《數控加工編程與操作》課程教學方法改革探討

吳明明

（安徽三聯學院，安徽 合肥 230601）

《數控加工編程與操作》課程教學方法改革探討

吳明明

（安徽三聯學院，安徽 合肥 230601）

近年來，現代制造裝備（主要指數控裝備）的蓬勃發展引發了制造業的革命，傳統的加工方法和技術裝備已不能適應現代制造業的要求.數控人才的培養就是為了滿足現代制造發展的要求.《數控加工編程與操作》是“數控技術”專業及“機電一體化”（數控方向）專業的核心專業課，本課程的教學質量就成了數控人才質量的保障.改進教學方法，提高教學質量既是保障生產的需要，也是專業、學校發展的需要.

任務驅動；教學方法；改革

《數控加工編程與操作》課程是我院機電一體化專業主干專業課程，計劃學時108學時，其中實驗學時54學時；另外本課程還涉及機械設計制造及自動化專業.課程涉及金屬切削原理與刀具、機械制造工藝學、數控原理與系統和CAD/CAM等各方面的理論與知識，與其他技術基礎課和專業課銜接緊密，是學生進行其他專業課程學習、課程設計、畢業設計及參加工作所必需的重要專業基礎.

通過本課程的學習，使學生了解數控加工的特點；掌握數控機床坐標系的判斷方法；掌握典型零件的車削、銑削的手工編程；了解自動編程的相關知識；掌握常見數控車、銑床及加工中心的操作規范與流程，以更好適應應用型本科及高職高專的人才培養方案要求.

我院機電一體化技術專業于2006年秋季開始招生，到現在已有四屆畢業生了.從招生和就業形勢看，該專業一直保持強勁的盡頭，從企業反饋信息來看，吸引他們的正是學生的數控技術.努力提高學生數控技術是持久保持該專業的市場競爭力的重要保障，而教學質量的高低關系到教學的方方面面，這里主要強調的是教學方法.

在本課程的教學中，我院一直使用的由葉伯生教授主編、華中科技大學出版社出版的《數控加編程與操作》教材，該教材系“十一五”國家規劃教材，內容深入淺出，便于老師授課和學生學習.依據我院“機電一體化技術”專業人才培養方案要求，該課程共108學時，其中54個實驗學時，分18個教學周開展，每周3節理論課、3節實驗課.在該教材的課堂教學中，雖然廣泛采用多媒體教學技術與計算機仿真技術，但教學效果并不是十分理想，甚至部分同學出現上課打瞌睡的現象.教學內容沒有吸引力是造成上課打瞌睡的主要原因，這也就是說之前的教學方法存在問題.教學方法改革是提高該課程教學質量的主要方法，也是保持本專業持久競爭力的基本方法.

近些年，各種先進的教學方法傳入我國，并快速進入到我們日常的教學過程中，譬如：“任務驅動法”、“項目導向法”、“案例教學法”、“現場教學法”、“仿真教學法”等.結合本課程的特點，主要將“任務驅動法”、“現場教學法”和“仿真教學法”引入本課程教學.從課程名稱可以看出該課程由兩大部分構成即數控編程與數控操作.“任務驅動法”教學主要用在數控編程的教學上，“任務驅動法”、“現場教學法”和“仿真教學法”在數控操作教學上均有應用.

在數控編程內容的教學上，結合使用的教材和課時安排，采用“任務驅動法”教學將課程教學內容劃分成18個教學任務，如表1所示.

下面通過一個案例來說明“任務驅動法”：

（1）出示任務

表1 數控加工編程教學安排

（2）引導發現問題

分析可知零件表面構成包括3個圓柱面（Φ74、Φ60、Φ40）,2處錐面（C3、Φ20—Φ40）；

（3）解決問題

在HNC-21T編程系統中，圓柱面、圓錐面均可以通過G80指令來完成加工，其走刀軌跡為A→B→C→D→A，如下圖所示：

其編程格式如下：

（a）對于圓柱面：G80_X_Z_F_

其中：X、Z：絕對值編程時，為切削終點C在工件坐標系下的坐標；增量值編程時，為切削終點C相對于循環起點A的有向距離；F為切削速度；

（b）對于圓錐面：G80 X__Z__I__F__

其中：I為切削起點B與切削終點C的半徑差，即I=（XB-XC）/2，其符號為差的符號；其它字符含義同上；

（4）完成任務

根據任務圖樣標注，結合G80指令格式，得到以下程序.

在數控操作內容的教學上，采用多種教學方法混合教學，立足“任務驅動法”（具體任務內容見表2）和“仿真教學法”，在實際機床加工時，采用“現場教學法”.“任務驅動法”能夠很好調動學生學習的積極性和主動性，變被動接受為主動學習，效果好；數控系統種類繁多，界面差異較大，操作、編程語言都有差異，“仿真教學法”可以讓學生在一臺電腦上模擬各種系統和界面的數控機床操作與編程，提高學習效率，也降低了學校的教學成本；數控操作強調學生的動手能力，僅僅依靠“仿真教學法”仿真數控加工還是遠遠不夠的，在仿真時，操作者不能感受到真實加工過程中的“意境”，這就是“現場教學法”的用武之地.

表2 數控加工操作教學安排

本課程在經過2輪新教學方法的教學實踐后，學生的學習能動性顯著增強.在以前實驗課程中，計劃8名同學在一臺機床上輪流練習，但實際動手的往往只是少數的幾個，多數同學只是站在旁邊觀看，學習沒有主觀能動性；現在上實驗課時，大家都非常積極，都想將自己編寫的程序輸入機床，加工出自己設計的零件，學習主動性、積極性有了明顯的改觀，教學質量也得到穩步提高.目前，我院其它課程也在開展教學方法改革試點，本課程的教學方法改革勢必會影響其它相關課程，從而全面提高我院的教學質量，持續保持專業和學院的競爭力.

〔1〕葉伯生，戴永清.數控加工編程與操作[M].武漢：華中科技大學出版社，2004.

〔2〕王博.“主動式任務驅動教學法”的實踐與理論探索[N].中華碩博網，2009.

〔3〕吳明明.高職《數控技術》專業“任務驅動式”教學思考[J].現代企業教育，2010（2）.

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1673-260X（2012）07-0222-03