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数控车床编程教学范文1
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.234
0 引言
数控车床编程与操作这门课程对于数控专业学生职业能力的培养和职业素养的形成起着关键作用，它是前期专业技术基础课知识能力的综合应用，也为后续课程顶岗实习打下扎实的基础。
从近几年职业学校招生情况分析来看，学生的整体素质在逐年下降。学生缺乏积极向上的精神，主动性、自觉性较差。面对教学现实状况，用传统的教学方法向学生灌输各种专业理论知识，往往得不到好的教学效果。同时，通过对企业调研，对劳动者知识水平、职业素养、实践能力的要求越来越高，而中职学校的数控教学往往沿袭传统教学模式，理论教学与实习教学分开进行教学，各自为政、互不干涉。加之教学方法死板 、教学手段陈旧，已不能满足企业用工需求。
通过实施任务驱动教学，以任务技能训练为主线，强化专业理论的指导作用，突出学生实际操作能力的培训，强化学生的社会能力、方法能力和专业能力的提高。经过一学期的理实一体化教学，从实践效果来看，激发了学生的学习兴趣、充分调动了学生的学习积极性，培养学生的核心能力，特别是独立工作能力、创新能力，从而提高他们解决实际问题的综合能力。
下面以教材中项目三“螺杆轴零件加工”的教学为例，尝试构建任务驱动教学模式。
1 传统教学模式
螺杆轴零件加工，传统教学中要求学生掌握：读图、数控加工工艺分析、零件编程等相关理论知识，通过实训课加工零件。这就需要学生学习机械制图、数控编程技术、数控加工工艺、普通车工技术等课程理论。而这些理论课程分别开设在不同学期，数控车工实训又安排在第三～第四学期，中间间隔时间过长，理论课与实训课由不同教师承担，相互间交流较少，实训老师必须对新旧知识重新讲解分析、梳理。从课堂的评价来看，仍以笔试成绩或操作考核成绩为主要形式，很难正确判断学生的职业能力、专业能力、创新能力。
2 任务驱动教学模式
2.1 教学设计思路
通过每个专业模块下任务驱动教学模式，将基础课程、数控理论与实训课相互融合，把教学内容巧妙地设计隐含在单个的任务中，实行理实一体化教学。让学生以分组完成任务的方式领会学习的核心内容，在学生完成任务的同时培养学生的创新意识和创新能力以及自主学习的习惯。
2.2 创设情景
根据班级实训人数进行小组学习分组。分组的情况，会直接影响学生的学习效果。一般分组根据为：学习成绩、性格特点、学习能力、性别等，采用互补搭配。分组数目结合车间设备的情况，每组确定一名组长，全面负责小组的学习任务，小组采用协作学习的方式，在组长的支持下进行分工，各司其职。本例，将学生分成9个工作小组，每组3位学生，并对小组成员进行分工，确定质量管理记录员、操作员、展示员，这样有利于培养学生间团队协作精神，又有助于顺利完成任务。
2.3 确定任务
本任务要完成的零件加工要求见图1。
（1）能够根据数控加工工艺文件选择、安装和调整数控车床常用刀具，能够刃磨常用车削刀具；
（2）熟练操作数控车床、并能加工出中等复杂程度的零件，达到数控车中级工水平；
（3）培养学生安全与质量意识，加强职业素养、创新意识，增强团队合作精神。
（4）分析螺杆轴零件图，试编写其数控车加工程序并进行加工。
2.4 自主学习，制定实施计划
（1）根据任务要求学习本任务中所涉及的理论知识。
（2）制定任务实施计划。
通过学生小组讨论、教师指导的方式，分析螺杆轴加工过程的操作步骤，并根据任务的内容和教学时间，每个学习小组从以下几个环节：分析零件图样、填写数控加工工艺卡片、零件加工、零件检测、评价展示、填写实验报告制定合理的任务计划。
2.5 任务实施。
各个学习小组团队按制定好的计划，确定具体的实施步骤，并按计划严格实施。在任务实施过程中，教师加强巡回辅导，解决学生活动中的疑问。
（1）零件图样分析。从主要工作面尺寸精度、表面粗糙度进行分析。
（2）零件加工工艺分析。包括：确定装夹方案、确定加工顺序及走刀路线、刀具选择、切削用量的选择。
（3）填写相关工艺卡片。将前面分析的各项内容填入到数控加工工艺卡片中；
（4）编制加工程序。根据螺纹轴图样的要求，编制数控加工程序单；
（5）零件加工。请在教师指导下在数控车床上进行加工。
2.6 检测与评价
对任务的检测与评价是教学中活动中的一个重要环节，本例借鉴德国双元制评价方式，采用多元性整体结果的评价。由传统的教师主体评价向教师、学生、企业和社会等多元主体的共同评价转变。特点是让学生在参与评价的过程中充分发挥评价主体的作用，大大激发学生的主体意识，激励学生学习热情，提高学生学习的内驱力和自觉性，促进学生学习能力的养成。在教学中实施的评价主体有学生自评、互评、教师评价、学生间相互评价等主体评价的形式。充分考核学生在学习过程中表现出来的收集处理信息的能力、获取新知识的能力、知识积累能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。本任务检查方法采用学生自评、互评、教师评相结合进行，详见表整体评价表1。
2.7 教师总结评价
同时教师要对学生完成案例的过程和结果进行归纳、总结和评价，对知识点进行总结和查漏补缺，对部分难点要进行示范，注重学习方法和学习过程的评价，实行鼓励性评价，同时注意鼓励学生的创新思维，激励学生的成就感。结合评价给出学生案例完成成绩，作为该任务总评成绩的一部分。
表1 整体评价表
3 任务驱动教学法运用效果分析
3.1 教师层面的能力提升
任务驱动教学法的理念指导下，越来越多的教师尝试在这一新理念下进行改革与实践，传统的以知识传授为目标的教学模式、教学方法、评价方式都发生着变化，能讲能做的“双师”型教师脱颖而出。教师对所教知识的教学目标和知识结构的认知能力加深。
3.2 学生层面的能力提升
教学任务的创设，根据学生特点设置。教师通过一个个任务保持将数控教学理论知识形象化，不断地创设问题情境，激发学生潜在的求知欲，使之自觉地去思考，从学生的能力培养上为重点突破。将技能实践融入课堂教学，变被动学习为主动参与。增强学生解决综合问题的能力，强调学生方法能力和社会能力的发展，符合中职教育的规律。
通过实践研究表明，教师能合理有序安排学生实习任务、培养节约意识，使学生在掌握一定理论知识以后可以得到快速的验证，提高了课堂学习有效性，学生技能鉴定一次通过率达到95%以上。促使学生的理解能力得到较大的提高，并且在实习过程中也可以避免资源的重复浪费，有效的提高了数控设备的利用率。培养了学生爱护设备和良好的职业道德。
综上所述，任务驱动教学法在本课程实施以来，教师的专业素质、业务能力和学生的学习效果得到了明显提高。但是，任务驱动教学法对教师的教学能力、专业知识、技能水平、教学场所等要求较高。同时，对于实践性不强的课程采用任务驱动教学法的实施效果较差，这种课程的教学实践需要我们进一步研究。
参考文献：
[1]刘红.任务驱动教学法[J].才智，2010（32）.
[2]牛利平.任务驱动教学法初探[J].安徽教育学院学报，2003（06）.
[3]周杏芳.职业技术教育中“模块式”教学法的探索与实践[J].襄樊职业技术学院学报，2003（02）.
数控车床编程教学范文2
【关键词】数控车床 编程 实训教学 撞刀现象
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2017）01B-0093-02
数控车床实训教学是数控模具专业教学的重要组成部分，数控车床是依靠程序来加工零件的，若程序编写错误或输入错误，比如未输入刀具号，未设换刀点，漏输小数点，长度尺寸漏输“负号”，镗内孔、切槽，X 和 Z 轴联动退刀，等等，都会导致撞刀现象发生。撞刀现象是学生刚接触数控车床初期实训过程中普遍发生的，很多刚接触数控车床的学生对车床编程、操作等都不清楚、不熟悉，稍有不慎就容易使机床刀架与工件、卡盘或尾座发生碰撞。在此，笔者根据多年从事数控车床教学的经历，粗浅谈一下如何从编程入手有效预防和减少数控车床实训教学中发生撞刀现象。
一、设置程序初始化是预防和减少撞刀现象发生的前提
中职教育学校在数控车床实训教学中由于受场地限制以及车床设备成本普遍较高等原因，学校大多是采用多人一机、轮流操作的方式进行实训教学，这样既能节约教学成本，又有利于培养学生的团队协作精神。但多人一机假如不重视数控车床程序初始化就容易发生撞刀现象，因为每个老师对编程教学方式和习惯不同，也会使学生效仿的实训编程方式不同，因而学生在实训中对机床程序进行初始化的设置也不同。这种情况在每年各类数控车床技能大赛中表现得尤其突出，比赛选手假如忽视了程序初始化设置，比如上位选手平时喜欢半径编程，那么不用半径编程模式的后面选手如果不重新进行初始设置必然受到影响。又比如实训教学时，上一位操作机床的同学采用增量坐标进行编程，实训结束后，下一位同学接着使用这台车床进行实训，但他不是用同样的编程方式，而是用绝对坐标 G90 方式进行编程，如果他忽略了程序初始化，那么此时这台车床的初始状态就是增量坐标 G91 编程的默认方式。当使用这台车床进行加工时，机床就会发生错误动作，甚至撞刀。因此，在实训中，老师要教育学生养成良好的操作习惯，在编制程序第一段时要进行程序初始化，这样做可以有效避免在车床加工时发生撞刀现象。我们就拿华中系统数控车床来说，编程时在程序第一段写上 G94 G21 G40 G90 等，就对机床编程加工时的分钟进给、公制编程方式、刀尖半径补偿取消、绝对坐标编程等进行了限制，这样学生用机床进行编程加工时，就不受前一位学生加工时所设置的初始化的影响，可以随意按照自己的编程习惯进行操作，不用担心撞刀现象发生。
二、进刀和退刀路线的选择是预防和减少撞刀现象发生的关键
（一）如何合理选择进刀路线
在数控车床编程时要分析零件图样，这是工艺准备中的首要工作，分析零件图样后根据所要加工的毛坯尺寸和安装刀具时其所伸出的实际长度等进行编程，合理选择进刀路线。在编程时，为了提高加工效率，尽量缩短空行程，更不能在换刀点进行切削加工。一般来说，在空行程中，用 G00 指令快速从换刀点把刀具移动到靠近工件处，此时，刀具与加工工件的距离通常取离工件外圆及端面 2-5 mm 的安全距离，即循环起点或进刀点，然后才能进行切削加工。这一节距离很重要，太小易崩刀，太大空刀过多。实训教学中经常会碰到以下现象，学生在加工时，工件毛坯较长，加工完毕，准备切断的时候，不注意而发生撞刀现象。比如工件总长 56 mm，学生在外圆精加工时，一般也只会加工到长 60 mm 的位置，然后用 GOO 快速定位切断刀（刀宽 4 mm），当定位到 Z-60 时，学生记住了刀宽，却往往忘记了工件左边毛坯的实际直径尺寸，因少了这个尺寸，所以这时 GOO 定位的 X 坐标小于毛坯尺寸，使得刀很容易撞到工件左侧毛坯，如图 1 所示。
在深槽切削加工时，学生编程也往往采用两轴联动进刀，不考虑刀具运行轨迹，比如 G00 X Z 移刀至切槽定位点，很容易出现撞刀现象。正确做法是，应用单一坐标进刀方式，把 G00 X Z 分成两行，先执行 G00 Z，再执行 G00 X，再在 X 方向切削加工外圆槽，如图 2 所示，按虚线方向进刀。对于槽类零件加工来说，G00 进刀编程时应使刀具先走完 Z 轴方向尺寸，再走 X 方向尺寸，这样就能避免刀具撞向工件。在工件较长，需要一夹一顶的时候，进刀时如不小心也很容易导致刀具撞上顶尖，正确的进刀路线如图 3 所示，按虚线走刀，刀具先向 Z 方向移动，然后再向 X 方向移动，这样刀就撞不上顶尖。
编程加工时要根据图纸、工件的实际情况来确定进刀路线，编写程序写时要对应图纸来确定刀具行程，要做到心里有数。
（二）如何合理选择退刀路线
编程不够熟练的学生，初学时很容易忽略确定退刀路线，或者说不理解指令里面的退刀参数的含义，因此，加工时往往使刀具在退回的时候与工件、尾座等发生碰撞，这种碰撞现象也是数控车床实训教学中时常发生的现象。外圆退刀时，要按照先退 X 方向，再退 Z 方向；内孔退刀时，一般是先退 Z 方向再退 X 方向。实训教学中，在进行工件切断时常会碰到以下现象，学生先前装刀时，刀具比工件中心高低了，因此在切断指令指使切断时，刀具却无法切断工件，此时假如选择 G00 X100 Z100 两轴联动退刀又会发生撞刀现象。还有，如用 G01 指令切槽加工时，退刀时不能用 XZ 两轴联动退刀方式，应用单一坐标方向退刀，先在一个方向退刀完毕后，再在另一方向退刀。还有一种情况，槽加工完毕后，如采用 G00 X100 Z100 随意两轴同时运动，就会导致切槽刀具与工件相撞。为了避免切槽刀具在退刀时候撞刀，就要使刀具按图 4 中虚线所示的退刀路线进行退刀，把 G00 X Z 分成两段来执行，先退完 G00 X 再退 G00 Z。内孔加工时也经常出现撞刀现象，如图 5 所示，工件内孔编程加工时，要考虑底孔直径与刀杆进去后的间隙。尤其是小孔加工时，用循环指令如 G71 或 G75 加工时一定要注意程序里的参数“R”退刀距离，也要注意单位是微米还是毫米，数值不能过大，否则刀背会撞到工件孔壁。单一指令或手动加工内孔或内孔槽时，退刀先走 Z 方向，把刀具从孔里退出来，再走 X 方向使刀具移动至目标点。当需要顶尖辅助加工时，退刀路线为图 6 所示虚线，先走 X 方向，退出的距离要大于顶尖尾座尺寸，然后再走 Z 方向，这样就可以避免程序撞刀现象的发生。
三、合理使用刀补指令是预防和减少撞刀现象发生的有效手段
刀补功能在数控车床加工中有非常重要的作用。使用刀具补偿功能后，如刀具磨损也不必改变加工程序的尺寸，它能将编程的计算量简化，大幅提升加工效率。但假如在编程中刀补指令使用不当，就会出现多切、少切或撞刀现象。初学数控车床加工的学生在使用刀具补偿功能时，由于对刀具补偿功能不理解，使用刀具补偿功能的方法和步骤不正确，容易出现刀具位置补偿错误。表现为当某号刀执行刀补后，导致实际与理论不符，从而出现撞刀事故发生。如学生在试切对刀时，用 1 号刀去车工件外圆和端面，却把 X 测量的数据和 ZO 输入进 2 号刀存储器里面去，在程序加工时刀具却又写上 T0101，这样肯定会导致与理论不符的错误。要想在数控车床加工上编出完整合格的程序，车出尺寸标准的零件，就必须要很好地掌握和利用刀具补偿功能。
总之，程序的编写、输入与校验在数控车床实训教学中是一个重要的环节。在编程中要养成细心、认真、负责、校验的习惯，一个好的编程习惯可以极大地避免一些不必要的碰撞现象。文中所讲的这些问题也仅仅是其中的一部分，我们还要在编程加工中积极探索，注意做好每个环节，注意把握细节，最大限度地降低因编程错误而造成的撞刀现象，避免撞刀事故发生。
【参考文献】
[1]王洪燕.数控车床床实训事故预防和解决方法的探讨[J].科技创新导报，2012（2）
[2]张浩峰.数控车床床实训过程中易出现撞刀原因分析[J].淮北职业职业技术学院学报，2016（5）
【基金项目】2015年度广西中职教改项目“提升机电专业群服务区域经济适应河池产业发展的能力与研究”（GXZZJG2015A035）
数控车床编程教学范文3
[关键词]数控车床 实践教学 分析
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0244-01
科学技术的发展带动了数控技术的发展，从而促进了机械产业的发展。数控技术在机械产业中发挥着重要作用，对机械产业的发展有着重要意义。与此同时，机械产业对数控人员的需求量越来越大，对数控人员技术水平的要求也愈加严格，所以，在培养数控人员过程中，实施数控车床实践教学很有必要。
一、明确培养目标
对于中等职业教育来说，所培养的数控技术人员主要是“蓝领”人才，“蓝领”在生产工作中所承担的任务是对数控机床进行操作，以及对数控机床的维修工作。目前，“蓝领”工作技术人员占我国数控技术岗位的70%，是机械产业中需求量最大。对于数控人才的培养，应在传统机械制造技术的基础上使其掌握数控机床的原理及操作步骤，并学会数控加工编程技术，同时还要对几种工作中经常用到的“CAD/CAM”软件熟练把握。
二、加强实训基地建设
各种职业学校的实力水平都有所差距，部分职业学校没有建立适当的实训基地，这就导致学生只能对理论知识有所掌握，但缺乏实战训练，没有足够的实践经验，不利于学生数控技术的培养。所以要根据各种职业学校的实力水平，建立相应的数控技术实际训练基地，以满足学生实践训练的需求。在进行实际训练基地的建设时，应首先满足学生对教学及数控实际训练的需求，运用有限的资金对实际训练设备进行合理配置，同时，实训基地的建设尽量以小型数控设备为主，对高档机床应适当选用。实训基地的建设，有利于学生对数控技术的掌握，为学生以后成为一名合格的数控人员做好准备。
三、重视传统机床操作经验
传统技术是现代制造技术的基础，所以学生不仅要学习课本知识，在学习课本知识的同时，还应加强对车床、数控车床等技术的学习。在数控车床实践教学中，要加强对学生普通机床的操作训练，在保证学生熟悉普通机床的操作之后，带领学生进行数控机床的操作训练。学生在进行数控机床的训练时，应将普通机床的操作经验合理运用到数控机床的操作训练中来，达到熟练操作的目的。
四、优化教学程序
在数控车床实践教学中，需要学生对数控编程的内容有所掌握，要使学生从编程开始之前就对数控编程的整体思路有明确的了解：仔细分析工程的设计图纸的内容，并对图纸内内容进行工艺设计将加工方案确定，对机床、刀具等设备进行合适的选择以确定走刀路线、切削用量等；之后学生应将所需生产的工件建立成为几何模型，对加工过程中机床的运动轨迹等进行合理计算；对所生成的生产加工程序进行仔细的验证与修改，直到合格为止。在这样一整套完整的思路下要求下，要保证学生编程的正确性，在对学生进行数控车床实践教学时，就要使学生对七个环节及五个步骤进行有效把握。首先，七个环节主要包括：一看，学生要看懂所需生产的零件的图纸；二算，学生要对轨迹点的坐标值进行正确的计算；三编，进行程序清单的编写；四输，将编写的程序输入到数控机床系统当中；五验，对所编写的程序及仿真轨迹进行验证。六试，切削首件进行试验。七调，对首件进行试验后，对程序进行修改调试[1]。五个步骤主要包括：第一，进行工艺分析。在进行编程之前，要对需加工的零件进行工艺分析，根据所需加工零件的图纸样本要求及前道工序等加工情况，以对加工路线及工艺方案进行确定，根据加工的需求，对切削用量及刀具等进行合理的选择。第二，建立工件坐标系。对工件的原点进行设定，在进行工件原点的选择时，没有固定位置，具有随意性，但原点的选择应尽量有利于程序的编制与计算，同时确定3个坐标轴。第三，确定刀具运动轨迹。对加工的方案、顺序、路线进行合理选择，确定刀具的运动轨迹，并将各点的坐标值写出。第四，编写程序清单。按照在此之前已经确定的刀具运动轨迹，对加工程序清单进行编写。第五，试切首件，校验程序[2]。
五、优化操作程序
数控车床操作中的细节问题的处理对生产起着重要作用，所以，在对学生进行操作训练时，为了避免程序出现问题，以保证生产加工，要注意对学生进行细节化的培养。在编程时就要对以下细节问题进行处理。第一，对起刀点的位置与退刀点的位置进行合理选择。第二，注意对指定编程指标进行设置。第三，对倒角起刀点的坐标进行确定。第四，对切断刀的宽度进行考虑。第五，灵活运用直角退刀技巧[3]。
六、提高安全文明生产意识
文明生产对现代企业生产现场管理及现代工业生产来说尤为重要。对于一个合格的数控车床操作人员来说，在进行生产过程中，不仅要有专业的技术水平，还要有良好的职业道德素质，在生产过程中要合理使用数控车床，应重视对数控车床的日常维护与保养，养成文明生产的良好习惯，这是也是成为一名优秀数控车床操作人员的关键。数控车床操作人员应进行正确操作，严格按照操作顺序进行系统的启动，避免在使用时导致系统出现故障。系统启动过程中，操作人员应耐心等待，待系统完全启动之后，再进行操作，避免操作人员操作太急，导致系统运行出现故障[4]。操作人员在日常生产过程中，还应注意对数控机床的保养与维护，对车床出现故障及时进行维修，做到防患于未然，使车床始终处于安全运行状态。
七、避免或减少错误的发生
数控车床操作人员的心态问题经常会使操作人员在操作过程中出现错误。部分学生进入车间之后，没有了在教室中的良好心态，开始出现注意力不集中等现象，导致在操作过程中不能严格按照操作程序进行操作，或者在进行程序输入的时候经常出现错误输入等。所以，在对学生进行实际训练时，对学生进行严格管理，定期对学生进行考核，将实训态度等职业能力要求均纳入到对学生的考核内容中，以促进学生端正实际训练态度，提高实际训练效果。
结术语
数控车床对于机械产业的发展来说尤为重要，面对机械产业的快速发展，必须对数控操作技术人员进行全面培养，以满足机械生产对技术人才的需求。在新的社会背景下，应运用实践教学模式以实现全面型、创新型数控技术人才的培养。在数控车床实践教学中，对学生的对刀方法、程序编程等进行落实，以提高学生的专业技术水平。此外，还应对学生的综合素质进行严格培养，使其成为优秀的数控车床操作人员。
参考文献
[1] 陈安鑫.项目教学在数控车床编程与操作课程教学中的实践与探索[J].中国科教创新导刊，2011（20）.
[2] 周晓宏，胡旭兰，黄小云.数控机床操作与维护技术[M].北京：人民邮电出版社，2012（34）.
数控车床编程教学范文4
关键词：数控车床；实训教学；车床撞刀；成因；控制措施 数控车床在机械制造业中应用比较广泛，这与其特点是密切相关的。在对数控车床撞刀的成因与控制措施进行分析之前，需要对数控车床以及撞刀现象的概念进行一番理解与把握。
一、数控车床及撞刀现象的概念
首先，数控车床主要在圆柱面、圆锥面、球面、端面、螺纹以及复杂的回转面等方面应用比较多，而且一般具有高精度、高效率、高速度和低劳动强度的特点。其次，所谓数控车床撞刀，是指数控机床的刀具或者是刀架在切削加工的过程中以GOO快速定位指令的速度与工件或者是机床其它部件发生碰撞而出现的一种非正常工作的切削状态。
一般来说，现代的数控机床都安装有限位开关，刀具和机床其它部件发生碰撞的可能性小，但由于在数控车实训教学中，学生对编制程序、基本操作等不熟悉，容易使刀具和工件以及卡盘发生碰撞，不仅造成刀具的损坏，更有甚者还会危及操作者的人身安全。同时，还需要特别注意的一点是，撞刀和撞刀事故是不能完全等同的，撞刀事故主要是指在出现撞刀之后，由于制动不及时而使刀具发生崩刃或折断、工件遭到损毁，亦或是造成机床损坏和操作人员人身安全等事故。
二、数控车实训教学中车床撞刀的成因
对于数控车实训教学中车床撞刀的成因，我们可以从编程不当产生撞刀，对刀不当产生撞刀以及操作不当产生撞刀三个方面进行阐述：
1. 编程不当产生撞刀。
编程不当产生撞刀又可以分为两个方面：
其一，车削孔时的进、退刀。如果在进刀时X、Z轴直接联动快速移动刀具到目标点或者是在退刀时X、Z轴直接联动快速移动刀具退到目标点，碰撞就不可避免（见图1）；
其二，车削槽时的进、退刀。在切槽刀加工槽的过程中，无论是进刀还是退刀时，如果直接X、Z轴联动快速移动刀具到目标点，那么刀具和工件端面就会发生碰撞（见图2）。其中，a代表进刀时，b代表退刀时。
2. 对刀不当产生撞刀。
对于对刀不当产生撞刀，也可以从两个方面进行解释：
其一，手轮进给倍率。在数控车床实训中，学生采用最多的一种对刀方法就是试切法。一般来说，很多初学者在对刀时通常会忘记手轮进给倍率快慢的改变，从而在用手轮0.1（×100增量倍率）方式将刀具快速靠近工件之后，继续以同样的方式靠近和切削工件，以致造成车刀和工件的碰撞；
其二，数据输入。大多数学生在进行数控车床对刀操作时，总是会出现数据输入不对或者是数据位置输入不对的情况，一旦数据输入不正确，那么在运行数控车床切削加工工件时，就会出现撞刀现象。
3. 操作不当产生撞刀。
操作不当产生撞刀同样有两个方面：
其一，刀具补偿值设定错误。学生在操作数控车床加工工件时，通常不注意刀具补偿的方向和补偿量的大小，从而机床在执行程序的过程中出现一些事故；
其二，加工过程中误停车。如果数控车床在正常执行程序的过程中，操作者在将程序停下来之后又按“RESET”复位并立即启动循环，那么就会产生撞刀现象。
三、数控车实训教学中车床撞刀的控制措施
针对以上对数控车实训教学中车床撞刀成因的分析，可采取以下有效措施对其加以控制：
1. 在编程时，使刀具沿着合适的路线运动。
为了有效地避免碰撞，对进刀和退刀方式都有明确的规定，比如不管是进刀还是退刀，都必须采用单坐标方式，使刀具分步移动到目标点，这是一个基本前提。首先，车削孔时的进退刀。结合图1，在进刀时应该使刀具先走Z方向，然后走X方向定刀，最后走Z方向切削加工孔，而在退刀时，应该使刀具先走X方向，然后走Z方向时让刀具从孔里退出来，最后走X方向使刀具移到目标点；其次，车削槽时的进退刀。结合图2，进刀时，使刀具先走Z方向，再走X方向定刀，最后走X方向切削加工槽；退刀时，使刀具先走X方向退出，然后走Z方向退至目标点。
2. 保证手轮进给倍率的改变以及输入数据的正确性。
对于初学者来说，在进行手轮进给倍率转换时，最好在实际操作之前做大量的练习，熟悉操作的步骤和要领，同时在正式操作时，尽量安排其它成员进行辅助和提醒，以避免碰撞。为了保证输入数据的正确性，在完成对刀工作之后，可以对每一个对过的车刀进行检验。通过这两种方法的实施，就可以有效地减少车床撞刀现象。
3. 切实减少刀具补偿值设定以及加工过程中的失误。
针对由刀具补偿值设定错误而导致的撞刀情况，在实训过程中，学生可以在仿真软件上进行反复练习，以对这一知识点达到熟练把握的程度，同时在操作中，如果有不清楚的情况一定要及时询问实训指导教师。除此之外，如果在加工过程中出现了误停车现象，可以及时的将模式改为编辑方式，按“RESET”复位程序之后，再进行重新运行程序。
本文只论述了在数控车实训教学中比较常见的几种撞刀成因及其解决的办法，事实上，除了上述原因之外，还有很多其它的情况。不管怎样，对这一问题的阐述最终目的都是为了对学生的数控车床操作提供有效指导，尽量减少撞刀现象的产生，提高数控车床实训教学的质量。
（作者单位：佛山市顺德区郑敬诒职业技术学校）
参考文献：
[1]刘玉宾，黄志伟，王琳. 数控实训中常见车床撞刀的原因及防止办法[J].现代制造技术与装备，2012，（6）.
[2]丘志敏，，宋玉春，霍英. 数控车床撞刀事故的研究与解决[J]. 制造技术与机床，2007，（6）.
数控车床编程教学范文5
关键词 数控车床编程与操作；微课；FANUC 0仿真软件
中图分类号：TP29 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）06-0041-03
Abstract The purpose of this paper is to introduce a pattern of micro-lecture into the curriculum of CNC Programming and Operation based on FANUC 0 simulation software. Results of application indi-cate that this method increases students’ study interests and has great significance in the actual operation of CNC lathe.
Key words CNC programming and operation； micro-lecture； FANUC0 simulation software
1 引言
随着网络技术的飞速发展，越来越多新型教育手段随之产生，为高校开辟了更加多元化的教学模式。2008年秋，美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯（David Penrose）首创微课程，随后逐渐在全球范围内兴起[1]。微课是运用建构主义方法化成的、以在线学习或移动学习为目的的实际教学内容[2]。微型学习基于新的媒介生态环境应运而生，以视频为主要载体，教师可选择针对性强、有代表性的问题设计微课程，作为教学资源并促进其专业发展[3]。将微课与仿真软件结合形成的新型教学模式引入数控车床编程与操作课程教学中，能够满足学生随时随地学习，解决教学实训设备需要投入大量资金的问题，直观地增强学生对数控机床操作的熟练程度，培养其学习兴趣。
2 数控车床编程与操作微课与仿真软件结合的教学理念
基于仿真软件的数控车床编程与操作微课，是在先进教育理念指导下，贯穿以技能操作为核心的仿真教学思想，用精细创意的教学设计方法，而进行的一项创造性教学工作，将相关知识与能力按照其内在的逻辑设计成微课单元。如果教师没有先进教学设计理念指导的微课作品，就会变成传统课堂的翻版或者成为“课例片段”，因而要避免教学误区，必须树立正确的教学理念。
微课的“大”设计理念 数控车床编程与操作微课程绝不仅仅是一段小视频那么简单，该学科的微课程一定是一个完整知识结构与教学结构。因此，教师必须把握其知识结构和教学结构。首先，把握知识结构，需要教师对针对讲授的内容进行基于学科逻辑的分析与重组，更好地呈现给学生一个合乎学科逻辑的内容理论体系；其次，把握教育教学结构，这是整个教学流程对教者提出的要求，只有把握好知识结构与教学结构，微课程的制作才能在重视知识建构的同时，兼顾教学认识过程，提高学生能力。
微课的系统性理念 微课为公众提供一个新形式碎片化、移动化的学习环境，但是微课制作要关注其系统性。因为微课是基于整体专业教学系统安排的，具有步骤型服务系统性质，通过开发小的学习内容组块，利用富有弹性的技术保证资源的有效性，形成一套完整的数控车床编程与操作教学设计。例如：基础性模块，要把握数控机床发展史、工作原理、特点以及数控系统的分类等；基础编程模块，由于程序指令在不同类型数控机床上含义不同，因此，在此阶段掌握准备功能指令、辅助功能指令、常用M功能指令、基础编程指令等，为后期分工种学习奠定编程基础；系统操作模块，要求学生掌握数控系统的相关指令及车床的操作。
合理利用数控仿真软件，让学生通过仿真练习可达到进一步熟悉数控程序的编写。针对数控机床编程与操作微课程而言，把各个章节与具体实践结合起来，使其具有整个微课程系统的逻辑性、承接性与递进性规律。
仿真软件与实践紧密结合的教学理念 数控编程仿真系统源自20世纪90年代美国的虚拟现实技术，以模拟真实数控机床的操作为目的[4]。数控编程仿真软件的使用，要注重实验的真实性，即理论和实践的紧密结合，要做到能够虚拟仿真出类同于真实三维数控加工的环境。
1）视觉上的仿真，有身临其境之感。单纯说数控系统的话，FANUC系统用得比较广泛，如使用FANUC 0仿真软件，能够实现屏幕配置且具有的功能与FANUC工业系统使用的CNC数控机床一样。
2）操作仿真，单程序模块操作，对错迥异。
3）结果仿真，具备科学性与合理性。
3 数控车床编程与操作微课与FANUC 0仿真软件结合的教学应用
笔者以具体的教学内容为例，说明数控车床编程与操作微课与FANUC 0仿真软件的教学过程。笔者设计这样一个教学任务：试用子程序方式编写图1所示软管接头工件右端楔槽的加工程序。子程序的调用是数控车编程中的一个教学环节，在一个加工程序中，主程序在执行过程中如果需要某一子程序，通过调用指令来调用该子程序，那么子程序执行完后又返回到主程序，继续执行后面的程序段。子程序的主体（body）是一个代码区块，当它被调用时就会进入运行。在制作微课时，其教学内容应重点讲授子程序调用的格式、参数含义及刀具运行的轨迹。
首先利用CATIA件绘制零件二维图及三位造型，如图1所示，工件主要由圆锥、螺纹、内孔等形状构成，是一个典型的综合型轴类零件，其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求。针对该教学任务，笔者设计的微课程教学过程有以下几步骤。
任务布置 在课程开始要进行任务布置，微课的整体时间应控制在10分钟左右，通过情景引入可有效地引起学生的注意，使学生对本节产生兴趣。
提出问题 设计提问环节进行课程导入。问题作为小节重难点问题，可设为通过对比没有使用子程序调用和使用子程序调用的程序，加工零件的时间和刀具轨迹的对比，比较二者之间的区别，此问题引导学生归纳使用子程序刀具轨迹的特点。
确立教学方式 首先对子程序的调用指令进行讲解。在FANUC 0系统中，子程序的调用可通过辅助功能指令M98指令进行，同时在调用格式中将子程序的程序号地址改为P。然后对加工零件的工艺进行分析，包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具，选择各项切削参数，选择对刀点、换刀点。如图2所示，粗加工右端轮廓时，采用60°V型刀片右偏刀（a）进行加工；加工右侧端内凹接头轮廓时，采用55°菱形刀片左偏刀（b）进行加工；此外进行批量加工时，还可采用特制的成型刀具（c）进行加工。
再进行程序编制，按照安排好的加工过程和确定的工艺参数，加工过程中需要调用的子程序编写如下所示（注意子程序的编制使用增量编程，避免错误）：
O0303；
G01 U-2.94 W3.67；
G03 U1.60 W0.83 R0.8；
G01 U1.34；
M99；
操作仿真软件 采用FANUC 0系统数控仿真编程软件。FANUC 0系统有0-C和0-D系列，与之配套的有系列交流伺服电动机和交流主轴电动机。启动仿真软件，通过仿真软件形象地演示数控机床的准备动作，进行回零、对刀、设定刀具补偿等操作。利用仿真软件可以通过零件加工轨迹查看、仿真结果分析等相结合的方法，使学生加深对子程序调用指令的理解，更好地掌握子指令应用的场合。图3为本例中利用仿真软件的模拟加仿真加工图。仿真软件可将整个操作过程和零件加工过程录制成视频模式，方便后续视频剪辑制作。
微课视频剪辑 在微课程的录制过程中，可选取多种录制方法。在实际微课讲解中，针对零件的走刀轨迹复杂，制作其走刀轨迹的动画，这样就非常直观，巧妙地化解该知识点的难点。同时结合仿真软件的模拟加仿真加工视频，模拟所有指令的运行过程，使学生直观感受零件加工过程。
微课的后期制作要对录制的视频进行剪辑，将视频、声音、动画素材、字幕等多媒体元素相结合，展示整体微课内容。要注重通过拍摄技巧和后期的编辑手段完成微课的整体制作。
任务总结 对任务进行总结，使学生进一步了解操作过程，利用仿真模拟软件进行练习，理清微课所讲知识点的思路，突出重点和难点。同时要留给学生思考的空间或相关的练习题。
4 结语
基于FANUC 0仿真软件在数控车床编程与操作微课中的应用具有以下优势：
1）n程目标可分解成小目标，每个视频可实现具体的编程指令，包含一个完整的知识点，因此，视频短小精悍、方便理解，保证视频质量及吸引力；
2）保证学生通过观看视频可掌握具体的加工和操作过程，利于自主学习，并对数控车床相关编程操作可以独立操作，这也是微课与仿真软件结合形成新的教学模式的关键；
3）可以将这种授课方式引入工程训练中，解决教学实训设备需要投入大量资金的问题，突破有限的实训时间的限制，增强学生的对数控机床操作的熟练程度，具有良好的实训效果。
参考文献
[1]孟祥增，刘瑞梅，王广新.微课设计与制作的理论与实践[J].远程教育杂志，2014（6）：95-96.
[2]郑军，王以宁，王凯玲，等.微型学习视频的设计研究[J].中国电化教育，2012（4）：21-24.
数控车床编程教学范文6
关键词： 技工学校 数控车床 技能训练
数控技术在各个机械行业里面得到了很广泛的应用，培养更专业的机电技术人才是教育大趋势，更是社会现代化进程的需要。技工学校数控车床课程教学的目标在于使学生掌握操作技术，提高数控软硬件故障处理水平。
一、应当让学生看清教师示范
教师应当依照科学工艺流程进行示范性操作，使学生形成正确的初步印象。掌握生产技能通常要经过动作分解、动作组合与动作熟练三个阶段，教师在每一个阶段的示范过程中，都应当按照从浅到深、从分解到组合的规律实施教学，以便让学生更容易观察、记忆、理解与模仿，熟练掌握其中所包括的技术要领。为了保证示范性动作更加准确，教师首先应当勤加练习。另外，教师在力争做好示范之前要将学生观察示范的位置安排清楚，使每名学生均能看清动作。教师在示范时，动作要准确连贯，不能有不必要的动作出现，要一边示范、一边讲解，使学生的注意力高度集中。
二、教学过程要注意循序渐进
技校生在入学前，一般没有较好的文化课基础，尤其是理论基础普遍不强，在车工实习过程中虽然掌握一定量的理论知识，但是对操作内容仍然认识得不够深入，所以从浅到深、先慢后快的操作规律不能被忽略。在进行数控车床技能训练时，要按照从普通车床操作到数控车床练习的步骤进行，只有这样，数控车床教学才能达到事半功倍的效果。在实际操作练习时，要按照如下教学顺序实施：（1）分析零件图；（2）确定工艺；（3）设定对刀及刀补；（4）制定切削参数；（5）编制加工程序；（6）加工程序输入；（7）零件加工。在进行数控车床操作之初，最好先在电脑上进行数控车床模拟仿真，让学生在正式操作前就对数控车床有一个最接近真实的形象认知，同时也可以缓解机床设备的学生使用量压力。通过实际教学过程，我们发现进行过计算机模拟仿真操作的同学，其技能水平提升速度较快。在教师的讲解示范与亲身操作之后，学生对于本项训练内容的有关理论知识、工艺技术有了进一步的了解。
三、相关教学工艺分析
数控加工设计的效果如何会直接对加工成品的尺寸与精度产生影响，加工材料怎么样、加工时间是长还是短都是影响工件成品质量的重要因素，若想使学生掌握数控车床加工的良好技能，必须在各个关键点加以注意。
（一）切削用量要合理
对于高精度的金属材料切削加工而言，科学的切削用量会使加工时间、机械设备寿命及加工总体质量产生本质变化。因此在车削加工前一定要合理地选择切削用量。例如切削加工如图一所示的工件中，粗加工切削深度d=1.5mm、主轴速度800r/min、进给速度F=0.2；精加工切削深度d=0.5mm、主轴速度1200r/min、进给速度F=0.1。
图一：任务工件图
（二）加工路线要明确
所谓的加工路线是指在进行数控机床加工时，刀具在零件上的运动方向。加工路线应当以达到精度要求为前提条件，此外还应当尽可能拉近路线距离，防止刀具太多的空行程。
（三）编写程序要点
1.找准程序原点：在给学生进行数控车削程序设定教学时，首先要使其自主选择出数控程序的原点，并在此原点的基础上形成工件坐标。工件坐标对于加工编程的作用很重要，因此在选择原点时要尽可能满足少换算、小误差的要求。如上例中，程序原点选择毛坯右端中心位置。
2.修订走刀路线：走刀路线要尽可能缩短，以提升加工速度，这就要让起刀点选择更为科学。在进行粗加工时，会有很多的毛坯余量，所以要采取循环加工手段，减少空行时间。要使加工零件达到精度要求，必须选择合适的起刀点、入刀点与入刀方法，保证入刀过程的平稳性。在进行精加工时，更应当考虑到刀具的切入及切出路线的合理性，尽可能不在轮廓位置停刀，防止切削力的变化给工件留下刀痕。如上例中，外圆切削合理的走刀路线如图二所示。
图二：合理的走刀路线
3.应当保证加工过程安全：学生对于操作过程大多非常生疏，应当提醒其注意避免刀具同非加面间的摩擦，同时也要防止刀具同工件发生不必要的撞击，如果在加工工件时遇到有“槽”需要加工，编程时应当首先注意刀点同槽的方向保持垂直。
四、结语
数控车床加工的操作人员只有具备很强的程序运用能力才会编制出水平更高的加工程序，制作出质量更好的工件，为了突出这方面的训练，教学手段多种多样，但是不管哪种方法，最关键的是使学生的学习积极性得到调动，提高学生的兴趣，并加强师生交流。
