《數控機床結構與原理》課程改革的探討與建議

高 杉

（遼寧省交通高等專科學校 遼寧沈陽 110122）

《數控機床結構與原理》課程改革的探討與建議

高 杉

（遼寧省交通高等專科學校 遼寧沈陽 110122）

本文針對高職數控機床結構與原理這門課程的特點，從教學內容、教學手段及教學模塊設計等幾個方面，研究了課程教學改革的措施及具體方法，探討如何提高這門課程的教學效果。

數控機床；數控原理；課程改革

《數控機床結構與原理》是高職數控技術專業的一門專業課程，教學目的是為學習數控機床操作、數控維修等課程和從事數控技術相關工作打下良好的基礎。我國是裝備制造業的大國，對數控機床的需求越來越多，而真正既懂數控機床的操作，熟悉數控機床的結構，掌握數控機床的工作原理，又可以對數控機床進行維護、維修的技能型人才非常匱乏。因此高職數控技術專業開設該課程是非常必要的。

該課程主要介紹了數控機床的組成、各部件的結構功能以及數控裝置內部的工作原理、各組成部分之間的連接、相互關系等內容。由于數控技術涉及的知識非常廣泛、理論性又較強、其中包括信息技術、電子技術、自動控制技術、檢測技術和機械制造技術等，加上目前新興的網絡技術正逐漸應用到數控機床上，這些都給學生的學習帶來一定的難度。針對這個問題，筆者認為應從以下幾個方面著手，在有限的學時內，力求最大限度地完成教學要求，充分調動學生學習的積極性，激發學生的學習興趣，提高教學效果。

一、明確教學重點

由于本課程涵蓋的知識點較多，如何科學合理的設計教學流程，明確教學內容的重點非常重要。教學重點應放在使學生掌握數控機床的整體結構、各組成部分的功能和作用、相互的連接關系方面，形成一個整體系統的教學方式。

數控機床包括計算機數控裝置、伺服驅動裝置、PLC控制裝置、檢測裝置及機床本體等幾個重要組成部分，教學時應使學生理解各個組成部分在整個數控機床中的位置，相互之間的聯系。同時還要明確在實際加工零件時數控機床的工作過程，即程序員把已編制的NC代碼程序存儲在計算機數控裝置中，當需要加工零件時，啟動計算機數控裝置完成程序的插補和刀補等運算，得到加工所需要的速度、位移等數據，由計算機數控裝置發出控制信號給伺服驅動裝置，伺服驅動裝置根據接收的控制信號驅動電機運行，通過滾珠絲杠等部件帶動機床各軸的運動，從而加工出合格的零件。檢測裝置負責測量機床移動部件的位移、速度是否符合要求，PLC等輔助元件配合完成機床的運動。只有真正理解數控機床整體的運動規律，才能清楚各個部分的功能作用。而不是單純強調各自的功能，忽略了數控機床整體的系統性和關聯性。

二、側重實際應用

教學中要使學生對數控機床的原理有最基礎的認識，盡量避免深奧的理論講授，減少復雜的理論知識、數學公式推導的內容，如插補原理、刀具補償原理、伺服驅動器和變頻器的工作原理等知識點讓學生知道其含義即可，沒有必要特別詳細講解。提高學生對數控機床的感性認識，加深對數控機床結構的印象。注重數控機床的工作過程和各部分對應的功能。

如講授檢測裝置時，應側重于編碼器和光柵這兩種檢測元件在數控機床中的位置和所起到的作用，以及如何與伺服驅動裝置連接，如何進行控制。對于光柵內部的工作原理及莫爾條紋的產生等內容不應作為講授的重點。

三、多媒體輔助教學

由于傳統教學方式中缺乏典型的實際案例，教師對數控機床的構造和原理在理論方面的講授很深，但效果不好，學生很難理解。利用多媒體動畫和視頻可以創造一個全新的學習情境，激發學生的積極性和學習興趣，把深奧的理論和抽象的概念直觀化、形象化，這樣很容易理解數控機床復雜的結構，學習起來就會輕松很多。例如：通過數控仿真軟件中的三維動畫展示數控機床的整體結構、各部分的連接，主軸傳動系統中的齒輪傳動和進給傳動系統中滾珠絲杠等傳動部件的運動關系。

四、提高實踐認識

數控機床結構與原理課程一般以理論教學為主，很少開實驗課程，理論與實踐結合不緊密。設計合適的實踐環節，讓學生接觸到實物，才能充分調動學生的好奇心理，加深對所學知識的理解。有助于學生運用理論知識解決實際問題，提高操作技能，同時也培養和提高學生的工程實踐能力。如教學過程中由教師帶領學生在實訓車間參觀數控機床實物。數控車床的主軸傳動系統為帶傳動，對照主軸傳動系統，打開機床側蓋，觀察連接實物連接情況及啟動運行時的狀態。練習數控機床Z軸的拆裝，熟悉進給傳動的結構，認識滾珠絲杠螺母副、伺服電機等實物。

五、采用模塊化教學

建立層次分明的專業知識體系，形成完整的知識框架，把課程的知識點系統化、結構化。采用框圖法，把整個教學過程中所涉及的知識點分成若干個知識模塊，注重各模塊之間的聯系。學生學完后用框圖反過來描述整個數控機床系統。這樣還可以鍛煉學生的思維能力。

小結

數控技術的發展迅速，新技術不斷應運而生，知識更新也較快，教師需要不斷更新自己的知識，形成完整的教學體系。只有教師付出更辛苦的勞動，才能真正提高該門課程的教學效果。

[1]李祥,胡羽.高職《數控原理》教學方法淺談[J].甘肅科技,2009(10):169-170.

[2]黎月.《數控原理及結構》課程教學方法淺析[J].廣西輕工業,2010(9):170-171.

[3]孫巖.淺談數控機床與數控原理的教材改革[J].中國科技信息,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

［責任編輯：劉麗杰］

2014-02-20

高 杉（1981-），男，遼寧沈陽人，講師，從事數控技術方向的研究。