数控实习一体化教学探索与实践
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作者: 刘 鸣
【摘要】 本文从数控实习教育出发,探索如何有效地实施实践环节的教学。数控编程、模拟仿真、实训的强化,以及课堂中的互动式教学方法均深受学生的欢迎,学生的专业能力也得到了提高。
【关键词】 数控机床 数控实习 编程操作
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段;数控机床是国防工业现代化的重要战略装备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。专家们预言: 二十一世纪机械制造业的竞争,其实质是数控技术的竞争。
机械工业教育发展中心的国家数控系统工程技术研究中心2003年7月提供的关于数控人才需求与数控人才职业教育教学改革的调研报告表明:目前数控人才极为缺乏,仅操作工人就需要六十万,而现在只有三十万,在沿海经济发达地区,数控技术人才的短缺更为突出。因为人才不足而导致数控机床利用率不足20%,如利用率提高5%,则相当增加几万台数控机床。
调查表明,我国目前数控人才不仅在数量上短缺,且在质量、知识结构也不能完全满足企业需求。数控技术人才可分为研究型、应用型和操作型三个需求层次,后两类人才正是社会急需的“数控蓝领”人才。据了解,现在处于生产一线的各种数控人才主要有两个来源:一是来自大学、高等职业技术院校的数控技术应用专业毕业生。这类人才具有一定的专业知识和动手能力,但缺乏工艺经验,难以满足某些企业对加工和维修一体化复合型人才的要求。另一方面则是接受过较正规相关培训的企业员工。他们具有企业所需的工艺背景、实践经验,但知识面较窄,缺乏对计算机应用技术和计算机数控系统的了解和应用。而企业需要的数控“蓝领”技工,是在现代机械设计、机制工艺、机械加工、夹具、刀具和量具等方面具有扎实基础知识,同时在机床数控技术应用等方面有较强操作能力,上述两类人才来源都需要经过一段时间的专项培训后才能上岗,竞争激烈的市场让企业不可能有充足的时间等着他们培训。
由于数控应用人才是一种介于工程师和高级技术工人之间的人才,他们的培养需要一种全新的教育体制,他们既应具备相应的理论知识,更应具备熟练的编程、操作及维修技能。技能在职业学校教育中是起主导作用。这样,通过“批量”的培养规模,以数控培训基地为依托,加大实践环节的教学,进行系统化的数控应用技术教育,可以有效地缓解目前国内数控应用人才缺乏的局面。实习教学是在数控人才培养中占有重要地位,它体现学生对所学专业的技能训练掌握的程度。作为教师要竭力引导学生,努力激发学生的求知欲望,促进学生实际操作动手能力,可以用以下方法:
一、设计好起始课,搞好理论联系实际
学生们每当第一次接受新的学科学习时,总是存在着极强的好奇心。他们渴望了解这门课程与日常生活及自然界的关系,在脑海中提出了很多的问号。理论与实践是相互联系,二者在学习中是不能缺少的。我们知道理论是靠实践来检验的,而实践则可用理论来进行指导。在实习教学中,理论学习的目的全在于应用。
二、数控仿真软件操作是数控实习教学中的辅助手段
数控机床操作面板、按键较多,并且大都含有链锁关系。对于不熟悉面板操作的同学来说,疏忽了一个小小的步骤,就有可能无法进行后续操作,严重的还会产生报警。有些学生面对数控机床,心里负担较重,害怕自己的操作失误引起设备故障,操作时特别谨慎。这些情况都会延长实习课题的操作时间,打乱正常的实习安排。作为解决的方法,我院选择将数控仿真软件作为数控教学的桥梁,使理论和实践有效的衔接,打破了传统的数控教学模式,增加了学生动手的机会,提高了操作的熟练程度。
但在实习中,发现一部分同学出现了以下情况:①过分依赖仿真系统,未经仿真加工就不肯上机操作加工零件。②认为仿真系统可实现的加工,实际上机便可加工,且能达到理想效果。③依赖仿真系统提供的对刀及刀具库快捷按钮,到实际机床上操作时还在寻找仿真系统提供的部分功能。发现实现操作中并没有这些功能时,就变得手忙脚乱。
针对这些情况,我们在教学中改变了以往在没有看见过实际机床操作的情况下,先进行仿真软件操作学习的安排。实习教学一开始就先安排观摩机床操作。在紧接着的仿真软件操作学习中,尽量不采用仿真软件提供的快捷操作,完全按照机床操作进行练习。同时强调什么是实际存在的功能,什么是仿真系统提供的虚拟的功能。
三、概念要反复复习、加强理解,编程指令的运用要求不能停留在“会”的层次,要“熟”,要熟能生巧
坐标系概念的掌握是程序编制和零件加工中至关重要的一个环节。许多操作与编程指令的运用都离不开坐标系的知识。学生首次接触机床坐标系、参考点和工件坐标系概念时,由于较为抽象,大多数同学掌握情况不是很好,只是对概念的记住。此时不能将过多的运用环节灌输给学生,而要在今后的程序编制过程与对刀操作练习中不断复述这些概念,让他们逐渐地消化和吸收。在讲授、示范新出现的运用环节前再加以复习巩固。
四、上机操作要求因“课题”而易
对刀操作是上机操作的第一课题。对于这一课题的练习要求:一方面严格要求学生操作步骤的准确性。学生首次上机操作要养成良好的操作习惯。能够正确的进行界面的切换。明白要做什么,要如何做。要明确每一步骤的目的。另一方面要在练习时间安排上应较为宽松。毕竟学生是首次上机操作,会有一些紧张。作为老师要鼓励他们自主独立操作,让他们有相对宽裕的思考时间。正确的操作结果得到教师的肯定后,会更有信心。如果操作失败或错误要和他们一起分析找出错误所在,并鼓励再次练习。直到操作步骤正确为止。在以后的课题练习中,如果是首次接触的课题也会参照对刀操作的教学要求,决不能让学生把错误的操作步骤留在大脑中。对其它熟练巩固的课题则提出 “胆大心细、高质高效”的练习要求。
五、重视设备与工艺知识的学习
我们要培养的学生是能够独立完成中等复杂甚至是复杂零件加工的操作型人才。这不是简单的会选择加工指令、能够输入程序加工零件就可以的;而要能够全面掌握数控加工工艺知识,了解数控设备机械结构,熟悉数控机床操作加工与维护,处理常见的报警信息。这需要从基础知识抓起,并将这些知识穿插在教学实践项目中,以培养学生的知识综合应用能力、分析思维能力和独立处理问题的能力。
六、强调自我总结
无论是编程练习还是操作练习,不断总结才(下转第164页)
(上接第107页)能不断进步。在教学中,我们鼓励学生对每堂课的练习情况加以总结,既要写不足也要写优点。对于练习中出现的问题是及时改正了的也好,是导致最终产生废品的也好,都要写下来。这一方面可以督促他们掌握正确的编程和加工过程,提醒学生下次不再犯同样的错误。另一方面也可以避免其它同学再出现类似的情况。
总之,在教学中要根据学生的学习情况,不断完善教学方法。使他们能够更快、更好的掌握新的知识点。培养更多的能够自我思考、自我总结的操作性人才。
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