理工类高校数控教学研究

龙哲 毛志阳

（长春工业大学工程训练中心 吉林长春 130012）

理工类高校数控教学研究

龙哲 毛志阳

（长春工业大学工程训练中心 吉林长春 130012）

本文从理工类高等院校的数控车教学的教学实践出发，说明了符合理工类教学特点和要求的数控车教学过程，并结合实际教学突出的一些问题和注意内容，从设备的认识、程序编辑的过程和实际的操作等几个环节做了详细的描述和讲解，并加入了自己的教学心得，相信能为广大从事数控教学的同行们提供一点帮助，也希望能够给涉足数控事业的相关人员得到一些启发。

数控 教学 加工 程序编辑

引言

随着科学技术的发展，机械行业的生产和制作水平不断提高，机械加工方法和手段也日新月异。而数控加工作为先进制造技术的代表愈来愈受到机械制造行业的重视，也逐渐进入到我们的实际生产当中，被大家所熟悉。数控车教学也逐渐成为了理工专业学生必修的一门实训课程。在从事数控车教学的过程中，发现了一些比较突出的问题，并提出了一些自己的方法，以供从事相关教学的老师及实训教学的教师借鉴。在教学中，感觉数控加工技术应该愈来愈成为理工类专业的学生的实训教学的重点，所以把实训过程中发现的这些问题结合自己的一些教学想法记叙下来，也希望能够得到诚恳的批评和指教，从而提高自己在以后教学中的能力和效果。

在数控教学过程中，为了提高数控车的实训效果，我们应从以下几个方面入手：

一、改变学生对机械加工方法的认识，实现从传统加工方法到先进制造技术的转变

在所指导的理工科学生中，进入到数控车学习课程中，常常是刚刚接触到机械加工或者是根本没有接触过机械加的学生，对数控加工更是没有接触过，甚至根本没见过数控加工设备，所以要树立机械加工观念，首先从以下几个方面入手：

1.数控系统的认识和了解

数控系统和电脑操作系统有很多相类似的地方：在教学过程中可以结合电脑的操作系统来加深对数控系统的认识和理解。二者均属于软件的范畴；都作为人机交换的中间手段；在功能上都具备不断改善和升级性质等等。从以上方面让学生能够把数控系统同所熟悉的事物相比较，有一个感观上的认识。在数控系统的分类上能够更深层次的使学生对数控系统认识和了解。如把开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统从控制过程，加工效果和设备成本等几个方面进行讲解和说明，使学生对控制系统有了一个相对较深入的学习。最后把数控系统同数控设备的关系进行说明，它是构成数控设备除机械结构以外的另一的组成部分。这样学生对数控系统的性质和作用都有了一个初步的认识和了解，对接下来的学习就更容易理解。

2.对程序的概念和理解

来参加数控实训的理工科学生，根据教学总体安排，一般是刚刚步入大学（大一下学期或大二上学期）的学生，学习了一些机械方面的基础知识，并且已经完成了机械制图的学习。但是，对程序很多学生也只停留在“听说过”的阶段，根本没有实际接触过。所以要让学生了解数控加工的程序控制与普通机床手动加工的根本区别，也就是让学生知道数控加工实际上是通过一些程序语言对机械的运动进行控制，不同于普通机械加工是通过直接的手动去控制机床。

3.对数控加工工艺观念的转变

来实训的学生已经在普通车床参加了一周左右的学习，普通车床的加工过程已经在他们的头脑里打下了铬印，在学习数控车加工的过程中，必须实现工艺观念上的转变。例如在外圆加工上，普通车床是从大圆台向小圆台逐步切屑；而数控车床则是通过外圆粗、精加工循环或者是成型切屑循环来完成，是直接按照零件一外轮廓轨迹走刀的，两种设备的走刀路径和加工工艺过截然不同。可以通过实际加工演示来进行说明，以完成对二者的工艺区分。

二、通过对控制功能键的学习，消除学生对数控加工的神秘感

1.手摇、手动和自动几个功能键的区分和使用

通过手摇方式控制X、Z向移动来了解手摇功能，并且通过手摇倍率的变化让学生感受到数控加工控制精度的先进性。

在手动状态下进行X、Z向的移动，同时通过快移功能来感受进给倍率变化对加工速度的影响。在该状态下使用转塔功能，会激起学生的兴趣，从而切身感受到与普通加工控制过程的不同。

进入自动状态，让学生观察手摇和快移的失灵，从而知道自动状态只能执行程序控制。

2.编辑键和MDI状态的区别

可以在MDI状态下进行连续的程序输入，写到一定程度时，会出现程序不能继续写入的情况，说明在该状态下，不能翻页，也就是MDI的无储存功能的体现；同时在MDI状态下写入一些简单的指令，如主轴旋转指令、刀具调用指令等作为演示，提醒学生注意，每当指令执行完毕，屏幕会自动清除，从而更深入体会到它的无储存功能。而进入编辑状态后，可以调用大量以前输入的程序，并且可以执行其中任一个作以演示，让学生知道编辑状态写入的内容永久性的储存在设备中。

3.回零功能的讲解和说明

让学生知道所有数控设备均具备回零功能，并说明回零功能的意义。可以从数控设备所特有的两个坐标系的性质和回零过程中坐标的变化来了解坐标系概念。在此基础上更深入了解机械坐标、绝对坐标和相对坐标的区别。通过进行坐标的定位来明确各种坐标的意义。

4.简单说明跳步、选择停、冷却、卡盘、运屑等功能，避免功能键认识上的盲区

5.着重强调机床锁的功能，并要求学生初期操作时必须在机床锁定状态下编程

三、详细说明程序编辑的方法和常用编辑键的使用

1.首先了解程序名的建立和意义

学生对程序的认识还不够充分，因此应先向他们灌输程序名的建立、调用和执行。使学生们知道编辑程序首先要确定程序名，然后再输入程序内容；而调用程序时，是通过程序名来调取的；执行程序时必须是在调取后才能操作。

2.程序编写时主要注意一些经常会造成报警的错误指令格式

如格式中缺少分号；循环序号混乱；外圆粗加工循环第一条不能有Z向坐标等常见的一些问题。

3.加强学生对功能键简单操作的使用

如：ALTER键、CAN键、DLETE键的区别，ALTER键是用输入的内容替换光标所在位置中的内容，CAN键是删除正在输入（未储存）的内容，DLETE键是删除光标所在的（已储存的）内容，通过这些功能键的深入理解感受它们使用当中对编辑速度的影响。

4.进行实际程序的编辑和仿真加工，以提高学生对程序执行的认识，从而增强对数控加工的兴趣

可以在机床锁定状态下，对编辑后的程序进行模拟仿真，从模拟图形上对程序进行初步检查，也从中对指令格式、加工工艺（走刀路径）、功能键的使用等环节有更深入的了解。

5.对程序编写过程进行总结

使学生认识到编程是数控车加工中的一个主要工作任务，也是数控加工的精髓。说明编程对整个加工过程的影响，并在生疏的情况下提醒学生尝试用单段加工完成。

四、进行独立的实际加工，消除学生数控加工的恐惧心理，增强对自己数控加工能力的信心

1.实际加工必须在完全领会对刀操作的基础上进行

要在独立实际加工前进行对刀的讲解和操作，并让学生了解对刀准确程度对加工过程和加工精度的影响。

2.在加工过程中，提醒学生应注意显示屏上一些参数的变化过程，并结合主轴倍率、进给倍率等旋纽变化来理解这些键的作用，同时加深对数控加工工艺、数控加工的工作效率的认识

3.严格按照数控加工操作过程执行，在加工过程中提高学生对数控加工的安全意识。也提醒学生在以后的实操过程中要严格按照步骤执行，否则会造成零件、设备甚至人员的伤害

4.在数控加工出成品后进行讲解和分析，提出数控加工在简单形状少量加工中相对普通车床的劣势，并与普通车床加工过程进行比较，说明数控加工的先进性和优越性。相信会使学生对数控加工的了解和兴趣得到进一步的提高

结论

以上是本人在针对理工专业学生数控车实训教学中发现的一些问题和自己的一些心得，从中看出着重强调了教学中的全面和细致，提供给各位同仁进行交流和指正，也希望为大家在相关的教学中提供一些帮助。

［1］毛志阳机械工程实训北京清华大学出版社2009.9

［2］周虹数控车床编程与操作实训教程第二版北京清华大学出版社2008.9

本文作者为长春工业大学数控教研室主任，吉林大学机械学院在读博士，07年硕士研究生毕业以来一直从事数控车的实训教学指导工作。多次参加吉林省和长春市数控职业技能培训的指导工作和各类数控大赛的监考。

Research For Science&Engineering Student's Teaching Of CNC

LONG ZHE，MAO ZHI YANG
（CHANG CHUN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY，Engineering Training Center，CHANG CHUN ZIP：130012）

This text according to the practical teaching of science&engineering student's CNC teaching.Combin with some common questions of actual teaching and the contents，explaining the CNC teaching process that correspond the characteristics and requirement of science&engineering students.According to the equipment's cognition，program editing and practical operation to detaile description and explanation.Another，joined myself experience of teaching process.I believe that can provide some help for practice teaching and hope to prived some advice for just to learn CNC lathe machining students.

CNC，teaching，machinin，program editing