数控实验室与实训中心的建设.doc

数控实验室与实训中心的建设河北秦皇岛市高级技工学校 王春光 徐二当摘要: 建立灵活、恰当的教学模式、有效地建设数控专业的实验室与实训中心是现代职业教育的要求。在整个教学过程中起着举足轻重的作用。其中心任务就是以真实的现代工业环境来培养学生的实践能力。关键词：数控、实验室、实训中心、数控技术是一门新兴的边缘科学，它集传统的机械制造技术、成组技术与现代通信技术、计算机技术、传感检测技术、网络通信技术、信息处理技术、液压气动技术和光机电于一体，是现代制造技术的基础。数控技术的普及程度是衡量一个国家工业现代化的重要标志。随着中国机械工业的发展和教育改革的不断深入，数控技术的素质教育、应用型技术人才培养的数量越来越大、目标越来越高，机械制造类专业的数控课程教学也由早期的一、两门课演变为一个课程系列，如何建立灵活、恰当的教学模式、有效地建设数控专业的实验室与实训中心是本文探讨的主题。（一）、数控实验室和实训中心的任务是为技术技能培养和职业技能培训服务。它在体系上分实验室和实训中心两个层次，实验室为应用技术教学服务，实训中心为实践教学服务，两都在性质、任务、设备配置、管理方式等方面都有所不同。实验室建设 在实验室层次的建设上，设备配置以教学型设备与装置配备为主，所有设备和装置以开放性、可重组的方式为好，设备的开放与可重组才能给实验的开放与可重组提供可能，只有实现了实验的可重组，才有可能使学生在教师的指导下，针对一些具体的问题，自行确定解决方案，自行完成实验，这种实验不是某一原理的验证性实验，而是为解决某一实际问题，用通行的技术方案，以学生为主体，而进行的应用技术型实验。实训中心建设 在实训中心层次的建设上，指导思想是建立一个真实的工业环境，不仅设备的配置应是生产型设备，而且在设备布置、现场管理等方面都应体现出现代生产车间的管理模式与管理文化。其中心任务就是以真实的现代工业环境来培养学生的实践能力。我校的数控培训中心设备配置如图1所示。 图1数控实训中心设备配置图(二）软、硬件配置要与发展方向相适应。 软件的配置 除了硬件设备的配置外，软件的配置也是十分重要的一环，由于计算机技术的迅速发展，计算机的图形处理功能有了很大增强，基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟，这种方法速度快、精度高、直观、使用简便和便于检查。机械CAD/CAM技术在工业发达国家已得到广泛使用。CAD/CAM软件、DNC软件都是必备的软件，更高一级的PDM软件也应列入考虑之列。如果仍然停留在二维数控加工及手工简单编程水平，那已滞后于数控加工技术的发展，依此来进行数控加工中心操作工的技能鉴定工作及培训教学活动，必然不能满足市场的需求，增加就业难度，给工作带来压力。（ 三）把握发展方向瞄准市场需求 来开设实训课程。 作为培养我国数控技术应用战略层面上大批人才的职业教育任重道远，职业教育的数控技术课程教学应满足以数控技术为中心向外辐射的三个应用方向：1）以数控机床加工为代表的数控加工技术方向，其人才市场需求十分庞大，这是制造业的基础层面。目前，就业市场紧缺的是以数控铣床和数控加工中心加工技术为代表的专业人才，而且数量很大，工资收入高；2）以数控系统维护维修为代表的机电一体化技术应用方向；数控设备的机电一体化技术集成度和复杂程度都较高，其维护、维修都需要大批人才；3）以机电一体化技术开发应用为代表的计算机应用技术方向，随着计算机应用技术向各方面渗透，机电一体化技术的集成度不断提高，许多应用领域急需大批人才去开发。围绕这三个应用方向，数控技术课程教学应结合以数控技术课程为中心的专业课程，如数控加工技术、数控编程技术、CAD/CAM技术、数控原理、数控系统、计算机接口技术、自动控制技术等在教学中互相渗透、各有侧重、避免重复。(四)综合素质的培养要纳入正规课程体系，贯穿于整个实训过程，并应得到充分重视 。 从数控技术应用人才培养的目标出发，数控技术专业主要是培养机电一体化方面高等职业技术人才。其能力结构包括： 1）操作能力：履行岗位职责的动手能力，包括任职岗位需要的职业技能，如：机床、计量器具、仪器仪表及计算机的操作等。也包含基本的实验能力和设计能力，要求理解技术工作的内容要求和操作程序、掌握应知应会的职业技术规范、具有排除故障，维修调试设备等方面的能力，其技能鉴定等级应达到国家数控机床操作或机电一体化专业技术等级标准中、高级工水平。2）认知能力：获取知识和信息的能力，特别是英语和INTERNET技术的能力，观察判断和临场应变的能力，运用知识技术分析和解决实际问题的能力，进行技术革新和设计发明的创造能力等。3）表达能力：语言表达、文字表达的能力，数理计算和图表展示的能力，工业美学造型的能力等。4）其它相关能力：组织管理的能力，团结协作的能力，注重环保和节约的能力，自我发展、业务交往及社会交际的能力等。根据上述方向及能力要求，数控技术课程教学的重点和难点在于其实践环节的教学，下面以机床数控技术课程教学的实践环节进行说明：（五）、实践教学框架结构1）、课程前的知识技术储备和认识 主要有普通机加工的实习，计算机的操作及软件使用等。2）、实习2 .1）专题实习阶段一：数控加工编程实验功能结合数控加工的工艺特点，分别手工编制数控车床、数控铣床和加工中心的简单加工程序，让学生掌握手工编程的方法；熟悉坐标系的建立、常用地址符及其含义、G、M等标准代码以及数控加工工艺；初步了解数控车床、数控铣床和加工中心的工作原理。教学方法先由老师在课堂上作简要介绍，然后进入计算机房使用vanuc3.5数控机床模拟仿真软件进行手工编程及模拟仿真，指导老师演示后，学生独立完成实验，最后上机床输入所编程序再简单操作机床，该软件可以自动批改学生的实验结果并评分。阶段二：数控机床操作实验功能本实验以学生手工编程（编程难度较实验一略有增加，如有固定循环、子程序调用等）加工简单零件为主，以数控车床、数控铣床为重点对象，要求学生掌握数控车床、数控铣床的参考点设置、对刀方法；明确在加工过程所能遇到的若干问题；简单了解数控系统原理。教学方法 数控加工现场教学，先由老师讲解演示加工过程和数控机床安全、保养知识，学生以三人为一组操作一台机床，先手工输入自编的加工程序，检查无误后，单步空运行一遍，装上零件毛坯、设置加工参考点，在老师的指导下进行对刀及零件加工，完工后自己测量工件、收拾现场、保养机床。阶段三：数控系统原理实验功能本实验以数控系统为主要对象，配合本课程课堂教学进程，尽量使数控系统的理论知识形象化、直观化。使学生对数控系统有一个总体上的认识，加深对数控系统原理的理解，进而帮助学生提高运用、维护数控系统的能力。教学方法实验前老师在课堂上先对此实验进行分析，进入实验室后，先由老师对平面化的数控系统实物作全面而详细的讲解，让学生详尽了解数控信号的来龙去脉和机械执行机构的运动。然后可由学生在老师的指导下动手进行数控系统的组成、连接等项目。还可进行数控开、半闭环系统运动精度的比较。以及进行数控系统故障设置、分析和排除项目。2 2） 综合实习功能本实践周为期3-4周，主要使学生从较复杂的手工编程到运用机械CAD/CAM软件设计造型并加工出具有一定难度的实体零件；对数控系统及数控机床具有更深层次的熟悉和了解，使学生在学完本课程之后，面临毕业设计和就业上岗之前有一个全面而强化的训练，通过这一训练，使学生在数控技术专业理论和实践能力方面有一个质的提高，从而基本达到了本课程的教学要求和目标。教学方法 本实践周可安排学生在计算机房、数控车床、数控铣床和加工中心分别交替进行，同时进行不同内容的训练，即手工编程、机械CAD/CAM软件设计造型、编程、上机床加工同时进行，与此同时可穿插数控加工工艺、刀具和数控机床的结构、性能以及保养维修等方面的深入了解，最后对所加工的零件进行测量。在此实践周后，可安排数控机床操作工技能鉴定，考取国家职业技能等级证书。23 ） 毕业设计根据以数控技术为中心向外辐射的几个应用方向，总结所学课程的知识和技术，选择一个既有创新又有应用价值的课题，最终将设计方案实现出来，而不是仅仅纸上谈兵。数控技术课程教学是学生在学校期间的理论和实践教学，要为学生打下一个良好的基础，在这个过程中，实践性教学环节的安排与实施十分重要，实验、综合实践和毕业设计是实践性教学环节中的三个组成部分，这三个组成部分有机结合、分工协作，完成学生的