導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇數控系統實訓總結，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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作者簡介：張欣波（1970-），男，遼寧遼陽人，廈門理工學院機械與汽車工程學院機電實驗中心主任，高級工程師；常雪峰（1975-），男，湖北荊州人，廈門理工學院機械與汽車工程學院，副教授。（福建 廈門 351024）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0156-02

數控技術專業人才是我國目前“十”緊缺專業技術人才之一，然而通過對相關企業和對數控專業畢業生的調查發現，企業對畢業生的滿意度不高，認為技術、技能優勢不明顯，實際工作能力不足，不太適應企業的要求。目前，針對數控技術人才的培養主要集中在職業技術學院，受訓人員學歷普遍較低，經過短期培訓后即上崗，這樣只重操作，難以對數控技術的發展起到顯著的推動作用；其次對CAD/CAM軟件、自主產權的數控系統等數控技術核心進行研發的部門很少，目前國內只有少數公司在從事此領域的研究。這都導致數控技術和數控裝備成為制約我國制造業發展的瓶頸。因此，要培養出集機械、電子、電氣控制、計算機技術等于一身的復合性數控技術人才，還需要從高校做起。

廈門理工學院（以下簡稱“我校”）秉持“明理精工，與時偕行”的校訓，緊密結合時代要求和地方發展，在大陸第一個鮮明提出了“創建特色、精致、具有較強競爭力的開放式、應用型、地方性、國際化的海西一流親產業大學”的宏偉目標。因此，整合數控技術課程教學與實訓內容，對于學生深入了解數控技術，響應學校培養“應用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。以下是我校在“數控技術”課程改革的一些做法。

一、數控理論課程整合

學校原課程設置存在著一些問題，主要表現在：以學科為中心，“數控技術”課程與社會對數控人才的需要脫節；原有體系中，過分強調數控機床的加工與工藝編程。而對數控控制原理的涉及內容不多，尤其體現在實踐環節中。

我校根據學生原有的知識基礎結合學校的實際情況，針對“數控技術”課程的實用性特點，以理論知識的應用和實踐能力的培養為重點，對相關課程進行整合、更新、刪減了部分教學內容，構建新的課程體系和教學內容。新的課程體系中既注重了傳統制造工種的學習，又增加了數控控制原理的應用、數控機床安裝調試及維修維護的內容，形成從“傳統工藝工裝傳統制造（車、銑、鉆等）數控設備編程數控加工數控設備維修維護數控設備改造（再制造）”一條龍培養體系，課程體系見圖1。

二、建設數控技術試驗室

本次教學改革的主要內容之一就是在傳統的數控技術課程體系中增加數控機床調試與維修維護的相關內容。目前我校機械工程系也建有數控實驗室，主要裝備只有VMC-2002B數控加工中心、TH-DNC-Ⅲ型多功能數控教學機床和模擬編程器等設備，可供學生進行數控編程及上機操作時訓。而在現代工程訓練中心的數控機床主要針對學生進行“金工實習”也做一些“數控技術”實訓而用，學生通過這些機床完成“加工程序”的編制，并在機床上進行實訓，主要培養目的集中在機械制造方面。而對數控機床本身的控制在理論課、實踐課上幾乎沒有相關的教學內容，這和市場上對“數控技術”人才的需求有較大差距。

利用我校目前現有的數控機床進行數控技術的實驗教育課程存在以下一些問題：以加工中心為代表的成型的數控設備其數控系統的硬件及軟件相對固定，不能進行隨機的系統參數的改變，從而影響學生對于深入了解數控系統、伺服系統、伺服電機及測量反饋等模型的理解；另外由于數控實驗室配備的數控教學機配置的數控系統在實際大中型企業中所占份額極少，不是市場主流，也影響到學生在今后的實際工作中對數控技術的掌握。現有的設備已經逐漸難以滿足機制、機電等相關專業學生在數控方面課程的實驗及培訓需求。因此，建立一個以當前市場占有率高的數控系統為基礎的數控技術實驗室，對于學生深入了解數控技術，全面掌握所需的技能，以及響應學校培養“應用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。

在進行充分的市場調研后，我校建設了FANUC 0I數控系統實驗臺、SINUMERIK 802d sl數控系統實驗臺、SINUMERIK 840d數控系統實驗臺、華中世紀星21M數控系統實驗臺。這些數控系統多為當今市場流行數控品牌，每個實驗臺均采用開放式、工業級配置。見圖2。

三、改革實訓內容體系，開發校本教材

根據企業對“數控技術”人才的需要，認真處理教材，做到深入淺出，教為所用，學以致用。在課程內容方面，一方面強化數控實訓中的機械加工工藝與編程，另一方面增加數控維修維護內容。在數控技術實訓體系中十分注重教材的開發，努力加強教材建設。

1.在實驗機房中增加了數控機床維修仿真的實際內容

根據最前沿的專業原理，采用先進的計算機仿真技術，對數控機床的裝配、調試、排故等過程進行模擬，是一種經濟、可靠、有效的工具。利用仿真軟件對各類故障現象進行設置，使學生可以針對出現的故障現象利用仿真軟件模塊查找故障原因，通過反復練習，熟練掌握各種常見故障的維修方法，盡快地掌握和提高數控機床的維修技術，鞏固所學的專業知識，鍛煉邏輯思維的能力。

2.編寫《數控機床常見故障診斷與維修技術》教材

由于廈門理工學院非常注重具有企業實踐背景人才的引進，所以在“數控技術”人才方面既有重點大學的博士也有從一線企業招聘來的具有多年實踐背景的人才。編著者在企業常年從事數控機床的維修工作，并多次負責或參與數控機床的改造工作，所以對數控機床經常出現的故障以及排除辦法比較了解，總結了大量的維修實例并加以歸類。

3.編寫輔助教材

根據專業的培養目標結合數控技術實驗室的建設，編寫了適合學校的的實際教材，例如編寫了《FANUC 0i數控系統連接調試》、《SINUMERIK 802d sl數控系統連接調試》、《華中世紀星21M數控系統連接調試》等多項實訓教材。

四、充分利用校內外資源，進行數控項目實訓

實踐性教學是培養數控技術應用型人才的重要途徑和保障，在專業培養方案中占重要地位。數控機床的再制造和維修維護需要大量的實踐來保證教學質量的提高。廈門理工學院一方面廣泛和企業進行深入交流，為企業數控設備進行維修維護，帶動興趣小組參與維修實際活動；另一方面在校內針對過去的老式機床進行數控化再制造，將所學為所用。例如，我校XK713型數控銑床采用華中Ⅰ型數控系統。該數控系統是由華中理工大學、華中數控有限公司研制開發的，其結構是在個人PC計算機（286以上）安裝控制軟件，通過并口與數控控制板相連接，并由控制板向步進電機的脈沖電源方向及脈沖指令來驅動步進電機帶動機械傳動鏈完成機床的進給運動。主軸采用普通交流異步電動機控制，機械換擋，滿足不同加工需要。但由于此機床本身的機械傳動鏈符合數控機床的基本要求，具有機床改造的先決條件，故可對機床進行數控化升級改造。根據機床的具體情況和性價比選擇了采用武漢華中世紀星HNC-21MD數控單元進行升級改造，更換原來的華中Ⅰ型數控系統。由于該系統具有步進電機控制接口，可直接與原有機床的步進電機驅動電源相連接，即不更換驅動系統及步進電機。圖3分別為改造前后的數控機床對比。

通過對教學鏜銑床XK713型鏜銑床的數控化升級改造，帶領學生完全做到了從硬件連接到軟件調試過程，使學生掌握數控機床構成的幾大部分的關系。在此基礎上分析傳動鏈的數學模型，鞏固必要的基礎知識，例如電機拖動原理、工廠電氣控制、自動控制原理、直流控制系統和交流控制系統、PLC的編程技術及技巧、測量反饋的原理等，徹底達到高等學校“數控技術”人才培養的目的。

五、總結與反思

數控技術應用專業工學結合課程的實踐研究，課題組進行了積極的探索。在專業核心課程中構建了學習領域的課程模式，重點是針對高等學校的“數控技術”課程加入了大量的數控機床安裝調試和維修維護內容，力爭在實踐體系內，加強學生的學習興趣，并以此為突破口，強化機電一體化人才的課程培養體系。通過改革可以看出，學生的學習積極性和主動性明顯加強，學生的學習潛能被充分發揮出來，學習成績明顯提高。由于強化了技能訓練，增加實訓項目和時間，學生的動手能力、職業技能得到了很大提高，特別是機電類數控技術方向的本科類學生以“數控機床”為核心，全面理清了課程體系。

但是，也應該清晰地看到，在我國盡管“工學結合”在高等教育體系中取得了一定的進展，可是在全局范圍內，由于制度、法律對企業的優惠政策不明顯，影響了企業參與高等教育的積極性。如果只靠學校單方面加強實踐能力培養，終究會因為能力有限而難以展開。為此，如何開展“校企合作”，實現“工學結合”從制度上得到保障是以后人才培養模式的研究方向。

參考文獻：

[1]孫新國，劉宏偉.仿真軟件在數控機床維修中的應用[J].機床與液壓，2013，（13）.

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2．實踐教學體系改革實施

在我校機電專業教學計劃中，數控技術課程為《數控技術》（32 學時）以及課內實驗等實踐性環節，它們在該專業系列課程中占有重要的位置，也是培養學生程素質和創新能力的一個重要載體。因此，在本課程教學改革中，遵循 “注重基礎知識，以培養實踐能力、綜合應用知識能力、創造能、在實踐中主動獲取知識的能力為主要目的”的指導思想[3，4]，在數控技術實踐教學改革中體現了分層次、循序漸進的特點，涉及到課內實驗、綜合實訓、開放選修實驗等多個階段。

2.1 課內實驗項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是增加學生的感性認識，以直觀認知為主，不強調學生的動手能力。因此，設置了《數控機床認知實驗》《數控車床編程實驗》和《數控插補實驗》等三個課內是項目，共 6 個學時。《數控機床認知實驗》利用本校機械工程實驗中心已有的數控車床、數控銑床、數控加工中心等數控機床，以教師結合實物講解為主，使學生了解數控機床的各個組成部分，工作原理等基本知識。《數控車床編程實驗》以教師講解演示為主，使學生了解數控編程加工的基本知識。《數控插補實驗》以專門開發的插補實驗軟件演示為主，使學生了解數控插補原理。課內實驗結合理論課程教學進度，分組進行，實驗類型有演示實驗和驗證實驗，注重基礎性知識的實踐訓練。

2.2 綜合實訓項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是鍛煉學生的實踐動手能力，利用所學理論知識運用到實踐中的能力，鞏固和拓展課程知識，培養學生綜合分析問題的能力以及動手能力。因此，數控技術實訓內容按模塊化劃分，強調循序漸進，相關訓練針對性強，應用性強，設置《數控加工仿真實訓》《數控加工實訓》《數控安裝調試實訓》三個實訓項目，共計 3 周。在《數控加工仿真實訓》項目設置中，考慮到由于高校的持續擴招學生人數大增，而實驗設備-數控機床屬于高技術、高附加值產品，其機床本體和控制系統品類繁多，價格高昂，一般數控車或銑床單價約十萬到二三十萬，加工中心則動輒幾十萬甚至數百萬。如果數控課程的實驗、實訓環節完全依賴數控機床，則需大量數控機床，投入巨大、消耗多、成本貴、實驗風險高，學校將無力組織實踐教學[2]。近年來，市場上出現了基于虛擬現實技術開發的數控加工仿真系統，實驗者可在此計算機系統平臺上實現演示、分析數控加工從零件設計圖到加工程序調試直至動態切削演示的全過程，包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設置，數控程序輸入、編輯和調試等，甚至具有工件的三維測量功能；能夠仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森數控、華中數控和廣州數控等主流系統，提供數控車床、數控銑床、加工中心等各種機床面板；面向數控加工技術初學者，具有強大的數控知識呈現功能，具有用于輔助教學的各種模塊設置。學生通過軟件模擬仿真基本上可解決學生熟悉機床控制面板及數控系統操作等問題，具有使用成本低廉、安全性高、方便輔助授課等特點。因此，根據學校實際情況，設置了《數控加工仿真實訓》實訓項目，實訓時間 1 周，為此采購了宇龍數控加工仿真系統。通過仿真實訓，可使每一個學生單獨使用一臺計算機進行數控編程、操作和加工全過程的模擬訓練。《數控加工實訓》項目，實訓時間 1 周，實訓內容包括數控車床和數控銑床兩種數控機床的編程加工。安排在學生完成《數控加工仿真實訓》項目之后，此時，學生在進行《數控加工仿真實訓》項目時已經把要加工的零件程序編程完成，并在在加工仿真系統中仿真運行，檢驗了程序的正確性。這樣，在實際的機床上完成典型零件的編程加工操作時，可以節約大量占用機床時間，解決了設備不足的問題。《數控安裝調試實訓》項目，實訓時間 1 周，實訓內容包括數控系統的連接、調試（包括參數保護、回參考點、絲杠螺距誤差補償、伺服驅動單元調試、PLC 編程）和故障診斷（包括機床故障模擬與診斷、主軸變頻單元的故障診斷）等實訓內容。通過該項目實訓，使學生能掌握數控機床安裝調試方面和數控故障診斷方面的能力。為了開展這個實訓內容，已有設備不能滿足要求，為此采購了南京日上自動化設備有限公司開發的數控實訓設備，來完成這些實訓內容。在本層次的實踐教學項目設置中，根據學校實際情況，通過軟件仿真實訓和實際機床操作實訓結合的方式，用有限的資金，解決了設備不足的問題，使每個學生在這個環節能得到充分的動手鍛煉的機會。通過學生單獨使用軟件仿真加工，鍛煉獨立操作的能力；同時，通過數控加工實訓和安裝調試實訓的分組操作，培養學生團隊合作完成任務和解決問題的能力。

2.3 開放選修實驗項目設置

在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是培養學生的在數控機床設計開發方面的創新能力。目前，開發式數控系統的出現，為數控機床（數控系統）的設計開發提供了一種方便的途徑。因此，在這本環節設計了《開放式數控系統開發》的開發選修實驗，利用固高公司開發的基于運動控制卡的二維開放式數控平臺，學生可以在上面定制自己的數控系統。本環節時數 32 學時，運行模式為開發選修實驗，針對部分對數控技術有興趣的學生選擇。可在此基礎上組織學生參與大學生科技創新計劃項目。

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我國在故障診斷技術方面起步較晚,1979年才初步接觸設備診斷技術，近年來得到迅速發展。目前國內對裝備的故障診斷技術,尤其是板級故障診斷技術的研究有了較大的進展。經過二十多年的研究與發展,我國的故障診斷技術己廣泛應用于軍工、化工、工業制造等領域,如數控機床、汽車行業及發電廠等。

一、數控機床故障診斷與維修行業人才結構

1.藍領層

數控操作工：精通機械加工和數控加工工藝知識，熟練掌握數控機床的操作和手工編程，了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。其崗位適合中職學校組織培養。此類人員市場需求量大，適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一，其工資待遇不會太高。

2.灰領層

（1)數控編程員：掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作，掌握復雜模具的設計和制造專業知識，熟練掌握三維CAD／CAM軟件，熟練掌握數控手工和自動編程技術。其崗位適合高職、本科學校組織培養，適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業非常受歡迎，待遇也較高。

（2)數控機床維護、維修人員：掌握數控機床的機械結構和機電聯調，掌握數控機床的操作與編程，熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置，精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。其崗位適合高職學校組織培養，適合作為工廠設備處工程技術人員。目前非常缺乏，其待遇也較高。

3.金領層

數控通才：具備并精通數控操作技工、數控編程員和數控維護、維修人員所需掌握的綜合知識，并積累了大量實踐經驗，知識面很廣。能自行完成數控系統的選型、數控機床電氣系統的設計、安裝、調試和維修，能獨立完成機床的數控化改造，是企業(特別是民營企業)的搶手人才，其待遇很高。其崗位適合本科、高職學校組織培養。

對于這三類人才主要有兩個來源：一是大學及職校機電一體化或數控技術應用等專業的畢業生，他們具有不同程度的理論知識和較強的動手能力，最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗；另一個來源就是從企業現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓。這些人員一般具有企業所需的工藝背景及比較豐富的實踐經驗，但是他們知識面較窄，特別是對計算機應用技術和計算機數控系統不太了解。[3]

因此，數控機床故障診斷與維修的教學應圍繞怎樣使學生具備豐富的實踐經驗進行。

二、當前數控機床故障診斷與維修的教學現狀

(一)學校師資力量嚴重不足

數控技術在近幾年的廣泛應用，引起了數控人才的大量需求，同時造成數控師資、特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控師資隊伍嚴重不足。[2]

有些學校從社會上引進了一些具有豐富實踐經驗的工程技術人員，用來充實教師隊伍。但是，由于有關規定的限制，這些人被排除在外。因此一些學校只有聘用豐富實踐經驗的工程師作為學校的兼職老師，按勞付酬。[5]

(二)實訓設備種類多，且與教材不配套

由于數控機床有多種系列，如法那科系列、西門子系列、三菱、華中系列、廣州數控系列等，其控制系統及故障表現形式多種多樣。當前數控機床故障診斷與維修的相關高職、高專類教材中講解的數控機床故障診斷與維修的典型案例主要針對市場上的一些主流數控機床，使得理論教學與實訓教學并不是十分的配套，一定程度上影響了本專業的教學質量。

三、如何開展數控機床故障診斷與維修專業課程教學

(一)師資隊伍的建設

1.學校從機電一體化及數控技術相關的專業中錄用本科生或碩士生，他們具有扎實的基礎理論知識。可是他們缺乏實踐經驗，為此學校可將青年教師有計劃地送到企業去掛職鍛煉，將實戰培訓的重點放在工藝知識、故障診斷和故障排除等方面。

2.學校從數控設備多的企業招聘有豐富的現場經驗、組織能力強的故障診斷技術人員，這樣的人才在數控技術實訓中能很快把握實訓要點。

(二) 數控機床故障診斷與維修實訓中心的建設

數控機床故障診斷與維修實訓中心應從基礎理論教育到實驗、實踐環節建立一套完整的實驗、實習體制。為滿足教學需要一般應建立以下幾種實驗室。

1.數控原理實驗室

包括數控原理、數控機床電氣控制、主軸系統、伺服系統、機床檢測與調試技術等基礎實驗。

2.與教材配套的數控機床故障診斷與維修綜合實驗室

本實驗室應可以完成數控系統的功能、結構、安裝、參數設置以及調試等多項實驗，其應用范圍包括：

（1)教師講授數控原理、調試維修以及參數設置的平臺；

（2)學生驗證教學內容和基本原理的對象；

（3)學生調試、參數設置、故障診斷、維修等實訓實習項目的配套設備。

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（一）數控設備的選用。由于數控設備的檔次價格差距很大，設備資金是個典型的制約條件，如何使有限的設備資金發揮出最大的使用效果，需要掌握兩個原則：首先是數控專業的建立以培養技術工人為主要目標，科研與生產為輔助目標的原則。數控專業工人技術等級從中級工為起點，依次為高級工、技師、高級技師，初期應以中級工、高級工為主要培養目標，設備的選購就有了明確的目的。各中職學校分別選擇FANUC數控系統和廣州數控、華中數控、西門子數控系統等，由于各數控系統間往往有許多相像相通之處，師生可以很快適應各種系統的操作方法。其次是數控設備必須形成教學能力的原則。數控設備形成教學能力必須只有一定的數量規模，且機床型號基本統一，這樣有利于操作水平的提高。

（二）數控設備與專業的多樣化。各地區中職學校數控專業的多樣化發展過程雖然略有不同，大體是沿著先建立數控車床專業，然后建立數控銑床和數控加工中心類專業，當數控專業建立成熟后，設備的使用效率成為關鍵，除主要提供給教學活動外，多樣化配套的數控設備可以形成一定的生產能力，使產品成為社會化的商品。數控機床的主要優勢是實現工序集中，提高生產率和加工精度。用于大批量生產，由于節省編程、對刀等輔助時間，數控機床投資回報較快。

二、數控專業對師資與考證的要求

（一）雙師型教師的培養。數控專業創辦之初，中職學校普遍缺乏數控設備的使用經驗和掌握數控加工技術的教學人才。數控專業建立的過程同時也是培養優秀數控教師的過程，注重雙師型教師的培養，是提高數控實訓的教學水平的關鍵。以各地區中職學校為例，由于教師招考條件的限制，教師通常都有全日制本科學歷，但實習老師還必須參加市級勞動鑒定機構組織的統一實踐技能鑒定考試，從中級工開始到高級技師，或者參加省級、國家級的技能比賽獲獎后晉升，提高教師的專業技能，將在很大程度上影響學生的教育質量。主要有以下是兩個方法：方法一，對實訓老師進行培訓。學校一般分批安排老師下工廠，進行生產一線的實踐鍛煉。方法二，引進人才，把企業中技術成熟的能工巧匠聘請為實訓教師。實訓教師搭配學校原有理論水平高的數控專業教師，組成教學小組，給學生提供高水平的理論知識和實用的操作經驗。

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數控仿真軟件是一款在計算機設備內完成數控操作加工仿真的現代化專業性軟件，能同時展開刀具軌跡與機床運動的仿真。數控仿真軟件通過三維顯示與虛擬現實技術，使數控加工整個流程的模擬達到相當逼真的程度，進而檢驗加工環節里可能存在的不足。利用微型計算機的數控加工實驗教學系統，可為學生知識的學習提供更真實的數控機床操作編程加工環境，可降低實際上機操作時因誤操作而帶來的機床與工件毀壞幾率，進而提升課堂教學質量與學生實際工作能力。

一、數控仿真軟件在數控加工技術教學中的作用

第一，通過數控仿真軟件能夠彌補設備與師資缺乏，增強學生動手實踐能力，對學生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作，可為學生提供更多的實習機會，縮短新授知識轉變為技能的周期。如一個班級中約有30個人，3臺機床，平均每臺機床約10個人，每次實習時間約3小時，而每個人的實際操作時間僅有18分鐘，在如此短暫時間內，很難達到預期的效果。若我們利用每所學校均有的微機室，將3小時換作與實際機床基本相同的仿真操作的話，可保證所有學生均有足夠時間來動手，提升操作熟練程度，為下一步實際操作做足準備。

第二，提供了多類機床與多類系統。現今數控機床的種類與系統廠家相當多，教學時可結合需要選擇對應機床與系統完成對學生的授課，增強了學生對不同數控系統與不同數控機床的適應能力。

第三，通過數控仿真軟件可更好結合理論學習，實現同步教學。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學，借助車刀與工件運動來顯示指令軌跡，學生更易理解，還可親手操作以加深認識，理論與實踐相互融合，增強了教學質量。

二、數控加工技術課程的數控仿真軟件教學要點

1.引導學生正確選用數控加工仿真系統，提高教學質量

數控仿真軟件可通過計算機把所編制程序，在二維圖或三維圖的基礎上通過動態方式把整個數控加工過程更生動地展現出來。現今有影響力、有代表性的數控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件，還應綜合分析仿真系統里操作面與實訓教學機床的匹配性，保證仿真系統里所用到的數控系統應與教材教學選擇的數控系統或機床相符，并考慮數控仿真系統功能是否滿足教學要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性，如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調入仿真系統進件虛擬加工，在仿真軟件運行驗證符合要求的程序可否在真實機床里加工等。筆者學校在實際操作中選用了上海宇龍數控仿真軟件，軟件基本可兼容目前國內已有的大部分數控系統，如FANUC、SIEMENS、廣州數控等。仿真軟件完全模擬真實的數控機床操作，能清晰仿真整個數控加工環節。學生在學習過程中能夠更快速地了解數控機床編程與操作技能。

2.科學應用仿真軟件，增強學生學習興趣

過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法，實質上是一件費力不討好的事，學習者感覺枯燥，教師也乏味。但若將數控仿真軟件用于數控加工技術課程中，學生所編程序能夠直接在計算機數控加工仿真軟件中進行模擬加工演示。由于機床操作面板的使用及零件加工過程均與實際加工情況類似，學生可從任意角度了解、掌握數控機床加工過程，毛坯加工變作成品的過程真實形象，更利于知識點的掌握。利用數控仿真軟件，基于學生學習中遇到的各種困難及問題給予講解、引導、示范操作，可以克服所有的學習困難，解決問題，增強學生學習興趣。此外，數控仿真軟件再先進，終究不是真實的，數控系統種類多，統一數控系統應用于不同廠家生產的數控機床上，實際操作中也存在諸多差異，研發人員無法全面掌握這些具體細節，仿真軟件產品會出現一些與真實機床不同的感覺。教師還應為學生清楚講述軟件與實際機床不符之處，并結合機床真實情況為學生展開針對性教學，以免讓學生出現誤解，不利于將來機床編程與實操。

3.合理安排教學內容，循序漸進掌握數控知識

數控加工技術課程教學中應合理安排教學內容，在教學前將知識點給予有效安排，大致分作三個模塊，即基礎模式、提高模塊與拓展模塊。首先，基礎模塊重點講述訓練中常用到的FANUC數控系統相關數控車床、數控加工中心編程方法、操作及應用知識，該模塊屬于教學基礎，也屬于教學的重點，要求學生務必熟練掌握，并能做到知識的靈活運用;其次，提高模塊重點講述并訓練SIEMENS數控系統相關三種機床編程與操作，增強學生在不同數控系統下進行不同數控機床編程的操作能力與理解能力;最后，拓展模塊重點講述國產數控系統里的華中數控系統與廣州數控系統里的數控車床編程及操作技巧，拓寬學生知識面，增強學生對不同操作系統、不同操作面板的編程及實踐操作能力。唯有如此，學生方可更牢固地掌握各種數控加工知識，步入社會后能盡快適應崗位工作要求，提高工作能力。

4.仿真軟件學習與機床實際操作訓練同時進行

數控仿真軟件不僅可用于數控加工技術課程教學中，還可作為數控操作技能訓練輔助工具。教師應擺正數控仿真系統在教學中的位置，不可讓學生養成一味依賴數控仿真軟件的習慣，而忽視了機床實際操作練習的重要性。教師需結合課程總共的學習時間，科學分配仿真軟件學習與機床實際操作訓練二者的時間比例，充分認識到數控仿真軟件的應用優勢主要體現在入門基礎訓練上，而學生實踐操作技能的提升關鍵還是要通過大量的機床實際操作訓練。學校需合理制訂教學計劃，在數控仿真軟件課程學習前，就先組織學生到附近工廠實習，讓學生對各類加工方法有更深的感性認識。同時，數控機床課程與數控加工工藝課程也應安排在數控仿真軟件學習訓練前，讓學生掌握更多機床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法，更利于學生理解與掌握數控仿真各環節要點，進而讓數控仿真軟件真正在數控加工技術課程中發揮作用，達到“砍柴不誤磨刀功”之效。

總之，數控仿真軟件將逐漸變成我國數控教學中的主要手段，不但能夠解決占用過多實驗設備時間的問題，還可提升學生對數控加工的認識，還可為學生提供檢驗自行編寫程序正確性的有效手段。不過，把數控仿真軟件應用于數控加工教學里也有諸多不足，在應用過程中還應不斷改進與完善，使其更好為數控教學服務，提高教學質量，為社會培育出一批批實踐能力強的新型數控人才。

參考文獻：

[1]叢娟，叢樹林.基于數控仿真軟件的數控加工工藝與編程課程改革[J].遼寧高職學報，2011（3）.

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數控機床維修工是我國勞動和社會保障部在2006年的新職業，主要從事數控機床的安裝、調試、維護保養和檢修工作。一名合格的數控機床維修工不僅要具有扎實的專業理論知識功底，還要具備檢查、分析、確定故障原因和快速準確的維修好機床的能力。為滿足社會需求，大多數職業院校在數控技術專業或數控設備維修等專業都開設了《數控機床故障診斷與維修》課程，并把它作為一門專業核心課程，為社會輸送了大量數控機床維修人員。然而高職院校數控機床維修課程在教學中存在重理論輕實踐，理論和實踐教學脫離的現象，學生的職業素質與企業的用工要求還有一定的距離。這就導致了企業招聘的數控維修工不能達到用工要求，相關專業的畢業生就業難以對口的矛盾。因此，對于數控機床故障診斷與維修課程的教學迫切需要進行改革與創新，探索出學校、學生和企業都能共同參與、共同獲益的教學方法。

1課程教學主要面臨的問題

(1)課程教學中涉及的知識面廣，包括了數控系統、數控機床機械結構、電氣控制、液壓與氣動等相關知識，這些知識在前置課程中進行了獨立設置。但是在前期教學中，學生基本只是孤立的接受知識，而本課程則是將這些知識融合到一起，并且要將理論知識應用于實踐解決實際問題，再加上職業院校的學生文化基礎相對比較薄弱，這就導致了大部分學生感到這門課程的學習難度很大，對知識進行綜合應用時無從下手。

(2)課程教學仍然以理論教學為主。在本門課程的實踐教學過程中，數控設備通常會處于被保護狀態，不能進行拆裝，這就使得用于維修教學的設備不足，學生僅僅只是接收一些認知實驗，或者老師設定一些簡單的故障讓學生進行排除，實習時間得不到足夠保障，學生的綜合實踐能力難以提高。

(3)數控系統的品牌、型號眾多，更新也快，其結構、參數設置以及故障診斷方法等在不同的品牌和型號中均存在一定的差異。而本課程在課堂教學中往往只是以一種數控系統為載體來進行教學設計與安排，最多再把學校擁有的其它數控系統作為輔助介紹，缺乏了對機床故障診斷與維修方法能力的培養，因此，難以培養出走出校門就能滿足企業基本要求的數控維修人員。

(4)考核方式不合理，《數控機床故障診斷與維修》傳統的考核方式為:平時成績(50%)+期末考試(50%)=總評成績，這種考核方式已不再適應“雙證融通”人才培養模式，也不適合于本門課程的成績評定，為此該課程的考核方式需要進行改革。考核方式不合理，《數控機床故障診斷與維修》傳統的考核方式為:平時成績(50%)+期末考試(50%)=總評成績，這種考核方式已不再適應“雙證融通”人才培養模式，也不適合于本門課程的成績評定，為此該課程的考核方式需要進行改革。

2課程教學改革的研究內容

(1)研究以典型項目為載體的基于工作過程的課程教學內容，讓學生在真實或接近真實的實踐情境中獲得知識和技能。

(2)依托FANUC0imateTD數控實訓平臺研究數控機床維修的典型工作任務，并結合維修工的國家職業技能鑒定標準對教學內容進行整合，確定出課程學習的不同學習情境，精選企業現場典型的維修案例作為教學任務。

(3)研究新的課程考核評價方式。

3解決教學問題采取的方法

(1)采用項目教學法，以工程為背景，把項目作為載體實施課堂教學，依托FANUC0imateTD數控實訓平臺，學生親自完成各項目實施的整個過程。構建課程項目圍繞項目構思設計實施運作的主線來進行，實現課程理論知識和實踐技能一體化教學。

(2)課程項目要符合課程教學目標的要求，與企業實際相結合，還要考慮學生的綜合能力。課程項目的開發最好由學校教師、企業維修技術人員以及行業專家共同研討，精選出有代表性的項目案例;也可以讓學生利用學校建立的FANUC數控實訓臺參與開發一些簡單的課程項目，使學校資源得到更好的利用最大化。

(3)課程教學實行雙導師制，尤其在實踐教學環節，安排企業工程師或學校的實訓教師與學校理論教師一起共同擔任該環節的指導老師。同時，學校也應多安排專業教師到企業兼職鍛煉，不斷提升教師的工程實踐能力。

(4)對于強調實踐能力突出的課程，傳統的考核方式不能合適體現課程的學習效果。新的評價方法應該是注重學生的綜合職業能力，以過程性考核為主，采用多元化的評價方法。比如課程項目實施完成后做項目的展示;以小組為單位進行答辯;答辯完后學生撰寫個人項目報告，總結項目學習的成果，分享心得和體會。

4教學改革的主要特色

(1)課程項目的實施過程依托FANUC數控實訓臺，體現了“做中學”的理念。

(2)課程主要在實踐教學環節實行雙導師制，能夠更好地達到對學生的指導效果。

(3)評價方法的改革注重學生的綜合職業能力的培養。

5課程教學改革的預期效果

(1)數控機床維修課程項目教學法的實施，將會激發出學生的學習潛力。遇到技術問題時，能夠學會主動查找資料，探討和尋找解決方法;能夠正確進行故障的判斷、檢測和排除，使學生把抽象難懂的理論知識融到實踐過程之中，既提高了學生的動手能力和語言表達能力，也培養了學生獨立工作的能力和團隊合作的精神，同時也增強了學生的自信心，為他們今后的學習和就業打下良好的基礎。

(2)制作豐富的教學資源。包括開發數控機床維修項目案例庫;編寫適合本課程教學內容的特色教材;搜集相關的技術資料和視頻教學案例等。并在教學過程中不斷積累更新，為本課程的后續教學順利進行提供有利的保障。

參考文獻:

［1］岑華．數控機床維修教學中CDIO項目教學法的應用［J］．廣西教育c:職業與高等教育版，2014(47):147～148．

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1.前言

數控技術是制造業實現自動化、高效集成生產的基礎，也是提高勞動生產率和產品研制周期的重要手段；制造裝備的大規模數控化，使企業急需一大批數控編程、數控設備操作以及維修人員，而傳統的機床培訓設備存在集成度低、培訓效率低等問題，已經不能滿足不斷增長的數控培訓需求，網絡輔助教學應運而生。

2.國內外數控加工仿真的研究現狀

國際上關于數控加工仿真的研究是從七十年代開始的，其目標都是試圖將數控加工過程以圖形方式直觀形象地表現出來，從而檢查加工程序中的錯誤，即所謂的圖形仿真驗證。

早期多數CAD/CAM采用了一種比較簡單的方法，即用線框圖來實現數控加工仿真和驗證。在實際驗證時，刀具軌跡通過顯示刀位點之間的矢量來進行模擬，刀具的線框圖也能顯示出來，再加上所加工的線框顯示，刀具所加工的部位和加工方式都可以比較清楚地反映出來。但是，一旦零件比較復雜，表示零件和刀具軌跡的線框圖就會互相重疊，難以辨認工件的實際形狀和刀具的加工軌跡。使得檢查工作變得十分困難，甚至完全不可能[1]。

正因為這樣，后來的研究大多采用實體模型表示法。實體造型中最常用的方法有：邊界表示法（B-Rep）、體素構造法（CSG）、混合建模法（Hybrid Model）和空間單元表示法[2]。

在實現數控加工仿真的方法中，最基本的就是應用實體造型中的布爾運算。這一技術的實質是通過執行工件模型與代表刀具運動的掃描體序列模型之間的直接（物空間）布爾差操作來完成仿真加工過程[3]。這種方法最大的缺點是它的計算量過于復雜，幾乎不能投入實際應用。

因此許多人開始使用離散實體模型的方法來改進仿真執行的速度。又根據離散方法的不同，產生了物空間布爾運算（Object Space Boolean Operations）和象空間布爾運算（Image Space Boolean Operations）兩種布爾操作手段。

但是，這種方法的運算量還是相當大的，依然不能保證實時的仿真效果。通過將實體離散在象空間進行布爾操作，可以比較明顯的改進NC仿真的效率。該方法使用z-buffer消隱思想，將實體按象空間的像素離散為z-buffer結構。這樣計算被簡化為視線與代表實體的圖像空間的表面的求交。沿著每一條視線，布爾運算可以在一維空間進行。所以具有比較快的運算速度。

數控仿真軟件主要分成兩種，一種是集成到CAD/CAM軟件中的，如國外的Pro-E、Ideas、Mastercam等軟件和國內的北航海爾軟件公司的CAXA、天津大學[4]的“回轉體零件的CAD＼CAM系統”等都集成了加工軌跡仿真的功能；另外一種是獨立的數控加工仿真軟件，如華中理工大學數控技術研究所[5]的“NC銑削加工切削過程仿真系統”；哈爾濱工業大學[6]的“基于微機的三軸數控銑削仿真系統”等。這些軟件借助于強大的三維造型功能，采用實體造型的方法實現了數控加工過程的仿真。

總體來講，以上仿真軟件的共同特點是專業技術性強，集成化程度高，集CAD/CAM于一體，但價格昂貴；雖然融合了刀具軌跡的三維、二維仿真技術，但并不適用于數控編程和機床操作人員的培訓。

3.數控教育與培訓的發展現狀

目前，數控技術人才來自兩種渠道，其一是由高等院校、中職學校的數控專業培養具有一定學歷的人才；其二是社會上有關培訓機構及院校開辦的各種中短期的數控培訓班培訓的人才。然而，雖然我國各高校、高職、中職加大了培養數控人才的力度，但始終不能滿足我國數控人才的需求，主要原因如下：

（1）我國經濟快速發展，逐步成為世界制造中心

進入新的世紀以后，隨著我國綜合國力的進一步增強，我國經濟全面與國際接軌，并正在成為全球制造業的中心，這必然對掌握現代信息化制造技術的技術人才、特別是對大量的一線技術工人形成了巨大的需求。

（2）教學體系結構不能滿足數控用人單位的需求

很多學校把實訓重點放在數控機床操作方面。事實上，數控機床是一種先進的自動化設備，其操作非常簡單。用人單位真正需要的人才應該具備精通數控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）、模具設計、CAD/CAM與數控自動編程、數控機床機電設計與聯調技術、數控機床的維護、維修技術等工程素質。

（3）數控教材更新緩慢，數控師資力量有待進一步提高

目前，可供數控系統原理、數控機床機電控制技術、數控機床故障診斷與維護和數控人才實訓等課程選用的教材還有限。而且，許多現有數控教材內容比較陳舊，結構上也存在一定的缺陷，根本不適合用于培訓企業急需的高水平實用人才。現在各學校的數控教師主要是從事各高校機械或機電專業畢業的本科生或碩士研究生。這些教師具有一定的基本理論知識，但數控實踐能力欠缺。

（4）數控實訓設備的數量不足，設備種類少

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[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）04-0056-03

數控機床是一種精密的機電一體化產品，它綜合了機械、計算機、微電子、自動化等領域的最新技術，是制造業發展的基礎和不可或缺的重要環節。隨著數控機床在現代機械制造系統中所占比重的增加，國內對于優秀數控人才的需求也在不斷增加，尤其是高水平的數控機床設計、編程和維護的復合型人才缺口很大。[1]

在適應社會發展，培養應用型人才的背景之下，南京工程學院對數控技術相關課程進行了改革和探索，以提高學生的理論和實踐水平，增強學生的工程實踐能力，培養學生的系統工程意識。本文從數控原理與系統課程入手，圍繞如何提高該課程的教學效果和教學質量展開了一系列的討論和研究。

一、課程內容及特點

數控原理與系統是機械設計制造及其自動化專業數控加工與維修方向的專業核心課程，也是一門理論性強、知識面廣、綜合性強、技術發展迅速的課程。[2]該課程分為理論教學和實踐教學兩部分。理論教學以數控系統內部信息流為主線，從數控加工程序的輸入開始，到位置控制輸出為止，介紹了刀具補償原理、輪廓插補原理、進給運動的控制、主軸驅動及控制、PLC及輔助功能實現等內容。實踐教學包含課內實和后續兩周的數控機床安裝調試實習。該課程是對數控系統工作原理的全面系統闡述，也是進行數控編程及加工、數控機床故障診斷與維護的理論基礎。數控原理與系統課程的教學效果直接影響后續課程的開展，影響到學生今后從事數控系統的開發、數控加工、安裝調試和維護的能力。

二、“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念

數控原理與系統的授課內容與數控機床的編程和操作聯系緊密，并且直接影響數控加工的質量和效率。為此，我們提出了“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念。

在理論教學中，在學生掌握基本理論知識的基礎上，我們充分結合數控加工的實際情況和具體實例進行分析和講解，并采用多媒體教學、軟件仿真、課堂討論等多種教學手段加深學生對知識的理解和掌握。在實踐教學中，我們引入以學生為主體的項目教學法，將課程所涉及的知識和技能通過一個明確的“項目任務”布置給學生，學生根據任務要求，運用所學的知識和技能，采用“團隊學習”的方法，動腦、動手、交流和合作，最終完成項目任務。[3]

貫徹“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念，綜合運用多種教學方法和手段，既可以避免由于教學手段單一而造成的內容枯燥、缺乏系統性的問題，又密切了理論知識與生產實踐的聯系，提高了學生學習積極性和主動性，還有助于學生工程實踐能力和團隊意識的培養。

三、采用多種方法提高理論教學效果

傳統的理論教學注重公式的推導，算法流程的分析，強調單個知識點的掌握，往往忽視理論知識與實踐的聯系。為了克服傳統教學方法的不足，結合數控原理與系統課程的特點，我們采用多種教學方法和手段進行理論教學改革，加深學生對知識的理解和掌握，密切理論知識與數控機床安裝、調試及加工操作之間的聯系，增加學生解決實際問題的經驗和能力。下面分別以數控系統刀具半徑補償和輪廓插補原理的教學為例，采用教師講授、學生討論、軟件仿真、對比分析等多種方法，進行教學改革和探索。

（一）刀具半徑補償的教學實例

刀具補償在數控加工中有著非常重要的地位。該功能將控制對象由刀具中心或刀架參考點變換到刀尖或刀刃邊緣。刀具補償可以簡化數控加工程序的編寫，提高程序的利用率，對刀具磨損和換刀具有重要作用。刀具半徑補償是刀具補償中的難點。由于常用編程軌跡的連接方式和轉接過渡方式有多種，因此，刀具半徑補償的執行過程也分為三個階段24種情況。

面對如此復雜的情況，我們在授課過程中采用教師講授與學生討論相結合的方法。教師先推導幾種典型情況下轉接點的坐標計算公式，接著引導學生分析和推導其他情況下刀具半徑補償的計算方法。然后，讓學生通過仿真軟件模擬每一種情況下刀具的運行軌跡，獲得轉接點坐標，并與之前的推導結果進行印證。最后，以學生數控加工實習所完成的零件為例，介紹刀具半徑補償從建立、進行到撤銷的全部過程，以及數控系統中刀具半徑補償的相關參數設置及功能調試的要點。課堂實踐表明，講授、討論、軟件仿真以及加工實例講解相結合的方法取得了較好的教學效果，學生聽課的積極性普遍提高，對知識的理解比較深刻。

（二）輪廓插補原理的教學實例

輪廓插補是數控系統的一個重要功能，是指根據零件輪廓尺寸，結合精度和工藝等方面的要求，在已知刀具中心軌跡轉接點之間插入若干中間點的過程。[4][5]插補速度直接影響數控系統的處理速度，插補精度又直接影響數控系統的加工精度。在授課過程中，教師首先講解幾種常見輪廓插補算法的基本原理，然后通過實例與仿真軟件相結合的方法進行驗證和比較。例如，選擇一段圓弧輪廓，分別采用逐點比較法、數字積分法、比較積分法等多種方法進行插補計算，求得一系列的插值點，并繪制各自的插補軌跡圖。之后，比較各種插補軌跡與理論輪廓的誤差，選擇誤差最小的插補算法。接著，利用仿真軟件進行驗證，直觀地再現數控加工中走刀的全過程。結合理論講授、對比分析、軟件仿真等方法進行教學，能使學生對輪廓插補原理的理解更加透徹，學生對加工過程的輪廓誤差也有更深入的了解，這有利于選擇合適的插補算法，提高產品質量。

四、基于項目教學的實踐教學環節

實踐教學是數控原理與系統課程的重要教學環節，其分為課內實驗和數控機床安裝調試實習兩部分。課內實驗由于學時所限，其主要是安排驗證性實驗，以加深學生對理論課所講授知識的理解和掌握，如刀具半徑補償計算實驗、步進電機環分實驗等。數控機床安裝調試實習為期兩周，是實踐環節的重點。我們在實習中采用項目教學法，通過一個完整的“項目”，將數控原理與系統課程所涉及的知識和技能通過一個明確的“項目任務”布置給學生。學生根據任務要求，查閱資料，運用所學知識完成項目任務。項目教學法在實施過程中一般按照確定項目任務、制訂工作計劃、組織項目實施、檢查考核評估、總結評比歸檔等五個步驟展開。[6]

（一）確定項目任務

“西門子808D數控銑床安裝調試”是本實習的一個項目任務，主要由低壓電器回路設計、電氣安裝調試、數控系統驅動器調試、變頻器調試等部分構成。該項目與數控原理與系統課程中進給運動的控制、主軸驅動與控制以及PLC與輔助功能的實現等內容緊密聯系。本次任務能夠幫助學生理解和把握本課程及相關課程所涉及的知識點，掌握電氣安裝和數控系統調試的基本技能，培養學生分析問題和解決問題的思想和方法，訓練學生協調、合作的能力。

（二）制訂工作計劃

明確項目任務后，學生查閱資料，分析項目要求，討論解決方法，制訂總體方案、實施步驟、進度計劃及團隊成員的分工情況。教師負責解答疑難題，審閱項目計劃書。

（三）組織項目實施

學生按照項目分工和實施步驟，完成各自的任務。具體的實施步驟包括：1.查閱資料，繪制西門子808D數控銑床電氣原理圖；2.根據電氣原理圖，進行電氣控制柜元器件的選型、布局及接線；3.變頻器調試；4.伺服驅動器的調試和伺服參數的設置；5.系統參數的設置及功能調試；6.PLC程序調試；7.系統數據備份及恢復。在項目進行過程中，學生是完成任務的主體，學生的學習過程從被動學習向主動學習轉變，學生從“要我學”變為“我要學”，這有效提高了學生的學習的積極性。教師除了解答疑問，進行引導之外，還要掌握項目的進度和節奏，保證任務的順利進行。

（四）檢查考核評估

在項目進行過程中，指導教師要隨時關注小組各成員的進展情況并進行記錄，各子單元調試完成后也要進行相應的考核。項目任務結束后，要按小組進行答辯，每位成員介紹自己完成的工作，指導教師根據項目完成情況、個人工作量、回答問題情況以及之前的考核記錄，給出分數。

（五）總結評比歸檔

教師對各小組的完成情況進行總結，對表現突出的小組和個人進行表揚，引導學生之間相互交流、學習和借鑒。指導教師及分管領導召開項目總結會，交流項目教學過程中的經驗、存在的問題以及改進的方向。最后將項目成果進行歸檔整理和展示。

五、總結

數控原理與系統課程是數控加工、安裝調試和維修的基礎。本文對該課程的理論教學和實踐教學環節進行了改革和探索。在理論教學中，突出“源于實踐，聯系實踐，指導實踐”的教學理念，將抽象的理論知識與具體的實際問題、現象結合起來進行講授。在實踐教學中，我們引入項目教學法，將學生作為教學的主體，通過具體的項目任務，幫助學生將理論知識融會貫通。教學實踐表明，數控原理與系統課程的改革提高了學生學習的積極性和主動性，增強了學生分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力，培養了學生的系統工程意識。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 徐婭萍，王潤孝.數控機床課程教學的改革與實踐[J].西北工業大學學報（社會科學版），2007（4）：78-80.

[2] 吳愛萍，汪木蘭.《數控原理與系統》課程實踐教學體系與改革[J].中國現代教育裝備，2007（3）：22-24.

[3] 汪木蘭，周明虎，李建啟.以項目教學為載體制訂先進制造技術卓越工程師培養方案[J].中國現代教育裝備，2010（12）：15-19.

[4] 何曉微，林礪宗，陳永平. 數控插補教學演示系統的開發[J].機械與電子，2002（3）：57-59.

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機械制造行業對數控車床熟練工人的要求越來越高。技工學校又是主要的相關人才輸出點，足量的實訓課時是學生提升數控車技能的重要保證。但是學生作為初學者經常會出現各種各樣的失誤，撞車是各種失誤中相對較嚴重的，一旦發生撞車可能會對昂貴的機床造成損傷、影響機床的加工精度，嚴重的還可能危害到人身安全。本文總結了一些規避撞車的方法，并在學生實訓過程中取得了良好的效果。

一、參數設置

數控系統的參數完成數控系統與機床各種功能的匹配，使數控機床的性能達到最佳。

對FANUC數控系統參數做一些合理設置，能有效地避免撞車。

1.最小的設定單位

坐標數字后的小數點“.”在編程中經常會被學生疏忽掉。

如：G00 X20 Z-50 F0.3；

此處“X20 Z-50”后均省略了小數點。假如此時系統參數設置為最小設定單位為0.001mm，那么此程序段實際上就等價于：

G00 X0.02 Z-0.05 F0.3；

執行此段程序，刀具將直接扎入工件造成撞車。

可以設置參數NO.3401來規避這種情況，設置為讓系統可以不使用小數點的地址字， NO.3401設置為mm， inch單位。同時參數1001直線軸的最小移動單位也應設置為mm（公制機床）。如此設置后程序的地址字即使省略小數點“.”也不會造成程序錯誤。

2.設置機床行程極限

加工中如何避免刀具或刀架與卡盤發生干涉這種較為嚴重的撞車事故？以FANUC 0i為例，可以通過設置參數NO.1320和NO.1321來設置刀架的禁止區域，讓刀具無法碰觸卡盤。先手動刀架接近卡盤，確定刀架的安全坐標，在參數NO.1321中輸入該坐標值。設置NO.1321要注意需對禁止區域1：No.1320，No.1321進行檢查。若No.1320

二、車削工藝安全性分析與編程

數控編程是數控車床加工中至關重要的環節，加工程序的編寫必須根據工件圖紙、工藝要求來確定。在各種加工內容上考慮加工的可行性的同時還要充分考慮加工的安全性。

1.換刀點的選擇

換刀點必須讓刀具有足夠的換刀空間，不要讓刀具與工件或機床其它部件發生干涉。設置換刀點前要了解刀具的構造及裝夾的伸出量情況。有些長柄刀具還要在機床上進行測量才能確定換刀點，對于加工較長的零件時（比如使用一夾一頂、兩頂尖裝夾或者搭中心架的），還加要注意換刀不讓刀具與工件及輔助部件發生干涉。

2.刀補值

輸入錯誤的刀補值也是產生撞車的主要原因。比較容易出錯的幾種情況：忘記輸入"-"號讓補值變成正值；漏掉小數點，如"10.5"輸成"105"；"X"軸輸成"Z"軸；"T0303"輸成"T0302"。這些因不細心的小錯誤有時會造成大事故。

3.切槽和螺紋加工的進退刀方式

執行安全的進退刀是實現加工完整性的重要保證。切槽刀和螺紋車刀的刀具結構和加工方式都與一般的外圓車刀不一樣。

（1）切槽。切槽刀刀頭部位有二個刀尖，編程時要提前測量刀頭的實際寬度，應選用一個固定刀尖來作為走刀的坐標定位參考點，靠近工件階臺時要提前調整走刀速度，不能再用“G00”指令的速度，避免撞刀。進退刀時"X、Z"兩軸不能做同時移動使用，進刀定位順序是先定Z軸后定X軸，退刀時先退出X軸再退Z軸。

（2）螺紋。螺紋加工用"G92"指令執行之后，系統默認的走刀速度是每轉一個螺距的速度，若"G92"后面直接編寫"G01"或"G02"等指令，則必須重新定義F值，不然在主軸高速旋轉的情況下，系統按螺紋加工的走刀速度執行（F2.0，此時使用“G99”轉進給），此時會出現兩種情況：一是機床不動，伺服系統報警；二是刀具移動速度過快，導致撞車。另外，普通螺紋加工時刀具起點位置要相同，X軸起點及終點坐標要相同，以避免產生“亂牙”。

4.設置坐標原點

用G50設置坐標原點時可以不用調用刀具的長度補償。但是如果用多把刀加工，除了第一把不要刀具的長度補償，其它的還必須使用刀具的長度補償（而且每一個都有減去G50的補償量），使用十分不方便（設備上顯示的機械坐標與實際的不符）。有時會因機械坐標發生變化而導致撞車。建議用G50只作為限制最高轉速來使用。

例：N10 G00 G50 S2000 （不要加X Z）

多刀具加工或夾具偏置用G54-G59來分別設置坐標點比較合適。

5. G70--G73復合循環指令

G70--G73等復合循環指令執行后的退刀是從程序終點快速返回程序起點，為了避免車刀從終點快速返回起點時撞向工件，在設置定位點時應注意終點與起點的連線必須在工件之外（一般X、Z軸定位時均大于毛坯尺寸），不能跟工件的任一位置交叉，否則退刀會出現碰撞，如：毛坯尺寸為Φ50×100，定位點位“G00 X20.0 Z2.0”加工時退刀刀具將撞到工件。G70精加工循環指令的起點位置更應該注意，在對指令走刀路線不熟悉的情況下，建議將G70的起點坐標設在其它粗加工循環指令的起點位置上。

三、程序的安全校檢

程序的校檢可以及時的發現程序上的疏漏，減免因程序錯誤而引起碰撞事故。

1.數控模擬仿真系統

數控仿真系統能很好的強化學生的編程技能，通過數控仿真模擬數控車床加工的整個過程，加深學生對數控車床系統和程序編制的認識水平。仿真上通過程序檢驗、觀察刀具的軌跡、了解整個加工過程，若出現碰撞可以及時更改錯誤程序。等檢查完全無誤再上機床實際操作，如此可以大大地減少程序錯誤及誤操作而引起的撞車，最大限度的保護機床設備。

篇10

1.數控維修實訓設計的指導思想

數控維修實訓教學應該以“必須夠用”為指導原則，采用一體化教學模式，將理論課與實訓課有機融合在一起，著重于提高數控維修實踐操作能力，體現技工院校實踐應用性人才培養特色。

2.數控維修實訓的總體方案設計

數控設備的型號繁多，數控機床結構和數控系統存在多樣性。技工院校學生由于學校起點比較低、基礎知識較為薄弱，學習數控維修技術存在不小的困難。想要有效提高數控維修實訓教學質量，就要結合技工教育特點，著重于培養提高學生自主學習能力，使學生觸類旁通，掌握數控維修基本原理與基本方法。為了達到這個目標，筆者認為數控維修實訓教學總體方案可以設計為“三個層面訓練”與“六個模塊結構”。其中，三個層面訓練指的是基本技能訓練、專業技能訓練和綜合技能訓練，六個模塊結構包括電工操作模塊、電氣故障診斷與維護模塊、鉗工操作模塊、電力拖動控制模塊、臥式床故障診斷與維修模塊和數控維修高級工考核鑒定模塊。

二、數控維修實訓系統平臺設計

筆者所在學院作為在江西省名列前茅的技工院校，數控專業是學院拳頭專業，現擁有兩個專業數控車間，基本能夠滿足學生實訓教學的需要。為了實現上述三個層面訓練以及六大模塊教學活動的教學目標，學院設計開發出數控維修實訓系統平臺，平臺采用模塊化結構設計，每個模塊之間留下端口，以便滿足不同模塊實訓操作的需要。這套數控維修實訓系統平臺具有生產型機床功能，學生通過操作本套數控維修實訓系統平臺，能夠完成數控機床的拆裝、數控機床結構與性能分析、數控機床基本技能與專業技能操作訓練、數控機床故障診斷與維修等功能。

三、提高數控維修實訓教學質量的對策

1.以就業為導向制定實訓教學課程標準

技工院校課程教學應該以就業為導向、社會需求為依據制定人才培養方案。理論教學和實訓教學都應該圍繞培養數控技術專業人員為教學目標，結合國家職業資格標準、行業標準和企業標準的要求制定數控維修實訓教學課程標準和實訓教學內容，以滿足技工院校培養企業生產管理人才的需要。以就業為導向制定的數控維修實訓課程標準應該貫徹實現“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”的課程功能，使以就業為導向的原則貫徹執行于實訓日常教學活動中。

2.建立以培養職業能力為主線的數控維修實訓教學課程體系

技工院校面向社會培養生產管理一線技術人才。因此，實訓課程教學目標與教學內容不僅要貼近生產管理一線，還要緊跟社會發展。在建立以培養職業能力為主線的教學課程體系中，必須根據技工教育規律對實訓課程進行改革，以就業為導向、按工作過程的實際需要進行設計，打破傳統將理論基礎知識、專業知識與專業實訓分隔式教學模式，建立以職業能力為主線的課程體系，將數控維修實訓教學分成六大模塊，即電工操作模塊、電氣故障診斷與維護模塊、鉗工操作模塊、電力拖動控制模塊、臥式銑床故障診斷與維修模塊和數控維修高級工考核鑒定模塊，將專業知識分解到各個模塊實訓教學中，著重于提高學生的職業能力，由簡到繁、由淺入深安排模塊教學活動。