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數控技術應用實踐教學體系分五個層次貫穿于整個本科教學的全過程:
第一層次:學科教授做學科講座,觀看數控加工錄像資料,參觀學校教學設施,培養學生學習數控技術的興趣。
第二層次:校內外結合,開展認識實習和金工實習,進行機械工程認識與訓練。
第三層次:實驗、實踐、設計和創新實踐結合,進行數控技術應用實驗與實踐教學。
第四層次:將數控技能培訓和課程設計相結合,培養學生利用數控實踐知識分析問題和解決問題的能力;并組織學生參加數控大賽、進行數控技能訓練。
第五層次:開展廣泛的創新活動,并通過畢業設計,提升學生分析問題、解決問題的能力。
2數控技術及應用實踐教學體系結構
2.1認識實習
新生入校的第一學期,組織學生觀看數控加工錄像資料,請專家教授進行數控加工技術講座,組織學生參觀學校實驗室的數控教學設備,在校外工廠參觀先進的數控加工設備及數控加工過程,使學生對數控技術有一個感性認識,提升學生學習數控技術的興趣。
2.2金工實習
學生金工實習的過程中,設置數控機床操作和自動編程等兩個數控技術的實習項目。在數控機床操作項目中利用教學型數控機床所含有的簡易自動編程軟件,讓學生自己設計加工圖案,然后自動生成加工程序,再在蠟塊或有機玻璃上雕刻出所設計的圖像,這樣極大的激發學生的學習熱情。在自動編程項目中要求學生在CAXA制造工程師軟件中完成三維實體造型,然后根據教師提示完成加工工藝設置,生成數控加工刀具路徑,最后生成數控加工程序。完成比較好的程序還可以上傳到數控機床上,加工出零件來。
2.3課程實驗
通過認識實習和金工實習,學生對數控技術建立了一個初步認識,第三學年開設數控技術及其應用課程,在課程中開設教學實驗,實驗教學圍繞課堂教學內容設置,加深學生對所學知識的理解。課程實驗開設數控機床認識實驗、數控原理實驗、數控編程實驗和數控機床操作等四個基本實驗。數控機床認識實驗通過對工業用數控機床觀察,了解數控機床(如SK50數控車床、XK715D數控立式銑床、DK77型數控電火花線切割機、數控電火花成型機等)的基本結構、加工對象及其用途;了解FANUC0i系列數控系統;掌握數控機床(如SK50數控車床、XK715D數控立式銑床等)的坐標系建立、基本運動和回零操作。數控原理實驗通過對華中數控生產的HED-21S數控系統綜合實驗臺的拆裝調試,要求學生了解數控系統的特點、基本組成和應用;了解數控系統常用部件的原理與作用;熟悉常見數控系統與數控機床的連接與基本調試操作。數控編程實驗通過在浙大辰光軟件和宇龍數控仿真模擬軟件上完成指定零件的數控加工程序編制與調試,使學生掌握數控加工程序的手工編制方法與程序調試技巧。數控機床操作實驗,通過對CGM4300B數控銑床的操作,在蠟塊上加工零件,使學生了解數控銑床的基本特點和機床坐標系的建立;掌握數控機床常規操作方法,重點學習數控機床回零操作、手動對刀操作、工件坐標系設定、程序輸入與編輯、程序調試、自動加工等操作。
2.4數控工藝技能培訓
數控高級人才的培養,必須十分注重學生動手能力的培養,我們在課余時間,充分利用學校現有的資源,對學有余力且對其感興趣的學生進行120學時的數控加工工藝培訓,培訓分為數控工藝分析、自動編程軟件(CAXA制造工程師)的應用、數控機床操作等三個方面。數控工藝培訓要求學生通過培訓具有基本零件的工序劃分、刀具卡具的選擇、工藝基準的制定、切削用量的選擇和切削液的選擇等數控加工工藝分析與設計能力。自動編程軟件的應用要求學生通過培訓,掌握功能齊全的實用型自動編程軟件,如MasterCAM,Cimatron,Delcam,CAXA等自動編程軟件,利用這些軟件編制較為復雜的零件或模具加工程序,同時具有駕馭目前國內市場上流行的集成度高的諸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM軟件的能力。數控機床操作培訓要求學生熟練掌握數控機床的各種基本操作,掌握加工程序的輸入與加工程序調試,掌握自動編程后的程序傳輸方法,掌握在線加工方法。總之,通過數控培訓增強了學生的數控技術實踐能力,培養學生創新能力。數控技能培訓將數控技術理論與實踐有機結合,鞏固理論知識,培養學生的動手能力。
2.5數控加工工藝分析與數控加工編程課程設計
為加強學生的數控技術實踐能力,機械設計制造及其自動化專業在學習了數控技術及其應用與數控加工工藝等課程后,安排數控加工工藝分析與數控編程課程設計,要求學生從零件圖的識圖開始,通過數控加工工藝分析和設計,選擇刀具、卡具(包括專用卡具的設計),然后編寫數控加工程序,并對其進行調試,最后操作數控機床,加工出要求的零件來。課程設計兩周時間,要求每個學生零件圖都不相同。課程設計開設后收到了良好的效果,達到了預期的目的。
2.6數控技術創新實驗
重視創新實踐環節,大力發掘資源,調動學生的主動性和創造性,根據不同年級的特點,分層次開展開放性數控創新實踐活動,要求學生根據學校現有的設備狀況及自身的理論知識與教師一起設計創新實驗,并在實驗的基礎上逐步完善設計內容。數控創新實踐活動基本上圍繞三個方面進行,一是圍繞產品建模、系統仿真、NC代碼生成、網絡傳輸到零件的數控加工進行;二是圍繞數控系統構建、普通機床的數控化改造、專用機床控制系統的模擬設計等內容進行,三是圍繞數控機床的故障分析與數控機床的維護維修等內容開展。通過創新實驗的設計,培養和強化學生綜合運用知識的能力、工程實踐能力和創新能力。
2.7生產實習
我們始終將生產實習環節視為強化教學效果、實現理論聯系實際的最有效手段。對高層次數控人才培養來說,生產實習基地一般選擇在數控機床制造廠。要十分重視實習基地的建設,對已建成完善的實習教學基地,實現制度化的管理。為學生的實踐能力的提高搭建一個更好的平臺。
學生在實習基地實習內容一般分為兩大部分,一是在數控機床組裝車間了解數控機床的裝配調試,包括電器部分裝配調試和機械部分裝配調試。二是在零部件制造車間掌握數控機床主要零部件的制造工藝過程,了解數控制造廠的工藝設計規程,掌握典型零件的數控加工工藝與數控加工程序的編制。三是跟隨數控機床維修人員進行售后服務,掌握數控機床維護維修的基本方法。通過生產實習,使學生進一步掌握數控機床的結構原理,更加了解數控加工工藝分析的方法和數控加工程序編制。更加強化學生的工程意識、工程實踐能力和創新意識、創新能力。
2.8數控競賽
利用校團委在校內組織數控大賽或與兄弟院校的數控對抗賽,組織學生參加兩年一屆的六部委舉辦的全國數控技能大賽,促使學生帶著問題去學習,克服了學生理論學習的盲目性,提高了學生學習的興趣與積極性,更有利于學生工程實踐能力和創新能力的提高。
2.9畢業設計
通過理論、實踐、培訓、創新四位一體的教學過程,把數控技術基礎理論、實踐能力和創新能力培養融為一體,在畢業設計中將這些知識綜合應用,培養學生綜合應用能力。學校高度重視學生的畢業設計環節,所有指導教師深入現場獲得了第一手資料,結合現場實際,精心遴選題目,提供給學生科學、合理的論文題目。為部分學生選配現場工程技術人員為畢業設計指導教師。要求學生除查閱資料外,用一定的時間到現場去學習、調研。有條件的時候,學生可直接在現場完成畢業設計。通過各種方式將畢業設計與現場實際相結合,收到良好的效果。
當前,我國汽車工業的發展迅速,使得汽車的配件加工也取得較大的進步,數控技術在汽車工業當中的運用,某種程度上提高了汽車配件生產與制造的效率,促進了我國汽車工業的更大發展。在汽車工業制造當中,數控技術集加工中心與數控機床于一體,共同組成高效率的柔性生產線,滿足當前汽車產品進行更新換代的要求;打破了汽車生產與制造過程的經濟規模觀念,較好地實現汽車的中小批量以及多品種的需求。對于汽車制造中復雜的零部件而言,運用數控技術進行加工與制造,能夠減少各零部件的制造誤差,提高加工的效率。與此同時,還有其他的技術:柔性制造技術與虛擬制造技術、集成制造等技術在汽車工業的當中得以推廣應用,將汽車加工的制造技術與數控加工的技術緊密相連,促進汽車工業的進一步發展[2]。
宇航工業當中運用數控技術加工零部件,能夠滿足宇航零部件的特殊加工要求,此外少部分宇航零件的剛度性較差。因此,宇航的工業材質唯有使用數控技術進行小切削力加工,方可實現宇航工業零部件對機械的加工需求。先進的數控技術相對于傳統的制造技術而言,不但能夠滿足零部件對加工的柔性以及精度的要求,而且還能夠對鋁合金的材質進行切割,有效節約能源,減少加工制造的人力、財力以及費用的支出。
2數控技術在機械制造中的實際應用
2.1機床設備上的數控技術
機床設備是機械制造過程中的基礎設備,絕大部分的操作程序都是在機床上面實現完成的。數控技術引入機床設備中將計算機技術以及互聯網通信技術融合進機床設備中,控制生產過程中的每道工序的參數、時間、以及規格,做到統一規范化的操作,讓機床設備在工作時更加穩定、安全和高效,同時完善機床的各類零部件開關控制,使操作開關系統、冷卻泵系統等調節得更加精準、細致。
2.2工業生產中的數控技術
工業生產過程中的數控技術應用最為頻繁,尤其是食品加工、藥品加工以及印刷造紙等工業領域。數控技術的使用不僅可以有效降低工業生產中的材料損耗,提高工作環境的利用率,降低工業投入成本,將工業化生產由傳統的、人工化、滯后化帶入一個智能化、高效化的全新時代。比如某牛奶加工廠,從牛奶的提取、檢測、加工、包裝等一系列的過程中,采用數控技術,全程利用計算機控制牛奶加工生產的各個流程和環節,既保證了效率和質量,還能全程監控牛奶的生產加工包裝過程,一旦發現不利因素,可及時采取應對措施解決問題,保證奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的數控技術
航空航天技術一直以來是屬于高精密型的、技術含量超高的技術,而它所采用到的材料和零件都是經過特制而成的。以往沒有出現數控技術之前,對于航天器材的制造尚處于較為粗淺的階段,往往不能滿足航空航天的高要求和高標準。當數控技術引入航天宇航工業中后,以精密的計算機技術以及超強的網絡通信技術為支撐,力求將航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是對航天器材的小部件的制作更是精益求精,堅持節約,反對能源浪費。
2.4汽車領域的數控技術
隨著人們生活水平的不斷提高,對生活質量的要求越來越高,汽車作為出行代步工具和顯示人們財富地位的象征已經成為許多人擁有的物品之一,汽車需求量與日俱增,而由此引發的汽車行業的競爭愈演愈烈。汽車生產領域引入數控技術,可以有效提升構成汽車各個零部件的生產速率,加快汽車零部件的組裝和后期測試的效率,加大汽車成品的生產量,提高汽車成品的質量,最終提高汽車從生產都投入銷售過程中的經濟效益。現階段的汽車生產車間中,全部采用的是現代化、高科技的數控機床設備,生產流水線作業高效化、智能化,讓汽車從零件的生產、組裝到后期的試運行全程控制中,實現了高產能和高質量的要求。
2.5煤礦機械領域中的數控技術
眾所周知,煤炭是人們生產和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的開采以及運輸屬于一項高危險生產活動,必須要求參與者擁有較強的專業技術和高度工作警惕。采煤過程中最常使用到的就是采煤機,尤其采煤工作面的環境極為惡劣,地形地質條件復雜,通常意義上的采煤機只能完成小部分工作面的采煤工作量,無法對一整個礦料進行單獨開采和整合,在這種惡劣的情況下難以正常工作并保證工作效率,倘若引入數控技術,即在采煤機添加了數控氣割,利用焊接技術將采煤機功能擴展,解決傳統采煤機程序單一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作,不僅有效提升了采煤工作效率,縮短了煤炭采礦時間,還大大降低了采煤礦工的危險,值得在煤礦機械領域廣泛推廣。
1.1實踐性教學方法的提出
《數控技術》是比較偏重實踐性的課程,特別是一些相關的程序、概念,比較抽象,學生不容易理解,聽起來比較枯燥,學生興趣不是很高。在教學中加強課程與專業的聯系、課程與實際應用的聯系,開展實踐性教學改革是全面提高教學質量和教學效果的有效方法和手段。筆者認為,運用現代教學理論,積極探索實踐性教學模式,切實提高應用性學科教學質量,是《數控技術》教學改革的一種有效嘗試。
12實踐性教學的指導思想
“教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發學生的學習積極性,向學生提供充分從事學習、活動的機會,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的知識與技能和方法,獲得廣泛的活動經驗。”這是開展實踐性教學模式研究的指導思想。
1.3實踐性教學三法
授課過程中,除了講解、提問和答疑等常用的方法外,筆者結合《數控技術》課程本身的特點,探索并完善了以案例式教學法、探討式教學法和現場式教學法為代表的實踐性教學三法。
1.3.1案例式教學法
案例式教學法主要是通過列舉實例,提高學生臨場解決實際問題的能力,引導學生對一些特殊情境進行思考的一種教學方法。
案例教學的目標是讓學生像一個真正的老師那樣去思考問題、分析問題、解決問題,用綜合的觀點來審視教育現象,案例答案的不確定性增強了學生面對教學實踐中的不可預期性問題的應對策略和能力。通過各種各樣的案例演示,學生不僅接觸到各種社會現象,而且這些針對性的演練對于學生畢業后走上社會,在經濟的大舞臺上施展才華無疑具有很強的使用價值。
本文介紹在《數控技術》授課過程中,案例教學法的一個典型應用。如圖1所示的切削零件,通過示例,介紹數控編程的基本方法。用螺紋切削復合循環G76指令編程,加工螺紋為M60×2,工件尺寸見圖,其中括弧內尺寸根據標準得到。
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N1T0101(換一號刀,確定其坐標系)
N2G00X100Z100(到程序起點或換刀點位置)
N3M03S400(主軸以400r/min正轉)
N4G00X90Z4(到簡單循環起點位置)
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80(加工錐螺紋外表面)
N6G00X100Z100M05(到程序起點或換刀點位置)
N7T0202(換二號刀,確定其坐標系)
N8M03S300(主軸以300r/min正轉)
N9G00X90Z4(到螺紋循環起點位置)
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100(返回程序起點位置或換刀點位置)
N12M05(主軸停)
N13M30(主程序結束并復位)
2.3.2探討式教學法
探討式教學法的實質,首先就在于它不僅是“教”或“學”的過程,而且是一種全體參與的過程。要充分發揮學生的主體性,讓他們參與到你的整個教學中去,激發他們的學習興趣,才能提高教學質量。其次,教學的本質是一種師生交往、交流、互動、對話的活動。在這樣的活動中,老師作為一種知識資源出現在學生面前,應成為學生學習的合作者、促進者,而不是教材的代言人。所以教師應該學會在適當的時候設計適當的問題,從而有效地提高學生的學習興趣,激發學生的學習動機,提高教學效果。
《數控技術》這門課知識點多,相輔相成,完成一個項目需要較嚴密的邏輯思維能力。在編程學習階段,可以把學生分為幾個學習小組,共同完成。實踐的結果表明,在互相討論又各有其責的學習氛圍中,對知識的提高與鞏固有很大的幫助,同時也培養了他們的團隊合作精神。
例如,在講授絕對坐標編程和增量坐標編程兩種編程方法之前,通過學生討論,預測出其不同的用法,在這個預測和探討的過程中,學生已經對兩種編程方法的不同有了初步認識。此時講授起來,學生易于接受,學習的積極性也高。
方法一:用絕對坐標編程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二:用增量坐標編程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3現場式教學法
因數控技術本身的特點,要求我們必須做到理論與實踐相結合,加大現場式教學力度,突出技術的應用性,并要強調教學內容的可操作性。
對于機床操作教學,應盡可能地讓學生多摸、多動機床,尤其是手動(JOG、ING)工作方式,對于缺乏實際經驗的學生來說,其效果是顯而易見的,而且便于控制手動的安全性。
數控編程是數控機床學習的重點,在了解數控手工編程指令的基礎上,可由教師指導學生裝夾工作,指明欲加工的內容和將要使用的刀具,用單步運行的方式逐段運行程序,邊運靠邊講解,可收到事半功倍的效果。
3應解決的幾個問題
3.1學生學習觀念的轉變
首先,學生應轉變被動的學習觀念,樹立自主學習的理念,增強主體意識和自我建構意識,主動參與教學、積極思考、大膽探究。其次,要加強合作意識和能力的培養,學生之間應建立良好的學習合作關系,溝通交流,共同探究。
3.2教師綜合素質的提高
教師本人要具備科學研究和創新的基本能力,而且教師必須站在知識的前沿,用自身的創新成果不斷豐富和補充教學內容。教師還應提高教學的專業化程度,組織好研究性課程。
3.3網絡教學資源的建設
實踐性教學的形式與內容是開放的,因此優質的網絡教學資源是實施研究性教學的重要保障。網絡教學資源的建設應保證內容豐富、開放和動態,以提供研究性教學需要的資料和信息。教學網站中應當構建一個開放、互動的教學平臺,并創建各種虛擬的研究環境,為學生參與和自主開展課題研究創造條件。
3.4數控仿真實踐教學
由于數控設備投資較大,并且操作過程具有較大的危險性,通過引入數控仿真教學,使學生在機房能夠模擬數控機床加工工件,并且基本上與實踐加工現場相似,這既能節約數控實踐教學的成本,又滿足了大量學生實踐能力培養的需求。具體教學過程:運用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三維軟件進行零件建模,并自動生成刀具軌跡和NC代碼(或者根據圖紙手工編程)后在南京宇航、VNUC仿真軟件上進行仿真加工,以驗證程序是否正確,同時又能熟悉機床操作面板各個按鍵的作用;此仿真實踐教學過程既體現先進制造技術內涵,又充分培養學生設計、分析和動手操作的能力。
4結束語
作者主要從事數控技術等課程的教學,并主持相關科研活動。多年來,通過實踐總結,摸索出實踐性教學模式在數控技術教學中的應用。實踐性的教學模式,教師應根據課堂教學的學習內容,創設教學情境,提供必要的學習材料,讓課堂充滿研討、探究、思考的氣氛。在實踐活動中,讓學生享受把所學的知識運用到生活實際中去的體驗感受和樂趣。培養學生靈活運用、解決實際問題、大膽創新等綜合能力。2004年,作者獲新疆大學《數控技術》講課比賽一等獎,《數控技術》課被評為新疆大學精品課程,并于2006年申報自治區精品課程,這是實踐性教學模式在數控教學領域成功的一個例子。
【摘要】數控技術是機械學科一門實踐性很強的技術課程。本文初步探討了實踐性教學模式在《數控技術》課程中的應用。旨在引導學生運用加工工藝、程序的編制等理論知識,實際操作和運用數控機床,構建數控技術課程的教學、生產、操作實踐相結合的新的教學模式。該模式已在施教過程中得以應用,并取得了顯著的教學效果。
【關鍵詞】數控技術程序編制實踐性教學模式
參考文獻:
2《數控技術》課程教學模式改革的幾項措施
2.1合企業需求和職業學校學生特點,合理安排教學內容
我校作為一所職業學校,學生來源廣泛,學習基礎參差不齊,對知識的理解和掌握能力有差距,這給教學工作帶來了一定的難度。《數控技術》課程目前采用的教材一般先對電氣和機械部分講解,理論知識強調過多,到后面的電器控制回路和機械系統控制分析時,感覺聯系不大;同時學生基礎較差,對高深理論知識的理解也很有限。我校數控專業學生大多數畢業后進入一些從事機械加工和電子產品生產的公司,而目前的《數控技術》教學數控技術理論部分的知識內容和實踐知識部分分開在不同的學期進行教學,學生學完理論知識不能及時的付諸實踐,等到另外一學期上實訓時,理論的內容基本上都遺忘了,兩者嚴重脫節。因此,結合生產實際,應將理論和實訓操作部分放在同一學期內建議分前十周后十周的教學方式,增強學生學習的連貫性。
2.2過程中多媒體課件的廣泛使用,提高課堂教學效果
多媒體以其全面生動的聲、像、圖、文等綜合課程信息顛覆傳統的干巴巴的文字教學,有利于提升學生學習的注意力。同時,豐富多彩的多媒體課件也能激發學生的學習興趣,提高學生學習的主動性。因此教學中應制作大量易于學生學習和理解的電器和機械控制系統課程動畫素材,運用多樣的教學載體,從掛圖、教具到實物、動畫;從板書到多媒體課件;努力營造真實的教學環境以追求最好的教學效果。
2.3強實訓教學,提高學生的創新能力
課程實訓教學的目標是通過加強實訓環節的教學,使學生掌握基本的實訓方法和實訓技能,能熟練地運用電器基本回路和機械系統組合滿足實際需要的數控加工系統以及編制數控程序和進行加工操作。同時加強實訓教學,能加深學生對一些基本理論的理解。在理論講解過程中穿插實訓教學環節,使學生更容易更直觀地理解復雜、難懂的結構和原理,同時在理解的基礎上可以引導進行改進設計,提高學生的創新能力。我校現有的機械加工設備和電氣實訓設備為我們的實訓教學提供了有力保證。比如介紹機床的結構及工作原理時,由于內部具有復雜的結構,學生僅僅通過看圖和教師的講授往往不易看懂、弄明白,可以在課堂講授過程中穿行機床結構拆裝實訓,變抽象為具體,使學生形象的了解各類零件工作的實質。同時數控技術應緊跟時代潮流,與時俱進,充分利用計算機設備及軟件進行仿真加工,對復雜零件利用計算機仿真軟件進行自動編程,通過相應的數據傳送通道將其輸入到數控機床內,進行自動加工。
2.4建立試題庫,學習評價,考核標準多樣化
通常在機械類專業及其它相關學科專業的班級開設《數控技術》課程,工作量由幾位老師承擔,考試一般是各任課教師各自出題,難免具有片面性,且題目保密性差,因此各班成績也無可比性,教學效果不明顯。考試的目的是通過教師的“教”與學生的“學”的雙向互動過程,通過考試學生、教師以及教學管理人員可以及時發現教學中存在的問題,進而改進課程教學,提高教育質量。通常實行教考分離是比較有效的措施。因此建立試題庫并使用試題庫進行考試是非常必要的。建立試題庫既能為課程教學改革服務,使的考試科學化、規范化,減輕教師的工作強度,又有利于監控教學質量,是加強教學管理工作的重要手段之一。在考教分離同時還必須注重平時學習成績考核,利用理論成績、課堂表現、課后作業和實訓并重的學習評價考核方式。例如對學生平時課堂參與狀況、回答問題情況、作業完成情況,特別是實踐教學中的能力表現等情況進行全面考核,記入成績。
二、游戲美術的運用與傳統美術的關系
游戲在實際制作中與美術相關聯的制作環節有:游戲概念設計、UI界面設計、三維角色制作、三維場景制作、游戲宣傳動畫與海報等。游戲制作是對游戲設計的生產與完善,美術應用是完成設計的手段。一款游戲畫面效果是否精彩,主要是依靠游戲美術人員。游戲美術人員是一款游戲外觀世界的創造者,所有的創意和想法都將由美術人員通過2D、3D圖形軟件制作出來,呈現出游戲的視覺外觀面貌。游戲的制作與生產既屬于設計范疇也包含造型藝術,設計往往和生產技術、工具緊密聯系在一起,為完成設計必須借助于一定的工具技術以達到其目的,而技術工具在服務于設計的同時,也體現出了其自身的價值和找到了具體的結合點。設計是視覺藝術中的一部分,以傳統美術為基礎,在游戲制作中使用并以美術造型知識為手段來進行創作。游戲制作形式多樣,從外觀面貌來概括大致分為兩大類:一種是以再現現實真實為內容的形式;一種是以表現形式感為主要內容的形式。在以再現現實真實為表達手段的游戲制作,更側重的是對現實真實的模擬,這種形式的制作是以強悍、真實的視覺效果吸引玩家和打動玩家,在美術應用方面更注重細致地刻畫,較接近具象寫實繪畫的畫面效果。在實際的游戲制作中更突顯和考驗美術人員傳統的美術基本功和繪畫能力,扎實的美術基礎可以使模型的外觀貼圖制作更真實,特別是在處理貼圖色彩時,受過嚴格美術訓練的美術人員能夠輕松繪制出符合視覺真實的色彩和肌理。在游戲設計的前期階段——概念設計(包括場景氣氛圖、角色概念設定、場景規劃圖、裝備設計等)全憑美術人員設計和繪制出完整的形象方案來確定游戲制作的整體風格,統一設計風格,完善設計形象等。側重表現形式風格的游戲,更注重的是對客觀形態的夸張、變形乃至怪誕處理的一種方式。游戲中所運用的對客觀形態的夸張、變形等手段完全是為了強調游戲的娛樂性和可玩性,通過另類和怪誕的視覺形式來吸引玩家,增強游戲產品的持久性和持續拓展的設計內容空間。與傳統的表現藝術強調藝術家的主觀感情和自我感受完全不同。在美術方面主要體現在造型的簡潔與色彩的高純度應用方面,再進行程序難度的操控設計和動態的設計,以增強和傳達出視覺元素的吸引力。
三、美術在游戲制作中的應用內容和形式
不論什么風格的游戲其可視化的形式特征必然由美術與設計來承擔,其內容和形式在很大程度上區別于藝術創作的內容和形式,主要表現在以下幾個方面:內容指定化、形式流程化。游戲的開發制作是根據“策劃案”為背景,內容的設計與繪制嚴格根據游戲的整體策劃進行的,繪制人員按照策劃案指定的角色形象、場景樣式進行制作。內容形式按制作團隊分工不同,將不同的制作環節流程化分配給不同的部門,以確保團隊分工協作的準確度。內容形式主要表現在美術繪制環節,前期包括角色形象的設計塑造與繪畫,場景規劃以及局部氣氛圖的繪制,裝備及物件的設計及繪制,前期環節美術應用比例較大,主要的工作內容是將策劃概念形象化。內容形象具體化、形式程式化。游戲體裁不同其內容形式也不盡相同,不論具象性寫實類游戲還是非具象性的、意象形式的游戲,其形象均為具體化的視覺形象以使得玩家辨別操控,對于美術制作來說主要運用線條、色彩、塊面等造型手段塑造具有一定意味、趣味的具體可視形象,游戲主體形象具體化的另一個原因,是由于后期數控程序要根據游戲進展和關卡設定來控制具體形象使游戲順利完成的依據。這一點,也使得其美術制作以一種程式化的方式進行,例如模型的面數控制、圖形的分層管理、貼圖繪制的尺寸大小要求都必須符合程序要求。否則,制作的“零部件”由于不符合程序要求而不能載入。內容形象理想化、形式規范化。游戲為增強其娛樂性和視覺吸引力,游戲內的各種形象都是經過超感覺設計并符合審美理想、具有化身作用的理想形象;游戲里面的任何形象制作都必須按照程序規范進行,因為其最終是以使用為目的,其成品是用美術手段創造出來的電子形式的產品,既生成的是數字代碼,這種數字形式必然具有一定的序列規范,游戲制作是現代科技與藝術審美娛樂功能結合出具有現代文化新面貌的產物,是運用繪畫藝術表達幻想描述,通過數字技術形式轉化為具有媒介傳播的情景藝術,其內容形象的具體和形式的規范是顯而易見的。
四、美術在游戲中的應用和表達理念的媒介作用
美術在整體社會結構中從屬于意識形態,即審美的意識形態,通過美術造型手段對人類精神文化產生影響。游戲是具有描述性特征的一種主觀先驗性假設,它是在利用一切手段來告訴我們游戲中有一個什么樣的世界,講述和傳達是游戲世界觀的重要方式,游戲要塑造出一個幻想的世界,這個“世界”的外化形象必須通過美術造型手段來實現,美術長于刻畫事物的外部形態來得到可視的實在形體,同時獲得視覺上的審美享受。運用繪畫、雕塑、設計、書法等美術手段塑造可視化形象貫通整個游戲的制作環節,可以說游戲制作是將幻想的世界通過形象塑造還原出來,以完成可視的形象世界。在游戲制作中美術的運用主要表現在前期角色形象設計與繪制、場景地形地貌的設計與繪制、UI界面的設計與制作(游戲中的UI界面屬于設計范疇,但其制作過程是使用軟件進行繪制)。中期模型的制作,模型制作環節使用的是三維軟件工具進行造型,實質上也是美術造型的范疇,因其基本應用的是繪畫的造型知識,包括角色形象和場景的外觀貼圖的繪制等。后期角色動作與場景動作(水流、動態火、風吹等)都屬于藝術的客觀表現,同傳統繪畫忠實自然描繪相同。在游戲產品最后運營階段,宣傳海報和衍生產品的繪制與制作依然是美工的工作范疇。一款成熟的游戲是通過其外觀形象的塑造來傳達世界觀和價值觀的,游戲中的世界觀和價值觀決定了游戲操作的規則,同時也決定了美術風格的形成和形象塑造的基礎,美術的任務就是要表現角色特有的外貌和著裝,與眾不同的地形地貌等以傳達出隱性的神秘背景。游戲是一種多媒體藝術,是一種圖像式的視覺傳播媒體形式,通過色彩、形象、動作等圖像語言來傳達世界觀的,這也決定了美術手段在游戲制作中的媒介作用,也正是美術特有的造型元素的綜合應用形成并傳達了整個游戲的理念,也賦予了整個游戲以鮮活的生命力。
五、游戲美術賦予數控形象以藝術審美屬性
游戲的制作由于美術的參與使其具有了藝術審美屬性,通過形象塑造的表象傳達游戲的思想及主張。游戲本身是一種娛樂活動,可供人們參與和互動的行為活動;而美術屬于藝術范疇,是人為能力的體現方式。美術在游戲中的應用不僅使數控技術得到功能上的完善,也開辟了數字藝術的誕生,為藝術表達形式增加了新的手段,產生了新的視覺審美形式。美術應用在游戲中是將策劃者的主觀意圖轉換為客觀目的的創作活動,是一種有既定目的的勞作,在游戲制作中的各個與美術相關的環節,游戲“世界”既要運用美術手段形象化,同時,又將所創造的形象物態化為具有審美意義的審美對象。因此,藝術創作是特殊的精神生產形態,任何創作形象都是經過美術人員主觀世界審美意識加工改造的產物,創作形象一旦完成就成為了欣賞對象和審美對象,也就具有了審美屬性。游戲美術和傳統的紙上、布上美術造型手段相比,游戲中的美術手段比純繪畫的美術手段豐富得多,游戲美術的繪制過程主要是在軟件程序中進行的,是一種電子化的藝術形象,其制作手段必然是以電子形式為主要手段,這種電子手法是對現實的一種模擬,利用電子數控技術來塑造形象,工具的使用與制作方式和傳統的美術有很大區別,但目的都是為了塑造審美形象。數控技術不同于傳統的繪畫技術,數控技術是一套系統的操作流程,其通過具有不同功能的工具并配以相應的指令來完成作品的生成,操作者必須熟知和學會工具和命令的使用方法,且形成固有的操作系統,以數字化的方式來控制所得到的結果,其塑造的審美形象具有規范、真實、完整、超現實的特征。特別是在游戲所代表的數字藝術中,使我們認識到游戲制作是情景、表演、美術、音樂、動畫、程序相互配合的綜合藝術、實用藝術。美術是游戲制作的一部分,塑造形象的同時也賦予了其審美屬性。
2.將數控技術應用于機械制造中
使傳統機械制造技術變革為數控機械制造技術,這給機械制造行業帶來了新的特點,主要體現在:首先,提高機床的效率。通過前文分析可知,傳統機械制造技術中機床的效率較低。當將數控技術應用于機械制造中時,可以用計算機實現對加工部件的定位,以及對機床電機的啟動和停止的控制,同時還可以對切刀的切換進行控制。由于這些控制過程都有計算機根據預先設定的指令來實現。這與人工操作相比,將大大提高每一步操作的精確度,從而提高了機床的工作效率。其次,改變了原有的設計思想。在傳統的機械制造設計中,設計思想和設計思路在圍繞相關設計理論的同時,還要加入一定的設計經驗。對于很多的設計工作而言,設計經驗往往比設計理論更為重要。當數控技術應用于機械制造行業后,這種原有的設計觀念和設計思想將發生根本性的變化:一方面,需要新的設計理論來對設計的相關工作進行指導。新的設計理論中,不僅要包含經典機械設計中的所有理論,同時還要包括數控技術的相關理論,設計者在對設計方案進行理論分析時,要同時結合這兩個理論進行分析,以找到最優的設計方案;另一方面,在設計的過程中,設計經驗在整個設計中占的比重會非常小。當設計理論與設計經驗之間存在沖突時,設計者需要根據新的設計理念和設計思路進行[2]衡量,來確實最終的設計選擇。最后,設計周期將大幅縮短,同時設計方案的借鑒性變強。當數控技術應用于機械制造領域中時,由于設計的主要工作都圍繞對于相關理論的研究和方案的選擇過程中,在這個過程中由于不涉及具體方案的實施,因此這與傳統機械設計相比,會大大縮減設計時間和設計周期。同時,對于較為成熟的設計方案,由于設計方案均建立在計算機的全面控制基礎上,因此這種設計方案有較高的借鑒性和重復利用價值。然而,需要指出:在現階段雖然數控技術應用于機械制造行業對行業有著諸多有利的影響,但存在其成本較高、相關技術還處于發展階段且不成熟、技術的掌握有一定的難度等問題。但不可否認,數控技術應用于機械制造行業將是未來行業的發展趨勢。因此,如何解決上述問題將是未來數控技術應用于機械制造行業的發展方向。
2木材加工機械數控技術的戰略思考
我國的木工企業規模較小、發展緩慢,單靠自身品牌效應和能力很難進行數控設備的開發。中國很少運用數控鏤銑機,所以國外生產這批數控鏤銑機幾乎無法進行銷售,更何況是暢銷。國內的木工機械數控的大市場,雖然已被跨國公司控制,但是它們卻無法包攬整個市場,這是由于我國的特殊國情決定的。數控技術自出現以來,其發展已經與木工機械數控相適應。
2.1數控技術產業的人才缺乏
我國所有的木工機械生產企業共有1000多家,然而只有不足20家企業,可以進行自主研發,不足100家企業有測繪仿制能力。而我國木材加工企業共有3萬多家,不足300家企業購買了數控木工機械,若要在其中找出能進行設備二次開發能力并且能夠進行生產的企業,還不及總數的一半。除此之外,木材加工的相關企業的薪資水平較低,很少有人愿意嘗試其生產、銷售和操控設備的工作,又進一步地阻礙了數控木材加工設備在我國的發展。另有一些企業以裝點門面為由,購買數控木材加工設備,而沒有真正地發揮其作用。2.2數控系統是木工機床的中心我國木工機床的發展能力有限,數控技術方面和硬件設備的開發難以取得階段性進展,但是由金屬加工數控機床的系統所產生的數控木工機械技術還不夠完善,有許多問題亟待解決,沒有將木工企業的特點體現出來。而由于語言問題,無法直接引用國外的優秀軟件,所以,現在的首要任務,要根據木工數控設備的特點研究,引進能夠適應國內數控木工機械系統的設備或軟件。
2.3明確數控木工設備的發展方向
憑借著良好的售后服務,國外的數控木工機械生產機構才能不斷地獲得訂單。但我國的技術水平和售后服務都還不足,無法滿足群眾的需求。而且我國傳統的木工企業與群眾之間缺乏溝通,所以始終達不到跨國企業的銷售量。而我國的這些企業也很少購買能夠提高產量和生產效率的先進設備,無法獲取更高的利益。從現在木工機械數控市場的發展來看,我國傳統的時代已經過時,需要研究出為企業創造生產價值的數控設備。管理者需要考慮企業的開發方向是否正確,例如現在很多用戶需求的是小批量的生產方式,所以,木工機械企業應準確掌握發展方向。
2.4企業售后的重要性
數控木工機械加工企業應該對企業售后進行專項管理,并加強售后內容培訓和技術支持,這種方式才能打開市場,加大企業的知名度,吸引用戶的目光。與此同時企業自身也要給用戶提供機械系統的保修,提高企業在用戶心中的地位。對于中、小型木工機械企業等服務,應該根據我國的數控技術和機床的應用基礎,采用合理的開發模式。
2.5加強與高等院校的合作
我國應著重加強中小企業的木工機械數控技術的開發,并以其為研究主體,因其生產技術都是剛剛起步,對于數控生產技術方面還有很大的空間。而經營成功的企業已經形成了技術體系,很難創新技術,而很多企業實際上對數控技術沒有一個全面的了解。首先要加強與各大高校的技術連接,開發初期要以高校給出的發展方案為主,自身進行加工工作,購買低成本的配件,并采用先進的生產方式。如今的市場競爭中,沒有一家企業能夠壟斷整個市場,也不可能生產自身產品的全部零件,應杜絕這種落后的生產模式,加強社會分工協作,時刻與時俱進。以目前的數控技術發展速度,數控設備的普及將很快到來。建立產學研合作與開發能夠加快其進度,并且更加順利。
數控機床使用計算機嵌入式系統,能夠在計算機上遠程控制和定位工作臺,還具備了和數控機床匹配的功能模塊結構,很大程度上提高了工作的效率。對固定工件進行位置處理,能夠保證程序正常運行。使用數控機床的時候,把每個坐標軸移動分量傳送到驅動光源中,這樣機床的切削運動就可以按照編制的路線進行。使用裝置中的插補功能進行數據的記錄,控制系統把數據信號傳送到控制裝置中從而進行管理。中央處理器分析數據信息,讓每個部件都可以正常運轉,對零件進行精密加工處理。數控機床使用的是數字信息控制運動過程和機械加工。設定編程程序,讓編輯好的程序控制設備。所以數控技術極大的提高了機械加工的設備的靈活性,促進了加工機床的發展。在制造行業中,數控技術已經是加工的主體,數控技術的高低直接關系到產品的質量。
2數控技術在制造行業應用
2.1在機床設備中應用
數控機床是現代機電的重要組成,能夠有效的提高制造業的工作效率。數控機床的應用改變了原來的零件加工方式,能夠使用數字化技術處理零件的加工工藝,使用編程指令,讓人工操作得到了取代,提高了加工效率。在機床設備中應用數控技術,能夠讓生產工序和各項設備有機配合,不再調整機床工作臺的位置,能夠實現復雜零件的加工。
2.2在工業中應用
在工業中,主要是將數控技術應用在機械設備生產線上。采用編程方法,把需要的指令輸入到了計算機中,然后通過控制計算機實現機械設備遠程自動化控制技術,不再使用人工控制。數控技術具有很高的精確度,在保證了加工質量的同時,還能夠提高生產效率,人工工作的環境也得到了改善。在工業中應用數控機床能夠完成復雜的加工任務,在精度方面也有很好的精確度,在工作效率方面更是比人工操作快速。一旦出現了故障,數控機床的相關傳感和檢測系統,就能夠把故障的相關信息傳輸到計算中,計算機就會停止機床的工作,能夠很好的保護數控機床設備。這樣能夠很大的節省人力資源,讓企業的成本降低。
2.3在機械加工中應用
我國科學技術發展非常迅速,不進行數控車床技術的更新就不能跟上時展的步伐。很多的機械制造商已經意識到了先進技術的潛力,不斷地引進先進的焊件。數控氣割技術輕松的解決了單件下料難的問題,在工作的時候,只要保證壓縮接觸面積均勻,就能夠實現很好的密封功能,對于產品的內外環凹凸面加工提供了保證,實現毛坯到成品持續加工。數控技術在機械浮動油封中也得到了很大的應用,能夠將數控鏜銑床編程和現代機械設備進行結合,通過提前編制好齒形子程序,調整結合角度就可以滿足質量的要求。在機械加工中,使用數控車床技術,還能夠提高零件焊接的精度,進行密封,能夠從毛坯到成品持續加工,很大程度上提高了加工效率。
3數控機床增效措施
數控機床加工工藝和加工設備中有一些問題,缺乏數控機床加工工藝的知識庫和數據庫,缺乏加工切削參數,缺乏數字化管理系統和制造系統。數控機床在加工的時候,需要很長的準備時間和等待時間,發生故障之后調試的時間也很長,這些都降低了數控機床的效率。對我國數控機床加工工藝現狀進行認真分析之后,研究出了一些增加數控機床效率的方法。
3.1提高自動化程度
數控技術在發展過程中,會逐漸的提高自動化程度,這是數控技術發展的趨勢,也是制造領域的要求。自動化程度加快之后,能夠減少加工的時間,提高加工的效率。經過柔性生產線和柔性制造單元以及復合加工技術,能夠提高數控技術的自動化和連續性,這樣可以有效的降低加工所需要的輔助時間,提高了生產效率。
3.2優化加工過程
數控車床加工過程還存在一定的缺陷,通過優化生產加工過程,能夠減少加工準備時間。在加工中,使用先進配套的管理方式、生產技術、機械零件制造執行系統、刀具自動配送、機械設備管理等,能夠增強設備的開動率和完整性,對于數控機床的持續運行和高效管理具有很好的作用。
3.3優化加工設計和工藝
數控機床加工工藝需要優化,在保證零件質量的前提下,通過減少加工的時間,提高加工的效率。數控機床使用先進的刀具或者是高性能的數控機械機床等,能夠仿真模擬數控機床的加工,從而優化控制數控機床程序。優化加工工藝和加工設計,能夠提高加工的性能,提高切削效率和主軸的加工效率。
2實踐性教學模式
在十余年的數控技術教學實踐中,作者以從知識到能力的轉化為契機,在傳授數控理論知識的同時,更加注重學生實踐能力的培養,逐步摸索出一套適合學生能力發展的數控技術實踐性教學模式。
2.1實踐性教學方法的提出
《數控技術》是比較偏重實踐性的課程,特別是一些相關的程序、概念,比較抽象,學生不容易理解,聽起來比較枯燥,學生興趣不是很高。在教學中加強課程與專業的聯系、課程與實際應用的聯系,開展實踐性教學改革是全面提高教學質量和教學效果的有效方法和手段。筆者認為,運用現代教學理論,積極探索實踐性教學模式,切實提高應用性學科教學質量,是《數控技術》教學改革的一種有效嘗試。
2.2實踐性教學的指導思想
“教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發學生的學習積極性,向學生提供充分從事學習、活動的機會,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的知識與技能和方法,獲得廣泛的活動經驗。”這是開展實踐性教學模式研究的指導思想。
2.3實踐性教學三法
授課過程中,除了講解、提問和答疑等常用的方法外,筆者結合《數控技術》課程本身的特點,探索并完善了以案例式教學法、探討式教學法和現場式教學法為代表的實踐性教學三法。
2.3.1案例式教學法
案例式教學法主要是通過列舉實例,提高學生臨場解決實際問題的能力,引導學生對一些特殊情境進行思考的一種教學方法。
案例教學的目標是讓學生像一個真正的老師那樣去思考問題、分析問題、解決問題,用綜合的觀點來審視教育現象,案例答案的不確定性增強了學生面對教學實踐中的不可預期性問題的應對策略和能力。通過各種各樣的案例演示,學生不僅接觸到各種社會現象,而且這些針對性的演練對于學生畢業后走上社會,在經濟的大舞臺上施展才華無疑具有很強的使用價值。
本文介紹在《數控技術》授課過程中,案例教學法的一個典型應用。如圖1所示的切削零件,通過示例,介紹數控編程的基本方法。用螺紋切削復合循環G76指令編程,加工螺紋為M60×2,工件尺寸見圖,其中括弧內尺寸根據標準得到。
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N1T0101(換一號刀,確定其坐標系)
N2G00X100Z100(到程序起點或換刀點位置)
N3M03S400(主軸以400r/min正轉)
N4G00X90Z4(到簡單循環起點位置)
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80(加工錐螺紋外表面)
N6G00X100Z100M05(到程序起點或換刀點位置)
N7T0202(換二號刀,確定其坐標系)
N8M03S300(主軸以300r/min正轉)
N9G00X90Z4(到螺紋循環起點位置)
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100(返回程序起點位置或換刀點位置)
N12M05(主軸停)
N13M30(主程序結束并復位)2.3.2探討式教學法
探討式教學法的實質,首先就在于它不僅是“教”或“學”的過程,而且是一種全體參與的過程。要充分發揮學生的主體性,讓他們參與到你的整個教學中去,激發他們的學習興趣,才能提高教學質量。其次,教學的本質是一種師生交往、交流、互動、對話的活動。在這樣的活動中,老師作為一種知識資源出現在學生面前,應成為學生學習的合作者、促進者,而不是教材的代言人。所以教師應該學會在適當的時候設計適當的問題,從而有效地提高學生的學習興趣,激發學生的學習動機,提高教學效果。
《數控技術》這門課知識點多,相輔相成,完成一個項目需要較嚴密的邏輯思維能力。在編程學習階段,可以把學生分為幾個學習小組,共同完成。實踐的結果表明,在互相討論又各有其責的學習氛圍中,對知識的提高與鞏固有很大的幫助,同時也培養了他們的團隊合作精神。
例如,在講授絕對坐標編程和增量坐標編程兩種編程方法之前,通過學生討論,預測出其不同的用法,在這個預測和探討的過程中,學生已經對兩種編程方法的不同有了初步認識。此時講授起來,學生易于接受,學習的積極性也高。
方法一:用絕對坐標編程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二:用增量坐標編程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3現場式教學法
因數控技術本身的特點,要求我們必須做到理論與實踐相結合,加大現場式教學力度,突出技術的應用性,并要強調教學內容的可操作性。
對于機床操作教學,應盡可能地讓學生多摸、多動機床,尤其是手動(JOG、ING)工作方式,對于缺乏實際經驗的學生來說,其效果是顯而易見的,而且便于控制手動的安全性。
數控編程是數控機床學習的重點,在了解數控手工編程指令的基礎上,可由教師指導學生裝夾工作,指明欲加工的內容和將要使用的刀具,用單步運行的方式逐段運行程序,邊運靠邊講解,可收到事半功倍的效果。
3應解決的幾個問題
3.1學生學習觀念的轉變
首先,學生應轉變被動的學習觀念,樹立自主學習的理念,增強主體意識和自我建構意識,主動參與教學、積極思考、大膽探究。其次,要加強合作意識和能力的培養,學生之間應建立良好的學習合作關系,溝通交流,共同探究。
3.2教師綜合素質的提高
教師本人要具備科學研究和創新的基本能力,而且教師必須站在知識的前沿,用自身的創新成果不斷豐富和補充教學內容。教師還應提高教學的專業化程度,組織好研究性課程。
3.3網絡教學資源的建設
實踐性教學的形式與內容是開放的,因此優質的網絡教學資源是實施研究性教學的重要保障。網絡教學資源的建設應保證內容豐富、開放和動態,以提供研究性教學需要的資料和信息。教學網站中應當構建一個開放、互動的教學平臺,并創建各種虛擬的研究環境,為學生參與和自主開展課題研究創造條件。
3.4數控仿真實踐教學
由于數控設備投資較大,并且操作過程具有較大的危險性,通過引入數控仿真教學,使學生在機房能夠模擬數控機床加工工件,并且基本上與實踐加工現場相似,這既能節約數控實踐教學的成本,又滿足了大量學生實踐能力培養的需求。具體教學過程:運用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三維軟件進行零件建模,并自動生成刀具軌跡和NC代碼(或者根據圖紙手工編程)后在南京宇航、VNUC仿真軟件上進行仿真加工,以驗證程序是否正確,同時又能熟悉機床操作面板各個按鍵的作用;此仿真實踐教學過程既體現先進制造技術內涵,又充分培養學生設計、分析和動手操作的能力。
4結束語
作者主要從事數控技術等課程的教學,并主持相關科研活動。多年來,通過實踐總結,摸索出實踐性教學模式在數控技術教學中的應用。實踐性的教學模式,教師應根據課堂教學的學習內容,創設教學情境,提供必要的學習材料,讓課堂充滿研討、探究、思考的氣氛。在實踐活動中,讓學生享受把所學的知識運用到生活實際中去的體驗感受和樂趣。培養學生靈活運用、解決實際問題、大膽創新等綜合能力。2004年,作者獲新疆大學《數控技術》講課比賽一等獎,《數控技術》課被評為新疆大學精品課程,并于2006年申報自治區精品課程,這是實踐性教學模式在數控教學領域成功的一個例子。
【摘要】數控技術是機械學科一門實踐性很強的技術課程。本文初步探討了實踐性教學模式在《數控技術》課程中的應用。旨在引導學生運用加工工藝、程序的編制等理論知識,實際操作和運用數控機床,構建數控技術課程的教學、生產、操作實踐相結合的新的教學模式。該模式已在施教過程中得以應用,并取得了顯著的教學效果。
【關鍵詞】數控技術程序編制實踐性教學模式
參考文獻:
2數控技術專業課程體系構建
2.1課程結構構建
在對職業崗位充分分析后,對學生的課程進行了解構,形成了新的課程結構,它是按照一般工作過程和學生的認知規律,將工作任務轉化課程體系,并確定了課程的門數、順序和課時。按照職業基礎課,職業技能課和職業拓展課逐級遞進,要求每一門課程要對應相應的職業能力。在職業基礎課程中將原有的“機械制圖”及“機械制圖大作業”兩門課程整合為一門“機械工程圖的識圖與繪制”,并開發了新課“機械零部件拆裝與測繪課程”,這門課是單開三周實踐課,以對學生制圖能力的進行鞏固和拔高;將“材料學”、“工程力學”及“熱處理學”整合成“機械工程基礎”去除了不必要的及不適應的內容。在職業技能課程階段,將“數控加工工藝與編程”拆解為“數控機床原理與應用”和“數控機床加工工藝”兩門課程,并增加了課時數;增設了“過程測量與統計”,使學生能更好地掌握工量具的使用;重新購置了數控機床維修教學模型機,新開發了基于工作項目的“數控機床故障診斷與維修”課程,使學生在真實的機床故障環境下進行學習,并通過參加全國數控一系列大賽來完善該門課程的教學。在職業拓展課程中,除了原有的課程以外,增加了一些電類的課程,如新開發了“機電設備維修”和“數控系統綜合訓練”兩門課程。通過這一系列的整合,形成了新的核心課程體系,這些課程是機械工程圖的識別與繪制、機械工程基礎(上、下)、計算機輔助CAD、機械零部件拆裝與測繪、零件的普通機床加工、數控機床原理及應用、數控機床加工工藝、數控機床故障診斷與維修、數控系統綜合訓練、機電設備維修機過程測量與統計等。
2.2教學資源開發
教學資源開發的主要任務是課程教材的編寫以及開發以網絡和多媒體為途徑的教學資源。到目前為止,該專業已完成了《數控機床原理及應用》、《機械零部件拆裝與測繪》、《數控機床故障診斷與維修》、《機電設備維修》、《數控系統綜合訓練》及《過程統計與測量》等課程的教材編寫,其中《數控機床原理及應用》是“十一五”規劃教材。這些教材在正式出版之前都要經過三年的校本教材的開發時間,邊教學邊修改,使之更能適合學生,適應教學。數控機床原理及應用及機電設備維修課程已經開發出了相應的網絡教學資源,其余課程正在開發當中,從學生的反饋來看,取得了很好的效果。