首頁(yè) > 優(yōu)秀范文 > 數(shù)控系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)總結(jié)
時(shí)間：2022-10-28 06:24:31
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關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用；職業(yè)教育；課程特點(diǎn)；問(wèn)題；解決方法
【中圖分類號(hào)】G423.04
目前，隨著數(shù)控技術(shù)教育的普及，職業(yè)院校數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)面臨著種種問(wèn)題。這種情況嚴(yán)重制約著職業(yè)院校中數(shù)控專業(yè)的發(fā)展，有必要予以高度重視，進(jìn)行深入研究。
現(xiàn)根據(jù)數(shù)控技術(shù)課程的特點(diǎn)，從數(shù)控技術(shù)課程存在的問(wèn)題提出相應(yīng)的的解決方法和途徑。
一、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用課程的特點(diǎn)
1、數(shù)控技術(shù)涉及面廣。數(shù)控技術(shù)涉及到加工工藝方面的知識(shí)、機(jī)床及機(jī)床夾具方面的知識(shí)、刀具及刀具材料的知識(shí)、金屬切削原理、工件材料、機(jī)電技術(shù)方面的知識(shí)、數(shù)字控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD/CAM一體化技術(shù)、FMS、CIMS軟件技術(shù)、信息流管理與控制等等。
2、軟件技術(shù)更新快。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性技術(shù)更新，從專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式，向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在現(xiàn)代集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小型化、薄型化，而且綜合了計(jì)算機(jī)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；
3、課程實(shí)踐性強(qiáng)。數(shù)控技術(shù)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)科，數(shù)控技術(shù)教學(xué)中每一個(gè)環(huán)節(jié)，如數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)分析，機(jī)械結(jié)構(gòu)分析、加工工藝分析、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修以及數(shù)控編程與操作等，都必須用相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)來(lái)加深加強(qiáng)理論教學(xué)的效果，通過(guò)實(shí)操來(lái)驗(yàn)證理論教學(xué)。離開(kāi)實(shí)踐，既不能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)控編程能力、數(shù)控機(jī)床的操作能力，也不能培養(yǎng)數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)能力
二、當(dāng)前數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)存在的問(wèn)題
1、適合的書(shū)籍太少。目前，適合職業(yè)院校使用的數(shù)控技術(shù)課程的書(shū)籍還是太少，教學(xué)上所使用的書(shū)籍從內(nèi)容上還比較膚淺，大都比較重視理論，真正適合實(shí)訓(xùn)教學(xué)的還比較少，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)操作中碰到的難題和集中問(wèn)題在教材中基本沒(méi)有體現(xiàn)。而且深入反映科技前沿技術(shù)的教材缺乏，適應(yīng)高層次人才培養(yǎng)的高質(zhì)量教材更少。數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)是更新快，很多教材知識(shí)體系還停留在十年前。另外沒(méi)有與本校實(shí)訓(xùn)設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)配套的教材。市場(chǎng)上相關(guān)的教材對(duì)每一種數(shù)控系統(tǒng)都是泛泛而談，沒(méi)有針對(duì)性。
2、專業(yè)師資技術(shù)不過(guò)硬。很多職業(yè)院校從事數(shù)控教學(xué)的教師都是高校畢業(yè)直接從事數(shù)控教學(xué)，或者從其他機(jī)械基礎(chǔ)專業(yè)轉(zhuǎn)數(shù)控方向。在理論教學(xué)上，沒(méi)有太大的問(wèn)題。但是這些老師普遍存在一個(gè)問(wèn)題，他們自己本身對(duì)于機(jī)械加工都極其欠缺生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)控技術(shù)教學(xué)中根本不能很好的把理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程按照概念照本宣科，枯燥無(wú)味，學(xué)生學(xué)不到真正有用的東西。
3、忽視傳統(tǒng)實(shí)習(xí)項(xiàng)目。很多職業(yè)院校不怎么重視傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，由于師資和場(chǎng)地的原因，傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)簡(jiǎn)單走過(guò)場(chǎng)。傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)項(xiàng)目車工、鉗工、銑工、磨工等工種對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)作用很大，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中不容忽視。只有通過(guò)這些傳統(tǒng)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生才能夠真正掌握加工參數(shù)的重要性，從而掌握刀具的磨削和使用，才能體會(huì)材料與刀具、刀具與加工參數(shù)之間的關(guān)系，進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)選擇加工參數(shù)才會(huì)更合理。數(shù)控專業(yè)學(xué)生不通過(guò)普通機(jī)床實(shí)習(xí)直接去操作數(shù)控機(jī)床是不合理的。
4、教學(xué)內(nèi)容不太規(guī)范。很多職業(yè)院校安排課程，數(shù)控編程前期安排的課程對(duì)于數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、伺服控制系統(tǒng)、刀具及數(shù)控加工工藝方面的知識(shí)相對(duì)安排較少。數(shù)控技術(shù)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，許多實(shí)質(zhì)性技術(shù)和最新技術(shù)講授得不夠深入，往往停留在書(shū)本概念上，新功能、新技術(shù)的講授也跟不上技術(shù)發(fā)展的理論，理論聯(lián)系實(shí)踐探討的深度不夠，課程教學(xué)內(nèi)容不夠深入和前沿，導(dǎo)致學(xué)生只知道是什么，不知道為什么。
5、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)條件較差。一部分職業(yè)院校學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容還存在著很大的缺陷，實(shí)訓(xùn)時(shí)間安排不夠，實(shí)訓(xùn)課題脫離生產(chǎn)實(shí)際，沒(méi)有系統(tǒng)性，學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)還有相當(dāng)?shù)木嚯x，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的了解也僅停留在熟練使用操作面板上，對(duì)于操作過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的具體問(wèn)題還不能應(yīng)對(duì)。
三、提高和解決數(shù)控技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)質(zhì)量的方法和途徑
1、加強(qiáng)數(shù)控專業(yè)校本教材的開(kāi)發(fā)。針對(duì)現(xiàn)在市場(chǎng)上合適的教材少的問(wèn)題，結(jié)合本校實(shí)訓(xùn)設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)，加大校本教材的開(kāi)發(fā)，將學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作中碰到的難題在教材中一一解決，并且邀請(qǐng)生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)崗位的人員參與編寫(xiě)，結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品加工中出現(xiàn)的問(wèn)題，以企業(yè)產(chǎn)品實(shí)例為課題，多編寫(xiě)實(shí)例。這種方法，在實(shí)踐中，已經(jīng)取得了比較好的效果
2、加強(qiáng)數(shù)控師資培養(yǎng)。數(shù)控技術(shù)課程的師資和那些專業(yè)基礎(chǔ)課教師相比，所需要接受的專業(yè)訓(xùn)練和從教資歷有很大的不同。他們既需要有扎實(shí)的理論，更需要有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在師資培訓(xùn)方面，不僅要邀請(qǐng)不同領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)專家來(lái)學(xué)校定期講座培訓(xùn)，了解最先進(jìn)的前沿技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。更要有計(jì)劃的選派一部分任課教師深入到生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地參與數(shù)控技能培訓(xùn)，也可以深入工廠進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，彌補(bǔ)我們的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中存在的缺陷。
3、重視傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。數(shù)控專業(yè)的學(xué)生在操作數(shù)控車床之前必須進(jìn)行普通車床的實(shí)習(xí)，掌握切削用量對(duì)加工的影響，掌握常規(guī)零件加工工藝。在操作數(shù)控銑床、加工中心之前必須進(jìn)行普通銑床的實(shí)習(xí)。因?yàn)閭鹘y(tǒng)普通機(jī)床的實(shí)訓(xùn)，直接決定著數(shù)控水平的高低，所以機(jī)加工基礎(chǔ)的強(qiáng)化，是數(shù)控實(shí)習(xí)的重點(diǎn)。職業(yè)院校根據(jù)本校數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生人數(shù)建設(shè)數(shù)控實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)基地的同時(shí)，也要配套建設(shè)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)基地。
4、改善教學(xué)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。因?yàn)閿?shù)控技術(shù)課程不但具有理論知識(shí)面寬，而且具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，所以需從系統(tǒng)出發(fā)，安排學(xué)生更多的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)時(shí)間，才能達(dá)到滿意的效果。教學(xué)安排中要注意實(shí)踐教學(xué)所占比例，并使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)交叉進(jìn)行。為使學(xué)生對(duì)已有知識(shí)做到融會(huì)貫通，在設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課題時(shí)要注重循序漸進(jìn)，能夠發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
5、采用合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段。數(shù)控技術(shù)課程部分章節(jié)的內(nèi)容很抽象，剛開(kāi)始學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)的學(xué)生僅憑文字很難理解數(shù)控系統(tǒng)中各組成部分的含義和功能，也無(wú)法理解數(shù)控裝置到底是個(gè)什么設(shè)備，很難理解檢測(cè)信號(hào)反饋的意義在哪等等一系列的問(wèn)題。如果僅僅只采用課堂講述的方法是無(wú)法達(dá)到很好的效果的。
采用多媒體輔助教學(xué)，制作多媒體課件，比如在編程坐標(biāo)系的教學(xué)中，展示機(jī)床坐標(biāo)系與主軸卡盤(pán)關(guān)系，加入工件后，描繪出編程坐標(biāo)系所在位置，用不同顏色亮點(diǎn)顯示機(jī)器零點(diǎn)、換刀點(diǎn)，讓主軸卡盤(pán)動(dòng)畫(huà)閃爍，在視覺(jué)上產(chǎn)生一種轉(zhuǎn)動(dòng)感覺(jué)，對(duì)于理解直徑編程起到重要作用。
采取比較法教學(xué)，比如，在介紹數(shù)控車床時(shí)，采用比較法。采取比較法，使整個(gè)教學(xué)內(nèi)容清晰有序，使學(xué)生在比較、歸納、總結(jié)的過(guò)程中，加深對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)。
采用分組討論法。在實(shí)訓(xùn)后期，可以結(jié)合學(xué)校產(chǎn)品或者企業(yè)產(chǎn)品，將學(xué)生分成幾個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)針對(duì)產(chǎn)品拿出自己的設(shè)計(jì)方案、工藝方案、加工方案。給定時(shí)間讓他們自己完成整個(gè)零件，老師再比較優(yōu)劣，引導(dǎo)分析原因。還學(xué)生主動(dòng)思維的空間，避免了教師是主角，大部分學(xué)生是聽(tīng)眾的教學(xué)模式。
采用仿真實(shí)訓(xùn)輔助教學(xué)，在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中，適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)輔助手段是必需的，在編程教學(xué)中適當(dāng)利用仿真軟件，可以滿足學(xué)生們檢驗(yàn)編程的程序的正確性，也可以部分的代替數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)踐操作學(xué)習(xí)，增加工位。為了彌補(bǔ)仿真軟件的不足，可以讓學(xué)生們通過(guò)仿真軟件和實(shí)際機(jī)床輪流實(shí)訓(xùn)，這樣能充分理解切削用量概念，掌握獲得工件加工質(zhì)量的方法。
6、培養(yǎng)學(xué)生興趣。在進(jìn)入數(shù)控技術(shù)課程學(xué)習(xí)時(shí)，組織學(xué)生觀看有關(guān)柔性加工系統(tǒng)、柔性加工單元、柔性自動(dòng)化裝配線和數(shù)控機(jī)床概述等錄像帶，到工廠參觀數(shù)控車、數(shù)控銑、數(shù)控線切割、加工中心等設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，使他們對(duì)數(shù)控加工有一定的認(rèn)識(shí)。通過(guò)直觀的了解，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情容易被激發(fā)起來(lái)，才會(huì)充滿興趣地投入數(shù)控專業(yè)學(xué)習(xí)。如果還是采取老師滿堂講，學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)、黑板上板書(shū)開(kāi)機(jī)床的教學(xué)方法和手段，很難引起學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程的興趣。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-0118（2012）08-0109-01
一、數(shù)控教學(xué)改革的目標(biāo)
隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控設(shè)備以其先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)正在逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)械加工設(shè)備，社會(huì)迫切需要一大批能面向生產(chǎn)第一線的高素質(zhì)技能型數(shù)控人才。我們學(xué)院數(shù)控技術(shù)專業(yè)為了適應(yīng)市場(chǎng)要求，以就業(yè)為導(dǎo)向，對(duì)數(shù)控專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行改革，投入人力物力購(gòu)買數(shù)控機(jī)床，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控加工編程與操作、數(shù)控加工工藝編制、CAD/CAM操作、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)的能力，以培養(yǎng)高級(jí)數(shù)控操作工、數(shù)控編程人員、數(shù)控機(jī)床維修人員等為目標(biāo)。
二、數(shù)控教學(xué)改革措施
（一）教學(xué)內(nèi)容改革
數(shù)控專業(yè)普遍存在的一個(gè)問(wèn)題，就是課程設(shè)置與課程內(nèi)容不能滿足企業(yè)的需要，教學(xué)與實(shí)際工作需要脫離。為了改變這種局面，我們?cè)谡n程體系中提高實(shí)踐教學(xué)比例，對(duì)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容按照“夠用”的原則進(jìn)行綜合化的整合，將理論與實(shí)踐滲透融合，強(qiáng)調(diào)知識(shí)間的聯(lián)系。
數(shù)控是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，不僅在課堂上為學(xué)生灌輸專業(yè)知識(shí)，更應(yīng)該為學(xué)生提供良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。在此理念的驅(qū)動(dòng)下，教委及學(xué)校投資興建數(shù)控技能實(shí)訓(xùn)中心，購(gòu)進(jìn)數(shù)控車床、銑床、加工中心等，為學(xué)生提供了良好的實(shí)訓(xùn)基地。通過(guò)課程體系改革，將實(shí)踐課程的比例提高至40%，將理論教學(xué)過(guò)程中的某些教學(xué)環(huán)節(jié)也放到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，學(xué)生可以看到實(shí)物和實(shí)際操作，加深對(duì)知識(shí)的理解。
為了使學(xué)生在一開(kāi)始就對(duì)自己所學(xué)專業(yè)及今后就業(yè)有所了解，在第一學(xué)年增設(shè)一周認(rèn)知實(shí)訓(xùn)，帶領(lǐng)學(xué)生去工廠各個(gè)生產(chǎn)車間參觀，對(duì)每個(gè)車間所需掌握的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行介紹，提高學(xué)生今后專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性。
（二）教材改革
1、教材中所講解的內(nèi)容要盡量和學(xué)校所配備的設(shè)備相符合。比如，當(dāng)前市場(chǎng)上關(guān)于高職高專的數(shù)控加工及編程的教材有很多，內(nèi)容也是圍繞數(shù)控機(jī)床編程和操作兩個(gè)方面來(lái)講解的，但講解時(shí)所采用的數(shù)控系統(tǒng)是各不相同的，如FANUC數(shù)控系統(tǒng)、SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)等。不同數(shù)控系統(tǒng)在編程指令的使用和機(jī)床操作上會(huì)有些區(qū)別。如果教材和學(xué)校所配備的數(shù)控系統(tǒng)不吻合，可能會(huì)使學(xué)生混淆不清，嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，學(xué)生不能適應(yīng)，達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)。
2、教材的內(nèi)容要能滿足實(shí)際應(yīng)用需要，難易程度適中。數(shù)控專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)，而且是針對(duì)高職高專開(kāi)設(shè)的，內(nèi)容的難易程度要適中，較強(qiáng)的理論性內(nèi)容不宜較多。例如，數(shù)控原理、數(shù)控插補(bǔ)計(jì)算等理論性強(qiáng)的知識(shí)不宜過(guò)多。
（三）教學(xué)方法的改革
1、項(xiàng)目教學(xué)法。在數(shù)控專業(yè)中一些課程采用師生共同完成一個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)方式。進(jìn)行的過(guò)程可分為項(xiàng)目設(shè)定、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目測(cè)評(píng)四個(gè)過(guò)程。首先由教師提出一個(gè)項(xiàng)目，將針對(duì)學(xué)生的實(shí)際水平教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)都包含在任務(wù)中，由學(xué)生獨(dú)立完成，教師在必需時(shí)進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，最后進(jìn)行項(xiàng)目的展示與交流，有教師、學(xué)生、項(xiàng)目組共同對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師對(duì)整個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)。
采用項(xiàng)目教學(xué)法，如何合理的選擇教材，如何在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)將職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)融合進(jìn)項(xiàng)目，都是在今后的教學(xué)過(guò)程中需要進(jìn)一步探討及研究的內(nèi)容。
2、案例教學(xué)法。采用案例教學(xué)法能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生按照教師的安排與講授去得到一個(gè)結(jié)果，最終得到的這個(gè)結(jié)果后能進(jìn)行展示及自我評(píng)價(jià)。這種教學(xué)方法中，教師將不再是教學(xué)的主導(dǎo)者，而是引導(dǎo)者。這種教學(xué)方法一般在數(shù)控操作實(shí)訓(xùn)過(guò)程中使用。
3、其他教學(xué)法。采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)法，可給學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的視覺(jué)感官效果，達(dá)到吸引學(xué)生注意力的目的。而實(shí)物模型教學(xué)法則是將學(xué)生帶到實(shí)物前進(jìn)行講授，比如在講抽象的數(shù)控傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、機(jī)床典型部件等，就將授課地點(diǎn)置于實(shí)訓(xùn)室。
（四）考核方式的改革
傳統(tǒng)的書(shū)面考核方式不能完全反映學(xué)生的實(shí)際操作與創(chuàng)新能力，在本專業(yè)中，采用課業(yè)考試為主，多種考核方式并存的方法，以此來(lái)全面衡量學(xué)生的學(xué)業(yè)情況。針對(duì)不同的課程采用不用的考核方式，比如，對(duì)于數(shù)控加工編程與操作，我們采用“操作+上機(jī)編程+試卷”的考核方式，而CAD/CAM技術(shù)則采用“技能測(cè)試+作品分析”的考核方式。
（五）融入職業(yè)技能改革，實(shí)現(xiàn)“雙證”教育
在課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度安排和教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面為學(xué)生獲得職業(yè)資格證書(shū)提供可靠的保障，突出職業(yè)能力培養(yǎng)，實(shí)施“雙證制”教育。在相關(guān)課程結(jié)束后，組織學(xué)生參加國(guó)家職業(yè)資格考證，以此來(lái)提高學(xué)生今后的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
三、總結(jié)
數(shù)控專業(yè)應(yīng)該實(shí)踐與理論并重，在教學(xué)過(guò)程中，理論與實(shí)踐應(yīng)穿行，避免時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，出現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遺忘的現(xiàn)象。通過(guò)不斷的教學(xué)實(shí)踐，總計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不斷探索，將經(jīng)驗(yàn)用于教學(xué)，使教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求相聯(lián)系，為社會(huì)培養(yǎng)適合的人才。
參考文獻(xiàn)：
［1］張福榮.高職高專數(shù)控人才培養(yǎng)方案探討［J］.現(xiàn)代企業(yè)文化,2009,(2).
一、明確教學(xué)目標(biāo),確定培養(yǎng)方向
中等職業(yè)學(xué)校應(yīng)該立足本位,把培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床操作工作為教學(xué)重點(diǎn),使學(xué)生精通數(shù)控加工工藝知識(shí),熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作和手工編程,了解自動(dòng)編程和數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障的排除。具體應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的三種能力:
1.專業(yè)能力。
具備從事數(shù)控行業(yè)所需的技能和與之相應(yīng)的知識(shí),包括單項(xiàng)的技能與知識(shí),綜合的技能與知識(shí)。
2.方法能力。
具備從事數(shù)控行業(yè)所需要的工作方法和學(xué)習(xí)方法,包括制定工作計(jì)劃的步驟、解決實(shí)際問(wèn)題的思路、獨(dú)立學(xué)習(xí)新技術(shù)的方法等。
3.社會(huì)能力。
具備從事數(shù)控行業(yè)所需的行為能力,包括人際交往、公共關(guān)系、職業(yè)道德、環(huán)境意識(shí)等。因此,要把職業(yè)道德、行業(yè)要求滲透到專業(yè)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生具有過(guò)硬的專業(yè)素質(zhì)。
二、制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)訓(xùn)內(nèi)容,確保教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
作為一名合格的藍(lán)領(lǐng)層數(shù)控銑床技術(shù)人員,必須掌握以下內(nèi)容:
1.操作面板的熟悉和控制軟件的基本使用。
2.坐標(biāo)系的建立,工件和刀具的裝夾,基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀找正。
3.基本編程指令的運(yùn)用。手工編程與程序輸入訓(xùn)練,空運(yùn)行校驗(yàn)?zāi)M。
4.輪廓銑削和槽形銑削編程訓(xùn)練與上機(jī)調(diào)試,掌握程序校驗(yàn)方法。
5.刀具長(zhǎng)度與刀具半徑補(bǔ)償及編程訓(xùn)練。手工換刀基本操作,多把刀具的對(duì)刀。
6.子程序調(diào)用,程序調(diào)試技巧,鉆孔加工的基本編程。
7.實(shí)際銑削訓(xùn)練,合理設(shè)置、調(diào)整校核工藝參數(shù),排除基本故障。
8.了解與冷卻系統(tǒng),機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)。
三、因材施教,運(yùn)用切實(shí)可行的教學(xué)方法
1.實(shí)踐中穿插必要的理論講解,彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。
實(shí)踐教學(xué)是指在專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,以深化理論、獲得能力為目的的師生共同參與并完成的整個(gè)教學(xué)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理加工傳輸技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)及軟件技術(shù)于一身的機(jī)電一體化設(shè)備,學(xué)生要學(xué)好這門課程并不容易。特別是現(xiàn)在的生源普遍基礎(chǔ)較差,數(shù)控理論知識(shí)更是難以掌握, 學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課時(shí)如果聽(tīng)不懂就會(huì)失去學(xué)習(xí)興趣,越是這樣就越難以學(xué)好該課程。因此,參加數(shù)控實(shí)訓(xùn)的學(xué)生就沒(méi)有多少理論指導(dǎo),或者說(shuō)理論很籠統(tǒng),無(wú)法用于指導(dǎo)實(shí)際操作,這樣在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作加工的實(shí)訓(xùn)中,就必須增加一定課時(shí)量的與操作、加工和編程有關(guān)的理論知識(shí)講解。
2.實(shí)行小組式教學(xué)方式,以學(xué)生輔導(dǎo)學(xué)生。
由于教學(xué)設(shè)備的限制,在數(shù)控實(shí)訓(xùn)時(shí)不可能每位學(xué)生都操作一臺(tái)機(jī)床。在這種情況下,就必須根據(jù)學(xué)校的現(xiàn)有設(shè)備,將實(shí)訓(xùn)班級(jí)分成若干小組開(kāi)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在分組之前,我們聽(tīng)取班主任老師的意見(jiàn),將動(dòng)手能力強(qiáng)、反映快、專業(yè)知識(shí)扎實(shí)的學(xué)生選出,并將他們作為小組組長(zhǎng),由于這些學(xué)生的接受能力較強(qiáng),能很快掌握老師教授的內(nèi)容,這樣在實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中他們就可以實(shí)時(shí)地輔導(dǎo)其他學(xué)生。這種以學(xué)生輔導(dǎo)學(xué)生的教學(xué)方法,既保證了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量,又減輕了教師的負(fù)擔(dān),同時(shí)還降低了實(shí)訓(xùn)安全事故的發(fā)生,增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,收到了教好的教學(xué)效果。
3.循序漸進(jìn)、螺旋上升的漸進(jìn)式教學(xué)方法。
數(shù)控機(jī)床的操作不當(dāng),輕者會(huì)撞刀、零件加工成了廢品,重者會(huì)發(fā)生安全事故。為使學(xué)生更好地掌握數(shù)控機(jī)床的基本操作,更好地適應(yīng)用人單位的需要,我們對(duì)實(shí)訓(xùn)的每一個(gè)內(nèi)容的練習(xí)都分解成許多細(xì)小的步驟,采用循序漸進(jìn)、螺旋上升的漸進(jìn)式教學(xué)方法,讓學(xué)生先分解后總合,收到良好的教學(xué)效果。例如在講解對(duì)刀的時(shí)候,先教學(xué)生練習(xí)使用手輪,再練習(xí)MDA方式啟動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng),再練習(xí)X方向?qū)Φ?再練習(xí)Y方向?qū)Φ?再練習(xí)Z方向?qū)Φ?最后再將三個(gè)方向同時(shí)對(duì)刀。這樣教師講解起來(lái)就比較省事,學(xué)生掌握起來(lái)也比較輕松。
4.以“導(dǎo)”為主,以“授”為輔。
把數(shù)控知識(shí)的內(nèi)容由原理知識(shí)轉(zhuǎn)換成實(shí)用知識(shí), 學(xué)生的學(xué)習(xí)由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)掌握專業(yè)技能有很好的促進(jìn)作用。目前,行動(dòng)教育已被廣泛使用,這就要求教師由“授”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)”,教師不僅僅要親手教會(huì)學(xué)生如何使用機(jī)床,還要引導(dǎo)、指導(dǎo)、輔導(dǎo)學(xué)生完成新零件的工藝設(shè)計(jì)、刀具的選用、程序編制及加工完成,在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生一系列的問(wèn)題。而在老師的指導(dǎo)下,學(xué)生會(huì)設(shè)法逐一解決這些問(wèn)題,而隨著問(wèn)題的解決學(xué)生就會(huì)很有成就感,產(chǎn)生濃厚的興趣,這對(duì)于學(xué)生掌握數(shù)控知識(shí)會(huì)收到很好的效果。
5.突出能力本位,增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力。
學(xué)生技能水平的高低體現(xiàn)在能否為用人單位解決實(shí)際問(wèn)題,要為社會(huì)培養(yǎng)出合格的人才,不僅僅要有好的教學(xué)方法,還要具備先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備,數(shù)控技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)更是如此,要使學(xué)生更快地適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境,所用教學(xué)設(shè)備越是貼近生產(chǎn)實(shí)際或者直接使用實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備,教學(xué)效果就越好。目前我校用于數(shù)控實(shí)訓(xùn)的設(shè)備全是生產(chǎn)型的工業(yè)用機(jī)床,學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)再到工廠,很快就能上手。不僅如此,為了拓展學(xué)生的視野,學(xué)校在購(gòu)置數(shù)控設(shè)備時(shí)不應(yīng)局限于某一數(shù)控系統(tǒng),目前學(xué)校擁有西門子數(shù)控系統(tǒng)和法拉克數(shù)控系統(tǒng)。雖然系統(tǒng)種類多了,實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師的教學(xué)工作量大了,但經(jīng)過(guò)多種數(shù)控系統(tǒng)的操作、編程與加工的實(shí)訓(xùn),學(xué)生增強(qiáng)了適應(yīng)能力,即使到工廠以后接觸一個(gè)全新的數(shù)控系統(tǒng),也能較快掌握,較快地適應(yīng)工廠生產(chǎn)加工的需要。
四、嚴(yán)格、科學(xué)的管理制度,確保學(xué)生安全,提高教學(xué)質(zhì)量
1.安全教育。
數(shù)控機(jī)床屬于大型機(jī)床、精密機(jī)床,學(xué)生稍有不慎,就會(huì)出現(xiàn)各種安全事故。為此,在學(xué)生進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)之前,必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育,使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程,并通過(guò)對(duì)實(shí)際案例的講解,引起學(xué)生的注意?！安僮髁闶д`”是我們對(duì)學(xué)生的基本要求,也是最嚴(yán)格的要求。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.036
據(jù)德國(guó)機(jī)床協(xié)會(huì)VDW日前的2014年報(bào)告，2014年全球機(jī)床（不含附件）出口國(guó)（地區(qū)）中，中國(guó)出口17.6億歐元，增幅18.1%，為第六大出口國(guó)（地區(qū)）；從進(jìn)口看，中國(guó)仍為第一大進(jìn)口國(guó)，2014年進(jìn)口機(jī)床81.0億歐元，同比增長(zhǎng)6.8%。由此可見(jiàn)我國(guó)已經(jīng)成為機(jī)床制造和消費(fèi)大國(guó)。
當(dāng)前中國(guó)從事數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與維修的技術(shù)人員非常短缺，數(shù)控機(jī)床一旦發(fā)生故障，維修難的問(wèn)題變得尤為突出，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床因得不到及時(shí)維修而開(kāi)機(jī)率不足。
要想對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行調(diào)試和維修，必須能看懂PMC程序并能進(jìn)行相應(yīng)的編輯。當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)的種類較多，使用和調(diào)試也大不同，當(dāng)前國(guó)內(nèi)使用較多的典型數(shù)控系統(tǒng)為日本FANUC公司。
FANUC數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，按下操作面板上某些機(jī)床功能開(kāi)關(guān)，可使該功能起作用。這些功能開(kāi)關(guān)包括：?jiǎn)纬绦蚨危⊿ing Block）、跳選程序段（Block Delete）、選擇停止（Option Stop）、試運(yùn)行（Dry Run）、機(jī)床鎖?。∕achine Lock）。這些功能開(kāi)關(guān)在操作時(shí)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：第一次按下啟用該功能，第二次按下則取消，如此循環(huán)。該功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)PMC設(shè)計(jì)的，雖然FANUC公司對(duì)此有專門的標(biāo)準(zhǔn)程序，但部分人員對(duì)該程序的理解上還存在一定的難度。筆者以實(shí)現(xiàn)“單程序段”功能為例，結(jié)合多年的實(shí)踐，談?wù)剬?shí)現(xiàn)此功能的幾種PMC編程的方法，希望能對(duì)廣大讀者有一定的幫助。
1 標(biāo)準(zhǔn)程序法
FANUC公司的標(biāo)準(zhǔn)程序（如圖1），其中X33.0為單段功能選擇按鈕的PMC輸入地址，G46.1為PMC送給CNC的輸出地址，Y12.0為PMC送給機(jī)床的單段程序功能選擇燈的輸出地址（文中的地址與此相同）。
1.1 FANUC公司標(biāo)準(zhǔn)程序（如圖1）
1.2 標(biāo)準(zhǔn)程序解析（見(jiàn)表1）
PMC就是這樣通過(guò)一個(gè)“單段”按鈕，控制著單段程序功能的選通與撤消，滿足了實(shí)際操作過(guò)程的需要。其特點(diǎn)是利用簡(jiǎn)單的“與”、“或”、“與否”、“或否”等編程語(yǔ)句進(jìn)行編程。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員取之即用；其缺點(diǎn)為語(yǔ)句較多，部分人員理解有一定難度。
2 上升沿法
在日本三菱PLC編程實(shí)例中，通過(guò)上升沿法來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。該程序較簡(jiǎn)單，且語(yǔ)句較少，故參考其方法。
2.1 上升沿法梯形圖程序（如圖2）。
前沿檢測(cè)DIFU（SUB57）的功能為讀取輸入信號(hào)的前沿，掃描到上升沿后，輸出即為“1”。
2.2 程序解析（見(jiàn)表2）
3 貌似法
該編程方法用了兩條編程語(yǔ)句且比較相似，工作人員容易記憶。
3.1 貌似法梯形圖程序（如圖3） （下轉(zhuǎn)第57頁(yè)）
（上接第40頁(yè)）
3.2 程序解析（見(jiàn)表3）
4 計(jì)數(shù)器法
FANUC數(shù)控系統(tǒng)提供了很多內(nèi)部計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)置值時(shí)其輸出為“1”。在此所選用的計(jì)數(shù)器是為了實(shí)現(xiàn)特定功能，其計(jì)數(shù)預(yù)置值不允許用戶隨意改變，故選用CTRB固定計(jì)數(shù)器（SUB56）。
4.1 計(jì)數(shù)器法梯形圖程序（如圖4）
其中R9091.0為數(shù)控系統(tǒng)提供的?！?”信號(hào)的地址，即該計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)；R9091.1為數(shù)控系統(tǒng)提供的常“1”信號(hào)的地址，即該計(jì)數(shù)器是上升沿型計(jì)數(shù)器；F1.1為按數(shù)控面板上的“復(fù)位”鍵時(shí)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)地址；“0001”即該計(jì)數(shù)器的編號(hào)為C1；“0000000001” 該計(jì)數(shù)器的預(yù)置值為“1”。
4.2 程序解析
當(dāng)?shù)谝淮伟聪隆皢味巍背绦蜻x擇按鈕后，計(jì)數(shù)器C1計(jì)數(shù)1次，因?yàn)轭A(yù)置值為1，故計(jì)數(shù)器有輸出，使G46.1為“1”，則數(shù)控系統(tǒng)選擇了單段程序功能控制；當(dāng)“單段”程序選擇按鈕松開(kāi)后，計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)一直保持；當(dāng)?shù)诙伟聪隆皢味巍背绦蜻x擇按鈕后，計(jì)數(shù)器C1又計(jì)數(shù)1次，因?yàn)轭A(yù)置值為1，且計(jì)數(shù)器中的當(dāng)前值也為1，故計(jì)數(shù)器復(fù)位，其輸出為“0”，使G46.1為“0”，則數(shù)控系統(tǒng)取消“單段”程序功能控制。
此方法簡(jiǎn)單，只用了一個(gè)功能指令，易記。
上述四種方法是筆者在工作實(shí)踐中歸納總結(jié)出來(lái)的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，大家可根據(jù)自各的工作實(shí)際情況加以運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)：
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所謂直觀法，就是利用感覺(jué)器官注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象，如故障發(fā)生時(shí)有無(wú)火花、亮光產(chǎn)生，有無(wú)異常響聲，何處異常發(fā)熱及是否有焦糊味等。這是處理數(shù)控系統(tǒng)故障的第一步，往往也是最直接、最行之有效的方法。對(duì)于一般情況下的簡(jiǎn)單故障，通過(guò)這種直接觀察，就能解決問(wèn)題，這在CNC裝置故障診斷中就常常用到。直觀法一是問(wèn)，問(wèn)開(kāi)機(jī)情況是否正常，走刀是否正常，切削用量是多少，常用的輪滑油是什么，以便核實(shí)保養(yǎng)。二是看，看保險(xiǎn)絲有無(wú)燒斷，空氣開(kāi)關(guān)有無(wú)跳閘，元件有無(wú)損壞，線路有無(wú)灰塵，插座、接頭有無(wú)接觸不良等。三是聽(tīng)，聽(tīng)各種異常的聲音。如電源變壓器、阻抗變換器與電杭器等因?yàn)殍F心松動(dòng)、銹蝕等原因引起的鐵片振動(dòng)的吱吱聲；繼電器、接觸器等的磁回路間隙過(guò)大，短路環(huán)斷裂，動(dòng)靜鐵心或鑲鐵軸線偏差，線圈欠壓運(yùn)行等原因引起的電磺嗡嗡聲或者觸點(diǎn)接觸不良的嗡嗡聲，以及元器件因?yàn)檫^(guò)磨或過(guò)壓運(yùn)行失常引起的擊穿爆裂聲。還有主軸轉(zhuǎn)動(dòng)異常時(shí)的摩擦聲、振動(dòng)聲等等。四是觸，如輕輕敲打CNC系統(tǒng)的各線路板之間焊接點(diǎn)的可疑部位，檢查虛焊、接觸不良等。直觀法在解決簡(jiǎn)單的“硬傷”故障時(shí)簡(jiǎn)單、有效，常應(yīng)用在故障診斷的第一步。
二、利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能
數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強(qiáng)的自診斷功能，并能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能就是依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對(duì)出錯(cuò)部位進(jìn)行多路、快速的型號(hào)采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，并及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行定位。
CNC子診斷一般有三種：開(kāi)機(jī)自診斷、運(yùn)行自診斷、離線診斷。開(kāi)機(jī)自診斷是指CNC系統(tǒng)從開(kāi)始通電到進(jìn)入正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)，由其內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的系統(tǒng)診斷，目的是檢查整個(gè)系統(tǒng)是否具備正常工作的條件。如系統(tǒng)控制軟件和系統(tǒng)參數(shù)的EPROM自檢、RAM的自檢、光電編碼器接線的診斷等。當(dāng)系統(tǒng)自檢的各個(gè)項(xiàng)目都確認(rèn)無(wú)誤后，系統(tǒng)進(jìn)入正常的初始化或運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)，進(jìn)入下一個(gè)工作階段。運(yùn)行自診斷是CNC系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)的各硬件模塊、伺服驅(qū)動(dòng)單元、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境等進(jìn)行的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障,即刻發(fā)出報(bào)警信號(hào)并實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)措施，它是數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷功能的最主要部分。常用的基本方法有參數(shù)保護(hù)法和硬件監(jiān)視法。離線診斷是指當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障要判定系統(tǒng)是否真有故障時(shí)，將數(shù)控系統(tǒng)與被控設(shè)備脫離作檢查的方法，這是早期常用的故障診斷方法，對(duì)維修人員要求較高。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，離線診斷的技術(shù)已不再單獨(dú)使用，逐步成為CNC系統(tǒng)中開(kāi)機(jī)自診斷和運(yùn)行自診斷的一部分，使維護(hù)診斷更為方便。數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多高新診斷技術(shù),如專家診斷技術(shù)、通訊診斷技術(shù)等，大大提高了CNC系統(tǒng)的故障診斷能力。
三、根據(jù)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行故障診斷
數(shù)控機(jī)床的報(bào)警功能是指數(shù)控機(jī)床利用自診斷功能，在診斷出故障后將診斷到的故障或錯(cuò)誤以報(bào)警信號(hào)或錯(cuò)誤代碼的形式顯示在CRT上。報(bào)警信號(hào)一般包括以下故障(或錯(cuò)誤)信息：程序編制錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤報(bào)警，急停報(bào)警，可編程控制器故障報(bào)警，伺服系統(tǒng)故障報(bào)警，行程開(kāi)關(guān)(或接近開(kāi)關(guān))狀態(tài)不正確報(bào)警，溫度、壓力、液位等不正常報(bào)警等。如：機(jī)床一直處于急停狀態(tài)，不能復(fù)位報(bào)警。原因可能有以下幾個(gè)：一是急停回路斷路，或限位開(kāi)關(guān)損壞，或急停按鈕損壞；二是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，使系統(tǒng)信號(hào)不能正常輸入輸出或復(fù)位條件不能滿足；三是PLC中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的信息未滿足要求；四是PLC程序編寫(xiě)錯(cuò)誤。利用報(bào)警信號(hào)進(jìn)行故障診斷是數(shù)控機(jī)床故障診斷的主要方法之一，教學(xué)中就可以根據(jù)所指出的現(xiàn)象進(jìn)行分析，縮小檢查的范圍，有目的地進(jìn)行某個(gè)方面的檢查。
四、利用PLC的狀態(tài)信息診斷故障
PLC檢測(cè)故障就是通過(guò)運(yùn)行機(jī)床制造商為特定機(jī)床編制的PLC程序，根據(jù)各種輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行邏輯分析判斷，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、報(bào)警并在屏幕上產(chǎn)生報(bào)警信息。很多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC輸入、輸出狀態(tài)顯示功能，利用這些功能，可以直接觀察PLC輸入和輸出的瞬時(shí)狀態(tài)。這些狀態(tài)的檢測(cè)對(duì)診斷數(shù)控機(jī)床的很多故障是非常有用的。
PLC狀態(tài)診斷法常用的有：接口信號(hào)狀態(tài)檢查，PLC在線監(jiān)控。
1.接口信號(hào)狀態(tài)檢查
PLC的診斷功能可以顯示多種接口信號(hào)狀態(tài)，主要有以下幾種：機(jī)床外部開(kāi)關(guān)信號(hào)、機(jī)床控制面板信號(hào)、報(bào)警處理信號(hào)、驅(qū)動(dòng)控制使能信號(hào)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、NCK與PLC數(shù)據(jù)接口信號(hào)等。
2.PLC在線監(jiān)控
通過(guò)查看控制動(dòng)作順序是否與實(shí)際情況相符，診斷故障點(diǎn)；根據(jù)報(bào)警信息查看報(bào)警信號(hào)的通斷，進(jìn)而確定故障；根據(jù)在線監(jiān)控邏輯關(guān)系的執(zhí)行結(jié)果，找出故障原因。PLC狀態(tài)信息可以幫助我們方便快捷地鎖定有關(guān)的故障點(diǎn)，省時(shí)又省力。
五、培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣
數(shù)控機(jī)床故障診斷除了這些常用的方法外，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中還要注意培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣，在診斷前進(jìn)行故障現(xiàn)象了解，在故障排除后做好記錄。故障現(xiàn)象了解就是了解故障在什么情況下發(fā)生。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，為了更快地恢復(fù)機(jī)床，首先應(yīng)正確地把握故障情況，進(jìn)行妥善處理。因此應(yīng)根據(jù)下列內(nèi)容確認(rèn)故障情況：什么時(shí)候發(fā)生的故障？進(jìn)行了什么操作后發(fā)生的故障？發(fā)生的故障現(xiàn)象是什么？數(shù)控機(jī)床的每次故障都可能不同，維修人員在解決了某故障以后，應(yīng)對(duì)維修過(guò)程及處理方法進(jìn)行及時(shí)總結(jié)、歸納，形成書(shū)面記錄，以供今后同類故障維修參考。特別是對(duì)那些自己一時(shí)難以解決，最終由同行技術(shù)人員或?qū)＜揖S修解決的問(wèn)題，尤其應(yīng)該細(xì)心觀察、認(rèn)真記錄，以便于提高。如此日積月累，以達(dá)到提高自身水平與素質(zhì)的目的。
中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2012）0310141－01
0 引言
經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床是采用由單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，由于其價(jià)格低，適應(yīng)性好，常應(yīng)用于教學(xué)和普通機(jī)床的數(shù)控改造。但在其使用過(guò)程中不可避免的存在一些故障，其中我校教學(xué)中使用的JD-6140經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床在教學(xué)及實(shí)訓(xùn)加工過(guò)程中，又以軟限位超程的問(wèn)題較為常見(jiàn)。下面主要就其軟限位超程的故障談一談其分析和排除的方法。
為了保障數(shù)控機(jī)床的安全運(yùn)行，機(jī)床的直線軸通常都設(shè)置軟限位（參數(shù)設(shè)定限位）和硬限位（行程開(kāi)關(guān)限位）兩道保護(hù)“防線”。坐標(biāo)軸通常發(fā)生“限位報(bào)警”，這一故障時(shí)機(jī)床常見(jiàn)故障之一。因此，數(shù)控機(jī)床上都具備超程檢測(cè)及報(bào)警裝置，它是數(shù)控機(jī)床上為了保證加工安全的必備裝置。無(wú)論哪一種類型的檢測(cè)裝置，要使其正常工作，均涉及到機(jī)械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)定、可靠工作。一旦出現(xiàn)超程報(bào)警，則可能是機(jī)械方面的原因，也可能是電氣、檢測(cè)方面的原因。因此，應(yīng)仔細(xì)檢查機(jī)床，根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，迅速準(zhǔn)確確定故障點(diǎn)，方能及時(shí)解除。
當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或有限位開(kāi)關(guān)設(shè)定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容。對(duì)于經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床，出現(xiàn)急停報(bào)警的原因一般為兩個(gè)：因安全問(wèn)題，人為按壓“急?！卑粹o；超程引起的急停。對(duì)于半閉環(huán)或閉環(huán)數(shù)控機(jī)床，產(chǎn)生急停報(bào)警的原因還有其它因素，如伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障產(chǎn)生的飛車急停等。這里主要討論經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床的急停報(bào)警處理，可按下述進(jìn)行。
1）因安全原因，人為按壓“急?！卑粹o后，要解除急停報(bào)警，則要順著“急?！卑粹o箭頭指示的方向轉(zhuǎn)抬，即可解除。
2）超程引起的急停，一般有急停報(bào)警顯示在CRT上，且“超程”指示燈亮，為進(jìn)給軸超程引起。超程有兩種：一種是硬超程，另一種是軟超程。
對(duì)于硬超程，則表示行程開(kāi)關(guān)碰到了超程位置處的行程擋塊。解除硬超程，需在點(diǎn)動(dòng)工作方式下，按住“超程解除”鍵不放，再按超程的反方向進(jìn)給鍵，使工作臺(tái)（銑床）或刀架（車床）向超程的反方向移動(dòng)，直至“超程”指示燈滅為止。
對(duì)于軟超程，是指進(jìn)給軸實(shí)際位置超出了機(jī)床參數(shù)中設(shè)定的進(jìn)給軸極限位置?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、尺寸、系統(tǒng)等種類繁多，限位裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、元器件類型也是多種多樣，但出現(xiàn)軟超程故障的原因大多相近，也可以參照此法進(jìn)行分析和排除。
例1：JD-6140型經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床Z軸聯(lián)軸節(jié)脫落導(dǎo)致發(fā)生軟限位超程報(bào)警。
我校學(xué)生實(shí)訓(xùn)加工過(guò)程中，JD-6140型經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)Z軸正向軟限位超程報(bào)警報(bào)警，但是機(jī)床實(shí)際并不處在超程位置。
例2：由于編碼器的內(nèi)部有油污，沒(méi)有及時(shí)清理更換，導(dǎo)致機(jī)床在冷開(kāi)起得狀態(tài)下，編碼器的靈敏度不夠，出現(xiàn)錯(cuò)誤超程報(bào)警。
JD-6140型經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床每天早上開(kāi)機(jī)后，F(xiàn)ANUC 0M系統(tǒng)的Y軸回零總是超程報(bào)警，修改軟限位到9999999后再回零，機(jī)床恢復(fù)正常。再把軟限位改回500，每天都是必須如此重復(fù)，方能正常開(kāi)機(jī)工作。
1 故障分析
對(duì)于數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)軟超程報(bào)警一般要從以下兩種情況進(jìn)行分析：1）機(jī)床已正常完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作，機(jī)床在加工或移動(dòng)時(shí)坐標(biāo)位置確實(shí)超出預(yù)先設(shè)定的極限值。這時(shí)需要向和超程反方向移動(dòng)機(jī)床至限位值內(nèi)即可解除報(bào)警；還有一些機(jī)床當(dāng)發(fā)生該報(bào)警時(shí)切斷伺服導(dǎo)致急停，就需要將超程坐標(biāo)的軟限位極限的設(shè)定值適當(dāng)放大來(lái)解除報(bào)警后再反方向移動(dòng)機(jī)床至正常位置。2）發(fā)生報(bào)警的坐標(biāo)軸并未處于超程位置，這時(shí)有兩種情況：機(jī)床未完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作或由于其他原因?qū)е聶C(jī)床未正確完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作（這時(shí)雖然機(jī)床已經(jīng)顯示回零但位置并不正確）而導(dǎo)致發(fā)生超程報(bào)警。第一種情況下通常會(huì)伴隨返回參考點(diǎn)失敗報(bào)警提示。這時(shí)首先要通過(guò)參數(shù)將出現(xiàn)報(bào)警的坐標(biāo)軟限位值放大至無(wú)窮大（通常設(shè)定為999999999）后完成返回參考點(diǎn)動(dòng)作使機(jī)床正確建立坐標(biāo)原點(diǎn)后報(bào)警就可解除。而對(duì)于第二種情況就要檢查零點(diǎn)檢測(cè)擋塊是否存在松動(dòng)導(dǎo)致位置竄動(dòng)或回零開(kāi)關(guān)信號(hào)受到干擾發(fā)生誤動(dòng)作使得機(jī)床回零時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，建立了不正確的坐標(biāo)原點(diǎn)。或者是編碼器的內(nèi)部有油污，沒(méi)有及時(shí)清理更換，導(dǎo)致機(jī)床在冷開(kāi)起得狀態(tài)下，編碼器的靈敏度不夠，出現(xiàn)錯(cuò)誤超程報(bào)警。
2 故障排除
該機(jī)床發(fā)生軟限位超程報(bào)警時(shí)會(huì)切斷整個(gè)伺服，所以首先要將軟限位設(shè)定極限參數(shù)值放大至無(wú)窮大后反向移動(dòng)機(jī)床來(lái)確保機(jī)床Z軸所處位置在正常加工范圍內(nèi)。當(dāng)確認(rèn)機(jī)床Z軸所處位置后恢復(fù)限位參數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床仍舊報(bào)警。這種情況下應(yīng)該考慮是由于機(jī)床在上次斷電時(shí)錯(cuò)誤建立了坐標(biāo)原點(diǎn)，機(jī)床坐標(biāo)記憶位置超出導(dǎo)致報(bào)警。重新放大參數(shù)后來(lái)完成機(jī)床返回床參考點(diǎn)動(dòng)作，這時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床操作面板上顯示數(shù)值發(fā)生變化而機(jī)床Z軸實(shí)際位置并未發(fā)生改變，無(wú)法完成回零動(dòng)作。該機(jī)床系半閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用電機(jī)同軸的脈沖編碼器作為位置檢測(cè)。出現(xiàn)這種情況而機(jī)床卻未發(fā)生位置超差報(bào)警說(shuō)明機(jī)床伺服及驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常，而機(jī)械傳動(dòng)部分沒(méi)有動(dòng)作，應(yīng)當(dāng)是電機(jī)與絲杠連接處脫開(kāi)，判斷聯(lián)軸節(jié)存在問(wèn)題。檢查電機(jī)與絲杠的連接發(fā)現(xiàn)果然是聯(lián)軸節(jié)損壞，更換聯(lián)軸節(jié)后再次回零后恢復(fù)限位參數(shù)后機(jī)床交付。
需要注意的是對(duì)于早期的數(shù)控系統(tǒng)如FANUC 7M，由于機(jī)床軟限位參數(shù)只有6位，即使將其設(shè)定為999999仍舊不能超過(guò)機(jī)床發(fā)生超程時(shí)的記憶位置而導(dǎo)致不能解除報(bào)警。這時(shí)可在開(kāi)機(jī)時(shí)按住CANCER和P鍵，首先解除超程報(bào)警后建立正確參考點(diǎn)。
還有一種解除軟超程的常用方法，從數(shù)控系統(tǒng)基本功能菜單開(kāi)始，按F3（參數(shù)）F3（輸入權(quán)限）選“數(shù)控廠家”菜單項(xiàng)輸入密碼“×××”（為數(shù)控廠家給定用戶的密碼）F1（參數(shù)索引）軸*（*為軟超程的軸序號(hào)，如“1”、“2”或“3”） *向軟極限位置（*為軟超程的正極限位置或負(fù)極限位置方向，如“+x”、或“-x”等）輸入值×1000（輸入值的絕對(duì)值比原來(lái)值要小）按兩次F10，選“保存退出”菜單項(xiàng)Alt-X（退出數(shù)控系統(tǒng)）E，回車（從內(nèi)存中退出）n，回車（重新啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)），即可解除軟超程。
1數(shù)控系統(tǒng)在現(xiàn)代機(jī)械工程中的具體應(yīng)用
1.1 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要途徑，要促進(jìn)機(jī)械工程在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，就要不斷提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，對(duì)生產(chǎn)資源進(jìn)行合理化配置，傳統(tǒng)的人工制造方式會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)，為工作人員帶來(lái)較大的安全威脅，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用，讓機(jī)械化生產(chǎn)逐漸代替人工生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)督管理，減少機(jī)械故障帶來(lái)的生產(chǎn)問(wèn)題。應(yīng)用最為廣泛的是成組數(shù)控自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)。成組數(shù)控能夠解決小批量生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械加工問(wèn)題，改變普通機(jī)床的工藝編制內(nèi)容和零件安裝流程，對(duì)傳統(tǒng)的重組技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，是數(shù)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用。傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前的數(shù)控加工需求，必須通過(guò)成組原理的應(yīng)用，進(jìn)行數(shù)控自動(dòng)化機(jī)械加工程序設(shè)計(jì)，成組數(shù)控要以數(shù)控系統(tǒng)為核心，將成組的生產(chǎn)單元作為產(chǎn)品生產(chǎn)的基本單位，在機(jī)械加工前進(jìn)行基礎(chǔ)材料的選購(gòu)，按照加工流程在機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中融入成組的生產(chǎn)單元，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，滿足現(xiàn)代化數(shù)控加工需求，自動(dòng)化成組生產(chǎn)單元，主要通過(guò)柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的建立，采用柔性控制系統(tǒng)和制造系統(tǒng)，建立自治成組工作制，根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展供求關(guān)系，進(jìn)行零件生產(chǎn)工作，完成各單元的生產(chǎn)任務(wù)。
1.2 現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用
現(xiàn)代機(jī)械工程需要滿足機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)需求，提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的精度和質(zhì)量，因此，需要對(duì)機(jī)械生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)督，數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)字伺服技術(shù)，能夠提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的專業(yè)化水平，制定出合理的危機(jī)處理方案。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的制造工藝，數(shù)控系統(tǒng)的控制方式和使用特點(diǎn)，暴露了傳統(tǒng)機(jī)床存在的剛性不足、抗震性差等問(wèn)題，數(shù)控系統(tǒng)具有刀具位置補(bǔ)償功能，能夠全面提高數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)可靠性，采用速電機(jī)、滾珠絲桿等特殊結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)床的不足，全面提高了數(shù)控設(shè)備的精度，促進(jìn)了新材料、新技術(shù)的研發(fā)。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的使用，在完成系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)后，能夠減少機(jī)械加工時(shí)間，進(jìn)行批量化生產(chǎn)，提高數(shù)控系統(tǒng)的加工效率，同時(shí)數(shù)控系統(tǒng)能夠有效解決機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，能夠在同一時(shí)間完成不同型號(hào)、不同批量的產(chǎn)品加工工作，與傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)相比，在機(jī)械加工程序啟動(dòng)后能夠隨時(shí)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，擴(kuò)大數(shù)控加工的范圍，同時(shí)可以通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置模擬整個(gè)生產(chǎn)流程，對(duì)不合理的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，縮短了機(jī)械生產(chǎn)加工周期。
1.3 數(shù)控加工系統(tǒng)專業(yè)化人才的培養(yǎng)
想要全面實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)在現(xiàn)代機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的有效融合，就需要做好專業(yè)人才的培養(yǎng)，強(qiáng)化工作人員對(duì)機(jī)械加工的專業(yè)知識(shí)，掌握數(shù)控相關(guān)技術(shù)，對(duì)機(jī)械加工的整體流程進(jìn)行監(jiān)督和管理，判斷可能出現(xiàn)的加工問(wèn)題。通過(guò)跟蹤反饋分析機(jī)械工程中數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)時(shí)，能夠及時(shí)地通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)編程進(jìn)行調(diào)整，做好機(jī)械加工設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，專業(yè)化人才的培養(yǎng)要建立在機(jī)械工程課程實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上，讓工作人員掌握數(shù)控的基本理論和相關(guān)操作知識(shí)。
2.數(shù)控系統(tǒng)在現(xiàn)代機(jī)械工程中的應(yīng)用成效
2.1 數(shù)控系統(tǒng)提高現(xiàn)代機(jī)械工程的工作效益
隨著機(jī)械工程的發(fā)展，需要將高精度、高效率的社會(huì)產(chǎn)品生產(chǎn)作為主要發(fā)展方向，現(xiàn)代機(jī)械工程在生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的同時(shí)，還需要保證加工機(jī)械的安全性，滿足大型工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需求。全面提高生產(chǎn)效率，助力機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，降低生產(chǎn)成本、創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)械加工過(guò)程中通過(guò)數(shù)據(jù)加工程序的輸入，能夠滿足加工需求。例如：在軸承設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)加工程序的輸入，能夠保證軸承外徑、內(nèi)徑、寬度的精準(zhǔn)性，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)編碼的形式進(jìn)行加工數(shù)據(jù)處理，發(fā)送自動(dòng)化加工指令，嚴(yán)格按照產(chǎn)品加工的根本需求開(kāi)展補(bǔ)償計(jì)算，減少加工變形問(wèn)題的發(fā)生。利用計(jì)算程序設(shè)置好加工速度、加工種類，讓機(jī)械加工控制機(jī)床能夠按照設(shè)定好的軌道運(yùn)行，保證產(chǎn)品型號(hào)與加工圖紙具有一致性，提高機(jī)械加工效率。
2.2 數(shù)控系統(tǒng)推動(dòng)現(xiàn)代機(jī)械工程的發(fā)展
科學(xué)技術(shù)研究速度的提高，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的加工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，數(shù)控系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，柔性加工技術(shù)、集成化加工技術(shù)和虛擬加工技術(shù)的有效融合，讓復(fù)雜的加工工藝逐漸向著數(shù)字化、智能化發(fā)展?，F(xiàn)階段機(jī)械工程仍然處于初步的發(fā)展階段，想要實(shí)現(xiàn)數(shù)控化生產(chǎn)，創(chuàng)新傳統(tǒng)的管理模式，就需要在機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)階段，了解當(dāng)前的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件，不能為了蠅頭小利選擇經(jīng)濟(jì)成本較低的落后生產(chǎn)設(shè)備，要滿足自動(dòng)化、智能化的發(fā)展需求，因此，需要充分考量數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)械工程中應(yīng)用的可能性，創(chuàng)新傳統(tǒng)的技術(shù)工藝。數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用成效實(shí)證：以嵌入式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用為例，在進(jìn)行齒輪加工制造的過(guò)程中，嵌入式系統(tǒng)具有的專用計(jì)算機(jī)體系會(huì)直接在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮作用，結(jié)合用戶的加工需求，對(duì)當(dāng)前機(jī)械制造加工的硬件設(shè)施和軟件設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，降低產(chǎn)品加工成本、提高產(chǎn)品性能、保證產(chǎn)品體積、減少功能消耗、提升制造流程的可靠性。嵌入式設(shè)備主要由操作系統(tǒng)、硬件設(shè)施等組成，能夠?qū)φ麄€(gè)加工流程進(jìn)行全程監(jiān)控，隨時(shí)根據(jù)用戶的加工需求進(jìn)行設(shè)備調(diào)整。應(yīng)用流程：嵌入式系統(tǒng)能夠在產(chǎn)品加工過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，通過(guò)自動(dòng)編程、通信、監(jiān)控等加工模塊的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的目的，如在進(jìn)行相似度較高的齒輪結(jié)構(gòu)加工過(guò)程中，首先需要收集齒輪參數(shù)、刀具參數(shù)和工藝參數(shù)，通過(guò)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，自動(dòng)化完成機(jī)床參數(shù)輸入操作，并直接按照輸入的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，生成刀具運(yùn)行軌跡數(shù)控加工代碼，以數(shù)據(jù)信息的形式輸送到DSP，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)加工機(jī)床的控制，完成自動(dòng)化齒輪加工工作。嵌入式系統(tǒng)中的CPU具有一定的特殊性，功能消耗較低、體積較小，具有高度集成的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和移動(dòng)性的工作能力，通過(guò)板卡實(shí)現(xiàn)功能集成轉(zhuǎn)移，嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件，一般會(huì)固定在某一儲(chǔ)存器的芯片中，不需要單獨(dú)的儲(chǔ)存載體，這一應(yīng)用特點(diǎn)全面提高了機(jī)械加工軟件設(shè)備的運(yùn)行速度，保證加工流程的可靠性。嵌入式系統(tǒng)與特殊機(jī)械加工技術(shù)相結(jié)合，能夠擴(kuò)大服務(wù)范圍，促進(jìn)機(jī)械加工制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，延長(zhǎng)設(shè)備使用周期，嵌入式系統(tǒng)具有透明性的應(yīng)用特點(diǎn)，能夠?qū)⒄麄€(gè)加工流程和內(nèi)部設(shè)計(jì)展示在用戶面前，用戶了解編程操作的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高用戶滿意度，操作人員只需要結(jié)合系統(tǒng)演示的編程步驟，就能夠自動(dòng)化完成嵌入式系統(tǒng)的編程工作，具有較高的實(shí)用性。
3總結(jié)
綜上所述，首先需要了解數(shù)控系統(tǒng)與現(xiàn)代化機(jī)械工程的概念，分析數(shù)控系統(tǒng)在現(xiàn)代化工程技術(shù)中的具體應(yīng)用以及獲得的應(yīng)用成效，研究數(shù)控系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代制造水平的要求，與傳統(tǒng)機(jī)械工藝相比，數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠提高加工精準(zhǔn)度、加快運(yùn)行速度、優(yōu)化生產(chǎn)效率。
數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展至今，已可以由PC和軟件配合運(yùn)動(dòng)控制板完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。在WINDOWS界面下可實(shí)現(xiàn)多窗口操作，編程與加工互不影響，使用過(guò)程更加方便、快捷、高效，已經(jīng)具有明顯優(yōu)勢(shì)，但要大面積推廣，需要其在實(shí)際生產(chǎn)中具備一定的可靠性。
用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法，稱為數(shù)控加工，具體說(shuō)就是在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件自動(dòng)加工的一種工藝方法。在傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械加工中，整個(gè)過(guò)程都需要經(jīng)過(guò)人工操縱機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)，很難滿足復(fù)雜零件對(duì)加工的要求，數(shù)控機(jī)床則可以選定復(fù)雜型面作為加工對(duì)象，可以解決普通加工方法難以解決的問(wèn)題。是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化加工的有效途徑。
1 數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀
與傳統(tǒng)機(jī)床加工相比，數(shù)控機(jī)床一般帶有可以自動(dòng)換刀的刀架、刀庫(kù)，換刀過(guò)程由程序控制自動(dòng)進(jìn)行，因此，工序比較集中[1]。工序集中帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，既減少機(jī)床占地面積、節(jié)約廠房，又減少甚至減少了中間環(huán)節(jié)，省時(shí)省力。數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，不需人工控制刀具，帶來(lái)的好處也較為明顯。由于自動(dòng)化程度較高，對(duì)操作工人的要求降低。數(shù)控工人在加工過(guò)程中，大部分時(shí)間被排斥在加工過(guò)程之外，非常省力，在一定程度上降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。所制造生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，加工自動(dòng)化，免除了普通機(jī)床上工人的疲勞、粗心、估計(jì)等人為誤差，提高了產(chǎn)品的一致性。自動(dòng)換刀等使加工過(guò)程緊湊，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)床能精確加工各種輪廓，而有些輪廓在普通機(jī)床上無(wú)法加工。數(shù)控機(jī)床能力強(qiáng)，特別適合不許報(bào)廢的零件、新品研制、急需件的加工。
傳統(tǒng)的通用機(jī)床，柔性好但效率低下，而傳統(tǒng)的專用機(jī)床，雖然效率很高但對(duì)零件的適應(yīng)性很差。使用數(shù)控機(jī)床就不會(huì)涉及到這些問(wèn)題，只要改變程序，就可以加工新的零件，且又能自動(dòng)化操作，柔性好，效率高，可以更好的適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
得益于這樣的優(yōu)勢(shì)，歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國(guó)也正處于發(fā)展階段。數(shù)控機(jī)床如今已是制造業(yè)的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無(wú)限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。
2 PC數(shù)控系統(tǒng)
數(shù)控系統(tǒng)即是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，也是數(shù)控機(jī)床的核心，相當(dāng)于數(shù)控機(jī)床的大腦。它主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成。所有工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，把被加工的機(jī)械零件的要求，如形狀、尺寸等信息經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。
截至到目前，從硬件結(jié)構(gòu)上講數(shù)控系統(tǒng)到目前為止可分為兩個(gè)階段共六代，第一階段為數(shù)值邏輯控制階段，其特征是不具有CPU，依靠數(shù)值邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)控所需的數(shù)值計(jì)算和邏輯控制，包括第一代是電子管數(shù)控系統(tǒng)，第二代是晶體管數(shù)控系統(tǒng)，第三代是集成電路數(shù)控系統(tǒng)；第二個(gè)階段為計(jì)算機(jī)控制階段，其特征是直接引入計(jì)算機(jī)控制，依靠軟件計(jì)算完成數(shù)控的主要功能，包括第四代是小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，第五代是微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，第六代則是PC數(shù)控系統(tǒng)。
由于上世紀(jì)90年代開(kāi)始，PC結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及推廣，PC構(gòu)架下計(jì)算機(jī)CPU及存儲(chǔ)、顯示、通訊技術(shù)的高速進(jìn)步，制造成本的大幅降低，導(dǎo)致PC構(gòu)架數(shù)控系統(tǒng)日趨成為主流的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系[2-3]。PC數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，形成了數(shù)字控制加個(gè)人電腦的過(guò)渡型結(jié)構(gòu)，既保留傳統(tǒng)NC硬件結(jié)構(gòu)，僅將PC作為交互界面。機(jī)床制造商可以在開(kāi)放系統(tǒng)的平臺(tái)上增加一定的硬件和軟件構(gòu)成自己的系統(tǒng)。當(dāng)前在市場(chǎng)上開(kāi)放系統(tǒng)基本上有兩種，一種是CNC加PC主板，即把一塊PC主板插入傳統(tǒng)的CNC機(jī)器中，PC板主要運(yùn)行非實(shí)時(shí)控制，CNC主要運(yùn)行以坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)為主的實(shí)時(shí)控制。另一種是PC加運(yùn)動(dòng)控制板，即把運(yùn)動(dòng)控制板插入PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)插槽中作實(shí)時(shí)控制用，而PC機(jī)主要作非實(shí)時(shí)控制。第六代數(shù)控系統(tǒng)界面開(kāi)放，越來(lái)越受到機(jī)床制造商的歡迎，成為NC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。
3 PC數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)習(xí)中的可靠性
GH410高速雕銑機(jī)，是通過(guò)PC加運(yùn)動(dòng)控制板控制的機(jī)床，以DEC4T運(yùn)動(dòng)控制卡為控制系統(tǒng)，DEC4T是基于PC機(jī)，專門用于控制步進(jìn)電機(jī)和數(shù)字伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器，最多可控制4軸4連動(dòng)，進(jìn)行直線和圓弧插補(bǔ)等運(yùn)動(dòng)，也可以多個(gè)控制器鏈接控制更多的運(yùn)動(dòng)軸[4]。配合Windows平臺(tái)下的EDITACS數(shù)控軟件一同使用，此軟件功能齊全，可以安裝在普通的PC上使用，它不僅是一個(gè)包含鉆床，銑床，鏜床，雕刻機(jī)和加工中心控制功能的理想數(shù)控軟件，也是一個(gè)高度開(kāi)放的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以直接控制各種工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。應(yīng)用此軟件控制機(jī)床，可以使整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程變得非常方便。此運(yùn)動(dòng)控制卡以及配套控制軟件，皆為德國(guó)MOVTEC公司產(chǎn)品，該公司一直以來(lái)從事專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
購(gòu)買此型號(hào)機(jī)床，主要用于工科學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作，希望可以讓學(xué)生把理論知識(shí)和實(shí)際集合在一起，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的引入也顯得尤為重要，得益于PC數(shù)控系統(tǒng)的種種優(yōu)勢(shì)，工件的建模與編程變得更加快捷，操作機(jī)床也變得十分方便。但在使用過(guò)程中機(jī)床也頻繁的出現(xiàn)過(guò)一些匪夷所思的故障，具體表現(xiàn)為三種：（1）機(jī)床在工作時(shí)主軸在無(wú)任何征兆的前提下會(huì)不時(shí)的向Z軸負(fù)方向滑行，加工完成后工件尺寸難以得到保證，更為嚴(yán)重時(shí)會(huì)在EDITACS數(shù)控軟件控制端出現(xiàn)“X軸滑差”提示，使得機(jī)床干脆無(wú)法繼續(xù)工作。（2）機(jī)床在工作時(shí)不按指定的數(shù)控程序運(yùn)行，出現(xiàn)亂走刀現(xiàn)象，也由此經(jīng)常發(fā)生撞刀現(xiàn)象，對(duì)機(jī)床本身和操作人員的安全都構(gòu)成了一定威脅，使整個(gè)加工過(guò)程難以完成。（3）機(jī)床常常在無(wú)任何預(yù)兆的情況下脫離控制，EDITACS數(shù)控軟件控制端一切正常，沒(méi)有任何問(wèn)題提示，坐標(biāo)數(shù)值變化與正常加工時(shí)無(wú)異，但在機(jī)床端沒(méi)有相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生，靜止不動(dòng)。
為解決這幾種問(wèn)題，雖然無(wú)從下手，但通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)異?，F(xiàn)象的觀察和總結(jié)，也嘗試了很多方法，比如重新安裝電腦的操作系統(tǒng)和機(jī)床控制軟件、清理電腦內(nèi)部和機(jī)床內(nèi)部灰塵、把電控柜里的普通電線換成屏蔽線、強(qiáng)電和弱電分別走線、重新調(diào)試驅(qū)動(dòng)器參數(shù)、更換新的驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，甚至是重新組裝機(jī)床本體，但問(wèn)題都不見(jiàn)改善，至今依舊存在。但也在探索過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一些可使問(wèn)題有輕微緩解的方法，比如注重電控柜通風(fēng)降溫、使用加床工作時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)、控制機(jī)床加工過(guò)程中走刀速度略低于默認(rèn)速度等。
4 結(jié)束語(yǔ)
由此分析，以PC加運(yùn)動(dòng)控制板來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的第六代數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控加工中的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)較為明顯，是今后數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。但其對(duì)所控機(jī)床本體的結(jié)構(gòu)要求比較嚴(yán)格，要求機(jī)床具備較強(qiáng)的抗干擾能力，以提高日常工作的穩(wěn)定性，否則很難在實(shí)際加工生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：TH 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）35-0042-01
隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床技術(shù)也變的越來(lái)越普遍，在機(jī)械行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。企業(yè)對(duì)數(shù)控車人才的需求日益加大，這就促使職業(yè)院校加大了對(duì)數(shù)控車實(shí)訓(xùn)設(shè)備的投入，培養(yǎng)符合企業(yè)需要的高素質(zhì)技能型人才。本文從數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)際情況出發(fā)，針對(duì)學(xué)生在操作數(shù)控車床的加工過(guò)程中出現(xiàn)的撞刀原因進(jìn)行了分析探討，總結(jié)了數(shù)控車操作過(guò)程中發(fā)生撞刀的原因，并提出了切實(shí)可行的解決措施，以減少撞刀事故的發(fā)生。
1 撞刀原因分析
撞刀是指刀具（包括刀架、拖板等）在移動(dòng)過(guò)程中與工件、卡盤(pán)或尾座發(fā)生意外碰撞的機(jī)故。數(shù)控車床操作初學(xué)者，容易撞刀，撞刀是數(shù)控車床操作新手最有可能發(fā)生的事故，一旦發(fā)生撞刀事故，輕者影響機(jī)床精度，重者造成機(jī)床損壞，使機(jī)床的加工精度喪失 ， 甚至造成人身事故，必須引起操作者的高度重視。在長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在操作數(shù)控車床時(shí)容易撞刀，導(dǎo)致學(xué)生不敢碰機(jī)床。撞刀原因很多，大致可歸納為操作機(jī)床不當(dāng)和編程時(shí)考慮不周全所造成的撞刀。本文從這兩方面進(jìn)行分析，總結(jié)出撞刀的各種因素。從而讓學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)，減少撞刀幾率。
1.1 機(jī)床操作不當(dāng)造成的撞刀
數(shù)控機(jī)床操作不當(dāng)會(huì)造成刀架或車刀與工件、主軸卡盤(pán)或尾架發(fā)生碰撞。主要從以下各方面分析：
（1）工件沒(méi)固定好。工件在加工時(shí)候，長(zhǎng)的工件，會(huì)引起甩尾，震動(dòng)引起撞刀。
（2）安裝刀具錯(cuò)誤。在安裝刀具時(shí)一定要使刀位點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)主軸中心線，即刀具安裝好后試切工件右端面，切完右端面后刀位點(diǎn)應(yīng)在工件右端面中心。
（3）刀架或車刀與尾架發(fā)生碰撞?；貐⒖键c(diǎn)或退刀時(shí)，應(yīng)該Z向使刀架或車刀遠(yuǎn)離主軸，避免發(fā)生碰撞。
（4）試切法對(duì)刀時(shí)走刀過(guò)快或背吃刀量過(guò)大。刀具在加工工件時(shí)，一定要注意加工的背吃刀量，如果過(guò)大，會(huì)造成刀具和工件的撞刀。粗加工應(yīng)優(yōu)先選用較大切削深度，一般取2-4mm，精加工一般取0.3-0.5mm。
（5）對(duì)刀不準(zhǔn)確造成的撞刀。
（6）機(jī)械零點(diǎn)坐標(biāo)與絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)一致。校驗(yàn)程序完畢后要回參考點(diǎn)， 在校驗(yàn)程序時(shí)機(jī)床是鎖住不動(dòng)的，而刀具相對(duì)工件加工在模擬運(yùn)行（絕對(duì)坐標(biāo)和相對(duì)坐標(biāo)在變化），這時(shí)的坐標(biāo)與實(shí)際位置不符， 需用返回參考點(diǎn)的方法， 保證機(jī)械零點(diǎn)坐標(biāo)與絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)一致。這一環(huán)節(jié)有時(shí)不注意在校驗(yàn)程序后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就進(jìn)行加工操作，會(huì)造成撞刀現(xiàn)象。
（7）數(shù)控車床執(zhí)行程序正常加工過(guò)程中，由于操作者誤操作使程序停下來(lái)，如果操作者按“RESET”復(fù)位后，立即進(jìn)行循環(huán)啟動(dòng)，此時(shí)容易造成刀具與工件發(fā)生碰撞。因?yàn)檫\(yùn)行的默認(rèn)值與程序的設(shè)定值發(fā)生變化，按“RESET”復(fù)位，則把數(shù)控系統(tǒng)復(fù)位到初始狀態(tài)，清除了保存在DRAM內(nèi)的預(yù)讀程序信息，會(huì)改變刀具移動(dòng)指令及主軸轉(zhuǎn)速。在自動(dòng)運(yùn)行程序過(guò)程中，如出現(xiàn)誤停車導(dǎo)致程序停止運(yùn)行，此時(shí)將模式改為編輯方式，按“RESET”復(fù)位程序，再重新運(yùn)行程序。
1.2 程序編寫(xiě)不當(dāng)造成的撞刀
程序編制是數(shù)控加工最重要的環(huán)節(jié)，提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞安全事故，總結(jié)并在以下各方面分析：
（1）G00坐標(biāo)設(shè)置離毛坯太近。一般編程時(shí)候在工件右端，1mm。
（2）換刀時(shí)，未使用G00指令遠(yuǎn)離工件。換刀需要用G00，遠(yuǎn)離工件。以防止車刀與工件產(chǎn)生干涉。
（3）加工螺紋時(shí)誤把導(dǎo)程（F）當(dāng)作進(jìn)給速度，如：G92 X40 Z-20 F2寫(xiě)成 G92 X40 Z-20 F80。
（4）程序坐標(biāo)值編寫(xiě)或者輸入有誤。
（5）加工完零件退刀時(shí)先走Z向，遠(yuǎn)離工件，再走X向。
2 撞刀常見(jiàn)現(xiàn)象解決方法
經(jīng)過(guò)以上總結(jié)和分析，根據(jù)常見(jiàn)的撞刀原因，結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)提出如下幾點(diǎn)對(duì)策：
（1）編寫(xiě)的程序需要仔細(xì)檢查。系統(tǒng)較老的機(jī)床，需要輸入標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，更需要編程人員仔細(xì)認(rèn)真。
（2）檢查好的程序需要在機(jī)床程序里面校驗(yàn)圖形。利用數(shù)控機(jī)床的圖形校驗(yàn)的功能可以檢驗(yàn)程序的輪廓，減少錯(cuò)誤率。
（3）裝刀長(zhǎng)度出錯(cuò)。刀具長(zhǎng)度不夠，刀具的刃長(zhǎng)不夠，都會(huì)導(dǎo)致干涉現(xiàn)象，另外刀具的裝夾方式有誤，也能導(dǎo)致撞刀。需要刀路軌跡模擬，明確加工部位。按程序單上的刀具進(jìn)行選擇和復(fù)核是否正確。
（4）正確對(duì)刀并設(shè)置刀補(bǔ)，Z方向試切對(duì)刀時(shí)，必須注意對(duì)刀使用的Z向零點(diǎn)應(yīng)與編程使用的Z向零點(diǎn)統(tǒng)一，避免因工件坐標(biāo)系設(shè)置不統(tǒng)一而造成撞刀。
（5）在調(diào)試程序加工第一件工件時(shí)，一定要仔細(xì)檢查程序，試加工時(shí)單段運(yùn)行，隨時(shí)控制進(jìn)給率，隨時(shí)看剩余行程，加工前應(yīng)模擬運(yùn)行一次，單段運(yùn)行，再正式加工?？纯从袥](méi)有意外的刀具路徑出現(xiàn)，一旦出錯(cuò)，迅速急停，特別是初學(xué)者，要注意急停按鈕的應(yīng)用。
（6）將刀架移動(dòng)到安全位置，按下鎖住機(jī)床和空運(yùn)行鍵進(jìn)行空運(yùn)行操作，主要觀察運(yùn)行軌跡是否正確，且仿真運(yùn)行后要回參考點(diǎn)校驗(yàn)。
（7）如果加工時(shí)必須使用尾架，安裝刀具時(shí)必須考慮到在X 方向電動(dòng)刀架與尾架不發(fā)生碰撞的極限位置，在Z方向拖板與尾架不發(fā)生碰撞的極限位置。
（8）建議在計(jì)算機(jī)上用模擬軟件模擬程序，進(jìn)行檢驗(yàn)，再把程序拷貝到機(jī)床上可以減少錯(cuò)誤。
3 結(jié)束語(yǔ)
要避免數(shù)控車床撞刀事故的發(fā)生應(yīng)以預(yù)防為主。機(jī)床操作者首先應(yīng)熟悉數(shù)控系統(tǒng)的各種操作，掌握系統(tǒng)功能鍵，達(dá)到熟練操作，減少失誤，將誤操作的概率降至最低點(diǎn)；其次在編寫(xiě)加工程序時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件特點(diǎn)進(jìn)行，按工件的形狀及加工位置確定退刀和回零的順序是先退X向，還是先退Z向；再次應(yīng)注意機(jī)床的保養(yǎng)，在平時(shí)加工后，絲杠，導(dǎo)軌應(yīng)擦拭干凈，避免切屑等雜物夾在滾珠絲杠和導(dǎo)軌內(nèi)，造成加工出現(xiàn)誤差，損傷導(dǎo)軌，影響加工；同時(shí)，操作人員還要掌握一些異常情況發(fā)生時(shí)緊急處理方法。如按暫停、急停及切斷電源等來(lái)最大限度的減少碰撞事故發(fā)生帶來(lái)的損失。
參考文獻(xiàn)
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《數(shù)控加工技術(shù)》課程是職業(yè)學(xué)校數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)主干課，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生全面掌握本專業(yè)所必需的數(shù)控加工工藝方面的知識(shí)和基本技能，獲得在企業(yè)單位從事數(shù)控加工工藝的編制、編程及加工等工作能力，掌握數(shù)控加工的方法，并為今后的工作奠定基礎(chǔ)，目前國(guó)內(nèi)數(shù)控加工技術(shù)人才出現(xiàn)嚴(yán)重短缺，數(shù)控加工技術(shù)已成為就業(yè)市場(chǎng)上的需求熱點(diǎn)，因此，如何培養(yǎng)學(xué)生快速掌握這門技術(shù)，強(qiáng)化課程教學(xué)效果，讓學(xué)生輕松學(xué)好《數(shù)控加工技術(shù)》這門課程，是每個(gè)數(shù)控專業(yè)教師當(dāng)前面對(duì)的主要問(wèn)題。我結(jié)合多年實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在課程教學(xué)材料的選擇與制作、教學(xué)手段、方式的采用、教學(xué)方法的選擇等方面實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)如何強(qiáng)化本課程教學(xué)效果提出以下幾點(diǎn)建議。
一、教學(xué)材料的選擇與制作
1.應(yīng)根據(jù)所任教學(xué)校的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)室中機(jī)床配備的數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)，選擇配套教材，以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)操內(nèi)容的一致。任課教師還要根據(jù)學(xué)校的機(jī)床編程說(shuō)明書(shū)和操作說(shuō)明書(shū)制作教學(xué)多媒體課件，抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)，將數(shù)控加工的實(shí)用知識(shí)形象地展示給學(xué)生，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際案例編程的學(xué)習(xí)，快速學(xué)會(huì)相應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)編程的指令代碼及格式，掌握數(shù)控加工工藝編制的方法，理論編程知識(shí)與實(shí)訓(xùn)設(shè)備操作要求匹配，防止不同系統(tǒng)指令代碼及格式的混淆，造成學(xué)生的學(xué)習(xí)困惑。
2.可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載視頻教程，在課堂上播放，讓學(xué)生感受企業(yè)中技術(shù)工人規(guī)范化的數(shù)控加工操作要領(lǐng)和流程。
3.根據(jù)學(xué)校配備的數(shù)控設(shè)備型號(hào)，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)用于加工仿真和實(shí)操，實(shí)踐教學(xué)是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，由于數(shù)控設(shè)備價(jià)值較高，難于配套齊全，不能達(dá)到每個(gè)學(xué)生一臺(tái)進(jìn)行練習(xí)，從而成為制約教學(xué)質(zhì)量提高的瓶頸，因此，可以采用計(jì)算機(jī)數(shù)控仿真加工軟件輔助教學(xué)，制作實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)將有助于學(xué)生自學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率。
二、教學(xué)手段、方式的采用
1.理論課程教學(xué)過(guò)程中，全程采用多媒體教學(xué)手段，如電子課件、視頻、圖片、錄像、動(dòng)畫(huà)。實(shí)踐證明，這些形象直觀的教育教學(xué)手段有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生可在短時(shí)間內(nèi)掌握大量數(shù)控專業(yè)知識(shí)，入門快，有利于提高課堂教學(xué)效率和質(zhì)量；模擬仿真與動(dòng)畫(huà)教學(xué)，通過(guò)模擬軟件系統(tǒng)，能達(dá)到事半功倍的效果，在本課程的教學(xué)中，模擬仿真是重點(diǎn)使用的教學(xué)手段之一。
2.在教學(xué)方式上，可以采用以課堂講授為主，結(jié)合課堂討論、集體答疑、仿真教學(xué)、實(shí)訓(xùn)室實(shí)操加工示范，手工編程與自動(dòng)編程對(duì)比演練多種形式交叉并用的教學(xué)方式。
三、教學(xué)方法的選擇
本課程靈活運(yùn)用下列多種教學(xué)方法將有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能。
1.仿真教學(xué)法。數(shù)控仿真教學(xué)是指教師借助計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，將數(shù)控加工技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)再現(xiàn)給學(xué)生的一種教學(xué)方法，通過(guò)交互式參與的方法將數(shù)控加工的每一個(gè)步驟或每個(gè)指令的各自含義，在計(jì)算機(jī)屏幕上以生動(dòng)形象的畫(huà)面再現(xiàn)給學(xué)生。
2.知識(shí)成組教學(xué)、對(duì)比教學(xué)法。將含義相近的編程指令編為一組，進(jìn)行教學(xué)演示，便于學(xué)生分清層次，歸納共性知識(shí)，形成有效的知識(shí)群；將數(shù)控指令功能相近，實(shí)際生產(chǎn)中使用條件不同的指令，采用對(duì)比法講授，在總結(jié)出共性的基礎(chǔ)上，分析各自的特點(diǎn)和不同，使學(xué)生牢固掌握各編程指令具體應(yīng)用方法，可以通過(guò)對(duì)指令動(dòng)作過(guò)程的仿真演示，比較出各自指令的不同之處和適用場(chǎng)合。
3.案例教學(xué)法。在數(shù)控編程指令學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，程序編制部分的教學(xué)，可采取典型案例分析的方法進(jìn)行講授。學(xué)生在教師引導(dǎo)下，對(duì)加工工藝進(jìn)行制定及程序編制，對(duì)工、夾、量、刀具等選擇，案例教學(xué)的目的是讓學(xué)生深化數(shù)控編程理論，綜合運(yùn)用所學(xué)的刀具知識(shí)、工藝知識(shí)、切削原理知識(shí)等分析出工程案例的加工工藝，切削參數(shù)，最后編制其加工程序，提出切實(shí)可行的解決方案，真正做到學(xué)理論、懂理論、用理論三者的有機(jī)結(jié)合，全面提高學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力。
4.問(wèn)題討論式教學(xué)方法。教師針對(duì)工件所采取的不同工藝措施和編程方法提出幾個(gè)討論題，學(xué)生分組準(zhǔn)備并派出代表發(fā)言，不同觀點(diǎn)之間可以展開(kāi)爭(zhēng)論，最后教師進(jìn)行歸納總結(jié)，如果答案不統(tǒng)一，則不同的觀點(diǎn)可以允許存在，比較各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，通過(guò)這種教學(xué)，可以拓寬學(xué)生解決問(wèn)題的思路，相互學(xué)習(xí)，共同提高解決問(wèn)題的能力。
5.采用漸進(jìn)式教學(xué)方法。在教學(xué)中分階段、分層次設(shè)置教學(xué)目標(biāo)，采用漸進(jìn)式教學(xué)法，逐步建立學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系和提高技術(shù)應(yīng)用能力。
6.發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練過(guò)程中，教師與學(xué)生通過(guò)邊教、邊學(xué)、邊做完成教學(xué)，讓學(xué)生在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行綜合性的技術(shù)訓(xùn)練，在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性。
7.培養(yǎng)創(chuàng)新能力。引導(dǎo)學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間積極參與企業(yè)實(shí)踐，積極參加數(shù)控大賽學(xué)習(xí)培訓(xùn)，能熟練利用自動(dòng)編程軟件編制程序加工工件，讓學(xué)生專業(yè)水平得以提升和創(chuàng)新能力得到提高。
實(shí)踐證明，以上幾種教學(xué)方法都充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的思想，學(xué)生學(xué)到了理論知識(shí)也掌握了實(shí)踐技能。
總之，在教學(xué)過(guò)程中，教師始終堅(jiān)持教學(xué)內(nèi)容要符合理論與實(shí)踐相統(tǒng)一的原則，整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，采取現(xiàn)代化的教學(xué)手段，積極探索實(shí)踐各種有效教學(xué)方式，采取靈活多樣的教學(xué)方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，提高學(xué)生實(shí)際加工的能力，那么本課程的教學(xué)效果自然會(huì)得到極大強(qiáng)化。
關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用；課程特點(diǎn)；教學(xué)質(zhì)量
Key words： CNC technology application；course characteristics；quality of teaching
中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）11-0278-02
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作者簡(jiǎn)介：王曉宇（1964-），男，陜西長(zhǎng)武人，西北工業(yè)學(xué)校機(jī)械工程系教師，高級(jí)職稱，從事數(shù)控及模具理論與實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作。
1 《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》課程特點(diǎn)
1.1 涉及基礎(chǔ)面寬?！稊?shù)控技術(shù)應(yīng)用》這門課程設(shè)計(jì)制圖、工藝、刀具、機(jī)床、材料、電子技術(shù)、切削原理、數(shù)字控制、通信接口與網(wǎng)絡(luò)、PLC、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、檢測(cè)以及電機(jī)等內(nèi)容，因此這是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課，不僅涉及的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)面廣，而且綜合性強(qiáng)以及難度大。
1.2 技術(shù)更新快。數(shù)控技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、材料和機(jī)械結(jié)構(gòu)以及測(cè)試技術(shù)等各方面的高速發(fā)展已經(jīng)不僅僅是數(shù)字控制而是一門科學(xué)技術(shù)，并且是一門結(jié)合設(shè)計(jì)、工藝、制造以及自動(dòng)化控制的多學(xué)科交叉型的科學(xué)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性技術(shù)更新，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式，向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。
1.3 實(shí)踐性強(qiáng)。數(shù)控技術(shù)教學(xué)中如數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)分析、檢測(cè)裝置、數(shù)控編程與做操以及數(shù)控加工工藝分析和數(shù)控機(jī)床一般故障診斷與維修等都必須與相應(yīng)的試驗(yàn)或者實(shí)訓(xùn)加深理論教學(xué)的效果，如果離開(kāi)實(shí)踐，不僅很多抽象的知識(shí)無(wú)法解釋，更是使學(xué)生的理論與實(shí)踐相脫離，更不能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際的操作能力以及系統(tǒng)的維護(hù)能力。
2 當(dāng)前數(shù)控技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)面臨的問(wèn)題
我校的數(shù)控專業(yè)的教學(xué)起點(diǎn)晚，專業(yè)的師資也比較缺乏，在日常的課堂教學(xué)以及實(shí)踐教學(xué)中都存在著不少的問(wèn)題，具體來(lái)說(shuō)主要有幾下幾點(diǎn)：
2.1 教學(xué)內(nèi)容不規(guī)范。在教學(xué)過(guò)程中對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的先修課程的知識(shí)掌握不足而導(dǎo)致后面的內(nèi)容開(kāi)展起來(lái)相對(duì)困難，因此應(yīng)當(dāng)加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的深入理解以更好的為后面的學(xué)習(xí)做鋪墊。
2.2 教學(xué)內(nèi)容不夠深入和前沿。由于數(shù)控技術(shù)是一門應(yīng)用型的技術(shù)課程，所以更新速度比較快。但是學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)往往都是過(guò)時(shí)的或者淘汰的，對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用卻了解甚少，這就造成了學(xué)習(xí)的知識(shí)往往畢業(yè)就業(yè)后用不上，而在接受新技術(shù)的時(shí)候適應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。
2.3 缺乏綜合性以及前沿性的教材。面對(duì)現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)缺乏相應(yīng)的教材，而能夠適應(yīng)關(guān)鍵性的技術(shù)論述和適應(yīng)技能性人才培養(yǎng)的高質(zhì)量的教材是少之又少。此外，沒(méi)有與試驗(yàn)設(shè)備控制系統(tǒng)相配套的教材，同時(shí)編程格式與其他教材也不一致，這些都造成了教師在講授課程中既浪費(fèi)時(shí)間又達(dá)不到良好的效果。
2.4 實(shí)習(xí)以及實(shí)訓(xùn)和試驗(yàn)等實(shí)踐性的教學(xué)條件達(dá)不到要求?，F(xiàn)在很多數(shù)控教學(xué)的實(shí)踐課程都存在很大的缺陷，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)僅僅停留在表面，而且只能簡(jiǎn)單的操作并且達(dá)不到處理操作過(guò)程中存在的問(wèn)題。因此應(yīng)當(dāng)不斷的改善學(xué)習(xí)實(shí)踐的環(huán)境，多參加實(shí)踐課程以更好的加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)還能夠提高實(shí)際操作能力和解決問(wèn)題的能力，這樣才能有效的提高教學(xué)的質(zhì)量。
3 提高數(shù)控技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)質(zhì)量的方法和途徑
3.1 合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)取舍教學(xué)內(nèi)容，由于數(shù)控技術(shù)更新快而課本中很多內(nèi)容都比較落后甚至是被淘汰的技術(shù)，因此在教學(xué)中只是適當(dāng)?shù)淖寣W(xué)生了解這部門內(nèi)容即可不必要花費(fèi)過(guò)多的精力去講授；而對(duì)于數(shù)控行業(yè)新技術(shù)新發(fā)展教師應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑黾觾?nèi)容并且進(jìn)行詳細(xì)講解，如果有條件的還可以去一些相關(guān)的先進(jìn)企業(yè)是參觀實(shí)習(xí)，以更好的了解數(shù)控行業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及新技術(shù)，這樣理論和實(shí)踐相結(jié)合才能讓學(xué)生更深入的掌握理論知識(shí)。例如，可將教材中《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》的內(nèi)容劃分成數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床編程與操作兩個(gè)模塊來(lái)進(jìn)行。先講授使數(shù)控機(jī)床編程與操作，以數(shù)控車編程操作為主，兼顧數(shù)控銑/加工中心，實(shí)行理實(shí)一體化教學(xué)。后講授數(shù)控系統(tǒng)，由于學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床有了感性認(rèn)識(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床能進(jìn)行自動(dòng)加工感興趣，帶著凝問(wèn)學(xué)習(xí)數(shù)控系統(tǒng)，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，也便于學(xué)生的理解。
3.2 改進(jìn)理論教學(xué)的方法和手段能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。如果講授《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》僅僅是教師不停的講而學(xué)生被動(dòng)的聽(tīng)，這種方法很難達(dá)到滿意的教學(xué)成果也很難培養(yǎng)出具有操作能力的適應(yīng)現(xiàn)代化數(shù)控發(fā)展的高素質(zhì)人才。應(yīng)采用先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)方法，正確處理教學(xué)活動(dòng)中教與學(xué)的關(guān)系，改革傳統(tǒng)的“三中心”（教師中心、課堂中心、書(shū)本中心）教學(xué)模式。在教學(xué)活動(dòng)中具體引入和充分實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)法、案例研究法、啟發(fā)式教學(xué)法和討論式教學(xué)法等教學(xué)方法。項(xiàng)目教學(xué)法：針對(duì)典型的知識(shí)模塊，采用項(xiàng)目教學(xué)法，將理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)為一體；通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)地進(jìn)行，使學(xué)生能夠了解和把握完成項(xiàng)目每一環(huán)節(jié)的基本要求和實(shí)踐技能。打破傳統(tǒng)的課堂講授與實(shí)訓(xùn)教學(xué)分段實(shí)施的方式，在實(shí)驗(yàn)室、數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地邊講授、邊訓(xùn)練。學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)、學(xué)做結(jié)合。
運(yùn)用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行數(shù)控課程的講解，這樣就可以把抽象的知識(shí)通過(guò)多媒體形象的變現(xiàn)出來(lái)，不僅加深了學(xué)生的記憶更提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。如：講授數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)或作數(shù)控機(jī)床的操作應(yīng)用時(shí)，都可以通過(guò)掛圖或者仿真軟件來(lái)代替黑板的死板局面，不僅使課堂變動(dòng)生動(dòng)具體，而且仿真軟件不存在安全問(wèn)題，學(xué)生還可以通過(guò)仿真軟件進(jìn)行獨(dú)立的學(xué)習(xí)和練習(xí)同時(shí)還能體驗(yàn)真實(shí)場(chǎng)景的感覺(jué)。好的教學(xué)方法和教學(xué)手段對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)主動(dòng)性有著不可替代的作用，因此采用這些方法不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性更提高了教學(xué)效果。
3.3 提高任課教師以及試驗(yàn)人員的教學(xué)水平。提高教師以及試驗(yàn)人員的教學(xué)水平不僅僅是提高其理論知識(shí)，更重要的是提高實(shí)踐的知識(shí)以及解決日常操作問(wèn)題的能力。應(yīng)當(dāng)定期派有責(zé)任心有知識(shí)的教師去相關(guān)的單位去實(shí)踐，或者深入實(shí)驗(yàn)室或者實(shí)訓(xùn)基地參觀培訓(xùn)，這樣不僅增加了解決問(wèn)題的能力還能夠把這些應(yīng)用到教學(xué)當(dāng)中，不僅提高了教學(xué)課堂的趣味性，也提高了學(xué)生解決問(wèn)題的能力，與此同時(shí)，教師之間也應(yīng)當(dāng)定期或者不定期的相互聽(tīng)課，與實(shí)驗(yàn)室與實(shí)訓(xùn)室教師對(duì)教學(xué)方法以及內(nèi)容進(jìn)行研討，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以促進(jìn)學(xué)習(xí)以及教學(xué)方法的共同提高。
3.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力。培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用型人才最主要的途徑就是實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)實(shí)踐教學(xué)也是培養(yǎng)高技能應(yīng)用人才的重要保障，在專業(yè)培養(yǎng)方案中占有重要的地位。在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)實(shí)踐和理論交叉進(jìn)行同時(shí)也要注重實(shí)踐教學(xué)所占的比例。為了使學(xué)生對(duì)知識(shí)做到融會(huì)貫通必須在試驗(yàn)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，讓學(xué)生成為真正的主體。
總之，《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》作為一種綜合類的學(xué)科，涉及多門基礎(chǔ)以及相關(guān)的技術(shù)課程，并且數(shù)控技術(shù)更新快而且實(shí)踐性強(qiáng)。因此，在實(shí)際教學(xué)中要不斷的改善實(shí)踐教學(xué)的環(huán)境以及調(diào)節(jié)，在做好課堂理論基礎(chǔ)授課的同時(shí)還要不斷的通過(guò)實(shí)踐來(lái)掌握實(shí)際的操作以及解決實(shí)際的問(wèn)題，這就不僅需要建設(shè)好師資隊(duì)伍，更要在教材以及實(shí)驗(yàn)室、實(shí)踐基地或者是實(shí)習(xí)單位方面下大力氣做好抓好。教課時(shí)一定要借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)思想和模式，打破傳統(tǒng)的講授模式，針對(duì)這門實(shí)踐性應(yīng)用性質(zhì)都比較的強(qiáng)的課程一定要講授和實(shí)踐結(jié)合，邊講授邊訓(xùn)練。學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)、學(xué)做結(jié)合。
參考文獻(xiàn)：
