時間:2023-02-28 15:58:47
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇數(shù)控編程論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
2發(fā)揮雙師型教師的作用
當(dāng)今是科技知識日與更新的時代,現(xiàn)在的學(xué)生聰明、睿智,總是存在著極強的好奇心,他們渴望了解各種知識,在思維中會提出很多的疑問。而數(shù)控專業(yè)又恰恰是集數(shù)控、機械、電工、電子、計算機、液壓氣壓、傳感器等多學(xué)科的知識于一體而又相互交叉的專業(yè),單純的數(shù)控理論知識和數(shù)控機床的操作知識是遠遠滿足不了學(xué)生的渴求的,這就要求雙師型教師知識面要寬泛,不但應(yīng)具有專業(yè)理論和專業(yè)技能知識,還要通曉相關(guān)專業(yè)和行業(yè)的知識、技術(shù)、技能,并能將它們相互滲透、融合和轉(zhuǎn)化。老師只有具備了這些知識,你的課才更專業(yè)、更生動、更形象、更有趣,你的課才能講活,才能吸引學(xué)生,才能使學(xué)生信服你,學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望才能被激發(fā)。
當(dāng)今,數(shù)控系統(tǒng)正在朝著高速度、高精度以及開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,而高速度、高精度是通過控制執(zhí)行部件(包括運行控制卡及伺服系統(tǒng))來保證的。以往的運動控制卡主是基于單片機和分立數(shù)字電路制作的,用以實現(xiàn)位置控制、光柵信號處理等功能。由于器件本身執(zhí)行速度慢、體積大、集成度低,并且結(jié)構(gòu)固定,電路制作完成以后,無法改變其功能和結(jié)構(gòu)。采用在系統(tǒng)可編程技術(shù),應(yīng)用ispLSI器件開發(fā)的PC——DSP多軸運動控制卡,能夠完全解決上述問題,適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的需要。
1ISP器件及其優(yōu)點
ISP(In-SystemProgrammability)器件,是美國Lattice半導(dǎo)體公司于20世紀90年代初開發(fā)出的一種新型高密高速的現(xiàn)場可編程數(shù)字電路器件,具有在系統(tǒng)可編程能力和邊界掃描測試能力,非常適合在計算機、通信、DSP系統(tǒng)以及遙測系統(tǒng)中使用。
在系統(tǒng)可編程技術(shù)與傳統(tǒng)邏輯電路設(shè)計比較,其優(yōu)點在于:(1)實現(xiàn)了在系統(tǒng)編程的調(diào)試,縮短了產(chǎn)品上市時間,降低了生產(chǎn)成本。(2)無需使用專門的器件編程設(shè)置,已編程器件無須倉庫保管,避免了復(fù)雜的制造流程,降低了現(xiàn)場升級成本。(3)使用ISP器件,不僅能夠在可重構(gòu)器件的基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)自己的系統(tǒng),還可以在不改變輸入、輸出管腳的條件下,隨時修改原有的數(shù)字系統(tǒng)結(jié)構(gòu),真正實現(xiàn)了硬件電路的“軟件化”,將器件編程和調(diào)試集中到生產(chǎn)最終電路板的測試階段,使系統(tǒng)調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)硬件現(xiàn)場升級變得容易而且便宜[1]。
2在系統(tǒng)可編程技術(shù)應(yīng)用
2.1系統(tǒng)描述
本所自主開發(fā)的多軸運動控制卡采用的是主-從式PC-DSP系統(tǒng)。PC機的主要任務(wù)是提供良好的人機交互環(huán)境;而DSP(數(shù)字信號處理器)則作為系統(tǒng)執(zhí)行者,以高速度進行算法實現(xiàn)、位置調(diào)節(jié)和速度調(diào)節(jié),然后經(jīng)過16位的D/A將數(shù)據(jù)送給伺服控制單元。系統(tǒng)不但可以進行高速度高精度控制,同時也是一個DSP伺服系統(tǒng)的開發(fā)平臺。
PC運動控制卡采用美國德州公司DSP芯片TMS320F206作為系統(tǒng)的核心,運動控制卡由ISP模塊、DSP-PC通信雙口RAM模塊、光柵信號輸入模塊、數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路模塊四部分組成(見圖1)。其中,ISP模塊中包括了可變地址的譯碼電路、輸入輸出緩沖/鎖存器電路、11位的自動加計數(shù)器電路、雙端口RAM的控制電路以及PC機和DSP測驗握手電路。本系統(tǒng)使用Lattice公司的ispLSI系列CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)來實現(xiàn)這一部分數(shù)字電路和邏輯控制電路,如圖2所示。
2.2雙端口RAM訪問控制的實現(xiàn)
對于本系統(tǒng)來說,PC機要發(fā)送控制指令和進行大量數(shù)據(jù)計算,數(shù)據(jù)交換應(yīng)盡可能占用較少的機時和內(nèi)存空間;此外,PC機的系統(tǒng)總線與DSP之間還要進行大量可靠的數(shù)據(jù)傳輸,它們均過多地占用CPU時間,導(dǎo)致CPU效降率低。使用雙端口RAM,交換信息雙方CPU將其當(dāng)作自己存儲器的一部分,可保證高速可靠的數(shù)據(jù)通信。我們選用2K×8bit的IDT7132,完全能夠滿足本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換的要求。對雙端口RAM訪問,一般有三種方式,即映射內(nèi)存方式、DMA方式和擴展I/O方式。映射內(nèi)存方式訪問雙端口RAM,不需要周轉(zhuǎn),訪問速度快。實模式及保護模式下,能對確定內(nèi)存空間進行訪問,實現(xiàn)對RAM任意存儲單元讀寫;但在32位的Windows98和WindowsNT操作系統(tǒng)下,不支持對確定內(nèi)存空間的訪問,要訪問雙端口RAM必須編寫復(fù)雜的硬件驅(qū)動程序,難度很大。DMA方式訪問端口RAM,傳送數(shù)據(jù)的速度靈活、擴展I/O方式訪問雙端口RAM,可以按實現(xiàn)要求分配I/O端口,實現(xiàn)對雙端口RAM所有存儲單元讀寫,這種方式軟、硬件設(shè)計都很簡單。所以,擴展I/O方式訪問雙端口RAM是最佳方案。
從技術(shù)上來說,PCI總線是最先進的,不僅速度快,而且支持即插即用等特性,但控制卡上雙端口RAM芯片是8們的IDT7132,而PCI總線是32位。為了簡化設(shè)計,對PC機一方,采用了16位ISA總線,通過擴展I/O方式訪問雙端口RAM。實際占用了兩個I/O端口地址,一個作為計數(shù)器預(yù)置端口地址,一個作為雙端口RAM讀/寫端口地址。PC機在讀/寫存儲器之前,首先要通過預(yù)置數(shù)端口,用輸出指令將要訪問RAM存儲器的起始地址置入11位可預(yù)置加計數(shù)器中;以后每訪問一次讀/寫端口,執(zhí)行一次讀/寫操作,計數(shù)器中的地址就自動加1,計數(shù)器輸出指向RAM的下一個存儲單元。這樣,簡單地執(zhí)行I/O指令,就可以傳送一批數(shù)據(jù)。而下位的微處理器(DSP)采用的是存儲器訪問方式,它將IDT7132的2K空間映射自己的外存儲器中,實現(xiàn)對雙端口RAM的任意存儲單元的訪問。
在PC機和DSP對端口RAM訪問時,只要不是同時訪問同一個存儲單元,就允許兩個端口對片內(nèi)任何單元同時進行獨立的讀/寫操作,而且互不干擾。但兩個端口訪問同一存儲單元,會造成同時寫或者一側(cè)讀一側(cè)寫的訪問沖突,因此應(yīng)避免這一訪問沖突發(fā)生。由于片內(nèi)邏輯促裁可根據(jù)兩偶片選或地址信號同時到達的差別(小到5ns),對后到達一側(cè)進行封鎖,并同時輸出一個BUSY(約25ns)的低電平脈沖信號,利用這一信號,便可解決訪問沖突問題。一般來說,標(biāo)準的ISA總線周期為3個時鐘周期,若主板ISA總線時鐘為8MHz,則一個時鐘周期為125ns;若總線時鐘為6MHz,則一個時鐘周期為167ns,相應(yīng)的16位總線周期時間分別為375ns和501ns。所以對于PC機來說,可以將BUSY信號接ISA總線的I/OCHRDY信號線,總線周期中會自動插入一個等待周期(最多可達10個時鐘周期),直至BUSY信號拉高;同樣,對于DSP,BUSY信號接DSP芯片的READY信號線,系統(tǒng)總線也會自動插入等待周期,從而避免了PC—DSP對雙端口RAM的共享沖突。
無論是PC機還是DSP,傳送數(shù)據(jù)后都需要通知對方及時提取數(shù)據(jù),以免后面數(shù)據(jù)對前面數(shù)據(jù)覆蓋,這就需要協(xié)調(diào)PC—DSP間的數(shù)據(jù)交換。通過中斷控制器可實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換過程中兩個CPU之間相互中斷。對于PC機寫RAM操作完成之后,PC機通過端口1將中斷控制器2(DSP中斷控制器)置位,DSP響應(yīng)中斷后進入中斷服務(wù)程序。在子程序中,DSP可以通過端口4將中斷控制器2復(fù)位。同理,DSP也可向PC機發(fā)中斷,PC機響應(yīng)中斷后進入斷服務(wù)程序。
2.3器件選擇和輸入方法
選擇可編程邏輯器件型號時,應(yīng)注意到ISP模塊電路總共使用I/O管腳數(shù)目為52個,大約需要10~20個GLB單元。所以選用ispLSI1032E-100LJ84芯片來實現(xiàn)ISP模塊電路,它的集成度達到6000門,具有64個I/O引腳,寄存器超過96個,32個GLB單元,系統(tǒng)速度為100MHz,從資源和速度上能夠滿足該多軸運動控制卡的需求。同一芯片內(nèi)的門電路、觸發(fā)器、三態(tài)門等參數(shù)特性完全一樣,抗干擾性能比原來分立器件構(gòu)成的電路也有極大的提高,完全可能實現(xiàn)全數(shù)字的I/O電路。
使用Lattice公司提供的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計軟件ispEXPERT,邏輯設(shè)計可以采用原理圖、硬件描述語言(HDL)以及兩者混合采用三種方法輸入。本設(shè)計采用ABEL—HDL語言輸入和編寫測試向量,并且使用自己開發(fā)的編程板完成對器件的編程和下載。
2.4主時序設(shè)計
以PC機為例,訪問雙端口RAM分以下兩步完成:
第一步是向PC機I/O端口中的數(shù)據(jù)端口送數(shù)據(jù)D0~D12,D0~D10(訪問RAM的起始地址)送至計數(shù)器,D11作為可預(yù)置計數(shù)器的LOAD信號;當(dāng)D11為1時,計數(shù)器裝入預(yù)置數(shù)。D12作為讀寫控制位,D12為1時,PC機對RAM寫操作;為0時,對RAM讀操作。
第二步是通過PC機ISA總線的I/O端口讀寫RMA,每完成一次讀/寫,計數(shù)器輸出就指向下一個要訪問的RMA地址單元。時序如圖3所示。
3功能仿真
為了保證本系統(tǒng)設(shè)計的正確性,在對ISP器件下載以前,首先對系統(tǒng)進行功能仿真。功能仿真的輸入信號由ABEL-HDL編寫測試矢量給出。仍以PC機訪問雙端口RAM為例,系統(tǒng)的功能仿真波形圖如圖4所示。
PID控制理論內(nèi)涵給人們留下了較大的研究空間,關(guān)于PID參數(shù)自整定的方法也相繼問世,但隨著控制理論及應(yīng)用范圍的不斷發(fā)展,控制對象也日趨復(fù)雜,有些系統(tǒng)的過程模型難以建立,并且具有高度的非線性、時變性;比如VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的時變控制,因此傳統(tǒng)的PID控制策略就顯露了它的不足。雖然研究人員試圖通過簡化控制算法或采取優(yōu)化集合控制等來解決這一不足,但效果并不很理想?;赑ID控制所存在的問題,相關(guān)研究人員根據(jù)變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特點結(jié)合控制技術(shù)在不斷改進PID控制算法的基礎(chǔ)上積極尋找其它更為高級的控制方式,通過實踐,逐步將最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能化控制手段應(yīng)用于VAV空調(diào)系統(tǒng)的控制實踐。隨著控制技術(shù)、空調(diào)技術(shù)的發(fā)展以及將二者相結(jié)合運用于建筑系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看,VAV空調(diào)系統(tǒng)控制技術(shù)從最初的定靜壓控制到變靜壓控制再到后來直接數(shù)字控制、總風(fēng)量控制再到智能化控制已經(jīng)取得了很大的發(fā)展,其中清華大學(xué)有關(guān)學(xué)者提出的總風(fēng)量控制法具有一定影響,該方法不采用靜壓送風(fēng)量,而是根據(jù)壓力無關(guān)型VAV空調(diào)系統(tǒng)末端裝置的設(shè)定風(fēng)量來確定系統(tǒng)送風(fēng)總量并據(jù)此計算出送風(fēng)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,從而對送風(fēng)量進行控制。他們通過對總風(fēng)量控制法與定靜壓控制法、變靜壓控制法的節(jié)能效果比較,認為雖然總風(fēng)量控制法的節(jié)能效果雖不如變靜壓控制法,但因其沒有壓力控制環(huán)節(jié),所以運行穩(wěn)定性很好。另外,還有學(xué)者通過分析變VAV空調(diào)系統(tǒng)的局部控制,利用其送風(fēng)末端裝置風(fēng)閥的開度作為各空調(diào)區(qū)域相關(guān)負荷的指示信號,提出送風(fēng)靜壓優(yōu)化控制方法。
2、變風(fēng)量空調(diào)(VAV)控制系統(tǒng)模型
一、數(shù)控銑/加工中心預(yù)備技師課題內(nèi)容
1.課題來源
預(yù)備技師課題的來源一般有:具有一定技術(shù)含量的企業(yè)產(chǎn)品、歷年全國數(shù)控技能競賽試題、國家題庫、企業(yè)攻關(guān)課題、企業(yè)的技術(shù)改造課題、根據(jù)培養(yǎng)知識點設(shè)計的課題等。
本課題源自一燈具生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品為外貿(mào)定單,銷往日本。該產(chǎn)品是企業(yè)與我校合作開發(fā)的新產(chǎn)品。在實施本課題前,已完成了該模具圖紙的設(shè)計,本課題主要完成模具型芯和型腔的選材與加工。
2.能力目標(biāo)
通過本套課題的學(xué)習(xí),掌握利用數(shù)控設(shè)備加工具有實際價值產(chǎn)品的能力,以及培養(yǎng)學(xué)員應(yīng)具有良好的團隊意識和工作習(xí)慣。
3.課題開發(fā)
根據(jù)能力目標(biāo),將金屬材料及熱處理、CAD、數(shù)控造型軟件的使用、自動編程知識、機械加工知識等涉及的技術(shù)融合在一起,形成完整的知識結(jié)構(gòu),強化各知識點的有機結(jié)合,形成較強的職業(yè)能力。
4.教學(xué)實踐
(1)教學(xué)形式――導(dǎo)師制。
(2)學(xué)習(xí)形式――2人/組,任務(wù)驅(qū)動式團隊自主學(xué)習(xí)。
(3)教學(xué)設(shè)備――數(shù)控銑/加工中心。
(4)學(xué)習(xí)內(nèi)容――燈罩模具產(chǎn)品產(chǎn)出的全過程。
該燈罩模具的加工涵蓋了數(shù)控專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及到的知識。燈罩模具的加工過程即是以行動導(dǎo)向組織的教學(xué)過程,以師生共同確定的加工方案及完成的加工步驟來引導(dǎo)教學(xué)組織過程,學(xué)生通過主動和全面的學(xué)習(xí),達到腦力勞動和體力勞動的統(tǒng)一。
該燈罩模具的加工任務(wù)(行動)絕非單指某一技術(shù)或技藝,而是燈罩模具產(chǎn)品產(chǎn)出的全過程,包括接受定單、確定任務(wù)、資料檢索、制訂計劃、服務(wù)加工、質(zhì)量控制、售后服務(wù)等,是學(xué)生即將從事的數(shù)控加工職業(yè)可能發(fā)生的一個完整的工作過程。給學(xué)生提供了一個典型的綜合科技環(huán)境,使學(xué)生將學(xué)過的諸多單科專業(yè)知識在這里得到全面認識、綜合訓(xùn)練和相互提升。
5.課題實施
(1)選擇型芯及型腔材料。
提出問題:如何選擇模具材料?選擇模具材料時要考慮哪些因素?所選擇模具材料的性能?
涉及知識:金屬材料及熱處理
教師行為:提供需查閱的相關(guān)資料,解答相關(guān)問題。
(2)畫模具型芯圖。
涉及知識:機械制圖及相關(guān)繪圖標(biāo)準,手工畫圖、CAD繪圖。
教師行為:檢查所畫視圖的規(guī)范性與正確性,提出解決方案,CAD輔導(dǎo)。
(3)選擇毛坯并進行數(shù)控車加工。
涉及知識:數(shù)控車床的編程與操作、選擇刀具、夾具、切削用量、工件裝夾與校正。
教師行為:檢查數(shù)控車程序,數(shù)控車床的操作,數(shù)控車宏程序輔導(dǎo)。
(4)產(chǎn)品造型。
涉及知識:數(shù)控造型軟件的使用。
教師行為:實體造型輔導(dǎo)。
(5)生成數(shù)控加工程序。
涉及知識:自動編程知識,機械加工知識。
教師行為:加工方式選擇,加工刀具選擇,切削用量選擇輔導(dǎo)
(6)數(shù)控銑/加工中心加工。
涉及知識:程序的傳輸,數(shù)控銑/加工中心的操作,程序的修改,夾具的選擇,工件裝夾與校正。
教師行為:程序傳輸輔導(dǎo)。
(7)精度檢驗。
涉及知識:精度檢驗的方法。
教師行為:精度分析,提出解決措施。
(8)模具裝配。
涉及知識:模具裝配與調(diào)試。
教師行為:精度分析,提出解決措施。
(9)加工產(chǎn)品。
加工出的產(chǎn)品如圖2所示。
(10)完成技師論文。
涉及知識:完成課題全過程中的心得與體會。
教師行為:提供技師論文的格式,書寫論文的注意事項,論文輔導(dǎo)。
根據(jù)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況及教學(xué)設(shè)備在實際使用過程中的效能,指導(dǎo)教師提出改進建議,完成成果評價。
二、成績考核及教學(xué)效果評定
為了嚴把預(yù)備技師的出口關(guān),數(shù)控銑/加工中心預(yù)備技師考評主要有以下內(nèi)容組成:
1.預(yù)備技師理論考試
本著夠用和實用的原則,檢驗學(xué)生對基本理論知識的掌握程度,其內(nèi)容包括機械制圖、機制工藝知識、機械加工、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、數(shù)控原理等知識。
2.編制加工工藝
檢驗學(xué)生分析問題、解決問題的能力。考試內(nèi)容為編寫復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程(包括工序卡、刀具卡、切削用量參數(shù)表等內(nèi)容)。
3.手工編程
檢驗學(xué)生對數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識的掌握程度??荚噧?nèi)容為編寫考試工件的加工程序。
4.CAD繪圖
繪制復(fù)雜零件或裝配圖,考核學(xué)生的計算機繪圖能力及對機械制圖的掌握程度。
5.自動編程
考核學(xué)生造型能力和自動編程能力。
6.數(shù)控技能應(yīng)會考核
完成數(shù)控機床加工技師操作課題,考核學(xué)生的實際動手能力。
7.預(yù)備技師論文答辯
通過預(yù)備技師論文的答辯,考核學(xué)生對預(yù)備技師所需掌握的各項知識的綜合運用能力,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
以上內(nèi)容的1~3項歸納為應(yīng)知考試,所占比例依次為60%、20%、20%。4~6項歸納為應(yīng)會考試,所占比例依次為20%、30%、50%。當(dāng)應(yīng)知、應(yīng)會和論文答辯全部合格后,方可認為預(yù)備技師合格。
[作者簡介]孫芹(1979- ),女,山東威海人,山東英才學(xué)院機械學(xué)院,講師,碩士,研究方向為機械制造、數(shù)控加工。(山東 濟南 250104)
[中圖分類號]G712 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1004-3985(2013)29
當(dāng)今社會機械制造業(yè)的發(fā)展壯大,得益于日趨激烈的市場競爭。面對機遇與挑戰(zhàn),制造業(yè)只有不斷吸收機械、電子、信息及現(xiàn)代企業(yè)管理等多方面的成果,并應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的全過程,才能不斷推出新品,富有競爭力。集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化以及智能化是使傳統(tǒng)制造系統(tǒng)成為信息時代、知識經(jīng)濟時代的先進制造系統(tǒng)的最主要內(nèi)容。目前,在眾多企業(yè)中廣泛應(yīng)用的CAD/CAM技術(shù)是現(xiàn)代先進的計算機技術(shù)成功滲入傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)果。
為使學(xué)生進入企業(yè)后,能夠熟練掌握一門CAD/CAM軟件,盡快適應(yīng)自己的工作崗位,山東英才學(xué)院結(jié)合機制專業(yè)的自身特點,選擇NX(UG)作為CAD/CAM教學(xué)軟件。通過到兄弟院校走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn),在教學(xué)過程中,CAD/CAM單獨作為一門課程一般開設(shè)在第六學(xué)期或第七學(xué)期,雖然該課程設(shè)置的目的是為了起到連接作用,為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和學(xué)生就業(yè)提供好的繪圖工具。但作為一門課程,學(xué)生學(xué)完后,很難做到融會貫通,沒有達到預(yù)期的教學(xué)效果。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,讓枯燥的機械課程變得簡單易懂,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,增強各門課程之間的聯(lián)系。在機制本科的教學(xué)過程中,嘗試運用NX的CAD/CAM一體化功能來輔助教學(xué),實踐表明,這對學(xué)生理解和掌握專業(yè)課程有很大的幫助。
一、NX軟件在“機械制圖”課程中的應(yīng)用——NX 三維造型模塊
“機械制圖”是工科重要的主干專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,在機械工程科學(xué)人才培養(yǎng)體系中占有重要地位。該課程以形體構(gòu)造和圖形表達為核心,以形象思維為主線,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、形象思維能力、圖形表達能力和創(chuàng)新構(gòu)形能力等工程科學(xué)的基本素質(zhì),并為進一步學(xué)習(xí)機械設(shè)計類、機械制造類和工程實踐類后續(xù)課程提供必備的制圖基礎(chǔ)知識與基本技能。
在制圖的教學(xué)過程中,仍以講授為主,部分教學(xué)環(huán)節(jié)借助模型和掛圖等輔助工具,學(xué)生往往是被動學(xué)習(xí),建立空間思維相對困難,學(xué)生普遍反映課程太難學(xué),從而對課程產(chǎn)生了厭倦,降低了學(xué)習(xí)積極性。到了高年級,進入專業(yè)課程學(xué)習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計階段,學(xué)生反而不會畫圖了。畢業(yè)后,進入社會,就業(yè)將更加困難。因此,嘗試將NX軟件引入“機械制圖”課程教學(xué)環(huán)節(jié)。建立機械制圖虛擬模型庫,讓學(xué)生有整體的概念,通過旋轉(zhuǎn)、剖切三維圖形,可以對三維模型進行動態(tài)仿真,讓學(xué)生理解模型各個方向的形狀,增加圖形的直觀性,搭建投影和三維實體之間的橋梁,這樣再來學(xué)習(xí)制圖的投影原理及其他表達方式,將變得非常輕松。同時,NX為參數(shù)化建模,方便對模型進行修改,可以根據(jù)教學(xué)大綱的變化,及時修改模型。可將模型庫上傳到網(wǎng)絡(luò)課程中,學(xué)生自主學(xué)習(xí),大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
二、在“數(shù)控機床編程”課程中的應(yīng)用——NX加工模塊
“數(shù)控機床編程”課程是機械制造本科專業(yè)重要的專業(yè)課程。大部分院校數(shù)控機床編程主要以手工編程為主,講授數(shù)控車床編程和數(shù)控銑床(加工中心)編程。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,手工編程的內(nèi)容也會借助NX軟件,講授自動編程應(yīng)如何實現(xiàn)。如在車削的教學(xué)過程中,相應(yīng)會講解軸類零件、螺紋類零件、綜合實例等自動編程過程,通過手工程序和自動生成程序的對比,學(xué)生對編程有更深刻的理解,更喜歡數(shù)控編程課程,為機床實訓(xùn)打下基礎(chǔ)。
手工編程雖然有不少優(yōu)點,如方便快捷,可以省略很多走空刀的地方,能最大地優(yōu)化加工路徑等。但手工編程無法編制復(fù)雜工件,如非常規(guī)曲面的程序編制,同時手工編程對編程人員有較高的要求,一個點計算錯誤,將會造成嚴重的后果。當(dāng)手工編程無法完成或是編程比較困難的零件,可以通過自動編程完成,NX軟件有強大的數(shù)控加工CAM模塊,包括平面銑削、型腔銑削和深度銑削、固定軸曲面輪廓銑削、多軸銑削和孔加工等,基本可以加工任意復(fù)雜的曲面。NX數(shù)控加工的一般流程為零件3D建模—指定工藝方案—進入CAM環(huán)境—創(chuàng)建程序節(jié)點、創(chuàng)建刀具節(jié)點、創(chuàng)建幾何節(jié)點、創(chuàng)建加工方法節(jié)點—設(shè)定參數(shù)—生成刀軌并驗證—機床后置處理—數(shù)控程序(NC代碼)。
三、在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中的應(yīng)用——NX仿真、裝配和工程圖模塊
“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程主要包括機械原理和機械零件設(shè)計兩部分,以機械原理部分學(xué)習(xí)過程中的四連桿機構(gòu)為例,在學(xué)習(xí)四連桿機構(gòu)時,如果僅僅通過理論講解,學(xué)生對四連桿的運動特性理解的不夠充分,可以利用NX運動仿真模塊,首先通過三維建模,虛擬裝配,設(shè)定連桿,設(shè)定驅(qū)動,完成平面四連桿機構(gòu)的三維動畫運動仿模擬。
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程學(xué)完后,要進行課程設(shè)計。以減速器課程設(shè)計為例,學(xué)生要完成減速器裝配圖及零件圖的繪制。給定參數(shù)后,如果學(xué)生憑空想象,采用二維軟件即使完成了減速器的裝配圖,并拆畫零件圖,也不知道所繪制的減速器各零件間是否會產(chǎn)生干涉,能否保證加工后的零件能夠安裝。因此,可以利用NX的裝配模塊,將所設(shè)計的減速器零部件進行裝配,通過仿真建模,查看各個零部件之間是否存在干涉,為后續(xù)加工的零件的順利裝配打下基礎(chǔ)。并且,NX軟件可以將三維模型轉(zhuǎn)換為二維工程圖形。如果零部件模型尺寸進行了修改,裝配圖形也會自動做相應(yīng)的修改。
四、在本科畢業(yè)(論文)設(shè)計中的應(yīng)用——NX 綜合運用
畢業(yè)(論文)設(shè)計是每個本科生畢業(yè)前要完成的最重要的一項任務(wù)。機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的本科畢業(yè)生主要從事的工作崗位為:數(shù)控機床操作崗位(數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機床的機床操作工),數(shù)控工藝技術(shù)崗位(數(shù)控加工工藝設(shè)計師、數(shù)控工藝文件管理員、數(shù)控程序編寫技術(shù)員、電腦繪圖員等),普通機電設(shè)備設(shè)計師助理等技術(shù)工作崗位,這些崗位的共同特點是動起手來能干活,拿起電腦可設(shè)計。因此,畢業(yè)設(shè)計對他們來說尤其重要,畢業(yè)論好了,進入企業(yè)后,就能更快適應(yīng)工作崗位。
在教學(xué)過程中,為實現(xiàn)應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo),減少理論型、研究型論文,要求畢業(yè)論文題目需“來自企業(yè)”,即學(xué)生的畢業(yè)論文內(nèi)容既要包含設(shè)計又要包含制造,而且學(xué)生必須在數(shù)控機床上至少加工出畢業(yè)論文中的一個中等復(fù)雜的零件,若能借助NX軟件,自動生成數(shù)控加工程序,并對刀路和程序進行優(yōu)化,會起到事半功倍的效果。通過畢業(yè)設(shè)計,讓學(xué)生掌握機械零件從設(shè)計到制造的全過程,為工作后以最短的時間適應(yīng)企業(yè)要求奠定基礎(chǔ)。
五、在機制專業(yè)各種大賽中的應(yīng)用――NX 提升
雖然將NX軟件融入多門專業(yè)課程的教學(xué)過程,使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大提高了,教學(xué)效果明顯,但由于課時的限制, NX軟件強大的功能模塊,教學(xué)過程不可能面面俱到,很多模塊不能深入講解,一般是按照一定的講課模式完成教學(xué)任務(wù)。
教學(xué)過程中理論講解的思路和方法肯定與實際工作有一定的差距。針對學(xué)生的不同要求,鼓勵學(xué)生參加競賽來提高自己的能力。主要組織學(xué)生參加山東省數(shù)控大賽、山東省機電產(chǎn)品設(shè)計大賽和全國3D大賽等。在每項技能競賽中,都要求學(xué)生完成真實的產(chǎn)品,大賽的環(huán)境更接近于真實的工作環(huán)境,通過參加不同類型的大賽,學(xué)生會對NX軟件更加的熟悉,對自己感興趣的模塊有更深刻的了解。同時,大賽能拓寬學(xué)生的視野,提高團隊合作精神,提升自身的設(shè)計、制造和創(chuàng)新能力,拓寬將來的就業(yè)范圍,提高了就業(yè)機會。教師通過指導(dǎo)大賽,與學(xué)生進行溝通,更了解學(xué)生的想法。通過參加大賽,與其他院校進行交流,相互借鑒,獲得更多的信息,把握更新的教學(xué)理念,并不斷滲透到自己的教學(xué)過程中,使教學(xué)更貼近實際,使本來枯燥的課堂變得更加生動。技能大賽可以讓學(xué)生認識到學(xué)習(xí)中的不足,明確自己的學(xué)習(xí)方向。
把NX(UG)軟件應(yīng)用于機制本科“機械制圖”“數(shù)控機床編程”“機械設(shè)計基礎(chǔ)”等課程中,使學(xué)生感覺枯燥、難懂專業(yè)課程變得生動、易懂、易學(xué),學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到了提升,學(xué)習(xí)積極性得到了提高,同時,在本科畢業(yè)(論文)設(shè)計和各種大賽中,充分合理地選用NX軟件的相應(yīng)模塊,滿足了不同層次、不同要求的學(xué)習(xí)需求,教師更容易了解學(xué)生,可使教學(xué)更能滿足學(xué)生的需求,更能貼近社會實踐的要求。學(xué)生上學(xué)期間打下的堅實基礎(chǔ),也為今后的就業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
[參考文獻]
[1]程德蓉,何玉林,李彩霞.基于CBR的“CAD/CAM技術(shù)-UG”課程的教學(xué)改革[J].教育與職業(yè),2011(6).
[2]焦麗麗.UG軟件用于機械專業(yè)課程的教學(xué)改革[J].裝備制造技術(shù),2008(12).
[3]嚴潮紅,夏建生,王旭華,等.基于UG NX的工程本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)[J].鹽城工學(xué)院學(xué)報:社會科學(xué)版,2010(3).
1 概述
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品,近年來,國家大力發(fā)展數(shù)控技術(shù),數(shù)控技術(shù)在機床上得到廣泛應(yīng)用,鐵路輪對的日常維修加工目前廣泛采用數(shù)控不落輪鏇床來完成,在不拆卸機車車輛輪對的情況下進行鏇輪踏面加工,加工誤差小,因此車輪的鏇修效率得到大大提高,節(jié)約了維修成本和鏇修時間。
2 不落輪鏇床數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 硬件結(jié)構(gòu):
不落輪鏇床數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由數(shù)控單元NCU561.4及SIMODRIVE611D驅(qū)動模塊; OP010C(MMC103和PCU50服務(wù)器)和MCP操作控制單元;S7-300PLC 模塊;4個1FK7三相數(shù)字伺服電動機,micromaster440變頻器,三相異步驅(qū)動輪電機等部件組成,系統(tǒng)的各個部件通過現(xiàn)場總線PROFIBUS聯(lián)接。連接結(jié)構(gòu)如圖1:
圖1:鏇床硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)系圖
2.2 軟件結(jié)構(gòu)
SINUMERIK 840D軟件包括Windows xp 操作系統(tǒng),NC 軟件和HMI軟件,PLC軟件。
2.2.1WindowsXP操作系統(tǒng):
系統(tǒng)安裝在PCU上,實際相當(dāng)于單獨的計算機,NC 軟件和HMI 軟件安裝在Windows NT操作系統(tǒng)上使用。
2.2.2 NC 軟件:
SINUMERIK 840D通過特殊處理, NC軟件與PCU計算機WindowsXP 操作系統(tǒng)可以實時運行。從而使得操作PCU即可實時控制NCU程序,實現(xiàn)同步控制的功能。論文格式。主要用于切削輪對程序控制,其主要功能有:
控制機床各部件靈活協(xié)調(diào)工作
監(jiān)測群組模式下各通道的狀態(tài)
x,z坐標(biāo)方向動態(tài)控制
可編寫快速響應(yīng)程序
可編寫各部件同步動作程序
選擇優(yōu)化地址和時間
各種曲線插補方法
電子齒能
刀具,螺紋間隙,象限補償功能
測量功能
高級編程語言的編譯功能
2.2.3 HMI advanced軟件
鏇床采用HMI advanced軟件進行操作,他是運行在Windows NT系統(tǒng)下的應(yīng)用程序,為用戶提供了友好的操作界面,用于編程控制。如圖示:
圖2:HMI advanced啟動后界面
通過操作HMI advanced軟件,可以實現(xiàn)鏇床以下功能
編寫輪對廓型加工程序
執(zhí)行部件程序
手動控制操作鏇床
讀寫程序數(shù)據(jù)
編輯程序數(shù)據(jù)
顯示處理故障
設(shè)定鏇床參數(shù)
建立與PLC,NC等控制系統(tǒng)通信
2.3.4 PLC軟件
PLC用戶程序通過安裝在PCU上的STEP 7軟件進行監(jiān)控和操作,也可以使用專門的程序編程器來進行編程,PLC程序主要用于控制鏇床驅(qū)動輪,軸箱支撐,液壓系統(tǒng)等部件動作的自動控制。
3 不落輪鏇床數(shù)字控制程序
3.1 不落輪鏇床加工程序:
加工要求按照鐵路輪對踏面廓型進行切削加工,車輛輪對通過軸箱定位,利用4個驅(qū)動輪對驅(qū)動輪對主軸旋轉(zhuǎn),伺服電機驅(qū)動軸線方向刀具走向,加工出符合國家TB的標(biāo)準廓型。鏇床主驅(qū)動輪采用PLC控制變頻器,實現(xiàn)4個主驅(qū)動輪的調(diào)節(jié)??刂七^程如圖1:NCU是機床控制中心,包括PLC和NC兩部分,通過PROFIBUS 與PLC ET200擴展模塊和變頻器進行實時通訊,通過MPI與NCU聯(lián)接通訊,手操盤和測量探頭直接聯(lián)接在NC上。
鏇床加工過程中,NC按照編寫的數(shù)控加工程序執(zhí)行指令,所有裝載,測量,切削,卸載均采用NC程序自動執(zhí)行操作,加工流程如圖3示。
圖3 :鏇輪加工流程
車輪加工工藝:
3.2 閉環(huán)控制原理
不落輪鏇床刀具進給控制和驅(qū)動輪電機速度控制采用閉環(huán)控制系統(tǒng),使用用增量式光電編碼器檢測裝置,該裝置安裝在伺復(fù)電動機上,用來檢測伺服電機的轉(zhuǎn)角,推算出工作臺的實際位移量,編碼器發(fā)出正弦/余弦模擬電平1Vpp (2048脈沖)的反饋信號,信號反饋到NCU裝置的比較器中,與程序指令值進行比較,用差值進行控制,如圖所示:此系統(tǒng)控制精度可以達到0.1mm.可以滿足鏇床切削加工的需要,此外該系統(tǒng)穩(wěn)定性能良好,測試維修比較容易。論文格式。
圖5:閉環(huán)控制原理
影響閉環(huán)控制加工系統(tǒng)精度的因素:
a 電機絲桿每轉(zhuǎn)編碼器采集到的信號數(shù)量,數(shù)量越多,精度越高。
b.安裝調(diào)試編碼器檢測裝置的工藝,
c.The multiplication of the encoder signals 編碼器信號
d.電流和速度控制器取樣時間,取樣時間越短,精度越高。論文格式。
4 結(jié)束語
機床數(shù)字控制技術(shù)是國際先進機床生產(chǎn)技術(shù),也是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基石。近年來,國內(nèi)數(shù)控機床工業(yè)與世界數(shù)控機床工廠不斷深入合作,研制出各種高精度,高技術(shù)含量的數(shù)控機床設(shè)備,數(shù)控機床制造業(yè)得到蓬勃發(fā)展。
參考文獻:
1. SIEMENSE . SINUMERIK 840D/840Di/810D RemoteDiagnosis Description of Function .
2. Hegenscheidt. Operation Manual for the U2000Underfloor Wheel Lathe.
《數(shù)控加工技術(shù)》是職業(yè)學(xué)?!皺C械制造工藝與設(shè)備專業(yè)”的主干課程。我們承擔(dān)了“《數(shù)控加工技術(shù)》課程教學(xué)改革方案”教改課題。在課題中強調(diào)了加強數(shù)控編程能力,相對淡化數(shù)控機床結(jié)構(gòu),滲入專業(yè)英語教學(xué),加強實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié),提高學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。為了確認方案的實施效果,我們在教學(xué)中使用了該方案,并對實施的前后過程進行了分析研究。
一、教改實施前的準備
(一)授課計劃的制定
我們承擔(dān)了三年制國家級示范性專業(yè)(機械制造工藝與設(shè)備“先進制造技術(shù)”方向)學(xué)生的《數(shù)控加工技術(shù)》課程教學(xué)任務(wù)。根據(jù)教改后的教學(xué)大綱,結(jié)合現(xiàn)有實驗設(shè)備和實驗設(shè)備使用原則,我們制定了新的授課計劃。相對教改之前增加了實驗內(nèi)容、手工及自動編程內(nèi)容,相對淡化數(shù)控機床結(jié)構(gòu)分析。時間安排上也作了調(diào)整,以前將數(shù)控車床的編程放在一起講,講完之后再講數(shù)控銑床的編程,同學(xué)們很容易遺忘前面學(xué)的車床編程內(nèi)容?,F(xiàn)在,將編程分為基礎(chǔ)篇和提高篇,將數(shù)控車床和數(shù)控銑床穿插在其中,不斷地提高學(xué)生的編程能力。
(二)教學(xué)內(nèi)容的準備
因為教學(xué)大綱和授課計劃作了充分調(diào)整,本學(xué)期我們重新對課程內(nèi)容進行備課。講稿內(nèi)容中增加了專業(yè)英語,從原版的數(shù)控教材中摘錄了一些數(shù)控知識,對數(shù)控專業(yè)詞語也作了英語注釋
二、教改實施
(一)采用行為導(dǎo)向的教學(xué)方式
我們盡量采用行為導(dǎo)向的教學(xué)方式.讓學(xué)生有更多自主學(xué)習(xí)的機會。在開學(xué)之初,將授課計劃發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生知道本學(xué)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進度,對于認真學(xué)習(xí)的同學(xué),可以讓他們做到課前預(yù)習(xí)。另外,還采用了布置自行研究課題的形式,在教學(xué)中部分采用以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)方式,結(jié)合一些多媒體的教學(xué)方法進行編程知識的教學(xué),并加強實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié),采用傳、幫、帶的方式進行實踐教學(xué)。
(二)自行研究課題
在學(xué)期開學(xué)初,我們就將課題內(nèi)容公布給學(xué)生,并告知學(xué)生如何做、為何要做。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的同時,能夠在課外翻看一些數(shù)控資料,在課余老師還曾帶學(xué)生去上海新國際展覽中心觀看工業(yè)設(shè)備展覽。期中,讓已經(jīng)做好課題論文的學(xué)生在課前用5分鐘左右時間向同學(xué)介紹,期末時全部上交規(guī)定字數(shù)的小論文。自行研究課題讓學(xué)生學(xué)會了收集資料、使用資料,學(xué)會了專業(yè)論文的書寫方式,更重要的是使他們了解了數(shù)控加工技術(shù)的最新發(fā)展方向,并激發(fā)部分同學(xué)對數(shù)控的學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生在課外積累數(shù)控相關(guān)知識,擴大知識面,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。
(三)在教學(xué)中逐步滲透以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)
《數(shù)控加工技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容較新,技術(shù)發(fā)展較快,但因為班級學(xué)生人數(shù)很多(每班有50左右的學(xué)生),也因為傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式在學(xué)生心中根深蒂固,教學(xué)作大規(guī)模的改變也許會影響教學(xué)效果,所以,我們只在幾次課堂教學(xué)中選部分內(nèi)容進行試點。通過幾次嘗試,學(xué)生的積極性有所調(diào)動,課堂氣氛活躍了許多。上臺講解既能鍛煉學(xué)生的表達能力,又能使教師了解學(xué)生對知識的掌握程度。
(四)加實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)
實驗、實訓(xùn)一直是深受學(xué)生喜歡的教學(xué)環(huán)節(jié).學(xué)生確實在這一環(huán)節(jié)能鞏固數(shù)控加工知識并進一步學(xué)到一些實踐知識。我們以行為導(dǎo)向的教學(xué)模式為依據(jù),盡量多為同學(xué)提供自我參與的機會。
(五)改善教學(xué)評價系統(tǒng)
【基金項目】遼寧省教育科學(xué)規(guī)劃培育課題;遼東學(xué)院教育教學(xué)質(zhì)量評價專項課題。
【中圖分類號】G42 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)08-0221-02
1.前言
《數(shù)控技術(shù)與編程》是“數(shù)控加工技術(shù)”專業(yè)的一門主干課程,不但需要掌握一定的理論知識,還需要掌握較高的實踐操作知識。國內(nèi)多所職業(yè)院校數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)都經(jīng)歷了一系列教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整以及教學(xué)方法的改革,目的是盡快培養(yǎng)出能勝任數(shù)控工藝編程工作崗位的數(shù)控操作人才。目前,國內(nèi)大大小小企業(yè),新進設(shè)備多為數(shù)字控制,急需能快速上崗的數(shù)控操作人員。另外,圍繞教改內(nèi)容和教學(xué)方法,針對數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)學(xué)生進行了《數(shù)控技術(shù)與編程》課程學(xué)習(xí)情況問卷調(diào)查,學(xué)生對該課程內(nèi)容感興趣者較多,希望能多安排實訓(xùn)內(nèi)容、增加數(shù)控自動編程等實踐內(nèi)容[1-4]。因此,從社會對數(shù)控操作人員的需求以及學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的渴求來看,強化實踐能力培養(yǎng)的數(shù)控技術(shù)教學(xué)改革具有一定的現(xiàn)實意義。
2.數(shù)控技術(shù)教學(xué)改革
2.1理論教學(xué)的改革
根據(jù)《數(shù)控技術(shù)與編程》課程教學(xué)內(nèi)容要圍繞基礎(chǔ)性、實用性、時效性和新穎性的要求,對《數(shù)控技術(shù)與編程》理論教學(xué)內(nèi)容進行了嘗試性的調(diào)整。教材以講明基本概念、基本原理為度,刪除一些計算過程繁鎖、理論性太強以及過時的、崗位實用性較低的內(nèi)容。比如,刪除復(fù)雜曲線的數(shù)學(xué)處理內(nèi)容,刪除穿孔紙帶等過時內(nèi)容;結(jié)合目前的數(shù)控技術(shù)的實際應(yīng)用,增加自動編程方面內(nèi)容。同時增加實踐技能性強的教學(xué)內(nèi)容,并將教材中內(nèi)容接近的部分進行合并。針對數(shù)控加工技術(shù)專業(yè),將數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)、數(shù)控車床、銑床、加工中心、計算機輔助編程進行合并;對于模具設(shè)計與制造專業(yè),將數(shù)控車床、銑床、加工中心編程、數(shù)控電火花、線切割機床編程進行合并。這樣,《數(shù)控技術(shù)與編程》課程教學(xué)內(nèi)容的安排就體現(xiàn)了系統(tǒng)性、完整性、科學(xué)性和先進性,同時注重汲取近期先進制造技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的最新研究成果,注重知識的前后連貫,注重基礎(chǔ)知識的完整性。
2.2 實踐教學(xué)的改革
為了建設(shè)好實踐教學(xué)體系,與使之與理論教學(xué)體系互相聯(lián)系、相互融合,豐富數(shù)控技術(shù)教學(xué)的實踐教學(xué)內(nèi)容,通過實際調(diào)研研究,建立了《數(shù)控技術(shù)與編程》課程的實踐教學(xué)體系,即課程實驗──數(shù)控機床操作實訓(xùn)──綜合實踐訓(xùn)練[5]。
(1)課程實驗
開設(shè)數(shù)控機床結(jié)構(gòu)實驗,使學(xué)生了解數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu);開設(shè)數(shù)控編程實驗,使每個學(xué)生獨立完成數(shù)控車床、數(shù)控銑床的編程訓(xùn)練;利用計算機輔助編程(自動編程)完成復(fù)雜形狀零件自動編程訓(xùn)練;通過編程訓(xùn)練使學(xué)生掌握數(shù)控編程的方法和技巧。
(2)數(shù)控機床操作實訓(xùn)
學(xué)生進行數(shù)控車床、銑床和加工中心實際操作訓(xùn)練,讓學(xué)生掌握數(shù)控機床、加工中心的程序輸入、刀具參數(shù)設(shè)置、機床調(diào)整、機床維護知識,使學(xué)生能夠操作數(shù)控機床并加工出合格零件,培養(yǎng)學(xué)生操作機床的基本技能。
(3)綜合實踐訓(xùn)練
學(xué)生自己選擇中等復(fù)雜程度的零件,分析零件結(jié)構(gòu)、制訂工藝過程、工藝路線,選擇數(shù)控機床、刀具、夾具等,編制加工程序,自己動手操作加工出零件,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識解決實際問題的能力。
2.3數(shù)控技術(shù)考核改革
融入職業(yè)技能考核,實行“雙證制”教育。將學(xué)歷教育融入職業(yè)技能鑒定內(nèi)涵,將課程教學(xué)全面覆蓋職業(yè)技能鑒定標(biāo)準所包含的全部知識。在課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進度安排和教學(xué)質(zhì)量評價等方面為學(xué)生獲得職業(yè)資格證書提供可靠的保障,突出職業(yè)能力培養(yǎng),實施“雙證制”教育[6]。具體做法是:理論教學(xué)課程綜合相應(yīng)工種應(yīng)該掌握的知識,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)融合相應(yīng)工種的技能部分,通過正常的理論和實踐教學(xué),達到相應(yīng)工種的職業(yè)技能鑒定標(biāo)準,經(jīng)過考試與鑒定,獲得相應(yīng)工種的職業(yè)資格證書,實現(xiàn)職業(yè)資格“零培訓(xùn)”,實現(xiàn)技術(shù)工人的“零距離上崗”。
3.成效分析
《數(shù)控技術(shù)與編程》教學(xué)改革之后,分別對05級和06級數(shù)控技術(shù)專業(yè)部分學(xué)生進行問卷調(diào)查,得到了一定的信息反饋(Z0501班24份、Z0502班21份、Z0605班30份、Z0606班32份)。經(jīng)過匯總整理后得到教改前和教改后的學(xué)生對《數(shù)控技術(shù)與編程》課程改革的態(tài)度,如表1所示。
表1數(shù)控技術(shù)與編程教學(xué)改革前后比較
由表1中可以看出,教學(xué)改革得到學(xué)生的認可,課程內(nèi)容的安排更趨合理,學(xué)生對課程內(nèi)容的興趣大幅度的提高。通過一系列的教改實踐,針對數(shù)控加工技術(shù)的特點,突出面向綜合應(yīng)用、加強工程實踐環(huán)節(jié)的原則,形成了該課程的總體結(jié)構(gòu)框架,收到了良好的效果。
由于本次教改側(cè)重數(shù)控工藝編程能力的提高。從平時作業(yè)、期末考試、期末實訓(xùn)中學(xué)生對知識點掌握的程度比較分析,強調(diào)實踐教學(xué)后,學(xué)生的知識掌握比以前扎實,能將所學(xué)知識運用到實踐操作中。教改之前,學(xué)生在期末的考試中對編程題的失分率高達32%,考試成績不太理想。教改之后,學(xué)生在考試中編程題的失分率下降到8%,學(xué)生編程時能主動考慮工藝問題,大大提高了所編程序的實用性。
4.結(jié)論
目前,高職院校都在進行相應(yīng)的教學(xué)改革和課程改革,目的是培養(yǎng)學(xué)生能快速勝任數(shù)控操作崗位。而《數(shù)控技術(shù)及編程》是高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門主干專業(yè)課,具有實踐性強的特點。論文以培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)控設(shè)備基本編程技能為目標(biāo),進行了《數(shù)控技術(shù)與編程》課程的教學(xué)改革、考核改革。通過強化實踐教學(xué),提高了學(xué)生的實踐能力;通過改革課程群的教學(xué)內(nèi)容和形式,融入了職業(yè)技能考核方法,形成了新的教學(xué)體系,實行“雙證制”教育體制,獲得了良好的教學(xué)效果。
參考文獻:
[1]孫海濱,宮衍香.理論力學(xué)教學(xué)改革的實踐與探索[J].高等理科教育.2007.5:94-96
[2]陳書法,張南喬,張淑蘭.《機床數(shù)控技術(shù)》教學(xué)改革的探索與實踐[J].高教論壇. 2005.12(6):126-127。
[3]李謨樹,張鐘,覃嶺,周華.數(shù)控技術(shù)一體化課程教學(xué)改革的探索與實踐[J].順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2006.6(1):81-83
[4]郭劍.關(guān)于校級實驗教學(xué)質(zhì)量評價體系的思考[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2010(8):126-127
[5]董德民.經(jīng)管類創(chuàng)新應(yīng)用型實驗教學(xué)體系的構(gòu)建與實踐[J].中國科技信息, 2009(15): 244-245
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,特別是制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,數(shù)控機床在我國的應(yīng)用也越來越廣泛。為企業(yè)培養(yǎng)合格的數(shù)控操作工已成為職業(yè)學(xué)校的一個重要任務(wù)?!稊?shù)控車床編程與操作項目教程》作為數(shù)控專業(yè)的一門專業(yè)主干課程,課程中包含的理論知識繁雜、抽象,并且與機床的實際操作緊密相連。在教學(xué)中教師授課難,學(xué)生疑問多,傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往事倍功半。那么利用教學(xué)多媒體課件,把老師難以陳述,學(xué)生難以理解的知識用多種媒體形式表現(xiàn)出來,能否解決教師難教、學(xué)生難懂問題,從而提高整個課程的教學(xué)效果?我校在已開發(fā)多媒體課件的基礎(chǔ)上選擇若干班級進行多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的比較。
一、試卷分析:
本次試卷共4項,填空題、選擇題、判斷題和編程題。其中,填空題、選擇題、判斷題主要考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,如指令的基本功能、循環(huán)的參數(shù)含義等。編程題主要考察學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。如工藝的編排、基點坐標(biāo)的確定、工藝參數(shù)的選擇等。考試時間90分鐘,考試難度中等偏上。
二、考試結(jié)果分析
參加考試的兩個班級是平行班,學(xué)生入學(xué)成績相當(dāng),開設(shè)本課程之前所學(xué)文化課和專業(yè)課相同,任課教師相同。上本課程時是同一教師任教,其中,0705班采用多媒體課件輔助教學(xué),0706班采用傳統(tǒng)教學(xué)手段教學(xué)。免費論文,傳統(tǒng)教學(xué)。表一是考試所得數(shù)據(jù)。
由表一可知:0705班及格38人,及格率84.4%;80分以上13人,優(yōu)秀率28.89%。均分72.8;30-39分數(shù)段為2人,占4.44%;40-49分數(shù)段為3人,占6.67%;50-59分數(shù)段為3人,占6.67%;60-69分數(shù)段為8人,占17.78%; 70-79分數(shù)段為17人,占37.78%;80-89分數(shù)段為9人,占20%;90-99分數(shù)段為4人,占8.89%。
隨著我國加入世界貿(mào)易組織及改革開放的進一步深入,中國已經(jīng)成為世界制造業(yè)的大國,陳舊的制造設(shè)備正在被高精度、高效率、高柔性化的數(shù)控設(shè)備所取代,因此,制造業(yè)的競爭在一定程度上就是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控技術(shù)的普及使企業(yè)急需大批的數(shù)控編程及操作人員,然而目前數(shù)控人才奇缺,特別是具備綜合基本知識、能解決數(shù)控技術(shù)工程實際問題的人員更為奇缺。這嚴重地制約了數(shù)控設(shè)備的使用和利用率,影響了企業(yè)的競爭能力。因此,數(shù)控人才的培養(yǎng)已迫在眉睫。作為培養(yǎng)生產(chǎn)一線的數(shù)控人才的中職學(xué)校必須順應(yīng)這個歷史潮流,利用這樣一個大好的發(fā)展機遇,培養(yǎng)大批在生產(chǎn)一線從事數(shù)控加工編程、操作)juar及設(shè)備的維修、維護等工作的技術(shù)技能型人才。
一、明確中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),高度重視職業(yè)技能鑒定,嚴把質(zhì)量關(guān).
(一)中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的學(xué)生來源大部分是初中畢業(yè)生,入學(xué)前文化基礎(chǔ)知識普遍較差,能力參差不齊,他們在數(shù)控機床的應(yīng)用過程中,主要面臨著操作、編程及維修(主要是維護)三大問題。因此,我們必須明確,中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)是熟練掌握數(shù)控機床的操作、編程及維護技術(shù)的生產(chǎn)一線的技術(shù)工人。
(二)職業(yè)技能鑒定是對操作者所具備的理論知識與技能水平的一個全面鑒別認證的過程,近年來,數(shù)控專業(yè)的職業(yè)資格證書已成為求職者的敲門磚和用人單位用工的首選。不可否認,我國的職業(yè)資格證書制度還不成熟,有待完善,雖然技能鑒定的通過率很高,但在知識與能力結(jié)構(gòu)方面仍然不能真正地滿足企業(yè)等用人單位的要求。因此,中職學(xué)校在追求職業(yè)資格證書達標(biāo)率的同時,必須嚴把教學(xué)與實踐質(zhì)量關(guān),真正做到名副其實。
二、注重基礎(chǔ)知識、基本技能以及傳統(tǒng)的金工實習(xí),突出數(shù)控教學(xué)中的重點和難點內(nèi)容。
我們知道,普通機床經(jīng)過改造,加上數(shù)控系統(tǒng)和必要的電路、液壓、氣路等,便可成為數(shù)控機床,但其本質(zhì)仍然屬于機械加工范疇。因此,作為數(shù)控專業(yè)的操作人員,不僅要掌握數(shù)控編程、數(shù)控機床操作技能及其維護保養(yǎng),還需掌握普通機床的基礎(chǔ)知識和基本操作技能。目前,在數(shù)控專業(yè)的實習(xí)教學(xué)中存在著這樣一種誤區(qū),認為隨著機床數(shù)字化程度的不斷提高,傳統(tǒng)的車、銑、鍛、磨、刨的金工實習(xí)的教學(xué)要求可以隨之降低。例如刀具(車刀、銑刀等)的刃磨在普通金工教學(xué)中是非常重要且必須掌握的基本技能,如果數(shù)控專業(yè)的學(xué)生缺乏這種能力,絕對會發(fā)育不良。可以想象一下,如果數(shù)控機床的操作人員連刀具都不會刃磨、切削用量不會選擇、制造工藝、安裝和定位都不懂,他將如何操作數(shù)控機床加工出合格的產(chǎn)品?我認為,數(shù)控機床的實習(xí)最好安排在普通機床實習(xí)之后,實習(xí)
由于學(xué)生在普通機床上實習(xí)過,有一定的普通機床的基礎(chǔ),這樣,教師在講授數(shù)控機床的編程和加工特點時,可以和普通機床進行比較,分析它們的異同點,這會使得學(xué)生更容易理解,同時也可提高他們的學(xué)習(xí)積極性。目前,在國內(nèi)的企業(yè)生產(chǎn)中以日本的法納克(fanuc)和德國的西門子(sie慨ns)兩種數(shù)控系統(tǒng)居多,學(xué)校的教學(xué)也有華中數(shù)控和廣州數(shù)控等系統(tǒng)。不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)上有所不同,在教學(xué)中應(yīng)強調(diào)這一點,并提出其共性部分的特征,以提高學(xué)生的適應(yīng)性。在數(shù)控系統(tǒng)的基本操作中,要突出對刀、取刀補及程序錄入的操作。因為對刀及取刀補的準確度直接影響到零件的加工精度,而加工程序又是數(shù)控機床得以運行的關(guān)鍵。在數(shù)控編程的教學(xué)中強調(diào)加工程序的工藝優(yōu)化和保證加工精度的方法,選擇最佳的切削參數(shù)。
對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。數(shù)控機床在加工前,要進行對刀。對刀的準確性決定了零件的加工精度,同時,對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。通過指導(dǎo)學(xué)生數(shù)控實訓(xùn)發(fā)現(xiàn),學(xué)生普遍有這種觀點:數(shù)控機床的操作并不難,難就難在對刀。讓學(xué)生掌握簡便、實用、有效的對刀方法,是數(shù)控教學(xué)中的重中之重。
三、利用網(wǎng)絡(luò)和仿真等軟件組織教學(xué),以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。