數控技術教學方法改革研究與實踐

摘 要：為解決數控編程教學過程中學生對編程的興趣不高。知識點掌握不牢的問題，提出了借助仿真軟件教學，用仿真軟件做作業并網絡提交的方法，通過該方法的實施，學生既掌握了數控編程知識又提高了對數控技術的學習興趣。

關鍵詞：數控編程 仿真 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0190-02

《數控技術》是鄭州科技學院機械設計制造及其自動化專業的一門專業必修課，數控編程是本課程的難點，該課程的學習目標之一是學生通過該門課程學習達到掌握手工編程與自動編程的能力。按照傳統的教學模式進行授課，很多學生覺得枯燥無味而且很難掌握，讓學生對編程產生興趣，掌握編程知識，適應社會對機械制造類專業人才的需求，數控編程教學方式改革勢在必行[1]。

1 數控編程教學現狀

目前，學院機械設計制造及其自動化專業的數控技術教學是在第六學期進行，總學時48學時，理論教學44學時，實踐教學4學時，授課學生數近500人，采用多媒體教學實行大班授課，每班學生120名左右。面對100多人的大班上課，讓每位學生在短短的45 min掌握所講知識，達到理想的教學效果是非常困難的。4學時的數控仿真實踐教學也很難讓學生達到熟練掌握數控車、銑軟件操作及其各種編程指令的練習，為此，提出了借助數控仿真軟件讓學生練習的方法，以達到掌握編程指令的目的。

2 教學實施

為使學生能更好地學習數控編程知識，達到學習要求，提出了借助仿真軟件實現“課堂教學”、“互聯網+作業”、“實驗室加工”三步循序遞進的教學方式。

2.1 課堂教學

課堂教學采用多媒體授課，在應用多媒體課件授課時，避免板書內容的直接轉移和教學內容的簡單堆砌，重點放在傳統教學模式無法形象化的知識點上[2]。授課過程中先用10～15 min時間把指令詳解清楚，然后結合仿真軟件進行指令練習操作。程序加載到軟件后加工軌跡能清晰顯示出來，在運行程序時，選擇單段運行，講解一段運行一段，學生可以很直觀的了解加工過程以及程序指令的用法。其中，數控車床指令中，G02/G03圓弧指令，G71/G72粗車復合循環指令以及G94固定循環指令，數控銑床中，G02/G03圓弧指令，縮放、旋轉、鏡像指令，學生不易理解，應多結合例題細講，另外，操作過程中把軟件使用講解清楚。

結合軟件講解指令用法一般需要15～20 min，最后剩余10～15 min讓學生做一道相關練習題，了解學生掌握情況。在學生做習題期間，老師可以走下講臺，查看學生做題情況以及輔導個別沒完全掌握指令的同學。老師通過走下講臺能及時了解學生哪些部分掌握了，哪些部分沒掌握，回到講臺及時講解，及時糾正，提高授課效果。

2.2 互聯網+作業

充分運用互聯網平臺，改變傳統的紙質版上交作業，采用網絡提交。學生根據布置的作業可以去圖書館或者自己宿舍進行做題，在計算機上用仿真軟件自己編寫程序，調試程序，虛擬仿真，將整個過程按要求截圖，放入Word文檔中，以學號名字形式命名保存，提交到指定的郵箱里。學生在虛擬仿真過程中，如果遇到問題，可以截圖通過網絡與老師溝通。

學生作業分為兩部分，必做+選做，必做題強調基礎練習，每個學生都要提交，選做題是針對那些課余時間多，對數控編程感興趣的學生選做的，對于選做題得分，也量化到平時成績中，用以激勵學生學習。

學生作業題無論必做還是選做，既要考慮指令運用，又要考慮激發學生的學習興趣，像數控車床指令，用G71粗車復合循環指令加工一個毛坯直徑Φ45mm葫蘆，學生對于葫蘆加工自然非常感興趣，并且改變程序中的一個數值，葫蘆的形狀就可以改變，又加深了對指令的理解。

數控銑床指令中G00/G01指令讓學生根據自己的名字或者名字的拼音在一個毛坯件上虛擬仿真出來，這種獨一無二的作業學生自然非常感興趣，會很認真去做，G02/G03圓弧指令可以給學生發一些電子圖案，學生打印出來或者用CAD描繪出來，建立坐標系，找坐標，編寫程序仿真，圖案非常吸引學生，學生很愿意去做。

2.3 實驗室加工

學院建立有數控實驗室，感興趣的學生可以申請進行零件加工，學生根據零件圖編寫程序，虛擬仿真，經老師審核修改后，就可以聯系實驗室準備毛坯料，為延長機床刀具壽命，也讓更多的學生便于練習，毛坯料選用塑料件，車床毛坯料直徑有30 mm，40 mm，50 mm圓棒料，銑床有200×200×40 mm毛坯料，學生通過零件加工，既能掌握編程能力又能達到操作機床的能力。

3 成立數控學習興趣小組

在教學過程中，發現對數控編程感興趣的同學，根據他們的特點進行分組，組成學習興趣小組，鼓勵他們課余時間學習UG、PRO/E三維軟件，以及數控自動編程。激發他們的想象力，用三維軟件進行創意設計、數控自動編程，再申請在院實習工廠加工出來。

4 銑床編程實例

以銑床指令G02/G03編程作業為例，作業形式：發給學生每人一份圖片，如圖1，自己找坐標編寫程序進行仿真，做題步驟如下：

（1）將圖片以一定比例插入到CAD中，用直線，圓弧命令描繪。

（2）建立坐標系，找出圖形中的所需的坐標。

（3）進行編程，并加載到仿真軟件中，進行虛擬加工[3]。

（4）將word以學號、名字命名提交到指定郵箱。

5 結語

分析了數控教學的現狀，提出了借助仿真軟件授課，網絡提交作業的教學方式，授課過程中發現學生的學習興趣比往屆要高，課堂氣氛更好，學生積極回答問題的人數普遍增加；作業的質量非常高，作業的靈活性，既激發了學生的學習興趣也防止了作業的抄襲；學習興趣小組的成立，既鍛煉了學生零件的編程能力，又使學生掌握了操作數控機床的能力。

參考文獻

[1] 孫芹.論數控機床編程課程的教學改革[J].教育與職業，2013（18）：127-128.

[2] 韓振宇，富宏亞，等.“數控技術”課程教學改革的探討與實踐[J].中國大學教學，2012（7）：41-42.

[3] 韓彥勇，于惠力，等.應用型本科數控課程實踐教學的研究與實踐[J].實驗室科學，2013（4）：119-123.