数控编程基础知识入门篇1
【关键词】教学方法；理论；实践；仿真软件；层次
自中国加入wto以来，中国制造业的总产量不断攀升，中国正在成为一个制造业大国。目前中国已有百余种产品位居世界第一。但是，目前中国仅仅是“制造业大国”而非“制造业强国”，从总体上说，我国的制造业多以传统产业为主，技术较为落后，低水平生产过剩，高水平生产能力不足，竞争力严重不足。在中国，高档次的数控机床只占机床总数的1.2%，而在日本和美国等发达国家则占有60%以上。因此，我国的加工制造业规模和技术水平还有待大幅度提高，我国需要为此提供更多高素质的数控人才。数控编程是一门对学生逻辑思维要求很强的专业技术课，如果单纯的理论教学，易使学生产生厌倦情绪，再加上职业学生知识基础薄弱，理解能力有限，因此使数控编程教学陷入异常困难的境地。在长年的数控教学中，我不断思索，本文将以数控编程课程为例，就如何从教学方案上推进和提高技能人才的培养的速度和质量进行研究和探讨。
一、导授结合，让学生真正掌握技能
把学生的学习由静态向动态转换，将原理知识转换成实用知识，激发学生的学习兴趣，对掌握数控专业技能有很好的促进作用，帮助学生理解知识，掌握技能。现在，已被广泛使用的行为教学方法，要求教师由“授”转变成“导”，教师不仅要亲手教授学生如何使用机床，还要引导学生完成新零件的工艺设计、刀具的选用、程序编制以及加工完成，在老师的指导下，学生可自我解决一系列的问题，比如说公、量、刃具选择，加工工艺方案，程序如何编制更合理等等问题，如此，大大增强了学生的学习兴趣，教学效果更显著。
二、理论联系实际，使学生真正掌握知识
理论是靠实践来检验，而实践则可用理论来指导。通过实践来解开某些理论编程中的疑问，理论课的内容作为指导实习具有它的一般性，而单纯是实习过程又具有具体性，就要求学生扎实掌握某一方面的理论，才能去做好类似的不同的实践。理论课要为实习课提高理论依据，实习课将理论变成操作技能。
因此，理论与实践课不能脱节，而每次的理论实践之后的这一过程比前一次要有所深入和提高。
三、注重教学层次，改变教学方法
1、先具体后抽象
数控编程的教材开头用大篇幅说明数控机床及程序的概述，比如数控技术的基本概念，数控技术的发展，数控机床的基本组成和工作原理，数控机床的分类，插补原理，工艺分析
等等。如果按照书本上的顺序先讲解这些抽象的概念，然后才去学习编写程序，这样学生一开始就没有学习热情，应先大体介绍一下数控机床，然后讲述程序的编写方法，最后在总结陈述中引出这些概念，这样可使学生学得更加牢固。
2、由简到繁，循序渐进
学生掌握知识的过程是循序渐进的，尤其是基础相对薄弱的职校学生来说，由简到繁是很有效的方法。学习数控编程也是如此，如果让学生一开始就学习编写一大段复杂的程序，学生肯定很困难。应先学习基础的变成语句，如：m03，m30，G00，G01等，可以完成简单直线加工程序编写，然后加入其它语句G02，G03等，可以编写圆弧加工程序，接下来就是多次从简到繁的零件图形练习，逐渐加入循环语句的知识。每节课讲解的指令不能过多，确保学生学透彻，每次讲解新的指令前都要对已学指令巩固复习一下，达到温故而知新的目的。
四、利用仿真软件教学
1、仿真教学代替传统教学
目前，在我国所使用的仿真软件有上海的“宇龙数控加工仿真系统”、武汉“宇航数控加工仿真系统”等软件。仿真系统内容丰富，品种齐全，有数控车床、数控铣床、数控加工中心、数控线切割、数控电火花等机床，包括法那克、西门子、广数等系统操作面板和软件，基本上可仿真市面上绝大多数机床。使用仿真软件教学，能得到比课本更全面更系统的教学资源。
2、利用模拟操作代替实际操作
数控编程基础知识入门篇2
关键词：高职数控技术课程改革
1.原课程体系分析
1.1采用分科课程的组织模式，学科门类划分细、数量多
原先数控技术应用专业基础课程的内容基本与机械加工专业的一致，沿用传统的单一的分科课程的组织模式，强调不同学科门类之间的相对独立性，强调一门学科的逻辑体系的完整性。专业基础课程包括：电工基础、电子技术、工程力学、机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金属工艺学、计算机绘图、制图测绘、微机原理应用、机械加工工艺等多门课程。
1.2理论与实践分开教学，学生动手操作时间少
原专业基础课程体系中的理论与实践分别开设课程，一般是在理论教学结束后，再进行相应的实践教学。由于实践教学周数有限，实践学时通常都少于理论学时。
1.3课程衔接处理不够，在时间安排上过于集中
专业基础课程各自成一体系，独立性较强，相互间呈平行关系。故在教学安排时，各门课程衔接性体现不出。且在时间安排上，专业基础课程主要集中在第二、三学期开出，没有与骨干课程进行配套实施。
2.进行综合化改革的必要性
2.1综合化改革是为更好地适应中职学生的学习特点
高职大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维，实践学习长于理论学习，动手能力长于动脑能力。少部分学生的人生目标不明确、自信心不足、学习兴趣不高、学习习惯较差。如果在专业课教学上继续沿用分科课程的组织模式，采用传统的理论和实习教学各自独立进行的方法，理论知识点过多、过深、过杂，就很难产生好的教学效果，很难实现“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育教学的目标。
2.2综合化改革是为更好地服务于专业骨干课程
专业基础课程应做到“必需、够用”就行，教学的目的是为使学生更好地学习专业骨干课程来服务的。如果专业基础课程开设过多，占用学时过多，势必影响骨干课程的门数和总课时，不利于深入学习专业知识和熟练掌握专业操作技能，无法真正突出专业技能训练。
2.3综合化改革是为更好地因材施教
原专业基础课程一般采用理论考试的方式进行考核，考核方式单一，容易形成应试教育，而没有充分考虑到课程的实用性。中职教育应面向全体学生，一方面必须使每个学生在原有基础上都能得到应有的发展，另一方面对不同的学生应尽量给予不同的发展空间。这就需要在教学上能够因材施教，并采用灵活多样的考核方式，使不同层次的学生都能有所收获
综上所述，原数控技术应用专业基础课程存在着诸多的不足，决定了对其进行综合化改革的必要性。
3.具体做法
3.1精选教学内容，整合基础课程
首先对各门基础课程的内容知识点进行整理归类，剔除与数控专业无关的知识点，简化理论较深的知识点，然后再进行重新划分课程科目，整合相关知识点，突出服务主干课程和实践训练的针对性。如综合化改革中将原《电工基础》和《电子技术》两门课程整合为一门《电工电子》，以电工初级工的鉴定标准来设计课程内容，去除电子技术的部分理论较深、专业性较强的内容；原《工程力学》中理论计算的内容过多，对大部分中职学生来说太难，并且在后面的学习中应用不多，因此将这门课程中的有关基本概念的知识点并入《机械设计基础》中，使《机械设计基础》主要包括工程力学、机械原理和机械零件等内容，不作复杂计算要求。通过课程整合，基础课程数目减少了，内容更加精练和具有针对性，同时压缩了基础课程的课时，为增加实践课时和开设更多的主干课程提供了条件。
3.2注意课程衔接，优化教学计划
在课程整合的基础上，明确各课程间的相互关系，在教学安排上加强课程间的衔接。如《机械制图》、《计算机绘图》、《制图测绘实训》三门课程间的安排上注意衔接关系，将《计算机绘图》分成两部分：第一部分为计算机绘图软件的基本绘图命令的操作学习，与《机械制图》并行安排教学；第二部分为计算机绘制零件图和装配图的操作学习，安排在《制图测绘实训》后进行为期一周的实训。
3.3突出技能要求，创新考核方式
进行教学方式、手段的改革也是综合化改革的重点之一，通过引入一体化教学、模块任务教学等方式，鼓励学生参加鉴定考证，突出实际操作技能的训练。如《计算机绘图》采用模块式项目教学法进行训练，以上机操作为主，理论讲解为辅，让学生在各个项目中进行合作和讨论来自己完成任务，避免以往《计算机绘图》中学生依葫芦画瓢，学后就忘的情况出现。在《电工电子》、《计算机绘图》等多门课程组织学生参加技能鉴定，并作为考核方式之一，使学生每学期有一次参加技能鉴定的机会，能较好地适应今后岗位的需求。
3.4改革后的基础课程体系
（1）《电工电子技术》：以初级电工的鉴定标准要求，简化电子技术的部分内容。（2）《机械制图》：与《计算机绘图》相结合，以学生能够识图为基础，适当降低难度。（3）《计算机绘图》：自编教材，采用模块式一体化教学，与《机械制图》和《制图测绘》实习综合安排教学进度，学生参加绘图员考证。（4）《机械设计基础》：包括工程力学中的一些基本概念、机械运动的基本规律及常用机构和机械零件等内容，对有关理论计算不作要求。（5）《工程材料及机械制造基础》：自编教材，包括常用材料和金属材料热处理的基本知识，及金属切削的基础知识、常用加工方法综述与零件的结构工艺性等内容。（6）《设备控制基础》：将液压传动和气压传动技术相互贯通，压缩了传统内容，利用本校有较好的pLC实训设施，适当拓展了可编程控制器部分的知识与内容。
4.结语
数控技术应用专业基础课程的综合化改革，对学生来说，专业基础课程理论与实作相结合，在学习上更易激发起兴趣。同时，由于能够更快地接触专业主干课程，学生较早地对本专业要学什么、今后干什么有了更深的了解，从而使学习的目标性更强。但在综合化改革的实际操作中，我们也需着重注意以下两方面工作：一是要注意做好配套教材的完善。由于多门课程需进行知识点的综合整理，有些课程难以找到相应配套的教材。对此，我们主要是通过自编教材来满足教学需求。这些自编教材质量的高低将很大地影响到综合化改革的效果。二是要提升教师对专业基础课程综合化改革的认识。要使每一位教师认识到综合化改革不仅仅是简单地对课程内容的整合，更是对整个教学理念、教学方式和手段的综合，从而要求教师去更加全面的掌握各专业基础知识，甚至要组织进行编写教材，尽量采用灵活多样的教学方式和手段，提升自身的教学水平。
数控编程基础知识入门篇3
【关键词】数控加工工艺编程教学方法实践综合能力
中图分类号：G4文献标识码：aDoi：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.03.004
一、课程建设背景
最近二十年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国。《数控加工工艺与编程》是许多高校机械类专业的一门重要基础课程，同时也是数控技术方向的专业核心基础课程之一，同时它又是一门专业性与实践性都较强的专业课程。该课程的主要任务是使学生对数控加工过程及原理和方法有广泛而深入的实质性理解，为后续数控技术的专业学习奠定理论与实践基础。
二、师资队伍建设
鉴于《数控加工工艺与编程》这门课程自身的特殊性，它要求教师必须同时掌握扎实的数控加工工艺与数控编程的理论知识和熟练的数控机床操作技能。这就要求教师不仅要经常为自身的理论知识充电，还应该多进行数控机床实际操作甚至是零件的生产。在每次外出的学习或者交流中也要利用机会接触更多的行业最新情况，以便掌握数控机床与数控技术最前沿的发展趋势和动态，扩充自身的知识面，为课程的讲解做好知识储备。
三、理论课教学方法建设与实践
1.根据教学目标制定教学内容。对高校教育来说，教科书从某种程度上来说只是主要的参考书，教师的授课内容不应仅限于此，而必须具有一定的前瞻性、开放性和实用性，这对于培养学生的创新意识是非常重要的。在教学组织过程中，首先以数控加工工艺方案制订和加工程序编制为基础，然后充分注意到各类不同机床加工程序编制的共性，同时重视各类机床程序编制的不同特点，让学生建立清晰、完整的数控机床程序编制的概念，同时应适当增加工厂实际情况的讲解和最新前沿技术方面的知识普及，为接下来的实践教学和学生就业后即将遇到的实际问题打下坚实的基础，使学生能够更好的适应社会。同时应重视探究性学习，我们将一些工厂中实际生产的零件作为例题向学生进行讲解，并组织和引导学生对该零件进行分析和探讨，形成互动良好的学习氛围，有效提高了教学效果。
2.采用多媒体电化教学。我们采用的《数控加工工艺与编程》课件内容丰富，它可以提供大量的信息，包括文字、图像、动画、影像和声音等，这样可以增加学生直观感受，使学生更容易理解教学内容，同时也为老师节省了大量教学时间，尤其为启发式教学方法创造了有利条件。在教学中把现场实录视频、实物照片等在大屏幕上播放，再辅助以文字说明，使学生很快就能了解零件的实际加工过程，部分的弥补了学生没有实际操作经验的问题。例如在讲解数控铣床的一些代码的差异时，我们常先播放加工视频，引导学生产生疑问，最后再进行详细分析。这样，既吸引了学生的注意力，又能让学生准确地掌握相关知识点，且印象深刻。
四、实训课教学方法建设与实践
1.进行数控仿真模拟与练习。
首先，由于本门课程是学生最初接触的专业基础课程之一，因此他们对数控机床接触甚少，如果直接就让他们上机床操作不一定会产生很好的教学效果，甚至会引发一些安全事故。因此，在亲自动手操作数控机床之前让学生先用仿真软件模拟真实的数控加工过程，一来可以起到进一步加深巩固的效果，二来可以为实际操作机床打下更牢固的基础。比如，在让学生操作FanUC-oim系统的加工中心前，我们会先利用斯沃数控仿真系统调出该系统的加工中心让学生先熟悉控制面板和一些操作按钮，然后再让他们自己编一些简单的程序加工出来，同时还要给他们强调安全注意事项。如果一些同学学习过自动编程，那么也可以利用这样一个虚拟的平成整个操作流程。这样，当他们接触真正的加工中心的时候，稍作讲解便会很快上手，而且做得很好。
2.产学研结合，打破学校围墙、开拓学生眼界。
近年来，我们与东风电机、XXX等著名企业建立了人才联合联系，经常组织学生和老师到企业进行毕业实习、毕业设计和学习培养等实践活动，实现了校、企优势互补、联合指导。学生通过到基地进行实践训练和项目研发，取得了很好的学习效果；通过参观实习企业，感受企业文化，了解企业生产过程，感受制造氛围，解决课堂中存在的实际问题，从而真正提高学生的综合素质；教师到基地学习也提高了综合能力。有时，我们也会有一些厂家提供的生产任务，这个时候我们就会带上学生严格地按照厂家的要求来生产产品，从而使学生第一次真正的参与进企业的生产中，为学生以后走进社会参加工作打下坚实的基础。
五、狠抓点滴小事，提高学生科学素养
1.注重作业训练。
作业是课堂教学的延伸，每一次的作业，是在充分掌握理论知识的基础上对课堂上老师所讲内容的梳理和总结，作业的内容尽量与生产实际相结合，尽可能启发学生创新思维。在解答数控加工工艺与编程作业的过程中，要求学生该简时一定要简，该繁时一定要繁。要写明自己的工艺方案和数控程序，从而养成严谨的学习态度。学生的平时作业一定要干净、整洁，促使学生养成认真细致的作风。虽然这看似小事，但通过这些小事，却可以培养一个人严谨的学习态度和作风以及良好的科学素养，这对学生将来参加工作是十分重要的。
2.实行教考分离。
成绩评定反映了对学生所学知识的认可程度，传统的纯知识记忆考试方式和终结考评形式在一定程度上约束了学生的思维，同时对学生造成了一定的思想压力，甚至会挫伤其积极性。在成绩评定中，加大平时成绩和实验成绩在总评成绩中的比例，其比例至少占总分的30%，由于这一方法促使学生注重平时的学习与积累，使许多学生不再“临阵磨枪”，既减轻了期末考试的压力又使学生更加注重平时的学习效果。
六、结束语
通过本门课程的教学建设和实践，提高了学生的兴趣，充分调动了学生的积极性和主动性，培养了学生获取知识、发现问题、解决问题的能力，使教学质量得到了明显的提高。《数控加工工艺与编程》具有较强的专业性，是数控方向的核心基础课程，因此在专业的教学方法建设上有较大的紧迫性。虽然目前我们在该门课程的教学上积累的一些经验，但在教学内容调整、教学质量保证、学生综合素质培养等方面，我们还将根据自身实际情况和未来行业发展做进一步的探索与实践。
参考文献
数控编程基础知识入门篇4
关键词：精品课程；数控机床与数控编程技术；教学模式
作者简介：刘芬（1981-），女，山东临沂人，山东英才学院机械学院，讲师。（山东济南250104）
中图分类号：G712 文献标识码：a 文章编号：1007-0079（2012）14-0075-02
精品课程是指具有鲜明特色和一流教学水平的优秀示范性课程。精品课程的建设要遵循“以服务为宗旨，以就业为导向”的教育理念，将最新的教学技术、方法与手段引入课程教学，在教学内容、教学模式、教学方法与手段、教材建设、实践教学基地建设以及教师队伍建设等各个方面均能体现现代教育思想的科学性和先进性。
精品课程的建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。通过精品课程的建设，聚集优质的教育资源，提高课程的教学水平，使学生得到最好的教育，充分发挥学生的主观能动性和创新意识，培养学生迅速适应社会经济发展要求的基本素质和职业技能。同时，在专业课程体系建设中起到良好的示范与推动作用。
一、“数控机床与数控编程技术”精品课程建设概述
“数控机床与数控编程技术”是山东英才学院（以下简称“我院”）高职数控技术、机械制造及自动化、机电一体化等专业的一门专业核心课程。课程定位于高等职业教育，是培养学生职业能力和职业素养的关键课程之一。课程内容基于机械制图、机械设计基础、机械制造技术、工程材料与成型技术基础、电工学、液压技术、机械CaD等多门先修课程知识，同时，也为数控机床伺服系统、数控机床故障分析与维修等后续课程打下良好的理论和实践基础，具有较强的实践性和综合性。
随着数控技术在现代制造业中应用的普及，社会对于数控人才需求的数量和质量都在不断地提高，特别是对高素质、高技能型数控技术人才的需求已是迫在眉睫。因此，在课程建设的初期首先确定课程的培养目标，即培养具备良好的职业素质、较强的数控机床操作能力、数控加工工艺分析能力和数控编程能力，能在生产一线从事数控编程、操作、维修、生产组织和管理等方面工作的复合型数控人才。在此基础上，积极开展了“数控机床与数控编程技术”精品课程的建设，着重在教学内容、教学模式、教学方法与手段、教材建设、实践教学基地建设以及教师队伍建设等方面进行了认真地探索与实践，并取得了一定的成果。
二、课程建设的具体内容
1.教学内容
教学内容的选取和整合应从职业岗位能力分析入手，以就业为导向，以能力培养为主线，以“必须、够用”为标准，充分体现职业岗位需求和先进性原则。通过市场调研和企业考察，从数控机床操作实际应用出发，并结合本校的教学现状，对课程的教学内容进行了合理的的设计和调整，如图1所示。
首先，根据数控车、铣、加工中心操作工岗位实际工作任务所需要的知识、能力和素质要求，将课程内容划分为数控车床操作、数控车床程序编制、数控铣床和加工中心操作、数控铣床和加工中心程序编制等教学模块。在此基础上，以“任务驱动、项目导向”的原则组织实施教学，即以工作过程为导向，以企业的典型零件为载体，遵循由浅入深、由易到难、层层深入的原则对每个教学模块进行具体项目的设计，保证每个项目都来源于企业的真实生产过程。如图1所示，在数控车床程序编制模块中包含有外圆柱面零件的编程与加工、外圆锥面、圆弧面及沟槽零件的编程与加工、外螺纹面零件的编程与加工、套类零件的编程与加工、典型回转体零件的加工、非圆曲线零件的加工等六个项目。针对每个项目，首先提出拟实现的目标和具体任务，然后围绕如何顺利地实施该项目展开教学，包括所需理论知识的归纳、讲解和实践技能的示范、指导。最终使学生能够独立、正确地完成该项目，并可以将所学的知识和技能灵活运用于同类型的其他产品的加工。
通过循序渐进的理论学习和实际操作训练，学生不仅能够掌握数控编程的基本知识，而且能够掌握企业典型零件数控编程及加工的方法，并达到高级数控车工、数控铣工或加工中心操作工的要求，为学生毕业后迅速进入工作状态打下良好的基础。
2.教学模式和教学方法
（1）教学模式。本课程的实践性较强，为了将理论知识和数控加工生产实际操作结合起来，提高学生的学习兴趣，保证教学效果，笔者采用理论讲授、仿真模拟和加工实训并行、并重的基于工作过程的教学模式，从而使学生建立起从“抽象的编程加工―半抽象的仿真加工―实际的操作加工”的思维转变。
其中，理论课采用多媒体教学，充分发挥图片、视频的辅助作用，实现课堂教学的多元化；仿真教学利用仿真软件，模拟实际的生产加工过程，强化理论知识，熟悉机床操作，提高实训效率，降低实训危险；实训教学中由指导教师示范操作，边讲边练，通过典型零件的加工，强化所学的理论知识，并针对学生在实训过程中出现的问题，教师面对面引导解决，增强了学生的自信心、解决问题的能力和成就感，激发了学生学习的积极性。
（2）教学方法。在教学活动开展的过程中，重点强调以学生为主体，教师为主导的原则。针对课程中所设计的每个项目，采用了教学过程五步法，具体实施步骤如图2所示。在这其中，根据教学内容的需要，融合了多种形式的教学方法，如任务驱动法、讲授法、现场示范教学法、案例教学法、讨论式教学法、类比法、分组教学、“一帮一”教学等。在提高教学效果的同时，更有利于学生独立思考能力、实际动手能力和团队协作能力的培养。
另外，笔者也不断地充实和完善多媒体课件、电子教案、习题库、实训指导书以及拓展学习资料等教学资源，并建立了精品课程网页，将优质课程资源在校园网上实现共享，使课程的课内学习与课外学习充分整合，学生随时随地都能进行学习和测试，将课堂延伸到学生生活的每个角落，有利于学生自主学习习惯的养成。
3.教材建设
教材的编写是课程建设的重要组成部分，在确定了课程教学内容和教学模式之后，选用或编写合适的教材就成为有效提高教学质量、实现更高层次课程建设目标的重要保障之一。
目前，我国有关数控机床编程与操作方面的统编教材有很多，但其中都或多或少存在一些问题，具体表现在以下两个方面。第一，多数教材都是按照章节顺序编写，没有把编程、工艺和加工操作有机融合，也没有体现企业真实产品的生产过程，从而无法满足项目化教学方法的需求；第二，不同学校对于数控人才培养目标的定位有所不同，具体的教学条件、实训设施也均不相同，教学内容重点的选取也会存在一定的差别。而现有的多数教材都是概括性地讲解数控编程的相关概念和方法，针对性相对较弱。
因此，课程组成员在完成了实训教材《机械工程实训教程》、校本《数控实训指导书》的编写和出版后，又积极开展了《数控机床编程与操作》教材的编写工作。在该教材的编写过程中，重点注意了以下几方面的问题。
（1）教材的内容和形式必须与已经确定的课程教学内容保持一致，即采用基于工作过程的项目教学方式进行编写，每个项目均由学习目标、任务导入、相关知识、项目实施、能力拓展五个部分组成。
（2）综合考虑本地区企业对数控人才的需求状况、学生的知识基础和接受能力、中高级数控机床操作工职业技能鉴定要求以及本校现有的实训设备等各方面因素，按照“理论与实践有效融合”“易学够用”的原则进行编写。
（3）作为高职高专“任务驱动、项目导向”型教材，教材内容应围绕职业活动，突出岗位操作技能，重在培养学生的职业岗位能力。
4.实践教学基地建设
精品课程的建设需要有一流的实践教学基地作为保障。为了实现课程的培养目标，给学生营造一个良好的实训环境，我院投入了大量资金于2007年开始建设数控加工实训基地，经过几年的不断扩建和更新，已建设成为一个具备真实生产环境、能满足教学需要、并兼有生产和职业资格技能鉴定功能的先进的实践教学基地。目前，该基地已拥有数控加工中心、数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控电火花等主要教学设备，并配置了FanUC、广州数控等多种数控系统。同时，还建设了多个数控加工仿真实验室和CaD/Cam实验室，每个实验室内均配置60台电脑，并安装了autoCaD、UG、CaXa、上海宇龙数控仿真系统等多种专业软件。
另外，为了充分利用企业资源，实现优势互补，学院积极开发了一些设备先进、管理先进、技术先进、环境良好的企业作为校外实习、实训基地，并签订了长期、稳定的校企合作协议，如皇明太阳能集团、青岛海信集团等。这些实习、实训基地可以充分满足我院学生的专业认知参观、顶岗实习以及毕业就业等需求。
5.教师队伍建设
拥有一支优秀的教师队伍，才能将课程建设的成果的真正地应用到实际教学，充分提高课程的竞争力。为此我院开展了多项措施来加强教师队伍，特别是“双师型”教师队伍的建设。
（1）充分发挥老教师的“传、帮、带”作用，通过开展公开课、示范课以及课程教学研讨会等活动，交流教学方法和教学经验，提高青年教师的讲课水平。
（2）从企业聘请具有丰富实践经验的专业人才到学校担任兼职教师或校外实习指导教师，并建立科学的评价机制和聘用制度。
（3）鼓励和支持青年教师通过继续攻读更高学历、外派到其他学校进行交流学习或参与各种校内外的师资培训班等形式来优化自己的知识结构，提高自身素质。
（4）利用假期，有计划地安排教师到企业进行锻炼，积累实践经验，提高职业技能和基于工作过程的教学能力。或者组织教师技能培训班，提高教师的实践动手能力，并鼓励教师通过本专业的职业资格鉴定，获取相应的证书。
（5）鼓励青年教师积极参与教材的编写、论文的撰写以及教研、科研项目的研究，进一步提高自身学术水平和教研、科研能力。
目前，“数控机床与数控编程技术”课程的主讲教师均达到研究生以上学历，并具备了“双师素质”，全程参与了该课程的理论、仿真和实训的教学工作，具有丰富的教学和实践经验。同时，还参与并完成了多项校级教改项目的研究和多个实验实训室的建设。实训指导教师也均具备中级以上专业技术职务。通过建设，已逐步形成了一支以专业教师为主，专兼结合的高水平的“双师型”教师队伍，以满足课程建设的需要。
三、结语
“数控机床与数控编程技术”精品课程的建设，使得该课程的软、硬件教学条件都有了较大的改善。经过了几个学期的教学实践，取得了良好的教学效果，学生的专业能力和职业素养也得到了一定的提高。同时，作为我校数控技术专业的一门专业核心课程，该课程的探索和研究也带动了专业内其他课程的改革和建设工作，在我院数控技术专业课程体系整体建设中起到了一定的示范和推动作用。
参考文献：
[1]顾京.数控编程课程建设的研究与实践[J].中国职业技术教育,
2005,(25).
[2]屠春娟.《数控机床与编程》精品课程建设的探索与研究[J].中国新技术新产品,2008,(18).
数控编程基础知识入门篇5
关键词：数控编程与操作；课程建设
中图分类号：G71文献标识码：a文章编号：1003-2851（2011）05-0107-02
长江工程职业技术学院的《数控编程与操作》课程作为机械工程系机电一体化技术专业精品课程建设。该门课程建设质量的好坏，一方面体现其教学效果，另一方面也会对本系其它课程建设起到带头示范作用。
国家出台《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》文件指出：精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材和一流教学管理的特点的示范性课程。因此精品课程的建设应该从这“5个一流”来努力。在此，结合本系的实际情况对《数控编程与操作》精品课程建设作相关内容的探讨。
一、课程定位
《数控编程与操作》是作为机电一体化技术专业的专业核心课程来建设的。在学生学习了机械制图、机械设计基础、工程材料及热加工工艺、金属工艺学等基本理论知识的基础上，要求学生会合理制定数控加工工艺文件；掌握手工编程的基本步骤和方法并能对一般复杂的零件进行数控程序的编制；能熟练使用数控机床对零件进行加工操作。掌握自动编程的基础知识，能利用编程软件对复杂零件进行程序的编制。同时，通过参加数控技能鉴定考试，学生可以取得数控车工、数控铣工职业资格证书。
随着现代社会装备制造业的发展，数控技术被运用到生产、制造各个领域当中。而数控机床的编程与操作技术是数控技术直接在生产中的应用与体现。高职高专教育是以培养学生职业能力为目标，以就业为导向的教育。针对我系机电一体化数控方向的学生而言，很大一部分学生毕业后将从事机床的操作、编程或与之相关的工作。而培养学生的编程与操作能力主要是通过本门课程教学完成的。因此，数控编程与操作课程的学习对培养学生职业能力起到举足轻重的地位。
二、课程的设置
通过对人才市场的调研以及机电行业职业岗位的分析，我们确立了本课程所主要面向的职业岗位：数控车工和数控铣工。根据高职教育的特点并结合这两个岗位工作要求，我们归纳确定出典型工作任务，形成若干工作项目，同时引入职业技能鉴定的标准。整个课程设置以职业能力培养为重点，与行业企业合作进行基于典型工作过程的课程开发与设计，充分体现职业性、实践性和开放性的要求。归纳起来即以下边的流程展开课程的设置。
图1：课程内容设置流程图
在课程内容设置过程中，我们确定了本课程的教学目标，包括能力目标：①能够合理制定数控加工工艺方案的能力；②能够合理确定走刀路线并进行编程中数学处理与计算，选择数控加工刀具的能力；③具有数控加工程序的编制及调试、数控机床参数设置及操作的能力；④能够运用自动编程软件绘制图形并生成数控代码的能力；知识目标：①掌握机械加工工艺基础知识；②掌握数控机床的基本原理和结构；③掌握数控机床的编程和基本操作；④掌握mastercam自动编程软件的使用和操作；素质目标：①具有一定的自学能力和创新意识，能运用所学知识分析解决实际问题；②具有良好的职业素养和吃苦耐劳及团结协作的精神。
三、教学内容
本课程主要根据数控机床操作岗位和数控编程岗位的职业工作过程和职业能力要求，以及相关国家职业技能鉴定标准，来确定课程培养的技能点、知识点和职业素质能力要点。根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取教学内容，并为学生可持续发展奠定良好的基础。
结合专业现有条件，对本专业原有的《数控车铣编程与操作》、《数控加工工艺学》、《mastercam应用》三门课程进行充分整合，形成目前的《数控编程与操作》，本课程划分为五大项目，每个项目中设置若干典型工作任务，分别为，
项目一：数控仿真软件操作，其典型工作任务有：①华中世纪星/FanUC0i数控系统机床面板的操作；②华中世纪星/FanUC0i数控系统车床的对刀操作及自动加工；③华中世纪星/FanUC0i数控系统铣床及加工中心的对刀操作及自动加工；
项目二：数控车床编程及操作，典型工作任务有：①外圆柱、外圆锥面的加工；②螺纹与槽的加工；③台阶轴的加工；④轴套的加工；⑤手柄的加工；⑥典型轴套类综合件的加工；⑦复杂综合类零件的加工；
项目三：数控铣床编程及操作，典型工作任务有：①加工平面；②加工外圆弧面零件；③加工矩形槽；④加工配合件；⑤加工孔类零件；⑥典型铣削类综合零件的加工；
项目四：数控加工中心编程及操作，典型工作任务有：典型加工中心零件的加工；
项目五：自动编程技术，典型工作任务有：①mastercam基础知识；②常见零件图形的二维建模；③典型零件的三维实体建模；④自动编程基础；⑤典型零件的二维铣削加工编程；⑥典型零件三维铣削加工编程；
将5个项目分别作为5种学习的领域，以项目为载体，以任务驱动教学。其中项目里每个典型工作任务作为一种平常的相关技能的训练，每个任务以2～4课时组织教学为好。项目由简单到复杂，内容由浅入深，任务由单一到综合，技能训练循序渐进，这样安排既符合人认知的规律也符合职业教育特点。整个教学内容的实施按以下流程进行。
图2：任务实施流程图
四、教学方法与手段
（一）教学方法
（1）案例分析法
案例分析法是指把实际工作中出现的问题作为案例，交给学生研究分析，培养学生的分析能力、判断能力、解决问题及执行业务能力的教学方法。由于我们教学内容体系已经形成了若干典型任务，而每个任务来自于生产中典型的工作案例。我们的教学打破了常规灌输式学知识的方式，而是以一种解决生产实际问题来学习的方式教学。这样既可增强学生学习的积极性，又可实现学生的学习与生产实际零距离对接，达到学生一毕业就能上岗的要求。
（2）仿真教学法
在传统的数控教学中，主要依靠一黑板、一粉笔、一张嘴来完成，老师讲授相关知识，更多只能停留在纸上谈兵。尤其是讲授机床操作问题时，仅仅依靠语言来表达，很难让学生理解。我们引入上海宇龙数控仿真软件，它可以在计算机上对机床相关操作作三维仿真模拟，教师在课堂上就可以进行零件编程、加工以及操作方面的模拟演示。这种教学方式改变以往单调枯燥的教学模式，大大提高课堂学习的气氛以及增强学生对知识的理解。学生通过数控仿真操作练习，可以实现在进行真实机床操作前就掌握相关的基本操作技能和方法。这对教学而言，无疑是起到事半功倍的效果。
（3）实操演示法
本课程是一门实践性很强的课程，除了在计算机上进行仿真操作外，我们应该加强学生在真实环境下的学习训练，尤其在讲解一些比较复杂的典型的案例时，我们通过教师在实训车间真实机床上的操作演示，通过学生在机床上实际操作技能训练，使学生对零件的编程、装夹、加工等过程有一个更加直观、深刻的体验，达到提高职业能力的目的。
（4）工厂参观法
在整个教学过程中，我们可以利用周边资源，抽一到两次机会带领学生到一些大型机加工企业去学习与参观，这样一方面可以使学生零距离接触现代企业文化、理念、工作氛围；另一方面可以学习了解到最新的技术与信息。对学生而言，无疑可以增加其眼界，同时对我们的教学也会起到潜移默化的提高与升华作用。
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（5）技能竞赛法
我系自2005年成立以来，就一直很重视学生各种技能竞赛活动的开展。目前，机电一体化技术专业学生主要参加湖北省“华中数控杯”数控技能大赛。在学校，也可推广这种模式，让更多的学生参与校一级的竞赛。通过竞赛，激发学生学习数控编程热情，达到掌握机床操作与编程的目的，同时也可提高学生自我学习、自我探索以及职业综合能力。可以说，这种教学方式是对课堂教学的一个很好补充。
（二）教学手段
本课程在教学过程中，充分运用现代化信息技术，使得教学手段丰富多彩，优化了教学过程，大大提高了教学质量和效率。主要表现在以下几个方面：
（1）运用虚拟现实技术。例如，上面提到的上海宇龙数控仿真软件，就是一种基于计算机为平台的模拟数控机床操作的软件。在软件上我们就可以实现零件的编程与加工操作过程全真模拟。通过软件模拟操作训练，既提高学生的学习兴趣，增强了学生动手能力，同时大大节约了学校资源和成本。一台数控机床，动辄上十万，而一套60个点（能满足60名学生同时练习）的数控仿真软件，花费才相当2台数控铣床价格。在学校现有条件下，很难做到人手一台真实机床进行实操练习，而虚拟现实技术就很好解决了这个问题。
（2）利用多媒体技术。利用多媒体教学具有种种优势，我们在课堂上可以通过各种图片，现场加工的录像视频，精美的课件等途径全方位、立体化向学生传授数控编程与操作知识。比起单一靠粉笔教学而言，这样的手段更能引起学生的兴趣，提高听课的积极性。同时教学内容更易让学生理解、吸收和掌握。
（3）充分利用网络进行教学。我们在学校网站基础上创建一个“数控编程与加工”课程的学习专栏，将教学中的一些精彩动画、课件和视频放在上面，供学生课余学习。同时提供相对应的试题库供学生练习。此外，我们对相关内容进行拓展，将一些开拓视野的资源和信息提供在网站上。授课教师也可通过网络对学生进行答疑辅导，这样可以进一步增强师生间交流的机会。
（4）通过职业资格考证强化学习意识。学生学习完课程之后，除了参加学校组织的期末考试外，鼓励其参加数控车工、铣工及加工中心的技能鉴定考试。通过技能鉴定考试，一方面可以检验出其学习效果，增强学生平日学习的目的和紧迫感；同时通过考试，学生可以取得数控从业资格证书，增加其就业的筹码，这也体现高职教育的理念和特色。
五、结束语
课程的建设是一个系统工程，同时也是一个长期的过程，需要全体教师的共同努力来完成。在本系《数控编程与操作》精品课程建设当中，我有幸成为其中的一员。在本文的撰写中，借鉴了同行和各兄弟院校关于精品课程建设的一些成果和经验，在此表示衷心的感谢。需要指出的是，精品课程建设除了课程设置、教学内容和教学方法与手段等方面的内容外，还有师资队伍、实践实训、教学效果和特色等方方面面的建设内容。只有将每一项内容做好做强才能建设出高质量的课程来。
参考文献
[1]王海春.精品课程的探索与实践[J].成都航空职业技术学院学报，2008（1）.
数控编程基础知识入门篇6
【关键词】教学改革;课程建设;计算机控制技术;专业特色
【中图分类号】G420【文献标识码】B【论文编号】1009―8097(2009)08―0117―03
引言
计算机控制系统是以计算机为工具实现的控制系统,培养控制系统的系统观念是课程的核心,但是实现方法不同于连续时间控制系统。因此,这门课程仍应以离散控制理论为线索,以离散控制理论如何采用软、硬件实现为主要内容,与连续控制系统对比的方式进行教学,以认清因手段不同而产生的系统实现方式的变化以及由此而产生的其它一系列问题,如采样周期、振铃现象等。有的教师在讲授这门课程时,主要是在微机原理及应用课程的基础上增加一些通道和微机系统设计及其工业控制方面的应用,侧重点在微机系统设计。而对离散控制理论则只讲述一些基本定理和piD等较为直观的基本算法,对这些算法的导出不做系统介绍。对于微机与控制的结合,除了讲述采样程序外,重点介绍常用数据处理程序,而对数据处理的依据以及人对信号的影响则不涉及。从教学目的看,客观上这种方式直接向学生传授了许多具体问题的实际处理方法,使学生在毕业设计及毕业后的工作中能很快进入角色。但这种方式也有很明显的弊病,对很多问题及方法,学生知其然不知其所以然,基本理论的欠缺使学生在进一步的学习和提高中显现出先天不足,底子虚,后劲不大。学生难以理解控制理论与计算机的结合点,掌握不住这门课程的精髓,只当作《微机原理》的应用篇去学习。
一课程教学改革的设计思路
《计算机控制技术》有其自身的理论基础和实践技巧。数字控制器设计是计算机测控的核心,软硬件技术是计算机控制技术手段,现场总路线是其连接扩展的方式。数字控制器的核心是数字信号分析与处理,基础是拉氏变换和Z变换,主要内容是数字piD、数字滤波、最少拍无差系统、Simth算法和达林算法等,扩展后可涉及模糊控制、神经网络等内容。这部分内容理论性较强,在实践应用中需要matlab作为辅助设计手段,在教学中也需要用matlab仿真检验数字控制器的效果。因此如果能在课前开设matlab课程,本课程中辅助加入一些matlab辅助控制器设计内容,能有效提高本课程学习的效率。而aD和Da原理及芯片的使用,开关量的输入与输出,显示器、键盘与电机的接口等内容则面向实践,分成软件编程和硬件接口两个方面,软件编程通常用汇编或者C语言,硬件接口与数字电路和接口技术相关,强调动手操作。现场总线则偏重于应用。因此,这门课程的内容看似芜杂,其实自成体系,教学内容丰富而且弹性极大。电类专业开设的这门课程以微型计算机(单片机等)系统为主线,以微机应用于控制系统的方法及软、硬件实现为形式,了解与掌握应用为其主要目的;而计算机应用专业开设这门课程,其主体应为计算机实现控制的原理与方法、用于控制系统的高可靠性计算机的硬件及接口设计、实时操作系统软件的特点与编制原则,并以适量课时用于应用与实例介绍。机械自动化专业的本门课程教学,应根据教学目的而采用合适的教材,针对两个系统进行教学,开设以“系统”为特征的综合实验。
如果课程以数字控制理论为主体,在理论的应用中介绍微机控制方式及其具体实现,涉及到微机的内容重点介绍在微机原理及应用等课程中所未讲授的,形式上则以应用控制系统出现。这种方式为学生打下了较坚实的理论基础,特别是应用日益广泛的离散控制理论的基础,但对于应用类专业学生,同时也表现出它的一些缺陷。最为明显的是由于减少了微机方面的比重而使学生在具体应用中很难适应,特别在系统设计时更是如此。这种情况在毕业设计过程中就可以表现出来。授课内容侧重离散控制理论,学生在面对实际问题时,如果没有良好的微机原理基础就很难掌握系统的设计与应用。
二具体的教学改革内容
1有机自专业特色的控制类课程教学体系
《计算机控制技术》课程从应用角度出发,密切结合工业自动化实践,是机械工程及自动化专业的主干课程之一,以在《自动控制原理》课程中没涉及到的、计算机相关的控制技术为主要内容。它的主要任务是通过各个教学环节运用各种教学手段和方法,使学生掌握数字控制器的基础知识、基本应用技术;掌握计算机控制系统的硬件、软件的选择、组织、配置和设计;了解现场总线技术的基本概念,掌握一至二种典型应用系统;贯彻理论联系实际的原则,把硬件和软件结合、控制原理和典型应用结合,以利学生掌握计算机控制原理和应用技术的完整知识。
提高《计算机控制技术》的教学效果,要求学生熟练掌握的专业知识较多,包括《电工电子学》、《控制理论》、《网络技术》、《单片机原理》等专业课程。所以《计算机控制技术》课程的开课时间应晚于上述课程。这样,《计算机控制技术》理论讲解的重点可放在控制系统的离散化理论、控制系统总体的工业控制系统原理和设计上,大大减少理论讲授所需的时间。而《pLC技术》、《电机与拖动》和《传感器技术》等课程可以同时开设,也可以在之前或者之后都没有太大的关系。
《计算机控制技术》以经典控制理论和现代控制理论为基础,总线式工业控制机为控制工具,微机硬件技术和软件技术为手段,系统的工程实现为目的,从而做到理论、技术与实际应用相结合,理论与实践并重,综合性较强,应该后续开设《计算机控制技术》课程设计,综合应用所学知识,巩固教学效果[1]。
2有机自专业特色的课程内容设定
与内容丰富、综合性强、对学生要求较高相反,课时逐年减少。对于机械电子专业,笔者拟定的教学内容时只能把大量的外延扩展内容放在课外,课内教学内容浓缩,大致如下:
(1)输入/输出通道接口技术(8学时)
本门课程之前,开设了《电工电子学》和《单片机原理》,讲授最基本的数字电路和单片机软硬知识,但没有接触过由器件搭配接口及用程序控制生产,开始时学生都有些不适应。这部分内容讲解如何使用器件实现某个功能,以典型常用的硬件,如aDC0809、键盘、触摸屏、DaC0832、LeD、开关量输入输出接口等作为例子介绍工作原理、使用方法和技术细节问题。有了这种训练以后,学生以后可以通过查阅用户手册的方法在较短时间内熟悉其它硬件的使用。
(2)顺序控制与数字程序控制(5学时)
顺序控制在《pLC技术》中有详细的讲解,在此部分侧重于综合介绍顺序控制的特点、种类、思路和应用场合。数字程序控制是数控技术的基础,学生在以前的学习或者生活中对数控机床接触得很多,这部分的内容容易引发学生的学习兴趣,并且会自觉地把理论和实际联系起来。
(3)数字控制器的设计(16学时)
这部分在讲授在数字信号采样和处理的基础知识后,主要学习实际生产过程中广泛应用的控制算法,如数字piD算法、最少拍控制算法等。对于理论性较强,而实际生产过程中使用较少的算法,如Dahlin算法、Smith预估控制等,则只做简单介绍,使学生对其有一个初步的认识即可。
(4)先进控制技术(8学时)
对于近年应用于实际生产过程的智能控制算法如模糊控制、现场总路线等内容,作为次重点讲授,以提升学生对新技术的兴趣,引导其入门。
(5)计算机控制系统的设计(7学时)
抗干扰是生产现场必须要注意的一个重要事项,是本课程实用性的一个体现。本章重点有二个,一是抗干扰技术,二是如何从设计要求搭建系统满足生产需要,包括器件选型、控制器设计、接口制作和程序设计。抗干扰技术包括光电隔离、滤波、屏蔽、接地、软件陷阱、看门狗等方面,是其它课程教学中没有涉及到的,或者没有系统讲解的内容。
3关于辅助控制系统设计工具matLaB的教学安排
在工程实际中,控制系统的结构往往很复杂,如果不借助专用的系统建模软件,则很难准确地把一个控制系统的复杂模型输入计算机,对其进行进一步的分析与仿真。与计算机辅助机械设计的CaD软件已经是机械工程师不可缺少的基本技能一样,辅助设计和仿真的手段已成为系统分析、研究、设计及人员训练的不可缺少的重要手段。借助于控制方面广泛应用的matLaB系统和系统仿真技术,结合《计算机控制技术》课程的教学环境、要求以及工程实际,开设《matLaB辅助设计和仿真》课程。该课程可使学生根据系统的工艺和控制要求设计数字控制器、选择控制参数以及编制控制软件,并在计算机模拟实验系统上进行实验,观察控制效果,提高课程的教学质量,增强学生解决实际工程问题能力。对于目前环节性实验过重、系统性实验没条件开展的情况,系统仿真是一个有效的教学方式,也能节省大量实验设备的投资。
但是如果把matLaB放入《计算机控制技术》课程内的话,在目前教学内容已经十分丰富、课时量逐步减少的情况下比较困难。如果把matLaB的内容单独开设为选修课程,与《计算机控制技术》同学期进行,也可以取得较好的效果。
4结合专业方向的扩展课堂教学
在教学改革中,结合机自类专业人才培养目标,面向科学技术前沿、面向未来,将教学内容分重点、次重点、理解、了解、延伸扩展、实践动手等层次,把基础的、必须的内容放在课堂内,将延伸扩展的教学内容、实践动手的指导手册放在课外。延伸扩展的教学内容包括相关的最新科学技术,如LCD、触摸屏神经网络、人工智能等。将汇编程序设计、matLaB辅助数字系统分析和设计等一部分设计成课件,放在实践动手部分;一部分作为扩展材料供学生课外阅读。编写《计算机控制技术》实验台的实验指导书和实验报告书。编写课外实践动手指导手册,内容分成电路设计制作、器件识别使用、程序编写调试三个部分。将理论部分、器件部分和实践部分合理搭配,将理论部分的掌握内容、了解内容、扩展阅读内容合理分布,选择较新、常用、有代表性的器件进行介绍,淘汰市场上已经很少出现的器件的说明,将配套的实践指导内容适当地分配在教案、课件、实验指导书和课外实践动手指导手册上,给学生以更宽松的环境、更大的自由柔性空间,既让学生有主次地掌握课程内容,又给学生的自由发展作了一定指导。
5注重实践的教学改革
《计算机控制技术》是门实践性很强的课程,完成课程后学生应当具有系统性的综合实践能力。本课程无论是理论部分还是实践部分,都不应仅作为纯理论知识来讲授,而应强调应用为目的,应该注意与生产生活实际相结合,与学生已接触到的一些设备或者现象为案例。例如,结合数控机床的计算机控制系统分析与设计的实例,对于前向通道,可以完成传感与检测、滤波与放大、模数转换以及开关量输入等内容教学;对于后向通道,结合模拟量与数字量的输出、隔离与驱动,可以使学生学习到从简单的开关量控制(如阀组、接触器等)到复杂的模拟控制(如速度、位置与伺服系统等);而通过对整个系统的分析与设计,可以使学生学习到传递函数离散化、控制算法设计、计算机硬件与软件的实现等内容[2]。此外,如工业机器人、物料传输系统、汽车的各种微机控制系统等都是本门课程的实例典范。这样不但让学生对某一方面有比较深入的理解,还体现了课程间的连贯性。
在其它工科院校以及本校以前的教学中,《计算机控制技术》课程一般采用课堂教学和实验这两种传统方式进行教学,课堂教学传授基础知识,实验帮助学生认知、有助于理解和提高应用能力。实验课一般一次课两个课时,一次课检验和掌握一到二个主要知识点,偏向于环节性、检验性的简单内容,对于锻炼创新意识,提高工程实践能力,掌握创新设计方法,是不够的。尤其针对于《计算机控制技术》这种以搭建系统为目的的课程,设计、制作一个案例不可能在二至四个课时内完成,实验课难以达到目标。如果能给学生提供第二课堂,开展课外设计制作活动,引导学生申报学生课题,积极参与教师的科研课题,鼓励学生动手制作实物,对工厂企业、展览会或者日常生活的机电设备进行调研、原理动作分析和仿制,开展科技小发明活动,则能充分发挥学生的创造性,提高学生的综合素质。改革学习效果评价手段也要相应地变化。允许学生用自制实物、调研报告、设计制作报告,甚至创意作为课程学习效果的评价手段。这样可以突破以往的封闭式教学方法,使机自类专业的学生自己动手掌握相关的机电一体化知识,经历从机电一体化系统装置的设计到制作,完成整个过程,培养了创新能力、想象力和科学技能[3][4]。
数控编程基础知识入门篇7
【关键词】pLC技术pLC软件试验台任务驱动
【中图分类号】G71【文献标识码】a【文章编号】2095-3089（2013）06-0229-02
可编程序控制器（pLC）原理及应用是自动化专业的一门实践性较强的专业课。pLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置，是现代工业自动化的四大支柱之首。本课程的目的是使学生掌握三菱pLC仿真软件及其编程技术，通过相应的实训项目操作，能够熟练地进行系统配置、程序输入、显示、修改、测试、故障诊断和系统调试。课程对学生的专业理论知识的提高和实操能力的培养起着举足轻重的作用。以下将结合任务驱动教学的特点及其方法，分析pLC课程教学[1]。
1.三菱pLC的编程软件――GXDeveloper
GXDeveloper是三菱pLC的编程软件。适用于Q、QnU、QS、Qna、anS、ana、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、St及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写pLC程序功能。由于运用了梯形图逻辑测试功能，使得该软件具有丰富的调试功能，能够更加简单的进行调试作业。因此，在对pLC外部接线熟悉的情况下，只是进行程序的编辑与调试，为了节省时间，提高学习效率，没有必要再和可编程控制器连接，三菱pLC的编程软件使同学们学习pLC更加便捷、快速。
利用三菱pLC仿真软件学习，需注意两点：1）仿真不能代替实际调试。虽然仿真软件能够模仿大多数指令的工作结果，但受软件的局限，有的指令不能完全模仿。而且，仿真结果会受到软件版本的影响；比如较早的版本，可能对有的指令就不能取得与pLC一致的结果。还有扫描周期的影响，比如GX仿真软件的扫描周期就固定为100ms，这样对于100ms以下的时钟计数，当pLC的扫描周期远小于100ms时，仿真结果就可能会与pLC的实际运行结果不一致。2）仿真软件仅是学习的辅助手段。用仿真软件学习，终究有纸上谈兵的感觉。所以，有机会应当用实际的pLC学习，或编写实际的应用程序，这样才能形成良好的思考习惯，做好实际应用。因为现场的情况，与试验的环境有区别，甚至有很大的区别。所以前面提到，仿真的“使用效果与实际工作经验很有关系”。学习、试验或工作中，通过两者的比对，总结出软件仿真与pLC现场运行的异同，积累经验，则能够更好地使用仿真功能，减少现场调试时间[2]。
2.例说项目引领、任务驱动教学过程
一般说，任务驱动教学的实施过程可以分四个过程或阶段，它们是：任务提出、任务分析、完成任务（任务设计与制作）和交流、评价与总结[3]。由于任务的大小与复杂程度有很大差异，有的任务可以在一次课完成，有的需要一个阶段才能完成，每次课只能完成其中部分子任务，因此，在设定任务时，尽量做到一次课（可以是几节）完成一个任务。下面以《pLC技术及应用》教学过程中的项目二为例，详细说明基于pLC编程软件和试验台的教学过程的实施。
通过以上教学过程可以看出：将LD、LDi、oUt等基本指令的学习融合到三个任务中去。任务一为常用电路――起保停电路的编程，教师分析控制要求，分配i/o，画出pLC外部接线图，编制pLC程序，利用三菱pLC的编程软件编辑、调试和修改，然后根据外部接线图把按钮板和pLC输入端连接，把输出端接到继电器模块，再接到步进电机上，通过通信电缆把pLC程序从计算机传输到pLC，然后运行pLC，按外部按钮观察电机点动和连续运行的区别。从实际按钮调试来体会编程软件和实际操作的异同，总结积累经验。任务二和任务三由学生分组讨论完成，从而实现本次教学的能力目标：1）能够利用所学的基本指令编程实现简单的pLC控制；2）熟练使用手持编程器和编程软件进行程序的输入；3）能够识别pLC的外部结构；4）能够根据接线图进行pLC外部连线；知识目标：1）熟悉梯形图的特点和设计规则；2）掌握LD、LDi、oUt、anD、ani、oR、oRi、Set、RSt指令；3）掌握编程元件输入继电器（X）、输出继电器（Y）；素质目标：1）培养学生分析问题和解决问题及工程实践能力；2）培养学生基础编程和调试能力；3）培养学生知识创新和技术创新能力。
3.pLC软件与试验台在任务引领教学中的运用
《pLC技术及应用》这门课的基本指令和功能指令很多，如何有效的学习和掌握这些指令的用法，达到会用指令设计简单的pLC程序显得尤为重要。下面以电机循环计数正反转控制这个任务为例，来说明pLC软件与试验台的应用。
3.1提出任务
设计一个用pLC的基本逻辑指令来控制电动机循环正反转的控制系统，其控制要求如下：按下起动按钮SB1，电动机正转3S，停2S，反转3S，停2S，如此循环5个周期，然后自动停止；运行中，可按停止按钮SB2停止，热继电器FR动作也应停止。
3.2分析任务
3.2.1知识链接
本次任务涉及的相关知识有：定时器（t），计数器（C），延时电路与计数电路。
图1得电延时合电路
图2计数器（C）电路
通过图1的得电延时电路和图2的计数器（C）电路来说明用法，用仿真软件中强制接通输入继电器的功能，很直观的看到定时器必须计时达到设定值，计时器（t）的常开触点才会闭合；强制接通计数器前面的输入继电器，然后再强制关，再强制开，反复开关，即可看到计数器（C）当前值在不停的计数，达到设定值，计数器触点就动作。通过仿真软件，同学们既可以加深对定时器（t），计数器（C）两个元件用法的理解，又温习了延时电路和计数电路，可谓事半功倍。
3.2.2任务实施――i/o分配
分析上述控制要求可确定pLC需要3个输入点，2个输出点。
3.2.3任务实施――硬件接线
图3pLC外部接线图
3.2.4任务实施――梯形图设计
编程软件编辑调试后，再根据外部接线图连接试验台pLC的外部连线并调试程序。
4.结论
教师示范一个任务的分析、pLC程序编制与调试，同学独立完成几个难度类似的任务，通过具体任务，在pLC软件在线调试中学习基本指令、功能指令的用法，再利用这些指令在软件中编制pLC程序，完成程序的模拟运行调试后，再下载到试验台pLC中进行外部连线进行驱动实际负载的调试，每个任务都如此进行，这样，学生不仅熟练掌握了编程软件，而且能熟练运用真实的pLC控制被控负载；当学生熟练pLC的外部接线并且弄清楚模拟软件和真实pLC的区别之后，若只是验证程序是否能够实现控制要求，就不必每次都进行真实pLC的外部连线，这样不仅可以提高学习pLC的效率和热情，也降低了实验室的成本。
参考文献：
[1]陈苏波等编著.三菱pLC快速入门与实例提高[m].人民邮电出版社，2008.8：98.
数控编程基础知识入门篇8
关键词：独立学院；可编程控制器；教学改革
作者简介：张晓丹（1984-），女，河南南阳人，华中科技大学文华学院信息学部副系主任，讲师；叶念渝（1946-），女，湖北武汉人，华中科技大学文华学院信息学部系主任，教授。（湖北武汉430074）
基金项目：本文系华中科技大学文华学院教改基金项目（项目编号：2011XXYZ01）、华中科技大学文华学院教改基金项目（项目编号：2011XXJY04）的研究成果。
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1007-0079（2014）06-0118-02
独立学院是指由普通本科高校和社会力量按民办的机制和模式，利用国家非财政性经费举办的二级学院，其办学目标是培养高级应用型人才。这个目标定位与传统意义上的学术型人才、工程型人才、技术型人才和技能型人才四种人才的分类是有所区别的，它凸显了独立学院区别于一本和二本学校的特殊性，同时比“高等职业教育”具有更高的起点。[1]可编程控制器是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当代工业自动化的三大支柱之一。“可编程控制器”课程作为自动化专业的核心课程，具有知识覆盖面广、更新发展速度快、理论与实践并重、与生产实际和工业应用紧密结合等特点，是独立学院培养高素质应用型人才的重点课程之一。
独立学院“可编程控制器”课程的建设应该在掌握基本理论、知识和方法的基础上，以培养学生适应岗位需要的综合素质和实践能力为本位。目前，关于该课程改革的研究主要关注于教学和考试侧重理论学习，实验环节薄弱等方面。[2-6]特别地，宋国庆等人依循CDio理念对该课程进行改革。[7]原霞等人提出强化课堂实验、大型实验周和课程设计等实验环节，改进教学方法。[8]赵亚琴等人提出采用工程化教学手段，以加强实践教学。[9]然而，上述研究大多关注于“可编程控制器”课程本身，提出的思路和方法适用于科研院校或高职高专院校，并未直接针对独立院校。从学校特点、目标定位和办学方针的角度看，独立学院和其他类型院校的主要存在两方面的不同：第一，独立学院深受母体学校教学方式的辐射和影响；第二，独立学院往往立足于地方和区域，更注重结合和发挥地方和区域的优势。因此，如何立足独立学院的特点，改革“可编程控制器”课程，调动学生学习积极性，培养学生的实践能力，为地方和区域的社会和经济发展输送人才是值得进一步探讨的课题。
一、课程教学改革的现状及问题
目前，大多数独立院校在自动化专业均开设这一课程，并高度重视其在“软”、“硬”两方面的基础建设。“软”的方面，不仅将可编程控制器作为一门主干专业课程，而且根据市面上教材组织教师自主编写适合区域性就业背景的教程讲义。“硬”的方面，大多成立了专门的可编程控制器实验室，并购买相应的硬件设备，为培养学生的实际动手能力提供实验环境和平台。[10]“软”、“硬”两方面基础建设的总体目的是使学生通过理论学习和实际操作训练，熟练掌握可编程控制器的基本知识和技能，并且具有一定的应用设计能力。然而，经过近几年的实施发现实际的教学效果不甚理想，究其原因是忽视了起桥梁作用的课程建设未能及时跟上，导致上述两方面在教学过程中存在一定程度的脱节。具体存在以下问题：
1.枯燥的教学内容
可编程控制器是一门理论性很强的课程，其理论教学内容包含大量的概念、原理、指令和实际应用方法。独立学院作为我国高等教育大众化进程中出现的新生事物，大多创办不久，深受母体学校教学方式的辐射和影响。很多独立学院的母体学校为“985”或“211”等研究型院校，由于人才培养的目标不同，其教学内容更注重于理论知识的广度和深度，对于理论基础相对薄弱的独立院校学生，如果无法展示指令输出效果而直接死记硬背，那么将直接打击其学习的积极性。
2.僵化的教学方式
可编程控制器的教学目的不仅仅是让学生掌握基本的概念和原理，更重要的是培养学生解决实际应用问题的能力。所谓“条条大路通罗马”，实际应用问题的求解方式是多种多样的，不存在唯一的标准答案，因此需要学生充分发挥想象力和创造力。传统的教学模式通常都是以教师为中心，一般采用“教师讲，学生听”的“注入式”课堂组织方式，对可编程控制器的概念、原理和案例实现进行讲解，学生主要依赖老师的讲解，没有充分发挥个人的主观能动性。
3.薄弱的实践环节
可编程控制器是一门实践性很强的课程，需要培养学生应对实际工程项目的能力和素质。目前，大多数“可编程控制器”的实践教学仍停留在对课堂讲授内容的验证和巩固阶段，往往是学生在实验室完成基础实验即可，缺乏实际的大型综合型的项目历练，不利于培养学生的团队合作素质。此外，设置的实验案例没有结合地方和区域的发展情况，无法直接和社会岗位需求接轨，不利于为地方和区域的企业直接输送人才。
综上所述，如何根据独立学院自身特点和发展情况，充分发挥地方和区域的优势，改革课程教学，桥接和利用“软”、“硬”两方面基础建设的资源，加强学生的动手和实践能力，培养与社会需要接轨的应用型人才，为地方和区域的社会和经济发展服务，值得深入研究和探索。
二、课程教学改革的具体实施方法
可编程控制器课程教学改革的目标是着重改善以上三个方面，使学生在学好基本理论的基础上，结合生产实际设备情况，牢固掌握pLC控制的基本环节，掌握常用可编程控制器的基本结构、基本指令、高级指令以及在各种条件下实际应用方法，掌握可编程控制器工作原理、使用、编程和安装，同时也培养学生面对生产实际中工程项目的实践能力和综合素质。根据该总体目标，提出课程教学改革的具体实施方法如下：
1.整合“理论教学”、“实物教学”与“多媒体教学”三位一体的教学内容
充分利用多媒体教学优势，在课件中引用实物（如继电器、具体型号的可编程控制器的电源配置、CpU配置、i/o系统等）的图片、视频等资料，课堂拆解展示可编程控制器相关的硬件实物，甚至带领学生到工业现场参观，使学生对可编程控制器有直观感性的认识，消除其陌生感和距离感。此外，在讲解书本的理论知识（如比较指令、位操作指令、数据移动指令、数据表格指令、数据转换指令和控制指令等）后，课堂调试可编程控制器程序，仿真运行结果，对理论结果进行验证，以激发学生的兴趣，消除对单纯理论分析的厌恶感。
2.角色互换及互动讨论式的理论教学方式
改变传统的“老师机械讲，学生被动听”的教学方式，合理安排45分钟的课堂时间。前10钟让学生当“老师”回顾过往课程的内容，老师在旁聆听并纠正。接下来20分钟由老师讲解本节课中理论知识的基础、重点和难点，夯实理论基础。最后的15分钟，老师设置案例或习题，并引导学生相互讨论，主动思考，运用前面讲述的原理对案例进行剖析，对习题进行求解，从而实现理论知识的“现学现用，灵活运用”。使用该方法，既可以调动学生学习的积极性，又可以提高学生的思辨能力，还可以锻炼学生的表达能力，从而增强学生的综合素质。例如，在讲解自动仓储自动控制的程序时，首先让学生回顾自动仓储的原理和基本组成，以及电气接线方法和传感器的使用方法，然后老师讲解自动仓储的基本工作流程、控制程序的模块划分及总体思路，最后学生讨论梯形图程序的具体实现。
3.基础+综合+实战”三阶段层次递进型的实践教学方式
“基础+综合+实战”三阶段的课题设置如表1所示。在“基础”阶段，通过布置大量知识单一、功能独立且具有代表性的基础性实验案例，使学生全面熟悉Ge实验室中现有实验设备的硬件结构，深刻理解pLC程序的分析、设计、实现的方法，并掌握将程序写入硬件中进行调试运行的流程。一方面有助于学生理解授课内容，另一方面使学生具备基本的动手能力。在“综合”阶段，设置知识复合、功能集成且具有工业应用价值的综合性课程设计项目，让学生自由分组并选择其中一个感兴趣的项目实施。自行选定题目后，根据已学过的知识和参考相关教材，设计方案，选择仪器设备，编制程序。通过小组的分工合作、团队配合，提升学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。在“实战”阶段，一方面通过与地区和区域的企业合作建立实训基地，输送学生直接参与企业的生产实际项目，从而积累项目经验，实现学生毕业后在可编程控制器技术的相关应用领域“零距离上岗”的目标；另一方面，鼓励和组织学生参与可编程控制器的相关竞赛，通过这种与其他院校的学生在知识和能力上的直接碰撞，使学生开阔眼界，认识差距，激发学生深入学习和研究的动力，实现“以赛促学”的目标。
表1“基础+综合+实战”三阶段的课题设置
阶段课题题目能力与目标
基础数值与逻辑控制掌握数值类型以及逻辑控制基本概念
pLC梯形图掌握梯形图编程语言
pLC接口电路了解常用的电气开关符号，会读接口电路
现场总线与网络通信了解工业现场总线和通信协议
综合交通信号灯的控制掌握十字路通灯的程序设计方法，熟悉pLC指令的应用
多种液体自动混合装置的控制掌握pLC与控制电路的实际接线，掌握延时指令
LeD数字电子钟的控制学会用pLC控制LeD数码管，掌握移位指令
基于触摸屏的电机转速测量控制设计熟悉触摸屏的使用方法，掌握数据传送指令
三相异步电动机的变频调速控制掌握通过模拟量给定实现变频器速度控制的设计方法
汽车制造机械手控制掌握顺序编程指令，实现简单的触摸屏人机界面编程应用
自动仓储自动控制设计了解接近传感器、光电传感器的使用方法；掌握paC编程控制仓储设备
mpS模块化生产线控制设计了解模块化生产线的结构与设备，掌握用paC编程控制模块化生产线
实战钢铁生产流水线控制系统熟悉各种工业生产实际过程（如钢铁生产、汽车制造、自动仓储和污水处理等），分析和抽取过程中涉及的控制点，了解团队的组织成员及各成员承担的角色，明确自己的职责和范围以及沟通渠道和方式，完成自己承担的子模块开发任务，并协助团队实现系统的开发
汽车制造流水线控制系统
自动仓储双轴位置控制系统
基于iFiX的污水处理系统
三、课程教学改革实践效果
华中科技大学文华学院对可编程控制器课程建设十分重视，于2009年与GeFanuc公司合作共建了可编程控制器的实践平台——Ge实验室，包括可编程控制器基础实验室和实训装置实验室。其中，基础实验室由10套标准北美paC培训系统控制器、10台pLC模拟试验台和10台电源构成，实训装置实验室由过程控制综合实验装置、mpS模块化生产制造系统、三周运动机构、立体仓库实训装置构成。同时，作者结合Ge实验室的实际设备，编写了《Ge可编程控制器原理》校内讲义，考虑到为本地区的武汉钢铁公司、神龙汽车有限公司和九州通医药集团等龙头企业输送人才，在教程讲义编写上选择性地加重了可编程控制器在钢铁生产、汽车制造和医药仓储等应用领域的内容。
在此基础上，于2010年进一步对课程教学进行改革，目前已经实践了三届学生，取得一定成效：组织学生参加2011年和2012年“Ge平台大学生自动化控制设计大赛”，针对武汉暴雨后的“看海”现象，设计了基于iFiX的污水处理系统，并获得优秀奖；根据专业学生就业去向统计，在可编程控制器技术的相关领域学生就业数量从2010年的12人提升到2012年的19人。
四、结束语
针对独立学院的特点和毕业生的就业需求，结合自身的教学经验，提出了“摆脱母体学校教学方式的辐射和影响，充分发挥地方和区域优势”的独立学院“可编程控制器”课程教学改革的总体思路。具体实施方法包括：整合“理论教学”、“实物教学”与“多媒体教学”三位一体的教学内容；角色互换及互动讨论式的理论教学方式；“基础+综合+实战”三阶段层次递进型的实践教学方式。此外，自主编写适合本校学生的实验教材，安排学生工厂实习，在实习中培养和提高学生的团队合作素质，从而达到为地方和区域的社会和经济发展输送人才的目的。从就业形势看，课程教学改革取得了较为满意的效果。下一步，将深化与地方和区域相关企业的合作，建立长期稳定的实践基地，同时获取母体学校在实验平台方面的优质资源，弥补独立学院在硬件建设方面的不足。
参考文献：
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数控编程基础知识入门篇9
关键词：数控车床编程教学切入点手工编程
数控车削加工是数控加工中应用最广泛、最基本的加工方法之一。它主要通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹等工序的切削加工。数控车床编程是数控车削加工的基础和重要步骤，程序的优劣决定了零件加工质量的高低。根据零件的复杂程度，数控车床编程分为手工编程和自动编程，手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来自手工编程，掌握手工编程技术对掌握Cam软件的使用方法、正确使用数控设备、理解自动编程设计原理具有重要意义。本文以手工编程为例，探讨数控车床编程教学的切入点。
一、从狠抓普通车床技能训练切入，为数控车床编程教学打好基础。
对初学者来说，普通车床的操作更直接，感受更直观。第一学年，我们按1：1的比例安排普通车床加工工艺与普通车床操作技能训练课程，使学生全面、系统地了解、学习普通车床的结构、规格、性能；掌握刀具的分类、几何角度、刃磨方法；牢记切削用量的含义及选择原则；熟练掌握内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹的加工方法及刀具的运动轨迹；根据零件图，会制定零件的加工工艺……另外，在普通车床加工中，若出现不正常现象，则可以采取措施，避免出现不良后果。通过系统学习，学生熟悉了车削加工的全过程，为数控车床编程教学打下了坚实的基础。
二、以“必需、够用”为原则切入，整合教学内容，提高教学效率。
没有门槛的中等职业教育，生源特点是：总体入学成绩下降，大多数学生初中阶段的文化基础差，接受能力、分析能力、思维能力偏低，惰性、厌学心理严重，一旦学习上遇到困难，就会因自卑而放弃。针对这些特点，我们在教学内容的组织、教学环节的设置上狠下工夫，本着“必须、够用”的原则，删繁就简，以就业为导向，从实际出发，因材施教，将每个知识点的教学重点放在“是什么”，“怎么用”上，引学生入门，助学生进步。
1.利用视觉冲击，激发学生的好奇心。
绝大多数学生没有接触过数控车床，不知道什么叫“数控”，对数控编程、数控加工有神秘感。在学习初，我们组织学生观看数控加工录像，安排学生去车间参观，将他们在普通车床上加工过的零件置于数控车床，重新编程加工，通过这种视觉冲击，激发他们的好奇心与求知欲。
2.从学生熟悉的内容切入。
在课堂上，展示学生在普通车床上加工的零件，要求学生对照图纸，回忆该零件的加工过程，制定该零件的加工工艺，告诉学生，将该零件的加工路线，包括每一个工步，如进刀、切削、退刀、回刀，用相应的指令代码及规定的指令格式写出来，这个过程就是编程。以这种方式引出数控编程的概念及数控编程的步骤，学生易于理解，乐于接受。
3.以“点”带“面”。
不同的数控系统，指令代码的含义、指令格式、编程方法不同，教学中，以应用较广泛的一种系统如FanUC系统为主，向学生讲清编程指令的含义、应用范围，当学生掌握该系统的编程方法，能应用该系统指令自如编写零件的加工程序后，再逐步向其他系统扩展，并作横向对比，这样，学生可掌握每个系统的编程特点，不易混淆。
4.重点讲解基础指令。
数控指令是程序构成的基本单元，也是数控车床操作的主要对象。数控车床加工的零件，不管形状多么复杂，刀具的运动轨迹可归纳为两类：一类是直线运动（G01），一类是弧线运动（G02/G03）。只要学生掌握了这三个指令的格式、参数代码的含义、应用特点、编程方法、编程注意事项，其他指令如G32、G90、G92、G71、G73、G76等学习起来就较为容易。因此，我们将数控编程教学重点放在这三个指令的教学上，循序渐进，引导学生理解指令的作用是什么，指令怎么用，达到学懂、会用的目的。
三、从数控加工仿真软件切入，实现“教、学、做”一体化教学。
数控编程有很强的操作性，要求有大量的实际操作辅助教学，增强学生的感性认识。学校购置的设备数量有限，每个学生上机操作的机会不多。因此，我们利用仿真软件实现每个学生上机操作的愿望。
仿真软件是在计算机上模拟仿真数控车床操作、工件加工、工件测量等动态数控加工全过程，使学生掌握数控车床的基本操作方法，感受机床的运行特性，为实际操作奠定坚实的基础。
1.“教、做”一体化。
仿真软件提供了与实际数控机床完全相同的操作面板、按键功能、屏幕显示。授课时，通过投影仪将仿真数控机床投影到大屏幕上，教师利用仿真软件边讲理论边演示，如回零、工作方式的选择、程序的编辑与修改、对刀、补偿设定、输入输出操作，使学生有身临其境的感觉，这样，把枯燥的理论知识落实在机床操作中，老师讲一段操作一下机床，学生看得逼真，理解得透彻，学习兴趣渐浓。
2.“学、做”一体化。
仿真软件实现了数控机床手工编程的过程模拟和加工过程的图形模拟。首先，学生可将自己编写的程序输入仿真车床，检验程序是否正确，刀具的运动轨迹是否合理，及时发现问题，不断调试加工程序，补偿超差尺寸，直观感受数控加工的过程与结果。其次，改变纸质作业的传统模式，要求课堂练习、课后作业均用仿真软件完成，最大限度地满足学生的动手欲望。
数控编程基础知识入门篇10
关键词：数控技术方向数控机床编程职业能力培养模式
随着数控技术及其数控机床的广泛应用，社会对其相应技术人才的需求量越来越多，而且对数控类人才的要求也越来越高。因此，数控技术人才的培养是一件非常重要，而且也是一项极其艰巨的任务。
数控技术职业能力培养及其培养模式是近年来一直被关注的问题。本文对机械设计制造及其自动化专业数控技术方向（以下简称数控技术方向）职业能力培养及其教学模式，其中主要对数控机床编程及其操作控制职业能力培养作些探讨。
一、以人才市场需求为依据，确定学生数控技术方向能力结构
随着数控技术在各个领域的应用和应用领域的不断深入和扩大，社会对数控类人才的需求情况在不断变化，不仅是需求种类，而且对数控人才的质量要求都在不断变化。根据各种市场需求信息，数控技术方向相关就业类型有：数控机床设计制造，数控设备的操作使用，数控设备的调试与维护，数控工艺人员及数控程序调试员，数控设备及其零部件的生产管理与营销等。同时，数控技术方向相关各类人才十分短缺，大型数控设备和特种数控设备的操作使用等方面的人才尤为缺乏。据2008年有关部门统计，未来5年上海市全市的“灰领”人才缺口将达到50万人次。
学生通过在校的四年学习之后，将一一步入社会，因此，学生能力结构应与市场需求相吻合。作为数控技术方向职业能力，主要有：数控机床设计能力、数控机床编程和操作控制能力、机械识图及计算机辅助设计绘图能力、计算机辅助编程与制造能力、pLC控制编程及其机床维护能力、数控技术方向相关生产管理及营销能力等。其中，数控机床编程及其操作控制能力，主要又可分为：识图能力、工艺设计能力、数控编程能力、数控机床操作使用能力和零件数控加工质量控制能力。
二、以数控机床编程与操作控制能力为核心的课程建设
作为技术应用型本科，以技术能力培养为主线开展教学非常重要。在建立课程体系和进行技能培养模式探讨时，应该尊重教育规律，重视技术应用。首先，必须强调实践环节教学，以提高学生分析和解决实际问题的能力。其次，注意课程设置的科学性、实用性，在安排课程上采用逆向手法，即以培养目标为导向，确定能力模块和与能力相关的理论课程和实践课程，确定主要专业课，然后以专业课为主线，科学地设置相关专业基础课及其他相关课程，其中每门课的设置都应该符合能力模块的需要。同时在课程设置时，应注意知识结构和学生的知识积累，应处理好每门课之间的内在关系，避免重复教学。表1为数控技术方向数控机床编程与操作控制能力分解与开设课程之间的对应关系。
表1数控机床编程与操作控制能力分解及其相关课程
数控机床编程与操作控制能力是机械设计制造及其自动化专业数控技术方向重要能力之一，其技术含量高，核心课程内容包括：机械制造技术基础、机械制造装备设计、数控机床与编程等。主要就业方向如表1所示。表中还列出了数控机床编程与操控制作能力及其相关证书、主要课程等。
由上可见，数控技术方向学生培养目标应该是既懂数控机床操作，又能识图绘图，又能根据工艺要求编写零件数控加工程序乃至进行数控加工和质量控制，又对数控设备的维护有所了解的“灰领”人才。下面主要围绕数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养进行讨论。
三、促进数控机床编程与操作控制能力提高的教学改革
在数控技术方向的多个能力模块中，数控机床编程和操作控制能力是重点能力之一。为了提高数控机床编程和操作控制能力，同时在教学过程中取得良好的教学效果，我们做了各方面的举措和尝试。
数控机床编程和操作控制能力的提高，可以通过识图能力、工艺设计能力、数控编程能力和零件数控加工质量控制能力等的提高来实现。为把学科发展和职业能力培养与市场需求、技术应用挂钩，将组织学生参加国家劳动保障部职业技能鉴定中心相关职业技能证书考试作为教学目标的一部分纳入教学计划。
1.整合教学内容，提高学生识图绘图能力
机械识图绘图能力培养是数控机床编程与操作控制职业技能培养的重要内容之一。进行机械制图及其CaD教学，安排CaD实训，通过让学生读解和绘制各种零件图、装配图，不只是能让学生掌握autoCaD操作系统的使用，更重要的可以提高学生机械识图和计算机辅助设计绘图的能力。
为了提高机械读图或识图能力，在识图绘图能力培养相关课程的学习期间，安排1～2周的车工、钳工等内容的认识性传统金工实习，由此将零件图与加工联系在一起，非常有助于识图绘图能力的提高。同时，通过安排实训和适当的培训，组织学生参加CaD认证考试，可以增强学生对职业技能的认知度。
2.加强数控工艺教学，提高学生加工工艺编制能力
实现数控加工，编程是关键。然而在编程前，首先要求学生了解工件、刀具、切削机床和夹具工艺系统四要素，同时编制出数控工艺。工艺系统设计能力的培养是一项极其长期的任务。
通过开设机械制造技术、机械制造工艺及其装备、数控加工工艺等课程，使学生学习到有关工艺方面的理论知识。同时，通过开设金工实习和专门的工艺系统设计训练课，培养学生的工艺系统设计能力。主要内容包括：图样分析，加工工艺方案设计，工艺规程编制，刀具或刀具系统的设计或选择，工艺装备的设计，等等。
学生在校期间，开始进入相关工艺知识的学习，同时通过各种工艺编制实践环节的学习，不断得到工艺设计能力的培养。随着数控工艺教学的不断深入，进一步按照数控工艺师考试的要求，针对典型案例进行数控工艺编制训练，组织学生参加数控工艺师认证考试。
3.改革数控编程教学模式，提高学生数控机床编程能力
与机械识图能力和工艺编制能力息息相关的数控机床编程能力是数控机床编程与操作控制职业技能中另一重要能力之一。要加工出合格的零件，就需要编制出可行的数控加工程序。而学生数控机床加工程序编制能力的培养则有其独特的地方。数控机床编程课是一门操作性比较强的课程，在该门课的教学过程中，理论环节与实践环节是不可分割的。
以往的授课形式，理论课和实训课相互独立，实训课一般安排在理论课完全结束之后进行。然而，这样做，学生对课堂内容难以理解和接受，理论学的枯燥无味，进入实训课时能想起的寥寥无几，导致重复教学过多，课时浪费较多，教学效率低下。
为了提高数控机床编程教学效果，改变以往理论满堂灌的填鸭式教学形式，把理论教学与学生实际动手紧密结合起来。编程能力的提高，最终离不开操作使用数控机床。然而，由于数控机床的昂贵和操作使用上的安全性，学习编程理论初期，不便直接在数控机床上进行。为此，我们引进实验课，即在理论课教学中安排实验教学。这样做改变了传统的教师一味地讲，学生一味地听的教学惯例，学生变被动为主动，直接参与到教学中来，学生与教师共同完成教学任务。
所谓实验课就是利用数控编程软件直观地认识和理解各个数控指令，并运用各种数控指令编写数控程序。数控实验以作业或课题的形式布置给学生，让学生自行完成，要求书写实验报告。在编制某种零件的加工程序时，会遇到各种问题，同学需要找出原因并加以解决。在实验过程中教师只起到辅助作用。这种方法，教、学、练交叉进行，学一学练一练，效果很好。
四、围绕数控机床编程与操作控制职业技能教育，切实搞好实践基地建设
通过金工实习，学生已经基本掌握了一般机床的操作使用方法。再通过以上各个环节的能力培养，学生已具有基本编制典型形状特征零件程序的能力。但由于还停留在模拟阶段，所以必须实际上数控机床进行实战数控机床编程和操作控制能力训练。在掌握数控操作技能的同时，进行零件分析，编制数控加工工艺路线，编制数控加工程序并进行调试，最后加工出尺寸精度和表面质量等都合格的零件。
同时，为了检验学生数控机床编程及其操作控制能力是否能适应市场，在学生综合学习理论与实际知识的前提下，通过大量典型零件的编程练习，安排统一的课题进行实战编程与操作训练，最后组织学生参加数控机床工职业技能认证考试。
然而，要全面提高数控机床编程及其操作控制能力，进行数控机床编程与操作控制职业能力培养，就离不开数控技术实践教学，离不开有效利用实训基地开展实战训练，因此就必须充分重视实训室建设。数控机床技术含量高，实训室建设应作为一个关键项目立项来抓，从实践教学内容、投资的经济合理性、设备的市场通用性、实用性和发展的前瞻性出发，配置中、高档的数控车床、数控铣床和加工中心等硬件设备，同时配备相关的软件设备，形成一个较好的数控技术职业技能教学的软、硬件环境。
按照这一要求，配备高层次的齐全的CaD/Cam机房电脑设备及软件系统。不仅满足数控编程实验和上机实训的需要，同时也为学生能自由上机练习提供方便的场所。
同时，为了大案例教学的需要，购置一台综合性强的数控机床，以方便学生拆装数控设备和开展数控设备相关课程教学的需要。
五、结语
本文以就业方向、市场需求为切入点，讨论数控技术方向职业能力内涵，探讨解决学生各方面职业能力培养问题的途径，摸索教学模式新思路。作为技术应用型本科机械设计制造及其自动化专业数控技术方向数控机床编程与操作控制职业能力培养模式，从理论课、实验课和实训课的互补关系出发，将其有效结合，穿行，使其融为一体，同时以国家职业技能鉴定中心相关数控技能考证要求为能力目标，进行综合能力培养，取得了良好的效果。
1.实训基地建设是职业能力培养的保证。
2.将考证内容作为技能培养的参考，目标明确。
3.在数控编程理论教学中引进实验课，使教、学、练交叉进行，有效地提高了教学效果。
4.将数控机床编程与操作控制职业能力分成各个不同职业能力模块，按能力模块的互补关系有层次地开展教学，取得了能力培养的综合效果，提高学生综合思考问题和解决问题的能力。
参考文献：
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