工程訓(xùn)練中心數(shù)控教學(xué)探究
論文關(guān)鍵詞：工程訓(xùn)練 數(shù)控教學(xué) 仿真技術(shù)
論文摘要：介紹了工程技術(shù)訓(xùn)練中心數(shù)控設(shè)備與教學(xué)的概況，以及科研項(xiàng)目對機(jī)械加工的需求及其特點(diǎn)。分析表明，工程訓(xùn)練中心與科研團(tuán)隊(duì)存在巨大的合作前景，可以在改善教學(xué)的同時(shí)推進(jìn)科研項(xiàng)目的進(jìn)展。
一、引 言
工程訓(xùn)練中心是培養(yǎng)工科學(xué)生的一個重要基地，各學(xué)校在工程訓(xùn)練中心的建設(shè)過程中投入巨大，除基本的金屬切削機(jī)床、材料成型設(shè)備外，各種數(shù)控機(jī)床、特種加工機(jī)床、精密測量等設(shè)備也已經(jīng)成為工程實(shí)踐教學(xué)的主力裝備。2008年11月，國家機(jī)械制造基礎(chǔ)及工程訓(xùn)練課程指導(dǎo)委員會就《普通高校工程訓(xùn)練中心建設(shè)基本要求》作了詳細(xì)闡述，其中數(shù)控設(shè)備至少應(yīng)有：6臺數(shù)控車床、3臺數(shù)控銑床、2臺數(shù)控切割機(jī)床，并且各學(xué)校可根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要，增加一定數(shù)量的加工中心，工程訓(xùn)練中心除教學(xué)任務(wù)外，還有巨大的潛力可以挖掘。同時(shí)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家在科學(xué)研究上的投入力度越來越大，這些科研項(xiàng)目對機(jī)械加工都有著巨大的需求，但這些需求一般為單件或者小批量，并且設(shè)計(jì)尚未完善或者一直處于改進(jìn)之中，與現(xiàn)代企業(yè)的大批量生產(chǎn)存在一定脫節(jié)，而工程訓(xùn)練中心的硬件設(shè)施與任務(wù)恰好能夠滿足科研項(xiàng)目中機(jī)械加工的需求，同時(shí)又能改善學(xué)生的學(xué)習(xí)條件。
二、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及教學(xué)
數(shù)控機(jī)床是指可以通過計(jì)算機(jī)編程，進(jìn)行自動控制的機(jī)床。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有很多優(yōu)點(diǎn)：高柔性，適合單件、小批量生產(chǎn)，適合新產(chǎn)品的開發(fā)；加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)率高，數(shù)控機(jī)床的加工自動化，免除了普通機(jī)床上工人的疲勞、粗心、估計(jì)等人為誤差，提高了產(chǎn)品的一致性；并且數(shù)控機(jī)床對操作工人的要求降低，一個普通機(jī)床的高級技工，不是短時(shí)間內(nèi)可以培養(yǎng)的，而相對來說數(shù)控機(jī)床操作工人培養(yǎng)時(shí)間極短（如數(shù)控車工需要一周即可，還會編寫簡單的加工程序）。
由于數(shù)控技術(shù)教學(xué)和培訓(xùn)都離不開數(shù)控機(jī)床，而數(shù)控機(jī)床本身價(jià)格比較昂貴，同時(shí)訓(xùn)練過程不可避免地存在誤操作過程，這對機(jī)床安全是一個巨大的隱患，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的數(shù)量有限，難以滿足大量學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練的需求。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，很好地解決了這些矛盾。數(shù)控加工仿真是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)人機(jī)交互技術(shù)，具有生動的界面和強(qiáng)大的顯示功能，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設(shè)計(jì)以滿足不同的監(jiān)控與學(xué)習(xí)要求；仿真系統(tǒng)的通用性較強(qiáng)，其語法診斷功能可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)編程。在模擬過程中，系統(tǒng)能及時(shí)提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，很容易發(fā)現(xiàn)和修改編寫程序的錯誤，高仿真界面及動態(tài)的模擬仿真系統(tǒng)可有效地顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行狀況并且還能夠提示操作信息，使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué)，從而既節(jié)省了機(jī)床設(shè)備和實(shí)習(xí)消耗，降低了實(shí)做危險(xiǎn)，又大大提高了教學(xué)效率，規(guī)避了實(shí)習(xí)人員的操作風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的模擬界面，使其具備了整個加工過程的模擬仿真能力，即使仿真系統(tǒng)在模擬中出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會危及學(xué)生和機(jī)床安全，學(xué)生反而還可以從中吸取大量的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，所以說它是初學(xué)者理想的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐工具。因此，數(shù)控加工仿真技術(shù)在數(shù)控教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛［1］［2］。
當(dāng)然，數(shù)控加工仿真技術(shù)同真正的數(shù)控機(jī)床存在一定的差別，容易引起以下弊端：（1）過于依賴計(jì)算機(jī)完成所有的操作，因?yàn)閳D紙繪制、G代碼生成、仿真加工都可在計(jì)算機(jī)上完成，仿真與實(shí)際機(jī)床之間存在各種差異；（2）忽略加工工藝，仿真系統(tǒng)的仿真加工過程速度一般為5倍（調(diào)節(jié)范圍：1-100），使得操作人員忽略進(jìn)給速度、刀具轉(zhuǎn)速和加工質(zhì)量等；（3）無法保證加工質(zhì)量，由于仿真軟件只能仿真加工過程，對于零件的表面粗糙度和尺寸精度等無法保證。
因此，數(shù)控教學(xué)必須采用數(shù)控加工仿真與實(shí)訓(xùn)操作相結(jié)合的方法，即先通過仿真系統(tǒng)讓學(xué)生對數(shù)控編程有一定的了解，再通過實(shí)訓(xùn)操作使學(xué)生理解仿真與機(jī)床實(shí)訓(xùn)的差別，不能僅僅為了學(xué)生和機(jī)床安全廢除實(shí)訓(xùn)操作，這樣既可大大減少學(xué)生理解錯誤而產(chǎn)生的各種機(jī)床損壞及人身傷害，又可提高學(xué)生的實(shí)際操作技能。
三、科研團(tuán)隊(duì)與工程訓(xùn)練中心的合作前景
隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家和其他組織在科研上的投入力度越來越大，其中理工類的科研對機(jī)械加工有著巨大的需求。絕大部分新產(chǎn)品開發(fā)或者新技術(shù)在開發(fā)過程中，對產(chǎn)品的需求并不明確或者存在一個逐漸深化的過程，對零部件的定型需要一個漫長的、反復(fù)的過程，需要對零件進(jìn)行單件或者小批量的試制、修改。一般的科研團(tuán)隊(duì)在機(jī)械加工方面的人員、設(shè)備力量非常薄弱，如果把這些任務(wù)交給企業(yè)去做，往往價(jià)格昂貴而又費(fèi)時(shí)。而這恰恰是工程訓(xùn)練中心的強(qiáng)項(xiàng)，并且科研團(tuán)隊(duì)中往往有一大批計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)很好的研究生，利用數(shù)控機(jī)床的仿真軟件，可以較快地學(xué)習(xí)數(shù)控設(shè)備的操作技術(shù)。一般說來，在工程訓(xùn)練中心學(xué)習(xí)的主要群體是低年級的學(xué)生，也有少數(shù)高年級的學(xué)生，這些學(xué)生在此學(xué)習(xí)的目標(biāo)往往比較簡單，僅僅是學(xué)習(xí)基本的操作技術(shù)，加工零件也僅僅是作為練習(xí)。如果科研團(tuán)隊(duì)與工程訓(xùn)練中心合作，對科研團(tuán)隊(duì)的研究生進(jìn)行培訓(xùn)，訓(xùn)練他們自己進(jìn)行機(jī)械加工的能力，不僅能節(jié)省大量時(shí)間促進(jìn)科研進(jìn)程，更重要的是積累了加工經(jīng)驗(yàn)，這有助于后續(xù)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。同時(shí)，對本科生來說，與研究生一起操作數(shù)控機(jī)床不僅僅是練習(xí)了，而是在生產(chǎn)在科研，能夠極大地提高他們的積極性，培養(yǎng)自信心，增加他們的知識面，能夠進(jìn)一步推動高年級本科生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的潮流，部分優(yōu)秀的低年級學(xué)生也能參與到科研中，這對本科生的其他課程學(xué)習(xí)是非常有益的。
四、結(jié) 論
數(shù)控機(jī)床加工仿真技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)控教學(xué)的重要方法，這種方法功能強(qiáng)大、成本低、安全可靠，可在短時(shí)間內(nèi)大量培訓(xùn)數(shù)控操作工，這些特點(diǎn)與科研項(xiàng)目存在互補(bǔ)之處，雙方合作是互惠互利的，既能改善教學(xué)條件，又能推動科研項(xiàng)目的進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 耿習(xí)琴，郝小忠，高玨.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用［J］.中國制造業(yè)信息化，2008，37（5）：77-80.
�。�2］ 鄧以誠，楊東方，尹作升.數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用［J］.硅谷，2011，（5）.
【工程訓(xùn)練中心數(shù)控教學(xué)探究】相關(guān)文章：
數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工探究03-28
數(shù)控技術(shù)原理原理與應(yīng)用探究03-28
數(shù)控設(shè)備潤滑用油的優(yōu)化處理探究11-25
基礎(chǔ)日語教學(xué)探究03-28
漢字教學(xué)模式探究03-28
互動課堂教學(xué)探究12-07
小學(xué)語文趣味教學(xué)探究11-30
中專歷史教學(xué)方式的探究12-08
- 相關(guān)推薦