数控加工编程与操作课程教学方法改革探讨

1、数控加工编程与操作课程教学方法改革探讨吴明明 （安徽三联学院 合肥 230601）摘要：近年来，现代制造装备（主要指数控装备）的蓬勃发展引发了制造业的革命，传统的加工方法和技术装备已不能适应现代制造业的要求。数控人才的培养就是为了满足现代制造发展的要求。数控加工编程与操作是“数控技术”专业及“机电一体化”（数控方向）专业的核心专业课，本课程的教学质量就成了数控人才质量的保障。改进教学方法，提高教学质量既是保障生产的需要，也是专业、学校发展的需要。关键词： 任务驱动 教学方法 改革Reform of the Methods of Teaching about the course of <

2、Programming and Operation of the CNC>Abstract: In recent years，the rapid development of modern manufacturing(mainly refers to CNC equipment) has led to the revolution of manufacturing. Traditional processing methods and equipments has not adapt the requirements of modern manufacturing.<Program

3、ming and Operation of the CNC> is a core professional course of the CNC professional or Mechanical and Electrical professional. The quality of the course teaching has become the indemnification of the CNC talent quality. Improve the methods and the quality of teaching has become the need to safeg

4、uard production, but also become the need to the developing of professional and school.Keywords: Task-driven Methods of teaching Reform数控加工编程与操作课程是我院机电一体化专业主干专业课程，计划学时 108学时，其中实验学时54 学时；另外本课程还涉及机械设计制造及自动化专业。课程涉及金属切削原理与刀具、机械制造工艺学、数控原理与系统和 CAD/CAM 等各方面的理论与知识，与其他技术基础课和专业课衔接紧密，是学生进行其他专业课程学习、课程设计、毕业设计及参加

5、工作所必需的重要专业基础。 通过本课程的学习，使学生了解数控加工的特点；掌握数控机床坐标系的判断方法；掌握典型零件的车削、铣削的手工编程；了解自动编程的相关知识；掌握常见数控车、铣床及加工中心的操作规范与流程，以更好适应应用型本科及高职高专的人才培养方案要求。我院机电一体化技术专业于2006年秋季开始招生，到现在已有四届毕业生了。从招生和就业形势看，该专业一直保持强劲的尽头，从企业反馈信息来看，吸引他们的正是学生的数控技术。努力提高学生数控技术是持久保持该专业的市场竞争力的重要保障，而教学质量的高低关系到教学的方方面面，这里主要强调的是教学方法。在本课程的教学中，我院一直使用的由叶伯生教授主编

6、、华中科技大学出版社出版的数控加编程与操作教材，该教材系“十一五”国家规划教材，内容深入浅出，便于老师授课和学生学习。依据我院“机电一体化技术”专业人才培养方案要求，该课程共108学时，其中54个实验学时，分18个教学周开展，每周3节理论课、3节实验课。在该教材的课堂教学中，虽然广泛采用多媒体教学技术与计算机仿真技术，但教学效果并不是十分理想，甚至部分同学出现上课打瞌睡的现象。教学内容没有吸引力是造成上课打瞌睡的主要原因，这也就是说之前的教学方法存在问题。教学方法改革是提高该课程教学质量的主要方法，也是保持本专业持久竞争力的基本方法。近些年，各种先进的教学方法传入我国，并快速进入到我们日常的教

7、学过程中，譬如：“任务驱动法”、“项目导向法”、“案例教学法”、“现场教学法”、“仿真教学法”等。结合本课程的特点，主要将“任务驱动法”、“现场教学法”和“仿真教学法”引入本课程教学。从课程名称可以看出该课程由两大部分构成即数控编程与数控操作。“任务驱动法”教学主要用在数控编程的教学上，“任务驱动法”、“现场教学法”和“仿真教学法”在数控操作教学上均有应用。在数控编程内容的教学上，结合使用的教材和课时安排，采用“任务驱动法”教学将课程教学内容划分成18个教学任务，如表1所示。表1：数控加工编程教学安排序号名称学时分配备注任务1数控编程概述2任务2数控机床的坐标系3Z X Y任务3数控加工工艺3

8、任务4数控加工程序格式与组成2任务5车削编程简介2M、 F、 S 、T指令任务6进给控制指令4G00、G01、G02/G03、G32任务7刀具补偿功能指令3G40/G41/G42任务8简单循环3G80、G81、G82任务9复合循环4G71、G72、G73、G76任务10FANUC0T编程简介3任务11铣削编程简介2M、 F、 S 、T指令任务12进给控制指令3G00、G01、G02/G03任务13刀具补偿功能指令4G40/G41/G42、G43/G44/G49任务14简化编程指令3G24/G25、G50/G51、G68/G69任务15固定循环3G73、G74、G76、G80G89任务16宏程序

9、4任务17FANUC0M编程简介3任务18复习3下面通过一个案例来说明“任务驱动法”：1、出示任务零件毛坯尺寸为：80×150mm2、引导发现问题分析可知零件表面构成包括3个圆柱面（74、60、40）,2处锥面（C3、2040）；3、解决问题在HNC-21T编程系统中，圆柱面、圆锥面均可以通过G80指令来完成加工，其走刀轨迹为ABCDA，如下图所示：（a）G80用于圆柱面加工 （b）G80用于圆锥面加工其编程格式如下：（a）对于圆柱面：G80 X Z F 其中： X、Z：绝对值编程时，为切削终点 C 在工件坐标系下的坐标；增量值编程时，为切削终点 C 相对于循环起点 A 的有向距离；

10、F为切削速度；（b）对于圆锥面：G80 X_Z_ I_F_其中：I为切削起点 B 与切削终点 C 的半径差，即I=（XB-XC）/2，其符号为差的符号；其它字符含义同上；4、完成任务根据任务图样标注，结合G80指令格式，得到以下程序。%0001T0101 ；选择刀具M03 S800 ；开启主轴G00 X85 Z5 ；定义循环起点G80 X74 Z-120 F100 ；加工74柱面G80 X60 Z-96 F100 ；加工60柱面G80 X40 Z-40 F100 ；加工40柱面G80 X40 Z-20 I-12.5 F100 ；加工2040柱面G00 X50 Z-38 ；定义循环起点G80 X

11、60 Z-43 I-5 F100 ；加工C3倒角G00 X85 Z5 ；退刀M30在数控操作内容的教学上，采用多种教学方法混合教学，立足“任务驱动法”（具体任务内容见表二）和“仿真教学法”，在实际机床加工时，采用“现场教学法”。“任务驱动法”能够很好调动学生学习的积极性和主动性，变被动接受为主动学习，效果好；数控系统种类繁多，界面差异较大，操作、编程语言都有差异，“仿真教学法”可以让学生在一台电脑上模拟各种系统和界面的数控机床操作与编程，提高学习效率，也降低了学校的教学成本；数控操作强调学生的动手能力，仅仅依靠“仿真教学法”仿真数控加工还是远远不够的，在仿真时，操作者不能感受到真实加工过程中的

12、“意境”，这就是“现场教学法”的用武之地。表2：数控加工操作教学安排序号名称学时分配备注任务1仿真软件界面熟悉2任务2机床的基本操作3任务3车床“对刀”练习（一）3外圆车刀对刀任务4车床“对刀”练习（二）3多把车刀对刀任务5车床“对刀”练习（三）3内孔车刀对刀任务6简单零件程序编程3G00、G01、G02/G03、G32任务7刀具补偿编程3G40/G41/G42任务8简单循环编程4G80、G82 任务9复合循环编程4G71/G72/G73、G76任务10FANUC0T机床操作3任务11铣床G54“对刀”练习2任务12铣床G92“对刀”练习2任务13简单零件铣削加工3G00、G01、G02/G0

13、3任务14复杂零件铣削加工3G40/G41/G42、G43/G44/G49任务15固定循环编程3G73、G74、G76、G80G89任务16宏程序编程4任务17FANUC0M机床操作3任务18数控仿真考试3本课程在经过2轮新教学方法的教学实践后，学生的学习能动性显著增强。在以前实验课程中，计划8名同学在一台机床上轮流练习，但实际动手的往往只是少数的几个，多数同学只是站在旁边观看，学习没有主观能动性；现在上实验课时，大家都非常积极，都想将自己编写的程序输入机床，加工出自己设计的零件，学习主动性、积极性有了明显的改观，教学质量也得到稳步提高。目前，我院其它课程也在开展教学方法改革试点，本课程的教学方法改革势必会影响其它相关课程，从而全面提高我院的教学质量，持续保持专业和学院的竞争力。参考文献1 叶伯生、戴永清 数控加工编程与操作M