔任,課程的實施過程即產品的生產流程。
(二)適應生產性實訓的校內實訓基地建設
我院校內實驗實訓設施雖較完善,但綜合性生產實訓場地不夠,還不能完全滿足工學結合的生產性實訓要求,并且運行模式不能滿足工學結合、校企一體、為行業企業服務的需要。因此,須建設以生產性實訓為特征的教學形式,即按照一個完整的生產鏈要求,整合校內現有實訓條件,引進企業優勢資源,按實際生產中的不同功能規劃生產車間,建成設施完善,工位充足,集生產、教學、培訓、科研、技術服務與職業技能鑒定于一體的綜合性實訓基地;并營造出企業真實的工作情境及管理模式,形成“專業+企業+師生員工”的教學管理模式,校企共育高端技能型人才。
這種模式的建立,使學生可以數控機床編程與操作課程為載體,在生產性實訓基地從事煤礦機械零件工藝編制、加工、產品檢驗、機床的安裝調試與維護等工作,為學生創造真實的生產環境和職業崗位,使學生在完成生產任務、提高職業技能的同時,接受企業文化的熏陶,提升職業素質。還可以解決企業加工設備、操作技術工人有限的問題,降低產品訂單的生產成本,縮短生產周期,在為企業降低生產成本的同時,為學校創造效益,最終實現校企雙贏。該生產性實訓基地的組成及功能如圖1所示。
(三)教學內容設計
教學內容的設計依據高職突出職業性的特點,主要培養技能型人才。高職學生的特點是形象思維強于邏輯思維、動手能力強于思辨能力。高職教師的特點是專兼結合的“雙師型”教師。而高職的就業特點是“雙證”畢業,直接上崗。
教學內容按照“真設備、真標準、真項目、真生產”的四真原則設計。真設備即教學條件為真實并先進的數控加工設備;真標準即課程教學標準依照真實的職業標準;真項目即教學項目采用企業真實的生產項目;真生產即教學過程按照真實產品的生產流程(教學設計如下頁圖2所示)。
課程實施
課程實施采用以生產性實訓為特征的教學模式,具體表現在以下幾個方面。
(一)“雙師、雙真、雙證”,融“教學做”于一體
“雙師”執教,即教師隊伍由企業兼職教師和學校專職教師組成;“雙真”運行,即在具有真實生產環境的校內實訓基地,運行企業的真實生產實例,融“教學做”為一體;獲得“雙證”,即通過實施“雙師”執教,“雙真”運行,在做中教、做中學,學生最后獲得畢業證和職業資格證(雙證)。
(二)以生產性實訓為特征,實現校企共贏
以生產性實訓為特征,主要體現在以下四個方面:(1)生產訂單。實訓內容采用真實的生產訂單,實現來料加工、效益型實訓。(2)生產人員。實訓指導教師為企業的生產技術人員,實訓學生為企業的“準員工”。(3)生產設備。實訓加工設備采用與企業同步的生產設備,包括數控車床、數控銑床以及加工中心。(4)生產流程。實訓流程按照企業產品真實的生產流程進行組織。
(三)單元教學采用“五步法”
單元教學采用“五步法”進行教學組織與實施。(1)下達任務。學生以生產小組為單位召開班前會,傳達學習及操作任務、要求、勞動分工及安全注意事項,勞動監管與檢查、考評等。(2)任務討論。項目組成員一起討論任務單,分析所需知識與技能以及任務分配。(3)任務指導。在各組進行任務分析與實施過程中,專兼職教師對其進行指導、講解及答疑。(4)任務實施。各生產小組學生在教師的指導下完成零件的裝夾、刀具的選用、零件的加工等相關工作任務。(5)總結任務。召開班后會,進行產品質量檢測,總結當日的學習任務完成情況。
(四)實施“三按四檢”考核方案
總體考核思路 本課程的總體考核思路摒棄了傳統考試內容重理論、輕能力,形式單一化、缺乏創新的平面考核,改為產品設計、現場演示、產品加工、取證、答辯等形式多樣的立體考核;摒棄了考試時間靜止不變、考試環境靜止不變、考試過程靜止不動的靜態考核,不僅使學生手動、大腦動,還要身體動(進行實操)、嘴動(進行答辯)、環境動(從教室到實訓車間)、時間動(從學期末變為貫穿到整個教學過程中),整體實現動態考核。
具體考核方案 本課程的考核方案參照企業“三按四檢”的質量檢測標準,考核標準依據企業按圖紙、按工藝、按技術的“三按”要求,考核形式遵循企業自檢、首檢、巡檢、終檢的“四檢”形式(具體如圖3所示)。
實施效果
以“四真”原則為基本依據的課程改革在實施過程中取得了較好的成效。改革緊緊圍繞培養學生全面素質和綜合職業能力這一核心目標,對原有課程進行了重新整合,構建了以技能為核心的課程體系,實施了以生產性實訓為特征的教學模式,將原有專業課程技能融入生產過程中,教師邊教邊學,學生邊學習邊實踐,讓每一名學生對工作過程及崗位任務有一個完整的體驗,在教技能的同時,培養了學生的職業素養和創新精神,學生的取證率高達96%以上。
同時,增強了社會服務能力,圍繞機械設計、機械加工技術等應用,開展技術開發、技術推廣、技術咨詢和技術服務工作。通過以生產性實訓為特征的課程實施,為中平能化集團、平高集團等煤礦設備生產企業加工零部件,緩解了企業訂單交付時間緊、加工設備及技術工人短缺的問題,真正起到了“取之于企業,服務于企業”的作用。
參考文獻:
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隨著互聯網的快速發展普及,微博、微電影、微信等新興媒體迭出不窮,人們已經步入微時代,這些微媒體正在逐漸改變我們的生產、生活和學習方式。為了適應微時代下的微學習,“翻轉課堂”和“微課”已經成為教育研究和信息資源建設的熱點。把“翻轉課堂”與“微課”有機結合并應用到“數控機床編程與操作”課程教學改革中,對提高教學質量和學生學習效果具有積極的促進作用。根據目前學生的情況,創新設計并制作基于翻轉課堂教學模式的創新型微課是一種有益的嘗試。滿足了學生的個性化學習和按需學習的需求,打破了傳統課堂教學的束縛,有利于學生在互聯網時代知識、技能和素質的進一步提高拓展。
1微課的定義及特征
微課的全稱為“微型教學視頻課例”,也可稱為“微課例”或“課例片段”,是以精小視頻為主要載體,針對某個知識點或教學環節而開展的精彩教與學活動全過程。微課在時間上具有短小精悍的特征,支持個性化學習、翻轉學習、在線學習、按需學習等學習方式。翻轉課堂”譯自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,最早由美國提出,學生更多利用課余時間借助網絡媒體的力量自我完成知識的學習,課堂上師生之間主要是交流互動,包括答疑解惑、知識的運用、創新設計等。在翻轉課堂教學模式下,微課作為課前預習環節一種特殊的課程資源,二者有機融合,既提高了學生學習的主動性,又增加了教師教學的靈活性。
2基于翻轉課堂的微課創新設計
在微課制作時,關注介紹微視頻的拍攝和剪輯等技巧比較多,忽略了微課作為課程資源的整體性、系統性設計,相關研究比較少。基于翻轉課堂教學模式下“數控機床編程與操作”微課創新設計,不僅要考慮視頻的拍攝和編輯,更要注重微課的設計,只有二者的有機融合,方能制作出精彩的微視頻。創新微課設計開發主要環節如下。
首先,梳理選擇哪些內容需要制作成微課并做好系統規劃。在進行微課設計時,在內容的選擇上既要考慮到微的特點,又要兼顧翻轉課堂的教學模式,所以在內容的安排上有其獨立的特點,也要具有一定的連貫性和邏輯性。要認真梳理課程的知識和技能重難點,針對數控加工中基礎的、有代表性的知識重難點或技能節點制作相關微課(如:FANUC數控系統面板介紹、工件的裝夾、刀具的選擇安裝、夾具的選擇安裝、切削用量的確定、數控機床對刀操作要領、G90指令的使用、G71指令的使用、G73指令的使用、螺y件加工及典型的教學項目載體數控加工操作演示等),構建一個完整的、系統的、連貫的“數控機床編程與操作”課程微課資源庫。
其次,微課的創新設計制作要堅持“目標明確,講解透徹,操作演示過程清晰”的原則,遵照“內容設計-情境引入-提出問題-應知講解-操作演示-媒體設計-視頻編輯-學習小結”的制作流程。科學精心的創新設計,方能在有限的時間內講解清楚相關知識技能要點;精彩的情境導入,才能調動學生的積極性,激發學生的學習興趣,滿足學生的情感體驗需求;巧妙的的問題設置,引發學生在觀看微課時的思考;精辟的應知講解,抓住學生專注學習的幾分鐘;熟練規范的操作演示,幫助學生掌握數控機床正確的操作流程和注意的技能點,有助于職業素養的養成;針對不同的內容,進行合理的媒體設計,能提升微課的制作質量和表現力;簡短的學習小結,有助于學生理清所講授的知識點和應該注意的技能操作要點。
最后,微課作為一種特殊形式的教學資源,在創新設計時還要考慮與其他輔助教學資源(微教案、微課件、微任務和微思考等)的互補。例如:學生在自學“G71指令的使用”微課時,配套相關的微任務(單調遞增形狀簡單階梯軸的加工)和微思考(非單調遞增手柄形狀的軸類零件該如何進行加工呢)等。這樣便于學生的自主學習,課堂上師生互動交流。呈現實時開放的教學生態環境,教學效果會更好。
3微課在教學中的應用
“數控機床編程與操作”是我校機械類專業的必修課程,是培養學生數控機床的編程與操作技能的職業崗位核心課程。翻轉課堂又與傳統的課堂教學模式不同,是一種新型教學模式,所以在教學改革實施過程中,要注意微課在教學中的靈活應用及推廣。互聯網+移動智能終端的普及應用,為微課在教學中的廣泛使用創造了良好條件。教師把制作完成的微課上傳至我校的“微課程云平臺”,如圖1所示,生成微課二維碼,粘貼在數控實訓室、教室或上傳至“數控機床編程與操作”課程微信群中,學生借助手機等移動終端可隨時隨地掃碼觀看;學生自學時可通過“微課云平臺”的留言區、課程微信群和課程QQ群等方式與老師、學生在線溝通、討論;實操加工時也可邊看邊做,反復觀看學習,提高數控機床操作能力。課堂上師生更多的是互動交流,分析數控加工工藝、探討數控程序的編制等。基于翻轉課堂教學模式下的微課創新設計應用,構建的是一個實時、開放、線上線下互動的教學環境,如圖2所示。
項目教學法是當前職業教育中的一種得以廣泛運用的“做中學、做中教”式教學法,其強調學生在教學中的主觀能動作用,師生之間的活動是互動的,適合在中職專業課教學中應用。近幾年,隨著我院國家中等職業教育改革發展示范學校的建設,硬件設備不斷完善,也為項目教學法在數控專業技能課上的實施提供了條件。 1.項目教學法簡介 1.1項目教學法的概念 項目教學法是通過一個完整的“項目”工作來進行的實踐教學活動,在職業教育中,項目是指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的工作任務。教師已經不再是教學中的主導者,而應成為學生學習過程中的引導者、指導者和監督者。 1.2項目教學法與傳統教學法的區別 項目教學法與傳統教學法相比,有著顯著的區別,詳見表1: 表1 項目教學法與傳統教學法的區別 教學方法
比較項目
傳統教學法
項目教學法
教學目標
教師傳授知識和技能
學生自主學習新知識
教學形式
教師為主體,學生被動學習 學生為主體,在老師的指導下主動學習
交流方式
單方面互動為主 小組成員之間及學生與老師之間多向交流
參與程度
學生服從老師指揮,參與度較低 學生可以根據自己的興趣做出選擇,主動參與
激勵手段
以外在動力為主,難以持久 內在動力得以充分調動,可持久
特色 老師挖掘學生的不足點,補充授課內容 老師利用學生的優點,開展活動
1.3實施項目教學法應具備的條件
1.3.1教材中項目的有效性
項目的設計應符合中職學生的就業預期,要包含全部教學內容并盡可能地融合多門課程的知識點;項目的難度必須適中,在中職學生當前發展水平的基礎上,經過適當努力能夠完成;同時要使各種技能得以有效重復,讓學生達到熟能生巧。
1.3.2教學設備的配套性
既然要給學生提供模擬的工作環境,就必然要求學校配備“夠用的工作設備”,創造準工作活動的氛圍,使學生在工作(教學)過程中完成對知識的構建,有效提高其職業能力。
1.3.3教師的專業素養和實踐能力的完整性
教師必須儲備更完整的專業技術和教學能力,具有豐富的實踐經驗,從而使知識點融會貫通并得到必要的整合。
1.3.4教師指導過程的開放性
教師應引導教學過程從可控課堂向自由課堂、構建學習演變,并建立切實有效的評價機制,在開放教育中更好地履行自己的職責。 2.《數控機床編程與操作》課程教學中項目教學法的應用
《數控機床編程與操作》作為控加工專業本核心課程之一,以培養學生熟練掌握數控機床的基本編程技能和數控機床操作加工的應用能力為主要目標。
2.1《數控機床編程與操作》課程概述,詳見表2:
表2 《數控機床編程與操作》課程概述
課程名稱
課程內容
技能要求
數控機床編程與操作
系統介紹常用數控機床編程與操作的知識和方法,以及數控機床的使用和維護。主要包括數據技術基礎、數控車床、數控銑床、加工中心的編程與操作、CAD/CAM與數控自動編程技術以及數控機床的使用和維修等。尤其是操作,不僅介紹了基本操作方法,更有具體詳細的加工操作步驟。通過本課程的學習,為全面提高學生的綜合能力提供有力的保障。
通過對數控加工過程中有關工藝分析、數值計算、基本的編程功能指令等的學習,使學生了解數控機床的結構;掌握FANUC系統數控車床、數控銑床、加工中心的程序編制方法及自動編程方法;培養學生根據具體數控機床特性和實際需要的零件圖要求編制加工程序的能力、調試程序的能力和運用現有數控機床加工零件的初步能力。
2.2學情分析 本課程的授課對象大多數為數控加工專業二年級學生,之前已經學習了《機械制圖》、《公差配合與測量技術》等理論課程,進行了鉗工、車工實訓,已具備一定的識圖能力和機械加工工藝知識,并基本掌握了普通車床的操作技能,為本課程采用項目教學法進行教學打下了良好的基礎。
2.3具體項目案例分析 一個完整的“項目教學”過程通常包括以下步驟:確定項目任務、制定計劃、實施計劃、檢查評估、歸檔或結果應用五個教學階段。
2.3.1確定項目任務
教師提出一個或幾個項目任務設想,同學生一起討論,最終確定任務。目的是引起學生的思考,讓學生獲取工作任務的信息,從而引出要解決工作任務的興趣,設置情境,引入項目。
2.3.2制定計劃 學生根據工作任務的具體情況,進行圖紙和加工內容的分析,確定加工的工序和質量精度的要求,計算主軸轉速、進給速度、切入深度(背吃刀量)和加工余量等,根據現有的數控加工設備和刀具量具的具體情況,通過學生討論,教師指導的方式,最終制定合理的項目計劃。 2.3.3項目實施 在此階段,首先根據授課班級學生的情況,將學生分組,每組不同層次學生合理搭配,并選出組長。各小組必須嚴格按照制定計劃執行,每位成員應積極參與,根據制定的計劃和決定,開展對工作任務的實施過程,同時教師在完成過程中應提醒學生注重過程中的細節,注意觀察和總結,并做好記錄。 2.3.4檢查評估 先由學生自己進行評估,再由教師對項目工作成績進行檢測評分。師生共同討論,評判在項目工作中出現的問題,學生解決處理問題的方法以及學習行為特征,通過對比師生的評價結果,找出造成評價結果差異的原因。
2.3.5歸檔或結果應用
項目工作的結果,應該歸檔或運用到企業和學校的生產教學實踐中。 3.效果與反思 在《數控機床編程與操作》課程中采用項目教學法,改變了以往“教師教、學生聽”的被動式的教學模式,將理論與實踐有機結合,教學過程更加貼近生產實際,培養了學生的自學、操作、分析解決問題的能力,符合“以服務為宗旨,以就業為導向,以能力為本位,以創新為動力”的職業教育理念。
但是,一種新的教學法的嘗試,不是一帆風順的過程。認真地分析學生,以學生的發展作為我們的目標,關注課堂,關注教學,我們一定會探索出一條適合學校自身實際的項目教學模式,為社會培養出更多的優秀技術人才。
在數控機床實際加工作業中,制造加工企業可以配備專業人員對數控機床在機械加工過程中所涉及的各項加工設備、數控加工技術以及機械加工操作程序規范等問題進行詳細地分析與研究,以此作為研究人員在制訂數控機床機械加工效率優化整合的依據與參考。當前經濟形勢下,造成數控機床機械加工效率低下的主要原因有:
1.數控機床機械加工故障制度不健全,機械應用水平低下。就我國而言,在整個制造加工行業領域中,研究人員仍然沒有在數控機床機械加工設備在損壞及質量影響下對整個數控機床機械加工作業精度帶來的損失問題上形成較為統一的認識。再加上大部分專業人員對數控機床機械加工設備的依賴程度較大,重引進、輕研究,設備使用人員缺乏對先進數控機床機械加工設備的規范化使用意識,數控機床加工過程中粗加工與精加工之間存在的產品加工工藝差異也無法通過這些先進數控機床機械加工設備儀器的加工性能體現出來。在多種因素的共同作用下,最終造成整個數控機床機械加工效率低下。
2.數控機床機械加工的編程程序不夠規范。在新的經濟技術形勢下,數控機床需要以計算機編程系統和編程技術為載體,實現對整個機械加工環節分布把握與整體控制的目的。然而,由于當前我國的計算機程序編程技術在數控機床機械加工中的應用還不夠充分,在系統初始調試程序與機床走空刀故障的處理辦法上還存在明顯缺陷,整個數控機床機械加工無法在運行安全性及穩定性方面作出保障,這也是造成當前數控機床機械加工作業效率低下的重要原因之一。
二、提高數控機床機械加工效率的措施
1.做好機床的維護和管理
數控機床的維護與管理工作在很大程度上影響了自身的工作壽命,其中,數控機床設備的是維護工作的主要手段,對于數控機床,裝置是自動進行工作的。對于數控機床的維修工作,應注意需根據規定的標號按時加注,一般情況下,選用信譽較好企業的油。與普通機床相比,數控機床的造價成本較高,其對操作的精度有著較高的要求。倘若使用標號不對的油,將會影響機床的工作性能,比如機床對溫度的適應性以及轉速特性等;倘若使用的油含有一定的雜質,不夠純正,將可能導致數控機床的油路發生堵塞現象,提高運動部位發生故障的幾率,影響數控機床的使用年限。所以,為了成功完成數控機床設備的工作,需要按時對系統進行必要的清洗,并定期更換過濾網,使用規定標號的油。
2.提高工作人員的業務水平和職業素質
處于生產第一線的操作、編程和維修人員直接面對設備,他們的技術水平和職業素質的高低將直接影響到設備的使用效率和工件的加工質量,也在很大程度上決定了設備的使用壽命。因此,提高上述人員的業務水平和職業素質,使之盡快適應新設備的操作使用和維護保養要求,是非常重要的。在現實工作中,有些機床操作或編程人員由于對機床和系統了解不深,甚至理解錯誤而引起的編程或操作失誤一類的故障時有發生。例如參數或語句設定錯誤而造成機床不運行、動作失誤、工件加工時尺寸超差或是由于操作失誤而造成機床誤動作甚至撞車等。這類故障都是一些本來可以避免而又后果較嚴重的故障,直接影響了機床的有效使用;而維修人員由于業務水平不高,當設備發生故障時,不能迅速、有效地排除故障,使數控機床長期處于故障癱瘓狀態而影響生產的情況時有發生。因此,作為機床操作、編程及維修人員,在上崗操作設備之前,必須經過崗前培訓,使之具備必需的數控機床操作、編程和維修知識。并且要對所操作的具體機床有更進一步的了解,這樣才有可能避免上述情況的發生。
對于新技術,有些操作人員不善于使用這種先進的檢測工具,仍沿用老的檢測方法,在停機后(有時甚至要拆下工件)用常規量具進行檢測,這樣無形中降低了高效機床的加工效率。在編程人員中,同樣存在著類似問題。上述這些問題只有通過不斷提高操作、編程和維修人員的業務水平來解決。要最大限度地發揮數控機床的生產效率,在很大程度上取決于操作、編程和維修人員的技術水平。這就要求操作者頭腦清晰、思維敏捷,具有較豐富的實踐經驗和有關的數控加工知識;編程人員要求有較高的理論水平和豐富的工藝知識;而對維修人員則要求有扎實的理論基礎知識、豐富的維修經驗和較強的動手能力。另一方面,上述人員的職業素質和敬業精神也是必須重視的問題。科學技術越發展,設備的自動化程度越高,對相關人員的技術水平也要求越高,人員的素質高低就越顯重要。機床的操作、編程和維修人員如果沒有主人翁精神,沒有積極自主的工作熱情和態度,很難設想能夠積極主動、高效快捷地用好數控機床這類自動化設備。因此,作為一個企業,要把不斷地提高數控機床操作、編程和維修人員的職業素質和敬業精神作為一個長久的工作予以足夠的重視。
參考文獻:
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隨著機械制造業產品向高精密方向的發展,數控加工在企業中得到越來越廣泛的應用,這對我們職業教育者來說,培訓大量的合格的數控加工操作人員就成為迫切的問題。“實踐出真知”,大量的實踐操作,是學生成長為技術工人的必由之路。但是,每個學校的數控加工機床都是有限的,每一臺數控機床又都是很昂貴的,學生稍一出錯就可能導致機床的損壞。那么,怎樣才能搞好數控教學,合理利用資源,讓學生在有限的學習時間里,既獲得有用的理論知識,又學會必要的操作技能,最終成為一個合格的數控機床操作者呢?答案就是,有效地利用數控加工仿真軟件。
數控仿真軟件可以在計算機顯示屏上顯示的仿真面板上模擬數控機床的操作,可以用三維動畫演示零件的加工切削過程,并且能檢驗數控指令正確與否,提供一整套功能齊全的調試、編輯、修改和跟蹤執行等功能。把仿真軟件引入數控加工教學之中,用于數控機床操作與編程培訓,這樣既可以避免因誤操作造成價格昂貴的數控機床的損壞,又可以使操作人員在對仿真數控機床操作過程中產生臨場感和真實感。學生們不僅能更快地熟悉和了解數控加工的工作過程,并且能掌握多種數控機床的基本操作。
那么,如何在數控加工教學中有效的運用仿真軟件呢?
首先,在學生學習數控編程的時候,老師就可以在教室里利用仿真軟件演示各種數控加工命令的運動,增加授課的生動性和直觀性。在講授數控銑加工鉆孔循環命令G81G82G83G73G74時,數控仿真軟件也具有很大的優勢,執行命令的時候,可以采用單步執行,讓學生清楚地看到機床運動的每一個動作,而且通過對比不同命令動作的不同,有利于學生增強對比和記憶。
一、引言
隨著社會的發展,對于當今技能型人才的要求提出了更高的標準,這也對于職業教育的教學提出了更高的要求。在機械數控機床專業,通過機械數控機床加工實訓可以有效地提高學生對于機械數控機床操作水平,并對學生利用機械數控機床進行零件加工進行實訓,一方面可以提高學生對已掌握知識的消化理解,另一方面也有利于學生將來的就業。但是通過實際教學工作發現機械數控機床加工實訓的教學效果并不讓人滿意。為了改善這種情況,普遍通過項目教學法的形式進行教學工作。通過項目教學法可以將學生的理論知識與實際操作相結合,繼而提高學生的數控編程能力和實際操作能力。這對于學生將來的就業發展也非常有幫助。本文對于在機械數控加工實訓中如何利用項目教學法進行了具體的分析。
二、項目教學法在機械數控機床加工實訓中的分析
所謂項目教學法是指在機械數控機床的加工實訓過程中,教師帶領學生一起完成一個數控機床加工項目從而在這一過程中完成教學活動。所以這樣的項目設置主要是為了讓學生在這一過程完成對于機械數控機床的操作加工學習,對于項目的大小并不重要。在項目教學法當中,教師應該將需要進行加工的數控機床項目與學生在課堂上所學習的理論知識相連接,這樣既可以讓學生在數控機床的實訓中提高對于數控機床的操作水平,同時又可以對學生已經學習的知識進行鞏固,既培養了學生的實際操作能力,同時又讓學生復習了課堂理論知識。項目教學法的應用主要是通過設定一個項目,讓學生自行安排時間,自己進行規劃并根據規劃進行編程設計操作。總體上,項目教學法主要包括以下幾個步驟:第一,設定項目任務。一般在學生每學期完成教學內容后都會安排一段時間的機械數控機床加工實訓,時間1—2周不等。之所以安排這一段時間實訓的主要目的是為了培養學生對數控機床的實際動手操作能力。機械數控機床專業與其他專業不同,更強調的是對于數控機床的實際編程加工操作能力而不是理論知識。所以通過這一段的實訓,可以讓學生根據本學期所學習的理論知識對機械數控機床進行操控。此外,對加工項目進行選擇時,教師應該根據學生的綜合情況進行考慮選擇,設置的項目應該有一定的難度性,讓學生通過項目的加工對于理論知識進行綜合運用,同時提高學生的實際操作能力。第二,項目的完成過程分析。為了便于學生在機械數控機床的加工過程中進行討論與分析,可以讓學生以小組的方式進行加工項目,可以設置2—3人為一小組。由于學生以往大多是接觸的理論知識,對于機械數控機床的實際操作比較少,因此對于數控機床的操作能力肯定不足。在對數控機床進行操作時,很多學生都對編程問題極感興趣,這也說明他們平時這方面進行了比較多的鍛煉,但是通過操作后就會發現這些程序往往都不具有正確的操作性。所以在這一過程中,教師的作用就是引導學生將日常所學習的理論知識應用到實際操作中去。不過在學生進行數控機床操作前,教師應該首先把數控機床操作的安全知識講述清楚,防止在操作過程中出現安全事故。在進行加工的過程中,教師應該指導學生根據零件圖紙設計對零件加工過程中所需要的的相關設備材料進行收集。然后應該確定零件的加工程序,并對刀具以及相關的參數進行設置選擇。在對機床進行編程加工階段,教師可以引導學生多進行討論,設計多種編程方案后在讓學生進行驗證。需要注意的一點是必須是進行驗證通過后才可以讓學生把所編的程序輸入數控機床中,避免由于程序缺陷造成安全事故。設置機械數控機床加工實訓的目的就是為了鍛煉學生的上機操作能力,所以教師要在實訓過程中保證每一個人都能上機操作。由于機床的資源限制,教師應該提前對學生數量與機床數量進行統計,根據統計結果做好具體的實訓安排。
三機械數控機床加工實訓對于學生能力的培養分析
第一,對于學生數控機床編程能力的培養。在機械數控機床的加工實訓過程中,對于學生的編程能力可以起到較好的鍛煉培養作用。平時學生多是對于數控機床的編程知識主要是理論知識,很少直接通過數控機床對編程知識的掌握程度以及正確性進行驗證嘗試。通過數控機床的加工實訓可以讓學生有機會將自己對于編程知識的掌握程度進行驗證。而且在平時的理論學習過程中只重視對于編程理論知識的學習掌握,但是在數控機床的操作過程中并不能僅僅靠編程知識就能完成,還要求學生對于刀具的選擇以及加工的工藝問題進行掌握,這樣對于學生的綜合要求就比較高了。并不僅僅是通過對編程知識的學習就能掌握的,必須要進行實際操作實踐不斷進行經驗的總結與積累,這樣學生的操作能力才能提高。另外在實訓過程中,學生除了需要對刀具的選擇以及加工工藝問題進行考慮以外,還需要根據零件的加工要求進行操作調整,根據加工零件要求的為粗加工或者細加工對數控機床的切削量等參數進行設置以便加工出符合要求的零件。這些知識都是在課堂的理論學習過程中無法得到的。通過數控機床加工實訓,可以讓學生對于機床的編程控制,零件的加工工藝以及加工前的設計工作等都進行熟悉及掌握,對于一些刀具的選擇以及走刀的路線設計等都可以獨立進行設計,可以初步獨立的進行零件的加工工作,這對于學生未來的發展及就業具有非常重要的作用。第二,對于學生數控機床實際操作能力的培養;其一,數控加床的日常保養與維護。沒有只干活不休息的人,對于機器也同樣如此。機械數控機床的保養維護工作對于維護機床的整體性能,延長機床的使用壽命具有非常重要的作用。通過實際的數控機床加工實訓,學生可以對數控機床的相關維護保養知識進行初步的學習,并嘗試進行簡單的維護保養工作。比如對數控機床每天開機前以及關機后的使用檢查工作;每次接通電源后需要進行的參考點設置工作以及在操作中應該如何避免發生警報或者其他安全事故以及在操作過程中如何應對機床出現的故障等,這些都是需要通過實際操作才能學習到的;其二,機械數控機床的操作能力培養。由于之前都是對于機床理論知識的學習,缺乏實際機床操作,所以學生在進行機械數控機床的實訓過程中不可避免地會出現一些操作問題,操作過程不連貫甚至造成一些毀壞。所以通過機床實訓可以提高學生的實際機床操控能力,提高學生對于平時所掌握的課堂理論知識的學習,這樣將理論與實踐相結合,更有利于學生未來的發展或者就業工作。比如在操作過程中,如果學生遇到緊急的問題需要處理,可以求助于教師進行幫助。一般數控機床都是采用的一種增量式的內部測量系統,如果在正常的使用過程中發生突然斷電的現象,那么機床的數控系統會丟失對原先的參考點的記憶,如果再次使用機床必須返回原來的參考點進行重新的設置。所以學生在機械數控機床的的操作過程中首先需要學會對這種回考點進行操作。在整個數控機床的實訓過程中,學生對于機床的實際操控能力會有很大提高。除了對一些基本的機床操控知識進行學習以外,還會對操作過程中的一些技術環節進行了解與掌握。在機床零件的加工過程中,對于零件的切削水平要求較高,這一點學會應該進行仔細的學習與操作。在零件的切削過程中首先要對零件的坐標位置在機床中進行設置,然后進行“對刀”工序。所謂的對刀工序是指在進行正式的零件切削時,應該先對機床的刀具應該進行補償值設定,可以采用試切法的方式來進行設置。對刀的準確度會對后期零件的加工精確性產生重要的質量影響。如果對刀的誤差非常大,超過了一定的標準要求,那么會造成在編程過程中出現錯誤性程序,導致機床的刀具可能與零件的毛坯發生碰撞而被損壞。在零件的加工過程中,對刀程序完成以后還需要對程序進行調試,主要是針對程序的參數進行設置,確保機床的正常運轉。參數調試完畢后可以先對機床進行粗加工運轉,然后進行外圓以及螺紋的加工,逐步過渡到精加工工序中。所以通過數控機床的實訓工作,不僅僅是培養了學生的實際的機床操控能力,同時對于學生面對問題以及獨立解決問題的能力也進行了鍛煉。這樣對于將來學生工作后獨立分析完成加工任務非常有幫助。這一點對于學生的發展影響至關重要。隨著現代數控機床技術的發展,數控機床的種類也在不斷增多,比如根據零件加工要求的不同分為中檔的數控機床和抵擋的數控機床。一些數控機床的主軸是無法完成自動調速的,主要是通過手工換檔進行,而且往往這需要等到機床的掛輪停止轉動以后才可以進行。在使用這樣的機床進行加工時,需要對機床的各個工序進行獨立的編程才可以操作。所以這對學生的能力鍛煉非常有必要。而且通過對不同種類的數控機床的操作學習,也可以培養學生獨立完成加工任務的能力。比如在對數控銑床進行操作時,學生可以根據加工零件的要求進行獨立的作業,獨立完成對于銑床刀具的安裝以及對刀調試工作,回考點的選擇設置等工序。不過教師應該對于加工調試過程中的一些注意事項進行提前跟學生說明,以免造成學生在操作過程中造成安全事故。
【中圖分類號】G710 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0181-02
1 引言
數控機床的運行包含著很多知識,例如機床運行方式編程,數控機床的運行操作等。而事實上,數控機床的類型繁多,在教學中花費大量的資金購買所有類型的數控機床是不現實的。因此,數控仿真軟件解決了當下問題,數控軟件內包含所有數控機床涉及到的技術和操作,滿足了學校和學生的需求。本文針對數控仿真軟件在教學中的運用研究,將從數控仿真軟件介紹入手,根據數控仿真軟件在教學中的運用優勢,找出數控仿真軟件在教學中存在的問題,最后,對數控仿真軟件在教學中的運用過程進行分析并提出其在教學應用中應注意的事項。
2 數控仿真軟件介紹
數控機床是制造生產型企業所必備的一項機械設備,數控機床可以通過程序的輸入,使數控機床的操作按照人工意愿進行操作。數控仿真軟件就是根據數控機床的操作過程而研發的,可以模擬數控機床的操作流程。具體來說,數控仿真軟件是基于計算機的一項應用軟件,具有模擬加工和編程的功能,通過構建三維模型或二維模型,實現數控機床控制流程的全方位模擬,包括機床的指標設定,機床的運行流程,控制面板操作,設備定義選擇等。
3 數控仿真軟件在教學中的運用優勢
數控仿真軟件在教學中的運用具有幾點優勢。第一,更新了職業教學中的教學模式。對于工程類專業的學生來說,理論固然重要,但是更重要的是實際應用和操作。數控仿真軟件的安裝,不僅能夠提升學生的操作興趣,還能幫助學生加深對課程內容的理解,通過軟件中的模擬操作,了解零件加工的實際操作路徑,提高教學質量。第二,降低了教學設備的投入。數控機床類型數目繁多,配置一套種類較全的數控機床設備,需要投機上百萬。但是數控仿真軟件,只需要購買一份壓縮文件,就可以使每臺計算機裝有該軟件,而且軟件中已經涵蓋了所有類型機床和操作流程,便于教師教學。第三,數控仿真軟件中包括學習內容的考核系統,學生通過模擬操作完成考核任務,軟件會自動掃描操作過程進行評定,給出相應的成績和建議,為教師減輕了負擔。
4 數控仿真軟件在教學中存在的問題
數控仿真軟件雖然為教師的教學帶來了便利,但是將其應用于教學中仍然存在著一些問題。首先,數控仿真軟件不能完全替代數控機床,可能將學生帶入誤區。數控仿真軟件具有模擬性,其操作環境自動默認為理想狀態。在操作中,軟件的操作參數是可以隨意設置的,這與數控機床的實際操作不相符合,一旦利用數控仿真軟件養成習慣,將對實際的數控機床產生一定的影響,使數控機床發生損壞,加工的物件質量不合格。可見第二個問題就是,加工的工藝性較差。數控仿真系統的操作與實際加工、品質、程序等具有一定的偏差,數控仿真是固定的模擬流程,而機床實際情況不同,操作流程可以適當地調整,保證加工工藝的精準性。仿真軟件同時也不能模擬出數控機床操作中遇到的專業性問題,不利于培養學生的知識靈活運用能力。
5 數控仿真軟件在教學中運用過程
5.1?⑹?控仿真軟件融入工藝流程分析課題中
將數控仿真軟件融入到工藝流程中,以加深學生對加工方法的深刻認識。在其工藝分析課題中,教師要結合數控仿真軟件,細化實際操作流程,使學生充分了解數控仿真軟件各個流程和環節,幫助其和實際加工過程結合起來。職業教育學校的大部分學生基礎較為薄弱,將數控仿真軟件融入到工藝流程中時,教師要邊演示給學生,操作數控設備按鍵,邊進行講解,講解各個圖標的作用和功能,生動的將數控走刀過程展現在學生面前[1]。演示過后,可以找學生到前來再演示一遍,提升學生對數控技術的學習積極性。在學生的操作中及時發現問題,并及時進行指導[2]。
5.2 結合數控仿真軟件運用,講解編程相關指令
在數控技術學習中,零件的工藝流程只是基礎。重要的是使學生學會程序編寫。程序的編寫可以直接影響零件的具體形狀,甚至影響其生產與合格率。傳統的編程講解,教師只是對著零件圖或者書直接講解,提到某些刀具的選用和切割方法,學生只能自行想象,以利于教學效果。而教師打開數控仿真軟件,對著仿真機床講解,直接模擬選刀具的過程,走刀的角度和速度直接通過教師編程展現,使學生觀察編程后的改變,學生就能夠了解到數控加工工藝的實際內涵,提高對編程學習的興趣。
5.3 將多種數控仿真系統進行比較,拓展學生知識面
在實際的工廠數控機床操作中,不同的零件要求具有不同類型的數控機床進行加工。而數控技術的教學,尤其是針對職業教育學校,其技術的教學目的是培養出實際的應用型人才,通過學校理論知識和模擬訓練,真正掌握數控零件加工流程。因此,在數控教學中,要以就業為指導思想,教師除了為學生講解數控編程技巧和機床操作外,還應將多種數控仿真系統進行比較,拓展學生的知識面,使學生能夠掌握各種類型的機床操作流程,將所用的知識靈活運用。
6 數控仿真軟件運用在教學中的注意事項
6.1 認識到仿真教學內容與實際操作的區別
通過數控仿真軟件在數控操作技術中的問題分析,教師應當注意使學生充分認識到仿真教學內容與實際操作的區別。仿真軟件的操作流程,并不與實際操作相同。教師在教學過程中,要教會學生靈活運用。以掌握學習重點為基礎,在實際工作中根據情況的不同而隨機應變。與此同時,教師要加強數控仿真軟件的實用性能。以其中的具體幾何模型作為演示模型,以實際生產的實例作為課題。分析其具體生產情況和要求,比如品質管理、質量檢測等,提高仿真系統的真實運用性。
6.2 加強學生實際操作中安全意識的培養
現代很多職業學校都開設有模具鉗工這個專業,它的培養目標主要是讓學生能夠掌握并且熟知模具的制造能力,并且能夠滿足現代企業對模具所需要的專業人才。因此,在模具的教學計劃上,應該多加入一些與實驗相結合的內容體系,加強對學生動手能力的培養,并且增加學生的實踐水平。
下面就模具鉗工專業數控機床教學方法談幾點體會:
一、教學安排的體會
數控機床不斷發展和更新,各學校越來越重視學生技能的培養和提高,越來越重視實踐,數控技能比賽的不斷開展尤其使各院校對數控實踐的教學更加重視。在數控機床加工實習教學中,分為理論講解、編制程序和數控機床實習操作。
1.理論講解
理論知識講授,主要講授數控機床的組成、特點、工作原理、代碼、加工工藝和編程知識。學生已經進行過普通機床加工實習,掌握了基本的加工知識,講解數控機床的組成和特點時,可采取與普通機床對比的方法,使學生能夠很快地進入角色。在講解工作原理時,主要針對實習所用數控機床的系統,同時鼓勵學生課外查閱資料,多學習一些有關的數控系統知識。
2.編制程序
理論知識講解后,在教師指導下讓學生自行編制程序。編程可采用手工編程和自動編程兩種方式。手工編程,一般限制在二維平面內,大多數針對比較簡單的輪廓圖形,由于計算簡單、程序較少且經濟、及時,因此,在生產教學中應用比較廣泛。考慮到學生實習時間短,對于較復雜的加工零件常采用自動編程,自動編程簡單、迅速、可靠性高。學習自動編程軟件可以從三維的角度觀察加工零件的造型、刀具在加工過程中的刀心軌跡圖,以及快速、準確的生成程序,可激起學生濃厚的學習興趣。如編制較復雜零件的加工程序,用手工編程計算復雜、程序較多,用自動編程能在很短的時間內高質量地完成程序的編制。
3.數控機床實踐操作
加工程序編制完成后,實習指導教師進一步針對數控機床的操作面板進行講解,讓學生有足夠的時間來熟悉、操作機床,以培養學生的實習動手能力。之后,讓學生從模擬的數控機床軟件中再到實際的數控機床上實習操作,讓學生將自己編寫的程序輸入數控機床,進行零件加工,這樣圖紙上的設計變為實實在在的產品,可進一步讓學生體會數控機床的加工特點和優勢,在實習時遇到問題引導學生開動腦筋,積極思考,鼓勵學生之間展開討論,可以加深學生對數控加工的理解和提高學習的興趣。這樣做既給了學生充足的學習時間,又可避免損壞機床;這樣不僅可以滿足學生的教學需求,還能夠適應學校數控機床設備的應用。
二、教學效果的體會
在數控機床的實習教學中,教師應該建立一套完成的教學考核標準,讓每個學生以這個考核標準為基礎,在每個單位或者模塊完成后來充分地進行實習學習,這樣明確了學生的學習目標,有針對性地采用考核的方法,不但具有很大的實用性,同時,還能夠使學生有所收獲,把考核的部分作為最終期末考試的組成部分,充分地調動學生的積極性,更好地保證教學質量。
三、不足之處和思考
在使用多媒體教學方式時就會發現,不是所有的數控機床設備都有與其相同的仿真軟件,還需要加大對仿真軟件的投入,來配合實際的教學質量的要求。同時,還要建設一支良好的教師隊伍,學校應該在不定的時間內,選擇一些優秀的教師去企業學習,并且參加實踐操作,提高教師的動手能力和專業水平。還可以從企業聘用一些專業技術人才來校兼職,實現學校“雙師型”的教學模式。
總之,隨著現代制造業的不斷發展,模具鉗工的數控機床技術越來越重要了,為了適應新的改革,學校應該加強對數控機床實習的管理,建設更加完整良好的數控機床實習基地,加大對數控機床實習設備的投入,不斷地豐富和加強學校的師資隊伍,并且提高教師的教學水平,對現代制造業的發展和技能型人才的需求做出應有的貢獻。
參考文獻:
技工院校要在職業教育大潮生存與發展,迫切需要在專業和課程等各方面積極推動改革。筆者以數控機床操作實訓課程為例,談談有關推動教學改革的實踐經驗。
一、數控機床操作實訓課程改革的關鍵問題與特點
數控機床操作實訓是機械制造專業的一門必修課程,是機械制造專業學生必須要掌握的技能。通過數控機床操作實訓,讓學生親身體驗到機械產品是如何從毛坯制作加工成零件,最后把零件加工成產品。同時,通過數控機床操作實訓,更有助于理論知識具體化和形象化。1.數控機床操作實訓課程的特點通過數控機床操作實訓課程教學,有助于提高學生的創造能力,分析問題與解決問題的能力,從而全面提高學生素質。數控機床操作實訓有助于提高學生動手能力,培養企業生產需要的技術人員,為此,數控機床操作實訓課程教學要以企業需求為原則,著力提高學生核心職業技能。數控機床操作實訓課程不僅要提高學生的職業技能,更應該著力培養學生的職業道德與職業理想,從而提高學生的綜合素質,使學生能夠更好地服務企業和社會。2.數控機床操作實訓課程改革的關鍵問題提高數控機床操作實訓課程教學質量的關鍵問題在于時間充足、內容實用、人員配置合理、考核方法科學有效、實訓教學與生產過程緊密相連,這些也是數控機床操作實訓課程改革要著重解決的問題。3.傳統數控機床操作實訓課程教學方式與特點傳統數控機床操作實訓課程教學的過程為:首先教師要講解理論,然后讓學生現場操作、教師在現場輔導,最后對數控機床操作實訓進行考核與綜合測評。傳統數控機床操作實訓教學更多體現為理論課程延續,其特點表現為操作內容過于簡單,導致學生對實訓興趣性不高,實訓效果不理想。正是基于這些因素,非常有必要推進數控機床操作實訓課程改革。
二、數控機床操作實訓課程改革思路與內容
1.數控機床操作實訓課程改革思路這種改革思路是在保留傳統數控機床操作實訓教學優點的基礎上加大對實訓內容的開發,加大對數控機床操作實訓課程教學內容和教學方式改革,拓展數控機床操作實訓課程的實訓內容,使實訓教學方式多樣化,不斷提高實訓效果。數控機床操作實訓課程改革最終要實現操作企業化、實訓標準專業化、實訓項目產品化、實訓內容多樣化。2.數控機床操作實訓課程改革內容數控機床操作實訓項目控制標準:工具、量具與設備維護參照企業標準,設備的安置要符合企業標準。操作環境及方式可以參照國家職業技能鑒定的訓練內容和考核標準制定實訓內容。為了使數控機床操作實訓內容多樣化,可以從增加項目加工工序的種類、增加設備工具的使用內容入手。3.數控機床操作實訓課程改革定位數控機床操作實訓課程改革定位為數控銑、加工中心機床使用,數控電加工機床應用,CAD/CAM應用。4.數控機床操作實訓課程改革教學內容選擇數控機床操作實訓課程著重選擇的學習領域包括數控銑床操作、凸模零件加工工藝分析與編程加工、凹模零件加工工藝分析與編程加工、模具零件孔加工、模具零件中非圓二次曲線加工、數控電火線切割機床操作加工、數控電火花脈沖機床操作加工等。5.數控機床操作實訓課程改革教學實施技術要求課程改革教學實施技術要求包括設備使用、手工操作、具量使用以及技術測量等方面,設備使用要求規范、操作流程正確,手工操作方法要求規范、零件程序編寫正確、零件公差尺寸控制合格,具量使用方法正確,技術測量數據準確、誤差控制在合理范圍。6.實訓課程改革教學效果數控機床操作實訓課程改革著重于教學內容和教學方式,能夠有效提升技校生實訓技能和實訓興趣,培養學生獨立思考與解決問題的能力,使學生養成吃苦耐勞的精神,形成安全第一、質量第一和文明生產的良好習慣,為后續專業學習奠定良好的基礎。
三、改革方向
拓展實訓項目,使實訓內容多樣化,多利用現代化教學手段與教學模式,讓學生了解現代機械加工發展方向,多讓學生了解到現代機械加工方法與操作要領。
參考文獻:
[1]鄭頌波.中職數控車工操作實訓教學改革的思考[J].中小企業管理與科技,2014(1).
數控加工技術的應用對機械制造的精度和性能起到了重要的影響。如果不能夠正確地使用數控加工技術,就不能夠有效地控制機床和工具的使用,也就不能發揮數控加工的優勢,反而使得加工機械出現質量、精度或者性能等方面的問題。所以,應更加深入理解數控加工技術,并結合機械制造和加工實踐,掌握影響數控加工技術的因素,并提出提高數控加工水平的措施。
1 影響數控加工技術的關鍵因素
1.1 操刀問題
利用數控機床進行大批量生產時,在保證加工穩定性和加工產品質量的前提下,通過提高加工效率來提高企業的經濟效益是一項十分有效的方法。在使用數控車削加工產品時,使用簡單的換刀方式,是降低機床磨損,縮短換刀輔助時間并有效節約加工成本的可行方法。此外,還可以改進換刀點的設置也是降低運行成本、提高生產加工效率的有效途徑。所以,在數控加工的過程中,應仔細選擇夾具、合理安排走到路線和刀具排列的使用順序,以使數控加工技術能夠有效發揮其功能。
1.2 數控機床的利用問題
數控機床加工技術已經在我國機械制造行業使用較為廣泛,在企業中購置的數控加工設備會由于環境問題和人為原因使設備進行不同程度的折舊。而這種折舊是不能夠避免的,與操作工是否遵循操作規范和設備的保養維修沒有直接關系。這種折舊會使得設備的精確程度降低,從而降低數控加工技術的使用。所以,為了保證設備的精確程度,保證數控加工技術的正常運行,生產企業應定期的對設備進行檢修工作,確保設備是在精確的狀態下進行工作,以發揮數控加工技術在機械制造過程中的優越性。
1.3 編程技術較低
編程技術的高低會影響機床的工作效率。但是在生產實踐中,操作人員不能夠全面地掌握數控加工技術和編程方法,這樣操作人員既不能夠掌握數控機床加工的重點,也不能夠發揮數控機床所具有的優勢,只能夠機械地使用數控機床,導致數控加工技術的優勢很難發揮。此外,數控機床操作人員和技術人員不是專業的計算機工作人員,對計算機編程技術并不熟悉,尤其是在數控機床切削模擬方面沒有編程基礎,使得調試時間過長。數控加工技術不能夠正確的使用,直接影響了企業的生產效率。另外,由于操作人員編程知識的缺乏,導致操作者的編程不合理,設備在運轉的過程中會時常出現空刀現象,使得設備空轉,直接影響了設備的工作效率。
2 提高數控加工技術的措施
2.1 培養優秀數控技術人才
提高數控加工技術的使用效率,除了提高數控機床設備的職能程度之外,具有高素質和高水平操作能力的數控操作人員也是十分關鍵的。如果沒有優秀的數控機床的編程人員,就不能夠有效提高設備的工作效率;如果沒有優秀的數控機床操作人員,設備就不能夠達到最佳的加工效率,產品的廢品率就會提高,數控機床的使用效率和設備的使用壽命就會降低。所以,為了提升數控加工技術的使用水平,就必須培養具備高素質的數控操作人員。
2.2 對數控機床加工實施科學管理
數控機床與傳統機床有所不同,所以不能夠使用傳統機床的管理方式來管理數控機床。通過一些前期的實踐得出,集中管理數控機床可以使數控機床的工作效率得到較大的提高,尤其是在數控機床數量較多的情況下。所以,對于數控機床的管理通常采取集中化、專業化的管理方式。由工廠的工藝技術部門負責工藝技術準備工作,由工廠統一下達生產管理任務以達到統一平衡。對于較先進的制造企業,可以采用計算機集成的生產方式。通過計算機管理數控機床生產中用到的各種作業和加工信息,能夠實現各個生產部門之間的信息共享,減少了安排生產的時間,從而能夠提升企業的制造效率。
2.3 選擇合理的切削刀具
生產中所使用的刀具是加工質量和加工效率的重要保證。隨著技術水平的提高和企業生產需求的增加,目前國內外數控加工機床已經向高速、高剛性和大功率的方向完善。也就是說,在數控加工中所使用的刀具在必須具有穩定性能的前提下,承受高速切削和強力切削的性能。在選擇的刀具時,應遵循在允許使用硬質合金刀具時,就不使用高速鋼刀具的準則。在條件允許時,應選擇例如涂層刀具、陶瓷刀片等性能更好,更加耐磨的刀具。
2.4 編制合理的加工程序
合理的加工程序將會在很大程度上影響數控機床的使用水平。而合理的加工程序的編寫往往取決于編程人員的編程技巧。在能夠保證加工質量的前提之下,能夠使程序的片段最少,工件的加工周期最短,是評判一個程序優劣的準則。一般情況下,可以通過縮短非切削時間來提高數控機床的加工效率。例如,在很多情況下,程序是逐行執行的,如果將不沖突的指令轉化為并行執行,能夠在很大程度上縮短非切削時間,從而能夠提升工作效率。例如,可以將主軸的啟動停轉和快速移動、定位等相重合。
3 總結
數控機床能夠適應多種機械加工種類,加工精確度較傳統的加工工藝較高。因此,數控加工技術在現代化工業生產中占據著越來越重要的位置。同時,現階段我國的數控加工技術還存在很多的問題,需要進行進一步的完善和優化。
參考文獻:
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.009
金屬切削數控機床操作技術在現代加工技術中占據著重要地位,其應用廣泛,應用價值高。金屬切削數控機床操作技術具有高效率、高柔韌性和高精度的技術優點,憑借這些優點,使其在加工行業中占據著重要地位。金屬切削數控機床操作技術是通過機床操作完成工作任務的,通過這種技術,一些較為復雜的多變的業務都可以得以完成,因此,這種技術適應了市場的需要,其發展前景遠大。在加工行業中,大力發展金屬切削數控機床操作技術,研究這種技術在使用中存的問題,依據我國經濟發展的需要,不斷進行技術創新,才能使這種技術發揮更大的作用。這里分析了金屬切削數控機床操作技術在應用中存在的常見問故障,并提出了注意事項,對于這種技術的發展,對于加工行業的發展具有積極的意義。
1 金屬切削數控機床操作過程常見故障分析
整體上而言,金屬切削數控機床操作技術經過一段時間的發展,目前,已經相對成熟。在這種技術使用過程中,發生故障的概率也在不斷的減少。但在金屬切削數控機床操作技術應用的過程中,在實際操作過程中依然會因為諸多方面的因素,出現一些應用故障問題。當新手或者經驗不豐富的人進行金屬切削數控機床作業的時候,可能會因為他們技術水平不高或者是經驗不足,導致一些故障問題。另外,即使是經驗豐富的操作人員如果在操作過程中不注意按照原有程序進行操作,不注意開關機系統的操作順序的合理安排, 打亂了操作程序,也會導致瞬時電流增加,導致系統內部部件的損害,從而造成故障問題,造成程序錯誤現象的產生。具體而言,金屬切削數控機床操作過程中常見的故障問題如下:
(1)操作手法的錯誤。如果是新手或者是經驗不足的操作者在金屬切削數控機床操作過程就很可能出現緊張情緒,他們對機床的整個操作系統不是非常了解,對操作程序了解不夠。在具體的生產活動中,在作業過程中,就會出現操作手法的錯誤問題。操作手法錯誤,操作就很難以進行下去,這時操作者就必須要強行操作,或者是沒有任何依據的修改相關數據,導致數據混亂,數據錯誤。這樣就很容易使機床發生故障,甚至也很容易發生一些撞車事故,這些都是因為錯誤的操作手法導致的故障問題。
(2)對金屬切削數控機床的操作中的有些坐標系理解不準確。在金屬切削數控機床操作過程中,有很多坐標系,操作者只有正確理解并使用這些坐標系,才能按照要求有效完成操作任務。但在數控機床中,有些坐標系在平時的操作中,不會經常性的用到,操作者就可能忽視這些坐標系,不對這些坐標系進行研究,一旦用上這些坐標系,就會產生操作問題,引發一些故障問題。其實不常用到的坐標系不代表在操作過程中就不需要用到這些坐標系,對坐標系的基本定義,操作者必須要理解清楚,如果理解不清,就很難保障正確的編程。不能正確編程,使用機床進行生產就會產生很多問題,導致操作難以推行下去。金屬切削數控機床中的坐標系大多是生產廠家在確定機床加工運動部件的相對位置時,根據運動部件的相對位置進行設定的。這種坐標系確定之后,在操作過程中,操作者的最好不要隨便改變坐標系的位置,操作者在坐標系設定的情況下,最好不要修改相關參數。作為生手,在學習金屬切削數控機床操作技能的時候,就需要重點掌握如何在機床操作中讓編程坐標和工件坐標保持一種的方法,就需要對機床上的所有坐標系進行認真的研究,對各個坐標系進行全面的理解。如果操作者沒有完全理解機床中的各個坐標系,不能對工件坐標系和編程坐標系進行全面的認識,而是直接進行編程,就很容易導致生產事故問題,導致機械故障產生。
2 金屬切削數控機床操作過程中需要注意的事項
2.1 操作人員要養成良好的操作習慣
操作人員在進行金屬切削數控機床操作中要養成良好的操作習慣,能夠嚴格按照操作要求步奏進行操作,要避免因為操作程序不當引發的整體機械故障問題,只有養成良好的操作習慣,按照要求進行操作才能有效避免故障問題的產生。
2.2 完善相關管理制度
完善相關管理制度,對金屬切削數控機床操作過程中進行嚴格的檢查,發現操作者操作不當,要通過制度對他們進行適當的懲戒。要及時對機械進行檢修保養,及時發現機械故障問題,排除故障,延長機械整個體系的使用壽命,減低生產成本。要通過完善的制度進行相關人員的管理,提升整體工作效率,同時消除安全故障問題。
2.3 加強對機械的日常維修和保養工作
在機床使用中,操作人員要及時發現機械中出現的故障問題,及時對機械進行檢查維修,發現問題,認真處理。同時,要加強機械的日常保養工作,定期對機械做保養,保障機械的正常運行。在機械維修和保養中,如果發現內部部件出現問題,就要進行及時的更換,通過維修和保養提升機械的加工的精美度,提升機械運行的穩定性。
2.4 操作人員要不斷提升自身的專業素養
操作人員不斷提升自己的專業素養,才能保障自己能夠嚴格按照操作程序,按照加工產品的規格要求,完成操作任務,才能憑著自己的專業技能,及時發現操作中存在的問題,改正問題,減少故障。
作為數控機床操作人員,一定要具有刻苦研究的精神,能夠不斷學習金屬切削數控機床操作方面的專業知識,豐富自己的專業知識,提升自己的操作技能。 要積極參與操作實踐,通過實踐弄清楚數控機床操作的整個流程,弄清楚各個流程的操作要領,要嚴格按照操作流程進行作業。另外,數控機床操作人員還需要學習編創方面的知識,掌握編程原則,要研究編程的注意事項,能夠嚴格按照編程要求進行操作。在整個學習實踐的過程中,操作人員都需要多思考,多實踐,多探索,這樣,才能不斷提升自己的專業素養,才能熟練地進行機床操作,保障安全生產,消除故障問題。
參考文獻: