陳永川

（黔南民族職業(yè)技術學院 機電工程系，貴州 都勻 558022）

數(shù)控基本技能教學方法探討

陳永川

（黔南民族職業(yè)技術學院 機電工程系，貴州 都勻 558022）

隨著科技的發(fā)展，數(shù)控機床普及率的提高，近年高校、高職和中職都加大了培養(yǎng)數(shù)控人才的力度。筆者根據(jù)自己在數(shù)控實訓教學中的體會，淺談數(shù)控教學中引導學生循序漸進學習數(shù)控機床操作與編程基本技能的方法。

數(shù)控；實訓；教學過程；操作；編程

隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控機床在行業(yè)中的普及，企業(yè)對數(shù)控機床的操作與編程人員日趨增長，許多院校都已經(jīng)開設了數(shù)控技術專業(yè)以滿足社會生產(chǎn)的需求。但是，職業(yè)院校的在校生從入學到成為一名合格的數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生，需要一個合理有序的教學過程來培養(yǎng)。對剛剛接觸數(shù)控機床的學生，如果能夠在本專業(yè)課程的前期能夠順利掌握數(shù)控機床的基本操作技能，牢固學習數(shù)控機床編程基礎知識，就能夠極大地提高學生學習的信心，為后續(xù)數(shù)控專業(yè)課程打下牢固基礎。

筆者在多年數(shù)控實訓教學過程中，對學生的情況進行分析，逐漸歸納出學生在初次接觸數(shù)控機床時的學習難點，并設定合理的教學內(nèi)容有針對性地進行教學輔導，幫助學生順利踏入數(shù)控技術的大門。

1 當前數(shù)控基本技能教學當中存在的問題

存在的問題：①因為是學習初期，學生的職業(yè)素養(yǎng)不夠；②學生對數(shù)控機床的特征不了解，操作過程中容易撞壞刀具；③對數(shù)控機床的坐標系了解不足，待到講解數(shù)控編程的時候無法理解數(shù)控編程的運行環(huán)境。④學生對數(shù)控機床的編程知識一片空白，需要合理的引導方法進行入門學習。

2 教學方法要點

為了實現(xiàn)良好的教學效果，克服上述出現(xiàn)的教學難點，以數(shù)控車床為主要教學載體，教學學時數(shù)30學時為例，淺談數(shù)控基本技能分步驟的教學方法要點：

（1）項目一：數(shù)控機床操控面板認識和機床基本操作。學生在剛開始學習數(shù)控機床操作的時候，由于以前很少接觸過數(shù)控機床，因此在教學項目一，應進行數(shù)控機床的基礎操作教學，教學內(nèi)容依次為：①數(shù)控車床回參考點操作。②切換到手動手輪模式將刀架從參考點移動到數(shù)控車床導軌中部。③MDI指令驅(qū)動車床主軸正轉(zhuǎn)。④MDI指令驅(qū)動車床刀架換刀。⑤手動狀態(tài)下，按動“主軸正轉(zhuǎn)”鍵驅(qū)動主軸正轉(zhuǎn)。以上操作對于學生來說比較簡單，能夠快速練習和掌握。進行這些基礎操作技能教學的時候，重點是要規(guī)范好學生的職業(yè)素養(yǎng)。比如：操作機床要穿著正裝，衣服扣好。女同學必須把頭發(fā)盤進工作帽內(nèi)。學生操作機床時不能留長指甲，不能用左手操作機床控制面板和手輪。操作機床時候左手自然下垂不宜插在衣褲兜里。拆卸測量機床工件和刀具時，量具工具必須放在指定工具箱之上。

將職業(yè)素養(yǎng)要求作為項目一考核的扣分指標，對學生數(shù)控車床基礎操作技能進行單元考核。在項目一考核中，大多數(shù)學生都能順利完成以上基礎操作技能。但是由于平時隨意的生活習慣往往在職業(yè)素養(yǎng)項目上被扣分。教學項目一給出一個容易學習的考核項目給學生進行入門教學，而在職業(yè)素養(yǎng)方面嚴格要求，使學生感覺數(shù)控車床不難學習樹立了學習信心，同時也讓學生建立良好的實訓習慣，提高了職業(yè)素養(yǎng)。

（2）項目二：手動切削毛坯表面。數(shù)控車床不同于普通車床，相比普通車床的視覺、聽覺、觸覺方面的感知信息，數(shù)控車床的刀架運動完全基于電機帶動，無論刀具吃刀量的大小，甚至于撞壞刀具，操作人員無法感知刀架運行過程中受到的阻力，因此數(shù)控車床的操作過程中觸覺方面是沒有反饋感知信息的，這也是學生在操作數(shù)控車床初期容易撞壞刀具的重要原因。

教學項目二是用手動手輪的方式切削45號圓鋼外圓，每名學生至少切削兩次，吃刀量分別是1mm和2mm的直徑值。在教學項目二，要給學生強調(diào)數(shù)控車床在感知信息方面的缺失，告知學生加強視覺、聽覺方面的注意力，觀察刀具切削工作情況，估算刀具切削零件過程中刀具的承受能力。通過教學項目二讓學生進行初步的切削加工，掌控好刀具的吃刀量和進給速度，熟悉數(shù)控機床的手輪操作，使學生能夠應用手輪對零件表面進行試切削，通過屏幕上的坐標對切削數(shù)值進行精確的進給，為教學項目三做好準備。

（3）項目三：對刀建立工件坐標系。教學項目三內(nèi)容是進行數(shù)控車床的對刀教學。從學生初學者的角度考慮，數(shù)控車床的工件坐標系比刀具長度補償更容易理解，所以要求學生將對刀值記錄在工件坐標系當中。在學生完成對刀操作之后，還要將對刀操作的正確性進行檢驗。在教學中以空走刀的形式進行坐標系檢驗既快捷又安全，但是檢驗的精度比較低，如果需要進一步檢查坐標系的精度需要在項目四當中進行。該檢測方法對于還沒有學習數(shù)控加工編程的學生來說優(yōu)點是直觀不抽象，很容易理解。檢驗方式如下：①在MDI界面下輸入程序：G54；M03 S400；G00 X__Z150.0；程序當中X坐標之后的數(shù)據(jù)按照零件被試切圓柱面直徑加0.5mm來填寫。車刀與零件保持較遠距離，快速移動倍率調(diào)到15%左右，然后運行程序。②待到程序運行結束后，切換到手動手輪狀態(tài)的工件坐標系界面下，沿著Z軸負向移動車刀。當車刀刀尖與零件右端面對齊時候，Z坐標趨近于零，可以驗證Z軸對刀沒有明顯誤差。如果觀察發(fā)現(xiàn)刀尖不會切削到零件圓柱面，就可以把車刀繼續(xù)向Z軸負向移動，理論上車刀刀尖與零件圓柱面之間有0.25mm間隙，通俗說就是3張紙厚度。然后觀察刀尖與零件的實際間隙是否合理，如果目測間隙合理就可以驗證X軸方向?qū)Φ稕]有明顯誤差。

通過以上兩步操作，可以目測檢查學生對刀是否存在1mm以上誤差，這兩步操作教師給學生演示多次以后，就可以由學生來自己進行操作。學生在自我檢驗工件坐標系的過程中能夠體會到建立工件坐標系的意義。學生會發(fā)現(xiàn)工件右端面Z坐標總是為零，程序當中的X坐標值輸入多少，刀尖后，教師再畫圖進一步講解建立工件坐標系的必要性，工件坐標系原點的位置，學生通過前期學習中使用MDI指令對工件坐標系的反復應用已經(jīng)有了操作方面的深刻印象，加上教師的理論講解，就容易認識工件坐標系的概念。當然，項目三中遺留了一個問題，就是用目測的方法檢測坐標系，只能進行粗糙的檢測，保證坐標系的誤差不會導致嚴重的刀具損壞。如果坐標系誤差低于0.3mm，目測方法檢測坐標系無效。

（4）項目四：數(shù)控基本編程指令教學。通過實例給學生講解簡單的數(shù)控車床編程指令。在講解編程初期，可以直接將以上MDI程序進行解讀，由于學生已經(jīng)反復使用過該程序，對程序運行時刀具的行走方式很熟悉，所以學生比較容易理解。在此基礎之上，進行一個簡單的外圓切削加工編程的實例操作，加工結束后用千分尺測量零件被加工外圓直徑，通過讀取零件直徑與理論值的差異，進一步評價工件坐標系的準確性。因為以上程序是對教學項目三關于校驗工件坐標系的進一步提高，解答了項目三中遺留下來的問題，所以教學項目四的學習情景明確，是為了解答問題而編程，不是簡單機械的繼續(xù)講解新的程序指令。通過教學項目四，學生學習了G00 G01等基本指令，順便也學習了G90簡單循環(huán)指令，掌握了基本編程技能后，就可以安排項目四的考核內(nèi)容“階梯軸加工”。

總之，在教學中要根據(jù)學生的學習情況，從學生感受出發(fā)，尋找學生最容易上手的教學內(nèi)容，循循善誘引導他們，使他們能夠更快、更好地掌握新的知識點，培養(yǎng)更多能夠自我思考、自我總結的操作性人才。

Discussion on Teaching Methods of Numerical Control Basic Skills

CHEN Yong-chuan

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Career Technical College，Duyun，Guizhou 558022，China）

With the development of science and technology，the popularity of CNC machine tools，in recent years，higher vocational colleges and vocational schools have increased the training of CNC talents.According to the author's experience in the teaching of numerical control practice，this paper discusses how to guide students to learn the basic skills of NC machine tool operation and programming step by step.

numerical control；training；teaching process；operation；programming

G712

A

2095-980X（2017）01-0196-01

2016-12-07

陳永川，主要研究方向：數(shù)控教學。