《数控机床结构与原理》课程改革的探讨与建议

高 杉

（辽宁省交通高等专科学校 辽宁沈阳 110122）

《数控机床结构与原理》课程改革的探讨与建议

高 杉

（辽宁省交通高等专科学校 辽宁沈阳 110122）

本文针对高职数控机床结构与原理这门课程的特点，从教学内容、教学手段及教学模块设计等几个方面，研究了课程教学改革的措施及具体方法，探讨如何提高这门课程的教学效果。

数控机床；数控原理；课程改革

《数控机床结构与原理》是高职数控技术专业的一门专业课程，教学目的是为学习数控机床操作、数控维修等课程和从事数控技术相关工作打下良好的基础。我国是装备制造业的大国，对数控机床的需求越来越多，而真正既懂数控机床的操作，熟悉数控机床的结构，掌握数控机床的工作原理，又可以对数控机床进行维护、维修的技能型人才非常匮乏。因此高职数控技术专业开设该课程是非常必要的。

该课程主要介绍了数控机床的组成、各部件的结构功能以及数控装置内部的工作原理、各组成部分之间的连接、相互关系等内容。由于数控技术涉及的知识非常广泛、理论性又较强、其中包括信息技术、电子技术、自动控制技术、检测技术和机械制造技术等，加上目前新兴的网络技术正逐渐应用到数控机床上，这些都给学生的学习带来一定的难度。针对这个问题，笔者认为应从以下几个方面着手，在有限的学时内，力求最大限度地完成教学要求，充分调动学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

一、明确教学重点

由于本课程涵盖的知识点较多，如何科学合理的设计教学流程，明确教学内容的重点非常重要。教学重点应放在使学生掌握数控机床的整体结构、各组成部分的功能和作用、相互的连接关系方面，形成一个整体系统的教学方式。

数控机床包括计算机数控装置、伺服驱动装置、PLC控制装置、检测装置及机床本体等几个重要组成部分，教学时应使学生理解各个组成部分在整个数控机床中的位置，相互之间的联系。同时还要明确在实际加工零件时数控机床的工作过程，即程序员把已编制的NC代码程序存储在计算机数控装置中，当需要加工零件时，启动计算机数控装置完成程序的插补和刀补等运算，得到加工所需要的速度、位移等数据，由计算机数控装置发出控制信号给伺服驱动装置，伺服驱动装置根据接收的控制信号驱动电机运行，通过滚珠丝杠等部件带动机床各轴的运动，从而加工出合格的零件。检测装置负责测量机床移动部件的位移、速度是否符合要求，PLC等辅助元件配合完成机床的运动。只有真正理解数控机床整体的运动规律，才能清楚各个部分的功能作用。而不是单纯强调各自的功能，忽略了数控机床整体的系统性和关联性。

二、侧重实际应用

教学中要使学生对数控机床的原理有最基础的认识，尽量避免深奥的理论讲授，减少复杂的理论知识、数学公式推导的内容，如插补原理、刀具补偿原理、伺服驱动器和变频器的工作原理等知识点让学生知道其含义即可，没有必要特别详细讲解。提高学生对数控机床的感性认识，加深对数控机床结构的印象。注重数控机床的工作过程和各部分对应的功能。

如讲授检测装置时，应侧重于编码器和光栅这两种检测元件在数控机床中的位置和所起到的作用，以及如何与伺服驱动装置连接，如何进行控制。对于光栅内部的工作原理及莫尔条纹的产生等内容不应作为讲授的重点。

三、多媒体辅助教学

由于传统教学方式中缺乏典型的实际案例，教师对数控机床的构造和原理在理论方面的讲授很深，但效果不好，学生很难理解。利用多媒体动画和视频可以创造一个全新的学习情境，激发学生的积极性和学习兴趣，把深奥的理论和抽象的概念直观化、形象化，这样很容易理解数控机床复杂的结构，学习起来就会轻松很多。例如：通过数控仿真软件中的三维动画展示数控机床的整体结构、各部分的连接，主轴传动系统中的齿轮传动和进给传动系统中滚珠丝杠等传动部件的运动关系。

四、提高实践认识

数控机床结构与原理课程一般以理论教学为主，很少开实验课程，理论与实践结合不紧密。设计合适的实践环节，让学生接触到实物，才能充分调动学生的好奇心理，加深对所学知识的理解。有助于学生运用理论知识解决实际问题，提高操作技能，同时也培养和提高学生的工程实践能力。如教学过程中由教师带领学生在实训车间参观数控机床实物。数控车床的主轴传动系统为带传动，对照主轴传动系统，打开机床侧盖，观察连接实物连接情况及启动运行时的状态。练习数控机床Z轴的拆装，熟悉进给传动的结构，认识滚珠丝杠螺母副、伺服电机等实物。

五、采用模块化教学

建立层次分明的专业知识体系，形成完整的知识框架，把课程的知识点系统化、结构化。采用框图法，把整个教学过程中所涉及的知识点分成若干个知识模块，注重各模块之间的联系。学生学完后用框图反过来描述整个数控机床系统。这样还可以锻炼学生的思维能力。

小结

数控技术的发展迅速，新技术不断应运而生，知识更新也较快，教师需要不断更新自己的知识，形成完整的教学体系。只有教师付出更辛苦的劳动，才能真正提高该门课程的教学效果。

[1]李祥,胡羽.高职《数控原理》教学方法浅谈[J].甘肃科技,2009(10):169-170.

[2]黎月.《数控原理及结构》课程教学方法浅析[J].广西轻工业,2010(9):170-171.

[3]孙岩.浅谈数控机床与数控原理的教材改革[J].中国科技信息,2008(18):282-283.

Discussion and suggestion for curriculum reform of "the structure and principle of NC machine tool"

Gao Shan

(Liaoning Provincial College of communications, Shenyang Liaoning, 110122, China)

According to the characteristics of higher vocational NC machine tool structure and principle this course, from the teaching content, teaching means and teaching module design and other aspects, to study the education reform measures and specific methods, and discusses how to improve the teaching effect of the course.

CNC machine tool; CNC principle; curriculum reform

G710

A

1000-9795（2014）04-0239-01

［责任编辑：刘丽杰］

2014-02-20

高 杉（1981-），男，辽宁沈阳人，讲师，从事数控技术方向的研究。