數控技術在工程訓練中的應用探討

楊麗祥　張艷誠　李貴榮　羅新文

[摘 要]近年來，數控技術實訓已成為高校工程實訓中的重要環節。在高校工程實訓中，如何充分利用有限的時間和數控設備，來提高大學生對數控技術的掌握和對數控技術的學習興趣，是我們面臨的問題。要滿足現代制造業對數控人才的要求，提高實訓的教學效果，就要充分利用學校現有資源，尋求行之有效的教學方法和手段，培養學生具備分析問題、解決問題的能力和創新意識，增強他們對社會的適應能力，盡快的服務于社會。

[關鍵詞]數控技術；工程實訓；實訓教學

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）03-0119-02

隨著制造技術的飛速發展，現代加工業中的數控技術應用越來越普遍，社會對高校機電類專業在校大學生在數控加工技術應用和操作能力上提出了較高的要求，培養數控專業人員也成為高校機電類專業培養適應市場需要的高技術應用型人才的重要目標。本文結合我校工程實訓過程中的情況，就如何對學生進行數控實訓教學進行了探討。

一、充分利用多媒體教學開展數控加工仿真訓練

在工程實訓過程中，數控實訓教學的主要目的是讓學生對理論教學中的數控加工原理進行驗證，對數控設備的結構進行了解和掌握數控加工的過程；熟悉常用數控系統的編程方法，培養學生獨立分析零件加工工藝并編制程序的初步技能以及獨立操作典型數控機床的能力。但在我校實訓中心數控設備有限，且設備價格又高的情況下，讓學生直接進行數控實作，容易因誤操作損壞設備。所以在實作前，我們運用多媒體數控加工仿真系統進行實訓教學，讓學生充分掌握數控加工的基本概念、基本指令，并能根據所加工零件的工藝要求，進行相應數控加工編程。這樣既可以提高數控加工實訓的教學效果，又能提高數控機床的利用率，減少了機床的損耗。

在實作前我們利用AutoCAD、Visual C++以及ActionScript等軟件來完成初學者對數控機床操作的培訓和教師對學生的指導，這樣學生可以達到每人操作一臺“機床”，為學生提供了充分動手的機會；同時，通過網絡化的仿真軟件，指導教師能夠和學生進行“互動”，通過服務器能夠清楚的看清學生的每一步操作，并能及時指出學生的失誤操作和解決學生提出的問題。[1]

數控仿真軟件具有較強的交互性能，提供了實際生產中沒有的特殊功能，這樣使學生在仿真實訓過程中能夠發揮主動性；數控仿真軟件可以設定各種事故和極限運動狀態，提高學生的分析、解決問題的能力和在復雜情況下的決策能力；虛擬仿真軟件讓學生變成學習的主體，學生可以根據自己的情況進行有選擇的學習；虛擬仿真軟件很大程度上降低了學生的危險性和機床的故障率。[2]同時基于網絡的虛擬數控仿真加工軟件應用到數控實訓中，極大地解決了設備不足的矛盾。

二、數控實訓項目的設置和實施

根據人才培養方案，確立數控實訓項目。實訓項目由相關的理論課程、單項基本技能操作訓練、綜合技能訓練、綜合技術應用能力訓練等部分組成。[3]整個訓練遵循由易到難、由簡單到復雜、由單項到綜合的原則，充分調動了學生的學習主動性和積極性，在實訓過程中強調理論教學與實訓教學相結合，重視在實訓教學過程中培養學生的實踐能力與創新能力，并體現專業特點。數控實訓項目的設置和實施著重突出以下幾方面的問題。

（一）傳統加工工藝與數控加工工藝的結合

數控加工本身具有自身的特點，它在傳統加工的基礎上，更具精準性和智能化。在進行了傳統金工實習的基礎上，進行數控理論教學，再進行數控實訓，使學生能夠更好的理解和掌握數控加工工藝。

（二）理論與實踐的融合

數控實訓含有的理論知識點較多，學生可以根據具體內容和要求進行理論分析，提出多種方案，通過對比、篩選和優化來解決實際問題，達到靈活掌握，實現“理實”一體化的實訓效果。

（三）實訓項目體現數控加工的新技術和發展方向

由于數控實訓包含了金工實習、CAD / CAM、先進制造加工、安裝等方面的知識，所以我們主要以solidwords和 UG為核心，圍繞現有設備進行實訓教學，把機械設備的加工制造與計算機程序設計完美結合，使學生進一步認識到數控技術在機械加工中的重要性和機械設備制造數字化的發展趨勢。

（四）加強“雙師型”教師隊伍建設

由于我校目前新近教師都是從學校到學校，缺乏工程實踐經歷，課堂教學缺乏生動性、實踐性，這樣必然影響教學質量。通過青年教師指導數控實訓，迫使他們走入企業，在實踐中掌握技術要領，提升專業技能，取得職業資格證書，成為既有教師資格證書又有職業資格證書的“雙師型”人才。

（五）獲取職業證書，提高就業率

我們學院是“全國計算機輔助技術應用工程師認證考試”的考點，通過實訓，可讓學生取得相應的職業證書，給自己多充一點電，為求職增加第二塊“敲門磚”。2015年6月中旬我院大學生就業率就到達了84%。

總之，在數控實訓中，讓學生完成一個零部件的完整加工，要涵蓋多門課程的知識，從原材料到成品，從零件圖形到加工程序的設計制造，從材料的價格到這個產品成本核算，鍛煉了學生的工程實踐能力，培養了其工程素質，真正實現了理論教學與實訓操作的結合。每個項目努力做到典型“案例教學”，在生產上實用，實際上可行，內容難易適中；教學應采用“多媒體教學”，“現場教學與實際操作”等教學方法。[1]

我們自主開發的基于ActionScript腳本語言的數控車仿真系統軟件，實現了一般數控系統中的直線插補、圓弧插補和快速定位等功能。同時實現毛坯的修改和安裝等操作，與實際機床的操作完全一致。界面如圖1所示。

通過原型系統的開發，提高了受訓學生對各種插補功能的算法及實現原理的認識，為實際操作和遇到問題時自主解決問題做了充分的準備。

在編寫數控車仿真系統的基礎上，進一步編寫了數控銑床仿真系統，界面如圖2所示，具備上述數控銑床的基本功能。通過以上系統開發實踐，受訓學生對數控機床的插補功能實現，數控機床的輔助功能有了明確的理解。

三、加強實踐教學，培養創新能力

實踐環節是機械工程專業教學中的一個重要教學環節，在培養學生的創新能力方面有著不可替代的作用。工程實踐教學是培養高等技術應用型人才的重要途徑和保障，也是一個重要的教學環節，在專業培養方案中占有重要的地位。[4]單靠理論教學是不能把知識內化成學生創新能力的，為使學生對已有知識做到融會貫通，在掌握數控機床基本操作方法的基礎上學習加工稍微復雜的零件的方法，同時留出一部分時間給學生自主創新。因為對于工科學生而言，數控實訓不僅僅是掌握編程和操作，而要將所學的專業基礎課和專業課加以運用并進行創新，形成自己的思維、想法和觀點。同時將科研活動引入教學，加強工程實訓和學生課外科技創新活動，使學生知識來源渠道多樣化，能力培養多元化。通過數控實訓，鼓勵學生個性發展，提高他們的創新興趣，使數控實訓融知識、能力和素質教育為一體，從而提高學生的實踐能力和創新精神。[5]

四、結束語

總之，要滿足現代制造業對數控人才的要求，提高實訓的教學效果，就要充分利用學校現有資源，尋求行之有效的教學方法和手段，培養學生具備分析問題、解決問題的能力和創新意識，增強他們對社會的適應能力，盡快的服務于社會。

[ 注 釋 ]

[1] 韓幸，白麗平.數控實訓課程教學改革的探索[J].黃石理工學院學報，2006（3）.

[2] 吳重光.仿真與教育[J].系統仿真學報，2005（6）.

[3] 郭海建.數控實訓教學的實踐與探討[J].職業教育，2010（26）.

[4] 姬清華.數控教學模式的改革與探索[J].平原大學學報，2004（6）.

[5] 劉宏偉，孫新國.數控實訓教學改革探索[J].南陽理工學院學報，2009（6）.

[責任編輯：鐘 嵐]