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[關(guān)鍵詞]傳統(tǒng)教學(xué);實(shí)踐操作;數(shù)控專業(yè)教學(xué);數(shù)控加工;仿真;操作編程
[中圖分類號(hào)]G712[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]2096-0603(2015)29-0116-01
隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用對(duì)其發(fā)展起著重要的推動(dòng)力量。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用可以促進(jìn)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及集成化的管理,有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí),在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)中,數(shù)控技術(shù)也成為衡量國(guó)家是否具有競(jìng)爭(zhēng)能力的重要指標(biāo)之一。為提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力,全世界任何國(guó)家都致力于大力推動(dòng)數(shù)控技術(shù)研究的先進(jìn)制造技術(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合國(guó)力的提高,增加自己在世界舞臺(tái)上的話語權(quán)。
一、從激發(fā)興趣入手,設(shè)計(jì)好起始課
一般情況下,在數(shù)控編程與操作教學(xué)過程中,教師要想盡各種辦法激發(fā)學(xué)生操作技能的積極性和主動(dòng)性。比如教師可以對(duì)剛?cè)雽W(xué)的新生,對(duì)學(xué)科進(jìn)行詳細(xì)的介紹,突出科學(xué)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值,讓學(xué)生意識(shí)到數(shù)控編程是未來發(fā)展的社會(huì)需求,也是未來工作就業(yè)的主要方向,使得學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)充滿了熱情和欲望。另外,教師可以充分利用往屆畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)經(jīng)歷,挖掘?qū)I(yè)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),使更多的學(xué)生對(duì)數(shù)控編程產(chǎn)生濃厚的興趣。同時(shí),教師也要適當(dāng)降低門檻,重視對(duì)實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)。比如,教師可以從簡(jiǎn)單的生活用品入手,先做示范性的操作,引起學(xué)生的好奇心。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能和結(jié)構(gòu),使界面顯示豐富多彩的內(nèi)容,深深地吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。教師也要引導(dǎo)學(xué)生注意觀察,了解實(shí)踐操作過程等,學(xué)生掌握如何操作之后,再進(jìn)行實(shí)踐化引導(dǎo),讓學(xué)生順利地進(jìn)行模仿操作。
二、重視理論與實(shí)際的相互結(jié)合
在數(shù)控編程教學(xué)過程中,教師需要結(jié)合兩部分內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)教學(xué),首先是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)原理進(jìn)行講解,然后是結(jié)合原理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)踐操作,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)原理的領(lǐng)悟,鞏固教學(xué)知識(shí)內(nèi)容。這樣做的缺點(diǎn)就是在無形之中增加了數(shù)控編程教學(xué)的課時(shí),使得教學(xué)內(nèi)容更加復(fù)雜化,而且斷斷續(xù)續(xù)。軟件教學(xué)的出現(xiàn),輕松地解決了這一難題。一方面,軟件教學(xué)使教學(xué)內(nèi)容有序地連接起來;另一方面,學(xué)生可以得到充足的預(yù)習(xí)時(shí)間,使得初學(xué)者很輕松地入門。另外,在采用模擬軟件進(jìn)行仿真操作練習(xí)時(shí),有助于提高整個(gè)教學(xué)過程的時(shí)效性,使得教學(xué)過程變得更加簡(jiǎn)單,學(xué)生更易理解。如果在實(shí)際操作過程中,由于個(gè)別人員的工作失誤,出現(xiàn)編程錯(cuò)誤或者操作失誤等問題,由于在系統(tǒng)中添加了與機(jī)床過四級(jí)操作相互對(duì)應(yīng)的案件以及控制面板,可以避免為此發(fā)生的人員危機(jī)或者是人身安全事故。教師要引導(dǎo)學(xué)生在這些錯(cuò)誤中不斷積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),提升能力。教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反省和思考,當(dāng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)仿真操作完成后,就應(yīng)該對(duì)自己的完成效果進(jìn)行合理的評(píng)估,分析自己存在的不足以及還需不斷改進(jìn)的地方。通過學(xué)生不斷的自我反省,組織學(xué)生討論問題,相互間交流各自的觀點(diǎn)和意見,讓學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點(diǎn),改善自己的缺點(diǎn),不斷完善自我。對(duì)于那些共同遇到的問題,可以通過學(xué)生集思廣益,共同商討解決問題的方案,然后小組仔細(xì)研討制定出一個(gè)可行性方案。這時(shí)教師要加以引導(dǎo),在教師的輔助下,學(xué)生將零件制作出來,得到教師的認(rèn)可。通過學(xué)生的共同努力,這樣做出來的零件一般都存在一定的價(jià)值,學(xué)生可以保留程序設(shè)計(jì),方便以后實(shí)際操作。綜上所述,數(shù)控仿真教學(xué)過程中,對(duì)學(xué)生數(shù)控仿真技能的培養(yǎng)已然成為未來數(shù)控專業(yè)發(fā)展的主要方向。為順應(yīng)時(shí)展的人才需求,學(xué)校必須推廣課堂教學(xué)應(yīng)用仿真教學(xué)軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生數(shù)控仿真技能的培養(yǎng)和提升,進(jìn)而提高數(shù)控專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]朱照梁,黃云龍,楊陳華,等.數(shù)控銑削過程仿真技術(shù)的研究[J].機(jī)械工程師,2013(9):78-79.
一、職校數(shù)控項(xiàng)目教學(xué)現(xiàn)狀分析
(一)在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)時(shí)生搬硬套,脫離了職校學(xué)生的學(xué)情。筆者曾經(jīng)按項(xiàng)目教學(xué)法的描述實(shí)施教學(xué):在老師的指導(dǎo)下,將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生處理:信息收集、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及評(píng)價(jià),試圖讓學(xué)生了解并把握整個(gè)過程。然而在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)寸步難行,教學(xué)效果甚至還不如傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。因?yàn)殚_展項(xiàng)目教學(xué)需要學(xué)生具有較強(qiáng)的綜合素質(zhì),而大部分職校生在初中階段就已經(jīng)“掉隊(duì)”,主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和分析解決問題的能力普遍薄弱,這些學(xué)習(xí)長(zhǎng)期處于被動(dòng)地位和學(xué)習(xí)能力不足的學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)這種綜合性的學(xué)科時(shí)會(huì)遇到許多障礙。這也是為什么項(xiàng)目教學(xué)在高職院校開展得熱火朝天、有聲有色,而在職校學(xué)校卻不理想的重要原因之一。
實(shí)踐證明,如果在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)時(shí)生搬硬套,脫離職校生的實(shí)際情況,項(xiàng)目教學(xué)很難達(dá)到預(yù)期效果。
基于上述分析,在項(xiàng)目教學(xué)的開始階段應(yīng)以學(xué)生的初始能力情況為依據(jù),先把學(xué)生引入門,把他們從初級(jí)階段帶入更高階段,循序漸進(jìn)地為實(shí)施完整的項(xiàng)目教學(xué)鋪平道路。
(二)現(xiàn)成的項(xiàng)目本身先天不足。項(xiàng)目是知識(shí)和技能的載體,項(xiàng)目合適與否直接影響教學(xué)成敗。目前有不少數(shù)控項(xiàng)目教程是由若干個(gè)數(shù)控加工案例拼湊而成的,其中不少項(xiàng)目本來就不是針對(duì)項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)的,存在先天不足。在此引入案例進(jìn)行分析:該零件圖有外輪廓2個(gè)、凹槽1個(gè),在學(xué)習(xí)外輪廓編程加工內(nèi)容時(shí)(假設(shè)5人為1個(gè)學(xué)習(xí)小組),老師講解其中1個(gè)外輪廓的編程,僅剩1個(gè)外輪廓留給5個(gè)學(xué)生,極易導(dǎo)致濫竽充數(shù)的“南郭先生”的出現(xiàn),出現(xiàn)前述兩幕鏡頭中部分學(xué)生沒事干的現(xiàn)象就不足為奇了??梢娫O(shè)計(jì)適合小組學(xué)習(xí)的項(xiàng)目勢(shì)在必行。
(三)大班制教學(xué)不利于理實(shí)一體化項(xiàng)目教學(xué)的開展。職校學(xué)校班級(jí)規(guī)模較為龐大,甚至有些學(xué)校的數(shù)控班人數(shù)達(dá)到50人以上,由于數(shù)控設(shè)備成本高、數(shù)量有限,再加上師資有限,所以大班制模式下的項(xiàng)目教學(xué)的學(xué)生參與度偏低、教學(xué)管理難度高、教學(xué)過程較松散。因此,研究如何解決大班制給教學(xué)帶來的困難具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。
(四)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)的作用缺失。評(píng)價(jià)的目的是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí),但在職校項(xiàng)目教學(xué)中并沒有充分體現(xiàn)這一作用。造成評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)作用缺失的主要原因包括:一是評(píng)價(jià)內(nèi)容單一,只重視結(jié)果的評(píng)價(jià)而不關(guān)注學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià),只重視知識(shí)技能的評(píng)價(jià)而忽略職業(yè)道德素養(yǎng)的評(píng)價(jià);二是評(píng)價(jià)方式單一,只重視教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)而不重視學(xué)生的自評(píng)、互評(píng),缺乏語言激勵(lì)和情感激勵(lì)。
二、職校數(shù)控項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施策略
針對(duì)當(dāng)前職校數(shù)控項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施過程中存在的問題,筆者在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了一系列探索,采取了以下對(duì)策:
(一)以學(xué)生的實(shí)際情況為依據(jù),分階段開展項(xiàng)目教學(xué)。針對(duì)職校生初始能力不足、綜合素質(zhì)欠缺的情況,將數(shù)控項(xiàng)目教學(xué)分為三個(gè)階段:
1.入門階段。這一階段的項(xiàng)目是以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)和技能為目標(biāo)的學(xué)習(xí)型項(xiàng)目,主要任務(wù)是帶領(lǐng)學(xué)生入門,使學(xué)生掌握基本操作技能和編程加工方法等。
2.鞏固提高階段。鞏固提高階段的主要任務(wù)是在強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。這一階段的項(xiàng)目依然屬于學(xué)習(xí)型項(xiàng)目,但已經(jīng)具備工作任務(wù)型項(xiàng)目的雛形。
3.綜合應(yīng)用階段。通過前面兩個(gè)階段的學(xué)習(xí),學(xué)生分析問題、解決問題的能力得到了較大提升,也積累了一定的項(xiàng)目學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),此時(shí)開展較完整的工作任務(wù)型項(xiàng)目教學(xué)將水到渠成。
(二)合理設(shè)計(jì)項(xiàng)目,確保人人有“活”干。根據(jù)不同階段的特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)或選擇項(xiàng)目,最基本的條件是要有足夠的工作量,確保人人都有自己的加工任務(wù)。
(三)項(xiàng)目難易程度要適宜,讓人人都能把“活”干好。確定項(xiàng)目時(shí),要根據(jù)學(xué)生的接受能力把握好項(xiàng)目的難易程度,使學(xué)生在付出一定努力后都能完成任務(wù)。我在實(shí)踐中采取以下兩種處理方法:一是先用較容易的項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的信心,然后根據(jù)學(xué)生的學(xué)情逐漸調(diào)整難度;二是同一個(gè)項(xiàng)目中有難度不同的任務(wù),可以兼顧個(gè)體差異。
(四)工種組合實(shí)訓(xùn)是實(shí)現(xiàn)大班實(shí)訓(xùn)小班化的有效途徑。大班制的數(shù)控實(shí)訓(xùn),小組人數(shù)普遍較多,不利于開展教學(xué),采取工種組合實(shí)訓(xùn)可以實(shí)現(xiàn)大班實(shí)訓(xùn)的小班化,例如:數(shù)控車銑組合實(shí)訓(xùn)、數(shù)控加工與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造的組合實(shí)訓(xùn)等。
(五)發(fā)揮評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)的積極作用。評(píng)價(jià)是項(xiàng)目教學(xué)不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一,可以使學(xué)生找到成就感,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。評(píng)價(jià)應(yīng)該是具體的、全方位的:一是要有記錄學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的具體評(píng)價(jià)指標(biāo);二是要充分發(fā)揮語言激勵(lì)和情感激勵(lì)的積極作用,一句鼓勵(lì)的話,一個(gè)肯定的眼神,就是一個(gè)學(xué)生進(jìn)步的臺(tái)階;三是集中評(píng)價(jià)與分散評(píng)價(jià)相結(jié)合;四是技能評(píng)價(jià)與職業(yè)道德評(píng)價(jià)相結(jié)合;五是個(gè)體評(píng)價(jià)要與團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)緊密結(jié)合,既有教師的評(píng)價(jià),又有學(xué)生的自評(píng)、互評(píng)。
三、保證項(xiàng)目教學(xué)順利實(shí)施需要注意的問題
(一)教師必須對(duì)教學(xué)的全程進(jìn)行引導(dǎo)、監(jiān)督和輔導(dǎo),做到分工到組,包工到人,使項(xiàng)目教學(xué)由原來的“粗放型”向“精細(xì)化”轉(zhuǎn)變。
(二)注意轉(zhuǎn)化“厭學(xué)”的學(xué)生。每個(gè)班級(jí)都有“厭學(xué)”的學(xué)生,厭學(xué)表象背后隱藏的是學(xué)生學(xué)習(xí)信心的極度缺乏,要給這些學(xué)生“壓”任務(wù)并輔導(dǎo)他們完成任務(wù),他們?cè)谝酝膶W(xué)習(xí)中丟失了信心,就要引導(dǎo)他們?cè)趯W(xué)習(xí)中把信心重新找回來。
1.1UG自動(dòng)編程
《UG自動(dòng)編程》是我院數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門核心課程,旨在使學(xué)生理解并掌握UG自動(dòng)編程模塊中的平面銑和面銑、型腔銑和等高輪廓銑、固定軸輪廓銑、點(diǎn)位加工等基本加工方法,能夠根據(jù)實(shí)際零件選擇正確的加工方法,設(shè)置恰當(dāng)?shù)募庸?shù)進(jìn)行自動(dòng)編程加工,獲得正確的刀路軌跡,并模擬加工的過程,通過后置處理導(dǎo)出NC代碼。本課程是培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)人員的主干課程之一,在本專業(yè)中占據(jù)重要地位,因此需要教學(xué)雙方都付出努力去做好課程的教和學(xué)。
1.2遞進(jìn)式教學(xué)
遞進(jìn)式教學(xué)是指在教學(xué)中充分考慮多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知能力和思維習(xí)慣,將課程內(nèi)容與教學(xué)方法的實(shí)施按由淺入深、由基礎(chǔ)到能力的秩序進(jìn)行展開,讓學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解和掌握變得更容易的一種教學(xué)方法。
1.3教學(xué)方法在課程中的應(yīng)用
《UG自動(dòng)編程》主要注重學(xué)生對(duì)軟件的實(shí)踐操作能力的培養(yǎng),采用案例式的教學(xué)方法,將加工的基本工藝,加工的基本流程,加工參數(shù)的具體含義等需要掌握的基本知識(shí)融合到操作實(shí)例的講解過程中,每堂課設(shè)置的案例都是學(xué)生必須完成的操作任務(wù),這體現(xiàn)了任務(wù)驅(qū)動(dòng)、教學(xué)做一體化的教學(xué)思維。為了使學(xué)生毫無基礎(chǔ)也能跟上學(xué)習(xí)的步伐,完成從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的逐步學(xué)習(xí),在案例設(shè)置時(shí)從平面加工到曲面加工,從基本參數(shù)到高級(jí)參數(shù),從基本模型到綜合模型,這是遞進(jìn)式教學(xué)方法基本理念的最佳體現(xiàn)。由于學(xué)生基礎(chǔ)差異和接受知識(shí)技能的快慢程度不同,遞進(jìn)式教學(xué)方法依然會(huì)出現(xiàn)學(xué)生之間明顯的階梯差距,這時(shí)需要激發(fā)學(xué)生互幫互助的正能量,這種互助式教學(xué)方法也是對(duì)遞進(jìn)式教學(xué)方法的有力補(bǔ)充。
2方法應(yīng)用實(shí)例
2.1孔加工案例的設(shè)置
根據(jù)孔加工所涉及的各個(gè)重要知識(shí)點(diǎn),通過層層遞進(jìn)的方式設(shè)置了4個(gè)模型,從最簡(jiǎn)單的入門到加強(qiáng),再到深化,知識(shí)點(diǎn)環(huán)環(huán)緊扣,使學(xué)生從零基礎(chǔ)開始,減少學(xué)習(xí)的難度,提升學(xué)習(xí)的牢固性。實(shí)練模型可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)完所有孔相關(guān)知識(shí)與操作技能的基礎(chǔ)上作為一次實(shí)戰(zhàn)演練,學(xué)習(xí)的效果,以便及時(shí)查漏補(bǔ)缺。
2.2案例中知識(shí)點(diǎn)的遞進(jìn)安排
根據(jù)本課程的特點(diǎn),將所有的知識(shí)點(diǎn)都融入到案例操作中去,加工案例中基礎(chǔ)操作包括了加載模型、刀具準(zhǔn)備、幾何體準(zhǔn)備等,在案例中設(shè)置這些操作,起到了一個(gè)復(fù)習(xí)鞏固前面所學(xué)基本操作的作用。各個(gè)案例之間的關(guān)系實(shí)質(zhì)上是對(duì)前一個(gè)案例的修改,在UG軟件中很容易通過部件導(dǎo)航器中各特征前面的方框選中與否來進(jìn)行相互切換,從而使各個(gè)知識(shí)點(diǎn)和操作技能的學(xué)習(xí)變得更加便捷。
入門案例需要用到鉆中心孔和鉆孔這兩個(gè)基本加工方法,而這兩個(gè)方法會(huì)在后面所有案例中使用到,不管哪種方法都涉及到選孔、設(shè)置深度兩大塊參數(shù)的合理設(shè)置。入門案例鉆中心孔選孔操作時(shí)比較簡(jiǎn)單,只需要選中兩個(gè)孔即可,而設(shè)置深度時(shí),選擇刀尖深度,然后輸入深度數(shù)據(jù);鉆孔選孔操作與鉆中心孔操作相同,設(shè)置深度時(shí)參數(shù)應(yīng)設(shè)置成刀尖深度,然后輸入深度數(shù)據(jù)。
加強(qiáng)案例鉆中心孔選孔時(shí)除了選中四個(gè)孔之外,還需要進(jìn)行孔加工順序的排列,一般采用"最短路徑"策略完成,其余操作與入門案例一樣。鉆孔選孔時(shí)需要分組進(jìn)行,將通孔盲孔分別進(jìn)行選擇,這是后面能進(jìn)行深度獨(dú)立設(shè)置的前提條件。由于孔數(shù)量的增加,同樣需要對(duì)孔加工順序進(jìn)行排列。在深度設(shè)置時(shí)需要對(duì)通孔盲孔深度分別進(jìn)行設(shè)置,盲孔設(shè)置與入門案例一樣,通孔設(shè)置時(shí)選擇穿過底面,然后選擇正確的底面即可。
深化案例與前面兩個(gè)案例最大不同在于中間擋板的引入,這首先導(dǎo)致了需要先對(duì)模型的外輪廓進(jìn)行加工,使用一個(gè)平面銑操作即可完成,其次由于擋板將孔分成兩邊布局,所以需要增加額外的設(shè)置。鉆中心孔操作大部分與加強(qiáng)案例相同,不同的是在選孔排序之后需要進(jìn)行跨擋板的避讓設(shè)置。鉆孔選孔操作與鉆中心孔選孔操作相同,設(shè)置深度時(shí)與加強(qiáng)案例相同。
實(shí)練案例比深化案例增加兩個(gè)規(guī)格尺寸不同的孔:一個(gè)通孔和一個(gè)盲孔,同時(shí)又被中間擋板隔斷,這就需要學(xué)生在前面所學(xué)案例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改操作。
現(xiàn)將各個(gè)案例的知識(shí)點(diǎn)安排總結(jié)如下表所示。
關(guān)鍵詞:數(shù)控加工;數(shù)控仿真軟件
數(shù)控仿真軟件是一款在計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)完成數(shù)控操作加工仿真的現(xiàn)代化專業(yè)性軟件,能同時(shí)展開刀具軌跡與機(jī)床運(yùn)動(dòng)的仿真。數(shù)控仿真軟件通過三維顯示與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),使數(shù)控加工整個(gè)流程的模擬達(dá)到相當(dāng)逼真的程度,進(jìn)而檢驗(yàn)加工環(huán)節(jié)里可能存在的不足。利用微型計(jì)算機(jī)的數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng),可為學(xué)生知識(shí)的學(xué)習(xí)提供更真實(shí)的數(shù)控機(jī)床操作編程加工環(huán)境,可降低實(shí)際上機(jī)操作時(shí)因誤操作而帶來的機(jī)床與工件毀壞幾率,進(jìn)而提升課堂教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生實(shí)際工作能力。
一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)中的作用
第一,通過數(shù)控仿真軟件能夠彌補(bǔ)設(shè)備與師資缺乏,增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力,對(duì)學(xué)生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作,可為學(xué)生提供更多的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),縮短新授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄艿闹芷凇H缫粋€(gè)班級(jí)中約有30個(gè)人,3臺(tái)機(jī)床,平均每臺(tái)機(jī)床約10個(gè)人,每次實(shí)習(xí)時(shí)間約3小時(shí),而每個(gè)人的實(shí)際操作時(shí)間僅有18分鐘,在如此短暫時(shí)間內(nèi),很難達(dá)到預(yù)期的效果。若我們利用每所學(xué)校均有的微機(jī)室,將3小時(shí)換作與實(shí)際機(jī)床基本相同的仿真操作的話,可保證所有學(xué)生均有足夠時(shí)間來動(dòng)手,提升操作熟練程度,為下一步實(shí)際操作做足準(zhǔn)備。第二,提供了多類機(jī)床與多類系統(tǒng)?,F(xiàn)今數(shù)控機(jī)床的種類與系統(tǒng)廠家相當(dāng)多,教學(xué)時(shí)可結(jié)合需要選擇對(duì)應(yīng)機(jī)床與系統(tǒng)完成對(duì)學(xué)生的授課,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)不同數(shù)控系統(tǒng)與不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力。第三,通過數(shù)控仿真軟件可更好結(jié)合理論學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學(xué),借助車刀與工件運(yùn)動(dòng)來顯示指令軌跡,學(xué)生更易理解,還可親手操作以加深認(rèn)識(shí),理論與實(shí)踐相互融合,增強(qiáng)了教學(xué)質(zhì)量。
二、數(shù)控加工技術(shù)課程的數(shù)控仿真軟件教學(xué)要點(diǎn)
1.引導(dǎo)學(xué)生正確選用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),提高教學(xué)質(zhì)量
數(shù)控仿真軟件可通過計(jì)算機(jī)把所編制程序,在二維圖或三維圖的基礎(chǔ)上通過動(dòng)態(tài)方式把整個(gè)數(shù)控加工過程更生動(dòng)地展現(xiàn)出來?,F(xiàn)今有影響力、有代表性的數(shù)控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件,還應(yīng)綜合分析仿真系統(tǒng)里操作面與實(shí)訓(xùn)教學(xué)機(jī)床的匹配性,保證仿真系統(tǒng)里所用到的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)與教材教學(xué)選擇的數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床相符,并考慮數(shù)控仿真系統(tǒng)功能是否滿足教學(xué)要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性,如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調(diào)入仿真系統(tǒng)進(jìn)件虛擬加工,在仿真軟件運(yùn)行驗(yàn)證符合要求的程序可否在真實(shí)機(jī)床里加工等。筆者學(xué)校在實(shí)際操作中選用了上海宇龍數(shù)控仿真軟件,軟件基本可兼容目前國(guó)內(nèi)已有的大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng),如FANUC、SIEMENS、廣州數(shù)控等。仿真軟件完全模擬真實(shí)的數(shù)控機(jī)床操作,能清晰仿真整個(gè)數(shù)控加工環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠更快速地了解數(shù)控機(jī)床編程與操作技能。
2.科學(xué)應(yīng)用仿真軟件,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法,實(shí)質(zhì)上是一件費(fèi)力不討好的事,學(xué)習(xí)者感覺枯燥,教師也乏味。但若將數(shù)控仿真軟件用于數(shù)控加工技術(shù)課程中,學(xué)生所編程序能夠直接在計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真軟件中進(jìn)行模擬加工演示。由于機(jī)床操作面板的使用及零件加工過程均與實(shí)際加工情況類似,學(xué)生可從任意角度了解、掌握數(shù)控機(jī)床加工過程,毛坯加工變作成品的過程真實(shí)形象,更利于知識(shí)點(diǎn)的掌握。利用數(shù)控仿真軟件,基于學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的各種困難及問題給予講解、引導(dǎo)、示范操作,可以克服所有的學(xué)習(xí)困難,解決問題,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外,數(shù)控仿真軟件再先進(jìn),終究不是真實(shí)的,數(shù)控系統(tǒng)種類多,統(tǒng)一數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床上,實(shí)際操作中也存在諸多差異,研發(fā)人員無法全面掌握這些具體細(xì)節(jié),仿真軟件產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)一些與真實(shí)機(jī)床不同的感覺。教師還應(yīng)為學(xué)生清楚講述軟件與實(shí)際機(jī)床不符之處,并結(jié)合機(jī)床真實(shí)情況為學(xué)生展開針對(duì)性教學(xué),以免讓學(xué)生出現(xiàn)誤解,不利于將來機(jī)床編程與實(shí)操。
3.合理安排教學(xué)內(nèi)容,循序漸進(jìn)掌握數(shù)控知識(shí)
數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)前將知識(shí)點(diǎn)給予有效安排,大致分作三個(gè)模塊,即基礎(chǔ)模式、提高模塊與拓展模塊。首先,基礎(chǔ)模塊重點(diǎn)講述訓(xùn)練中常用到的FANUC數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)控車床、數(shù)控加工中心編程方法、操作及應(yīng)用知識(shí),該模塊屬于教學(xué)基礎(chǔ),也屬于教學(xué)的重點(diǎn),要求學(xué)生務(wù)必熟練掌握,并能做到知識(shí)的靈活運(yùn)用;其次,提高模塊重點(diǎn)講述并訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)三種機(jī)床編程與操作,增強(qiáng)學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下進(jìn)行不同數(shù)控機(jī)床編程的操作能力與理解能力;最后,拓展模塊重點(diǎn)講述國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)里的華中數(shù)控系統(tǒng)與廣州數(shù)控系統(tǒng)里的數(shù)控車床編程及操作技巧,拓寬學(xué)生知識(shí)面,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程及實(shí)踐操作能力。唯有如此,學(xué)生方可更牢固地掌握各種數(shù)控加工知識(shí),步入社會(huì)后能盡快適應(yīng)崗位工作要求,提高工作能力。
4.仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練同時(shí)進(jìn)行
數(shù)控仿真軟件不僅可用于數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中,還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練輔助工具。教師應(yīng)擺正數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置,不可讓學(xué)生養(yǎng)成一味依賴數(shù)控仿真軟件的習(xí)慣,而忽視了機(jī)床實(shí)際操作練習(xí)的重要性。教師需結(jié)合課程總共的學(xué)習(xí)時(shí)間,科學(xué)分配仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練二者的時(shí)間比例,充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)訓(xùn)練上,而學(xué)生實(shí)踐操作技能的提升關(guān)鍵還是要通過大量的機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練。學(xué)校需合理制訂教學(xué)計(jì)劃,在數(shù)控仿真軟件課程學(xué)習(xí)前,就先組織學(xué)生到附近工廠實(shí)習(xí),讓學(xué)生對(duì)各類加工方法有更深的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí),數(shù)控機(jī)床課程與數(shù)控加工工藝課程也應(yīng)安排在數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)訓(xùn)練前,讓學(xué)生掌握更多機(jī)床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法,更利于學(xué)生理解與掌握數(shù)控仿真各環(huán)節(jié)要點(diǎn),進(jìn)而讓數(shù)控仿真軟件真正在數(shù)控加工技術(shù)課程中發(fā)揮作用,達(dá)到“砍柴不誤磨刀功”之效??傊瑪?shù)控仿真軟件將逐漸變成我國(guó)數(shù)控教學(xué)中的主要手段,不但能夠解決占用過多實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)間的問題,還可提升學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的認(rèn)識(shí),還可為學(xué)生提供檢驗(yàn)自行編寫程序正確性的有效手段。不過,把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控加工教學(xué)里也有諸多不足,在應(yīng)用過程中還應(yīng)不斷改進(jìn)與完善,使其更好為數(shù)控教學(xué)服務(wù),提高教學(xué)質(zhì)量,為社會(huì)培育出一批批實(shí)踐能力強(qiáng)的新型數(shù)控人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:數(shù)控專業(yè) 仿真軟件 計(jì)算機(jī)輔助 教改
眾所周知,由于數(shù)控機(jī)床是一種新型工藝裝備,故數(shù)控技術(shù)工人的培養(yǎng)和數(shù)控機(jī)床的教學(xué)還處在發(fā)展階段。相對(duì)于普通加工機(jī)床來說,數(shù)控機(jī)床屬于高科技產(chǎn)品,品種多價(jià)格高。就算是經(jīng)濟(jì)型機(jī)床,一臺(tái)數(shù)控車床或數(shù)控銑床一般也需要一二十萬,一臺(tái)數(shù)控加工中心也是少則幾十萬多則上百萬。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練,投入大、消耗多、成本高,即使是實(shí)力雄厚的培訓(xùn)學(xué)校和企業(yè)也無力承擔(dān)起此種消耗與投入。
而高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)的定位恰恰是立足裝備制造業(yè),面向整個(gè)工作領(lǐng)域,堅(jiān)持以生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線技能型專門人才為培養(yǎng)目標(biāo),以就業(yè)為導(dǎo)向,培育技能型實(shí)用人才。因此數(shù)控專業(yè)學(xué)生職業(yè)技能的養(yǎng)成,對(duì)任何一個(gè)高職院校來說都是不小的投入和負(fù)擔(dān)。作為數(shù)控專業(yè)的專業(yè)課教師,我深深的感到:在數(shù)控技術(shù)等相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)中,提高仿真教學(xué)模塊的比例,探索新的教學(xué)手段和方法是使學(xué)生獲得數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)職業(yè)技能,適應(yīng)社會(huì)需要的重要途徑。
因此探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達(dá)到投入少、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)、企業(yè)歡迎的教學(xué)模式勢(shì)在必行。這種教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)既區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械加工培養(yǎng)模式又與一般的機(jī)電專業(yè)有不同?,F(xiàn)在很多高職院校已經(jīng)開始運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)教學(xué),來尋求解決這一問題的途徑。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高職院校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件,可以滿足大批量學(xué)生教學(xué)需求。數(shù)控加工設(shè)備價(jià)格昂貴、占地大,而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行,解決了培訓(xùn)時(shí)學(xué)員多機(jī)床設(shè)備少的問題、并為學(xué)校節(jié)省了大量設(shè)備購(gòu)置經(jīng)費(fèi)。它可以對(duì)數(shù)控裝置進(jìn)行仿真操作,實(shí)踐課程教學(xué)的目的主要是對(duì)原理的驗(yàn)證。學(xué)生可利用此軟件進(jìn)行仿真操作,同樣會(huì)起到了真實(shí)設(shè)備的教學(xué)效果。常規(guī)的原理課程的講解一般分兩部分,一部分在教室講解原理,另一部分在實(shí)驗(yàn)室講解實(shí)際操作,這樣必然增加了課時(shí),也使教學(xué)內(nèi)容不連續(xù)。用軟件教學(xué)可以將兩部分內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,也為學(xué)生的課前預(yù)習(xí)提供了條件。此系統(tǒng)還可以依據(jù)不同的客戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì),尤其適于初學(xué)者的入門過程。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的,并且安全可靠。通過動(dòng)態(tài)的仿真操作使教學(xué)過程易教易學(xué)、教學(xué)效果顯著提高。
其優(yōu)點(diǎn)在于:①系統(tǒng)完全模擬真實(shí)CNC機(jī)床的控制面板和屏幕顯現(xiàn),可輕松操作。②在虛擬環(huán)境下對(duì)NC代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn), 操作安全。③用戶可看到真實(shí)的三維加工仿真過程,仔細(xì)檢查加工后的工件, 可以更迅速的掌握CNC機(jī)床的操作過程,過程逼真。④采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn), 在降低費(fèi)用的同時(shí)獲得更佳的培訓(xùn)效果,使用更經(jīng)濟(jì)。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FANUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能,學(xué)生通過在PC機(jī)上操作該軟件,能在很短時(shí)間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作。可手動(dòng)或CAD/CAM編程和加工,教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué),監(jiān)看窗口滾動(dòng)控制,可隨時(shí)獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。
首先,由于計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為媒體開發(fā)的,所以它的通用性較強(qiáng),它能夠在48 以上的任何型號(hào)的計(jì)算機(jī)上直接使用。在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面;以動(dòng)態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行并且還能夠提示操作信息,如編程錯(cuò)誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報(bào)警信息等。使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué),從而即節(jié)省了機(jī)床設(shè)備和實(shí)習(xí)消耗、又大大提高了教學(xué)效率。以某公司出品的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)為例:在數(shù)控機(jī)床教學(xué)應(yīng)用時(shí),由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種軟、硬件資源的支持使得系統(tǒng)在編程、操作時(shí)的效率大大提高。如在手工編輯NC程序時(shí)可利用各種文本編輯軟件EDIT或Windows下的記事本及寫字板等,可以快速編輯程序并以NC為擴(kuò)展名存入磁盤。其主要特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大,能夠儲(chǔ)存更多數(shù)量的和更長(zhǎng)的NC程序文件。并且在NC程序輸入、修改、拷貝方面都顯得非常簡(jiǎn)單,乃至程序的轉(zhuǎn)送也很方便,還可利用軟盤考貝或聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)這一過程。編輯過程中能將漢字注釋信息一起編入NC加工程序而不影響系統(tǒng)的調(diào)用和運(yùn)行,這就使操作者很容易的在繁多的NC文件中找到想要使用的NC文件及其相關(guān)的詳細(xì)信息,而不必在一大堆字符中花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行查尋、分析這些程序的功用而大傷腦筋了。調(diào)用時(shí)也非常方便,進(jìn)入機(jī)床控制系統(tǒng)后,只要是以NC為擴(kuò)名的NC程序文件都可以直接調(diào)用。
其次,計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)依據(jù)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能和全中文的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并配以豐富多彩、自然友好界面顯示,使學(xué)生一進(jìn)入本系統(tǒng)就被深深的吸引,從而能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。模擬演示功能更為真實(shí)可靠,圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設(shè)計(jì)以滿足不同監(jiān)控要求。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí),程序段、坐標(biāo)值、出錯(cuò)信息以及工件與刀具的相對(duì)移動(dòng)的切削過程同時(shí)顯示在同一窗口內(nèi),使操作者能夠一目了然,隨時(shí)監(jiān)控機(jī)床運(yùn)行的狀態(tài)體驗(yàn)真實(shí)的加工過程。該系統(tǒng)具有機(jī)床規(guī)格大小設(shè)置,可定義刀具形狀、切削用量,如數(shù)控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、圓角刀,數(shù)控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機(jī)床外形也可顯示并具有關(guān)門保護(hù)、零件加工后的測(cè)量和保存視窗作業(yè)的功能。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善、適于教學(xué)的使用。其中語法診斷和模擬示教功能可以使學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互式學(xué)習(xí)。即由學(xué)生輸入NC程序,在模擬運(yùn)行過程中,系統(tǒng)能及時(shí)提供錯(cuò)誤信息以及刀具相對(duì)移動(dòng)軌跡的顯示以及最終加工的立體效果,再由學(xué)生經(jīng)過簡(jiǎn)單判斷就能很容易的發(fā)現(xiàn)和修改NC程序的錯(cuò)誤,從而避免教師直接面對(duì)學(xué)生的指責(zé)傷害學(xué)生的自尊,也大大減輕了教師批改學(xué)生NC程序作業(yè)時(shí)的繁重負(fù)擔(dān)。使教師能夠集中精力以幫助學(xué)生解決實(shí)際問題,保證了教學(xué)質(zhì)量使教學(xué)效果得到顯著提高。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控教學(xué);仿真軟件;職專學(xué)生;技能操作;實(shí)際操作
數(shù)控編程與操作是一門對(duì)學(xué)生思維要求很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課,單純的理論教學(xué),易使初學(xué)者感到抽象、難學(xué)。學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等諸多不利因素,使教學(xué)陷入困難的境地。如何降低學(xué)習(xí)的門檻,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,化“難學(xué)”為“易學(xué)”,化“苦學(xué)”為“樂學(xué)”呢?2004年,我校購(gòu)進(jìn)了上海宇龍公司的數(shù)控仿真軟件。在幾年的教學(xué)中,我們利用數(shù)控仿真軟件做了些探索:
1.理論實(shí)踐相結(jié)合
理論與實(shí)踐是相互聯(lián)系,二者在學(xué)習(xí)中是不可缺少的。我們知道理論是靠實(shí)踐來檢驗(yàn)的,而實(shí)踐則可用理論來進(jìn)行指導(dǎo)。在仿真實(shí)習(xí)教學(xué)中,理論學(xué)習(xí)的目的全在于應(yīng)用。
1.1 從實(shí)踐入手,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論的積極性
我在仿真實(shí)習(xí)教學(xué)中,總是先拿出已加工好的真實(shí)的零件,精致的外觀、光潔的表面,吸引著他們,使學(xué)生產(chǎn)生也要加工、想實(shí)踐的心理,調(diào)動(dòng)其積極性,為上好理論課做鋪墊。如講解點(diǎn)位快速移動(dòng)代碼G00,直線插補(bǔ)代碼G01,順時(shí)針插補(bǔ)代碼G02,逆時(shí)針插補(bǔ)代碼G03等,都是采用先看再做的方法,同時(shí),提出一系列相關(guān)的問題,使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣。
有的學(xué)生在練習(xí)中會(huì)產(chǎn)生一些錯(cuò)誤,我就用仿真軟件的授課演示功能針對(duì)這些問題,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,及時(shí)糾正程序的錯(cuò)誤之處。使之明白沒有正確的理論知識(shí)就不能夠加工合格的零件,產(chǎn)生一種迫切需要通過實(shí)踐來掌握理論知識(shí)的渴望。
1.2 讓學(xué)生在仿真課中掌握一定的理論
在仿真實(shí)習(xí)課中,每次我都展示一張難度適當(dāng)?shù)牧慵D,用直觀的方式提問學(xué)生,讓他們分析圖形及走刀過程,引導(dǎo)學(xué)生思考編程指令,得出正確結(jié)論,從而來獲得知識(shí)。如編程時(shí)用G71粗車循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是什么?為什么加工外圓用G01直線插補(bǔ),而回刀用G00快速移動(dòng)呢?加工錐度時(shí),為什么要用G01指令使 X軸、Z軸同時(shí)移動(dòng)產(chǎn)生角度?這些問題的提出,主要是激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),使學(xué)生通過獨(dú)立思考來獲取知識(shí),并提高學(xué)生的語言表達(dá)能力。在實(shí)習(xí)課中學(xué)生們感覺理論知識(shí)不夠用時(shí),我馬上抓住時(shí)機(jī)把理論知識(shí)適當(dāng)?shù)赝卣埂⒓由?,使學(xué)生牢固地掌握知識(shí),掌握實(shí)踐方法。
2.堅(jiān)持以技能操作為核心的仿真教學(xué),真正提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。
針對(duì)職專學(xué)生形象思維較強(qiáng)的特點(diǎn),在課堂教學(xué)上,我進(jìn)行了大膽的嘗試,變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)為以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)。所謂以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)是將相關(guān)知識(shí)與能力,按照其相互之間的關(guān)系以及內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,編成便于學(xué)生進(jìn)行技能操作的相對(duì)獨(dú)立的單元,在計(jì)算機(jī)上仿真出來。
在數(shù)控仿真教學(xué)中,如何激發(fā)學(xué)生技能操作的積極性呢?首先結(jié)合學(xué)科特點(diǎn),介紹數(shù)控編程知識(shí)的實(shí)用價(jià)值,有意識(shí)地讓學(xué)生了解數(shù)控編程與今后工作的密切關(guān)系。從學(xué)生中挖掘具有實(shí)用價(jià)值的,能激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣的典型事例,充分展現(xiàn)數(shù)控編程及操作的價(jià)值,使更多的學(xué)生對(duì)數(shù)控編程產(chǎn)生濃厚的興趣。其次,降低入門的門檻,避開空洞的理論教學(xué),教學(xué)過程一開始先進(jìn)行示范性操作,同時(shí)提醒學(xué)生認(rèn)真觀察,掌握操作要領(lǐng)。當(dāng)機(jī)床的模擬切削聲響起來,切屑飛濺,毛坯隨著刀具的加工變成圖樣要求的工件后,學(xué)生的好奇心和求知欲極度膨脹,此時(shí)也恰是讓學(xué)生動(dòng)手操作,進(jìn)行模仿的最佳時(shí)機(jī)。當(dāng)學(xué)生獨(dú)立完成,興奮不已時(shí),及時(shí)表揚(yáng)學(xué)生所取得的成績(jī),發(fā)現(xiàn)他們的閃光點(diǎn),鼓勵(lì)他們勇于戰(zhàn)勝自己,激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心,挖掘他們的內(nèi)在潛能。當(dāng)學(xué)生激動(dòng)的情緒趨于平靜時(shí),及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極地思考,工件為什么會(huì)變成與圖樣尺寸一樣?機(jī)床為什么會(huì)自己加工?讓學(xué)生在一種積極的情感體驗(yàn)中,既學(xué)到了知識(shí),又培養(yǎng)了能力。既發(fā)揮了學(xué)生的主體作用,又提高了課堂教學(xué)效果,從而讓學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)習(xí)知識(shí)的目的是為了應(yīng)用,在應(yīng)用中找出自己現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)的欠缺,促使自己進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí),即“學(xué)以致用,以用促學(xué)”。
另外,在每一個(gè)仿真結(jié)束后,我都及時(shí)地引導(dǎo)他們思索,對(duì)于我們已經(jīng)做好的零件,你認(rèn)為還有哪些缺點(diǎn)或者還做哪些改進(jìn)。當(dāng)同學(xué)們把問題提出來后,再讓他們通過討論,看看自己提出來的問題是不是別人也存在,如果是別人沒有研究過的,再進(jìn)一步制定實(shí)施方案,并通過小組討論確定其可行性,然后在老師的輔導(dǎo)下,把創(chuàng)新后的零件作出來。對(duì)于一些有價(jià)值的零件,建議他們保留程序,在今后的實(shí)際操作中加工出來。目前,我校已有不少學(xué)生加工的零件作為展品存在學(xué)校的榮譽(yù)室中。這樣既實(shí)現(xiàn)了“用中求創(chuàng)”的教學(xué)目標(biāo),也為學(xué)生將來走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。
3.把課本內(nèi)容科學(xué)地整合到以“技能操作為核心”的仿真教學(xué)中,應(yīng)貫徹多元整合
職業(yè)教育是一種以就業(yè)為導(dǎo)向的教育,其職業(yè)方向性的特點(diǎn)決定了它必須適應(yīng)社會(huì)的就業(yè)需求,服務(wù)于特定職業(yè)崗位或技術(shù)領(lǐng)域。職業(yè)中專學(xué)校培養(yǎng)的是能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)解決實(shí)際問題的技能應(yīng)用型人才,需要具備綜合知識(shí)的運(yùn)用能力及較強(qiáng)的綜合職業(yè)技能。因此,我們應(yīng)努力擺脫現(xiàn)有課堂教學(xué)理念的束縛,徹底更新觀念。作為職專學(xué)校專業(yè)課教師,應(yīng)從學(xué)校走出去,深入了解市場(chǎng),準(zhǔn)確把握市場(chǎng)需要本專業(yè)的畢業(yè)生具備哪些技術(shù)應(yīng)用能力,在整合教材時(shí)做到心中有數(shù)。
在數(shù)控編程仿真教學(xué)中,應(yīng)以技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)為核心,以目標(biāo)培養(yǎng)的實(shí)際需要作為課本內(nèi)容取舍和仿真訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行多元整合,強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的綜合性。多元整合的目的是精簡(jiǎn)課本內(nèi)容,打破課本章、節(jié)體系的完整性,強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的應(yīng)用性和必需的基礎(chǔ)性。在對(duì)課本內(nèi)容進(jìn)行多元整合時(shí),應(yīng)注意:第一,理論知識(shí)應(yīng)以必需夠用為度,突出應(yīng)用與實(shí)踐,少講多做;第二,仿真內(nèi)容應(yīng)及時(shí)反映專業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展;第三,課本內(nèi)容的多元整合絕不是幾個(gè)仿真的簡(jiǎn)單疊加或隨意拼湊,而是根據(jù)知識(shí)、能力的內(nèi)在聯(lián)系和相互間的邏輯關(guān)系進(jìn)行有機(jī)整合。這種遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的多元整合,有利于學(xué)生知識(shí)、技能、態(tài)度的合理形成與協(xié)調(diào)發(fā)展,為將來走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
4.正確處理好以下“關(guān)系”
4.1 教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用
在教學(xué)過程中,教師是教學(xué)的組織者,學(xué)生是教學(xué)過程中的認(rèn)識(shí)體。師生既相互聯(lián)系,又相互制約。因此,教師的講解與學(xué)生的學(xué)習(xí)必須匹配。教師應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用,給學(xué)生創(chuàng)造條件,讓他們發(fā)揮主觀能動(dòng)性,自覺的獲取知識(shí),充分體現(xiàn)出學(xué)生的主體作用,即:引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),逐步學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)掌握科學(xué)知識(shí)及其規(guī)律,為實(shí)踐服務(wù)。要根據(jù)每次教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)真改進(jìn)教學(xué)方法,精心設(shè)計(jì)教學(xué)程序,啟迪學(xué)生思維,加強(qiáng)技能訓(xùn)練。
4.2 新、舊知識(shí)的聯(lián)系
在教學(xué)過程中要學(xué)習(xí)知識(shí),不斷地?cái)U(kuò)大原有知識(shí)范圍?!澳嫠兄?,不進(jìn)則退”,因而要復(fù)習(xí)鞏固舊的知識(shí)。如在數(shù)控仿真中加工零件的步驟是:一回參考點(diǎn),二校對(duì)程序,三對(duì)刀,四加工,這些已經(jīng)學(xué)過了。而實(shí)際加工零件對(duì)他們來說又是新知識(shí),要想達(dá)到安全正確,必須在仿真系統(tǒng)中反復(fù)操作。在仿真機(jī)上進(jìn)行復(fù)習(xí)就很容易理解很容易地實(shí)際操作,并且加深了對(duì)此內(nèi)容的認(rèn)識(shí)。
4.3 “難與易”的關(guān)系
在教學(xué)過程中,把難懂的問題拆開變?yōu)橐锥摹R员闶箤W(xué)生更快,更好地掌握。如數(shù)控加工中,刀具補(bǔ)償+刀尖半徑補(bǔ)償是較難理解、掌握的內(nèi)容。在仿真教學(xué)中,分五步進(jìn)行講解、練習(xí)。第一步刀具車削工件端面,來確認(rèn)Z軸坐標(biāo)。第二步刀具車削工件外圓,來確認(rèn)X軸坐標(biāo)。第三步在刀補(bǔ)中,輸入刀尖半徑和刀尖方向代碼。第四步復(fù)位。第五步加工出零件。在教學(xué)過程中比較難懂,比較復(fù)雜的地方,學(xué)生很快地接受了。
再如對(duì)刀過程中的計(jì)算測(cè)量,難度雖然不大,但是有一部分學(xué)生對(duì)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償理解的不透,于是我就用教具畫圖相關(guān)知識(shí)進(jìn)行講解。這樣學(xué)生們很快就搞懂了,并且能夠在較短的時(shí)間內(nèi)讀出準(zhǔn)確的數(shù)值,從而達(dá)到了事半功倍的效果。
5.在以“技能操作為核心”的數(shù)控編程仿真教學(xué)中,還應(yīng)重視學(xué)生經(jīng)受挫折、克服挫折的教育。
21世紀(jì)的競(jìng)爭(zhēng)是人才素質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng),它需要青少年具有堅(jiān)韌不拔的精神和頑強(qiáng)的斗志。職專學(xué)生的年齡大都在15-18周歲之間,大多數(shù)意志品質(zhì)還不夠堅(jiān)強(qiáng),承受挫折的能力也較弱,所以在模塊教學(xué)中,應(yīng)創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生嘗試“挫折”考驗(yàn)的情境,以此來磨煉學(xué)生堅(jiān)強(qiáng)的意志品質(zhì),使學(xué)生體驗(yàn)到只有經(jīng)過艱苦努力,獲得的成功才更有價(jià)值,從而產(chǎn)生足夠的自信和克服挫折的勇氣。因此,在教學(xué)過程中,我經(jīng)常有意識(shí)地設(shè)置“陷阱”,如故意少編一個(gè)程序段、參數(shù)輸入錯(cuò)誤等,發(fā)生撞刀現(xiàn)象,致使工件車不出來,讓學(xué)生自己找出失敗的原因。當(dāng)學(xué)生真正排除了故障后,就會(huì)在“山重水盡疑無路,柳暗花明又一村”的情感體驗(yàn)中既獲取了知識(shí),又培養(yǎng)了意志的堅(jiān)韌性。因此,經(jīng)受挫折、克服挫折的教育也是幫助學(xué)生增強(qiáng)信心的重要一環(huán)。這把“雙刃劍”用好了,會(huì)讓學(xué)生獲益終生。
6.仿真教學(xué)中,還應(yīng)構(gòu)建多元評(píng)價(jià)體系。
教學(xué)評(píng)價(jià)直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,所以評(píng)價(jià)要做到:第一,合理且有一定的彈性,答案不能限制太死,只要合理就行。如一些仿真操作中學(xué)生實(shí)施方案的可行性討論,實(shí)操過程中加工線路等。第二,既要評(píng)價(jià)技能操作結(jié)果,又要評(píng)價(jià)技能操作的過程。在技能操作中學(xué)生所表現(xiàn)出來的良好個(gè)性品質(zhì)要給予充分的鼓勵(lì)、肯定、嘉獎(jiǎng)。第三,轉(zhuǎn)換評(píng)價(jià)的主客體關(guān)系。對(duì)學(xué)生在課堂上的技能操作情況及結(jié)果不僅僅由教師來評(píng),還可以讓學(xué)生自評(píng)或互評(píng)。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算,可采用學(xué)生討論評(píng)價(jià)的方式,在研討中發(fā)現(xiàn)問題,得出正確結(jié)果,學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性也就調(diào)動(dòng)出來了。
合理進(jìn)行仿真教學(xué),有利于全面提高學(xué)生的實(shí)際操作能力,激發(fā)獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和勇于實(shí)踐的能力,進(jìn)而提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 仿真軟件:上海宇龍軟件工程有限公司 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)V3.8.20050607版(25節(jié)點(diǎn))
[2] 《數(shù)控編程與操作》 沈陽機(jī)床廠出版 2005
【關(guān)鍵詞】安全教育;理論與實(shí)際;實(shí)訓(xùn);改革
機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)極為重要的支柱產(chǎn)業(yè),在促進(jìn)國(guó)家工業(yè)化、現(xiàn)代化的進(jìn)程中,起著舉足輕重的作用。但是隨著最近幾年的學(xué)生步入社會(huì),問題也不斷地體現(xiàn)了出來。學(xué)生普遍偏向于理論的培養(yǎng),實(shí)踐技能不足,實(shí)訓(xùn)內(nèi)容單一落后,在學(xué)校的學(xué)習(xí)以及實(shí)訓(xùn)與社會(huì)脫節(jié)。那么,如何才能保證職校學(xué)生的質(zhì)量,滿足企業(yè)的需求呢?而這也是職業(yè)學(xué)校課程改革的首要任務(wù)。我們必須讓自己的學(xué)生學(xué)有所用,能夠真正的成為技能上的能手,滿足企業(yè)的需求。普通車工實(shí)訓(xùn),是職業(yè)教育中培養(yǎng)學(xué)生技能的一項(xiàng)重要內(nèi)容,也為學(xué)生今后能更掌握更多的,更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)打下了基礎(chǔ)。為了更好地適應(yīng)企業(yè)和社會(huì)的需要,也為學(xué)生今后能更掌握更多的,更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)打下了基礎(chǔ)。我認(rèn)為在車工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中要注意以下幾點(diǎn):
一、安全教育要始終慣穿在整個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中
車工實(shí)訓(xùn)具有一定的危險(xiǎn)性,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生具有安全、文明生產(chǎn)的習(xí)慣和一絲不茍的工作作風(fēng)。學(xué)生在車工實(shí)習(xí)教學(xué)中存在的安全事故隱患、設(shè)備使用與維護(hù)的問題以及預(yù)防,是學(xué)校實(shí)習(xí)教學(xué)管理的重中之重,一旦學(xué)生出現(xiàn)安全事故,將對(duì)學(xué)生、家庭、學(xué)校造成嚴(yán)重的影響。因此,老師教育學(xué)生執(zhí)行安全操作規(guī)程,顯得尤為重要。 為規(guī)范實(shí)習(xí)教學(xué)工作,保證實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量,在實(shí)習(xí)的整個(gè)過程中,始終要注意安全教育。它分為:
1、實(shí)習(xí)初期的遵守安全規(guī)則的教育。要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到安全規(guī)程是一種紀(jì)律,執(zhí)行安全規(guī)程更是一條紀(jì)律。
2、教師對(duì)當(dāng)天進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容有針對(duì)性地進(jìn)行安全教育。例如車工實(shí)習(xí)中,經(jīng)常會(huì)碰到學(xué)生加工零件校正時(shí),零件裝夾好后便啟動(dòng)車床,目測(cè)檢查是否找正,當(dāng)卡盤板手還插在卡盤上就啟動(dòng)車床旋轉(zhuǎn),為預(yù)防發(fā)生事故,應(yīng)教育學(xué)生要停車、空檔、轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤、用劃針指向工件進(jìn)行校正的方法。
3、教師在一天的實(shí)訓(xùn)結(jié)束之后,面對(duì)全體學(xué)生要作一個(gè)小結(jié),并鞏固一下安全教育。例如磨刀的安全問題,車螺紋的安全問題等。
4、實(shí)習(xí)階段結(jié)束后,學(xué)生自我的安全總結(jié)。通過這幾項(xiàng)安全教育,學(xué)生不光在行為上,在內(nèi)心都能深刻認(rèn)識(shí)到安全的重量性。
二、基礎(chǔ)理論與實(shí)際操作相結(jié)合
為了培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的技術(shù)人長(zhǎng),必須要把車工基礎(chǔ)理論與實(shí)際操作有機(jī)地、完美地結(jié)合起來,在教學(xué)中要注意讓學(xué)生掌握以下基礎(chǔ)知識(shí):
1、詳細(xì)了解各種車床的結(jié)構(gòu)、性能,以便正確地使用車床和排除故障。要熟悉車床的加油部位及系統(tǒng),保養(yǎng)和維護(hù)好機(jī)床。 我每日的要求是擦干凈床身及表面各死角,做到漆見本色鐵見光。尤其是外露導(dǎo)軌面的清潔特別重要,并要求按規(guī)定加油。我將正確保養(yǎng)和維護(hù)機(jī)床也列入學(xué)生考核成績(jī)內(nèi),使學(xué)生對(duì)這項(xiàng)工作能十分重視.
2、熟悉車床附件以及工裝卡具、刀具、量具、工具的結(jié)構(gòu)原理,以便正確地使用和保養(yǎng)。
3、教會(huì)學(xué)生查閱有關(guān)的技術(shù)資料、手冊(cè)等。
4、使學(xué)生掌握有關(guān)車削工作的計(jì)算,并將其運(yùn)用于實(shí)踐中。
5、看懂圖紙,清楚技術(shù)要求,教會(huì)學(xué)生對(duì)零件進(jìn)行分析,并能制定加工工藝,能按要求加工出零件。
三、運(yùn)用模塊化教學(xué)方法
普車、數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)一體化模塊的確定,是整個(gè)實(shí)習(xí)訓(xùn)練是的核心內(nèi)容。只有確定好了最合理的實(shí)習(xí)內(nèi)容與模塊,實(shí)習(xí)才能起到最大的效果。一般根據(jù)國(guó)家高技能人才培養(yǎng)計(jì)劃,結(jié)合各個(gè)學(xué)?,F(xiàn)有實(shí)訓(xùn)條件來確定。
其中,普車實(shí)習(xí)訓(xùn)練為第一階段,也就是將我們以前的傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容做一下改革。使之能夠更好的為數(shù)控車打下基礎(chǔ)。大體可以分為以下幾個(gè)模塊:
①普車的文明生產(chǎn)、安全操作;②車床系統(tǒng)傳動(dòng)路線;③車床的
維護(hù)與保養(yǎng);④車削的基本知識(shí);⑤車刀基本角度的定義及其初步選擇;⑥典型零件的工藝分析與車削。這六大模塊最終為數(shù)控編程與工藝、數(shù)控仿真、數(shù)控系統(tǒng)、cad/cam模塊的教學(xué)服務(wù)。
至于對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)水平的要求,可以以中、高級(jí)職業(yè)資格考核為要求,對(duì)于普車六個(gè)模塊的實(shí)習(xí),可以分三個(gè)時(shí)期進(jìn)行(初、中、后期)實(shí)訓(xùn)時(shí)間可以在10周左右,接著安排數(shù)控車模塊的實(shí)習(xí)為第二階段,最重要的是要讓所有學(xué)生都有實(shí)訓(xùn)工位,能夠有充裕的時(shí)間來自己進(jìn)行實(shí)踐操作。同樣可以分為三個(gè)時(shí)期進(jìn)行,實(shí)訓(xùn)時(shí)間約12周左右。初期的任務(wù)是入門,打下數(shù)控車相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí);中期根據(jù)學(xué)生整體接受情況,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;后期可以以一些典型的零部件為實(shí)踐對(duì)象,以學(xué)生自練為主,教師進(jìn)行檢查、輔導(dǎo),進(jìn)行模塊的具體應(yīng)用以及訓(xùn)練,并且通過一定時(shí)間的強(qiáng)化訓(xùn)練來達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)等級(jí)。而在其中,普通車床典型零件的工藝分析模塊的教學(xué)是重點(diǎn),也是難點(diǎn),它是數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)的基礎(chǔ)。因此,只有加大普車典型零件的分析及車削的教學(xué),抓住重點(diǎn),分析難點(diǎn),針對(duì)學(xué)生的具體情況來采取有效的方法,循序漸進(jìn),而對(duì)于比較難掌握的復(fù)雜內(nèi)容,我們可以將難點(diǎn)分解成幾個(gè)比較容易理解和掌握的部分,化難為易,層層深入來便于學(xué)生掌握,這樣才能保證生產(chǎn)實(shí)習(xí)模塊教學(xué)的質(zhì)量??傊?,普車技能的熟練操作是數(shù)控車的前提和保證,為學(xué)習(xí)數(shù)控仿真及上機(jī)操作提供了必要的條件。
四、普車實(shí)訓(xùn)改革為數(shù)控車實(shí)訓(xùn)服務(wù)
在普車實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,突出對(duì)學(xué)生自身能力的培養(yǎng),在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí),讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)中的主角。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,而教師只作為引路人和答疑者,讓學(xué)生在解決教師給出的項(xiàng)目中培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。在實(shí)習(xí)教學(xué)的后期,讓學(xué)生有更多的自由支配,讓學(xué)生學(xué)會(huì)時(shí)間的合理安排和分配,并學(xué)會(huì)協(xié)調(diào)與合作。鼓勵(lì)和支持學(xué)生進(jìn)行發(fā)明和創(chuàng)新。這個(gè)時(shí)候,教師可以加大指導(dǎo)有關(guān)專業(yè)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的力度,使學(xué)生的理論能夠真正和實(shí)踐結(jié)合起來,讓實(shí)踐服務(wù)于課程設(shè)計(jì),使學(xué)生的設(shè)計(jì)具有更強(qiáng)的實(shí)用性和說服力,而不是像以前的一些空空而談。通過這些形式的教學(xué)改革,學(xué)生的技能水平和素質(zhì)得到提升,使他們?cè)诘诙A段的數(shù)控車實(shí)訓(xùn)中的編程、仿真、上機(jī)、操作等能夠更加的相互融通,訓(xùn)練內(nèi)容更通俗易懂,并能在較短的時(shí)期內(nèi)基本掌握,這樣即避免了數(shù)控車實(shí)訓(xùn)單一的教學(xué)模式,又降低了學(xué)生直接上機(jī)操作的難度,可以達(dá)到相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的目的,同時(shí),又達(dá)到了普車為數(shù)控車服務(wù)的目的。
在普通車工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中還有許多問題值得我們?nèi)ニ伎?,如何在這項(xiàng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作中做得更好,還需要我們不斷地去探索
參考文獻(xiàn):
Abstract: How to better improve the teaching effect is the problem that each of teacher have to face. In the mechanical CAD / CAM teaching of secondary NC professional, the use of case leading and mission-driven improves the students' interest in learning and enhances students' learning confidence and cultivates the creativity ability, self-learning ability and cooperative ability of students.
關(guān)鍵詞: 計(jì)算機(jī)輔助繪圖與制造;項(xiàng)目引領(lǐng)
Key words: computer-aided drawing and manufacturing;project lead
中圖分類號(hào):G71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)23-0213-01
0引言
案例教學(xué)法也叫實(shí)例教學(xué)法或個(gè)案教學(xué)法,它是在教師的指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的需要,采用案例組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、鍛煉能力的方法。實(shí)踐證明,運(yùn)用“案例教學(xué)法”能收到良好的教學(xué)效果?!稒C(jī)械CAD/CAM》是數(shù)控專業(yè)的主干課程之一,是一門綜合性極強(qiáng)的課程,其教學(xué)內(nèi)容涉及《機(jī)械制造工藝》、《金屬材料》、《數(shù)控原理》、《刀具》,具有面廣、環(huán)節(jié)多、難度大的特點(diǎn)。該課程要求學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地掌握計(jì)算機(jī)畫圖及用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)控加工程序和如何輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的知識(shí)和理論,若在教學(xué)中只注重強(qiáng)調(diào)各個(gè)知識(shí)點(diǎn),而忽視實(shí)際操作的連續(xù)性,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)吸引力、學(xué)習(xí)收獲、學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解力、激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)思維的啟發(fā)等是比較小的。所以,在《機(jī)械CAD/CAM》課程的教學(xué)中,除了傳統(tǒng)的講解以外,還需要進(jìn)行相應(yīng)的案例分析,只有這樣,才能使學(xué)生通過案例教學(xué)有利于增強(qiáng)學(xué)生自信心,激發(fā)學(xué)生的求知欲,有利于提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力,有利于深化學(xué)習(xí),有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的形成,達(dá)到學(xué)以致用。
案例教學(xué)沒有固定的模式,但不論為何種模式,都離不開幾個(gè)基本實(shí)施環(huán)節(jié)。通常而言,案例教學(xué)包含以下4個(gè)基本環(huán)節(jié)。
1精選案例,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力
在授課前結(jié)合教學(xué)內(nèi)容實(shí)際,精心設(shè)計(jì),學(xué)生掌握知識(shí)的過程是循序漸進(jìn)的,尤其是現(xiàn)在的中職學(xué)生,學(xué)生的接受能力較差,學(xué)習(xí)積極性不高,教師應(yīng)該幫助他們樹立信心,打消這種顧慮。在最初教學(xué)入門的時(shí)候,可以從繪制最簡(jiǎn)單的幾何圖形,和對(duì)這些幾何圖形的電腦編程的制定開始,然后是繪制一些中等復(fù)雜圓弧連接圖及電腦編程的制定,到最后是繪制復(fù)雜的零件圖到此時(shí)電腦編程對(duì)他們已經(jīng)是非常熟練,自己就能制定。在這個(gè)過程當(dāng)中,學(xué)習(xí)的命令由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,學(xué)生完成任務(wù)的過程也由易到難,在不斷的嘗試中掌握所有命令的使用。我的做法一般是從學(xué)生“師兄師姐”各個(gè)階段的作品中選取功能較完整、做得比較好的項(xiàng)目作為講解項(xiàng)目,切合廣大學(xué)生實(shí)際水平,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自信心,同時(shí)也增添了幾分“挑戰(zhàn)”的色彩。在課堂分析、討論之前,將案例分發(fā)給學(xué)生,要求學(xué)生查找類似數(shù)控加工零件的方法及畫圖的方法,以便找到分析該案例的理論依據(jù)。這就是案例的準(zhǔn)備階段。
2精心組織案例教學(xué)環(huán)節(jié),鼓勵(lì)學(xué)生積極參與
這一環(huán)節(jié)又可以說是課堂分析、辯論環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)又可細(xì)分為幾個(gè)步驟,即:首先教師將全班學(xué)生分為若干小組,以小組為單位對(duì)圖形的繪制及刀路的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、討論、辯論,在這個(gè)過程教師營(yíng)造自由討論的氣氛和環(huán)境,在這個(gè)過程要督促每個(gè)學(xué)生積極參與,發(fā)表自己的觀點(diǎn)、見解,在自己發(fā)言結(jié)束后,要善于聽取別人的見解,汲取他人的新觀點(diǎn)。小組討論結(jié)束后形成統(tǒng)一的意見或認(rèn)識(shí)。然后,各小組可指派代表向全班對(duì)案例作一分析,闡述各自觀點(diǎn),并作小結(jié)發(fā)言。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生珍視難得的發(fā)言機(jī)會(huì),大膽主動(dòng)地表達(dá)自己對(duì)問題的見解,以鍛煉自己的口語表達(dá)能力、思辯應(yīng)變能力以及靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。此時(shí)教師好比為主持人,教師的主要任務(wù)是組織、引導(dǎo)學(xué)生討論,避免偏離討論的方向和正題,值得一提的是,在討論中教師不要直接表露自己的觀點(diǎn),以免學(xué)生產(chǎn)生依賴心理。若學(xué)生的觀點(diǎn)不一致,可使其展開討論;若學(xué)生分析判斷有錯(cuò)誤,采取間接提問的方式,使學(xué)生意識(shí)到問題出在哪里,自覺加以修正。我們可以看到學(xué)生通過這一過程的學(xué)習(xí),可以達(dá)到學(xué)生和學(xué)生及學(xué)生和教師之間的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)共享,達(dá)到教學(xué)、學(xué)學(xué)相長(zhǎng)的目的。不僅使教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)與研究得到深化,這種合作精神是學(xué)生走上工作崗位最需要的,在這個(gè)過程中學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作,在一個(gè)寬松的環(huán)境學(xué)習(xí),既培養(yǎng)他們自立,有培養(yǎng)他們繼續(xù)學(xué)習(xí)的信心。
3案例總結(jié)
案例分析、討論結(jié)束后,及時(shí)總結(jié)本次討論。在這個(gè)過程中注重學(xué)生經(jīng)驗(yàn)與智慧的開發(fā)。指出本次案例討論的思路、討論的難點(diǎn)、重點(diǎn)、主要解決的問題、如何運(yùn)用理論知識(shí),評(píng)述本次討論不足之處與成功之處,對(duì)于熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行進(jìn)行情景模擬、還可以進(jìn)行討論,使學(xué)生感悟,在感悟中學(xué)習(xí),在解決問題的過程中不斷提高自身的能力,使體驗(yàn)成為終身的記憶和經(jīng)驗(yàn)。還可對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)加以評(píng)價(jià),并對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)作為平時(shí)成績(jī)記錄在案,以激勵(lì)學(xué)生下次更好地參與討論。
4布置個(gè)性化作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)思維創(chuàng)新能力
最后一個(gè)環(huán)節(jié)是根據(jù)課堂作業(yè)布置課后作業(yè),作業(yè)選擇有趣味, 有價(jià)值的內(nèi)容, 使作業(yè)有真正的實(shí)際意義,要把學(xué)生放到主體的位置,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造潛能,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在這個(gè)過程中學(xué)生自己設(shè)計(jì)圖紙,加工要求,自己制定程序,通過應(yīng)用自己學(xué)習(xí)的知識(shí)解決問題,同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)自我的意思,增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心,從而促進(jìn)學(xué)生自我鍛煉、自我提高,在學(xué)習(xí)中不斷成長(zhǎng)。
關(guān)鍵詞:機(jī)床坐標(biāo)系 三級(jí)工件坐標(biāo)系 零點(diǎn)偏移
坐標(biāo)是數(shù)控機(jī)床操作和編程時(shí)用來表達(dá)空間位置的基本對(duì)象。如何建立和設(shè)定坐標(biāo)系是學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作的基礎(chǔ)性入門知識(shí),也是初學(xué)者難以理解和掌握的內(nèi)容。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展,機(jī)床的編程和操作會(huì)顯得愈加輕松和高效。科學(xué)合理地設(shè)定坐標(biāo)系,深刻理解各坐標(biāo)系的設(shè)定原理,靈活地運(yùn)用各種方法建立坐標(biāo)系就成為了數(shù)控機(jī)床操作的重要內(nèi)容。因此,正確地理解各個(gè)坐標(biāo)系的概念及它們之間的關(guān)系,是熟練操作數(shù)控機(jī)床的前提和基礎(chǔ)。
1 操作中的錯(cuò)誤現(xiàn)象
初學(xué)者學(xué)習(xí)機(jī)床編程和操作時(shí),各種錯(cuò)誤現(xiàn)象出現(xiàn)較多,具體如下:(1)采用試切法對(duì)刀后,未將參數(shù)記錄于Offset零偏數(shù)據(jù)區(qū)便移開刀具,工件實(shí)際零點(diǎn)高于設(shè)定位置,導(dǎo)致實(shí)際加工時(shí)深度達(dá)不到程序要求,或刀具根本不能觸及工件。(2)在Offset零偏狀態(tài)下,坐標(biāo)值位置記錄錯(cuò)誤,導(dǎo)致零偏指令使用前后不一致。(3)程序開頭未使用G54(~G59)指令激活工件坐標(biāo)系,導(dǎo)致刀具不能觸及工件或發(fā)生安全事故。(4)機(jī)械式記憶操作,在【測(cè)量工件】操作方式下,未將刀補(bǔ)數(shù)據(jù)清零而使用自動(dòng)計(jì)算,導(dǎo)致工件零點(diǎn)發(fā)生偏移。(5)借助尋邊器和Z軸設(shè)定器等儀器進(jìn)行間接對(duì)刀方式操作,在【測(cè)量工件】方式下,不能正確設(shè)定偏移方向和偏移距離。(6)利用CAD/CAM軟件編程時(shí),忽略圖形在坐標(biāo)系中的定位,導(dǎo)致程序無效。種種錯(cuò)誤表明機(jī)床的操作者只是機(jī)械地模仿和記憶各種操作,不能正確理解坐標(biāo)系的概念及相互間的關(guān)系,導(dǎo)致各種錯(cuò)誤出現(xiàn),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生各類操作事故。這就需要我們教學(xué)指導(dǎo)人員積極探索教學(xué)方法,科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容,靈活運(yùn)用各種教學(xué)手段,增強(qiáng)初學(xué)者對(duì)坐標(biāo)系的理解。
2 機(jī)床坐標(biāo)系
機(jī)床坐標(biāo)系是由機(jī)床制造廠家在生產(chǎn)制造機(jī)床時(shí)設(shè)定的一個(gè)機(jī)械坐標(biāo)系,分別在數(shù)控銑床的每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向安裝一個(gè)機(jī)械擋塊來設(shè)定機(jī)床零點(diǎn)位置[1]。機(jī)床坐標(biāo)系的三根坐標(biāo)軸:X,Y,Z,各軸位置符合右手笛卡兒坐標(biāo)系的位置關(guān)系。軸的正負(fù)方向?yàn)榈毒呦鄬?duì)工件的運(yùn)動(dòng)方向(刀具不一定做絕對(duì)運(yùn)動(dòng)),坐標(biāo)系的原點(diǎn)定在機(jī)床零點(diǎn),是所有坐標(biāo)軸的零點(diǎn)位置。
在SIEMENS操作系統(tǒng)下,按【加工區(qū)域操作鍵】,可切換為坐標(biāo)位置界面(如圖1所示)。若保持【基本設(shè)定】的參數(shù)為零,則畫面顯示的坐標(biāo)值即為刀具當(dāng)前所處空間位置在機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)。移動(dòng)刀具,坐標(biāo)會(huì)同步變化,通過觀察屏幕數(shù)據(jù)可知刀具當(dāng)前空間位置的具體坐標(biāo)。
圖1 坐標(biāo)位置界面
工件若已固定安裝到工作臺(tái)上,其上任何一點(diǎn)的坐標(biāo)也就同步確定。此時(shí)移動(dòng)工作臺(tái),工件同步移動(dòng),但工件任何一點(diǎn)的坐標(biāo)不再改變,改變的只是刀具的空間位置和坐標(biāo)。
進(jìn)行零件的批量生產(chǎn)時(shí),需安裝支撐墊鐵和定位塊,保證每個(gè)工件都是安裝在工作臺(tái)的相同位置,從而保證每個(gè)工件安裝后都處在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的相同坐標(biāo)處。
SIEMENS系統(tǒng)每次開機(jī),在坐標(biāo)位置顯示狀態(tài)下顯示的刀具當(dāng)前坐標(biāo)值為(0,0,0),很顯然這是不正確的,因?yàn)殛P(guān)機(jī)前刀具所處位置未必都是處在機(jī)床坐標(biāo)系的零點(diǎn),雖然在此狀態(tài)下移動(dòng)刀具,系統(tǒng)也會(huì)跟蹤并顯示刀具的當(dāng)前坐標(biāo),但此時(shí)屏幕的坐標(biāo)值和刀具所處空間位置的坐標(biāo)值不統(tǒng)一,若在此狀態(tài)啟動(dòng)先前的零件程序進(jìn)行批量生產(chǎn),必然發(fā)生刀具不能觸及工件或發(fā)生重大安全事故。因此,務(wù)必進(jìn)行回原點(diǎn)(回參考點(diǎn))操作,使機(jī)床的每個(gè)坐標(biāo)軸自動(dòng)回到零點(diǎn)位置,并將系統(tǒng)坐標(biāo)自動(dòng)清零,從而修復(fù)機(jī)床坐標(biāo)系的開機(jī)錯(cuò)誤。 具體操作如下:
(1)按動(dòng),進(jìn)入回參考點(diǎn)狀態(tài)。
(2)按動(dòng)分別將各坐標(biāo)軸回到零點(diǎn)。
(3)顯示符號(hào),表明坐標(biāo)軸未回到參考點(diǎn);若顯示符號(hào),則表明坐標(biāo)軸已經(jīng)回到參考點(diǎn)[2]。
要求:各軸回參考點(diǎn)之前應(yīng)處于零點(diǎn)以內(nèi)。當(dāng)選擇另一種運(yùn)行方式(MDA,AUTO,JOG)結(jié)束該功能。
3 工件坐標(biāo)系
編寫零件的加工程序時(shí),可能工件尚未裝夾,工件處在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)便未確定,因此無法使用機(jī)床坐標(biāo)系來表達(dá)工件的各點(diǎn)坐標(biāo),須在工件上尋找一個(gè)參考點(diǎn)作為編程基準(zhǔn),這就必須建立另一個(gè)坐標(biāo)系――工件坐標(biāo)系(或稱編程坐標(biāo)系),工件坐標(biāo)系就是由編程人員根據(jù)編程需要而設(shè)定的坐標(biāo)系,坐標(biāo)系的原點(diǎn)可在編程圖紙(或工件)上自由設(shè)定,而坐標(biāo)軸必須與機(jī)床坐標(biāo)系一致。原點(diǎn)位置的設(shè)定原則需滿足以下條件:(1)方便計(jì)算和表達(dá)各編程坐標(biāo);(2)方便對(duì)刀操作。
由于工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)是編程時(shí)人為設(shè)定點(diǎn),在裝夾好工件后,機(jī)床自身是不能識(shí)別該點(diǎn)的,必須在系統(tǒng)執(zhí)行程序前將該位置告知機(jī)床,這一過程就是通過對(duì)刀操作來實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)能反饋刀具在坐標(biāo)系內(nèi)的實(shí)時(shí)坐標(biāo),對(duì)刀就是將刀具與工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置重合(也可使用間接對(duì)刀計(jì)算出該點(diǎn)坐標(biāo)),獲取工件裝夾后該點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系里的坐標(biāo)值,然后將該坐標(biāo)值保存下來。
操作時(shí),將刀具停留在該點(diǎn),記錄保存該位置坐標(biāo)值的操作方法有如下兩種,分別建立不同級(jí)別的工件坐標(biāo)系:
3.1 第一級(jí)工件坐標(biāo)系
操作方法如下:
(1)按,進(jìn)入坐標(biāo)位置畫面,按【基本設(shè)定】。
(2)按【X=0】【Y=0】【Z=0】,直接將該點(diǎn)設(shè)成工件坐標(biāo)系的原點(diǎn),也可采用間接對(duì)刀,計(jì)算出工件原點(diǎn)的坐標(biāo)值后,通過數(shù)據(jù)輸入的方式寫入X,Y,Z 對(duì)應(yīng)參數(shù)區(qū)。
一級(jí)工件坐標(biāo)系也稱基礎(chǔ)坐標(biāo)系,是位于底層的工件坐標(biāo)系。該坐標(biāo)一旦建立,便處于激活狀態(tài),在AUTO自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下執(zhí)行的程序或在MDI狀態(tài)下運(yùn)行的程序,將以該點(diǎn)作為工件原點(diǎn)執(zhí)行。
用【基本設(shè)定】建立的一級(jí)工件坐標(biāo)系只能記錄一個(gè)空間位置,并始終以該位置作為當(dāng)前坐標(biāo)系工作,操作者若想設(shè)定另一個(gè)位置作為工件坐標(biāo)系,只能將其覆蓋,因此以該方式建立的工件坐標(biāo)系只能作為單件生產(chǎn),批量生產(chǎn)方式就顯得很不方便。
3.2 第二級(jí)工件坐標(biāo)系
該坐標(biāo)系是操作者最常用也是生產(chǎn)中最方便使用的坐標(biāo)系,在SIEMENS 802D操作系統(tǒng)中有6個(gè)指令可供操作者使用(G54~G59),可以分別記錄6個(gè)空間位置作為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn),也就表明可以同時(shí)建立6個(gè)工件坐標(biāo)系,有的操作系統(tǒng)(如FANUC OI MC)可同時(shí)存儲(chǔ)100多個(gè)位置。具體操作時(shí),可使用以下兩種方法:
3.2.1 自動(dòng)計(jì)算零點(diǎn)偏置值
選擇進(jìn)入圖2操作界面。
圖2 自動(dòng)計(jì)算零偏狀態(tài)
操作步驟:
(1)將刀具移動(dòng)至相對(duì)工件的所需位置(相對(duì)工件坐標(biāo)系的已知位置);
(2)按,選擇零點(diǎn)偏置方式(如G54);
(3)分別選定要計(jì)算的坐標(biāo)軸,在偏置項(xiàng)輸入偏置尺寸;
選擇【計(jì)算】,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出零點(diǎn)位置,并實(shí)現(xiàn)同步保存。
3.2.2 手動(dòng)輸入零點(diǎn)偏置值
按Offset param后選擇進(jìn)入零偏設(shè)置界面(如圖3所示)。
圖3 手動(dòng)設(shè)定零偏狀態(tài)
操作步驟:
(1)將光標(biāo)移到適當(dāng)位置(如G54)。
(2)通過編輯面板的數(shù)字鍵將當(dāng)前位置的WCS坐標(biāo)值 (前一組坐標(biāo)值) 記錄到對(duì)應(yīng)指令的單元格內(nèi)。
(3)選擇【改變有效】,保存該數(shù)據(jù)。
SIEMENS系統(tǒng)操作時(shí)應(yīng)特別注意,用G54(~G59)建立的二級(jí)工件坐標(biāo)系是臨時(shí)有效坐標(biāo)系,具體使用規(guī)則是:當(dāng)程序執(zhí)行到G54指令時(shí),該坐標(biāo)系激活成為當(dāng)前坐標(biāo)系,若程序執(zhí)行另一個(gè)零點(diǎn)偏移指令(如G58),則關(guān)閉當(dāng)前的G54坐標(biāo)系,新坐標(biāo)系生效。當(dāng)程序執(zhí)行完畢(執(zhí)行到M02)或按RESET復(fù)位鍵,該坐標(biāo)系關(guān)閉,系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)一級(jí)工件坐標(biāo)系為當(dāng)前坐標(biāo)系。
3.3 第三級(jí)工件坐標(biāo)系
第三級(jí)工件坐標(biāo)系是由TRANS(或ATRANS)指令建立的工件坐標(biāo)系,編程人員可在原某級(jí)坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上,再次偏移工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置,滿足下一步的編程需要。
指令使用格式為:TRANS/ATRANS X…Y…Z…其中,X,Y,Z分別表示新工件坐標(biāo)系原點(diǎn)在原工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。當(dāng)程序再次執(zhí)行到單獨(dú)的TRANS(或ROT/SCALE/ MIRROR)指令時(shí),關(guān)閉此級(jí)坐標(biāo)系,系統(tǒng)自動(dòng)回復(fù)到上級(jí)工件坐標(biāo)系中工作。
4 結(jié)束語
機(jī)床坐標(biāo)系及三級(jí)工件坐標(biāo)系構(gòu)成了數(shù)控機(jī)床編程和操作時(shí)的復(fù)雜坐標(biāo)系系統(tǒng),機(jī)床坐標(biāo)是位于最底層的坐標(biāo)系,然后是第一、第二或第三級(jí)坐標(biāo)系,當(dāng)?shù)讓拥淖鴺?biāo)系發(fā)生變化時(shí),上層坐標(biāo)系也必然相應(yīng)發(fā)生變化。
不同的操作者對(duì)于各級(jí)坐標(biāo)系有著不同的操作習(xí)慣和使用方法,甚至有些操作人員在未建立任何一級(jí)的工件坐標(biāo)系時(shí),直接使用刀具補(bǔ)償在機(jī)床坐標(biāo)系中就可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。當(dāng)然工件坐標(biāo)系建立的層次越多,意味著加工期間各級(jí)坐標(biāo)系間變換也就越靈活。深刻理解各級(jí)坐標(biāo)系的工作特點(diǎn)和建立方法,才能使手工編程工作變得得心應(yīng)手。
參考文獻(xiàn)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
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