發(fā)布時間：2023-12-29 10:42:26
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的編程和數(shù)控的區(qū)別樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞： 職校生 數(shù)控技能 大賽 應試技巧
數(shù)控技能人才是目前國家稀缺、企業(yè)急需的高技能人才，同時也是既能動腦又能動手的復合型技能人才的突出代表。根據(jù)工作崗位，我們把數(shù)控技能人才分為三個層次：“藍領層”、“灰領層”、“金領層”，如圖1所示。其中“藍領層”數(shù)控技能人才是指在生產(chǎn)崗位上承擔數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人；“灰領層”數(shù)控技能人才是指在生產(chǎn)崗位上承擔數(shù)控編程的工藝人員和數(shù)控機床維護、維修人員；“金領層”數(shù)控技能人才是指具備并精通數(shù)控機床操作、數(shù)控工藝編程和數(shù)控機床維護、維修所需要的綜合知識，并在實際工作中積累了大量實際經(jīng)驗，知識面很廣的人員。
為培養(yǎng)數(shù)控技能人才，秉承“推舉數(shù)控產(chǎn)業(yè)精英，打造應用科技盛典”、“塑造賽事品牌，托舉技能精英”的口號，近幾年來，全國各地舉辦的各類數(shù)控技能賽事不斷，通過比賽發(fā)現(xiàn)和造就了一大批優(yōu)秀技能型人才，許多選手在賽場上得到了鍛煉，更多的數(shù)控機床操作人員也希望通過比賽展示自己的才華，提高數(shù)控機床操作技能。2004、2006、2008年三屆全國數(shù)控技能大賽的成功舉辦，極大地鼓舞了數(shù)控從業(yè)人員的動力。怎樣才能在比賽中獲得理想成績，是教練和選手們廣為關注的問題。本人歷經(jīng)兩屆大賽，在此以參賽選手和指導教師的雙重身份，將全國數(shù)控技能大賽的基本情況和本人積累的經(jīng)驗與大家探討。
一、職校生學習的現(xiàn)狀
雖然職校生在校接觸過一些實踐技能操作，但實踐經(jīng)驗不夠豐富。另外，從全國數(shù)控技能大賽的競賽內(nèi)容來看，職校生要想在競賽中取得好的成績必須有針對性地訓練。目前職校生學習的現(xiàn)狀具有以下特征：
1.缺乏明確的學習目的，學習積極性不高；
2.學習基礎差，缺乏基本的學習方法；
3.知識結構單一，綜合運用能力較差。
二、大賽基本情況介紹
為貫徹全國職業(yè)教育工作會議精神和《國務院關于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》，落實“三年五十萬新技師培養(yǎng)計劃”和“職業(yè)院校制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓工程”，推動職業(yè)院校深化教育改革，加快數(shù)控高技能人才培養(yǎng)，提高勞動者的技能水平，勞動和社會保障部、教育部、科學技術部、國防科工委、中華全國總工會、中國機械工業(yè)聯(lián)合會共同舉辦全國數(shù)控技能大賽活動。
為幫助更多數(shù)控同行了解和關注全國數(shù)控技能大賽，使其深入人心，現(xiàn)將大賽的基本技術文件匯總?cè)缦拢?/p>
1.競賽項目
全國數(shù)控技能大賽分為學生組、教師組和職工組三個組別，每個組別均包含數(shù)控車床操作工、數(shù)控銑床操作工和加工中心操作工三個工種，其依據(jù)為《數(shù)控車工》、《數(shù)控銑工》、《加工中心操作工》國家職業(yè)標準。
2.競賽內(nèi)容與方式
各工種的競賽內(nèi)容包括理論知識、軟件應用和操作技能三個部分。
（1）理論知識
理論知識競賽采取答卷方式進行。競賽內(nèi)容包括數(shù)控原理與數(shù)控機床基礎知識、機械技術基礎、數(shù)控加工工藝、編程技術等。
（2）軟件應用
軟件應用競賽應用CAD/CAM軟件和數(shù)控加工仿真軟件（僅學生組和教師組），在計算機機房采用上機操作方式進行。競賽內(nèi)容包括零件幾何造型、加工參數(shù)設置、刀具路徑與加工軌跡的生成、代碼生成與后置處理和加工仿真等。
（3）操作技能
操作技能競賽以現(xiàn)場實際機床操作的方式，按圖紙要求完成試件加工。
三、賽前準備
1.心理準備
數(shù)控技能比賽是在特定的環(huán)境下，考驗選手理論知識、軟件應用、實際操作能力和水平的一項綜合賽事。參賽選手要以緊張有序、忙而不亂的工作作風應對比賽中各個比賽環(huán)節(jié)。比賽中心態(tài)要平和，從容應對，要把平時從各種途徑學到的新知識、新工藝和掌握的數(shù)控機床操作技能及傳統(tǒng)加工經(jīng)驗，最終形成具有個人特點的、較完善的數(shù)控機床加工規(guī)程，通過比賽充分展示出來。實踐證明，凡是心理準備充分的，考試成績都比較理想，很多選手在比賽中展示了自己的才能，獲得了榮譽，得到了社會的認可。
2.技術準備
技術準備中最關鍵的是：綜合運用數(shù)控技術的基礎知識應對理論知識考試；在實操考試中，熟練操作數(shù)控機床，掌握工件快速定位、找正、裝夾的方法，合理地選擇刀具，優(yōu)選切削參數(shù)，靈活運用數(shù)控系統(tǒng)功能，實現(xiàn)快速高效加工。
四、賽場應試與技巧
1.工藝準備
實操比賽能全面、集中展示選手工藝知識、編程能力、操作技能水平，最終決定選手的排名順序。實操比賽總的要求是：以最合理的工藝方案、最佳的刀具路徑，在最短的時間內(nèi)完成試件加工。工藝準備的核心是：在實操考試中，準備多種工藝方案，優(yōu)選合理的加工路線，把握得分點，這樣才可能得高分。
2.編程準備
數(shù)控加工是按照編制的程序?qū)崿F(xiàn)工件加工，編程水平?jīng)Q定著加工效率和精度。程序形式多種多樣，為了適用不同工件的加工需要，加工程序有以下幾種類型：（1）孔類加工程序，以模塊化結構為主；（2）平面和型槽類加工程序，應以單一程序為主，粗精加工可用宏指令來劃分；（3）型腔加工程序。
3.實操考試的技巧
準確、熟練、快速的操作手法，是對參賽選手的基本要求。實操考試的環(huán)境和平日的生產(chǎn)環(huán)境有很大區(qū)別：設備和場地不熟悉，心理有壓力，參賽選手同時操作，容易緊張，操作手法可能變形，容易產(chǎn)生平時不出現(xiàn)的錯誤，給比賽增加了難度，這是對選手的考驗。實操考試分為三個階段，即加工準備階段、加工階段、加工精度驗證階段。
關鍵詞 FANUC；宏程序；橢圓插補
中圖分類號 O29 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）113-0198-02
0 引言
一般的數(shù)控系統(tǒng)只提供直線和圓弧輪廓兩種基本的插補指令，對于其他典型的輪廓要素，如橢圓、拋物線、雙曲線等，一般用近似逼近的方法來加工。本文針對橢圓曲線的特點，分析橢圓曲線方程，提煉出確定橢圓要素及在零件中的相對位置的相關參數(shù)，利用FANUC數(shù)控車系統(tǒng)提供的宏指令編寫了適合數(shù)控車上應用的橢圓插補指令，應用時僅僅需要調(diào)用其插補指令，設置若干橢圓形狀特征的參數(shù)即可。
1 橢圓插補指令的編程實現(xiàn)
1.1 橢圓輪廓的數(shù)學處理
橢圓有一般方程和參數(shù)方程，編程時為了確定橢圓加工范圍的方便，筆者選擇了一般方程的標準型：
（a、b表示橢圓的長、短半軸）
實際中要將坐標系轉(zhuǎn)換成和數(shù)控車一致的坐標系統(tǒng)，根據(jù)實踐經(jīng)驗數(shù)控車床上的橢圓輪廓方程幾乎都是平行與坐標軸，因此為了將橢圓輪廓加工統(tǒng)一起來需要解決以下3個問題：
1）橢圓輪廓中心與編程坐標系不重合；
2）橢圓加工范圍確定；
3）橢圓的凸凹判斷。
橢圓輪廓中心與編程坐標系中心不重合問題可用數(shù)學中坐標系平移方法來解決，指令中用X、Z兩參數(shù)實現(xiàn)，這樣通過平移可解決任意位置的橢圓問題；橢圓加工范圍可通過C、D兩參數(shù)確定橢圓的加工范圍；對于橢圓的凸凹，由于本文選用的是橢圓的標準方程，它雖避免了參數(shù)方程角度計算的麻煩，但帶來新的問題就是由C、D兩參數(shù)確定橢圓的加工范圍后存在兩個橢圓輪廓的可能（這和圓弧R編程類似），一個為凸，一個為凹，以示區(qū)別可設計參數(shù)T，T=1為凸，T=0為凹。
1.2 橢圓插補的程序?qū)崿F(xiàn)
通過分析可將橢圓要素的特征參數(shù)提煉出來，并用宏變量定義如下：
橢圓宏程序變量的定義：
變量 變量說明
#24=X 橢圓中心在編程坐標系的X坐標值
#26=Z 橢圓中心在編程坐標系的Z坐標值
#1=A 橢圓長半軸
#2=B 橢圓短半軸
#3=C 橢圓加工起點
#7=D 橢圓加工終點
#8=E 步長
#20=T 凸凹橢圓控制
#9=F 進給量
具體的程序及指令說明如下：
O9010
WHILE［［#3 GE #7］AND［#20 EQ 1］］DO 1；
#10=#2*SQRT［#1*#1-#3*#3］/#1；
G01 X［#24+2*#10］Z［#26+#3］F#9；
#3=#3-#8；
END 1；
WHILE［［#3 GE #7］AND［#20 EQ 0］］DO 2；
#10=-#2*SQRT［#1*#1-#3*#3］/#1；
G01 X［#24+2*#10］Z［#26+#3］F#9；
#3=#3-#8；
END 2；
M99；
說明：
X為標準橢圓中心在編程坐標系中的X坐標值（直徑值）；
Z為標準橢圓中心在編程坐標系中的Z坐標值；
A為橢圓的長半軸；
B為橢圓的短半軸；
C為標準橢圓加工起點X坐標值；
D為標準橢圓加工終點X坐標值；
E為每次加工橢圓時Z向變化的步長值（確定加工精度）；
T為凸凹橢圓控制參數(shù)，外輪廓：實體為凸橢圓時為1，實體為凹橢圓時為0；內(nèi)輪廓：實體為凸橢圓時為0，實體為凹橢圓時為1；
F為橢圓加工時的進給速度；
此程序已經(jīng)調(diào)試過，可以使用，實際零件中可能還有其他輪廓要素與橢圓銜接，實踐中可與G71、G72、G73配合使用。
2 橢圓插補的G 代碼
FANUC系統(tǒng)為了利用G 代碼進行的宏程序調(diào)用的方便，通過在參數(shù)（No.6050~6059）中設定一個用來調(diào)用宏指令的G 代碼號（-9999~9999），即可調(diào)用用戶宏程序O9010~O9019，調(diào)用方法與用G65 調(diào)用相同。設定了負的G 代碼時，成為模態(tài)調(diào)用（相當于G66）。通過事先在參數(shù)中設定一個用來調(diào)用宏指令的G 代碼號，即可調(diào)用宏程序調(diào)用方法與簡單調(diào)用（G65）相同。參數(shù)號與程序號的對應關系如圖1所示：
參數(shù)號 程序號
6050
6051
6052
6053
6054
6055
6056
6057
6058
6059 O9010
O9011
O9012
O9013
O9014
O9015
O9016
O9017
O9018
O9019
圖1
圖2
上述擴展指令宏程序編寫完成后，在FANUC系統(tǒng)中找到參數(shù)號6050，將參數(shù)號6050的內(nèi)容改為我們需要調(diào)用的指令號，用戶以后就像調(diào)用G代碼一樣的調(diào)用橢圓加工指令了。
比如，本文可將將參數(shù)號6050的內(nèi)容改180（如圖2），以后就直接就用G180指令來加工橢圓要素了。
3 結論
通過上述的方法可使得橢圓輪廓要素的加工變得和圓弧插補指令一樣的簡單快捷，并且在使用中看不到宏程序的編程，留給用戶的問題就是簡單的設置指令的參數(shù)，這和圓弧指令使用一樣了，且加工的精度由用戶方便的設置，使得復雜的問題變得簡單，本文的方法也可用于構建其它特殊輪廓的插補指令，這對于提升數(shù)控編程效率具有重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻
[1]張超英.數(shù)控編程技術[M].北京:中央廣播電視學出版社，2008.
關鍵詞：數(shù)控加工 理論教學 數(shù)控仿真軟件
中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0161-01
作為《數(shù)控車床編程與操作》、《數(shù)控加工工藝學》二者合二為一的專業(yè)理論課教師，在教學過程中不斷研究與探索，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真軟件運用到數(shù)控教學中來，解決了一系列相關迫切的問題，在使用中學生學中做、做中學，既滿足了教學中的不同需求。下面我結合在教學實踐中的體會淺談一下數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的使用感觸。
1 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學使用中的優(yōu)越性
1.1 利用仿真軟件可以彌補教學設備不足，降低學校成本
由于數(shù)控加工機床設備價格比較昂貴，數(shù)控機床類型繁多，常用的有數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控銑床，加工中心、數(shù)控刨床、數(shù)控磨床等，一臺普通數(shù)控車床或者數(shù)控銑床至少也要7、8萬，還有20萬左右的。一般一臺加工中心30萬左右，更多則達百萬甚至到上千萬不等，學校不僅受投資和辦學場地的限制，無法購置大量數(shù)控機床設備來提供學生實習實訓使用。則數(shù)控仿真系統(tǒng)可以彌補這方面的不足，使大部分的實習實訓操作在數(shù)控仿真軟件中實現(xiàn)，從而解決學校在數(shù)控機床設備上不足和場地不夠的現(xiàn)狀，使數(shù)控技術的教學達到投入少、類型多、見效快、培養(yǎng)的初學者學生動手能力強目的。數(shù)控仿真軟件使學生增加了有效上機時間，學習效果大幅提高，降低學校成本。
1.2 利用仿真軟件的直觀性提高教學效果、方便教師授課
數(shù)控編程與操作因是一門單純的純理論教學，在沒有使用仿真軟件之前和其它課程一樣，直接在黑板上書寫，而在黑板上講按鍵的作用與程序編寫、操作，易使學生感到枯燥無味，也不容易理解和檢驗程序的對錯，只有通過老師作業(yè)的批改，而數(shù)控仿真軟件的引入使用學生可以直觀的看到機床操作面板各個按鍵的表示符號、作用及功能，也可以通過模擬演示功能看到真實圖形大小、尺寸的多少、觀察機床及工件的不同視角以及刀具的形狀以及刀具的走刀軌跡是否合理，是否為最佳合理刀具走刀軌跡。等這些都可由操作者自己進行設計以滿足不同零件的加工需求。學生通過仿真軟件對所編寫程序進行加工與驗證同時，還可提高學生對數(shù)控技術的學習興趣和編程能力，更好的去理解數(shù)控技術這塊內(nèi)容，所以數(shù)控仿真軟件是一種既經(jīng)濟實惠、實用、功能多樣又安全可靠的數(shù)控技術教學輔助工具。從而提高純理論教學效果，提高學生學習編程能力的提高，同時也為下面學習實際操作奠定了基礎。
2 數(shù)控仿真軟件在教學使用中存在的弊端及解決措施
2.1 只注重仿真訓練，易忽視實訓操作
數(shù)控加工仿真軟件只是模擬加工過程并非真實加工過程，所以無法代替學生在真實切削加工的實際感受，數(shù)控機床加工全過程的仿真包括機床的選擇、毛坯的選擇與裝夾、刀具以及夾具的選擇與定義；切削用量、進給量的選擇，數(shù)控程序輸入、編輯、刀具參數(shù)的設置等，由于是虛擬的操作，即使出現(xiàn)是不是人為的操作與編程的失誤，也不會傷害到人身與機床設備的安全。學生則可以大膽的操作，可以在比較短的時間里盡可能多得熟練不同機床，不同系統(tǒng)的操作方法，從而能激發(fā)學生學習興趣和動力。實際加工零件時，由于切削量、進給量的選擇，以及對安全的疏忽都可能會出現(xiàn)打刀現(xiàn)象或著影響零件實際的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題。因此對教師應引起足夠的重視，在仿真教學中即時提醒學生在真正數(shù)控機床加工時，二者的區(qū)別和注意問題。例如利用車刀在數(shù)控仿真系統(tǒng)上加工工件時，只要背吃刀量不大于刀刃長度就可以直接切削，而在實際數(shù)控機床上加工，則會因受到機床、刀具、夾具和材料等各方面性能的影響。不可能選取太大背吃刀量；還有切斷刀在實際加工中只可以用來切槽和切斷加工。而在仿真系統(tǒng)中即使用來車削外圓，也不會有報警顯示來提醒等這些問題就需要我們在教學過程中一直反復強調(diào)避免將來學生在實際操作時，因一直使用仿真，而忽略實際操作。造成不必要的人、機、傷亡事故。
2.2 長期使用仿真，易使學生依賴于計算機
因部分學生自控能力差，長期使用仿真軟件教學，會使學生產(chǎn)生惰性而依賴于計算機，而懶于機床操作。有些學生還會趁機上網(wǎng)和玩游戲，如應對于技校學生，本身基礎差、自控能力差，教師在講課時，可以運用遠程來進行控制學生電腦，讓學生可以更清楚去理解所學內(nèi)容，學生自動練習時，可以關閉學生網(wǎng)絡信號，使學生無法上網(wǎng)以免長期使用電腦來操作仿真軟件，依賴于計算機，應合理安排仿真軟件與實際操作上課的時間和順序。這就要求老師加強責任心、提高管理、適當改進教學方法，減少數(shù)控仿真軟件在教學中的負效應。
3 結語
數(shù)控仿真軟件有機的將數(shù)控編程和實踐操作結合在一起，通過學中做、做中學，使學生把學到的知識靈活的應用到真正的實踐中去，它不僅提高了學生的學習興趣和數(shù)控技術的教學效果，而且減少了學校因數(shù)控設備少的現(xiàn)狀，同時也提高了數(shù)控技術人才的培訓效率。數(shù)控仿真軟件存在這些優(yōu)點的同時也存在一定的缺點，教師應靈活掌握運用，則可以更大的發(fā)揮數(shù)控仿真軟件在教學中的使用。
參考文獻
數(shù)控機床說明書一般都包含三方面內(nèi)容：數(shù)控系統(tǒng)及機床操作說明、數(shù)控系統(tǒng)編程說明和數(shù)控機床參數(shù)說明。從內(nèi)容的復雜程度可以看出區(qū)別于普通機床說明書，要讀懂理解領會數(shù)控機床說明書，需要有數(shù)控技術的知識儲備才行。因此，數(shù)控機床操作者上崗前一般都要經(jīng)過專門的學習培訓，顯然由于學習周期的原因影響制約了數(shù)控機床的廣泛使用，也制約了經(jīng)濟發(fā)展速度。為改善這種不利于制造業(yè)技術進步發(fā)展局面，國家急需開展數(shù)控機床多媒體說明書的開發(fā)工作。
一、制造業(yè)發(fā)展進步的需要
現(xiàn)代機械制造業(yè)已經(jīng)突破了以往的精細程度，一個國家的先進制造能力重要標志之一，就是高精度數(shù)控機床的占有比率。主要體現(xiàn)在兩個方面，一是數(shù)控機床的自主研發(fā)生產(chǎn)能力，二是數(shù)控機床操作者的數(shù)量和技術素質(zhì)程度。
好的數(shù)控機床生產(chǎn)技術裝備，還需要有高素質(zhì)的技術人才熟練掌控才能發(fā)揮作用。現(xiàn)在各種層次院校培養(yǎng)了大批有數(shù)控機床操作基礎的基礎人才，但目前突出矛盾是：剛畢業(yè)的技術人才缺乏制造工藝經(jīng)驗，而有制造工藝經(jīng)驗的從業(yè)者又對數(shù)控技術知識不了解，兩者都需要時間來完善提高技術素質(zhì)，才能真正實現(xiàn)先進制造強國轉(zhuǎn)型。經(jīng)驗需要長時間積累才能豐富，掌握數(shù)控機床的知識和能力可以通過提高學習效率來迅速實現(xiàn)。開發(fā)數(shù)控機床多媒體說明書，就是使有制造工藝經(jīng)驗的從業(yè)者迅速了解數(shù)控技術知識并能熟練操作掌控數(shù)控機床，加快實現(xiàn)先進制造強國轉(zhuǎn)型的進程。
二、校企合作開發(fā)數(shù)控機床多媒體說明書是最佳途徑
數(shù)控機床生產(chǎn)企業(yè)有研發(fā)生產(chǎn)數(shù)控機床優(yōu)勢，但是為了有效銷售數(shù)控機床，對數(shù)控機床操作使用培訓卻投入了大量人力物力，影響制約了先進裝備制造企業(yè)的發(fā)展。各層次的院校開展數(shù)控教學工作經(jīng)過多年積累了豐富的人才培養(yǎng)經(jīng)驗，有制作多媒體教學課件的堅實基礎，但是因資金和數(shù)控系統(tǒng)種類多及數(shù)控技術更新等原因，造成了培養(yǎng)出來數(shù)控技術人才與市場需求不相匹配。國家對職業(yè)教育非常重視，資金投入大幅增加，特別是教學科研經(jīng)費投入增幅明顯，如果我們能夠沖過投入職教科研資金的初衷來看，院校與企業(yè)建立緊密的合作關系，把像共同開發(fā)數(shù)控機床多媒體說明書這樣有創(chuàng)新的具體工作做好，實現(xiàn)教學、科研、企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)優(yōu)勢互補，我國成為先進加工制造業(yè)強國的腳步將會更加堅實。
院校在與企業(yè)的合作過程中可以更加深入地了解企業(yè)，準確調(diào)整培訓專業(yè)、內(nèi)容以適應企業(yè)對技術人才的市場需求。同時，在與企業(yè)的合作過程中可以獲得相應知識產(chǎn)權，即使不求獲得利潤，也為院校自己打了廣告，并且為學員畢業(yè)后就業(yè)提供了廣告支持。教師在與企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)技術人員合作的過程中，可以對教授地數(shù)控專業(yè)了解更加深入，授課時將會更加生動具體地教授課程內(nèi)容，以利于學生提高學習效率。當數(shù)控機床多媒體說明書開發(fā)成功后，可以作為課件在多媒體教室使用，上合班課提高教學效率，更體現(xiàn)了教師人力資源的價值。
企業(yè)在與院校的合作工程中可以獲得可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。企業(yè)有現(xiàn)成的數(shù)控機床說明書電子文稿，但是不像多媒體課件更利于讀者理解記憶接受，企業(yè)售出數(shù)控機床后可以節(jié)省培訓數(shù)控機床操作工的費用，使產(chǎn)品售后服務更加人性化提高了服務效率。與此同時也起到更好的廣告宣傳作用，貼心服務是企業(yè)和產(chǎn)品的最好廣告。成本低廉的多媒體光盤替代厚重紙張說明書，符合節(jié)能環(huán)保國策要求。
關鍵詞：數(shù)控加工 數(shù)控仿真系統(tǒng) 功能 應用
據(jù)尚普咨詢的《2011―2016年中國數(shù)控機床行業(yè)調(diào)研及投資前景預測報告》指出，隨著國家將裝備制造業(yè)作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)培育，“十二五”期間我國將持續(xù)加大該重大專項的投入。另據(jù)全國工業(yè)普查資料顯示，2011年底，我國數(shù)控機床擁有量約378萬臺。制造裝備的大規(guī)模數(shù)控化和數(shù)控加工技術的發(fā)展，使得掌握數(shù)控機床編程知識和數(shù)控機床操作技能的技工成為勞動力市場急需的人才。中等職業(yè)學校數(shù)控加工專業(yè)普遍面臨數(shù)控實訓設備數(shù)量不足這一教學瓶頸，數(shù)控仿真系統(tǒng)這種虛擬設備為我們提供了可行性選擇。如何有效利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的技術人才，值得我們中職教師認真探討和商榷。
1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的功能、特點
1.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)分為三種運行狀態(tài)：練習、授課、考試。其中授課功能使得教師可以以廣播教學的形式將自己的操作過程演示在每一個同學的面前，就好像教師在同一時間手把手教每一位同學，這在一定程度上充分利用教師的資源優(yōu)勢，提高單位時間內(nèi)課堂教學效率。考試功能可實現(xiàn)自動評分、成績查詢、分析。推動了考試方式的改革，更加注重學生實際操作能力培養(yǎng)，實現(xiàn)了無紙化的考核與測評。
1.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感技術、網(wǎng)絡并行處理等技術的最新發(fā)展成果，是一種由計算機實現(xiàn)的高技術模擬系統(tǒng)，可直接觀察、操作、觸摸、檢測，并能與之 “交互”，給人一種身臨其境的感覺。虛擬數(shù)控機床具有與真實數(shù)控機床相同的外形結構，并具有與真實數(shù)控機床完全相同的界面風格和對應功能，機床操作全過程仿真。用虛擬的設備，增強了學生對數(shù)控機床操作熟練程度。
1.3 數(shù)控仿真系統(tǒng)可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)全、可供選擇的數(shù)控機床種類多?？蛇x擇FANUC、PA、SIMEMENS、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大森數(shù)控等多種數(shù)控系統(tǒng)；可實現(xiàn)對數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等數(shù)控機床的操作。
2 數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學中的作用
2.1 應用數(shù)控仿真系統(tǒng)，消除學生的學習心理障礙。數(shù)控編程與加工課程是數(shù)控加工專業(yè)核心課程，理論性較強。學生應具有觀察能力、實驗能力、理解能力、綜合分析和判斷能力及數(shù)、形、圖轉(zhuǎn)化能力。沒有良好的學習心理狀態(tài)，學習過程中就會出現(xiàn)消極、放棄等不良現(xiàn)象。中職學生入學時成績不很理想，基礎薄弱，因而很多學生在經(jīng)歷了這樣或那樣的挫折后，往往認為自己天生就不適合學習，對自己能力進行否認，在沒有“調(diào)查取證”前就對自己的潛能宣判了死刑。進入中職學校的學生在學習心理上普遍存在這方面或那方面的學習障礙，大部分學生認為學習數(shù)控課程難。為了消除學生的這種心理偏差，在數(shù)控課程教學中，我利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，采用“先教后學”的教學方法，達到消除學生的學習心理障礙。如在講授加工指令的應用時，我把本次課需要完成的簡單軸類零件加工教學任務預先寫在黑板上，然后一步一步教授學生如何做，而不探討為什么這樣做。經(jīng)過90分鐘的“苦”戰(zhàn)，學生大部分能在數(shù)控仿真系統(tǒng)中做出樣品。在學生信息反饋中可以看出，達到了消除學生學習的畏懼情緒，初步消除的學習心理障礙，為后續(xù)學習奠定的基礎。
2.2 應用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，激發(fā)學生的學習興趣。我國古代著名的教育家、思想家孔子曾經(jīng)說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。只有“好之”“樂之”才能有高漲的學習熱情和強烈的求知欲望，才能以學為樂，學有所成。數(shù)控課程教學要在導人、呈現(xiàn)、操作、鞏固和應用這五個環(huán)節(jié)活化教材。數(shù)控仿真系統(tǒng)將聲音、圖像和文字融于一體應用于數(shù)控教學中，從各個側(cè)面生動展示了數(shù)控機床特有的加工特點和功能，如自動進刀、退刀、換刀，復合循環(huán)加工等，使教學內(nèi)容更具有藝術表現(xiàn)力和強烈的感染力，促進學生對知識的理解和掌握，能有效突破教學難點，還可以活躍課堂氣氛，吸引學生注意力。通過仿真操作，學生從選擇機床、系統(tǒng)、刀具、編制程序、輸入、檢驗、模擬顯示，獨立完成整個零件加工過程，感受到了自身加工的成就感。學生在這個過程中，更多鍛煉了自身能力，激發(fā)了學習興趣，大大提高了學習積極性，促進了自信心的進一步提高，也培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力。
2.3 應用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)分層教學。中職學生生源差異較大，盡管學生在校階段經(jīng)歷了共同的教育，但學生在接受知識、動手操作能力等方面存著個體差異，這些差異直接影響了學生的學習風格和學習策略，這就為分層教學提出了客觀要求。應用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，較好地實現(xiàn)了對不同學習要求的學生實行專業(yè)技能的普及與提高相結合，教師根據(jù)學生現(xiàn)有知識、能力水平和潛力傾向，科學地把學生劃分為水平層次不同的學習群體并區(qū)別對待，配發(fā)難易不同加工零件圖紙，使得這些群體在教師恰當?shù)慕虒W策略和師生互動中得到最好的發(fā)展和提高。
在這個過程，教師要時刻關注學生的學習成績，學習能力的動態(tài)變化情況，及時作出反應，不能從一而終。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應用，使得教師分身有術，有效實現(xiàn)了分層教學，達到預期的教學效果。數(shù)控仿真系統(tǒng)應用為中職專業(yè)教師轉(zhuǎn)變教學理念，實施真正意義上的因材施教，創(chuàng)設了良好的環(huán)境和條件。
3 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應用評價及策略
數(shù)控仿真系統(tǒng)應用為教學開辟了新途徑，但它只是一種虛擬技術，不能也不可能完全代替技能訓練，一定防止由于時間長久把虛擬等同于現(xiàn)實的錯誤傾向，區(qū)別仿真與實際操作的差異。
3.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只是對數(shù)控機床加工過程的模擬仿真，而并非真實加工，因此它無法完全代替學生在實際數(shù)控機床上加工的真實感受。要科學安排，使仿真加工與實際操作有效地結合，讓數(shù)控仿真加工真正起到輔助于技能訓練的教學目標。
3.2 在仿真加工中，對被吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速、進給量切削參數(shù)選擇，對刀具選擇，對走刀路線安排等沒有智能化評價功能。如果操作有錯誤或程序錯誤，系統(tǒng)只會給出提示，但在生產(chǎn)實際加工中將可能造成無法估計的經(jīng)濟損失甚至危害人身生命安全。在數(shù)控加工仿真教學中，也得讓警鐘長鳴，做好《車工工藝與技能訓練》課程理論教學與實訓，克服仿真加工中的不足。
3.3 無論在數(shù)控機床加工還是仿真加工，要保證加工零件滿足要求，對刀是至關重要的。以FANUC 0I系統(tǒng)數(shù)控車床為例，在數(shù)控車床上和仿真系統(tǒng)可采用試切法對刀（將工件坐標系原點建立在工件的右端面中心上），過程如下：試切工件右端面后沿端面將刀具退出，然后打開機床的刀具偏置表，輸入Z軸試切長度值，試切長度值為“0”，按菜單軟鍵[測量]；移動刀具，進行外徑試車，使刀具沿Z軸的正方向退出，然后用量具測量試車部分的直徑，在刀具偏置表中，將光標移動到X軸位置，輸入試車直徑，按菜單軟鍵[測量]，對刀完成，如圖1。采用多把刀具對刀，只要重復上述操作即可。
在仿真系統(tǒng)中試切法對刀還可這樣操作（將工件坐標系原點設置在工件右端面中心點上）：在工件某一合理位置試車，停止主軸轉(zhuǎn)動，測量試車位置的直徑及距右端面的距離分別為21.865mm12.305mm，如圖2和圖3。在刀具偏置表分別輸入X21.865和Z-12.305，再按菜單軟鍵[測量]，也能達到對刀的目的，而且精度很高，尤其工件長度尺寸得到充分保證，但在實際加工中是不可行的。教師在教學中一定要把理論與實踐相結合，對問題進行剖析，以免學生產(chǎn)生誤解，影響到實際操作與編程加工。
4 結束語
我國數(shù)控機床起源于上世紀80年代，起步較晚。在中職學校教學中可供學生實際操作的數(shù)控機床相對于學生人數(shù)甚少，數(shù)控仿真系統(tǒng)投入使用為數(shù)控技術人才的培養(yǎng)起到了功不可沒的作用。同時我們還應清醒地認識到數(shù)控加工仿真軟件的開發(fā)還有一定的不足，數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學中的應用還處于起步和探究階段。認真總結數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學中的應用，給予科學合理的評價，積極應對其存在的不足，使其發(fā)揮在數(shù)控技能培訓中的特殊作用，促進數(shù)控教學更快、更好的發(fā)展，為我國“十二五”規(guī)劃的實施起到職業(yè)教育應有的作用。
參考文獻
[1] 上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)說明書
[2] 日本FANUC數(shù)控車床使用說明書
【關鍵詞】 機床數(shù)控技術；案例教學；數(shù)控編程；數(shù)控操作；能力；素質(zhì)
隨著現(xiàn)代科學技術及生產(chǎn)組織形式對高等教育要求的不斷提高，人們更多地傾向于采用案例教學法來培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力、社會能力及其他關鍵能力。隨著高等教育的學校院校學生人數(shù)的逐年增加和企業(yè)職工培訓的需要，如何有效利用實驗設備，讓學生能在職業(yè)能力上有顯著的提高，是教師們探索的目標和努力的方向。
在本文中，筆者就在本人擔任的《機床數(shù)控技術》課程中如何使用案例教學來提高授課質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)作了研究和嘗試。
一、課程分析
案例式教學，是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。主要通過案例完成的整個工作過程讓學生學習一定的教學內(nèi)容，并能將教學課題的理論知識和實際技能結合起來，使學生具有獨立制定計劃并實施的機會。學生在一定時間范圍內(nèi)可以自行組織、安排自己的學習行為，培養(yǎng)自主行為能力，最后有明確而具體的成果展示。在這一過程教學中盡量讓學生自己克服困難、處理在項目工作中出現(xiàn)的問題，綜合應用學習知識。
隨著現(xiàn)代加工技術的發(fā)展，《機床數(shù)控技術》已經(jīng)成為機械設計制造及其自動化專業(yè)學生的一門專業(yè)基礎課程，其任務是在培養(yǎng)學生的數(shù)控機床基礎知識的前提下，使學生具備對數(shù)控機床程序編制和加工調(diào)試能力，為提高學生專業(yè)技能，形成良好的綜合能力做好準備。
從課程設置體系看，本門課程學習之前需要學習機械制圖、機械制造技術基礎、公差與配合、金屬切削原理與刀具等課程，與本課程同時開設的有PLC原理與應用、三維實體設計等，后續(xù)相關課程還有先進制造技術、模具設計與制造等，可見本課程在教學中起到承前啟后的作用。
從課程的內(nèi)容來分析，本門課程既有機床數(shù)控系統(tǒng)組成、工作原理、加工工藝分析等理論知識，又有數(shù)控車編程、數(shù)控銑編程、數(shù)控機床操作等內(nèi)容，可以說本門課程即重視理論知識的學習，又強調(diào)實際操作的動手能力。
所以，本門《機床數(shù)控技術》課程比較適合使用案例教學法，學生通過完成案例零件的加工過程分析和制作，在仿真平臺上進行加工，以及最終在數(shù)控機床上加工出真實的零件，既綜合應用了數(shù)控工藝和編程等理論知識，又培養(yǎng)了實踐動手能力。
二、案例的設置
《機床數(shù)控技術》課程大綱要求54學時完成教學任務，教學目標為使學生理解數(shù)控機床的工作原理，具備典型零件的加工工藝分析、數(shù)控加工程序編制的能力，并能夠在數(shù)控機床上將所需要的零件加工出來，即：通過本學期的理論學習和仿真操作，學生能夠在模擬的環(huán)境下完成零件加工的全部過程。課程的編程系統(tǒng)主要是數(shù)控車編程和數(shù)控銑編程，編程案例的選取好壞與否直接影響到了教學水平的好壞，本文主要分析車床的編程案例選取。
1、案例的標準
在設置案例時，應該充分考慮案例（零件）的典型性，即所設置的案例應該包括數(shù)控車床加工中常見大多數(shù)類型的表面，且加工精度、表面粗糙度也應符合實際生產(chǎn)要求。
綜上，在設置案例時，我們選用了中級數(shù)控車床操作工應會題庫中的實作題，并根據(jù)學生目前的知識結構和技能稍加改動，形成了如圖1所示的案例。該案例包含了數(shù)控車床加工中常見的圓柱、端面、圓弧、槽、球面等等，根據(jù)學生領悟能力和實際情況，還可以單獨增加螺紋、內(nèi)孔等難度稍高的型面。
為培養(yǎng)學生的團隊精神，也為提高學生的交流能力，采取以小組形式完成項目，以3人為一組。
2、案例的分解
在總體目標確定的情況下，還根據(jù)學生現(xiàn)有的技能狀況和循序漸進的原則，將總體目標進行分解，為每一次課制定一個子案例。子案例可以是將圖中的某些型面單獨列出進行加工分析和編程講解。也可以是將整個工藝過程中的某個工序（或工步）進行分析和講解。但子案例的設置必須符合總體目標的要求，即將所有的子案例綜合在一起必定是圖1中的圖形。具體教學設計如下：
圖1. 總案例
在課程的開始，就將本學期的任務告訴給同學們，讓大家對總體目標有所認識，也讓好學的學生有自學的方向。在數(shù)控車床的熟悉環(huán)節(jié)，就讓學生利用手動的方式加工圖1的左端面和外圓（此時，學生尚未學習編程指令），完成該案例后，可以達到以下的目的：
（1）了解數(shù)控車床的基本操作；
（2）了解數(shù)控車床與普通車床的區(qū)別，善于思考的同學就會想知道數(shù)控車床怎么實現(xiàn)自動加工，激發(fā)了他們學習下一堂課的興趣；
（3）了解數(shù)控機床坐標系、編程坐標系、加工坐標系，為后續(xù)的操作加工打下了基礎。
在講授常用編程指令時，就以切削圖1的表面為目標，將G01、G02等指令的講授融入到了完成本堂課的目標中，學生為了完成本次設置的案例，學生就會主動學習或討論，在不知不覺中就學會了常用指令的用法，而且，在模擬過程中遇到問題時通過自己努力去解決，還是鍛煉了學生的分析能力，而且在以后的真實生產(chǎn)過程中學生就會牢記這些失誤。最后，通過教師再用很短的時間總結，就使學生掌握常用的指令。
按照這樣的原則，筆者為每一次課都設置好子案例。
3、考核方式
根據(jù)教學安排，理論和仿真加工穿行。每次仿真加工實訓課程是一個人人參與的創(chuàng)新實踐活動。學生在項目實踐過程中，理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思想和方法。
根據(jù)課程的目標，考核方式也應該是理論和實際操作并重。故將最后的考核模式定為由三部分構成：平時成績，理論考試，仿真加工。具體要求為：平時成績考核學生的平時出勤情況，作業(yè)完成情況，上課表現(xiàn)等；理論考試主要考核學生對本門課程基本概念的掌握程度；數(shù)控加工操作仿真考試題目從中級數(shù)控機床操作工應會題目中選取，由學生自行確定加工參數(shù)、走刀路線，編制加工程序，并完成程序輸入，加工坐標系設定，零件加工等全部工作?？己藰藴蕝⒄罩屑墧?shù)控機床操作工考核標準執(zhí)行，由任課老師設定每個考核點的精度要求，評分標準，由仿真系統(tǒng)自動對每名參加考試的學生進行評分。
將以上三項成績平時成績占20%，理論考試占40%，仿真加工占40%折算后，即為學生本學期的最終成績。
三、實施過程應注意的問題
案例教學的目的是否達到，依賴于兩方面：一是教師作用的發(fā)揮；二是學生的總體與個體狀況。而教師作用的發(fā)揮，需要依據(jù)學生的狀況，有針對性地發(fā)揮作用。在校學生在基礎理論知識與素質(zhì)能力上均有所欠缺，這種欠缺使案例教學必須有其特殊性。因此，筆者認為，在進行案例設計及教學的過程中時，需要注意以下的幾個方面：
1、案例的設計要符合高校學生的學習特點
首先緊扣主題，符合教學目標要求，與主要教學內(nèi)容密切相關；其次應該注意難度，因為案例難度超出學生知識水平和理解能力，會打擊他們學習的積極性，導致很多學生會因為學不懂而放棄，故在設計案例時，應選擇敘述簡潔條理清晰、明白易懂的案例，或者對難懂案例改造。
2、在實施過程中充分發(fā)揮學生的能動性，并給予正確的引導
將要解決的問題化整為零，逐步深入，將大問題化小，由復雜問題變簡單。學生會在分析小的問題的過程中，逐漸加深對案例的理解。由依賴教材理論知識解釋問題，到最后依據(jù)自己的理解得出自己的結論。同時，正確度引導還能使老師更好的控制課堂教學的時間，提高授課的效率。
3、每次課后要進行概括總結
總結的目的有兩個：一是肯定那有創(chuàng)造性的見解和符合邏輯的分析，并從理論上講明，從而鼓勵他們參與課堂討論的積極性；二是再次強調(diào)本次課所涉及的知識要點，以便學生的課后復習，使理論知識更加系統(tǒng)。
四、實施的效果
通過案例教學，使理論教學走向更深的層面，使教師的教育理念、學生的學習心境、課堂氛圍發(fā)生了根本的變化，對教材建設、教學方式、學習方式也提出了更高的的要求。
從筆者所擔任班級的課堂狀況來看，學生的學習積極性明顯提高，學生積極思考，踴躍回答問題，缺席、打瞌睡的同學明顯減少。課后，很多同學還自發(fā)的組成興趣小組，自己聯(lián)系機房，將所學的知識進行遷移，用于其他零件的加工。
通過實施案例教學體，較好地彌補了教育理論與教育實踐之間的脫節(jié)，將很多專業(yè)課的知識較好的融合到了一起，更加貼近實際工作。重視受教育者的主觀能動性，體現(xiàn)了以學生為的主體的教育宗旨。發(fā)展了學生綜合運用知識和解決實際問題的能力，以及搜集、處理、利用信息的能力，提高了學生的人際交往能力，以及適應社會的能力。體現(xiàn)了目前我國“以素質(zhì)教育為基礎，以應用型人才培養(yǎng)為核心”的本科校院人才培養(yǎng)模式。較好的實現(xiàn)了“授之以漁”的教學目標。
五、結語
高等院校是培養(yǎng)適應社會需要的各類應用型高級技術人才的重要場所，隨著數(shù)控技術在國民經(jīng)濟的各個行業(yè)中的廣泛應用，我們培養(yǎng)的應用型人才應能夠熟練掌握數(shù)控機床編程與操作的基礎知識，具有解決實際問題的能力。
【參考文獻】
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關鍵詞：CAD/CAM；加工特征；NC編程
中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）26-0083-02
1 特征造型技術
特征造型是近二十多年來發(fā)展起來的一種新的造型方法，它是CAD第三次技術（參數(shù)化技術）革命的里程碑。特征造型技術的發(fā)展可以分為三個階段，第一階段：以點和線表示實體的二維造型方法。第二階段：傳統(tǒng)三維幾何造型方法，即以線框造型、曲面造型、實體造型等幾何元素來表達實體。這種描述方法沒有明顯的結構、功能及工程含義，計算機很難識別和統(tǒng)一管理。第三階段：將特征作為基礎的三維造型方法，這種方法將大量工程信息包含到設計過程中，較好地改善了前兩階段的局限性。特征造型技術目前廣泛地用于計算機輔助設計系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)三維幾何造型相比，特征造型具有以下三方面的特點
{1}以特征造型為基礎的零件模型易于理解和修改。在基于特征造型技術的建模過程中計算機輔助設計系統(tǒng)會自動生成模型樹，可以將建模過程直觀的反映出來。
{2}基于特征造型技術的計算機輔助設計系統(tǒng)是交互式的設計系統(tǒng)，能夠讓設計人員充分發(fā)揮設計的創(chuàng)造性，可以提高設計效率.
{3}特征造型的操作目標不是初期的線條和體素，而是層次較高的功能要素，如定位孔、螺紋孔、鍵槽等，零件的幾何結構通過特征組合來定義。
2 特征識別和提取
在產(chǎn)品數(shù)字化設計與制造中，零件的特征識別是一項非常關鍵的技術。目前已開發(fā)出了各種CAD/CAM軟件，如UG、SolidWorks、Pro/E、Catia等，這些軟件都是以特征造型為基礎，而特征造型為產(chǎn)品的數(shù)字化設計與制造過程中的特征識別創(chuàng)造了良好的條件。特征識別可以分為交互特征定義和自動特征識別兩類。
2.1 交互特征定義
交互特征定義是在計算機顯示器屏幕上對顯示的零件三維實體模型操作，在操作界面的引導下，設計人員在模型上選取構成特征的一些幾何實體（如幾個平面），CAD/CAM軟件系統(tǒng)就可將這些幾何實體組織起來，定義為某個特征，例如選取三個相鄰的正交平面，CAD/CAM軟件系統(tǒng)就可以將其定義為槽。初步定義的特征還缺少表面粗糙度、公差等技術要求這些非幾何信息，必須補充上去，這樣才能完成特征建模。交互特征定義由設計人員直接對實體模型進行操作，比較直觀，具有較大的靈活性，但操作繁瑣，效率低。所以通常是在應用自動特征識別方法不能完全識別特征的情況下作為一種補充處理手段來使用。
2.2 特征自動識別
特征自動識別是通過計算機智能技術來取代交互特征定義中設計人員的干預。零件實體模型中的所有特征信息都具有特定的工程意義和加工工藝，特征自動識別技術可以將所有的特征信息自動提取出來。特征自動識別原理是通過特征識別器實現(xiàn)。特征識別器是在軟件程序中設計特定的算法，該算法實際上先將零件幾何模型中的所有數(shù)據(jù)遍歷，然后將幾何模型與一組預先定義的特征進行比較，預先定義的這組特征包含了特征造型中涉及到的所有特征，通過比較，最后就可以找到與預先定義的特征組中相匹配的模型特征，實現(xiàn)特征自動識別。
基于特征造型的CAD/CAM軟件對于主要特征一般分為基準特征、實體特征、曲面特征、修飾特征和集合特征?；鶞侍卣靼ɑ鶞实奈恢门c坐標等信息；實體特征用于實現(xiàn)實體造型；曲面特征用于實現(xiàn)曲面造型；修飾特征不能獨立存在，它只能附加在實體特征上；集合特征包括組和陣列特征。CAM所需要的是零件的加工特征，包括以下幾個方面的內(nèi)容：零件管理信息、形狀特征信息和精度特征信息。零件管理信息由特征代碼、特征名以及材料信息構成；形狀特征信息描述了零件的幾何形狀；精度特征信息用于描述特征的幾何尺寸與形狀的允許變化范圍。加工特征分為五大類，包括平面、曲面、孔、槽和輔助特征，其中每一大類又可以細分為若干小類。加工特征的描述要用到四類要素：特征代碼、特征名、特征幾何形狀和特征工藝信息。其征幾何形狀表示孔的深度、半徑等；特征工藝信息表示零件表面粗糙度、加工精度、材料等。
3 基于特征模型的零件柔性編碼
基于特征模型的零件柔性編碼系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)模型原理為基礎，與剛性編碼系統(tǒng)相比，其框架結構是不固定的，零件的有效特征信息可以根據(jù)不同的零件而采用多層來詳盡地描述。其描述方法為層層深入法，采用這種描述方法可以滿足不同生產(chǎn)條件、不同場合的要求。常用零件柔性編碼系統(tǒng)的結構有三種，即樹式結構、鏈式結構和混合結構?；谔卣髂Ｐ偷牧慵嵝跃幋a系統(tǒng)是在零件實體模型的基礎上，對模型特征進行識別并提取，然后采用柔性編碼技術對提取出來的零件特征進行編碼，在三種柔性編碼系統(tǒng)結構中這屬于混合結構編碼。
混合結構編碼具有以下特點：
①既有柔性碼位，也有固定碼位。柔性碼位主要為零件的特征信息碼位；固定碼位用來表示零件的功能信息和總體信息，包括零件類型、尺寸、材料、熱處理方法等信息；
第一層：總體特征碼?？傮w特征碼具有固定的代碼長度，主要用于描述和反映零件的功能和形狀特征，能夠在總體上對零件進行分類，通過總體特征碼可以確定零件族別。
第二層：加工面特征碼。加工面特征碼主要詳細描述除主特征之外的零件工藝特征，這些工藝特征用于描述零件的加工面特征以及主要工藝信息。加工面的形狀用加工面特征碼的第一個碼位表示，如平面、螺旋面、球面、齒面、孔、螺紋、槽、導軌等。在代碼中零件的每一個特征信息用兩個字符表示，零件的所有特征信息表現(xiàn)為一字符串，與傳統(tǒng)編碼系統(tǒng)相比，可以避免各種信息排列方式的限制，同時也克服了高項掩蓋低項的缺點，使代碼的含義清楚，并且可以將不具備這方面特征略去。對于添加的特征，可以用（）加以區(qū)別。零件的典型工藝可以根據(jù)加工面特征碼加以確定。
第三層：非加工表面特征碼。這層代碼用于補充描述零件加工面特征，或者補充描述加工面特征之間的位置信息，如平行度、垂直度、傾斜度、同心度。這層代碼的碼位數(shù)不固定，零件加工表面特征之間的相互關系數(shù)量決定碼位字符數(shù)。這層可以根據(jù)需要取舍。
4 NC代碼自動生成
數(shù)控自動編程是根據(jù)零件當前加工部位的基本特征，按照一定的加工工藝，生成相應的加工指令代碼及轉(zhuǎn)速、進給速度、刀具指令代碼，依據(jù)對加工部位的幾何形狀的描述，生成節(jié)點坐標指令。零件的加工方式和零件柔性編碼中的特征信息決定了基本加工特征。根據(jù)零件柔性編碼描述的零件基本幾何信息，數(shù)控程序自動生成模塊能夠進行相關的數(shù)據(jù)處理，其處理方法是將外圓、端面或內(nèi)孔相關參數(shù)的數(shù)據(jù)傳遞給刀具程序模塊，例如模型基點與端面之間的相對位置關系，模型基點與厚度之間的相對位置關系，端面外圓的直徑等。
完整的數(shù)控加工程序包含三大部分：數(shù)控加工準備程序段、加工程序段和結束程序段。其中數(shù)控加工準備程序段和結束程序段在數(shù)控加工程序中是必不可少的。準備程序段主要包括設置工件坐標系、設置換刀點、設定轉(zhuǎn)速單位、設置最大轉(zhuǎn)速、開啟冷卻液、啟動主軸和設置旋轉(zhuǎn)方向；加工程序段是根據(jù)零件的加工工藝，編寫刀具軌跡，設定切削用量；數(shù)控加工程序結束段主要包括、關閉冷卻液、刀具快速回退到程序起點、取消刀具補償、主軸停轉(zhuǎn)和程序結束。完整數(shù)控加工程序的準備程序段和結束程序段的格式基本相同，不同之處在于不同加工零件的相應工藝參數(shù)，因此在實際編程中，可以將相同結構的程序段寫在一起。在應用程序時，通過內(nèi)部調(diào)用并結合參數(shù)輸入，就能自動生成所需要的代碼段。
參考文獻：
[1] 張英杰.面向自動數(shù)控編程的零件加工特征建模技術[J].西安交通大學學報,2008,(3).
關鍵詞:數(shù)控加工工藝;教學改革;實踐研究
前言
《數(shù)控加工工藝》是一門專業(yè)的核心課程，具有很強的實踐性。之前《數(shù)控加工工藝》課程的開展采取的是以老師講授為主的傳統(tǒng)學科的體系教學模式，按照理論聯(lián)系實踐的教學思想，先對知識點進行論述，再對案例進行綜合的分析。傳統(tǒng)學科體系教學模式不能調(diào)動學生自主學習的積極性，學生在課堂學習當中缺少探討和交流，教學當中沒有做到將“學與用”緊密的結合起來，導致學生被動的接受知識，給職業(yè)教育在技能人才的培養(yǎng)上造成了嚴重的阻礙。
1《數(shù)控加工工藝》教學現(xiàn)狀分析
①在學校整體教學當中理論教學仍舊占據(jù)著主導地位，學生要想對專業(yè)知識進行內(nèi)化仍舊得靠豐富的想象力，學生在實踐操作當中的直觀性和熟練性的水平也不是很高，也不具備高效解決問題的能力。②“灌輸式”教學方法在《數(shù)控加工工藝》教學當中一直占據(jù)著主導地位，即使運用PPT課件的教學形式來提升課堂的學習氛圍，其課堂效果也并不是很理想，學生的理解能力和對知識的應用水平也沒有達到既定的課堂教學目的。③教師在課堂教學內(nèi)容安排上缺少系統(tǒng)性和科學性，缺少一套標準的理論與實踐的教學流程，是學校教學效率和教學考核無法進行的主要原因。所以科學合理的對現(xiàn)行教學現(xiàn)狀進行改革是確?！稊?shù)控加工工藝》實現(xiàn)教學高效化的前提。
2《數(shù)控加工工藝》課程教學改革要點
2．1教學內(nèi)容的改革
學校在對教學內(nèi)容進行改革時，應結合今后學生要面臨的數(shù)控加工的工作要求和面對數(shù)控加工工作應具備知識水平、能力以及素質(zhì)對學生進行教學內(nèi)容安排，加強校企之間的交流合作，增加學校專職教師實地調(diào)研工作的安排和舉辦專家座談交流會，對數(shù)控技術專業(yè)的教學要按照“理論夠用，注重能力”的原則，從實際教學出發(fā)，提升理論知識適用性。嚴格按照教學，做一體化的教育理念對每個項目進行教學，把實際零件作為教學的載體，按照一個具體零件，將所需的專業(yè)知識(如加工工藝，所用到的刀具，夾具等方面的知識)和數(shù)控機床操作的技能融合在一起，讓學生在做中學，在學中做，進而實現(xiàn)一體化教學模式的優(yōu)越性。
2．2教學方法與手段的改革
本課程在教學方法上之所以不能夠統(tǒng)一主要是由于課程所涵蓋的專業(yè)領域比較寬泛，所以，本課程在教學當中結合了課程教學內(nèi)容和學生的特點采取了多種教學方法。課程的教學方式在宏觀上采用的是“六步法”教學，即定向自學－小組討論－交流反饋－精心點撥－穿插鞏固－展示提高。課程教學在微觀方面所采用的方法主要有示范教學法，案例教學法，問題教學法和任務驅(qū)動法等教學方法。教師按照啟發(fā)式和引導式進行教學，學生的主觀能動性就能夠得到很好的發(fā)揮，學生課堂當中的參與熱情就會得到進一步的提高。
2．3考核方式的改革
科學合理的考核評價體系是激發(fā)學生潛力的前提，對于學生素質(zhì)和綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)非常重要?？茖W合理的考核評價體系不僅可以讓學生養(yǎng)成獨立思考的習慣，還可以提升學生在學習方面的創(chuàng)新能力和實踐能力，為全面推行素質(zhì)教育打下堅實的基礎。在對考核方式進行改革時，應充分考慮考核的全程性，將學習過程視為考試過程，把考試當作是一種學習的形式，通過日常考試累計法，將學與考緊密的結合在一起，進而實現(xiàn)對人才的培養(yǎng)優(yōu)化和形成與傳統(tǒng)定局考試的區(qū)別。項目報告:工藝分析和制定能力是項目報告考察學生的重點，項目報告根據(jù)學生完成報告的進度對學生進行評價然后給出評定成績。從而實現(xiàn)對學生的專業(yè)能力和工作能力的培養(yǎng)。班組檔案:在實際教學當中采取分組的方式進行教學，并建立與各小組相關的工作檔案，例如:項目在實施過程當中的情況記錄單和記錄學生個人信息的學生互評表，將學生的工作情況，學習態(tài)度，紀律等方面的表現(xiàn)進行記錄。以此來培養(yǎng)學生相互協(xié)作的能力和積極的工作態(tài)度。最終考試:將學生對知識的掌握情況，對知識綜合運用的能力和總結問題的能力通過期末考試的形式對學生進行成績的綜合評定。
2．4教學組織形式的改革
2．4．1學生組織將學生分成若干小組，每組四人。在方案形成之前，讓學生在小組當中進行討論，培養(yǎng)學生獨立完成任務的能力。另外為更好提升組織教學，在對學生進行“教、學、做”一體化教學模式時，可以將課程的學時按照1/2天次為單位。2．4．2老師組織在組織教師方面，按照主講教師和助理教師相互配合的形式進行教學，即突出主講教師的主體作用有展現(xiàn)助理教師的輔助作用，通過主輔結合確保課程全面有效的實施。2．4．3教學組織主講教師安排完任務后會對成績評定方法進行解釋，然后按照任務要求對知識內(nèi)容進行講解，實施任務當中如果有問題產(chǎn)生，主講教師則會有針對性的對發(fā)現(xiàn)的問題進行講解，讓學生以討論的形式來解決問題，幫助學生完成項目，之后教師會對學生完成項目的情況進行檢查，評價并將檢查評價的結果公布給各個小組單位。
3結語:
綜上所述，數(shù)控技術是科技發(fā)展下誕生的重要產(chǎn)物，符合時代背景要求。因此，加強對《數(shù)控加工工藝》課程的實踐對于數(shù)控技術的發(fā)展意義重大。按照《數(shù)控加工工藝》教學課程的要求進行教學改革是當前教學工作的首要任務，也是實現(xiàn)數(shù)控技術向前進一步發(fā)展的前提。
參考文獻
［1］鄭才國，宋黎．數(shù)控加工工藝與編程教學改革與實踐［J］．科技創(chuàng)業(yè)月刊，2014，(11)．
