数控机床编程与操作实训课程教改的探讨

曾凡毅 喻 涛 廖齐伟

(江西省化学工业高级技工学校机电教研组，江西 南昌 330039)

近年来，学校在数控加工专业教学设备方面加大了投资力度，目前有加工中心、仿真系统、数控车床、数控铣床等主要教学设备。但为了把数控加工专业办成学校的精品专业，就必须坚持教学实践与理论的研究，不断改革与创新教学模式，以适应现代职业教育的要求和学校的发展。

一、实训课程教学改革的重要性

由于学校在办学指导思想上一直把培养生产一线数控机床编程与操作的高级技能型人才作为我们的主要培养目标，所以学校数控加工专业学生在学习中，很重要的一部分是从事数控机床程序的编制与设备的操作，这就要求学生具有较强的数控程序编制与实施以及数控机床操作的实践技能。因此每个专业方向，均安排了较多的实验和实训内容。

实践课程教学的目的主要是对原理的验证。但是，学校现有的设备数量还不能完全满足教学需要，这成为教学过程中的一个难题。由于数控设备的成本较高，虽然学校采取多种方式和途径来增添更多的实训设备，但是设备增加的速度还是滞后于专业教学的需求。所以，怎样充分利用现有软、硬件条件，合理调配资源应该是我们教改中的一个重要内容，整合教学资源及教学过程的科学设置是十分重要的。

数控机床编程与操作实训是学校数控加工专业的一个重要的实践教学环节。怎样搞好数控机床编程与操作实训尤为重要。

二、实训教学课程改革的思路

1.优化教学大纲。将教学大纲合理优化，使实施性教学大纲更具有实用性。结合学校特点和专业培养目标对教学大纲进行优化，调整相关内容，使教学大纲更贴近我们的实际教学条件和特色教育目标。把数控机床编程与操作仿真实训教学服务于数控机床编程与操作实训的教学性质进一步明确，使教学大纲更具有针对性，更加突出其服务于专业的特点。

2.改革教学内容。修订人才培养计划，深化教学改革，完善课程体系，推进教学内容和课程体系的改革，按照“注重能力培养，加强实践训练”的思路，提高学生的全面素质。为培养学生获得终身学习能力，创造能力、生存与发展能力打下好基础。分析数控仿真加工技术与实体数控机床加工的特点和数控机床与仿真机床的可操作性。它们都是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，加工方法和内容以及程序的编制很相似，在许多方面都遵循一致的原则。利用它们的相似点作为教学改革的切入点，强化相关基础教学，使学生在接触真实的数控机床前进行程序的编程与机床的操作具有了一定的相关实践知识和技能的积累，便于数控加工专业教育的顺利进行。

3.改革教学方法。改革以技能培训为最终目标的教学方法，强化服务意识。在教学方法中应更多的引入实体式数控加工的相关知识，将对比式教学贯穿于整个教学过程中。转变教学习惯模式，不断创新教学手段；转变实践教学环节淡化理论的传统思维，加强理论与实践的结合。

三、针对培养目标进行教学改革

怎样才能使现有的数控加工专业数控机床编程与操作实训更为有效的促进本专业培养目标的实现是我们教学研究和改革的重要内容。首先，我们应该结合专业培养目标与教学资源进行分析，确定我们对于该专业的数控机床编程与操作教学实训的培养目标。在确立目标的基础上研究培养方式，也就是教学模式和内容。

根据教学实训大纲和学校实际情况，对于数控技术专业的数控机床编程与操作教学实训分为两个阶段进行。

第一阶段的实训为虚拟数控机床编程与操作实训：教学目标应该为学生进行数控编程与操作有一个理性的认识。

该阶段是通过动态的仿真操作，对零件进行工序、工步、工艺编制，并结合数控加工工艺课程和数控编程与加工技术的理论教学，分析典型零件数控加工工艺路线，使学生在接触真实的机床前能具备一定的实物模拟操作训练基础。

数控加工仿真系统是结合机床厂家实际加工制造经验与学校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件。数控加工设备价格昂贵、占地面积大，而数控仿真系统软件可以在计算机平台上运行，它不但解决了实训时学生多机床设备少的问题、而且还为学校节省了大量设备购置经费。其优点在于：1.系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显现，可轻松操作。2.在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验，操作安全。3.用户可看到真实的三维加工仿真过程，仔细检查加工后的工件，可以更迅速的掌握CNC机床的操作过程，过程逼真。4.采用虚拟机床替代真实机床进行培训，在降低费用的同时获得更佳的培训效果，使用更经济。5.模拟演示功能更为真实可靠，图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同监控要求。6.互动教学教师和学生可以相互观看对方的操作，进行互动交流。7.没有危险性，学生能够放心大胆地操作仿真机床，把课堂上所学的知识发挥得淋漓尽致，不存在真实机床上刀具与工件的碰撞、工作台超程等危险操作；消除了学生的安全隐患。

数控加工仿真系统具有华中数控、广州数控、FANUC、西门子等众多数控系统功能，学生通过在计算机上操作仿真软件，能在很短时间内就能掌握数控车、数控铣及加工中心的操作。可通过手动或CAD/CAM编程和加工，教师通过网络教学，监看窗口滚动控制，可随时获得学生信息。在教学中还具有多媒体教学的特点。

在屏幕上能够显示和机床操作面板一模一样的界面；以动态的模拟显示代替机床实际运行状况，并且还能够提示操作信息，如编程错误信息和操作失误机床碰撞报警信息等。使数控机床的编程操作易于课堂化教学，从而即节省了机床设备和实训消耗、又大大提高了教学效率。学生可利用此软件进行仿真操作，同样会起到真实设备的教学效果。

学校数控加工仿真实验室可进行数控机床模拟仿真操作实验/实训、数控机床编程与加工技术、UG和Pre等软件应用的教学和技术培训与考证等。

第二阶段的实训是真实数控机床编程与操作实训：教学目标应该为学生进行数控机床编程与操作有一个感性的认识。

这样做的目的是有利于学生进行专业课和数控加工专业技能的学习。因为仿真机床与真实机床毕竟有一定的差距，程序在执行过程中也有差别。所以为了满足学生毕业后能够贴近零距离岗位要求，必须进行真实数控机床编程与加工操作实训。

真实数控机床编程与加工的训练为学生进行数控机床实物的认识、故障检修与维护的练习提供了良好的实训条件。

经过这两个阶段的教学实训，一方面提高学生的实践操作技能，使学生毕业后能够尽快地适应生产实际的需要，刚参加工作就能顶岗。另一方面，这样的改革将有利于学生在现有条件下很快的掌握数控加工技术，缩短教学时间，获得满意的教学效果，掌握较高的数控加工技能。如果数控加工专业的学生只是进行第一阶段的认识实训，那他们在接触真实数控设备前，可能对于某工种常用的刀具和不同刀具怎样合理选择切削用量了解较少，对于某工种典型零件的加工工步也不清楚，要编制出合理的加工程序是有较大难度的，即使是编制好程序也可能缺乏可操作性。何况数控加工对于加工工艺设计的准确性和严密性要求很高，对于加工过程的每一个细节都要求万无一失，一点小的失误都可能造成重大的设备事故和质量事故，都会造成较大的经济损失。如学生仅有这样的基础就直接进行数控加工技能培训，将会在很大程度上使我们的有限资源浪费在基础的讲解和练习上，也给我们的数控加工专业的实训教学教师带来更大的教学压力。虽然虚拟数控机床的编程与操作与真实数控机床的编程与操作有许多差异，但是，同属于金属切削加工技术的两者间又存在着很多的共性。所以，只要我们充分利用现有条件是可以逐步提高数控技术专业学生技能实训质量和效率的。

运用这种教学模式，学校对2017级数控技术专业的学生进行了试点培养，使实训教学过程易教易学、教学效果显著提高。通过毕业生毕业实习调查，企业对学校的数控加工专业毕业生满意率92%以上。

总之，随着学校的日异发展，软、硬件现已经逐步到位。我们要不断学习先进的职业教育思想和教学模式，以就业为导向，根据市场人才的需求，结合学校实际办学条件，不断深化教学改革，总结经验，探索更有效的教学模式和方法，必能将数控加工技术专业办成学校的精品专业，为社会培养出高级技术应用型专门人才。