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關(guān)鍵詞:本科教學(xué);建構(gòu)主義;航空維修
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)46-0125-02
《航空維修原理與技術(shù)》是我校航空工程本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,以“灌輸式”為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法在教授這類專業(yè)性強(qiáng)、實(shí)踐環(huán)節(jié)因客觀條件受限不易開展的本科課程時(shí),存在一定的弊端。特別在當(dāng)今一些社會(huì)思潮和不正確的價(jià)值觀的影響下,學(xué)生到了本科三年級(jí)后,普遍對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)缺乏興趣,對(duì)本專業(yè)熱愛程度不斷下降,嚴(yán)重影響和制約了教學(xué)相長(zhǎng)的良性課堂教學(xué)發(fā)展。本文從提高《航空維修原理與技術(shù)》教學(xué)質(zhì)量著手,探究建構(gòu)主義理論在本科教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐。
一、建構(gòu)主義理論簡(jiǎn)介
建構(gòu)主義理論是繼行為主義和認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論后的又一發(fā)展,是目前比較盛行的一種學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義也被稱為結(jié)構(gòu)主義,瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,知識(shí)并不是由教師簡(jiǎn)單地傳授給學(xué)生,而是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,積極主動(dòng)地參與到知識(shí)建構(gòu)中,從而獲取知識(shí)。其理論核心是:“以學(xué)生為重心,在整個(gè)教學(xué)過程中由教師起組織者、灌輸者、指導(dǎo)者和促進(jìn)者的作用,利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神,最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的。
二、以“灌輸式”為主的傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端
1.“灌輸式”教學(xué)使學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)產(chǎn)生逆反心理。在課堂教學(xué)中,教師往往按照一種慣性思維,甚至一種語調(diào),把原本完整的知識(shí)體系,分片講解。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,一旦產(chǎn)生逆反心理而缺乏學(xué)習(xí)興趣時(shí),知識(shí)的完整性就會(huì)因?yàn)橐粌纱蔚恼n堂學(xué)習(xí)情緒不高而斷裂,以致形成多米諾骨牌效應(yīng),影響到學(xué)生后續(xù)的課堂學(xué)習(xí)效果。此外,對(duì)課本知識(shí),缺乏有效的實(shí)例化手段,無法引起學(xué)生的積極思考,造成知識(shí)嚴(yán)重脫離實(shí)踐,以致產(chǎn)生不良循環(huán),加重學(xué)生的學(xué)習(xí)逆反心理。
2.學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性難以發(fā)揮。維修這類課程在傳統(tǒng)教學(xué)中一般包括課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué),課堂教學(xué)主要依靠教師口頭講授和多媒體技術(shù),這種講授式學(xué)習(xí)忽視了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)灌輸,而不是主動(dòng)地探索學(xué)習(xí)。實(shí)踐教學(xué)則主要依賴教師現(xiàn)場(chǎng)操作演示,但對(duì)飛機(jī)維修這類的實(shí)踐教學(xué),受限于場(chǎng)地和經(jīng)費(fèi),以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施條件,這類教學(xué)很難開展,一般通過暑期的下廠實(shí)習(xí)進(jìn)行補(bǔ)充。但由于在課程設(shè)計(jì)上,課堂教學(xué)與下廠實(shí)習(xí)往往不能配套實(shí)施,造成學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐脫節(jié),嚴(yán)重制約了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和知識(shí)遷移能力。
3.傳統(tǒng)教學(xué)方法考核形式單一?!肮噍斒健钡慕逃椒ㄊ沟弥R(shí)呈單一流向,由輸送端即老師向接收端即學(xué)生單向輸送,但學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度無法以有效方式回流到老師這里,老師無法準(zhǔn)確獲知學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。由于“灌輸式”的教育方法又無法提供更多的途徑讓老師可以傳遞知識(shí),因此老師對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)又回到只能通過卷面考試的應(yīng)試教育的老路上,這對(duì)長(zhǎng)期接受應(yīng)試教育的學(xué)生來說,通過考試儼然成為掌握本門課程的代名詞,因此考前一周內(nèi)畫重點(diǎn),考試前三天背答案,已經(jīng)成為學(xué)生通過這類專業(yè)基礎(chǔ)課程的不二法門。
三、以建構(gòu)主義理論探究專業(yè)課程教學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐
1.創(chuàng)設(shè)情境。建構(gòu)主義教育理論認(rèn)為教師在教學(xué)的過程中應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境學(xué)習(xí)環(huán)境,并且始終以教學(xué)目標(biāo)為主進(jìn)行情境教學(xué)。作者在準(zhǔn)備《航空維修原理與技術(shù)》這門課程中發(fā)現(xiàn),航空維修這類課程是很多航空類的職業(yè)技術(shù)學(xué)校的專業(yè)方向之一,且圍繞航空維修開設(shè)有一系列的職業(yè)技能課程。相比之下《航空維修原理與技術(shù)》僅是作者所在院系航空工程本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,因此對(duì)航空維修這種強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和技能的課程,如何在缺乏實(shí)踐條件的情況下,能夠?qū)ζ湓碜龀錾鷦?dòng)講解,是作者在備課過程中反復(fù)思考的問題。
作者想起因?qū)I(yè)愛好,早年看過由Cineflix公司制作的災(zāi)難紀(jì)錄片空中浩劫(Air Crash Investigation),此節(jié)目主要介紹黑匣子發(fā)明之后所發(fā)生的重大航空事故,以模擬演出的方式,分別以乘客、機(jī)師、調(diào)查人員等不同視角,從起飛,一直到事故發(fā)生及調(diào)查為止,重現(xiàn)整個(gè)過程。這給作者在準(zhǔn)備《航空維修原理與技術(shù)》的創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)提供很好的啟發(fā)和素材。因此,作者在備課過程中,收集了《空中浩劫》134集的相關(guān)影片視頻,從中挑選出所有因維修技術(shù)實(shí)施不當(dāng),或維修管理失誤等原因造成航空安全事故,并詳細(xì)觀看每一集影片,從中找出事故調(diào)查過程中的技術(shù)分析,并將課程中的相關(guān)理論與之對(duì)應(yīng),從維修原理與技術(shù)角度為影片提供一套技術(shù)旁白。在去年的教學(xué)過程中,播放從中精選的可以覆蓋課程主要內(nèi)容的影片,并在播放前給學(xué)生預(yù)設(shè)一些思考問題,播放后讓學(xué)生分組討論,最后選出各組代表上臺(tái)從技術(shù)和管理角度闡明事故原因和改進(jìn)意見。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐,作者發(fā)現(xiàn)這種創(chuàng)設(shè)情境教學(xué),達(dá)到了很好的教學(xué)效果,有效得提升了學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度。
2.知識(shí)遷移,知識(shí)建構(gòu)。知識(shí)遷移是指利用新舊知識(shí)間的聯(lián)系,進(jìn)行新舊知識(shí)對(duì)照,由舊知識(shí)去思考、領(lǐng)會(huì)新知識(shí),學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的過程。知識(shí)遷移有利于學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性,以獨(dú)立的視角,來認(rèn)識(shí)和解決新生事物,最終使得學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的建構(gòu)。作者在備課中發(fā)現(xiàn),《航空維修原理與技術(shù)》中的飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修技術(shù)這部分內(nèi)容,與本專業(yè)中另外一門課程飛機(jī)裝配技術(shù)有很多內(nèi)在聯(lián)系。飛機(jī)裝配是根據(jù)尺寸協(xié)調(diào)原則,將飛機(jī)零件或組件按照設(shè)計(jì)和技術(shù)要求進(jìn)行組合、連接形成更高一級(jí)的裝配件或整機(jī)的過程。而飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修可看成是通過補(bǔ)強(qiáng)等方法,在局部實(shí)施飛機(jī)裝配工藝。由于學(xué)生在前期已經(jīng)上過飛機(jī)裝配技術(shù)這門課程,因此,作者在教學(xué)過程中,引入飛機(jī)裝配相關(guān)原理技術(shù)和工藝方法,讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)遷移的過程,將所學(xué)的不同課程進(jìn)行知識(shí)組合,促進(jìn)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)建構(gòu)。此外,在觀看《空中浩劫》的相關(guān)影片中,作者也適時(shí)引入相關(guān)專業(yè)知識(shí),讓學(xué)生以專業(yè)性的視角來體會(huì)影片內(nèi)容,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移能力的發(fā)揮和水平的提高。
3.多樣化的考核形式。以單一期末閉卷筆試的方式進(jìn)行課程考核存在諸多弊端,不利于學(xué)生的知識(shí)遷移和知識(shí)建構(gòu),與建構(gòu)主義教育理論沖突。基于作者在上述“創(chuàng)設(shè)情境”和“知識(shí)遷移”等教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐,作者對(duì)課程的考核形式也進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn),提出了多樣化的考核形式。在情境教學(xué)環(huán)節(jié),作者事先對(duì)影片中與課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行抽取提煉,設(shè)計(jì)了隨堂測(cè)試環(huán)節(jié)?!犊罩泻平佟芬患捌瑫r(shí)長(zhǎng)在45分鐘左右。除去片頭和片尾,一般在35到40分鐘,加上作者在過程中穿插的講解討論,一般一堂課可以完成一次情境教學(xué),再利用第二節(jié)課,進(jìn)行隨堂測(cè)試。一方面可以鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí),一方面又形成了多樣化考核的途徑。此外,在一個(gè)學(xué)期的課程中,作者設(shè)計(jì)3―4次小組討論,讓學(xué)生通過查閱閱讀相關(guān)專業(yè)論文,結(jié)合“創(chuàng)設(shè)情境”和“知識(shí)遷移”等教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行分組討論。再結(jié)合書面報(bào)告,產(chǎn)生另外一種考核途徑。在學(xué)期結(jié)束的閉卷筆試試卷設(shè)計(jì)中,不限于教材書本的知識(shí),而是融入了整個(gè)學(xué)期各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的知識(shí),這有利于學(xué)生在備考過程中,對(duì)整個(gè)學(xué)期所學(xué)知識(shí)的回顧,甚至?xí)阅X海畫面和情境回顧的方式進(jìn)行知識(shí)的再次構(gòu)建。
四、結(jié)束語
本文在分析了傳統(tǒng)教學(xué)方法在專業(yè)基礎(chǔ)課程中存在的弊端后,通過“創(chuàng)設(shè)情境”、“知識(shí)遷移”和“多樣化的考核”等方式,將建構(gòu)主義應(yīng)用到《航空維修原理與技術(shù)》的課程教學(xué)中,既保證課程知識(shí)有效地傳授給了學(xué)生,又調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性,在拓展學(xué)生知識(shí)面的同時(shí),又讓學(xué)生體會(huì)實(shí)踐了知識(shí)遷移過程,使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力不斷提高。
參考文獻(xiàn):
[1]吳剛.奔走在迷津中的課程改革[J].北京大學(xué)教育評(píng)論,2013,11(4).
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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);教學(xué)現(xiàn)狀;調(diào)查分析
作者簡(jiǎn)介:劉馨潞(1978-),女,江蘇南通人,江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師,碩士,研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1001-7518(2013)05-0094-03
一、引言
數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ),它是國家宏觀發(fā)展戰(zhàn)略中提出的重點(diǎn)發(fā)展的科學(xué)技術(shù),是機(jī)械類專業(yè)必修的主干課程,也是各工科院校重點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)的學(xué)科方向。我院于2008年新開設(shè)了機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱機(jī)制專業(yè)),為船舶設(shè)備制造企業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型數(shù)控人才。
機(jī)制專業(yè)開設(shè)三年來,數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)與摸索已有所進(jìn)步,但由于學(xué)校數(shù)控師資力量及一些軟硬件設(shè)施都較薄弱,所以在實(shí)際的教學(xué)過程當(dāng)中,對(duì)數(shù)控技術(shù)課程的認(rèn)識(shí)、課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面都還亟待提高。為進(jìn)行數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)改革,筆者通過在數(shù)控技術(shù)課程的設(shè)置、教學(xué)方法和手段、教材使用、教學(xué)效果等幾個(gè)方面展開問卷調(diào)查,分析目前數(shù)控技術(shù)的教學(xué)現(xiàn)狀,為本課程的教學(xué)改革提供依據(jù)。
二、調(diào)查對(duì)象與方法
本次調(diào)查面對(duì)我院機(jī)制專業(yè)09級(jí)和10級(jí)的學(xué)生展開,共發(fā)放問卷95份,回收92份,其中有效問卷92份。問卷共設(shè)10個(gè)問題, 其中1-9題為選擇題, 第10題為開放式的問題,可以歸納為以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。
(一)學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程重要性的認(rèn)識(shí)
近年來,由于數(shù)控技術(shù)給傳統(tǒng)的制造業(yè)生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來的深刻變化,無論是從社會(huì)還是到學(xué)校,幾乎所用的人都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了數(shù)控技術(shù)的重要性。通過了解學(xué)生的基本情況和表1中的問題后,我們發(fā)現(xiàn),95.6%的學(xué)生認(rèn)為數(shù)控技術(shù)很重要或比較重要,只有4.4%的學(xué)生認(rèn)為數(shù)控技術(shù)不重要。
(二)學(xué)生普遍認(rèn)為數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)困難
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),在絕大多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為數(shù)控技術(shù)課程很重要的同時(shí),他們也同樣覺得數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)是困難的。通過表2可以看出,大部分人對(duì)課上老師講的內(nèi)容是一知半解的,只有很少的人能完全理解,而有部分人甚至是一點(diǎn)不懂,這當(dāng)然是認(rèn)為所有人都在認(rèn)真聽課的前提下。那么為何會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢?原因是多方面的:一方面由于學(xué)校的專業(yè)教學(xué)計(jì)劃還有不完善之處,學(xué)生先修課程不夠,基礎(chǔ)薄弱;另一方面實(shí)訓(xùn)設(shè)備條件數(shù)量嚴(yán)重不足,且不配套,雖然教師準(zhǔn)備了大量的多媒體課件,但“只能看,不能摸”與“看得見,摸得著”的教學(xué)效果是不可同日而語的;再者由于數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容涉及設(shè)計(jì)、工藝、機(jī)床、刀具、夾具、切削原理、材料、氣液傳動(dòng)、自動(dòng)控制、電工電子技術(shù)、檢測(cè)原理、微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理等很多方面的內(nèi)容,知識(shí)面太寬,如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)法進(jìn)行教學(xué),學(xué)生很難學(xué)透。
(三)學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程使用教材及教學(xué)方法等的評(píng)價(jià)與要求
從表3 可以看出,學(xué)生認(rèn)為數(shù)控技術(shù)教材及參考書的選用是基本合理的,但這并不能完全說明教材的選用不存在問題,事實(shí)上現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)教材,形態(tài)都比較單一,內(nèi)容也陳舊,實(shí)踐性不強(qiáng),雖然近年來市面上出現(xiàn)了名目繁多的適用于高職高專使用的教材,質(zhì)量卻良莠不齊,很多教材在數(shù)控系統(tǒng)原理、數(shù)控機(jī)床機(jī)電控制、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)維修方面都只是基本理論,條條框框的內(nèi)容,脫離生產(chǎn)實(shí)際,本來就很枯燥的知識(shí)學(xué)起來更是晦澀難懂。再加上老師在教材的選擇上也缺少經(jīng)驗(yàn),教材教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,以至于學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)跟不上數(shù)控前沿技術(shù)的發(fā)展,與現(xiàn)實(shí)脫節(jié),與社會(huì)和企業(yè)的要求存在很大差距。
表3 學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程使用教材及教學(xué)方法等的評(píng)價(jià)與要求
由表3中第6、7個(gè)問題的答卷情況可以看出,大部份學(xué)生都認(rèn)為如果沒有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn),僅靠多媒體教學(xué)是不能提高學(xué)習(xí)效率的。只有一成左右的學(xué)生認(rèn)為上課僅靠老師講就行,九成的學(xué)生希望課上有實(shí)驗(yàn),或有實(shí)踐項(xiàng)目引入,學(xué)生自己參與進(jìn)來。
我院現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)幾乎是完全分開的,一方面,這跟學(xué)校目前的數(shù)控設(shè)備硬件條件不足有關(guān),另一方面,這也與學(xué)校數(shù)控師資隊(duì)伍嚴(yán)重不足有關(guān),同時(shí)具備理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都很豐富的“雙師型”教師少之又少,理論老師大多缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),無法在上理論課的同時(shí)很好的完成實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,而實(shí)訓(xùn)老師往往在理論方面又比較薄弱。
(四)學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)
表4的調(diào)研結(jié)果表明,學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)掌握程度和實(shí)踐動(dòng)手能力的滿意程度不太高,大多集中在基本滿意這一選項(xiàng),不滿意的比例達(dá)到三成以上。而另一問題即要求學(xué)生感受自己所學(xué)的數(shù)控知識(shí)能否適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和就業(yè)需要的調(diào)查更令人堪憂,只有45%的學(xué)生選擇能適應(yīng)或基本可以,55%的人認(rèn)為不能適應(yīng)??梢妼W(xué)生雖然尚未走進(jìn)社會(huì),卻也能通過各種途徑了解到自己所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容與社會(huì)企業(yè)的需求相距甚遠(yuǎn)。這一點(diǎn)本人在教學(xué)中就深刻認(rèn)識(shí)到,因?qū)嵱?xùn)條件所限,數(shù)控加工刀具和工藝的教學(xué)相當(dāng)薄弱,上課都以理論講授為主,教學(xué)效果較差,實(shí)踐技能培訓(xùn)的重點(diǎn)僅僅在數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)單操作上,而對(duì)數(shù)控加工工藝(如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設(shè)置等)學(xué)生都不太熟悉,還有企業(yè)需要的如模具設(shè)計(jì)、CAD/CAM與自動(dòng)編程、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修等專業(yè)技術(shù)訓(xùn)練都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠甚至沒有。
表4 學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)
(五)學(xué)生對(duì)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的建議
本次調(diào)查的最后一個(gè)開放式問題是請(qǐng)學(xué)生提出自己對(duì)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的建議,其中有相當(dāng)多的建議都集中在希望增加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的問題上;也有一部分是希望老師改進(jìn)課程的教學(xué)方法,使他們能更好的接受和理解課堂教學(xué)的內(nèi)容;還有提出對(duì)教材的要求和學(xué)習(xí)自動(dòng)編程語言等方面的建議。
三、調(diào)查結(jié)果與分析
通過對(duì)調(diào)查問卷的分析,可以歸納出我院目前的數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中主要存在以下問題:數(shù)控技術(shù)課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容不能適應(yīng)社會(huì)行業(yè)需要;數(shù)控實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備條件數(shù)量嚴(yán)重不足,且不配套;數(shù)控專業(yè)師資力量薄弱;數(shù)控技術(shù)教學(xué)模式與方法陳舊落后。
綜合上述問題,我們對(duì)數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)改革提出以下改進(jìn)意見:
(一)目前學(xué)校為了強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn),很多課程都采用了壓縮理論課時(shí)的辦法。數(shù)控技術(shù)也不例外,但是數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容涉及的知識(shí)面很寬,學(xué)時(shí)太短會(huì)導(dǎo)致很多知識(shí)老師上課只能一帶而過,不能跟實(shí)際結(jié)合,最終老師講的費(fèi)勁,學(xué)生學(xué)的吃力。
我院現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)的理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)幾乎是完全分開的,一些實(shí)訓(xùn)課程中的內(nèi)容在理論課中已經(jīng)講過,如果我們可以將一些實(shí)訓(xùn)課程與數(shù)控技術(shù)課程合并教學(xué),把傳統(tǒng)的“理論一實(shí)踐一理論”的教學(xué)改為“實(shí)踐認(rèn)識(shí)一針對(duì)實(shí)踐的理論一再實(shí)踐”的項(xiàng)目式教學(xué),通過設(shè)計(jì)項(xiàng)目課題,把培養(yǎng)某項(xiàng)綜合能力所需的課程內(nèi)容按照知識(shí)要點(diǎn)和技能要點(diǎn)加以篩選歸納,不但能使學(xué)生的學(xué)習(xí)有的放矢,使學(xué)習(xí)的理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系起來,還可以減少數(shù)控技術(shù)與一些實(shí)訓(xùn)課程之間的銜接和重復(fù)內(nèi)容,大大提高教學(xué)時(shí)間的利用率,保證學(xué)生在有限時(shí)間里學(xué)到應(yīng)有的知識(shí)。
進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)改革的過程中應(yīng)注意的是,我們不能也不需要把所有的內(nèi)容都改為項(xiàng)目教學(xué),因?yàn)轫?xiàng)目教學(xué)中學(xué)生學(xué)到的知識(shí)具有針對(duì)性,有些內(nèi)容如數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控車床、銑床和加工中心編程等方面的內(nèi)容比較適合項(xiàng)目教學(xué)。但有一些如數(shù)控加工基本原理等方面的內(nèi)容就沒有必要改成項(xiàng)目教學(xué),這樣可以在一定程度上保證學(xué)生所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)性。
(二)必須選用合適的教材,即便在課堂上的效率很高,大部分學(xué)生在課后都還是要利用課本來進(jìn)行溫故知新,才能真正達(dá)到對(duì)知識(shí)的掌握。我發(fā)現(xiàn),在課時(shí)緊張,課堂節(jié)奏很快的情況下,如果教材與課堂內(nèi)容不配套,學(xué)生在課后就會(huì)很少去看書,從而對(duì)課程的一部分興趣也就會(huì)缺失掉,因此最好是課堂授課內(nèi)容與教材配套,如果必要,可以根據(jù)學(xué)?;?qū)I(yè)的特色,以及不同的教學(xué)模式去重新編寫適用的教材。
(三)采用項(xiàng)目式教學(xué)模式必須要有具備相當(dāng)?shù)睦碚撝R(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的并能夠承擔(dān)數(shù)控教學(xué)工作的“雙師型”教師,針對(duì)理論老師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的情況,學(xué)校應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃地送教師到企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐和見習(xí),了解數(shù)控技術(shù)的新知識(shí),根據(jù)對(duì)數(shù)控技術(shù)的教學(xué)需求進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn),重點(diǎn)放在數(shù)控加工工藝、機(jī)床故障診斷和維修等方面。只有老師“能文能武”,才能帶領(lǐng)學(xué)生邊學(xué)理論邊實(shí)踐,老師在運(yùn)用各種教學(xué)方法的時(shí)候也才能游刃有余。同時(shí),學(xué)校也可以聘請(qǐng)一些企業(yè)的專家到學(xué)校來授課,緩解師資不足的問題。
(四)學(xué)校應(yīng)優(yōu)先滿足教學(xué)與培訓(xùn)需求,利用有限的資金合理配置數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,應(yīng)包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、電火花成型機(jī)床和線切割機(jī)床等基本加工設(shè)備,數(shù)控模擬仿真軟件、數(shù)控機(jī)床典型零部件裝拆、數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試等的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)??蛇M(jìn)行數(shù)控機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)、數(shù)控原理、數(shù)控機(jī)床電氣控制、電機(jī)調(diào)速與控制、機(jī)床精度檢測(cè)與調(diào)試技術(shù)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
也可以采取一些校企合作的方式,讓學(xué)生到企業(yè)去參觀實(shí)習(xí),使學(xué)生全方位的接觸企業(yè)的數(shù)控產(chǎn)品,了解實(shí)際的生產(chǎn)過程,這種直接的方式可以最大程度上的促進(jìn)學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解。
(五)要注重開展CAD/CAM和自動(dòng)編程軟件的教學(xué),CAD/CAM是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),對(duì)學(xué)生進(jìn)行CAD/CAM 的設(shè)計(jì)軟件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教學(xué)及技能培訓(xùn)是當(dāng)今數(shù)控技術(shù)教學(xué)方法中不可或缺的環(huán)節(jié)。尤其在數(shù)控硬件設(shè)施不足的情形下,開展自動(dòng)編程軟件的教學(xué)可以起到揚(yáng)長(zhǎng)避短的作用。因?yàn)殡m然學(xué)校的數(shù)控加工和實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足,但計(jì)算機(jī)資源還是比較豐富的,學(xué)好了一些自動(dòng)編程軟件,學(xué)生將來的就業(yè)會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力,而目前我們?cè)跀?shù)控技術(shù)課程中對(duì)只是略作介紹,這也是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>
四、結(jié)語
通過本次調(diào)研,總結(jié)出目前我院數(shù)控技術(shù)教學(xué)中存在的問題,為數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)改革提供依據(jù)。為此,教學(xué)改革將從調(diào)整數(shù)控課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)模式、強(qiáng)化師資隊(duì)伍等幾個(gè)方面來展開,通過教學(xué)過程與研究過程的結(jié)合,邊執(zhí)行、邊修改,最終得出一套切實(shí)可行的方案,提高數(shù)控技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量,使其符合社會(huì)需要和行業(yè)需求,同時(shí)也為其它課程的教學(xué)模式改革提供參考。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞]:數(shù)控技術(shù) 機(jī)械加工 數(shù)控機(jī)床
1數(shù)控技術(shù)的基本原理
所謂的數(shù)控技術(shù),簡(jiǎn)單來講就是指采用電腦程序控制機(jī)器的方法。主要是指通過采用數(shù)字信息,按工作人員事先編好的程式對(duì)機(jī)械加工進(jìn)行控制。它主要包括:計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、傳統(tǒng)及現(xiàn)代的機(jī)械制造技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)。
數(shù)控技術(shù)是一種綜合性技術(shù),把數(shù)控技術(shù)用于機(jī)械加工,能夠有效地對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化控制。這主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先編程,在運(yùn)行過程中利用計(jì)算機(jī)輔助軟件執(zhí)行繁瑣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和運(yùn)算處理,在很大程度上提高了機(jī)械加工的精準(zhǔn)度與自動(dòng)化,提高了機(jī)械加工的效率。
2數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床設(shè)備中的作用
2.1數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的作用
伴隨著現(xiàn)代工業(yè)及信息技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械加工技術(shù)和工藝不斷進(jìn)步,從而推動(dòng)了機(jī)械加工設(shè)備的更新?lián)Q代和機(jī)械加工控制系統(tǒng)的更新升級(jí)。由于數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用,出現(xiàn)了數(shù)控技術(shù)機(jī)械設(shè)備機(jī)殼的毛坯制造。數(shù)控氣割技術(shù)的使用輕易地解決了單間下料等諸多問題,數(shù)控氣割技術(shù)通過保持壓縮接觸面積的均勻,很好地滿足了密封功能的要求。這些使得產(chǎn)品內(nèi)外環(huán)凸凹曲面的加工精度得到提高,實(shí)現(xiàn)了毛坯料到成品過程的持續(xù)加工。因數(shù)控鏜銑床編程加工已與機(jī)械設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來,首先通過預(yù)先編程的齒形子程序,然后進(jìn)行機(jī)械加工和結(jié)合角度偏置,這能使產(chǎn)品滿足生產(chǎn)要求并進(jìn)行無差異化生產(chǎn),更好地滿足各種精度要求,極大地提高了機(jī)械設(shè)備加工效率,還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)算機(jī)控制一體化。
2.2數(shù)控技術(shù)在機(jī)床設(shè)備中的作用
機(jī)床設(shè)備是機(jī)械加工中的重中之重,因此,在機(jī)械加工過程中機(jī)床設(shè)備的控制技術(shù)是非常重要的。為滿足現(xiàn)代機(jī)械加工業(yè)的發(fā)展需求,擁有控制系統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備是現(xiàn)代機(jī)電一體化的關(guān)鍵。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)床設(shè)備的靈魂和核心。通過在機(jī)床上使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),能夠?qū)C(jī)床的加工過程進(jìn)行控制,不僅保證了產(chǎn)品的高質(zhì)量要求,還極大地提高了機(jī)床的使用效率與生產(chǎn)效率。它用數(shù)字化的代碼來表示加工零件的工藝和幾何信息,也就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程將刀具與工件間的相對(duì)位移以及進(jìn)給速度編排在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)上,由計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令使機(jī)床按控制要求運(yùn)行。無需對(duì)機(jī)床進(jìn)行人工參與與調(diào)整,只需向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)編入新的加工程序,就能改變加工零件,這是數(shù)控機(jī)床的最大特點(diǎn)。
3數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工機(jī)床中的發(fā)展趨勢(shì)
3.1數(shù)控技術(shù)的性能發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)如今,我國的數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,數(shù)控技術(shù)的作用已不容置疑,它不僅推動(dòng)了機(jī)械加工行業(yè)的持可續(xù)發(fā)展,還提升了我國的綜合國力。數(shù)控機(jī)床的性能正朝著高速高精高效化、柔性化、實(shí)時(shí)智能化發(fā)展。高速高精高效化:隨著高速RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)的運(yùn)用以及機(jī)床性能的改善,明顯提高了機(jī)床的高速高精高效化。柔性化:主要表現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)具有較強(qiáng)的可塑性和較好的可操作性。模塊化的設(shè)計(jì),能滿足生產(chǎn)流程的不同需求。實(shí)時(shí)智能化:利用實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相結(jié)合實(shí)現(xiàn)人類智能行為的模擬,使高科技手段有效運(yùn)用。
3.2數(shù)控技術(shù)的功能發(fā)展趨勢(shì)
為解決數(shù)控技術(shù)發(fā)展中面臨的多種技術(shù)與非技術(shù)問題,數(shù)控技術(shù)在功能上得到了很大的發(fā)展,主要表現(xiàn)在用戶界面圖形化、科學(xué)計(jì)算可視化、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化以及內(nèi)裝高性能PLC。用戶界面圖形化:用戶界面是使用者和數(shù)控系統(tǒng)的對(duì)話連接。能夠根據(jù)客戶的知識(shí)接受能力和要求,加大對(duì)客戶界面的開發(fā)。用戶界面圖形化能夠?qū)崿F(xiàn)藍(lán)圖編程和快速編程、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放等功能??茖W(xué)計(jì)算可視化:能夠高效處理和解釋數(shù)據(jù),直接使用可視信息如動(dòng)畫、圖像等。用于CAD/CAM,如參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、自動(dòng)編程、刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理等。插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化:有2D+2螺旋插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、極坐標(biāo)插補(bǔ)等多種插補(bǔ)方式。補(bǔ)償方式有極坐標(biāo)插補(bǔ)、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>
內(nèi)裝高性能PLC:可用高級(jí)語言編程或梯形圖,提供在線調(diào)試和在線幫助功能。用戶在車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上修改自己需要的程序,能夠建立自己的應(yīng)用程序。
4數(shù)控機(jī)床的主要增效途徑
目前,我國數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝還存在一定的問題,主要表現(xiàn)在:數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)設(shè)備加工切削參數(shù)不太合理、與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的知識(shí)庫和工藝數(shù)據(jù)庫缺乏、在自動(dòng)化的制造中缺乏先進(jìn)的管理系統(tǒng)。這些問題增加了數(shù)控機(jī)床加工過程中的準(zhǔn)備時(shí)間、等待時(shí)間和故障調(diào)試時(shí)間,從而降低了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。通過對(duì)國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀了解,提出了提高數(shù)控機(jī)床效率的有效途徑。
4.1提高數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度
在數(shù)控機(jī)床加工過程中,通過柔性生產(chǎn)線,以及柔性制造單元等數(shù)控加工技術(shù),逐步提高數(shù)控技術(shù)的自動(dòng)化程度。這樣可以減少數(shù)控機(jī)床加工中的準(zhǔn)備時(shí)間、等待時(shí)間和故障調(diào)試時(shí)間,從而縮減了加工所需要的總時(shí)間。由此,在機(jī)械加工過程中加工零件的連續(xù)性以及自動(dòng)化程度得到提高,進(jìn)而提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)總效率。
4.2逐步優(yōu)化加工過程
通過機(jī)械加工生產(chǎn)過程的持續(xù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的加工,努力改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)和管理方式、刀具的自動(dòng)配送、機(jī)械設(shè)備的管理以及機(jī)械零件的制造執(zhí)行系統(tǒng)等,積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)水平,逐步優(yōu)化加工過程。這能有效提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備的完整性和開動(dòng)率,使數(shù)控機(jī)床得到高效管理和有序運(yùn)用。
4.3優(yōu)化加工工藝以及加工設(shè)計(jì)
保證加工零部件的質(zhì)量以及縮減機(jī)械加工的時(shí)間,是提高數(shù)控機(jī)床的加工效率,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化數(shù)控機(jī)床加工工藝的基礎(chǔ)。通過使用較為先進(jìn)的刀具或者性能高的數(shù)控機(jī)床設(shè)備能夠完成數(shù)控加工機(jī)床的模擬仿真秀。運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)努力優(yōu)化數(shù)控機(jī)床加工工藝和加工設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制系統(tǒng)裝置。通過提高數(shù)控機(jī)床的切削效率和主軸的加工效率,能夠保證數(shù)控機(jī)床的加工性能。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床構(gòu)成特點(diǎn)故障類別維修措施
隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ),以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備,已在我國批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用,它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件,并帶來很大的效益。但同時(shí),由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn),在維修理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。
一、數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)
目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多,形式各異,組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)。對(duì)于不同的生產(chǎn)廠家來說,基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響,在設(shè)計(jì)思想上也可能各有千秋。然而無論哪種系統(tǒng),它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成,即控制系統(tǒng),伺服系統(tǒng)和位置測(cè)量系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將控制指令放大,由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械按要求運(yùn)動(dòng);測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)位置或速度,并反饋到控制系統(tǒng),來修正控制指令。這三部分有機(jī)結(jié)合,組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸N輸出接口等組成。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個(gè)通訊單元,它可完成CNC,PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)。位置測(cè)量系統(tǒng)主要是采用長(zhǎng)光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是:可靠性要求高,因?yàn)橐坏?shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障,即造成巨大經(jīng)濟(jì)損失;有較高的環(huán)境適應(yīng)能力,因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)一般為工業(yè)控制機(jī),其工作環(huán)境為車間環(huán)境,要求它具有在震動(dòng),高溫,潮濕以及各種工業(yè)千擾源的環(huán)境條件下工作的能力;接口電路復(fù)雜,數(shù)控系統(tǒng)要與各種數(shù)控設(shè)備及外部設(shè)備相配套,要隨時(shí)處理生產(chǎn)過程中的各種情況,適應(yīng)設(shè)備的各種工藝要求,因而接口電路復(fù)雜,而且工作頻繁。
二、故障分類
數(shù)控機(jī)床的常見故障按性質(zhì)產(chǎn)生原因分為以下幾類:
(1)系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障
所謂故障的系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障是說故障有其必然性和偶然性,也就是說有些故障是可以避免的,有些是不可避免的。系統(tǒng)性故障是指機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)部分在一定的條件下必然出現(xiàn)的故障;隨機(jī)性故障指偶然性出現(xiàn)的故障,一般隨機(jī)性故障往往是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)和錯(cuò)位,控制系統(tǒng)中的元件出現(xiàn)工作特性漂移,機(jī)床電器元件可靠性下降等原因造成的,這類故障在同樣的條件下只偶然出現(xiàn)一兩次,需反復(fù)試驗(yàn)和綜合判斷才能排除。
(2)有診斷顯示故障和無故障顯示故障
顧名思義,就是當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)有無診斷顯示。目前,數(shù)控機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)都有較豐富的自診斷功能,日本FANUC公司和德國SIEMENS公司的數(shù)控系統(tǒng),以及國產(chǎn)的KND數(shù)控系統(tǒng)都具有幾百條報(bào)警信號(hào),有診斷顯示故障一般都與控制部分有關(guān),根據(jù)報(bào)警內(nèi)容,較容易找到故障原因。無診斷顯示的故障,往往機(jī)床停在某一位置不能動(dòng),甚至手柄操作也失靈,維修人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后的現(xiàn)象來分析判斷,排除故障。
(3)破壞性故障和非破環(huán)性故障
以故障有無破環(huán)性將故障分為破環(huán)性故障和非破壞性故障。對(duì)于破環(huán)性故障,如伺服系統(tǒng)失控造成撞車短路等,維修難度大,有一定的危險(xiǎn),修后不允許再次出現(xiàn)這類現(xiàn)象。非破壞性故障可經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn)直至排除,不會(huì)對(duì)機(jī)床造成損壞。
(4)機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性故障
這類故障發(fā)生后,機(jī)床照常運(yùn)行,也沒有任何報(bào)警顯示,但加工出的工件不合格,這些故障,必須在檢測(cè)儀器配合下,對(duì)電氣控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)械連接、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行綜合分析,采取綜合措施。
(5)硬件故障和軟件故障
以發(fā)生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件即可排除,而軟件故障一般是因程序編制錯(cuò)誤或參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤造成的,只要通過修改程序內(nèi)容或修訂機(jī)械參數(shù)就可排除。
三、數(shù)控機(jī)床的維修管理
(1)選擇合理的維修方式
設(shè)備維修方式可以分為事后維修、預(yù)防維修、改善維修、預(yù)知維修或狀態(tài)檢測(cè)維修、維修預(yù)防等,選擇最佳的維修方式,是要用最少的費(fèi)用取得最好的修理效果。如果從修理費(fèi)用、停產(chǎn)損失、維修組織工作和修理效果等方面去衡量,每一種維修方式都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?,F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床具有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)診斷功能。對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修,可以選擇預(yù)知維修或狀態(tài)檢測(cè)維修的方式。這是一種以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修,在設(shè)計(jì)上廣泛采用檢測(cè)系統(tǒng),在維修上采用高級(jí)診斷技術(shù),根據(jù)狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)提供的信息,判斷機(jī)床的異常,預(yù)知機(jī)床的故障,在故障發(fā)生前進(jìn)行適當(dāng)維修。這種維修方式由于維修時(shí)機(jī)掌握的及時(shí),機(jī)床零件的壽命可以得到充分利用,避免過修和欠修,是一種最合理的維修方式,適用于數(shù)控機(jī)床這樣的重點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備。
(2)組建一支高素質(zhì)的維修隊(duì)伍
數(shù)控機(jī)床的故障診斷及維修在內(nèi)容、手段和方法上,與傳統(tǒng)機(jī)床的故障診斷及維修有很大的區(qū)別。并且數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)多,更新快。這就要求維修人員應(yīng)具有高的專業(yè)素質(zhì):
專業(yè)知識(shí)面廣。掌握或了解機(jī)械加工工藝、電機(jī)拖動(dòng)和自動(dòng)控制、電工原理、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、液壓技術(shù)和氣動(dòng)技術(shù)等方面的知識(shí)。
要經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn),掌握數(shù)字控制、伺服驅(qū)動(dòng)及PLC的工作原理,懂得NC和PLC編程。并具有一定的專業(yè)英語閱讀能力。
關(guān)鍵詞:MasterCAM實(shí)習(xí);數(shù)控實(shí)習(xí);程序;模擬仿真
一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及MasterCAM 課程的引入
目前,數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床,給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的變化。數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造和計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)敏捷制造和智能制造等,都是建立在數(shù)控技術(shù)之上。數(shù)控技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的必不可少的物質(zhì)手段,也是體現(xiàn)一個(gè)國家綜合國力水平的重要標(biāo)志。新世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),其實(shí)就是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)?;跀?shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的重要性,國內(nèi)一些重點(diǎn)高等院校20世紀(jì)70年代就陸續(xù)在機(jī)械類專業(yè)開設(shè)了數(shù)控課程但由于教學(xué)條件的限制,許多院校只能傳授理論知識(shí),而不能將理論付諸于實(shí)踐。既不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,如數(shù)控編程能力、數(shù)控機(jī)床的操作能力及系統(tǒng)的維護(hù)能力,也不能培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控技術(shù)的開發(fā)能力。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位不能很快地獨(dú)立完成在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)方面的工作任務(wù)。
現(xiàn)在工程技術(shù)教育正處在改革時(shí)期。眾所周知,教改的目的是為了培養(yǎng)素質(zhì)高、口徑寬、基礎(chǔ)厚、適應(yīng)面廣、能力強(qiáng)的現(xiàn)代工程技術(shù)人才。在數(shù)控技術(shù)方面,學(xué)生獲得這種能力有幾種途徑:一是有合適的實(shí)習(xí)基地,但在目前國內(nèi)的情況下很難做到這一點(diǎn);二是學(xué)校用有限的資金投資購買數(shù)控機(jī)床,加工中心等建設(shè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。此類設(shè)備價(jià)格昂貴,即使用大量資金買回一臺(tái)兩臺(tái),無論從數(shù)量上、還是從成本安全性上考慮,都不大適合學(xué)生的普及性教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。這類教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心即便建成,實(shí)際應(yīng)用效率和效果往往也不是很理想。因此,如何改善和提高數(shù)控技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,使學(xué)生能學(xué)有所練、學(xué)用結(jié)合,是數(shù)控技術(shù)教學(xué)工作面臨的一個(gè)非常大的難題。
綜前所述 ,數(shù)控技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,離開實(shí)踐,就談不上素質(zhì),實(shí)踐是知識(shí)轉(zhuǎn)化并升華為素質(zhì)的根本條件。要想達(dá)到理想的教學(xué)和實(shí)踐效果,僅在課堂上實(shí)施全方位的教學(xué)是不夠的,還應(yīng)具備一個(gè)良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境??紤]到前面談到的數(shù)控設(shè)備價(jià)格的因素,經(jīng)過多方調(diào)研,我們選定了一種能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行手工編程和自動(dòng)編程、并能動(dòng)態(tài)模擬加工軌跡、與數(shù)控機(jī)床有良好數(shù)據(jù)接口的美國CNCsoftware公司研制的基于PC平臺(tái)的masterCAM
利用MasterCAM 系統(tǒng)中的CAD繪圖建模功能繪制生成的二維或三維零件模型,或利用該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口將在其它CAD 軟件中做好的零件模型數(shù)據(jù)讀入,然后綜合運(yùn)用所學(xué)過的相關(guān)知識(shí),選擇合適的加工方法,選取要加工的對(duì)象以及刀具、切削用量、進(jìn)退刀路線等參數(shù)后,該系統(tǒng)便自動(dòng)計(jì)算出加工余量,并動(dòng)態(tài)顯示出各不同加工表面的刀具路徑,隨后設(shè)定工件毛坯及機(jī)床坐標(biāo)系等相關(guān)參數(shù)后進(jìn)行加工仿真模擬,經(jīng)仔細(xì)檢驗(yàn)各切削參數(shù)及刀具路徑合理后,最終通過程序的后處理生成數(shù)控加工指令代碼,再通過計(jì)算機(jī)與機(jī)床的通訊接口(如RS232)將數(shù)控指令加工代碼輸入到數(shù)控機(jī)床既可完成零件的加工。
二、利 用MasterCAM進(jìn)行手工編程,并進(jìn)行程序校驗(yàn)
數(shù)控程序的手工編制是計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)控編程的墓礎(chǔ),應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程最終也還要經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC程序代碼。作為數(shù)控技術(shù)人才,不僅是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用者,更應(yīng)該是數(shù)控技術(shù)的開發(fā)者。因此要使學(xué)生知其然并知其所以然,手動(dòng)編程是學(xué)生熟悉并掌握NC程序基本原理的一個(gè)重要途徑。但數(shù)控指令枯燥、不易記憶,編寫的程序又不能得到實(shí)現(xiàn),學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不高,也得不到應(yīng)有的實(shí)際動(dòng)手的訓(xùn)練。同時(shí)對(duì)同一零件編程,學(xué)生編寫的程序會(huì)有多種,老師批改作業(yè)、檢查學(xué)生掌握情況也十分困難。這一難題在masterCAM系統(tǒng)中就迎刃而解了:只要將NC代碼輸入該系統(tǒng),通過加工軌跡校驗(yàn),NC程序的結(jié)果就非常直觀地仿真出來了。
三、設(shè)置工藝參數(shù),定義霉件加工工藝
利用masterCAM系統(tǒng)中的CAD繪圖建模功能繪制生成三維零件模型,或利用該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口將在其它CAD系統(tǒng)中做好的零件模型數(shù)據(jù)讀人,然后綜合運(yùn)用所學(xué)過的如《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《金屬切削機(jī)床》等課程的相關(guān)知識(shí),選擇合適的加工工藝方法,安排零件的加工工序,確定粗加工、半精加工、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)后,該系統(tǒng)便自動(dòng)計(jì)算出機(jī)加工余量,并動(dòng)態(tài)顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀位軌跡和機(jī)床代碼,省去了人為編制NC程序的煩惱。這一過程將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來,使學(xué)生覺得以前所學(xué)的知識(shí)不再孤立、枯燥,在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)到了融匯貫通,并在計(jì)算機(jī)上變得生動(dòng)、形象起來,鞏固了學(xué)生的加工工藝方面的知識(shí),強(qiáng)化了利用mastercam系統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的效果。
四、利用masterCAM 系統(tǒng),對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算的刀具軌跡進(jìn)行模擬仿真
masterCAM特有的模擬仿真功能,可以進(jìn)行三維真實(shí)感動(dòng)態(tài)仿真加工,每個(gè)學(xué)生都有模擬加工的機(jī)會(huì),省時(shí)間、省材料、省設(shè)備投人。在仿真過程中,刀具沿著所定義的加工軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)加工,學(xué)生可以直觀地掌握數(shù)控加工的過程,判斷刀具軌跡的連續(xù)性、合理性,是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情況,刀位計(jì)算機(jī)是否正確,加深了學(xué)生對(duì)加工工藝的理解和對(duì)刀具軌跡的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)照加工后的結(jié)果,學(xué)生明白了不同的刀位軌跡,其加工結(jié)果有很大的差異實(shí)質(zhì)上,加工刀具軌跡定義的合理與否,與學(xué)生對(duì)零件加工工藝知識(shí)掌握的熟練程度有密切的關(guān)系。學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和綜合能力,對(duì)不滿意的加工結(jié)果重新進(jìn)行零件建?;蛑匦露x刀位軌跡,實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)汁與虛擬加工。
五、利用masterCAM 系統(tǒng)將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序,通過計(jì)算機(jī)機(jī)床接口傳送,并控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工
前面所做的工作均是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的,學(xué)生還很難將NC程序和實(shí)際的加工聯(lián)系起來,總的理解是停留在理論知識(shí)上,感性認(rèn)識(shí)不足,實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練環(huán)節(jié)很不夠。因此在條件允許的情況下,讓學(xué)生將零件的NC程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床,控制機(jī)床進(jìn)行加工。在這個(gè)過程中,NC程序、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口起了非常重要的作用。作為數(shù)控技術(shù)開發(fā)人才,應(yīng)該熟練掌握數(shù)控編程、數(shù)據(jù)通訊、接口技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),并得到相應(yīng)的動(dòng)手能力的訓(xùn)練。
六、小結(jié)
我們認(rèn)為數(shù)控實(shí)驗(yàn)室的功能應(yīng)該是多方面的除滿足教學(xué)需要外,還可以進(jìn)行科研項(xiàng)目研究,提高教師自身的業(yè)務(wù)水平,同時(shí)為生產(chǎn)科研服務(wù),并積極開展對(duì)外技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù),以及承接加工任務(wù)等,從中獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益,用以改善實(shí)驗(yàn)室的條件、促進(jìn)正常的教學(xué)科研活動(dòng),推動(dòng)教學(xué)改革與課程的建設(shè)。
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)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀