王丹， 陳存銀

（1.吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林吉林132021；2.吉林市第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)，吉林吉林132001）

0 引言

高職高專教育培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的德、智、體、美等全面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。為更好地提高數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，許多高職院校對(duì)高職教育教學(xué)進(jìn)行改革，提出了一系列教育教學(xué)方法，其中項(xiàng)目化教學(xué)方法得到了普遍認(rèn)同。在進(jìn)行數(shù)控編程與加工課程項(xiàng)目化教學(xué)中，仿真軟件起到了很重要的作用。

1 項(xiàng)目化教學(xué)

項(xiàng)目化教學(xué)是按照從易到難的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將課程內(nèi)容整合為一系列融入知識(shí)點(diǎn)的項(xiàng)目；把學(xué)生分為若干小組，按照企業(yè)的生產(chǎn)和管理模式使其完成項(xiàng)目的內(nèi)容。使學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中掌握所需知識(shí)及其應(yīng)用的教學(xué)方法。

數(shù)控編程與加工課程是實(shí)踐操作性非常強(qiáng)的課程，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠給出零件的數(shù)控加工工藝，編制出中等難度的零件加工程序，通過數(shù)控機(jī)床加工出符合要求的零件。對(duì)于這種知識(shí)點(diǎn)多、考查內(nèi)容多的專業(yè)課，采用項(xiàng)目化教學(xué)是非常適合的。

圖1 數(shù)控編程加工課程六步法

在數(shù)控編程及加工教學(xué)中，按照從簡到難的認(rèn)知規(guī)律，將這門課程根據(jù)典型零件的制作分成若干項(xiàng)目；每一項(xiàng)目包含三方面內(nèi)容：數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、程序編制、數(shù)控加工，按照六步法來進(jìn)行（如圖1）。

項(xiàng)目以小組為單位，小組成員討論確定最終的數(shù)據(jù)，然后用PPT展示、講解，教師及其他小組成員給予點(diǎn)評(píng)，給出建議使之完整、正確。

每個(gè)項(xiàng)目每個(gè)小組需要提供：工藝分析方案說明、工序卡及刀具卡、加工程序、實(shí)體零件。在確定工藝分析和書寫工序卡及刀具卡時(shí)，學(xué)生需要去查閱相關(guān)資料，然后自己將知識(shí)點(diǎn)消化并編制項(xiàng)目中的零件的工藝，在此過程中鍛煉了自學(xué)和查閱資料的能力。在編制加工程序時(shí)，學(xué)生要對(duì)所需要的編程指令學(xué)習(xí)，運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行程序的修改與完善，在這個(gè)過程中培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力、自習(xí)認(rèn)真的素養(yǎng)；在零件加工過程中，增強(qiáng)了學(xué)生操作安全性、規(guī)范性、動(dòng)作的標(biāo)準(zhǔn)性等職業(yè)素養(yǎng)。

通過這個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)行，學(xué)會(huì)理論知識(shí)、增強(qiáng)實(shí)踐技能，鍛煉了表達(dá)與溝通能力，增強(qiáng)了協(xié)作能力，提高了學(xué)生的綜合職業(yè)素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力。

2 項(xiàng)目化教學(xué)中的仿真軟件

對(duì)于項(xiàng)目化教學(xué)，項(xiàng)目的實(shí)施——零件的加工無疑是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。保證每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)機(jī)床來操作確實(shí)是一個(gè)難題：一是成本，機(jī)床的價(jià)格比較貴且需要有相應(yīng)的液壓氣動(dòng)等配套設(shè)施及刀具等消耗品，需要大量的物力投資；二是安全性，四五十人同時(shí)操作，需要許多人力來保證操作的安全性。如果不練習(xí)實(shí)踐操作，只是練習(xí)寫程序，又違反了高職教學(xué)的初衷，所以可以借助數(shù)控仿真軟件來幫助我們完成項(xiàng)目化教學(xué)。

數(shù)控仿真軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床硬件與計(jì)算機(jī)仿真軟件的完美結(jié)合，使數(shù)控機(jī)床真實(shí)操作面板與計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)相融合，真實(shí)反映數(shù)控加工的整個(gè)過程。相對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，仿真軟件僅需要電腦，具有價(jià)格低、觀察直觀等優(yōu)點(diǎn)，與機(jī)床的高昂的維護(hù)費(fèi)用相比，仿真軟件的維護(hù)更方便且低廉，同時(shí)在全程的使用中，也沒有毛坯件及刀具的損耗。

教學(xué)中可以建立項(xiàng)目化教室，使數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)室成為實(shí)訓(xùn)車間的“技術(shù)部”，把電腦、桌椅、投影儀等教學(xué)設(shè)備安排在實(shí)訓(xùn)車間里，使其既是教室、仿真實(shí)訓(xùn)室，也是實(shí)訓(xùn)車間。

1）利用數(shù)控仿真加工與在線操作加工結(jié)合的方式，錘煉學(xué)生技能。每臺(tái)設(shè)備最多3個(gè)人共同使用，一個(gè)人先操作，其他兩位可以提醒、協(xié)助，出于安全性考慮，保證只有一個(gè)人操作；加工完成后，“操作者”去整理自己的數(shù)據(jù)、檢查零件尺寸；“助手”之一進(jìn)行操作，成為“操作者”，小組中另外一名成為新“助手”；按照這樣的流程，輪流操作加工。

在加工操作進(jìn)行過程中，小組其他同學(xué)利用仿真軟件在電腦上進(jìn)行輸入和編輯數(shù)控加工程序。用已經(jīng)編寫好的程序在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行仿真加工，通過動(dòng)畫仿真演示，可以看到清晰的走刀路線，檢查程序的正確性。同時(shí)也使學(xué)生熟悉了數(shù)控機(jī)床的面板各按鍵的位置及使用，減少了對(duì)操作面板的熟悉時(shí)間，為實(shí)際操作訓(xùn)練爭取到更多有效時(shí)間。

通過在仿真中注重工藝、程序語句的正確性，在實(shí)際操作中注重操作的安全性、規(guī)范性、技巧性、控制精度等，使學(xué)生理論與實(shí)操都得到了鍛煉。

2）除了對(duì)技能的增強(qiáng)外，仿真軟件起到了對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)促進(jìn)作用。

（1）通過仿真系統(tǒng)加深學(xué)生對(duì)指令的認(rèn)識(shí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)不模糊。在學(xué)習(xí)部分同組相似指令（如LCYC95毛坯切削（輪廓）循環(huán)指令）時(shí)，由于R105加工方式參數(shù)設(shè)置不同，走刀路線就會(huì)不同，學(xué)習(xí)過程容易混淆。如果使用該指令編一個(gè)設(shè)置不同參數(shù)的程序；然后模擬走刀路線，通過觀察設(shè)置不同參數(shù)得到的不同的走刀路線，使學(xué)生明白各參數(shù)的含義，正確深入地理解了指令。

（2）清晰展現(xiàn)加工過程，使學(xué)生對(duì)加工過程清楚了解。在零件加工中，機(jī)床都是關(guān)上門的，無法清晰觀察走刀路線及零件尺寸的變化。在仿真軟件里引入二維截面與三維實(shí)體同時(shí)顯示方法，更清晰地顯示了工件加工狀態(tài)和尺寸變化的過程和零件加工的走刀路線。

（3）具有工藝性及經(jīng)濟(jì)性分析功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)。仿真系統(tǒng)具有開放式專家系統(tǒng)數(shù)控加工工藝分析功能，幫學(xué)生分析自己的工藝性是否合理。仿真系統(tǒng)還具有數(shù)控加工工藝經(jīng)濟(jì)性分析與成本控制功能，使學(xué)生通過這個(gè)功能了解加工的零件的工時(shí)及成本，增加了對(duì)產(chǎn)品的了解，豐富了知識(shí)。

3）多種數(shù)控系統(tǒng)存在，豐富學(xué)生的知識(shí)。

數(shù)控編程有幾種系統(tǒng)：FANUC、SIEMENS、華中數(shù)控等，由于學(xué)生就業(yè)要面對(duì)的數(shù)控操作系統(tǒng)是未知的，所以教學(xué)中都要加以介紹。一些院校只配單一系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，課堂主要講解學(xué)校數(shù)控機(jī)床配有的系統(tǒng)，講解參數(shù)設(shè)置、對(duì)刀操作、程序輸入及修改、加工等。為了彌補(bǔ)單一系統(tǒng)帶來的不足，可以選擇利用數(shù)控編程仿真軟件，具有多種操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。對(duì)其他系統(tǒng)可以簡單介紹，作為課后練習(xí)部分或者是拓展訓(xùn)練。

用仿真軟件集合了各種數(shù)控系統(tǒng)界面與操作，多種系統(tǒng)進(jìn)行比較，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，為就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。學(xué)生在就業(yè)后無論面臨哪種系統(tǒng)，都能很好適應(yīng)。

3 結(jié)語

數(shù)控編程與操作項(xiàng)目化教學(xué)中應(yīng)用仿真軟件，不僅解決了缺少實(shí)驗(yàn)設(shè)備的尷尬局面，也能使學(xué)生增強(qiáng)興趣，牢牢透徹地掌握知識(shí)點(diǎn)，做自己的老師；自己檢查及修改程序，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有利于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)?？傊?dāng)?shù)控仿真軟件是一個(gè)很好的工具，它的應(yīng)用使項(xiàng)目化教學(xué)中自主學(xué)習(xí)的特性表現(xiàn)得尤為明顯。

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