時間：2023-03-28 15:07:03
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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(yǎng)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(chuàng)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(yǎng)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(chuàng)新活動，并通過畢業(yè)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(fā)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(yè)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(tǒng);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(tǒng)綜合實驗臺的拆裝調試，要求學生了解數控系統(tǒng)的特點、基本組成和應用;了解數控系統(tǒng)常用部件的原理與作用;熟悉常見數控系統(tǒng)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(guī)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(yǎng)，必須十分注重學生動手能力的培養(yǎng)，我們在課余時間，充分利用學?，F(xiàn)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?？傊?，通過數控培訓增強了學生的數控技術實踐能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)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(yǎng)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(yè)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(chuàng)新實驗
重視創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)，大力發(fā)掘資源，調動學生的主動性和創(chuàng)造性，根據不同年級的特點，分層次開展開放性數控創(chuàng)新實踐活動，要求學生根據學?，F(xiàn)有的設備狀況及自身的理論知識與教師一起設計創(chuàng)新實驗，并在實驗的基礎上逐步完善設計內容。數控創(chuàng)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(tǒng)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(tǒng)構建、普通機床的數控化改造、專用機床控制系統(tǒng)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(chuàng)新實驗的設計，培養(yǎng)和強化學生綜合運用知識的能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力。
2．7生產實習
我們始終將生產實習環(huán)節(jié)視為強化教學效果、實現(xiàn)理論聯(lián)系實際的最有效手段。對高層次數控人才培養(yǎng)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(xiàn)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(guī)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(chuàng)新意識、創(chuàng)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(chuàng)新能力的提高。
2．9畢業(yè)設計
通過理論、實踐、培訓、創(chuàng)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(chuàng)新能力培養(yǎng)融為一體，在畢業(yè)設計中將這些知識綜合應用，培養(yǎng)學生綜合應用能力。學校高度重視學生的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，所有指導教師深入現(xiàn)場獲得了第一手資料，結合現(xiàn)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(xiàn)場工程技術人員為畢業(yè)設計指導教師。要求學生除查閱資料外，用一定的時間到現(xiàn)場去學習、調研。有條件的時候，學生可直接在現(xiàn)場完成畢業(yè)設計。通過各種方式將畢業(yè)設計與現(xiàn)場實際相結合，收到良好的效果。
1.引言
數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現(xiàn)代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發(fā)展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現(xiàn)的，是實現(xiàn)自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，是現(xiàn)代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。
2.國內外數控系統(tǒng)的發(fā)展概況
隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理。
長期以來，我國的數控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
3.數控技術的發(fā)展趨勢
數控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發(fā)展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：
3.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢
盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。
效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領域，年產30萬輛的生產節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
3.25軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。3.3智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)封閉性和數控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。
目前許多國家對開放式數控系統(tǒng)進行研究，數控系統(tǒng)開放化已經成為數控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數控系統(tǒng)就是數控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數控系統(tǒng)功能庫以及數控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發(fā)展的趨勢。
4.結束語
隨著人們對數控技術重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當前的發(fā)展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻
[1]王立新.淺談數控技術的發(fā)展趨勢[J].赤峰學院學報.2007.
2機械加工中數控技術的應用
2.1數控技術在機床加工中的應用
機械加工中,機床的應用比例很大。各種各樣的模具生產都是由機床來完成的。傳統(tǒng)的機床生產,模具的精度控制很難實現(xiàn)自動化,因此,生產出的模具合格率較低,材料利用率低。而數控化技術在機床上應用后,實現(xiàn)了機床全自動化機電一體制,這種機電一體化加工生產技術能保證產品的質量。
2.2數控技術在煤礦機械加工中的應用
煤礦機械具有特殊性,是專用的機械設備,由于其工作環(huán)境復雜多變,對安全系統(tǒng)要求較高,煤礦機械加工過程要求精細化程度高。而傳統(tǒng)機械加工很難實現(xiàn)其精度的要求。而且,煤礦機械更新?lián)Q代較快,應用領域單一,所以生產加工量小,下料難。數控技術得到應用后,設備下料切割采用數控技術,改變了過去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割質量高,提高了材料的利用率,降低了設備的生產成本。同時,數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置,它允許對構件的實際輪廓進行程序控制,好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調切切縫的補償值來精確控制毛還件的加工余量。
2.3數控技術在工業(yè)生產中的應用
工業(yè)生產過程中,難免會有惡劣的工作環(huán)境存在,如高溫、高壓、操作空間狹小,操作高度過高等。這些危險的工作環(huán)境極大地增加了工作人員的工作危險性。而數控技術的應用后,工業(yè)生產上類似的惡劣環(huán)境完全編入數控程序,使工業(yè)生產危險性得到極大改善。在實際的生產過程當中,應用數控技術之后,生產過程可以由計算機系統(tǒng)全程控制。只要預先輸入各種生產程序和產品參數,則計算機系統(tǒng)便能夠依照指令實現(xiàn)真正意義上的無人自動化生產。即便是在生產過程當中出現(xiàn)了故障或者問題,系統(tǒng)會根據錯誤的等級來決定是否繼續(xù)進行生產,同時采用有關的保護性護理措施,并向管理者報警。除此之外,機械加式中數控技術的應用還有很多,如航空設備的生產、機器人系統(tǒng)的生產、汽車工業(yè)的生產、石油機械的生產、國家武器裝備的生產以及建筑機械、農業(yè)機械等領域,應用數控技術后,無一不推動了行業(yè)的快速良性發(fā)展。
3機械加工中數控技術的應用趨勢
隨著新的智能化技術的發(fā)展,機械加工中數控技術的發(fā)展同樣朝向智能化方向發(fā)展。主要表現(xiàn)在加工過程的自適應控制和工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算等;操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。另外,隨著數字技術的不斷進步,機械加工也面臨著新的市場需求,特別是人們對精細化的要求也越來越高,于是高速度、高精加工技術成為必然的趨勢。
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(yè)的聯(lián)系、課程與實際應用的聯(lián)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(xiàn)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(fā)展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發(fā)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?！边@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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)象，而且這些針對性的演練對于學生畢業(yè)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(huán)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(huán)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(huán)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(fā)揮學生的主體性，讓他們參與到你的整個教學中去，激發(fā)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(xiàn)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(fā)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(yǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(yǎng)，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(chuàng)新的基本能力，而且教師必須站在知識的前沿，用自身的創(chuàng)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(yè)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(yōu)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(tài)，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(chuàng)建各種虛擬的研究環(huán)境，為學生參與和自主開展課題研究創(chuàng)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(xiàn)場相似，這既能節(jié)約數控實踐教學的成本，又滿足了大量學生實踐能力培養(yǎng)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(xiàn)先進制造技術內涵，又充分培養(yǎng)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(chuàng)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(yǎng)學生靈活運用、解決實際問題、大膽創(chuàng)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(qū)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：
天津航空機電有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龍舟工控設備有限公司，光電集團有限公司，天津汽車模具有限公司，三星電子顯示器有限公司，中環(huán)三峰電子有限公司，東華醫(yī)療系統(tǒng)有限公司，天津索思儀表測控系統(tǒng)有限公司等十多家企業(yè)的數控技術專業(yè)的用人方向和崗位需求數據表明：目前，高職畢業(yè)生整體技能水平偏低、就業(yè)質量不高，不能在技能上適應企業(yè)的技術崗位。大中型企業(yè)對高職院校數控技術技能型人才的需求方向主要集中在：數控機床操作、數控編程與工藝、CAD／CAE／CAM設計、數控機床的維護與保養(yǎng)等。這也為數控技術專業(yè)人才培養(yǎng)指明了方向。
（二）院校調研
針對需求方向，分析了多所院?，F(xiàn)開設相關職業(yè)技術課程如下：數控編程、數控操作、數控加工工藝、CAD／CAM（自動編程）、數控原理、數控機床的維修與維護等。院校開設課程的合理性調查統(tǒng)計數據顯示：69％的被調查者認為“數控加工工藝”與“數控編程”為專業(yè)核心課程；41％認為“數控加工工藝與編程”課程應加大實踐操作比例；61％認為仿真加工與機床操作的課時應增加；49％被調查者認為目前最感興趣的課程為數控機床操作；認為數控機床的維修與維護知識在未來數控行業(yè)更重要的占被調查總數的42％。數據表明，圍繞零件設計與加工及機床維修與保養(yǎng)等專業(yè)技能相關的課程，理論與實踐脫節(jié)，畢業(yè)生就業(yè)質量不高，達不到應有的教學效果，與現(xiàn)存教學模式和課程體系安排有直接的關系。院校教學調研中暴露的問題主要有：課程體系缺乏職業(yè)性；理論與實踐課程脫節(jié)；任務驅動教學模式趨于形式化。這就要求學校針對現(xiàn)行課程進行調整，將理論內容融于實際操作之中，重視操作技能的培養(yǎng)，重視關鍵能力的提高。
二、調研成果初探
教育部關于加強高職高專人才培養(yǎng)工作的意見中指出：高職教育的培養(yǎng)目標為高素質勞動者和高技能專門人才。以“應用”為主旨和特征構建課程體系和教學模式；實踐教學的主要目的是培養(yǎng)學生的技術應用能力。針對企業(yè)用人方向和現(xiàn)有課程中理論與實踐脫節(jié)的問題，我們結合學生的學習興趣，將數控技術專業(yè)培養(yǎng)目標分為兩方面：零件設計與加工人員，機床維修與保養(yǎng)人員。根據這一目標把本專業(yè)核心知識作模塊細分：機械制造基礎、數控車工實訓、數控銑工實訓、計算機輔助設計與制造、數控機床調試與維修。在教學上改進單一的“理論＋實訓”模式，根據企業(yè)的技能需求，采取“教、學、做”一體化的教學模式。
（一）教學改革實施
教師結合企業(yè)用人方向，制定教學目標，針對數控機床維護與維修模塊進行了大膽的教學改革嘗試。在數控機床維修實訓教學中，學生通過親自打開機床，自己動手拆卸零部件，認識各種零部件及其安裝結構特點，先形成感性認知，后作理論理解，之后教師再引導學生對零部件做功能分類。先分出：機械部件、電器部件、液壓控制元件等，再結合不同零件進行細化分析。機械部件又分為機床主體、主軸組件、導軌、滾珠絲杠螺母副等。與機械部分相關的理論，如零部件的工作原理、材料、裝配關系、強度與剛度的校核等，盡可能在學生拆卸零部件環(huán)節(jié)中進行講解。液壓控制部件，主要明確液壓系統(tǒng)的控制原理，要求學生能夠看懂液壓回路圖，能分析執(zhí)行元件的工作過程。電器部分在學生直觀電器控制柜后，講解柜中的所有電器元件的功能、作用以及電路的連接，要求學生看懂電路圖。這樣，可以將學科知識重新整合，將理論融于實踐，使學生學有所獲，迅速掌握專業(yè)技能。例如，在講解機床機械結構部分時，把滾珠絲杠螺母副作為教學的基本載體，演示部件運動過程，講解其傳動原理，再講零件結構，及其它相關類型的機械傳動結構并繪制其零件圖，從而學習零件的測量與繪制，認識零件材料的區(qū)別及用途。有了實踐動手經驗，再加上理論知識的學習，再次讓學生動手，將拆卸的機床復原。這樣，將所學多門課程的知識融合于實踐操作訓練之中，達到獲取知識有深度、培養(yǎng)技能有特點的綜合目標，滿足企業(yè)高素質、技能型人才培養(yǎng)的需求。
（二）課程體系模塊化
課程改革中，我們堅持“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向，以能力為本位”的高等職業(yè)教育改革發(fā)展方向，不斷探索，將專業(yè)知識和技術技能融合為一體，對陳舊的單科課程重新整合，改為模塊化教學，建立“基于工作過程”教學模式，突出技術技能型人才培養(yǎng)的特點，制作了數控技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案。根據就業(yè)方向不同，將本專業(yè)知識與技能劃分為五個核心模塊：機械制造基礎、數控車工實訓、數控銑工實訓、計算機輔助設計與制造、數控機床維護與維修。每個核心模塊涉及不同的專業(yè)基礎知識與實踐操作技能，面對不同的就業(yè)崗位。其中針對普通機加工人員，需要以機械制造基礎為核心模塊，包含：機械制圖與公差配合、材料及熱處理、普通機械加工實訓（車、銑、鉗工）、刀具與機床、切削原理等為基本知識與技能；數控加工人員，分為兩個典型方向：數控車工和數控銑工，分別對應兩個核心模塊，包括：數控加工工藝知識、數控加工編程知識、數控仿真軟件的應用、數控機床操作等基本知識和技能；零件設計與自動編程人員，核心模塊為計算機輔助設計與制造，包括：機械制圖與公差配合、材料及熱處理、數控加工工藝、計算機輔助設計（AutoCAD軟件應用）、計算機輔助制造（UG三圍造型與自動編程）等基本知識和技能；機床維修與保養(yǎng)人員，核心模塊為數控機床的調試與維修，包括：電工基礎知識（電器元件介紹、電路圖的繪制與識讀）、安全用電常識、機床電氣控制與PLC應用、液壓與氣壓傳動、數控機床與數控原理、數控機床使用及維護等基本知識和技能。綜上，構建了數控技術專業(yè)以職業(yè)崗位（群）知識能力為核心的模塊化教學內容，為實現(xiàn)理實結合的一體化教學提供了依據。
三、構建高職院校數控技術專業(yè)技能型人才培養(yǎng)模式
（一）實施“三明治”人才培養(yǎng)模式
“三明治”人才培養(yǎng)模式由教育家杜威提出，其核心是：“從活動中學，從經驗中學”，即把知識的學習與具體的活動聯(lián)系起來，充分體現(xiàn)了學與做的結合，知與行的統(tǒng)一。遵循“三明治”精神，以“實踐—理論—實踐”教學模式組織專業(yè)課程教學，要求學生對所學專業(yè)知識，先有感性認識，再上升到理論高度，最后用所學理論知識，指導實踐操作，解決實踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)的一些問題，達到學有所用。在機械制造基礎模塊中，新模式教學將原有的車工實訓、銑工實訓及機械制造基礎課程深層次結合，將原有的實踐與理論知識點具體化。課程中先安排車工、銑工等實踐操作練習，其間，學生認識機床、練習磨刀、加工小軸、六面體等，通過這些基本實操練習，學生了解切削加工的一般過程，理解刀具角度的定義及不同角度對加工的影響。先獲得車削、銑削加工的感性認識；再學習切削原理知識，了解切削過程中的受力、變形、溫度變化、刀具磨損等現(xiàn)象發(fā)生的原因，從而能夠自己想辦法，改變切削條件，控制加工過程，使得切削狀態(tài)達到最佳，生產效率提高，加工質量提高等等。學習理論過程，結合第一階段面臨的諸如“抗刀”等實際問題，重點分析原因，明確加工條件的重要性，在方向上為第二階段的實踐練習奠基，從而提升下一階段的實踐操作練習的技能。通過知識遷移，會舉一反三，學生根據零件質量要求，合理選擇切削用量、刀具角度，加工出中等難度的零件，滿足企業(yè)需求。這種“實踐－－理論－－實踐”交替的“三明治”教學模式，為企業(yè)培養(yǎng)技能型人才提供了可靠保證。學生畢業(yè)后，基本上能夠動手操作，憑借學到的專業(yè)知識分析研究產品的加工方法，改進生產技術，凸顯課程設置的職業(yè)化，對接崗位需求，能夠為企業(yè)輸送高素質高技能人才。
（二）編寫任務驅動型教材
教學改革中注重深化基于工作過程的“做中學、學中做”的人才培養(yǎng)模式，與企業(yè)深度融合，使企業(yè)參與學生培養(yǎng)全過程，共同構建基于工作過程的實踐教學課程體系。教學改革的核心任務是依據企業(yè)需求，編寫任務驅動型教材。技能就像教材的骨骼一樣，而知識是肉，要根據骨骼的狀況來生長。傳統(tǒng)教材以＂肉＂為主線，“骨頭”居次，這樣的教材基本是沒有技能訓練的。任務驅動型教材根據培養(yǎng)技能，分析學習需要，然后讓學生學習這些知識并掌握這種技能。任務驅動型教材的特點是以任務為載體，以任務實施過程為線索，將專業(yè)知識穿插到任務實施過程中，在教師的指導下由學生自主完成任務，從而掌握所學知識點，并具備實踐操作能力。針對這五門核心課程，本著工學結合的原則，本課題選用企業(yè)代表性產品，編寫了任務驅動教材，配合實際教學。數控實訓課程是集數控加工工藝、數控編程等多門理論課知識于一體的操作性很強的綜合實訓課程，是培養(yǎng)數控機床操作人員的核心課程。學生利用任務驅動型教材，不僅懂得了相關專業(yè)知識點，而且具備一定的實踐操作能力，同時了解了企業(yè)常見的產品類型。任務驅動型教材使學生在加工產品的過程中獲得成就感，有利于實踐技能的獲得。
（三）實施項目教學法
調查發(fā)現(xiàn)，以課本為中心的傳統(tǒng)教學模式不能滿足現(xiàn)今的教學要求；理實一體化教學因脫離企業(yè)項目和生產產品而流于形式。教師通過編寫與企業(yè)技能需求對接的任務驅動型教材，開展與企業(yè)生產相關的產品項目教學法?！绊椖拷虒W法”的特點是“以項目為主線、教師為指導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”的被動教學模式，創(chuàng)造了學生主動參與、自主學習、開發(fā)創(chuàng)新的新型教學模式。項目教學法注重理論與實踐相結合。每一個項目中包含來自生產車間的實際產品，與之相關的知識點，仿真加工，車間操作，實訓報告等多個環(huán)節(jié)的內容，要求學生從認識項目開始，結合相關知識分析項目、制定工藝、編寫程序、仿真加工、機床操作等最終加工出產品。通過轉變學習方式，將課堂理論教學轉為理實結合的一體化教學，營造了實踐教學的學習環(huán)境，激發(fā)了學生的好奇心和創(chuàng)造力，培養(yǎng)了他們分析和解決實際問題的能力。教師通過對學生的指導，轉變了傳統(tǒng)的灌輸式的教育觀念和教學方式，從單純的知識傳遞者變?yōu)閷W生學習的指導者和組織者。建立了全新的教學理念，提升了辦學目標，通過項目教學法的實施，探索教學過程的組織形式，逐步完善核心課程在專業(yè)教學中的作用。
目前是采用計算機控制，預先編程然后利用控制程序實現(xiàn)對設備的控制功能。由于計算機軟件的輔助功能替代了早期使用純硬件電路組成的數控裝置，使得輸入數據的存儲、處理、判斷、運算等功能均由現(xiàn)場可編輯的軟件來完成，這樣極大的增強了機械制造的靈活性，提高設備的工作效率。
2機械制造中數控技術的應用
2.1工業(yè)生產工業(yè)機器人和傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)一樣是由控制單元、驅動單元和執(zhí)行機構組成的。主要運用機器設備的生產線上，或者運用于復雜惡劣的勞動環(huán)境下下，完成人類難以完成的工作，很大程度上改善了勞動條件，保證了生產質量和人身安全。
在實際操作中，控制單元是由計算機系統(tǒng)組成，指揮機器人按照寫入內核的程序向驅動單元發(fā)出指令，完成預想的操作，同時同步檢測執(zhí)行動作，一旦出現(xiàn)錯誤或發(fā)生故障，由傳感系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)反饋到控制單元，發(fā)出報警信號和相應的保護動作。而執(zhí)行機構是由伺服系統(tǒng)和機械構件組成。有動力部分向執(zhí)行機構提供動力，使執(zhí)行機構在驅動元件的作用下完成規(guī)定操作。
2.2煤礦機械現(xiàn)代采煤機開發(fā)速度快、品種多，都是小批量的生產，各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統(tǒng)機械加工難以實現(xiàn)單件的下料問題，而使用數控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料，從而優(yōu)化套料的選用方案。使其發(fā)揮了切割速度快、質量可靠的優(yōu)勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產效率。同時，數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調節(jié)切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽車工業(yè)汽車工業(yè)近20年來發(fā)展尤為迅猛，在快速發(fā)展的過程中，汽車零部件的加工技術也在快速發(fā)展，數控技術的出現(xiàn)，更加快了復雜零部件快速制造的實現(xiàn)過程。
將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體，既可滿足產品不斷更新?lián)Q代的要求，做到一次投資，長期受益，又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率，從而打破汽車生產中有關“經濟規(guī)?！钡膫鹘y(tǒng)觀念，實現(xiàn)了多品種、中小批量的高效生產。數控加工技術中的快速成形制造技術在復雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現(xiàn)，不僅如此，數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等，在汽車制造工業(yè)中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業(yè)已經離不開數控加工技術的應用了。
2.4機床設備機械設備是機械制造中的重中之重，面對現(xiàn)代機械制造業(yè)的需求，具備了控制能力的機床設備是現(xiàn)代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業(yè)提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數控技術對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現(xiàn)機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上，從而發(fā)出控制指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機床自動加工出所需零件。
3數控技術的發(fā)展
從第一臺數控機床開發(fā)成功到現(xiàn)在已有50多年的歷史，由傳統(tǒng)的封閉式數控系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)今的開放式PC數控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的計算機數控系統(tǒng)，由于采用封閉的體系結構，它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難；開放式體系結構的計算機數控系統(tǒng)的發(fā)展，使傳統(tǒng)的計算機數控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)。開放式計算機數控系統(tǒng)，采用軟件模塊化的體系結構，顯示了優(yōu)良的性能，能適應各種計算機的軟件平臺，具有統(tǒng)一風格的用戶交互環(huán)境，操作、維護、更新?lián)Q代和軟件開發(fā)都比較方便，具有較高的性能價格比，已成為數控系統(tǒng)發(fā)展的方向。
4結束語
機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發(fā)展的關鍵時期，制造技術是我們的薄弱環(huán)節(jié)。PC機進入數控領域，極大的促進了數控技術的發(fā)展，也為我國在數控生產領域趕超發(fā)達國家提供了機遇。跟上發(fā)展先進數控制造技術的世界潮流，將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位，并以足夠的力度予以實施，盡快縮小與發(fā)達國家的差距，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時，數控加工技術的發(fā)展孕育產生大量的數控專業(yè)技術人才，進而推動我國現(xiàn)代機械制造業(yè)進一步走向繁榮。
參考文獻：
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2．將數控技術應用于機械制造中
使傳統(tǒng)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(yè)帶來了新的特點，主要體現(xiàn)在：首先，提高機床的效率。通過前文分析可知，傳統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)。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(tǒng)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(yè)后，這種原有的設計觀念和設計思想將發(fā)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(yōu)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(tǒng)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(xiàn)階段雖然數控技術應用于機械制造行業(yè)對行業(yè)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(fā)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(yè)將是未來行業(yè)的發(fā)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(yè)的發(fā)展方向。
1.2在煤礦提升、運輸方面的應用煤礦提升、運輸是煤礦生產中的關鍵環(huán)節(jié)，其工作效率直接影響著煤礦的生產效率，礦井提升機和帶式輸送機的使用正是機電一體化數控技術應用的具體體現(xiàn)。其中，礦井提升機能夠實現(xiàn)全數字提升，而內裝式提升機是一種典型的機電一體化設備，簡化了機械的結構，將滾筒和驅動有機地連接起來，大大提升了設備運行的安全、穩(wěn)定性；帶式輸送機是目前最主要的輸煤設備，具有可靠性強、自動化程度高、輸送量大、適合長距離輸送等優(yōu)點。
1.3在煤礦安全生產方面的應用煤礦的安全生產離不開監(jiān)控系統(tǒng)的支持，良好的監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地避免煤礦安全事故的發(fā)生。煤礦礦井對監(jiān)控系統(tǒng)的要求極高，必須保證系統(tǒng)時刻連通，保證隨時能與工作人員聯(lián)絡，從而保證井下工作人員的人身安全。機電一體化數控技術在礦井監(jiān)控系統(tǒng)中的應用，可以將系統(tǒng)主機內的數據庫進行連接，利用局域網使其連成同步模式，由專用的通信接口負責主備機的監(jiān)控工作，并利用專業(yè)的軟件，對產生的數據進行整理和分析，同時實現(xiàn)了上傳、檢索、圖形顯示、打印等多項功能，為礦井監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供有力的技術支持，對煤礦的安全生產具有十分重要的意義。
1.4在其他方面的應用煤礦安全生產離不開井下支架設備，而機電一體化數控技術在支架設備中也有著廣泛的應用。利用計算機系統(tǒng)與液壓支架系統(tǒng)的充分結合，實現(xiàn)了成組自動移架和定壓雙向臨架，有效地避免了支架與模板和頂板發(fā)生碰撞。目前，掘進機的電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質安全型開關箱、礦用本質安全型操作箱、礦用隔爆型電鈴、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、隔爆照明燈、掘進機用隔爆型三相異步電動機、GJC4低濃度甲烷傳感器等組成的電氣系統(tǒng)。
2機電一體化數控技術應用的相關建議
我國煤礦機電一體化數控技術與國外先進技術相比，仍然具有一定的差距，這就需要相關部門加大科研力度，加大對機電一體化數控技術開發(fā)的資金投入，提高我國機電一體化數控技術水平，提高煤礦機械自動化程度。另外，還可以大膽借鑒國外先進技術，根據我國煤礦行業(yè)的實際發(fā)展情況，制訂符合我國煤礦企業(yè)發(fā)展的機電一體化數控技術的開發(fā)規(guī)劃。隨著我國煤礦機電一體化數控技術水平的提高，煤礦生產的效率、安全性等得到了全面的提升，但與此同時，也應該加強對煤礦工作人員的技術培訓，使其能夠熟練操作這些自動化機械，并且加強對機械設備的管理和維護，確保煤礦生產的安全與穩(wěn)定。
目前我國機械制造行業(yè)有一個比較嚴重的問題：我國的機械制造產品針對外國的技術在需求方面比較高。例如：大部分消費者購買了國產機械產品過后，會發(fā)現(xiàn)雖然是國內機械產品，但是很多關鍵部位卻需要國外的機械技術才能加以完成，這樣的問題長時間以來就會讓國內的消費者產生一種比較“畸形”的消費觀念：會非常肯定的認為進口機械產品的質量一定好于國內機械產品的質量。因此，我國機械制造行業(yè)必須面對這些問題，面臨這樣重大的挑戰(zhàn)，需要更加重視機械產品的生產能力與生產質量，逐步提升機械制造過程中的科技含量。從而在未來的時間，從質量方面來改善人們對于國產機械產品的偏激認識，不斷增強國內機械制造行業(yè)的競爭勢力，才能更好的立足于現(xiàn)代市場競爭的環(huán)境之中。
二、機械制造自動化
利用主控器來輸入相關的數據與編碼，從而來對機械進行操作來代替一些人工無法實現(xiàn)的速度，無法實現(xiàn)的制造精度，無法適應的復雜等等過程。將機械制造產品的達標率提高，在一定程度上降低了工作的難度，縮短了生產時間，是目前現(xiàn)代化工業(yè)生產的基本要求。
針對目前我國機械產業(yè)所存在的問題，若要改變現(xiàn)狀，提升自身生產實力，最大限度的保障產品質量，將生產成本逐漸降低，對機械制造現(xiàn)代化技術的實現(xiàn)是我國機械制造行業(yè)的必然趨勢。只有將機械自動化實現(xiàn)，才能真正提升自身的生產水平，才能順應市場的需求，才能適應時代的發(fā)展。而且目前自動化極限的實現(xiàn)是數控技術的應用，也是推動傳統(tǒng)機械制造產業(yè)向現(xiàn)代化機械制造產業(yè)過渡。
三、數控技術的分析
1.工業(yè)生產中的數控技術。在實際生產的操作過程中，需要先設計相關的程序編號，然后將這些程序編碼輸入到計算機中去，讓計算機來進行自動控制的生產代替制造操作方面的動作。在實際的生產過程中，同時計算機也會檢測到是否可能出現(xiàn)生產故障或者系統(tǒng)錯誤，然后制定出及時的改善措施，確保生產穩(wěn)定進行。數控實際操作的過程中，也需要人工擔任監(jiān)督工作，從而不僅能更好的保障生產過程穩(wěn)定而安全的運行，而且能提升生產效率，在出現(xiàn)突況的同時，還能及時的采取保護措施。因此，工業(yè)生產中融入數控技術不僅能更好的改善生產條件與環(huán)境，將工業(yè)生產行業(yè)所隱含的危險系數降低，還能節(jié)省更多的勞動力，縮減開支，提高產品生產效率，更好的保障了產品的質量。因為產品在生產的過程中是通過計算機進行控制操作的，所以眾多產品之間不會出現(xiàn)傳統(tǒng)工藝中較大差異的問題。
2.煤礦機械中的數控技術。我國煤礦行業(yè)具有一定的利潤優(yōu)勢，采煤機械在這個因素的推動下得到了高速的發(fā)展，而且基于開采煤礦的環(huán)境存在一定的差異性，因此，機械的種類與先進設備在開發(fā)的過程中也不相同。通常一般的機械在進行生產的時候都是按小批量來的。由于開采機械的機殼是通過焊件的使用才制造毛培的。傳統(tǒng)加工方式對于單件下料這個問題來講是比較難的。利用數控技術進行控制切割，不僅能更好的完成采煤機械的葉片、滾筒等方面的處理工作，突破了傳統(tǒng)的仿形法，讓整個生產過程得到了優(yōu)化。由此可見，在數控技術在采煤機械中使用的優(yōu)勢在于：利用數控技術制造采煤機械有助于將切割速度最大限度的提升，讓鋒利的葉片在等同的時間內，實現(xiàn)更多的采集目標。特別是實際操作過程中也突破傳統(tǒng)的機械操作模式，大大降低了采煤行業(yè)的危險系數，促進了生產效率的提升。
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(yǎng)，逐步摸索出一套適合學生能力發(fā)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(yè)的聯(lián)系、課程與實際應用的聯(lián)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(xiàn)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(fā)展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發(fā)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?！边@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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)象，而且這些針對性的演練對于學生畢業(yè)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(huán)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。
%2451
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(huán)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(huán)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(fā)揮學生的主體性，讓他們參與到你的整個教學中去，激發(fā)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(xiàn)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(fā)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(yǎng)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(xiàn)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(xiàn)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(yǎng)，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(chuàng)新的基本能力，而且教師必須站在知識的前沿，用自身的創(chuàng)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(yè)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(yōu)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(tài)，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(chuàng)建各種虛擬的研究環(huán)境，為學生參與和自主開展課題研究創(chuàng)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(xiàn)場相似，這既能節(jié)約數控實踐教學的成本，又滿足了大量學生實踐能力培養(yǎng)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(xiàn)先進制造技術內涵，又充分培養(yǎng)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(chuàng)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(yǎng)學生靈活運用、解決實際問題、大膽創(chuàng)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(qū)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：
二、基于工作過程的專業(yè)課程改革措施
1.課程體系重構
課程體系重構是課程改革的核心內容，應以充分調研相關職業(yè)崗位（群）為基礎，收集分析典型工作任務，歸納專業(yè)核心知識與技能并獲得行動領域，進而開發(fā)基于工作過程的學習領域課程體系。（1）職業(yè)崗位（群）調研。通過對本地內燃機、機床工具、汽車零部件、泵閥和模具等規(guī)模制造企業(yè)進行調研，了解數控技術專業(yè)人才需求狀況以及人才培養(yǎng)目標的定位，明確數控技術相關工作崗位（群）有數控機床操作、裝配、機械產品質檢等初始崗位和數控工藝制訂、零件編程、高檔（多軸）數控機床操作、數控機床裝調維修、機械產品生產調度和數控設備管理等發(fā)展崗位。（2）典型工作任務分析。由專業(yè)團隊聯(lián)合企業(yè)工程師或技術能手進行實地考察職業(yè)崗位，收集與數控技術專業(yè)相關的典型工作任務，確保所選任務具有綜合性及其工作過程具有完整性與代表性。（3）行動領域歸納。邀請企業(yè)及職教界專家召開“工作任務與職業(yè)能力分析”研討會，參照國家職業(yè)分類，對典型工作任務和相關職業(yè)能力進行歸類分析，總結出數控技術專業(yè)的行動領域。（4）學習領域轉換。學習領域是一種根據職業(yè)任務和工作過程而設計教學主題單元并組織教學的課程模式。參照國家職業(yè)資格標準和行業(yè)、企業(yè)技術標準，從與數控技術相關的職業(yè)工作過程中的行動領域集合推導出一系列教學課程單元，并根據職業(yè)成長和學生認知規(guī)律，按照由淺及深的邏輯順序遞進排序，其總和就構成了基于工作過程的數控技術專業(yè)學習領域課程體系，如表1所示。
2.學習情境設計
（1）目標及內容設計。學習情境設計是以形成職業(yè)能力為目標，以典型工作過程為依據，將學習領域（課程）的內容具體化。學習情境的目標及內容之間呈現(xiàn)相關性、遞進性和包容性關系。以“數控編程與加工技術”課程學習領域為例，學習情境的目標及內容的設計要緊抓兩個重點：一是選擇典型數控加工任務為載體；二是通過強化訓練，形成工藝編制、數控編程與加工等技能。由此，設計系列學習情境，并對每個情境的能力目標、子任務內容及預期成果、教學方法、教學組織、教學環(huán)境與教學資源等進行詳細描述。（2）教學資源設計。包括開發(fā)體現(xiàn)專業(yè)特色的校本教材和學材（課程教材、實踐指導書、導學任務單、網絡課程和試題庫等），制作配套教學課件、電子教案和加工案例視頻等多媒體材料。利用校園網絡作為支撐平臺和校內教學資源庫作為管理平臺，滿足師生個性化的使用。教師使用網絡教學平臺能夠進行案例導學、難點解析和作業(yè)布置，學生通過開放式學習平臺可以獲取相關信息資源、完成交互式學習任務和拓展性學習項目。
3.教學組織實施
（1）實施“教學做”一體化教學模式?！敖虒W做”一體化教學模式是以工作過程為導向，將專業(yè)理論教學與實踐教學融合在同一學習情境中實施。堅持以“做”為中心，“在做中教、在做中學”，使職業(yè)教育緊扣職業(yè)崗位的要求，實現(xiàn)教學與生產、理論與實踐的緊密結合，使學生在知識結構、動手能力、綜合素質等方面得到全面的發(fā)展。例如，實施“車削螺紋”學習情境時，學生在教師的引導下，理解任務要求，獲取相關信息，制訂并實施計劃。學生在模擬的工作場景中邊做邊學，自主完成工作任務，及時總結成果與經驗，最終掌握螺紋類零件的工藝制訂、數控編程與操作加工等知識與技能。由此，知識學習、能力訓練和素質培養(yǎng)三位一體貫穿于整個教學過程中。（2）實施“三階段崗位”、工學交替模式。學生在學習期間，要經歷三個階段的崗位學習。一是在一體化教室完成“教學做”一體化的課程項目學習，培養(yǎng)學生掌握專業(yè)基礎知識與工作技能，體驗工作過程的一般流程；二是在校內實訓基地進行課程綜合實訓，培養(yǎng)學生專業(yè)知識和技能的綜合運用水平，提高分析問題和解決問題的能力；三是在校外實訓基地參加頂崗實習，培養(yǎng)學生適應企業(yè)崗位的職業(yè)能力，強化質量意識，形成良好的職業(yè)素養(yǎng)。校企共建校內外生產性實訓基地，搭建校企合作平臺，是實施工學交替的關鍵。一方面，將企業(yè)產品加工引入到校內實訓基地，既滿足企業(yè)降低設備成本投入和追求盈利的目標，又實現(xiàn)了職業(yè)教育教學過程與生產過程的對接；另一方面，安排學生到校外實訓基地頂崗實習，學生既是完成綜合實踐訓練，也是在承擔生產任務，所完成的合格實習作品就是企業(yè)產品。通過工學交替，學生提前適應了工作崗位，專業(yè)知識和實踐技能得到全面的檢驗和提升，質量意識和責任感由此增強，還獲得一定的勞動報酬。
4.教學評價反饋
教學評價是依據教學目標對教學過程及結果進行價值判斷。教學評價提供了展示工作成果和分享學習經驗的機會，激發(fā)了學生學習興趣和潛能，反饋學生達成學習目標的情況和存在的問題，還檢驗了教師教學的效果，為教學決策服務。教學評價的形式是多樣的，可通過成果展示、表格反饋、網絡平臺測試、職業(yè)技能鑒定和參加技能大賽等方式進行。教學評價內容要全面，一方面，要將專業(yè)成績與綜合能力評價相結合，既要檢驗專業(yè)技能水平，又要反饋職業(yè)素養(yǎng)高低；另一方面，要將結果評價與過程評價相結合，既要重視工作成果的完成，又要關注工作過程的實施。教學評價主體要多元化，即實行教師評價、學生評價（自我評價和組員互評）與企業(yè)專家評價相結合。
