时间：2022-12-06 15:46:58
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇数控系统实训总结，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：数控；改革；教学
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）08-0109-01
一、数控教学改革的目标
随着制造业的飞速发展，数控设备以其先进的技术优势正在逐步取代传统的机械加工设备，社会迫切需要一大批能面向生产第一线的高素质技能型数控人才。我们学院数控技术专业为了适应市场要求，以就业为导向，对数控专业的教学进行改革，投入人力物力购买数控机床，重点培养学生数控加工编程与操作、数控加工工艺编制、CAD/CAM操作、数控机床故障诊断与维护的能力，以培养高级数控操作工、数控编程人员、数控机床维修人员等为目标。
二、数控教学改革措施
（一）教学内容改革
数控专业普遍存在的一个问题，就是课程设置与课程内容不能满足企业的需要，教学与实际工作需要脱离。为了改变这种局面，我们在课程体系中提高实践教学比例，对传统的基础课、专业基础课与专业课的教学内容按照“够用”的原则进行综合化的整合，将理论与实践渗透融合，强调知识间的联系。
数控是一门实践性非常强的课程，不仅在课堂上为学生灌输专业知识，更应该为学生提供良好的实践教学环境。在此理念的驱动下，教委及学校投资兴建数控技能实训中心，购进数控车床、铣床、加工中心等，为学生提供了良好的实训基地。通过课程体系改革，将实践课程的比例提高至40%，将理论教学过程中的某些教学环节也放到实训室进行，在理论学习的同时，学生可以看到实物和实际操作，加深对知识的理解。
为了使学生在一开始就对自己所学专业及今后就业有所了解，在第一学年增设一周认知实训，带领学生去工厂各个生产车间参观，对每个车间所需掌握的专业知识进行介绍，提高学生今后专业知识学习的积极性。
（二）教材改革
1、教材中所讲解的内容要尽量和学校所配备的设备相符合。比如，当前市场上关于高职高专的数控加工及编程的教材有很多，内容也是围绕数控机床编程和操作两个方面来讲解的，但讲解时所采用的数控系统是各不相同的，如FANUC数控系统、SINUMERIK数控系统、华中数控系统、广州数控系统等。不同数控系统在编程指令的使用和机床操作上会有些区别。如果教材和学校所配备的数控系统不吻合，可能会使学生混淆不清，严重的将会导致理论教学和实践教学脱节，学生不能适应，达不到教学目标。
2、教材的内容要能满足实际应用需要，难易程度适中。数控专业实践性较强，而且是针对高职高专开设的，内容的难易程度要适中，较强的理论性内容不宜较多。例如，数控原理、数控插补计算等理论性强的知识不宜过多。
（三）教学方法的改革
1、项目教学法。在数控专业中一些课程采用师生共同完成一个项目的教学方式。进行的过程可分为项目设定、项目分析、项目实施、项目测评四个过程。首先由教师提出一个项目，将针对学生的实际水平教学内容与教学目标都包含在任务中，由学生独立完成，教师在必需时进行监督和指导，最后进行项目的展示与交流，有教师、学生、项目组共同对项目进行评价，教师对整个项目活动进行总结。
采用项目教学法，如何合理的选择教材，如何在设计项目时将职业技能鉴定标准融合进项目，都是在今后的教学过程中需要进一步探讨及研究的内容。
2、案例教学法。采用案例教学法能提高学生的学习兴趣，是在教师的指导下，学生按照教师的安排与讲授去得到一个结果，最终得到的这个结果后能进行展示及自我评价。这种教学方法中，教师将不再是教学的主导者，而是引导者。这种教学方法一般在数控操作实训过程中使用。
3、其他教学法。采用计算机辅助教学法，可给学生产生强烈的视觉感官效果，达到吸引学生注意力的目的。而实物模型教学法则是将学生带到实物前进行讲授，比如在讲抽象的数控传动结构、机床典型部件等，就将授课地点置于实训室。
（四）考核方式的改革
传统的书面考核方式不能完全反映学生的实际操作与创新能力，在本专业中，采用课业考试为主，多种考核方式并存的方法，以此来全面衡量学生的学业情况。针对不同的课程采用不用的考核方式，比如，对于数控加工编程与操作，我们采用“操作+上机编程+试卷”的考核方式，而CAD/CAM技术则采用“技能测试+作品分析”的考核方式。
（五）融入职业技能改革，实现“双证”教育
在课程结构、教学内容、教学进度安排和教学质量评价等方面为学生获得职业资格证书提供可靠的保障，突出职业能力培养，实施“双证制”教育。在相关课程结束后，组织学生参加国家职业资格考证，以此来提高学生今后的就业竞争力。
三、总结
数控专业应该实践与理论并重，在教学过程中，理论与实践应穿行，避免时间间隔过长，出现学生对知识的遗忘的现象。通过不断的教学实践，总计经验，不断探索，将经验用于教学，使教学内容与企业需求相联系，为社会培养适合的人才。
参考文献：
［1］张福荣.高职高专数控人才培养方案探讨［J］.现代企业文化,2009,(2).
［2］付桂环.谈数控专业以工作为导向的教学改革［J］.辽宁高职学报,2009,(4).
关键词：数控模拟软件；机床加工；课堂教学
数控模拟软件也会给数控教学带来了一些意想不到的困难。我总结如下：
一、合理安排课堂知识
一般课堂教学分为三部分：（1）基础部分，主要讲解模拟软件的操作及使用，这一部分是教授的基础，也是教学的重点；（2）提高部分，主要讲解数控系统的编程与输入，进一步帮助学生加强在不同数控系统下编程方法的理解和在不同数控机床的应用；（3）拓展部分，主要讲授国外嵌入式数控系统中的SIEMENS系统和FANUC系统中的数控车床的编程与操作方法，扩大学生的知识面，提高学生的动手操作能力。
二、恰当的授课时间
机床加工模拟教学，一般是在二年级的下学期，在已讲授完各个专业基础理论课，并且在普通机床上实习一段时间后，在进行模拟软件的讲授，这时学生上机则利用数控加工模拟软件来解决实训中遇到的困难，如，刀具的安装、毛坯的装夹、机床调试等，这就要求每次在上课前，教师都要利用教师机结合课堂上的投影仪进行演示，并在学生上机过程中进行详细指点，学生要在计算机上利用数控加工模拟软件独立进行程序的录入和修改、刀具的选取、工件的调试和安装等操作。
三、讨论如何选择软件
《数控技术》是全日制普通工科高校机电专业必修的一门专业课程，其教学内容包括数控机床的组成和工作原理，数控编程和加工，数控机床的故障诊断和维修等。数控技术是利用数字信息对机床设备空间运动坐标实现控制，其集机械、电子、自动控制、计算机技术为一体，使得数控技术课程在教学中较为抽象、复杂，从实用和操作的角度看，其教学实施也必然对课程实验（实践）环节提出较高要求，使该课程具有鲜明的实践性特点[1]。在目前我国作为世界制造基地的背景下，数控类技术人才大量需求，包括数控机床制造，数控加工等行业。目前，数控技术人才培养有两个层次，一个高职类院校，主要培养实用型的数控加工人才；一个为普通高校数控技术方向，培养更高层次数控技术人才。受教学培养计划限制，我校数控技术课程教学采用理论教学和课内实验的教学模式，其中课内实验 6 个学时，课时偏少，实验设备偏少，导致学生实践教学效果不好，对数控技术理解不透彻，动手能力不强的问题。因此，如何解决数控技术实践工程动手能力，更好学习理解数控技术这门应用型较强的课程，是需要解决的问题。结合我校的教学改革计划和存在问题，近年来在机电专业数控技术课程改革中，注重对实践教学环节进行了较大幅度的改革，加大实践教学课时，采用分层设置实践教学环节，通过采用课内实验，综合实训和开放选修三个层次实践教学环节结合，全面培养学生的实践动手能力，解决问题的能力和团队协作能力。
2．实践教学体系改革实施
在我校机电专业教学计划中，数控技术课程为《数控技术》（32 学时）以及课内实验等实践性环节，它们在该专业系列课程中占有重要的位置，也是培养学生程素质和创新能力的一个重要载体。因此，在本课程教学改革中，遵循 “注重基础知识，以培养实践能力、综合应用知识能力、创造能、在实践中主动获取知识的能力为主要目的”的指导思想[3，4]，在数控技术实践教学改革中体现了分层次、循序渐进的特点，涉及到课内实验、综合实训、开放选修实验等多个阶段。
2.1 课内实验项目设置在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是增加学生的感性认识，以直观认知为主，不强调学生的动手能力。因此，设置了《数控机床认知实验》《数控车床编程实验》和《数控插补实验》等三个课内是项目，共 6 个学时。《数控机床认知实验》利用本校机械工程实验中心已有的数控车床、数控铣床、数控加工中心等数控机床，以教师结合实物讲解为主，使学生了解数控机床的各个组成部分，工作原理等基本知识。《数控车床编程实验》以教师讲解演示为主，使学生了解数控编程加工的基本知识。《数控插补实验》以专门开发的插补实验软件演示为主，使学生了解数控插补原理。课内实验结合理论课程教学进度，分组进行，实验类型有演示实验和验证实验，注重基础性知识的实践训练。
2.2 综合实训项目设置在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是锻炼学生的实践动手能力，利用所学理论知识运用到实践中的能力，巩固和拓展课程知识，培养学生综合分析问题的能力以及动手能力。因此，数控技术实训内容按模块化划分，强调循序渐进，相关训练针对性强，应用性强，设置《数控加工仿真实训》《数控加工实训》《数控安装调试实训》三个实训项目，共计 3 周。在《数控加工仿真实训》项目设置中，考虑到由于高校的持续扩招学生人数大增，而实验设备-数控机床属于高技术、高附加值产品，其机床本体和控制系统品类繁多，价格高昂，一般数控车或铣床单价约十万到二三十万，加工中心则动辄几十万甚至数百万。如果数控课程的实验、实训环节完全依赖数控机床，则需大量数控机床，投入巨大、消耗多、成本贵、实验风险高，学校将无力组织实践教学[2]。近年来，市场上出现了基于虚拟现实技术开发的数控加工仿真系统，实验者可在此计算机系统平台上实现演示、分析数控加工从零件设计图到加工程序调试直至动态切削演示的全过程，包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试等，甚至具有工件的三维测量功能；能够仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森数控、华中数控和广州数控等主流系统，提供数控车床、数控铣床、加工中心等各种机床面板；面向数控加工技术初学者，具有强大的数控知识呈现功能，具有用于辅助教学的各种模块设置。学生通过软件模拟仿真基本上可解决学生熟悉机床控制面板及数控系统操作等问题，具有使用成本低廉、安全性高、方便辅助授课等特点。因此，根据学校实际情况，设置了《数控加工仿真实训》实训项目，实训时间 1 周，为此采购了宇龙数控加工仿真系统。通过仿真实训，可使每一个学生单独使用一台计算机进行数控编程、操作和加工全过程的模拟训练。《数控加工实训》项目，实训时间 1 周，实训内容包括数控车床和数控铣床两种数控机床的编程加工。安排在学生完成《数控加工仿真实训》项目之后，此时，学生在进行《数控加工仿真实训》项目时已经把要加工的零件程序编程完成，并在在加工仿真系统中仿真运行，检验了程序的正确性。这样，在实际的机床上完成典型零件的编程加工操作时，可以节约大量占用机床时间，解决了设备不足的问题。《数控安装调试实训》项目，实训时间 1 周，实训内容包括数控系统的连接、调试（包括参数保护、回参考点、丝杠螺距误差补偿、伺服驱动单元调试、PLC 编程）和故障诊断（包括机床故障模拟与诊断、主轴变频单元的故障诊断）等实训内容。通过该项目实训，使学生能掌握数控机床安装调试方面和数控故障诊断方面的能力。为了开展这个实训内容，已有设备不能满足要求，为此采购了南京日上自动化设备有限公司开发的数控实训设备，来完成这些实训内容。在本层次的实践教学项目设置中，根据学校实际情况，通过软件仿真实训和实际机床操作实训结合的方式，用有限的资金，解决了设备不足的问题，使每个学生在这个环节能得到充分的动手锻炼的机会。通过学生单独使用软件仿真加工，锻炼独立操作的能力；同时，通过数控加工实训和安装调试实训的分组操作，培养学生团队合作完成任务和解决问题的能力。
2.3 开放选修实验项目设置
在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是培养学生的在数控机床设计开发方面的创新能力。目前，开发式数控系统的出现，为数控机床（数控系统）的设计开发提供了一种方便的途径。因此，在这本环节设计了《开放式数控系统开发》的开发选修实验，利用固高公司开发的基于运动控制卡的二维开放式数控平台，学生可以在上面定制自己的数控系统。本环节时数 32 学时，运行模式为开发选修实验，针对部分对数控技术有兴趣的学生选择。可在此基础上组织学生参与大学生科技创新计划项目。
3．总结
一、直观法
所谓直观法，就是利用感觉器官注意发生故障时的各种现象，如故障发生时有无火花、亮光产生，有无异常响声，何处异常发热及是否有焦糊味等。这是处理数控系统故障的第一步，往往也是最直接、最行之有效的方法。对于一般情况下的简单故障，通过这种直接观察，就能解决问题，这在CNC装置故障诊断中就常常用到。直观法一是问，问开机情况是否正常，走刀是否正常，切削用量是多少，常用的轮滑油是什么，以便核实保养。二是看，看保险丝有无烧断，空气开关有无跳闸，元件有无损坏，线路有无灰尘，插座、接头有无接触不良等。三是听，听各种异常的声音。如电源变压器、阻抗变换器与电杭器等因为铁心松动、锈蚀等原因引起的铁片振动的吱吱声；继电器、接触器等的磁回路间隙过大，短路环断裂，动静铁心或镶铁轴线偏差，线圈欠压运行等原因引起的电磺嗡嗡声或者触点接触不良的嗡嗡声，以及元器件因为过磨或过压运行失常引起的击穿爆裂声。还有主轴转动异常时的摩擦声、振动声等等。四是触，如轻轻敲打CNC系统的各线路板之间焊接点的可疑部位，检查虚焊、接触不良等。直观法在解决简单的“硬伤”故障时简单、有效，常应用在故障诊断的第一步。
二、利用CNC系统的自诊断功能
数控系统已具备了较强的自诊断功能，并能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状态。利用CNC系统的自诊断功能就是依靠CNC系统快速处理数据的能力，对出错部位进行多路、快速的型号采集和处理，然后由诊断程序进行逻辑分析判断，以确定系统是否存在故障，并及时对故障进行定位。
CNC子诊断一般有三种：开机自诊断、运行自诊断、离线诊断。开机自诊断是指CNC系统从开始通电到进入正常运行的准备状态，由其内部诊断程序自动执行的系统诊断，目的是检查整个系统是否具备正常工作的条件。如系统控制软件和系统参数的EPROM自检、RAM的自检、光电编码器接线的诊断等。当系统自检的各个项目都确认无误后，系统进入正常的初始化或运行准备状态，进入下一个工作阶段。运行自诊断是CNC系统在运行过程中，对系统的各硬件模块、伺服驱动单元、运行状态、运行环境等进行的实时自动监测和诊断，一旦发现故障,即刻发出报警信号并实施相应的保护措施，它是数控系统故障自诊断功能的最主要部分。常用的基本方法有参数保护法和硬件监视法。离线诊断是指当系统出现故障要判定系统是否真有故障时，将数控系统与被控设备脱离作检查的方法，这是早期常用的故障诊断方法，对维修人员要求较高。随着数控技术的发展，离线诊断的技术已不再单独使用，逐步成为CNC系统中开机自诊断和运行自诊断的一部分，使维护诊断更为方便。数控技术的不断发展，出现了很多高新诊断技术,如专家诊断技术、通讯诊断技术等，大大提高了CNC系统的故障诊断能力。
三、根据报警信号进行故障诊断
数控机床的报警功能是指数控机床利用自诊断功能，在诊断出故障后将诊断到的故障或错误以报警信号或错误代码的形式显示在CRT上。报警信号一般包括以下故障(或错误)信息：程序编制错误或操作错误报警，急停报警，可编程控制器故障报警，伺服系统故障报警，行程开关(或接近开关)状态不正确报警，温度、压力、液位等不正常报警等。如：机床一直处于急停状态，不能复位报警。原因可能有以下几个：一是急停回路断路，或限位开关损坏，或急停按钮损坏；二是系统参数设置错误，使系统信号不能正常输入输出或复位条件不能满足；三是PLC中规定的系统复位所需要完成的信息未满足要求；四是PLC程序编写错误。利用报警信号进行故障诊断是数控机床故障诊断的主要方法之一，教学中就可以根据所指出的现象进行分析，缩小检查的范围，有目的地进行某个方面的检查。
四、利用PLC的状态信息诊断故障
PLC检测故障就是通过运行机床制造商为特定机床编制的PLC程序，根据各种输入、输出状态进行逻辑分析判断，发现问题、报警并在屏幕上产生报警信息。很多数控系统都有PLC输入、输出状态显示功能，利用这些功能，可以直接观察PLC输入和输出的瞬时状态。这些状态的检测对诊断数控机床的很多故障是非常有用的。
PLC状态诊断法常用的有：接口信号状态检查，PLC在线监控。
1.接口信号状态检查
PLC的诊断功能可以显示多种接口信号状态，主要有以下几种：机床外部开关信号、机床控制面板信号、报警处理信号、驱动控制使能信号、定时器、计数器、NCK与PLC数据接口信号等。
2.PLC在线监控
通过查看控制动作顺序是否与实际情况相符，诊断故障点；根据报警信息查看报警信号的通断，进而确定故障；根据在线监控逻辑关系的执行结果，找出故障原因。PLC状态信息可以帮助我们方便快捷地锁定有关的故障点，省时又省力。
五、培养良好的工作习惯
数控机床故障诊断除了这些常用的方法外，在实际的教学过程中还要注意培养学生良好的工作习惯，在诊断前进行故障现象了解，在故障排除后做好记录。故障现象了解就是了解故障在什么情况下发生。当故障发生时，为了更快地恢复机床，首先应正确地把握故障情况，进行妥善处理。因此应根据下列内容确认故障情况：什么时候发生的故障？进行了什么操作后发生的故障？发生的故障现象是什么？数控机床的每次故障都可能不同，维修人员在解决了某故障以后，应对维修过程及处理方法进行及时总结、归纳，形成书面记录，以供今后同类故障维修参考。特别是对那些自己一时难以解决，最终由同行技术人员或专家维修解决的问题，尤其应该细心观察、认真记录，以便于提高。如此日积月累，以达到提高自身水平与素质的目的。
一般来说，在教学中遇到的疑难问题及故障都会请专业人员或厂家来解决，在教学中对于数控机床的修理，重要的是发现问题，以及发现问题的方法，即常用的故障诊断法。
关键词：数控加工 数控仿真软件
数控仿真软件是一款在计算机设备内完成数控操作加工仿真的现代化专业性软件，能同时展开刀具轨迹与机床运动的仿真。数控仿真软件通过三维显示与虚拟现实技术，使数控加工整个流程的模拟达到相当逼真的程度，进而检验加工环节里可能存在的不足。利用微型计算机的数控加工实验教学系统，可为学生知识的学习提供更真实的数控机床操作编程加工环境，可降低实际上机操作时因误操作而带来的机床与工件毁坏几率，进而提升课堂教学质量与学生实际工作能力。
一、数控仿真软件在数控加工技术教学中的作用
第一，通过数控仿真软件能够弥补设备与师资缺乏，增强学生动手实践能力，对学生技能操作熟练程度的提升更有利。利用仿真软件展开模拟操作，可为学生提供更多的实习机会，缩短新授知识转变为技能的周期。如一个班级中约有30个人，3台机床，平均每台机床约10个人，每次实习时间约3小时，而每个人的实际操作时间仅有18分钟，在如此短暂时间内，很难达到预期的效果。若我们利用每所学校均有的微机室，将3小时换作与实际机床基本相同的仿真操作的话，可保证所有学生均有足够时间来动手，提升操作熟练程度，为下一步实际操作做足准备。
第二，提供了多类机床与多类系统。现今数控机床的种类与系统厂家相当多，教学时可结合需要选择对应机床与系统完成对学生的授课，增强了学生对不同数控系统与不同数控机床的适应能力。
第三，通过数控仿真软件可更好结合理论学习，实现同步教学。若通过仿真软件一边演示一边教学，借助车刀与工件运动来显示指令轨迹，学生更易理解，还可亲手操作以加深认识，理论与实践相互融合，增强了教学质量。
二、数控加工技术课程的数控仿真软件教学要点
1.引导学生正确选用数控加工仿真系统，提高教学质量
数控仿真软件可通过计算机把所编制程序，在二维图或三维图的基础上通过动态方式把整个数控加工过程更生动地展现出来。现今有影响力、有代表性的数控仿真软件包括上海宇龙、斯沃仿真、南京宇航等。但具体选择哪种仿真软件，还应综合分析仿真系统里操作面与实训教学机床的匹配性，保证仿真系统里所用到的数控系统应与教材教学选择的数控系统或机床相符，并考虑数控仿真系统功能是否满足教学要求与仿真软件及CAD/CAM软件配套性，如通过CAD/CAM软件后置处理所生成的程序可否调入仿真系统进件虚拟加工，在仿真软件运行验证符合要求的程序可否在真实机床里加工等。笔者学校在实际操作中选用了上海宇龙数控仿真软件，软件基本可兼容目前国内已有的大部分数控系统，如FANUC、SIEMENS、广州数控等。仿真软件完全模拟真实的数控机床操作，能清晰仿真整个数控加工环节。学生在学习过程中能够更快速地了解数控机床编程与操作技能。
2.科学应用仿真软件，增强学生学习兴趣
过去在黑板上讲授不同按键名称、作用与操作方法，实质上是一件费力不讨好的事，学习者感觉枯燥，教师也乏味。但若将数控仿真软件用于数控加工技术课程中，学生所编程序能够直接在计算机数控加工仿真软件中进行模拟加工演示。由于机床操作面板的使用及零件加工过程均与实际加工情况类似，学生可从任意角度了解、掌握数控机床加工过程，毛坯加工变作成品的过程真实形象，更利于知识点的掌握。利用数控仿真软件，基于学生学习中遇到的各种困难及问题给予讲解、引导、示范操作，可以克服所有的学习困难，解决问题，增强学生学习兴趣。此外，数控仿真软件再先进，终究不是真实的，数控系统种类多，统一数控系统应用于不同厂家生产的数控机床上，实际操作中也存在诸多差异，研发人员无法全面掌握这些具体细节，仿真软件产品会出现一些与真实机床不同的感觉。教师还应为学生清楚讲述软件与实际机床不符之处，并结合机床真实情况为学生展开针对性教学，以免让学生出现误解，不利于将来机床编程与实操。
3.合理安排教学内容，循序渐进掌握数控知识
数控加工技术课程教学中应合理安排教学内容，在教学前将知识点给予有效安排，大致分作三个模块，即基础模式、提高模块与拓展模块。首先，基础模块重点讲述训练中常用到的FANUC数控系统相关数控车床、数控加工中心编程方法、操作及应用知识，该模块属于教学基础，也属于教学的重点，要求学生务必熟练掌握，并能做到知识的灵活运用;其次，提高模块重点讲述并训练SIEMENS数控系统相关三种机床编程与操作，增强学生在不同数控系统下进行不同数控机床编程的操作能力与理解能力;最后，拓展模块重点讲述国产数控系统里的华中数控系统与广州数控系统里的数控车床编程及操作技巧，拓宽学生知识面，增强学生对不同操作系统、不同操作面板的编程及实践操作能力。唯有如此，学生方可更牢固地掌握各种数控加工知识，步入社会后能尽快适应岗位工作要求，提高工作能力。
4.仿真软件学习与机床实际操作训练同时进行
数控仿真软件不仅可用于数控加工技术课程教学中，还可作为数控操作技能训练辅助工具。教师应摆正数控仿真系统在教学中的位置，不可让学生养成一味依赖数控仿真软件的习惯，而忽视了机床实际操作练习的重要性。教师需结合课程总共的学习时间，科学分配仿真软件学习与机床实际操作训练二者的时间比例，充分认识到数控仿真软件的应用优势主要体现在入门基础训练上，而学生实践操作技能的提升关键还是要通过大量的机床实际操作训练。学校需合理制订教学计划，在数控仿真软件课程学习前，就先组织学生到附近工厂实习，让学生对各类加工方法有更深的感性认识。同时，数控机床课程与数控加工工艺课程也应安排在数控仿真软件学习训练前，让学生掌握更多机床操作方法、加工方法与切削用量选择方法，更利于学生理解与掌握数控仿真各环节要点，进而让数控仿真软件真正在数控加工技术课程中发挥作用，达到“砍柴不误磨刀功”之效。
总之，数控仿真软件将逐渐变成我国数控教学中的主要手段，不但能够解决占用过多实验设备时间的问题，还可提升学生对数控加工的认识，还可为学生提供检验自行编写程序正确性的有效手段。不过，把数控仿真软件应用于数控加工教学里也有诸多不足，在应用过程中还应不断改进与完善，使其更好为数控教学服务，提高教学质量，为社会培育出一批批实践能力强的新型数控人才。
参考文献：
[1]丛娟，丛树林.基于数控仿真软件的数控加工工艺与编程课程改革[J].辽宁高职学报，2011（3）.
[2]王芊.有效提高学生实践能力的途径――仿真软件在数控技术专业教学中的应用[J].包头职业技术学院学报，2009（1）.
关键词：数控加工；数控仿真软件
数控仿真软件是一款在计算机设备内完成数控操作加工仿真的现代化专业性软件，能同时展开刀具轨迹与机床运动的仿真。数控仿真软件通过三维显示与虚拟现实技术，使数控加工整个流程的模拟达到相当逼真的程度，进而检验加工环节里可能存在的不足。利用微型计算机的数控加工实验教学系统，可为学生知识的学习提供更真实的数控机床操作编程加工环境，可降低实际上机操作时因误操作而带来的机床与工件毁坏几率，进而提升课堂教学质量与学生实际工作能力。
一、数控仿真软件在数控加工技术教学中的作用
第一，通过数控仿真软件能够弥补设备与师资缺乏，增强学生动手实践能力，对学生技能操作熟练程度的提升更有利。利用仿真软件展开模拟操作，可为学生提供更多的实习机会，缩短新授知识转变为技能的周期。如一个班级中约有30个人，3台机床，平均每台机床约10个人，每次实习时间约3小时，而每个人的实际操作时间仅有18分钟，在如此短暂时间内，很难达到预期的效果。若我们利用每所学校均有的微机室，将3小时换作与实际机床基本相同的仿真操作的话，可保证所有学生均有足够时间来动手，提升操作熟练程度，为下一步实际操作做足准备。第二，提供了多类机床与多类系统。现今数控机床的种类与系统厂家相当多，教学时可结合需要选择对应机床与系统完成对学生的授课，增强了学生对不同数控系统与不同数控机床的适应能力。第三，通过数控仿真软件可更好结合理论学习，实现同步教学。若通过仿真软件一边演示一边教学，借助车刀与工件运动来显示指令轨迹，学生更易理解，还可亲手操作以加深认识，理论与实践相互融合，增强了教学质量。
二、数控加工技术课程的数控仿真软件教学要点
1.引导学生正确选用数控加工仿真系统，提高教学质量
数控仿真软件可通过计算机把所编制程序，在二维图或三维图的基础上通过动态方式把整个数控加工过程更生动地展现出来。现今有影响力、有代表性的数控仿真软件包括上海宇龙、斯沃仿真、南京宇航等。但具体选择哪种仿真软件，还应综合分析仿真系统里操作面与实训教学机床的匹配性，保证仿真系统里所用到的数控系统应与教材教学选择的数控系统或机床相符，并考虑数控仿真系统功能是否满足教学要求与仿真软件及CAD/CAM软件配套性，如通过CAD/CAM软件后置处理所生成的程序可否调入仿真系统进件虚拟加工，在仿真软件运行验证符合要求的程序可否在真实机床里加工等。笔者学校在实际操作中选用了上海宇龙数控仿真软件，软件基本可兼容目前国内已有的大部分数控系统，如FANUC、SIEMENS、广州数控等。仿真软件完全模拟真实的数控机床操作，能清晰仿真整个数控加工环节。学生在学习过程中能够更快速地了解数控机床编程与操作技能。
2.科学应用仿真软件，增强学生学习兴趣
过去在黑板上讲授不同按键名称、作用与操作方法，实质上是一件费力不讨好的事，学习者感觉枯燥，教师也乏味。但若将数控仿真软件用于数控加工技术课程中，学生所编程序能够直接在计算机数控加工仿真软件中进行模拟加工演示。由于机床操作面板的使用及零件加工过程均与实际加工情况类似，学生可从任意角度了解、掌握数控机床加工过程，毛坯加工变作成品的过程真实形象，更利于知识点的掌握。利用数控仿真软件，基于学生学习中遇到的各种困难及问题给予讲解、引导、示范操作，可以克服所有的学习困难，解决问题，增强学生学习兴趣。此外，数控仿真软件再先进，终究不是真实的，数控系统种类多，统一数控系统应用于不同厂家生产的数控机床上，实际操作中也存在诸多差异，研发人员无法全面掌握这些具体细节，仿真软件产品会出现一些与真实机床不同的感觉。教师还应为学生清楚讲述软件与实际机床不符之处，并结合机床真实情况为学生展开针对性教学，以免让学生出现误解，不利于将来机床编程与实操。
3.合理安排教学内容，循序渐进掌握数控知识
数控加工技术课程教学中应合理安排教学内容，在教学前将知识点给予有效安排，大致分作三个模块，即基础模式、提高模块与拓展模块。首先，基础模块重点讲述训练中常用到的FANUC数控系统相关数控车床、数控加工中心编程方法、操作及应用知识，该模块属于教学基础，也属于教学的重点，要求学生务必熟练掌握，并能做到知识的灵活运用；其次，提高模块重点讲述并训练SIEMENS数控系统相关三种机床编程与操作，增强学生在不同数控系统下进行不同数控机床编程的操作能力与理解能力；最后，拓展模块重点讲述国产数控系统里的华中数控系统与广州数控系统里的数控车床编程及操作技巧，拓宽学生知识面，增强学生对不同操作系统、不同操作面板的编程及实践操作能力。唯有如此，学生方可更牢固地掌握各种数控加工知识，步入社会后能尽快适应岗位工作要求，提高工作能力。
4.仿真软件学习与机床实际操作训练同时进行
数控仿真软件不仅可用于数控加工技术课程教学中，还可作为数控操作技能训练辅助工具。教师应摆正数控仿真系统在教学中的位置，不可让学生养成一味依赖数控仿真软件的习惯，而忽视了机床实际操作练习的重要性。教师需结合课程总共的学习时间，科学分配仿真软件学习与机床实际操作训练二者的时间比例，充分认识到数控仿真软件的应用优势主要体现在入门基础训练上，而学生实践操作技能的提升关键还是要通过大量的机床实际操作训练。学校需合理制订教学计划，在数控仿真软件课程学习前，就先组织学生到附近工厂实习，让学生对各类加工方法有更深的感性认识。同时，数控机床课程与数控加工工艺课程也应安排在数控仿真软件学习训练前，让学生掌握更多机床操作方法、加工方法与切削用量选择方法，更利于学生理解与掌握数控仿真各环节要点，进而让数控仿真软件真正在数控加工技术课程中发挥作用，达到“砍柴不误磨刀功”之效。总之，数控仿真软件将逐渐变成我国数控教学中的主要手段，不但能够解决占用过多实验设备时间的问题，还可提升学生对数控加工的认识，还可为学生提供检验自行编写程序正确性的有效手段。不过，把数控仿真软件应用于数控加工教学里也有诸多不足，在应用过程中还应不断改进与完善，使其更好为数控教学服务，提高教学质量，为社会培育出一批批实践能力强的新型数控人才。
参考文献：
[1]丛娟,丛树林.基于数控仿真软件的数控加工工艺与编程课程改革[J].辽宁高职学报,2011(3).
[2]王芊.有效提高学生实践能力的途径——仿真软件在数控技术专业教学中的应用[J].包头职业技术学院学报,2009(1).
关键词：PC数控系统；高速雕铣机；可靠性
数控系统发展至今，已可以由PC和软件配合运动控制板完成对数控机床的控制。在WINDOWS界面下可实现多窗口操作，编程与加工互不影响，使用过程更加方便、快捷、高效，已经具有明显优势，但要大面积推广，需要其在实际生产中具备一定的可靠性。
用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法，称为数控加工，具体说就是在数控机床上进行零件自动加工的一种工艺方法。在传统的手动机械加工中，整个过程都需要经过人工操纵机械来实现，很难满足复杂零件对加工的要求，数控机床则可以选定复杂型面作为加工对象，可以解决普通加工方法难以解决的问题。是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。
1 数控机床发展现状
与传统机床加工相比，数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行，因此，工序比较集中[1]。工序集中带来巨大的经济效益，既减少机床占地面积、节约厂房，又减少甚至减少了中间环节，省时省力。数控机床加工时，不需人工控制刀具，带来的好处也较为明显。由于自动化程度较高，对操作工人的要求降低。数控工人在加工过程中，大部分时间被排斥在加工过程之外，非常省力，在一定程度上降低了工人的劳动强度。所制造生产的产品质量稳定，加工自动化，免除了普通机床上工人的疲劳、粗心、估计等人为误差，提高了产品的一致性。自动换刀等使加工过程紧凑，提高了劳动生产率。机床能精确加工各种轮廓，而有些轮廓在普通机床上无法加工。数控机床能力强，特别适合不许报废的零件、新品研制、急需件的加工。
传统的通用机床，柔性好但效率低下，而传统的专用机床，虽然效率很高但对零件的适应性很差。使用数控机床就不会涉及到这些问题，只要改变程序，就可以加工新的零件，且又能自动化操作，柔性好，效率高，可以更好的适应市场竞争。
得益于这样的优势，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国也正处于发展阶段。数控机床如今已是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。
2 PC数控系统
数控系统即是数控机床的重要组成部分，也是数控机床的核心，相当于数控机床的大脑。它主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。所有工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。根据输入的数据，把被加工的机械零件的要求，如形状、尺寸等信息经过计算处理，插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。
截至到目前，从硬件结构上讲数控系统到目前为止可分为两个阶段共六代，第一阶段为数值逻辑控制阶段，其特征是不具有CPU，依靠数值逻辑实现数控所需的数值计算和逻辑控制，包括第一代是电子管数控系统，第二代是晶体管数控系统，第三代是集成电路数控系统；第二个阶段为计算机控制阶段，其特征是直接引入计算机控制，依靠软件计算完成数控的主要功能，包括第四代是小型计算机数控系统，第五代是微型计算机数控系统，第六代则是PC数控系统。
由于上世纪90年代开始，PC结构的计算机应用的普及推广，PC构架下计算机CPU及存储、显示、通讯技术的高速进步，制造成本的大幅降低，导致PC构架数控系统日趋成为主流的数控系统结构体系[2-3]。PC数控系统的发展，形成了数字控制加个人电脑的过渡型结构，既保留传统NC硬件结构，仅将PC作为交互界面。机床制造商可以在开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统。当前在市场上开放系统基本上有两种，一种是CNC加PC主板，即把一块PC主板插入传统的CNC机器中，PC板主要运行非实时控制，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。另一种是PC加运动控制板，即把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用，而PC机主要作非实时控制。第六代数控系统界面开放，越来越受到机床制造商的欢迎，成为NC技术的发展趋势之一。
3 PC数控系统在实习中的可靠性
GH410高速雕铣机，是通过PC加运动控制板控制的机床，以DEC4T运动控制卡为控制系统，DEC4T是基于PC机，专门用于控制步进电机和数字伺服电机的运动控制器，最多可控制4轴4连动，进行直线和圆弧插补等运动，也可以多个控制器链接控制更多的运动轴[4]。配合Windows平台下的EDITACS数控软件一同使用，此软件功能齐全，可以安装在普通的PC上使用，它不仅是一个包含钻床，铣床，镗床，雕刻机和加工中心控制功能的理想数控软件，也是一个高度开放的开发平台，可以直接控制各种工业自动化设备。应用此软件控制机床，可以使整个运动控制过程变得非常方便。此运动控制卡以及配套控制软件，皆为德国MOVTEC公司产品，该公司一直以来从事专业运动控制产品的开发、生产和销售。
购买此型号机床，主要用于工科学生实训操作，希望可以让学生把理论知识和实际集合在一起，培养学生的实践动手能力，先进数控系统的引入也显得尤为重要，得益于PC数控系统的种种优势，工件的建模与编程变得更加快捷，操作机床也变得十分方便。但在使用过程中机床也频繁的出现过一些匪夷所思的故障，具体表现为三种：（1）机床在工作时主轴在无任何征兆的前提下会不时的向Z轴负方向滑行，加工完成后工件尺寸难以得到保证，更为严重时会在EDITACS数控软件控制端出现“X轴滑差”提示，使得机床干脆无法继续工作。（2）机床在工作时不按指定的数控程序运行，出现乱走刀现象，也由此经常发生撞刀现象，对机床本身和操作人员的安全都构成了一定威胁，使整个加工过程难以完成。（3）机床常常在无任何预兆的情况下脱离控制，EDITACS数控软件控制端一切正常，没有任何问题提示，坐标数值变化与正常加工时无异，但在机床端没有相应的运动现象产生，静止不动。
为解决这几种问题，虽然无从下手，但通过长期对异常现象的观察和总结，也尝试了很多方法，比如重新安装电脑的操作系统和机床控制软件、清理电脑内部和机床内部灰尘、把电控柜里的普通电线换成屏蔽线、强电和弱电分别走线、重新调试驱动器参数、更换新的驱动器和伺服电机，甚至是重新组装机床本体，但问题都不见改善，至今依旧存在。但也在探索过程中发现一些可使问题有轻微缓解的方法，比如注重电控柜通风降温、使用加床工作时间不要过长、控制机床加工过程中走刀速度略低于默认速度等。
4 结束语
由此分析，以PC加运动控制板来实现控制的第六代数控系统在数控加工中的优势体现较为明显，是今后数控系统的发展趋势。但其对所控机床本体的结构要求比较严格，要求机床具备较强的抗干扰能力，以提高日常工作的稳定性，否则很难在实际加工生产中得到广泛的应用。
参考文献
[1]杨进民.数控铣床过象限现象分析与解决[J].机床与液压，2011（39）：116-118.
[2]邱润生，王惠荣.基于PC+运动控制卡的开放式数控系统的研究[J].宁夏工程技术，2006（4）：350-353.
[3]李刚，杨继东，等.基于PC的开放式数控系统的开发[J].机床与液压，2006（4）.
关键词：数控车床；实训教学；学习氛围；安全教育；教学方法
数控技术广泛应用在世界各国的制造业，能够提高制造能力和水平，对于世界各国社会生产力的提高和社会的发展具有重要的促进作用。数控车床实训，则是培养学生操作技能和积累技术经验的重要途径，中等职业学校数控车床实训教学质量的高低，对于能否为社会输送出优秀的数控技术人才，起着直接的作用。笔者作为一名数控技术的专业教师，对数控车床实训教学进行了诸多探索和实践，从中总结出了一些切之可行的方法，现结合自身经验，对这些方法略谈一二。
一、营造轻松、自由的学习氛围，使学生对数控车床实训产生学习的兴趣
俗话说，兴趣是最好的老师。的确，兴趣是促使学生探索知识，积极参与教学活动的内在动力。有了兴趣，学生才不会把学习当作一种负担，而是产生积极愉悦的学习体验。但是，传统的数控车床实训教学模式，基本上是以教师为主体的传授式教学，机械性操作多，以学生为主体的自主性实践少，课堂气氛常常因此显得压抑沉闷，学生也没有学习的兴趣。鉴于此，我们在进行数控车床实训教学时，应当致力于改变这种现状，即要引导学生积极参与，让学生以主体身份参与教学全过程，营造一种轻松、自由的学习氛围，使学生对数控车床实训产生学习的兴趣。
比如，我们在对数控车床的面板操作进行讲解时，传统的教学方式是全班学生都围绕教师，教师对机床上的键盘进行逐一讲解，但是这样学生的视角会受到限制，同时也有可能因为实操室的噪音而听不清楚教师的讲解，进而造成学生学习兴趣下降，教学效率低下。这时，我们就可使用数控仿真软件，如此既能让学生更快熟悉和了解数控机床的操作面板及系统加工按钮应用，学习环境也会更安全，给学生营造了一种轻松、自由的学习氛围，为学生提供了自我探索和自我表现的广阔平台，激发了学生对数控车床实训的学习兴趣，为数控车床实训教学效果的提高奠定了基础。
二、加强对学生的安全意识教育，保证数控车床实训的教学质量
数控车床专业教学，涉及高速运转的机械设备以及相关工、夹、刀、量具，在安全上需要极大的保障。在实训中如果出现安全事故，那么无论是对学校还是学生家庭，都会造成严重的影响。所以，作为数控车床实训的指导教师，我们必须加强对学生的安全意识教育，让学生能在安全的环境中，掌握数控专业知识，从而保证数控车床实训的教学质量，为学生以后步入社会，走上工作岗位提供有效的保障。
比如，我们要告诉学生，应该严格遵守数控机床的安全操作规程，熟悉数控机床的操作顺序；保持数控机床周围的环境整洁；操作时必须穿戴好工作服、工作鞋，不能穿、戴有危险性的服饰品，女同学应戴安全帽，将长发塞入帽子里；机床工作开始之前要有预热，认真检查系统是否工作正常，如机床长时间未开动，可采用手动方向向各点添加油；使用刀具要与机床允许的规格相符合，损坏严重的刀具要及时更换等等。这样，我们只有不断加强对学生的安全意识教育，让学生掌握安全的数控车床知识，才能使学生养成良好的职业素养。
三、创新数控车床实训教学方法，切实提高学生的理论水平和实操技能
数控技术，需要以坚实的理论为基础，所以我们必须要让学生在理论基础层面上深刻掌握数控技术。然而，传统的教师讲、学生听的固定式教学模式已不适应现代教育教学的发展，我们必须对数控车床实训教学方法进行创新，使教学方法变得丰富多彩、灵活多样，让学生能够对数控技术有更为深刻的理解和认识，并以此切实提高学生的理论水平和实操技能。
比如，数控技术由于自身所具有的复杂性特征，有很多知识对于初学者来说理解起来具有很大的困难，这时，我们就可运用现代多媒体技术，将数控系统的结构和功能以直观化和形象化的方式进行展示，如此，便能帮助学生顺利理解数控系统各部分的功能、工作原理和性能特点等。另外，我们要注重理论与实践相结合，在学生掌握了数控机床原理知识后，要引导学生分析项目、订制工艺，从而使学生的理论水平和实操技能都能得到发展和提高。
综上所述，在数控机床实训教学中，我们一定要采取各种行之有效的措施，来激发学生的学习兴趣，调动学生的学习热情，让学生积极主动地参与数控机床实训学习活动，使学生因此掌握牢靠的操作技能并积累技术经验，我们也能为社会和企业培养出集编程和操作于一身的高技能复合型人才。
参考文献：
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