《数控车床》仿真软件实验的教学探索

1、?数控车床?仿真软件实验的教学探索数控机床以高效率、高精度、高的自动化在机械加工中广泛使用。?数控车床?作为一门以实践为核心，理论与实践相结合的专业课，运用数控仿真软件，针对本校?数控车床?实训课程教学特点以及存在的问题，通过机电一体化的教学改革，实现 一人一机 教学模式，取得了明显的教学成果。【关键词】 数控；教改；仿真0 前言数控技术也叫计算机数控技术Computerized Numerial Control 简称： CNC，它是用计算机按事先存贮的控制程序来实现对机械零件自动化。随着我国经济、科学技术的开展，以及?中国制造2025?和工业 4.0标准的制定，我国机械制造业正逐步由加工组装

2、基地向加工自动化蜕变。数控加工技术以及高效、可靠、高速、高精度以及自动化等特点，备受制造业企业的亲睐。?数控车床?是本科院校机械类专业的一门专业必修实训课程，它把理论知识与实践应用相结合，涉及到金属工艺学、机械制造、机械制图、AutoCAD等多学科专业知识，以培养学生动手能力为目标，致力于培养满足市场需求的数控应用型、技能型人才。结合机械类专业学生?数控车床?实训课程教学经验以及企业用人的实际情况，对?数控车床?实训教学经验进行分析和探讨，总结了?数控车床?实训课程的特点，提出了相应措施和解决方案，从而使学生能够扎实掌握数控车床操作技能，满足企业生产实际需求。1 数控加工课程的体系定位当前，我

3、国本科院校机械类专业的基本培养目标是面向科学技术开展及社会主义现代化建设需要，培养具备信息技术、自动化技术方面的根底理论、应用方法与专业技能，在设计制造行业的生产和研究一线从事机电产品设计制造、机电系统研究开发、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级工程研究型及工程应用型人才。这就要求机械类专业的毕业生不但具有有较高文化素养、创新意识以及职业道德，而且具有全面的专业知识、扎实的基本功与实践操作能力。?数控车床?实训教学大纲要求学生能熟练掌握数控加工编程与数控加工工艺，熟练操作设备。企业要求数控专业人才更应具备零件与图纸的辨识与设计能力，能书写复杂的各类复杂的数控加工文件。同时，应具有较强的实

4、践操作能力，会合理利用新型刀、夹具、量具并结合CADCAM技术进行一般零件的制造，能单独操作机床，掌握数控机床的维修与养护。另外，作为现代化人才，应实时跟进数控加工技术开展，终身学习以适应职业开展的要求。2 数控仿真软件的概括计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生 一人一机 的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥不可替代作用。当前国内较为流行的仿

5、真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhn、上海宇龙等数控加工仿真软件。这些软件一般都具有数控加工过程的三维显示和模拟真实机床的仿真操作。3 当前数控加工课程的现状?数控车床?实训课程以数控车床为研究对象，内容包括数控技术的理论基础、实践操作等方面。?数控车床?集多学科技术于一身，包括机、电、液、控制、自动化等多个领域，在机械制造、自动控制、微电子技术以及计算机等方面应用非常广泛。3.1 课程实践性强?数控车床?实训课程与生产实际紧密联系，以培养学生的动手操作能力为主要目标，学生首先要系统、全面地掌握相关理论知识，然后经过实际动手训练，才能具备一定的实践操作能力。在教学过程中，实训指导教师要不断

6、对教学理论、教学方法进行研究，不断改进和优化教学中存在的问题，实训才能取理想的效果3.2 数控车床数量缺乏随着国内经济的高速开展，学习先进制造设备的学生越来越多，本校现有数控车床4台，然而购置一台数控车床设备要花几万、十几万、甚至几十万，现有仪器设备无法同时保证?数控车床?实训课程的正常秩序。3.3 危险性大?数控车床?实训课程对于没有受过专业技能培训的初学者来说，从理论学习到实际操作，学生要经历从心理到肢体的适应阶段，无形当中在学生的心理压力。另外，由于车床结构及操作的复杂性给学生熟练操作数控机床增加了难度，加之机床高速旋转零件多等因素，有很大的危险性。4 运用数控仿真软件的教学成果4.1

7、降低设备本钱，实现 一人一机 教学模式。数控仿真软件是一种以计算机为中心的模拟数控机床操作的软件。随着计算机的普及，价格也越来越便宜，一台数控车床价格可以购置多台计算机，有效的降低了设备本钱。数控仿真软件是属于一次性投入的教学设备，没有类似于数控机床设备的后期维修、保养等费用，有效的减少了学校教育本钱的后期投入。在传统的数控教学方式中由于数控设备有限，通常是一台数控机床由几名学生一起操作。这种教学方式不利于学生对知识的理解及掌握。采用数控仿真软件教学后，每一位学生操作一台计算机，有助于学生独立的思考问题、解决问题，提高了学生动手、动脑的能力。4.2 降低耗材损耗，有效 节能减排 ?数控车床?是

8、一门实践操作性强的实训课，要求学生有较强的实践动手能力，因此学生在学习的过程中必然消耗大量的实验耗材。刚开始学习，由于学生对知识掌握不牢靠、经验不足等原因，增加了消耗实践耗材量，更有可能出现撞刀，对机床也造成了一定的损坏，并且相应的也增加了老师的工作量和学生的学习时间。采用数控仿真软件教学后，学生可以利用软件进行编程、对刀、模拟、仿真等操作。在实习操作前预先进行模拟操作，有效的减小错误、防止失误，减少实践耗材的消耗，同时也增加了学生学习的自信心。5 总结数控仿真软件学习是依靠计算机普及开展而诞生的新思路，是理论与实践相结合的一种教学模式，是对传统教学模式的改革。教师在教学过程中，应当注意切勿脱

9、离实际教学，学生在学习的过程中应当注重实践。将数控仿真软件融入到数控教学中，降低教学成本，提高了办学质量，适应了新时代的发展，增强学校的综合竞争力。【参考文献】张红英.数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用.交通职业教育，200 6.蒲志新，熊永超，李霞，李赢.数控实验教学仿真软件的开发.制造业自动化，201X0 3.梯度概念是高等数学教学中的难点之一，通过对梯度概念课程进行全新的优化设计，借助微课程视频让学生到达理解概念实质，掌握概念应用，以此提高教学效果的目的。 【关键词】 梯度；方向导数；高等数学 梯度概念是高等 论文格式论文范文毕业论文【摘 要】梯度概念是高等数学教学中的难点之一，通过

10、对梯度概念课程进行全新的优化设计，借助微课程视频让学生到达理解概念实质，掌握概念应用，以此提高教学效果的目的。【关键词】 梯度；方向导数；高等数学梯度概念是高等数学下册中的一个较难理解的概念，学生学习起来往往感到一头雾水。事实上梯度在解决实际问题时应用是非常广泛的，在进行本次课的课堂设计时可以结合实际问题引入，将复杂，枯燥的纯数学问题简单化，生活化，让学生在轻松愉悦的氛围中学到知识。1 实际问题引入现如今，毒品在全世界日趋泛滥，它直接危害着人们的身心健康以及社会发展，因此禁毒缉毒变得尤为重要，当前贩运毒品的方式趋于多样化，隐蔽化，而利用警犬来搜索毒品已经成为公安机关破获毒品案件的一种重要手段，

11、现在某处藏有毒品，一条警犬执行任务，搜索毒品，提问： 警犬会沿着一条怎样的路径来进行搜索才能最快的找到毒品呢？观看视频短片，引发学生积极思考，热烈讨论。在学生讨论几分钟后，加以分析： 由于毒品会在大气中散发一种特有的气味，警犬肯定是哪的气味越浓就往哪走，而所谓的 气味越浓的方向 用数学的语言该如何描述呢？这时学生的思考便有了方向，接着继续引导： 如果气味浓度这一函数满足的关系式，那么气味越浓的方向，实际上也就是气味浓度这一函数变化最快的方向，什么能刻画函数的变化率呢？到此应该有一局部学生可以答复出来了： 方向导数反映的是函数的变化率。因此要找函数变化最快的方向实际上也就是要找函数在一点处沿哪个

12、方向的方向导数取得最值。由此层层递进，步步引导，得到本节课我们要解决的核心问题，即函数在一点处沿哪个方向的方向导数取得最值。而为了解决这个问题，就必须从方向导数的计算公式入手： 从这个关系式中不难发现，当 =0时，也就是el方向与这个向量G的方向相同时，方向导数取得最大值，最大值就等于向量G的模，因此我们看到确实存在这样一个向量，它的方向是方向导数取得最大值的方向，而它的大小为方向导数的最大值，这个向量就是本节课的核心概念梯度。2 梯度的概念假设一个二元函数在平面区域D内具有一阶连续偏导数，那么对于每一点Px， D，都可定出一个向量fxx，+fx，称此向量为函数z=fx，在点Px，的梯度。为了

13、理解梯度这个概念，从以下两方面加以分析。1 方向导数和梯度的关系通过表格一目了然，梯度是这样一个向量，它的方向与取得最大方向导数的方向是一致的，它的模等于方向导数的最大值。这也就回答了我们刚刚提出的问题，函数在一点处到底沿着哪个方向的方向导数可以取得最值呢？此时学生会异口同声： 函数在点处梯度的方向或反方向就是方向导数取得最大值或最小值的方向。为了更好的理解梯度这个向量，下面从几何的角度加以解释。2 几何解释预备知识： 等值线： 一个二元函数z=fx，表示一个曲面，这曲面被平面z=为常数所截得的曲线L的方程为z=fx，z=，这条曲线L在xO面上的投影是一条平面曲线L*，它在xO平面直角坐标系中

14、的方程为fx，=。对于曲线L*上的一切点，已给函数的函数值都是，所以我们称平面曲线L*为函数z=fx，的等值线。下面通过等值线来认识梯度这个向量。对等值线fx，=两边分别对x求导，由隐函数的求导法那么，可得fx+f=0，由此得到： k法=，即点p处的一个法向量为fxx，fx，=gradfx，单位化即得gradf= 。这个关系式就非常清晰的描述了方向导数，梯度，等值线这三者的关系，并且可以帮助我们从另一个角度来理解梯度这个向量的方向和大小，函数在一点的梯度方向与等值线在这一点的一个法线方向相同，它从数值较低的等值线指向数值较高的等值线，梯度的模就是沿着法线方向的方向导数。现在有了以上这些理论为根

15、底，我们就可以借助于梯度来解决警犬搜索毒品的路线这一问题了。3 梯度的应用问题重述： 地面上某处藏有毒品，以该处为坐标原点建立直角坐标系，已知毒品在大气中散发着特有的气味，设气味浓度在地表xO平面上的分布为fx，=e- x2+2 2，一条警犬在点x0，0x0 0处嗅到气味后，沿着气味最浓的方向搜索，求警犬搜索的路线。问题分析： 设搜索路线为=x，首先警犬在每一点都要沿着切线的方向行走，切向量可以用dx，d来表示，而另一方面，警犬它要沿着气味最浓的方向搜索，因此运动曲线上每一点都是朝梯度方向的，也就是说在任一点x，处的切向量与气味浓度这个函数在该点的梯度方向保持一致，所以这两个向量应该是平行的，

16、下面通过建立数学模型求解。最终我们解得搜索路线是一条抛物线，所以警犬沿着这条抛物线行走将最快的搜索到毒品。虽然警犬并不懂得梯度，但是它会凭着嗅觉的反馈信号，沿着这样的路线来搜索。实际上梯度理论应用非常广泛，在气象学中，军事地形学中，建筑学中等等，都渗透着梯度理论，课后让学生去查阅资料，找到梯度在其他方面的应用，拓宽学生的知识面。4 结束语利用提出问题，借助视频图片，建立数学模型，解决问题这样的教学模式，将晦涩难懂的数学概念与生活息息相关的实例联系起来，从而大大激发学生的学习兴趣，调动学生探究问题的积极性，使学生领悟数学的应用价值，达到潜移默化的培养学生应用数学的能力，使枯燥乏味的数学课堂教学变

17、得生动活泼起来。【参考文献】朱健民，李建平.高等数学下.北京： 高等教育出版社，201X.【】空间诱变育种是利用宇宙高能粒子辐射、微重力及弱地磁场等太空特殊环境因素的诱导，使作物染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变，回到陆地上，经过多代筛选、培育，形成特性稳定的新品种。太空环境的种子基因变异较为显著，有变异频率高，变异幅度大，有益变异增多等特点，易于快速有效的培育早熟、高产、抗病、优质及耐低温等综合性状优良的新品种。【关键词】 空间诱变育种；太空特殊环境；基因变异农业育种的空间诱变技术也称太空育种，是在返回式太空舱中搭载农作物种子或试管种苗等生物体，进入宇宙空间，太空仓在太空的飞行过程中

18、，生物体处于高真空、微重力、宇宙高能粒子辐射、弱地磁和超低温等综合因素作用的特殊太空环境下，使生物自身产生基因突变，从而导致遗传性状发生变异。再回到陆地上，经过科研人员多代筛选、培育，可形成特性稳定的新品种。经过宇宙空间环境下基因诱变的太空种子和转基因种子有本质区别。从基因结构的改变方式来说，转基因技术是将一种生物基因引入到另一种生物中，与另一生物的基因进行重组，从而产生特定性状的物质，作为一种新兴的生物技术手段，它的不成熟和不确定性，使得转基因食品的平安性成为人们关注的焦点。空间诱变育种只是利用宇宙高能粒子辐射、微重力及弱地磁场等太空特殊环境因素的诱导，使作物染色体产生缺失、重复、易位、倒置

19、等基因突变，回到陆地上，经过多代筛选、培育，形成特性稳定的新品种。在正常情况下，植物种子的这种变异也会发生，只是在自然环境下要经历甚至上百年漫长的过程，而航天育种只是使这个速度加快而已，并不存在安全问题。传统育种可能要经过长达十年的努力，才能得到一个适宜推广的新品种。而太空育种通过个别基因的改变，在35年就可以稳定下来，得到新品种。我国的空间诱变育种技术研究始于1987年，由我国第9颗返回式卫星把多个水稻和青椒品种的种子送入太空，探索太空环境对生物遗传的影响，研究发现经历太空环境的种子基因变异较为显著，有变异频率高，变异幅度大，有益变异增多等特点，于是开启了我国利用太空环境的空间诱变育种事业。

20、截至目前，空间诱变育种在我国粮食作物、经济作物、园艺作物、水产品、生物制品等多个领域都有成果，其中育成审定的太空农作物优良品种已达数百个之多。经历各地多年实验研究，已经证明，空间诱变新技术在农业育种上的应用，可获得常规育种难以获得的特殊优异的经济性状，可创新选育出优良的新品种和优异的种质资源，使航天高新技术与农业遗传育种相结合成为培育优质农作物新品种和新种质的有效途径。曾经有40多个黄瓜品种和茄子及大葱品种种籽，采用搭载返回式卫星、神舟飞船、实践8号育种卫星方式，进行太空环境诱发经济性状变异，选育新品种，通过对培育筛选出的优良自交系和种质资源，进行田间试验、配合力测定、抗病性测定和品质测定等综合性状鉴定，已培育出早熟、高产和耐低温的蔬菜新品种。选育的过程证明，空间诱变育种技术在创造丰富的遗传变异类型，快速有效的培育早熟、高产、抗病、优质及耐低温等综合性状优良的新品种上效果显著，经济效益高。在选育过程中观察发现太空环境诱发的植物的经济性状变异，存在变异频率高，变异幅度大，有益变异增多的优势和特点，可获得常规育种难以获得的优异性状，主要表现为以下特征： 1 幼苗茎叶生长迅速，植株健壮2 特早熟、结瓜、采收期早3 耐低温、低温栽培增产显著4 皮