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關(guān)鍵詞:數(shù)控車削編程加工實(shí)訓(xùn) 項(xiàng)目導(dǎo)向 任務(wù)驅(qū)動(dòng)
隨著社會(huì)、企業(yè)對(duì)數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才的需求逐年遞增,許多中高職院校紛紛開(kāi)設(shè)機(jī)械專業(yè),學(xué)校的專業(yè)招生也呈“井噴”之勢(shì)。但是伴隨之中的卻是數(shù)控專業(yè)教學(xué)仍然停留在傳統(tǒng)的教學(xué)模式上,無(wú)法真正體現(xiàn)出職業(yè)教育的“職業(yè)”特性。特別是實(shí)訓(xùn)課程的開(kāi)展,一直處于摸索過(guò)程中。筆者學(xué)校數(shù)控專業(yè)教研室以數(shù)控車削編程加工實(shí)訓(xùn)課程為突破口,與學(xué)院信息管理系的計(jì)算機(jī)教研室以及企業(yè)一線的專業(yè)技術(shù)人員密切配合,開(kāi)展全方位的教研、課改活動(dòng),力求打破傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式,使教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)手段更加貼近企業(yè)的“實(shí)戰(zhàn)”情境,打破以往學(xué)校實(shí)訓(xùn)與企業(yè)崗位需求的“鴻溝”,真正實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體,理實(shí)一體,校企一體,收到了良好的教學(xué)效果。
一、課程分析
數(shù)控車削編程加工實(shí)訓(xùn)是中、高等職業(yè)院校機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)必修課,既包含了一般機(jī)械加工的內(nèi)容,還強(qiáng)調(diào)學(xué)生編程能力的掌握。當(dāng)然考慮到職校生的實(shí)際學(xué)情,首先還是初步介紹數(shù)控加工技術(shù)的原理及應(yīng)用,以拓展學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域,為繼續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)控加工專業(yè)的相關(guān)課程做必要的準(zhǔn)備。由于該課程是一門培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)核心能力的專業(yè)課程,因此在教學(xué)過(guò)程中,教師要突破傳統(tǒng)教學(xué)模式,大膽創(chuàng)新教法,要結(jié)合行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法思想,融專業(yè)工藝?yán)碚撆c技能訓(xùn)練為一體。
數(shù)控車削編程加工實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)任務(wù)和要求,就是通過(guò)實(shí)訓(xùn)教學(xué),使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍及工作原理,熟悉數(shù)控加工的工藝分析,了解加工程序編制的基本知識(shí),了解數(shù)控機(jī)床加工的常用刀具、A具,了解自動(dòng)編程的過(guò)程及應(yīng)用常識(shí),了解數(shù)控加工的新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情境“無(wú)縫對(duì)接”的目的,筆者學(xué)校教師綜合考量了企業(yè)一線主流車床數(shù)控系統(tǒng)的型號(hào),以及各型號(hào)對(duì)學(xué)生專業(yè)“關(guān)鍵能力”提升的有效性,最后選取了HNC-21/22T華中系統(tǒng)數(shù)控車床作為實(shí)訓(xùn)教學(xué)的設(shè)備。由于該系統(tǒng)具有的高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性等優(yōu)點(diǎn),方便學(xué)生更快地掌握實(shí)際操作。
二、教學(xué)分析
在多年的實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中,筆者發(fā)現(xiàn)由于職校生理論基礎(chǔ)較差,操作、編程能力的提升往往需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程,不可能短時(shí)間就實(shí)現(xiàn)。同時(shí),數(shù)控加工工藝的學(xué)習(xí)如果和編程加工的教學(xué)相互滲透,學(xué)生可以將兩種技能相互借鑒,從而縮短了學(xué)習(xí)的時(shí)間。隨著職業(yè)院校專業(yè)課程建設(shè)的不斷深入,越來(lái)越多的職業(yè)院校在機(jī)械類專業(yè)核心課程改革的嘗試中,都將數(shù)控加工工藝課程與編程加工課程通盤考慮,或?qū)烧n程的核心內(nèi)容結(jié)合起來(lái),重新編訂教學(xué)內(nèi)容,這樣就可使實(shí)訓(xùn)教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果,學(xué)生相關(guān)能力也得到有效提升。所以教師在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中,可以不獨(dú)立安排一門課程的內(nèi)容,而是根據(jù)課時(shí)數(shù)的多少、學(xué)生掌握情況以及就業(yè)需要,增加數(shù)控加工編程的內(nèi)容,這樣可以增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的針對(duì)性。
三、教學(xué)實(shí)施
【關(guān)鍵詞】PLC電氣控制課程 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) PLC技術(shù) 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 技術(shù)文件
【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2017)03C-0186-03
PLC電氣控制課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求通過(guò)實(shí)訓(xùn),使學(xué)生掌握PLC(可編程序控制器)的基本編程方法,并能使用PLC完成一些簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)繼電器控制項(xiàng)目;以其中的一個(gè)小項(xiàng)目“PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)”為例,說(shuō)明整個(gè)設(shè)計(jì)、施工工作過(guò)程的步驟,以及所要提交的技術(shù)文件有哪些,讓學(xué)生在學(xué)校就開(kāi)始鍛煉專業(yè)工作技能。鑒于每一個(gè)工程項(xiàng)目都有許多技術(shù)文件,因此,在PLC電氣控制課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)閱讀及撰寫技術(shù)文件的專業(yè)技能,培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的工作步驟,加深對(duì)實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容的認(rèn)識(shí),提升學(xué)生專業(yè)技術(shù)工作技能,為今后的專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。
一、“電動(dòng)機(jī)控制要求說(shuō)明”技術(shù)文件
要完成一個(gè)工作任務(wù)的第一步,就要掌握任務(wù)的控制要求,對(duì)工作任務(wù)的生產(chǎn)工藝、控制過(guò)程的要求必須掌握,因此,第一個(gè)技術(shù)文件就是“電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制要求說(shuō)明書(shū)”??刂埔笥脕?lái)說(shuō)明工作任務(wù)的目的、方式及實(shí)現(xiàn)的過(guò)程,說(shuō)明項(xiàng)目的工作原理,包括基本的操作方法,以及必要的保護(hù)措施、實(shí)現(xiàn)控制功能的方法;它是后續(xù)設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)、維修工作的重要技術(shù)文件;在撰寫或分析工作任務(wù)控制要求時(shí),要對(duì)工作任務(wù)的各個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮,可以通過(guò)與設(shè)備的生產(chǎn)者、使用者溝通,掌握整個(gè)項(xiàng)目的生產(chǎn)工藝流程,以及基本控制要求、安全保o措施的實(shí)施方法;也要充分了解操作者操作設(shè)備的流程和習(xí)慣,為設(shè)備提供方便的操作方式,還要考慮日后設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)。“實(shí)訓(xùn)任務(wù)控制要求”文件在高職學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)多為教師已經(jīng)編寫好給學(xué)生的;為鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題的能力,教師也可以要求學(xué)生互相出任務(wù)。下面為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制要求說(shuō)明:
電器元件作用規(guī)定:SB2、SB3分別為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕,SB1為停止按鈕,F(xiàn)R為熱繼電器,KM1、KM2分別為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器;FU1為電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)熔斷器,F(xiàn)U2為可編程序控制器(PLC)短路保護(hù)熔斷器,F(xiàn)U3為PLC輸出端短路保護(hù)熔斷器,接觸器線圈電壓為~220V。
工作原理說(shuō)明:按下SB2,KM1接觸器線圈得電并自鎖,其常開(kāi)主觸點(diǎn)接通,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行;按下SB1,KM1線圈斷電,主觸點(diǎn)斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)斷電停止運(yùn)行。按下SB3,KM2接觸器線圈得電并自鎖,其常開(kāi)主觸點(diǎn)接通,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行;按下SB1,KM2線圈斷電,主觸點(diǎn)斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)斷電停止運(yùn)行。FU1為主電路短路保護(hù)的元件,F(xiàn)U2為PLC的短路保護(hù)元件,F(xiàn)U3為PLC輸出端的短路保護(hù)元件;FR熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)元件,當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載時(shí),F(xiàn)R常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),切斷電動(dòng)機(jī)控制電路,使電動(dòng)機(jī)斷電停止運(yùn)行;為確保兩個(gè)方向接觸器不能同時(shí)工作,在設(shè)計(jì)PLC程序時(shí),必須考慮兩個(gè)輸出點(diǎn)的互鎖問(wèn)題,在PLC外部的接觸器線圈控制電路也要采用接觸器常閉觸點(diǎn)互鎖。
二、“PLC控制地址分配表”技術(shù)文件
根據(jù)工作任務(wù)的控制要求,確定需要控制的執(zhí)行器件(由PLC輸出點(diǎn)控制的元件),同時(shí)根據(jù)方便操作及電路保護(hù)的要求,確定控制電路的各種指令或保護(hù)元件(給PLC發(fā)出動(dòng)作指令的輸入點(diǎn)控制元件);設(shè)計(jì)PLC地址分配表,用以說(shuō)明PLC的I/O地址與哪些元件連接,以及這些元件的功能及作用(實(shí)際工程項(xiàng)目中,還要根據(jù)這些指令元件及執(zhí)行元件的種類、數(shù)量的多少,決定PLC 輸入/輸出點(diǎn)中數(shù)字量、模擬量需要多少個(gè)點(diǎn) ,為選擇PLC的類型提供依據(jù))。同時(shí),還要考慮操作方式的不同,是否采用多地控制的方式、急停按鈕的聯(lián)接方式不同,等等,都會(huì)影響PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的多少;因此,第二個(gè)技術(shù)文件就是“PLC的地址分配表”。通過(guò)編寫“PLC地址分配表”,可以讓學(xué)生掌握哪些元件應(yīng)該接輸入端,哪些元件應(yīng)該接輸出端;表1為地址分配表。
三、“電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制電氣原理圖”技術(shù)文件
設(shè)計(jì)好PLC輸入/輸出地址分配表,根據(jù)控制要求完成下一個(gè)文件:“電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制電氣原理圖”,電氣原理圖是用來(lái)表示電路各電氣元器件中導(dǎo)電部件的連接關(guān)系和工作原理的圖紙,并不以元件的實(shí)際外形來(lái)描述;它是電氣設(shè)備最重要的技術(shù)圖紙,也是其他電氣系統(tǒng)圖的依據(jù);繪制電氣原理圖的文字符號(hào)及圖形符號(hào)必須采用最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),圖紙的布局應(yīng)遵循主電路在左邊或上面,控制電路及輔助電路在右邊或下面;所有觸點(diǎn)均以未通電或未受壓的狀態(tài)來(lái)畫;輸入信號(hào)元件采用常開(kāi)或常閉觸點(diǎn),可根據(jù)工作需要設(shè)計(jì),起動(dòng)按鈕多采用常開(kāi)觸點(diǎn),而急停按鈕、限位開(kāi)關(guān)等安全保護(hù)元件,不應(yīng)采用常開(kāi)觸點(diǎn),而應(yīng)采用常閉觸點(diǎn)形式,當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可快速斷開(kāi)電路;如果為了減少輸入點(diǎn),可以將安全保護(hù)的常閉信號(hào)輸入點(diǎn)串聯(lián);對(duì)于不能同時(shí)工作的接觸器,在程序中要采用互鎖設(shè)計(jì),在接觸器硬件連接時(shí)也要采用互鎖,起到雙重保險(xiǎn)的作用。圖1為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制電氣原理圖。
學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)或繪制電氣控制原理圖,能夠掌握PLC控制電路的接線方式,如PLC的工作電源是交流220V;輸入接口電路的類型,是直流輸入型還是交流輸入型;輸入端電源的接線,是漏型還是源型;以及輸出接口電路的類型,是晶體管或晶閘管類型,還是繼電器類型,帶交流負(fù)載還是直流負(fù)載;輸出端子的分組接線方式,PLC輸出點(diǎn)的帶負(fù)載能力等知識(shí),都在設(shè)計(jì)或繪制PLC控制電氣原理圖的過(guò)程中得到掌握或鞏固,使學(xué)生的專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)能力得到提高。
四、“電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制程序”技術(shù)文件
設(shè)計(jì)好電氣原理圖,根據(jù)控制任務(wù)要求,以及I/O地址分配表的設(shè)置,設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制程序;可以是梯形圖程序,也可以是語(yǔ)句表程序,但梯形圖程序比較直觀易懂,因此多采用梯形圖程序,通過(guò)定義符號(hào)表,可以使用絕對(duì)地址或符號(hào)地址編程,在設(shè)計(jì)PLC程序時(shí)根據(jù)個(gè)人的設(shè)計(jì)習(xí)慣,可用基本指令設(shè)計(jì),也可使用功能指令設(shè)計(jì),當(dāng)工程項(xiàng)目比較大時(shí),程序比較長(zhǎng),應(yīng)采用子程序的方式設(shè)計(jì)程序,以減少程序運(yùn)行時(shí)間;指導(dǎo)教師可以要求學(xué)生以不同的方式設(shè)計(jì)程序,以鍛煉學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力;設(shè)計(jì)好程序并下載到PLC中進(jìn)行調(diào)試,以滿足控制要求。圖2為以基本指令、絕對(duì)地址編程的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制PLC程序。
五、“電器元件清單”技術(shù)文件
前面四個(gè)文件是電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制最基本的技術(shù)文件;對(duì)于實(shí)際的工程項(xiàng)目,還要進(jìn)行設(shè)備及電氣元器件的安裝接線,因此,還需要有后續(xù)的技術(shù)文件。首先,要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量選擇電器元件的型類、型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量,如斷路器、接觸器、熔斷器、熱繼電器等元件型號(hào),以及導(dǎo)線的大小,根據(jù)輸入、輸出信號(hào)點(diǎn)的種類及選擇PLC的型號(hào),并列出元件清單,以便采購(gòu)及安裝。在選擇元件型號(hào)時(shí),除了必須滿足容量的要求外,還應(yīng)根據(jù)安裝方式、操作方便、便于S修、經(jīng)濟(jì)效益最佳化的理念選擇電器元件,這就是第五個(gè)技術(shù)文件“電器元件清單”。要完成這個(gè)文件,學(xué)生必須掌握各種元件的選型要求及方法,選擇合適的保護(hù)元件,才能對(duì)電動(dòng)機(jī)或控制電路起到應(yīng)有的保護(hù)作用;元件的選型對(duì)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力有了更高的要求,也是企業(yè)電氣設(shè)計(jì)技術(shù)人員必須掌握的職業(yè)技能。高職學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)可根據(jù)專業(yè)的不同或?qū)嵱?xùn)時(shí)間的不同,選擇性完成這個(gè)文件。表2為元件清單示例。
六、“電器元件布置圖”技術(shù)文件
在實(shí)際的工程項(xiàng)目中,需要將電器元件安裝在電氣控制柜中,并進(jìn)行電氣連線;如何布置、安裝電器元件;因此需要有指導(dǎo)安裝電氣控制柜、控制按鈕站等的技術(shù)文件,也就是第六個(gè)技術(shù)文件“電器元件布置圖”。電氣元件布置圖的繪制應(yīng)遵循:操作元件安裝位置便于操作,笨重元件放在下方;發(fā)熱元件應(yīng)放在電控柜的上方,并且有良好通風(fēng)。圖3為電器元件布置圖示例。
七、“電氣安裝接線圖”技術(shù)文件
各個(gè)電器元件安裝完畢后,要對(duì)電柜外電器元件的安裝位置、接線點(diǎn)進(jìn)行描述,為設(shè)備的安裝人員及維修人員提供技術(shù)資料,這就是電氣安裝接線圖,用以說(shuō)明各個(gè)電氣元件的實(shí)際位置,各種管線的大小、線路的走向等信息。各種電器元件可用圓圈或方框來(lái)表示,元件中需要接線的端子必須標(biāo)注出來(lái),并標(biāo)明所要連接的線號(hào),圖中各電器元件符號(hào)要與電氣原理圖中相應(yīng)的電器元件符號(hào)一致,并符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。圖4為電氣安裝接線圖示例。
電氣原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖是電氣控制設(shè)備必有的技術(shù)圖紙,強(qiáng)電類專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該掌握閱讀這些技術(shù)文件的方法,為今后就業(yè)打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
綜合以上分析可知,本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目基本的技術(shù)文件有七個(gè):電氣系統(tǒng)控制要求說(shuō)明書(shū)、PLC控制地址分配表、電氣原理圖、PLC控制程序、電器元件清單、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖。在高職院校專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中,可以根據(jù)專業(yè)或?qū)嵱?xùn)時(shí)間的不同,要求學(xué)生完成相應(yīng)的技術(shù)文件。電氣原理圖、電器元件布置圖及電氣安裝接線圖這三張圖紙,可以要求學(xué)生用電腦繪圖軟件完成,也可以用手繪的方式完成,用電腦的方式就有可能會(huì)有一些學(xué)生直接拷貝,沒(méi)有認(rèn)真完成任務(wù),而手繪的方式就可以大大降低這種現(xiàn)象。完成這些技術(shù)文件,將會(huì)提升學(xué)生的專業(yè)技能水平。
在實(shí)際工程項(xiàng)目中,由于項(xiàng)目的不同,技術(shù)文件的格式及數(shù)量也會(huì)有所不同,大家可以在工作中積累經(jīng)驗(yàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]許.電機(jī)與電氣控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016
[2]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2012
關(guān)鍵詞:CAXA數(shù)控車 自動(dòng)編程 實(shí)訓(xùn)教學(xué)
一、CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件在數(shù)控加工教學(xué)中的應(yīng)用背景
近年來(lái),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)技術(shù)已成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。國(guó)產(chǎn)CAXA軟件已經(jīng)成為我國(guó)教育市場(chǎng)最具影響力的CAD 通用平臺(tái)。
數(shù)控加工教學(xué)引入CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件,首先可以彌補(bǔ)因教學(xué)資金短缺引起的數(shù)控設(shè)備不足的問(wèn)題,降低了教學(xué)成本。其次,引入CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和實(shí)訓(xùn)的安全性。學(xué)生通過(guò)軟件進(jìn)行編程訓(xùn)練,可以便捷地檢驗(yàn)程序的正確性,大量模擬不同零件的加工過(guò)程。
二、用CAXA數(shù)控車實(shí)現(xiàn)加工的過(guò)程
CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件,主要應(yīng)用于數(shù)控車削編程,其編程功能強(qiáng)大,可按加工要求生成各種復(fù)雜圖形的加工軌跡。
數(shù)控加工教學(xué)利用CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件進(jìn)行加工應(yīng)用,首先必須配置好機(jī)床,利用軟件提供的圖形生成和編輯功能,將零件的被加工部位繪制到計(jì)算機(jī)屏幕上,作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具軌跡的依據(jù);其次,建立夾具庫(kù)和刀具庫(kù),實(shí)現(xiàn)多工位夾具的裝配及在各工序間的切換以及在仿真切削過(guò)程中刀具的調(diào)用;然后,利用NC建模系統(tǒng)進(jìn)行程序的應(yīng)用調(diào)試,并使用CAXA軟件的刀具、夾具數(shù)據(jù)庫(kù)中的系列刀具元件、夾具元件加工毛坯模型;接著,進(jìn)行模擬加工,并檢查是否存在切削干涉現(xiàn)象,并修改刀具路徑;最后,應(yīng)用軟件功能,生成刀具、夾具及部件裝配圖以及刀具路徑圖,輸出各種工藝信息及報(bào)表。
三、CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用
下面以圖1所示零件為例,介紹利用CAXA數(shù)控車軟件實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)編程及加工的過(guò)程。
1.加工工藝分析
該零件比較簡(jiǎn)單,沒(méi)有尺寸精度和表面粗糙度的要求。學(xué)生可以采取三爪自定心卡盤夾緊左端,直接按照零件圖上的尺寸編寫右端輪廓的數(shù)控程序,確定好切削用量之后,擬定數(shù)控加工工藝卡。
2.生成加工軌跡
建立了加工模型后,學(xué)生即可利用CAXA數(shù)控車軟件提供的輪廓粗車、輪廓精車等功能,選擇合適的加工參數(shù)和刀具參數(shù),生成加工軌跡(見(jiàn)圖2)。
3.生成G代碼
當(dāng)加工軌跡生成后,學(xué)生按照當(dāng)前機(jī)床類型的配置要求,把已經(jīng)生成的刀具軌跡自動(dòng)轉(zhuǎn)化成合適的G代碼,即CNC數(shù)控加工程序。
4.G代碼傳輸和機(jī)床加工
生成G代碼之后,學(xué)生可通過(guò)計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通,將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床,就可進(jìn)行在線DNC加工或單獨(dú)加工。
5.手動(dòng)編寫程序
每一個(gè)加工任務(wù)完成后,教師都要要求學(xué)生手動(dòng)編寫程序,并與CAXA數(shù)控車生成的程序相比較,分析兩者在工藝方案、加工路線、切削參數(shù)等方面優(yōu)劣,從而提高程序編制的效率。
四、結(jié)語(yǔ)
數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)引入CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件,使學(xué)生在掌握了軟件的使用方法之后,能夠更多地嘗試更為復(fù)雜的工件的工藝分析、編程及加工方法,為學(xué)生更深入地學(xué)習(xí)訓(xùn)練提供一個(gè)良好的平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1]孫勇兵.CAXA軟件在機(jī)械(數(shù)控)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育,2010(18).
摘要:文章首先介紹了普通車床實(shí)訓(xùn)是數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)、接著闡述了中職學(xué)校數(shù)控車床理實(shí)一體化教學(xué)的流程,最后針對(duì)如何提高數(shù)控車床操作工考試通過(guò)率,給出了切實(shí)可行的解決辦法。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床 理實(shí)一體化 中職
2005年國(guó)務(wù)院《關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》明確提出,大力發(fā)展職業(yè)教育,加快人力資源開(kāi)發(fā),是落實(shí)科教興國(guó)和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。國(guó)家的科技興國(guó)戰(zhàn)略使得數(shù)控加工行業(yè)快速發(fā)展,從事數(shù)控加工的工人相對(duì)缺乏。迫切要求職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)出大量的在一線從事數(shù)控加工的技術(shù)工人。作為中職學(xué)生,學(xué)習(xí)數(shù)控車工技術(shù)的目的是使學(xué)生能掌握數(shù)控基本原理、各大模塊的功能、數(shù)控車床的編程知識(shí),熟悉相關(guān)的仿真a軟件和自動(dòng)編程軟件,并通過(guò)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí),提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和吃苦耐勞的精神,達(dá)到知識(shí)、技能、素質(zhì)的全面發(fā)展。
1、普通車床實(shí)訓(xùn)是數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)
對(duì)于零基礎(chǔ)的學(xué)生來(lái)說(shuō),普通車床實(shí)訓(xùn)是學(xué)習(xí)車工的第一步。普通車床實(shí)訓(xùn)是以后進(jìn)行數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)。我們可以把學(xué)習(xí)普通車床的操作技能比作學(xué)走路,把數(shù)控機(jī)床的學(xué)習(xí)比作學(xué)跑步,只有走好了才能跑起來(lái)。
現(xiàn)在學(xué)校中的數(shù)控專業(yè),大都是在原有的車工專業(yè)的基礎(chǔ)上,又購(gòu)置了數(shù)控車床和數(shù)控銑床、加工中心而形成的。數(shù)控車床的價(jià)格相比于普通車床要貴許多。大多數(shù)學(xué)校數(shù)控車床的數(shù)量相比于普通車床也是要少很多的。綜合上述原因,學(xué)校在安排數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)之前,都要安排一定課時(shí)的普通車床實(shí)訓(xùn)。這樣可以使學(xué)生在初學(xué)階段利用普通車床學(xué)習(xí)基本操作技能,為以后學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床打下基礎(chǔ),利用普通機(jī)床進(jìn)行基本操作技能訓(xùn)練在目前是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)?,F(xiàn)代制造技術(shù)是在傳統(tǒng)的技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的,自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床離不開(kāi)傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨的加工技術(shù),一個(gè)數(shù)控工作人員,如果不懂得刀具角度,切削用量和制造工藝,就不能成為一個(gè)合格的數(shù)控人員。我們培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需要的數(shù)控加工人才就是先要從最基本的知識(shí)抓起,要使學(xué)生學(xué)習(xí)好掌握好基本功,要使學(xué)生牢固掌握普通車床的基本知識(shí),了解普通車床的基本性能和基本構(gòu)造,熟練掌握普通車床的正確操作:車外圓、車端面、切斷和車槽、鉆中心孔、車孔、鏜孔、車螺紋、車圓錐面、車成形面、滾花等等。這些基本技能、技巧在現(xiàn)階段,我們不可能在數(shù)控機(jī)床上安排大量時(shí)間進(jìn)行練習(xí)。反過(guò)來(lái),我們可以利用普通車床臺(tái)數(shù)比較多這樣的條件,進(jìn)行這些基本技能操作訓(xùn)練?;静僮骷寄軐W(xué)的好與不好,直接影響到以后在數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)的效果。在這個(gè)過(guò)程中,普通車床實(shí)訓(xùn)起到了一個(gè)承上啟下的作用。
2、中職學(xué)校數(shù)控車床理實(shí)一體化教學(xué)的流程
學(xué)生學(xué)完普通車床以后,開(kāi)始進(jìn)入數(shù)控車床的學(xué)習(xí)?,F(xiàn)在技工院校使用最普遍的是沈陽(yáng)機(jī)床廠生產(chǎn)的FANUC系統(tǒng)的機(jī)床。因?yàn)樯婕暗街?、高?jí)工的考試,所以在學(xué)習(xí)數(shù)控實(shí)踐操作的時(shí)候,還要兼顧到中、高級(jí)工理論的學(xué)習(xí)。綜合以上考慮,教學(xué)安排如下:
(1)了解數(shù)控機(jī)床的總成、面板(主要包括CRT顯示器、系統(tǒng)操作區(qū)域、機(jī)床操作區(qū)域),并掌握操作面板按鈕的功能。
(2)認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系(x軸、z軸)。
(3)三個(gè)基本操作:回零操作、MDI操作(轉(zhuǎn)速及換刀)、手作。
(4)對(duì)刀操作、對(duì)刀的目的。
(5)掌握基本的編程方法、G指令、M指令,及簡(jiǎn)單的編程過(guò)程。
(6)G71切削循環(huán)指令。
(7)外螺紋、鏜孔、內(nèi)螺紋的編程。
(8)中、高級(jí)工理論、實(shí)踐的模擬練習(xí)。
3、提高學(xué)生數(shù)控車床操作工的考試通過(guò)率
數(shù)控車床中、高技工的鑒定考試都包括理論和實(shí)踐操作兩個(gè)部分。只有理論和實(shí)踐操作都通過(guò),才可以取得相應(yīng)的數(shù)控車床操作工的等級(jí)證書(shū)。針對(duì)學(xué)校數(shù)控車床中、高級(jí)工考試通過(guò)率不高,提出以下幾點(diǎn)建議:
(1)理論知識(shí)
現(xiàn)在數(shù)控車床中、高級(jí)工的理論主要涉及機(jī)械制圖、機(jī)械基礎(chǔ)、公差配合與技術(shù)測(cè)量、金屬材料與熱處理、車工工藝、數(shù)控技工工藝、機(jī)械制造工藝、電力拖動(dòng)、數(shù)控機(jī)床編程與操作、職業(yè)道德、企業(yè)管理等科目。知識(shí)比較復(fù)雜,除了多讀、多看、多練之外,還要學(xué)會(huì)總結(jié)。比如G71、G72、G73、G90、G92、M21、M22、M23等指令很容易混淆,要對(duì)比記憶。
(2)實(shí)踐操作
數(shù)控車床的實(shí)踐操作技能是衡量數(shù)控車床操作工水平的重要指標(biāo),也是數(shù)控車床操作工鑒定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)??荚囍?,一定要認(rèn)真閱讀零件圖紙,注意公差、表面粗糙度、同軸度的要求等,然后再編程。同時(shí),要注意心態(tài),一定要沉著冷靜。例如,在考試中,某一個(gè)尺寸誤差做大了,頭腦一定要冷靜。要相信:只要?jiǎng)e的尺寸做對(duì)了一樣可以順利通過(guò)。要及時(shí)調(diào)整情緒,在思想上要有個(gè)充分的應(yīng)試心理準(zhǔn)備,要相信自己有足夠的能力通過(guò)鑒定考試。
(3)考試技巧
在數(shù)控車床中、高級(jí)工考試中,理論上要本著先易后難、先主后次的做題原則,不要輕易放棄每一道題,必要時(shí)使用排除法、驗(yàn)證法等技巧。實(shí)踐操作考試中,裝夾工件一定要裝夾牢固,工件跳動(dòng)量越小越好。在編寫程序時(shí),要先寫工藝,然后按照工藝流程的順序來(lái)編程及工件的加工操作。在實(shí)踐操作考試完畢以后,要進(jìn)行機(jī)床的清理和保養(yǎng)。
隨著社會(huì)的發(fā)展,對(duì)數(shù)控機(jī)床操作工、編程人員的要求也越來(lái)越高,同時(shí)對(duì)數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。本文從數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)與普通車床實(shí)訓(xùn)的關(guān)系、中職學(xué)校數(shù)控車床理實(shí)一體化的教學(xué)流程、如何提高數(shù)控車床操作工的考試通過(guò)率三個(gè)方面提出了一些自己的建議。
參考文獻(xiàn):
[1]關(guān)熊飛.數(shù)控加工工藝與編程.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
【關(guān)鍵詞】數(shù)控實(shí)訓(xùn) 教學(xué) 效率
實(shí)訓(xùn)教學(xué)是技工學(xué)校的一門十分重要的主課。機(jī)械專業(yè)的學(xué)生通常要學(xué)習(xí)鉗工、普車、數(shù)車等實(shí)訓(xùn)課程。如何培養(yǎng)越來(lái)越多的技能型人才,對(duì)于學(xué)校而言,就是讓學(xué)生更好地掌握更多的技能;但對(duì)于教師而言,則是提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率。現(xiàn)如今大部分中職學(xué)校通常都是機(jī)床少學(xué)生多,就拿本校來(lái)講,從2005年開(kāi)辦數(shù)控專業(yè)至今,每年都有兩班共90名左右的學(xué)生,可實(shí)訓(xùn)機(jī)臺(tái)只有12臺(tái),數(shù)控專業(yè)教師也只有6名,師資配比嚴(yán)重失調(diào)。那如何充分利用學(xué)?,F(xiàn)有的教學(xué)資源,科學(xué)合理安排實(shí)訓(xùn)教學(xué),提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率就成了各校一直在探討的一項(xiàng)重要課題。我校主要從以下幾個(gè)方面對(duì)數(shù)控編程與操作的實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行了改革,就目前實(shí)施的情況來(lái)看,效果顯著。
一、實(shí)訓(xùn)課的安排更趨科學(xué)化
校實(shí)訓(xùn)形式各種各樣,一般可分為兩種:集中實(shí)訓(xùn)及分散實(shí)訓(xùn)。
集中實(shí)訓(xùn)是在學(xué)期內(nèi)安排一段時(shí)間進(jìn)行實(shí)訓(xùn)(一般安排在近學(xué)期末或臨畢業(yè)的最后一個(gè)學(xué)期居多)。時(shí)間較長(zhǎng),可以是幾個(gè)月或者整個(gè)學(xué)期,學(xué)生全部停課進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。一般有校辦工廠的大中專院校都采取這樣的實(shí)訓(xùn)方式。這種實(shí)訓(xùn)方式近似于學(xué)生的第三年校外實(shí)習(xí),能更好地使學(xué)生和社會(huì)接軌,但同時(shí)由于工廠中的數(shù)控設(shè)備都比較昂貴,生產(chǎn)任務(wù)緊,不可能讓沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行太多操作,有利有弊。
由于我校沒(méi)有校辦工廠,所以只能采取分散實(shí)訓(xùn)的方法。分散實(shí)訓(xùn)是把集中實(shí)訓(xùn)的課時(shí)安排到每個(gè)學(xué)期每一周,即每周安排一定量的實(shí)訓(xùn)課,以學(xué)期為單位不斷增加實(shí)訓(xùn)課課時(shí)。如本校通常在第二學(xué)期上開(kāi)設(shè)4課時(shí)的數(shù)控機(jī)床編程理論課、4課時(shí)的數(shù)控操作實(shí)訓(xùn)課;第二學(xué)期下開(kāi)設(shè)14—16課時(shí)的數(shù)控操作實(shí)訓(xùn)課、4課時(shí)的數(shù)控仿真模擬課。就目前看來(lái),這種方法效果較好,雖然學(xué)生沒(méi)辦法體會(huì)到工廠的實(shí)際操作現(xiàn)況,但學(xué)生能有更多的動(dòng)手機(jī)會(huì),同時(shí)學(xué)習(xí)理論課程的積極性大大提高,更好地做到理論聯(lián)系實(shí)際。不過(guò)由于實(shí)訓(xùn)課實(shí)踐時(shí)間有限,安排實(shí)訓(xùn)內(nèi)容有一定難度。這就要求實(shí)訓(xùn)教師合理安排每節(jié)課內(nèi)容,在有限的練習(xí)時(shí)間內(nèi)提高效率。
二、建立數(shù)控教學(xué)組,實(shí)行模塊化和一體化教學(xué)
當(dāng)前實(shí)訓(xùn)普遍存在的問(wèn)題是課程安排不夠合理,大家都普遍認(rèn)為學(xué)生既然不喜歡學(xué)習(xí)理論知識(shí),那么上機(jī)操作后技能自然會(huì)提高,所以以前本校在課程設(shè)置上也是直接安排操作實(shí)踐課,在實(shí)踐之前講點(diǎn)所需的理論知識(shí),導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)一知半解不能很好應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)中,實(shí)訓(xùn)課的效率大大降低。筆者認(rèn)為學(xué)生進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室后不應(yīng)該再訓(xùn)練編程,如程序的編寫和錄入就很浪費(fèi)時(shí)間。對(duì)機(jī)床主要的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)該是機(jī)床的基本操作,如建立坐標(biāo)系,修改刀補(bǔ),產(chǎn)品的加工等。所以我校為了解決這個(gè)問(wèn)題,專門組建了數(shù)控教學(xué)組,采取模塊化和一體化的教學(xué)方式。
這里所指的模塊化教學(xué)主要是指對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)劃分成三個(gè)模塊:基礎(chǔ)(普車)實(shí)訓(xùn)模塊(第二學(xué)期上已完成)、模擬實(shí)訓(xùn)模塊、專項(xiàng)(實(shí)際)操作實(shí)訓(xùn)模塊?!耙惑w化”教學(xué)指的是數(shù)控編程理論和實(shí)訓(xùn)課的“一體化”教學(xué),即理論課由一位老師來(lái)上,實(shí)訓(xùn)課因需分組進(jìn)行,一個(gè)班需要多位實(shí)習(xí)指導(dǎo)老師進(jìn)行指導(dǎo),但可以由上理論課的老師負(fù)責(zé),統(tǒng)一安排實(shí)訓(xùn)課題及實(shí)訓(xùn)進(jìn)度,由各指導(dǎo)老師分組實(shí)施。我校由于數(shù)控教師有限,所以通常都是一個(gè)教師負(fù)責(zé)上半學(xué)期兩個(gè)班4課時(shí)理論、4課時(shí)實(shí)訓(xùn)。在4節(jié)課的理論教學(xué)中要著重講授程序的編制,讓學(xué)生能熟練根據(jù)圖紙要求編寫所需程序;4節(jié)課的實(shí)訓(xùn)著重講授機(jī)床的一些基礎(chǔ)操作,如輸入程序、模擬走刀等等。在學(xué)期結(jié)束,學(xué)生基本可以進(jìn)行簡(jiǎn)單工件的編程和加工。下半學(xué)期由該位教師為主導(dǎo),加派四位實(shí)習(xí)教師參與兩班的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)。理論教師統(tǒng)一安排實(shí)訓(xùn)課題及實(shí)訓(xùn)進(jìn)度,由各指導(dǎo)老師分組實(shí)施,避免重復(fù)講解。理論課教師在實(shí)訓(xùn)前,應(yīng)先分析圖樣要求,講解產(chǎn)品加工工藝過(guò)程、刀具選擇及加工過(guò)程注意事項(xiàng)等,再讓學(xué)生根據(jù)圖紙進(jìn)行編程,期間教師可以用仿真軟件模擬結(jié)果給學(xué)生參考。在開(kāi)始實(shí)訓(xùn)之前,理論課教師要負(fù)責(zé)批改學(xué)生的手寫程序,指出錯(cuò)誤及不足之處。而后在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中由實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師先把正確程序編入機(jī)床,學(xué)生加工時(shí)就可直接調(diào)用(之前已安排一定學(xué)時(shí)的程序錄入練習(xí)),將大大提高實(shí)訓(xùn)效率。
三、仿真與實(shí)操相結(jié)合
仿真模擬作為中級(jí)考證的一項(xiàng)內(nèi)容,我校專門開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程。數(shù)控模擬軟件,可以逼真的仿真加工現(xiàn)場(chǎng):機(jī)床型號(hào)(大、中、?。┖拖到y(tǒng)(FANUC和SIEMENS)能按要求設(shè)置,可以仿真與現(xiàn)場(chǎng)同樣的屏幕配置和功能,實(shí)時(shí)地解釋NC代碼并生成機(jī)床進(jìn)給指令;提供與真實(shí)的CNC機(jī)床類似的操作面板;提供視圖放大、縮小功能的設(shè)置;幫助功能(碰撞、過(guò)載);使用對(duì)話框可以方便的進(jìn)行刀具和功能的設(shè)置;可以同時(shí)顯示刀具與偏移路徑;NC校驗(yàn)功能;代碼向?qū)Чδ?;幫助功能……學(xué)生可根據(jù)圖紙要求,安排零件的加工工序,確定粗加工、半粗加工、精加工所對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù),輸入程序后就可進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真加工軌跡,并動(dòng)態(tài)顯示出粗加工、半粗加工、精加工整個(gè)加工過(guò)程。學(xué)生可以自檢程序的對(duì)錯(cuò),檢驗(yàn)工件的合格,及時(shí)調(diào)整程序或刀補(bǔ)等等。
基于仿真的強(qiáng)大功效,同時(shí)為了解決學(xué)生不能人手一機(jī)操作和數(shù)控耗材過(guò)大的問(wèn)題,我校把數(shù)控實(shí)訓(xùn)和仿真教學(xué)緊密結(jié)合。仿真教師和5位實(shí)訓(xùn)教師組成教學(xué)組,安排教學(xué)內(nèi)容。如講授G00、G01指令時(shí),理論課教師先講解兩個(gè)指令的用法、指令走刀和普車車削間的聯(lián)系,學(xué)生掌握后按圖紙要求進(jìn)行編程;仿真模擬課上學(xué)生可根據(jù)編好的程序進(jìn)行仿真模擬,及時(shí)訂正程序的錯(cuò)誤,對(duì)走刀路線做到心中有數(shù);實(shí)訓(xùn)課上學(xué)生根據(jù)模擬過(guò)的程序進(jìn)行實(shí)際加工,實(shí)訓(xùn)課教師檢驗(yàn)工件是否合格,總結(jié)程序、操作中的錯(cuò)誤。
同時(shí),為了在實(shí)操中節(jié)約材料,我校實(shí)訓(xùn)還采取了以下措施:
學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中可以分階段采用不同的材料進(jìn)行加工。實(shí)訓(xùn)之初,學(xué)生對(duì)機(jī)床操作不太熟悉,容易發(fā)生撞刀等事故,此時(shí)實(shí)訓(xùn)可以用圓木棒或尼龍棒加工以保護(hù)刀具;實(shí)訓(xùn)后期隨著學(xué)生的技能的提高可采用鋼件進(jìn)行加工,適應(yīng)考試需要。
學(xué)生實(shí)訓(xùn)加工出的產(chǎn)品通常不具備使用價(jià)值,多數(shù)閑置或廢棄,因此可以合理設(shè)計(jì)加工圖紙,在不影響實(shí)訓(xùn)效果的情況下適當(dāng)減小加工余量,同時(shí)也可把加工過(guò)的鋼件用于普車實(shí)習(xí)的手動(dòng)操作練習(xí),這都將大大降低材料的成本。
提高學(xué)生的節(jié)約意識(shí),規(guī)范學(xué)生對(duì)刀具、工具和量具的使用方法,減少刀片的損耗和量具的損毀。
總之,各校都在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)上花費(fèi)了很多的精力進(jìn)行改革,其目的就只有一個(gè):提高實(shí)訓(xùn)效率,培養(yǎng)更多適應(yīng)社會(huì)需求的學(xué)生。
【參考文獻(xiàn)】
數(shù)控機(jī)床論文 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控加工論文 數(shù)控技術(shù)論文 數(shù)控加工 數(shù)控論文 數(shù)控機(jī)床知識(shí) 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 數(shù)控實(shí)訓(xùn)報(bào)告 數(shù)控編程論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀