对数控机床的了解范文篇1

关键词：数控仿真；职业教育；实践教学；评教结合

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）16-0174-02

数控加工技术产生于20世纪中期，该技术最早可追溯到1952年的美国麻省理工学院，直到20世纪60年代早期，数控技术应用到产品制造领域[1]。真正的繁荣时代是在1972年前后随着CNC技术的产生到来的。随着数控加工技术的发展、实训室开放等活动的开展，开放设施，自主训练[2]，数控实训教学就显得尤为重要。数控实训教学过程基本按照三个部分来完成，即工艺程序部分、机床操作部分和零件检测完成部分，其过程图如下图所示。

显然，数控机床操作是数控实训教学的中心环节。然而，数控机床操作实训，受到很多方面的制约。这其中影响最大的是数控系统种类和数控设备的台套数。设备数量与学生规模之间的反差，严重影响数控实训、培训效果[3]，从而导致学生不能正确和熟练地操作数控机床。这不仅存在着严重的安全隐患，还影响了学校毕业生质量与学生的培养质量。在传统的职业教育中，常规的数控实训教学模式是通过指导老师直接在生产性的数控机床上进行教学。但随着国家对数控人才的需求，数控专业的学生和参加数控技能操作培训人数大幅度增加，这样暴露出来的问题越来越多，有限的数控设备无法保证教学培训质量。高价的数控设备使得教学投入成本很高。另一方面，由于生产性数控设备面向的是熟练操作人员，对于非熟练操作学习者存在着一定的危险性，极易对数控机床进行损坏，这种方式始终存在着一定的教学风险。因此，传统的数控技术培训教学质量低下，教师工作量大，教学费用太高，不能满足数控技术教学的发展。数控仿真技术可以仿真数控加工技术，模拟数控加工环境及其加工过程。数控仿真软件是采用虚拟仿真技术于数控加工技术的仿真软件。传统的数控仿真软件是将数控机床操作和数控加工都以仿真形式出现，这种仿真方式与真实的机床差距很大，学生通过这样的方式仿真练习后并不能在真实的机床上进行操作。

一、数控仿真系统的应用

数控仿真系统在数控编程教学中的应用。数控编程指令比较抽象，通常在课堂中，学生不易理解，编写的程序不知道对错，需要老师的检查，无法自我查证。在课堂中采用数控仿真系统可以让课堂教学变得形象有趣，易于理解。当然，如果要进行数控编程的校验，需要进行数控机床的操作，学习好数控机床的操作是进行数控编程的编写和校验的基础，这也为后期的数控加工实训打下了很好的基础。同时，学生可以根据有趣的零件进行编程操作和加工，仿真出真实结果。因此，采用数控仿真系统可以使得枯燥的理论知识变得生动形象，能够提高理论课程的教学质量。

数控仿真系统在实习教学中的应用。数控加工实习的内容是进行数控机床的操作，然后进行对刀操作建立工件坐标系，通过数控程序的编写进行零件的加工，完成零件的制造。这些内容本来是在真实的机床上进行的，学生需要进行独立操作。由于是切削真实的零件，很容易损坏设备、刀具和工件。仿真机床的操作安全性高，初学者不会因为误操作而产生人身伤害，也不会有材料、刀具的损耗，同时也解决了机床设备不足的问题。数控仿真系统与真实机床结合实习，可以提高实习效率。初学者首先在仿真机床上实习，达到熟练和正确操作之后再在真实机床上进行实习，提高了实习的效果和质量。在仿真机床上学生可以反复操作，不用担心安全、危险等问题。而且仿真机床多机型多系统可以通过选择，进行不同机床的实习，学到更多的数控机床操作方法，为创新教学方法、拓展教学内容提供了基础。

二、当前仿真机床的现状

数控仿真机床的操作教学与真实机床一样，需要老师在课堂上，认真仔细的教学，学生不能课前进行预习。而且对于不同的机型和系统的机床其操作方法不一样，都需要进行分别的讲解与示范，如果进行讲解与示范，需要花较多的时间，同时学生学习的过程也需要更多的时间。这样，数控仿真机床在学生的学习过程中并没有提供一些简便的方式，学生学习时间较长难度较大。数控仿真系统过于理想化，数控仿真的过程是软件在考虑理想切削状态的过程。在这个过程中，机床的性能、材料、刀具等都处在理想状态中，这与真实切削环境有着较大的落差。数控仿真的过程中是一个假定的状态，并没有考虑刀具在切削过程中材料的变化、切削温度的变化、冷却液的使用等情况，因此数控仿真的切削用量的选择，并没有在真实机床上加工那么严格。切削用量的数值偏离较大时，在仿真机床上可能不会有问题，但置于真实机床上就可能直接损坏刀具或机床设备。仿真过程并不能反映出实际的数控机床切削过程。安全操作意识淡化。由于数控仿真机床的操作不会产生危险，因此，会使学生养成对数控机床操作的随意性、不规范不认真的习惯，而这些习惯可能影响在真实机床的操作过程中。这些就会在真实实习的过程中产生危险，而且形成习惯以后，很难改进，只能慢慢的在实践中进行纠正。学习者在学习完成后对数控仿真机床的操作正确与错误，学生自己不能进行评价，还是需要老师人为进行检查和指导。仿真完成的零件轮廓尺寸也需要人工的点击测量，数控仿真中不能提供自动评分，学生自我不能对自己的操作和仿真的结果进行打分。传统的仿真系统，其评价体系还不够完善，不能很好的促进学生的自我学习。

三、虚与实结合仿真系统的研究实践

数控加工技术学习过程中首先通过认知实践课程的学习让学生对数控加工技术有个基本的了解，通过一些案例激发学习兴趣。通过仿真系统的学习与数控编程课程内容的结合，培养学生理实一体化的能力。在数控仿真系统学习中进行教程导入、虚实结合、自我评价三个方面的创新实践。真实操作面板与仿真加工过程相结合，严格规范操作。传统的数控仿真软件以纯软件的方式进行，其虚拟程度太高，真实性差。而且由于其涉及的数控系统和机型过多，给学生学习造成了一定的困难。学生需要在一种机型上学好学精，然后再拓宽到其他机型。所以真实的操作面板与实际机床上的面板相同，操作方法相同，结合虚拟的加工过程，以突出仿真性的优点。通过这种虚实结合的数控仿真系统学习，学生很容易在真实的机床上上手，没有陌生感，增加了亲切性。数控机床操作教程的引入，进行学习评价体系建设。在数控培训仿真机床上，加载测评和学习两个模块。用户需要登录才能进入测评和学习模块，登录时需要输入姓名、班级和密码。登录有两个方式，一个是直接登录，另一个是继续操作。直接登录就是重要开始，继续操作是继续前面中断的操作。在测评菜单下，加载数控编程、机床操作、尺寸测量、结果提交四个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，这几个操作模块涵盖了数控机床操作的所有功能。在数控编程中加载了工艺设计、编程、语法检查。在机床操作中加载了机床回零、自动加工、主轴启动、试切法对刀。从工艺设计、第一次编程的正确率、加工效率、数控加工时的机床关键操作、仿真后的尺寸、程序中的切削用量、仿真完成时间等方面进行。通过尺寸测量对数控仿真的零件尺寸进行检测，测量出仿真零件的实际尺寸。将所记录的仿真数控机床的操作步骤与规范的操作步骤进行比对，判断学生对仿真机床操作的正确与否。将所测量出的实际尺寸与零件图的要求尺寸进行比较，得出结果比对。其中工艺设计通过菜单【测验/数控编程/工艺设计】实现，主要输入工艺规划的切削用量和刀具的圆角半径。语法检查，对编写的数控程序进行检查，具体包括程序的规范化、非法字符检查、词法检查、逻辑检查。在学习菜单下，加载数控编程方法、仿真机床操作方法两个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，且都有正确操作方法的视频讲解。在数控编程方法中加载了工艺设计方法、编程方法。在机床操作方法中加载了机床回零方法、自动加工方法、主轴启动方法、试切法对刀方法。

本文从教学实际出发，详细的阐述了虚与实相结合的数控仿真系统的设计应用研究，真实的操作面板与虚拟的仿真加工相结合，给数控加工技术的学习带来了重大的影响。通过这一措施可以减少训练实习成本，提高教学质量。并且将数控仿真系统分模块视频教程、自动评分系统，两者与数控仿真系统相结合，实现了学生的自学、自评，为提高数控加工技术的教学质量提供了很大的保障。在实际过程中，通过两届学生的试用实施，效果较好。

参考文献：

[1]来建良.数控加工实训[M].杭州：浙江大学出版社，2004.

对数控机床的了解范文篇2

关键词：数控机床；关键设计技术；改造方法；工业技术设备；现代制造业文献标识码：A

中图分类号：TG519文章编号：1009-2374（2016）10-0036-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.017

随着现代制造业的加工技术设备的不断发展进步，数控机床向着高精度、高稳定性、高效率、高自动化的方向不断前进。目前，高性能的数控机床在我国仍占少数，广大的数控机床仍存在很大的升级空间。因此，对数控机床的关键设计技术的研究分析，并结合这些关键设计技术总结数控机床的改造方法，意义重大。

1数控机床的结构与原理

数控技术是指利用电脑程序控制机器的一种技术方法，即按技术员事先编好的程序对机械零件进行加工的过程。所谓数控机床，就是指利用数控技术的一类机床的统称。按其控制方式的不同进行分类，可以分为三类，包括开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。目前数控机床使用的控制系统主要有法拉克、华中、广数、西门子、三菱等。可以说，数控机床是集机床、计算机、电机及运动控制、检测等技术为一体的自动化设备。其基本结构组成包括输入输出装置、数控装置、动力系统、测量装置及机床等，如图1所示：

图1数控机床的组成结构图

其中输入输出装置指程序编制及程序载体。数控装置（或称CNC装置）被称为数控机床的“主脑”，它包括硬件和软件两大部分，主要负责处理数据和指挥工作。测量装置是检测各坐标轴的实际位移量并将信息反馈给数控机床“主脑”的装置。机床即机床本体，包括主轴、进给、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、系统、冷却装置等。

综上所述，数控机床的工作原理是将所有加工相关的数据信息以数字和字符的编码方式进行记录，然后利用数控装置内的计算机对其进行一系列处理后，发出指令，命令执行机构自动控制并完成加工所需的各项动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等，从而完成工件的加工。

2数控机床的几种关键设计技术

在数控机床改造方法的探究路上，有几种关键设计技术十分重要，具体总结如下：

2.1质心驱动设计技术

质心驱动设计技术（俗称“推中心”技术）是一项由机械系统动力学理论发展而来的技术。其原理是：当驱动力作用的位置不在物体的质心位置时，就会出现一个扭转力矩，使物体发生转动或振动等不稳定的现象，若作用力一定时，力的作用位置与物体质心位置的距离越远，这个扭转力矩就会越大，物体发生转动或振动的现象就会越明显；当力作用的位置刚好在质心位置时，就不会出现扭转力矩，此时物体只会沿着导轨稳定地做直线运动。

2.2直接驱动技术

直接驱动技术是指将伺服电机直接联接或牢固在从动部件上的一种技术。根据电机的运动类型一般可以分为直线电机驱动和力矩电机驱动两大类，其中直线电机驱动的为直线运动，力矩电机驱动的为旋转运动。使用直接驱动技术的数控机床不需要一系列的机械传动系统如齿轮传动系统、皮带传动系统等，真正做到了“零传动”，真正避免了传动过程中的各种误差的产生和累加，减少了传动过程能量的损耗，提高了传动的精度和传动的效率。

2.3热平衡设计技术

热平衡设计技术是指利用热平衡定律（或称热交换定律）进行设备设计的一种技术。其基本原理是在热量交换的过程中，假设热量不会损失，在没有热和功转变的情况下，初始状态和最终状态时热量均达到平衡状态，此时高温物体的内能减少量就等于低温物体的内能增加量，用方程表示为Q放=Q吸（其中Q表示热量）。在数控机床工作时，热量的误差是其最重要的误差源，约占机床总误差的70%。因此，利用热平衡设计技术来改善数控机床的热性能，能有效提高机床的加工精度，这是数控机床的一种重要改造方法。

2.4虚拟设计技术

虚拟设计技术是一种崭新的设计技术，它是利用计算机仿真技术来虚拟真实加工制造的情况，并对此制造过程及其对产品质量的影响进行分析评估，然后对虚拟设计的机床进行调整，反复推敲并完善设计。采用这种新技术进行数控机床的设计和改造，能有效提高机床的设计和改造质量，缩短研发周期，降低研发成本，使新产品的诞生更经济、更快速。目前，这种技术在数控机床上的应用虽然在机床的结构、几何尺寸等方面的数字化建模取得了成功，但在数控机床的切削加工过程的仿真模拟效果仍未达到预期。相信随着科技的发展进步，虚拟设计技术在数控机床上的应用会更加成熟和可靠。

2.5有限元分析技术

有限元分析技术是用数学模型近似真实的物理系统而进行的模拟分析技术。具体地说，就是用若干个简单而有关联的小单元代替整体，然后对各小单元进行分析求解，最后再归纳总结，从而实现了将复杂的问题转为较简单的问题，为看似不可能解决的真实问题提供了一种有效的解决方法，其未来的发展空间很大。

3数控机床的改造方法与实例分析

结合数控机床的结构与原理，总结关键设计技术的特点，数控机床的技术改造可以从机床工作台、动力系统、机床主轴等结构上进行技术改造。具体改造方法与应用实例结果总结如下：

3.1质心驱动设计技术应用在机床工作台结构的改造分析

质心驱动设计技术的概念最早是由日本森精机提出并应用在数控机床上的，主要应用在机床的工作台结构。机床的工作台结构通常由工作台和滑台两部分组成，其中工作台的质量一般较轻且在滑台上，由滑台承受其全部重量。一般情况下，数控机床工作时，工作台在质心位置受到驱动力的作用而做横向直线运动，工作稳定；而滑台因承载工作台的重量而质心随着工作台的移动而不断变化，且滑台受单个驱动力的作用，容易出现转动或振动等使其工作不稳定。由此可见，运用质心驱动设计技术对机床工作台结构进行改造的方法是将其单个驱动方式改为两边驱动方式，即在以滑台质心为对称点的两侧，分别同时施加两个相同的驱动力，使滑台受到对称的两个驱动力同时作用，从而减少因力臂而产生的扭转力矩对机床工作台的影响，使其工作更加稳定。为了验证这个观点，日本森精机进行了大量试验，研究结果表明，这种方法不仅可以减少设备在高速运动过程中所产生的振动，还可以提高工件加工表面的质量精度等。

3.2直接驱动技术应用于机床动力系统的改造分析

随着科学技术的不断发展，直接驱动技术的发展取得明显的进步，从而大大地简化了电机与从动部件之间的传动环节，并最终实现了“零传动”。在数控机床的改造和开发设计过程中，应用直接驱动技术改造机床的动力系统，取代传统的非直接驱动系统，不仅能大大提高机床的响应速度和定位精度，还能使数控机床向高性能化发展迈进了一大步。

3.3热平衡设计结合有限元分析技术应用于主轴结构的改造分析

数控机床的主轴结构主要包括主轴、电机和轴承等，在数控机床高速运转时，其电机和轴承将产生大量热量，使整个主轴结构组件出现局部高温的现象，即出现了较大的温差，于是在热胀冷缩的影响下，机床主轴会产生局部的热变形，其轴线随变形方向而上升或下降，最终导致机床的加工精度出现不稳定的波动变化。为解决这一问题，结合上文中关于数控机床的几种关键设计技术的介绍内容，最有效的解决方法是采用热平衡设计原理结合有限元分析技术，并将其应用于数控机床的主轴结构的改造中。具体方法是利用计算机建立机床主轴的有限元分析模型，并对其进行热特性分析，同时结合热平衡原理，制定可行的解决方案，并从中选择较合理的方案措施来控制且减少主轴结构的局部升温，缩少主轴结构各部分的温差变化，使其尽量达到热平衡状态，从而减少其热变形量，提高机床加工精度的稳

定性。

3.4虚拟设计技术应用于切削机构的改造分析

目前，虚拟设计技术在数控机床的应用上，其重点和难点在于针对数控机床的切削加工过程的仿真模拟，包括切削过程中刀具和工件的几何、运动、动力（包括热）等特征的仿真。因此，需要不断提高切削加工过程的仿真度，并在不断的虚拟分析过程中，预测切削机构的加工性能，从而提高切削机构的改造质量和改造速度，最终实现机床的优化和改造。

4结语

随着高性能数控机床的不断发展壮大，现有的数控机床需要结合自身的结构和原理特点进行改造，以便其满足新时代的市场要求。因此，将关键设计技术应用于数控机床的技术改造和实践过程中，如机床工作台的质心驱动设计技术改造、机床动力系统的直接驱动技术改造、主轴结构的热平衡设计结合有限元分析技术改造和切削机构的虚拟设计技术改造等，相信持续不断的研发和实践，数控机床将向着高速、高精、高稳定性的方向发展。

参考文献

[1]杨有君.数控技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]刘强.高性能数控机床几项关键设计技术的研究应用进展[J].航空制造技术，2009，（5）.

对数控机床的了解范文篇3

关键词：数控机床数控编程数值计算基点计算加工工艺

数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化和集成化生产的技术底层平台，它是提升产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段，也是国防现代化的重要战略保证。随着机电一体化技术的发展，数控机床的使用正越来越普遍，而数控机床的使用和维护都需要专门的技术人员来进行，因而需要大批懂得数控编程和数控机床加工的工程技术人员。

数控机床教学包括数控加工过程中有关工艺分析、数值计算、基本编程功能指令等，数控编程是一门对学生科学思维要求很强的专业技术基础课，这当中数控编程特别重要，其中的数值计算牵涉到学生的数学知识，特别是基点计算，计算量大、复杂，对中等职业学校学生来说有些困难，必须要有一种简便、明了的方法才行。经过较长时间的摸索、研究，将有关常用基点计算归纳为十分简捷的数值计算方法。教学实践证明，这些方法学生能很快掌握，且计算过程迅速准确，出错率低。

基点是指各几何元素间的联结点。而直线与圆弧是构成零件轮廓的最基本的几何元素。与直线或圆相关的基点计算，包括直线与直线相交、直线与圆相交或相切、圆与圆相交或相切，以上基点计算通常均需采用联立方程求解的方法完成，而作为二次曲线的圆方程，联立求解则过程甚繁。改进的方法是，若能利用几何元素间的三角函数关系，则可避免求解联立方程。为了确定几何元素间的三角关系，学生必须先正确作图，处理过程很繁。这样就产生了以下要说明的简便计算方法，学生用计算器即可迅速完成计算。类型分别介绍如下:

类型1.直线与圆相切求切点坐标

相对于“±”符号前点坐标位置确定的。所有计算均假设水平轴为轴且向右为正，垂直轴为y轴且向上为正。后面各类型计算中，正、负号判断与此方法全同，故不再说明。

类型2.直线与圆相交求交点坐标

类型3.两圆相交求交点坐标

对于哪一点计算。

有关数值计算方面，还包括非圆曲线节点计算与列表曲线节点计算，通常只能采用计算机辅助计算完成或直接使用自动编程软件。随着数控机床的发展和信息集成的需要，从单机CAD/CAM到FMC、FMS以及CIMS，无不对数控机床起着基石的作用，特别是CAM的使用，将使数控机床的技术更上一个台阶。我们在熟悉了数控机床的单机使用后，MASTERCAM软件的使用可使我们对数控机床的应用有一个质的飞跃。

数控编程在数控机床学习中较为重点，数控编程实践性很强，除了让学生掌握一些数控编程代码(语言)外，要通过实际操作来加强感性认识。它也牵涉到其它相关专业知识，如数控机床的组成、特点、工作原理、代码、加工工艺、测量技术、编程知识及机械制图知识等。学生首先应能看懂图纸，会根据图纸分析出零件的特点及技术要求。更重要的是制定加工工艺，如果加工工艺不正确，加工出的工件误差会增大，甚至会报废，所以要注意培养学生在这方面的能力。

要重视让学生学习普通机床操作并掌握加工工艺。因为普通机床的加工是数控机床加工的基础，普通机床工艺技能的掌握对数控技术的掌握有很大的促进和帮助作用。笔者在教学实践中就深有体会：凡是普通车工技能掌握好的学生，在数控加工的编程和操作中会有明显的优势。比如在数控车床上加工螺纹，加工时一些具体的工艺问题、技术技巧问题，目前研制的数控系统还没有“考虑”得那么细致，也不可能面面俱到，这此问题可通过加工人员在编程中处理解决。加工人员在编程时，必须把自己的一些加工经验融会到加工程序中去，才能比较妥善地、合理地解决这系列的问题。如果对普通机床操科不好的学生，直接到数控机床上车削螺纹，就会因为经验不足而出现很大的问题。因此要重视传统金工的基本技能训练。过分重视数控编程操科与理论而忽视传统金工实习的做法是不科学的，将会直接影响数控加工专业学生的综合能力。

在掌握零件加工工艺后，熟悉数控编程指令的基础上，可先让学生自己制定加工步骤，然后找出几个典型，进行讨论、分析，让学生提出优点及不足，然后教师再综合这个方案的优点提出一个合理的加工步骤。这种方法效果很好，能培养学生的思维能力及分析问题、解决问题的能力。同时也能加深学生对这个工艺的正确理解。教师指导学生装夹工件，指明欲加工的内容和将要使用的刀具，用单步运行的方式逐段运行程序，可收到事半功倍的效果。

参考文献：

[1]姜家吉，严烈.MASTERCAM从入门到精通[M].北京：电子工业出版社，1993.3.

[2]廖效果，朱启述.数字控制机床.武汉：华中理工大学出版社，1992.5.

[3]王贵明.数控机床实验指导书.浙江工业大学，1997.4.

对数控机床的了解范文篇4

[关键词]：中等职业教育数控仿真系统分组学习

当前，我国现代化建设进程不断加快，数控技术的广泛应用给传统制造生产方式、产品结构和产业结构带来了深刻的变化，数控人才也成为市场的急需人才，如何又快又好的培养出即掌握数控编程技术，又熟悉数控操作的技能型人才，已成为当前中等职业教育面临的主要问题之一，运用数控加工仿真系统结合实际机床操作是解决这一问题的有效途径。

一、传统数控教学情况分析

1、数控机床成本较高、投入较大

数控机床是集高速化、高精度化、功能复合化及控制智能化为一体的机床，型号众多，操作系统种类繁杂，而且数控车床、数控加工中心价格相对普通机床要高出很多，这些设备成本高，更新快，对于一般的中等职业学校来说很难承担得起。

2、数控机床消耗较大

数控机床精度高，灵敏度高，操作过程中一旦出现失误，有可能造成机床精度降低或者报废。对于中职学校来说，学生大都是初学者，操作过程中难免出现疏忽错误，机床自动运行时，容易造成设备损坏甚至人身事故。

3、数控编程验证困难

传统的数控教学方法是，教师先讲解指令，然后学生编程，对于学生编出的程序正确与否，全凭教师批改来验证。而且学生如果要更好的学习编程，须加大练习数量，这时学习的结果未必都能得到验证，降低学生学习的积极性。

4、数控实操教师任务量大

传统数控教学是将学生分成5～6人一组，由老师带领在实训机床前，对着操作面板、按钮逐一讲解，全班若30人，教师需要讲解5～6遍，实训基地环境嘈杂，须得保证每名学生都听到讲解内容，因此教师劳动量巨大，浪费课程时间多，且并不能保证每名学生在课堂上都能亲自动手练习，教学效果大大打了折扣。

为了解决以上问题，在降低成本、改进教学方法，改善教学手段的基础上，引进数控仿真系统。

二、数控仿真系统的特点及实际应用

数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件。九十年代初，源自美国的虚拟技术是一种富有价值的工具，它可提升传统产业的层次，挖掘其潜力。虚拟现实技术在改造传统产业上的价值体现于：用于产品设计与制造，可以降低成本，避免新产品开发的风险；用于产品演示，可借多媒体效果吸引顾客、争取订单；用于培训，可用“虚拟设备”来增加员工的操作熟练程度，提高培训效率和成本。

目前，国内数控仿真系统主要有：上海宇龙、北京斐克、广州超软、南京宇航等。笔者所在的学校采用了上海宇龙软件工程有限公司的数控加工仿真系统。该系统可以实现对数控车床、数控铣床及数控加工中心加工全过程的仿真，其中包括毛坯、夹具、刀具的定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及各种加工错误检测功能。数控仿真系统具有如下特点：

1、数控仿真系统可以弥补数控设备、资金的不足

中等职业学校不能一一配备十几万甚至数十万的数控加工设备，但可以利用现有的微机室，再花几万元购置一套数控仿真系统，这样学生就可以每人一机，同样能够满足教学要求。我校利用现有的微机室又购买了一个有40个节点的数控仿真软件，可以同时满足40名学生同时上机操作，使学生很快上手，大大提高了学习效率。

2、数控仿真系统降低数控实训费用

在仿真系统上教学，没有实际的机床、刀具、材料及能源的消耗，特别是初学者，若直接在机床上操作，出现误操作是不可避免的，这样加速了昂贵机床的损耗，甚至使机床报废，也能避免学生出现安全隐患。而在学生熟悉了正确的仿真系统操作之后，再到真实的机床上操作，大大降低了操作的失误率，也降低了能耗。

3、利用数控仿真系统教学，教学效果形象生动，教学成果验证便利

比如“对刀”过程，以往教学在课堂黑板上绘图演示，学生总觉得枯燥抽象，不能理解刀具是如何运动，工件又是如何移动，如果通过仿真系统进行演示教学，刀具和工件的运动轨迹一目了然，同时学生还可以自己动手同步练习，加深了学习内容的印象，更激发了学习兴趣，真正做到理论和实践统一。

诸如以前学生对自己所编的程序正确与否只能通过教师批改作业来发现，这种方法教师检查程序需逐个程序段查阅，内容多且繁琐，一些在机床上无法通过的书写错误也不易查出，而这些问题在实际编程中是十分必要的，如果运用数控仿真系统，学生可自行运行程序进行检查，自己发现问题，自己思考解决。

再如工件坐标和机床坐标、G指令、M指令等的讲解都可以利数控仿真系统实现同步教学，使抽象内容形象化，大大提高了教学质量。

4、利用数控仿真系统教学，减少了教师工作强度，促进了师生互动交流

指导教师在讲解编程指令运用时，每讲完一个指令及其应用举例，就可以利用“红蜘蛛”教学控制软件将习题从教学机发送到学生机上，让学生自行动手练习、调试。可以采用分组学习，将学生分成5～6人一组的学习小组，每一小组调试出一个结果，完后各小组进行比较，验证最终结果正确与否，教师最终发送标准答案让其对照，并分析每小组成果正误利弊，表扬答案正确的学生，并引导学生进行下一步思索，让其思考该项目还有哪些缺点和不足，从而促进其创新能力的提高。在师生互动教学过程中，真正做到“教——学——做”一体化教学，让学生积极参与到教学活动中去，这样，学生的学习效果和处理问题的能力得到了提高。

三、运用数控仿真系统需注意的问题及应对方法

1、数控仿真系统只是加工过程的模拟，而非真实的加工现场，没有机床运行的声音及切屑的排出等，学生没有实际切削加工的感受。因此，容易忽视切削用量的选择、刀具的选用及零件的装夹等，对此教师应引起足够的重视，在教授数控仿真系统时，应强调实际操作时的注意事项。

2、数控仿真系统只能作为初级培训工具，让学生快速的熟悉数控机床操作流程及步骤，方便验证程序编写的正误，它是提高数控学习的一种辅助手段，而不能抛开实际机床的学习。因此，在教学中应合理安排仿真教学和实操教学的时间，充分发挥数控仿真系统在教学中的应用，做到仿真教学既客观又科学。

四、结语

数控仿真系统在中职数控教学理论教学中广泛应用，大大提高了学生课堂学习的兴趣，改善了教学师的教学质量，很大程度上帮助学生了解和掌握数控机床的操作过程，为学生实习操作打下了良好的基础，起到了事半功倍的效果，值得广泛推广和应用。

参考文献：

[1]上海宇龙数控仿真系统说明书

对数控机床的了解范文篇5

【关键词】数控仿真；教学；评价

数控技术应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，也是关系和体现国家综合国力水平的重要标志。目前制造业需求最大的是数据操作工，能熟练操作数控车、铣、加工中心等数控设备。数控技术是一门实践为基础的课程。但由于设备投入不足或实训师资等原因，教学还是以课堂讲授法为主，专业性没有能很好的体现出来，学生学习兴趣不高。数控仿真软件在教学中十分重要，它可以弥补数控设备的不足，中职学校虽然不能为每一个学生配备一台数控机床，但是完全有能力配备一个计算机仿真室，这样不但可以一人一机，还可以在很安全的情况下，满足了教学的需要。以下是笔者总结仿真软件在数控技术专业中的运用时期和经验。

1数控教学初期，利用仿真软件对学生进行认知教学

对于刚刚接触数控知识的学生来说，数控机床上课内容是抽象的，要想使学生能够正确认识数控设备并扎实地学习数控基本理论，必须从激发学生的学习兴趣入手。初学数控的学生没接触过数控机床，大多会认为数控设备很神秘，尤其是在讲数控设备分类及基本结构时，更是让许多学生听不懂。长期以往，学生的学习兴趣和积极性就会逐步减退，进而影响教学效果。所以开始可以利用数控仿真软件丰富的教学资源，把各种常用的数控机床展示给学生，把机床的部件逐个分解来，逐个讲解，为学生及时的解惑，帮助学生建立起对数控机床的感性认识，激发了学生学习数控的积极性。而采用数控仿真软件一边演示，一边教学，将设备各个部件形象生动的展示出来，同时学生也可以自己动手操作，在加深认识的同时。逐步打下扎实的数控知识基础。

2在数控编程中巧用数控仿真

数控机床程序的编制是很多学生学习的难点，传统的数控教学是老师在教室里面的讲授法，而编程指令全是代号和数字，对于中职学校的学生，最讨厌的就是死背、记、写。通过数控仿真软件，实现讲、练一体化教学。教师通过讲授法对指令进行讲解，然后通过数控仿真软件演示指令作用，再由学生自己操作一遍加深对该指令的学习和运用。经过反复练习和讲解，学生能很好的掌握机床程序的编制，同时减少了实际上数据机床上操作时程序的错漏。通过数控仿真软件，学生可以自主学习，提前学习，大大的提高了学生的学习主动性。

3在数车实训教学中的应用

数控仿真软件在数控教学中也起到了很重要的位置，通过仿真软件，可以实现零件的仿真切削，可以有效的弥补数控设备的不足。仿真软件可以为每个同学提供仿真机床。教师可以在一台计算机里实现不同系统的教学，提高了教学的拓展性和多样性。在仿真机床上，不论教师讲解演示，还是学生操作训练都很方便。例如在学习对刀操作这个项目上，以往的教学方法是教师先在教室讲授对刀过程，学生记录，再到机床上去上机。由于机床有限，往往是几个学生操作，一帮学生在后面看，有些调皮的学生甚至捣乱，时常有出现逃课的现象，教学的效果不理想。通过仿真软件老师可以一边演示一边讲解，学生可以直观的看到对刀的过程，演示完后学生自行练习，学生通过在仿真软件中操作加深认识。教师通过仿真软件考核学生的操作过程是否正确及规范。通过考核的学生可以上机去实际操作机床。另外，通过仿真软件，可以在仿真训练中设计出实际加工常遇到的错误，加深学生记忆。另外在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身的安全，学生尝试性进行操作，解决了学生操作真实机床时不熟悉数控系统操作面板和数控机床操作方法等问题，还能提高学生对不同数控系统不同数控机床的适应能力。

4利用仿真软件构建合理的成绩评价体系

教学评价是否合理直接影响学生学习的主动性和积极性，所以在数控教学中尽可能构建合理的评价体系。仿真教学评价系统以项目教学法理论作为指导，作为一个学期的教学内容看作由一系列连续的实训项目所组成的整体，把每个实训项目加工零件的整个过程分解为若干个环节，对每一个环节独立的评分标准，评分标准主要针对学生在学习过程中的操作规程和零件精度意识强化问题。例如，移动机床是否发生碰撞；安装刀具是否正确；安装零件时是否符合加工工艺要求；工具尺寸公差是否保证等，对个个环节进行评价。评价合理并要有一定的弹性，如一个零件的加工路线，可以有好多种方案，只要工艺恰当，能够加工出合格的零件，都要给予肯定。不仅要评价操作结果，还要评价操作的过程，对训练中学生的每一点成绩都要给予充分的鼓励和肯定。利用仿真软件的考试系统可以记录学生学习的整个操作过程，自动测量零件，从而对学生作出较全面的评价。同时可以采用评价“多元化”，从学生自评到互评，最后到教师总评。如零件加工路线的选择及优化；对某些零件图样的理解、坐标点的计算等，可以采用学生讨论的方式，在研讨中发现问题，解决问题，使学生的主动性、积极性充分调动起来。从基本知识和技能水平到学习态度、合作意识等方面都可以加入评价体系。

数控仿真软件可以贯穿到我们整个数控技术的教学当中去，有利于改进教学方法，提高教学水平。但同时要正确处理仿真与实际操作的关系，不能用仿真软件完全代替数控实习，尤其是数控加工实训。如果过分依赖仿真系统，而忽视了机床加工练习，学生是无法感受到机床加工时的真实感受的。由于数控仿真软件是在虚拟的环境下进行的，学生会在虚拟的环境中养成粗心大意，忽视操作规程和零件精度等问题。所以教师必须在操作的时间上合理安排仿真与实际加工教学。

5结束语：

合理适度地使用仿真软件可以将数控编程与实践操作很好的结合在一起，边教边学、边学边做，使学生将学习过的知识及时的用于实践当中去，能很好的激发学生的学习兴趣，提高数控教学的效果。最后，做好一名数控教师不但需要有深厚的理论功底，也要具备丰富的实践经验，企业实践可以让我们教师更快的感受和接触到数控行业前沿科技，才能更好的掌握仿真软件的运用时期和技巧，人才的培养更能与社会零接轨。希望各位老师共同探讨并且提出宝贵意见，为我国数控人才培养和发展做出更大的贡献！

参考文献：

[1]明建全.科学使用数控仿真，提高数控教学水平.西北职教3期

[2]田吉花.数控技术人才的需求状况分析.辽宁高职学报.2008年第7期

[3]王旭华.浅谈上海宇龙数控加工仿真系统在高职教学中的应用.2009年第4期

对数控机床的了解范文篇6

关键词：金属切削数控机床；操作；常见故障；注意事项

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.009

金属切削数控机床操作技术在现代加工技术中占据着重要地位，其应用广泛，应用价值高。金属切削数控机床操作技术具有高效率、高柔韧性和高精度的技术优点，凭借这些优点，使其在加工行业中占据着重要地位。金属切削数控机床操作技术是通过机床操作完成工作任务的，通过这种技术，一些较为复杂的多变的业务都可以得以完成，因此，这种技术适应了市场的需要，其发展前景远大。在加工行业中，大力发展金属切削数控机床操作技术，研究这种技术在使用中存的问题，依据我国经济发展的需要，不断进行技术创新，才能使这种技术发挥更大的作用。这里分析了金属切削数控机床操作技术在应用中存在的常见问故障，并提出了注意事项，对于这种技术的发展，对于加工行业的发展具有积极的意义。

1金属切削数控机床操作过程常见故障分析

整体上而言，金属切削数控机床操作技术经过一段时间的发展，目前，已经相对成熟。在这种技术使用过程中，发生故障的概率也在不断的减少。但在金属切削数控机床操作技术应用的过程中，在实际操作过程中依然会因为诸多方面的因素，出现一些应用故障问题。当新手或者经验不丰富的人进行金属切削数控机床作业的时候，可能会因为他们技术水平不高或者是经验不足，导致一些故障问题。另外，即使是经验丰富的操作人员如果在操作过程中不注意按照原有程序进行操作，不注意开关机系统的操作顺序的合理安排，打乱了操作程序，也会导致瞬时电流增加，导致系统内部部件的损害，从而造成故障问题，造成程序错误现象的产生。具体而言，金属切削数控机床操作过程中常见的故障问题如下：

（1）操作手法的错误。如果是新手或者是经验不足的操作者在金属切削数控机床操作过程就很可能出现紧张情绪，他们对机床的整个操作系统不是非常了解，对操作程序了解不够。在具体的生产活动中，在作业过程中，就会出现操作手法的错误问题。操作手法错误，操作就很难以进行下去，这时操作者就必须要强行操作，或者是没有任何依据的修改相关数据，导致数据混乱，数据错误。这样就很容易使机床发生故障，甚至也很容易发生一些撞车事故，这些都是因为错误的操作手法导致的故障问题。

（2）对金属切削数控机床的操作中的有些坐标系理解不准确。在金属切削数控机床操作过程中，有很多坐标系，操作者只有正确理解并使用这些坐标系，才能按照要求有效完成操作任务。但在数控机床中，有些坐标系在平时的操作中，不会经常性的用到，操作者就可能忽视这些坐标系，不对这些坐标系进行研究，一旦用上这些坐标系，就会产生操作问题，引发一些故障问题。其实不常用到的坐标系不代表在操作过程中就不需要用到这些坐标系，对坐标系的基本定义，操作者必须要理解清楚，如果理解不清，就很难保障正确的编程。不能正确编程，使用机床进行生产就会产生很多问题，导致操作难以推行下去。金属切削数控机床中的坐标系大多是生产厂家在确定机床加工运动部件的相对位置时，根据运动部件的相对位置进行设定的。这种坐标系确定之后，在操作过程中，操作者的最好不要随便改变坐标系的位置，操作者在坐标系设定的情况下，最好不要修改相关参数。作为生手，在学习金属切削数控机床操作技能的时候，就需要重点掌握如何在机床操作中让编程坐标和工件坐标保持一种的方法，就需要对机床上的所有坐标系进行认真的研究，对各个坐标系进行全面的理解。如果操作者没有完全理解机床中的各个坐标系，不能对工件坐标系和编程坐标系进行全面的认识，而是直接进行编程，就很容易导致生产事故问题，导致机械故障产生。

2金属切削数控机床操作过程中需要注意的事项

2.1操作人员要养成良好的操作习惯

操作人员在进行金属切削数控机床操作中要养成良好的操作习惯，能够严格按照操作要求步奏进行操作，要避免因为操作程序不当引发的整体机械故障问题，只有养成良好的操作习惯，按照要求进行操作才能有效避免故障问题的产生。

2.2完善相关管理制度

完善相关管理制度，对金属切削数控机床操作过程中进行严格的检查，发现操作者操作不当，要通过制度对他们进行适当的惩戒。要及时对机械进行检修保养，及时发现机械故障问题，排除故障，延长机械整个体系的使用寿命，减低生产成本。要通过完善的制度进行相关人员的管理，提升整体工作效率，同时消除安全故障问题。

2.3加强对机械的日常维修和保养工作

在机床使用中，操作人员要及时发现机械中出现的故障问题，及时对机械进行检查维修，发现问题，认真处理。同时，要加强机械的日常保养工作，定期对机械做保养，保障机械的正常运行。在机械维修和保养中，如果发现内部部件出现问题，就要进行及时的更换，通过维修和保养提升机械的加工的精美度，提升机械运行的稳定性。

2.4操作人员要不断提升自身的专业素养

操作人员不断提升自己的专业素养，才能保障自己能够严格按照操作程序，按照加工产品的规格要求，完成操作任务，才能凭着自己的专业技能，及时发现操作中存在的问题，改正问题，减少故障。

作为数控机床操作人员，一定要具有刻苦研究的精神，能够不断学习金属切削数控机床操作方面的专业知识，丰富自己的专业知识，提升自己的操作技能。要积极参与操作实践，通过实践弄清楚数控机床操作的整个流程，弄清楚各个流程的操作要领，要严格按照操作流程进行作业。另外，数控机床操作人员还需要学习编创方面的知识，掌握编程原则，要研究编程的注意事项，能够严格按照编程要求进行操作。在整个学习实践的过程中，操作人员都需要多思考，多实践，多探索，这样，才能不断提升自己的专业素养，才能熟练地进行机床操作，保障安全生产，消除故障问题。

参考文献：

[1]张啸宇.数控机床的误差与效率[J].创新科技.

对数控机床的了解范文

关键词：软限位超程；故障分析；故障排除

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）0310141－01

0引言

经济性数控机床是采用由单片机和步进电机组成的数控系统的机床，由于其价格低，适应性好，常应用于教学和普通机床的数控改造。但在其使用过程中不可避免的存在一些故障，其中我校教学中使用的JD-6140经济性数控机床在教学及实训加工过程中，又以软限位超程的问题较为常见。下面主要就其软限位超程的故障谈一谈其分析和排除的方法。

为了保障数控机床的安全运行，机床的直线轴通常都设置软限位（参数设定限位）和硬限位（行程开关限位）两道保护“防线”。坐标轴通常发生“限位报警”，这一故障时机床常见故障之一。因此，数控机床上都具备超程检测及报警装置，它是数控机床上为了保证加工安全的必备装置。无论哪一种类型的检测装置，要使其正常工作，均涉及到机械、电气、控制系统等多方面的稳定、可靠工作。一旦出现超程报警，则可能是机械方面的原因，也可能是电气、检测方面的原因。因此，应仔细检查机床，根据不同的故障现象，迅速准确确定故障点，方能及时解除。

当进给运动超过由软件设定的软限位或有限位开关设定的硬限位时，就会发生超程报警，一般会在CRT上显示报警内容。对于经济性数控机床，出现急停报警的原因一般为两个：因安全问题，人为按压“急停”按钮；超程引起的急停。对于半闭环或闭环数控机床，产生急停报警的原因还有其它因素，如伺服驱动系统出现故障产生的飞车急停等。这里主要讨论经济性数控机床的急停报警处理，可按下述进行。

1）因安全原因，人为按压“急停”按钮后，要解除急停报警，则要顺着“急停”按钮箭头指示的方向转抬，即可解除。

2）超程引起的急停，一般有急停报警显示在CRT上，且“超程”指示灯亮，为进给轴超程引起。超程有两种：一种是硬超程，另一种是软超程。

对于硬超程，则表示行程开关碰到了超程位置处的行程挡块。解除硬超程，需在点动工作方式下，按住“超程解除”键不放，再按超程的反方向进给键，使工作台（铣床）或刀架（车床）向超程的反方向移动，直至“超程”指示灯灭为止。

对于软超程，是指进给轴实际位置超出了机床参数中设定的进给轴极限位置。现在数控机床的结构、尺寸、系统等种类繁多，限位装置的结构、尺寸、元器件类型也是多种多样，但出现软超程故障的原因大多相近，也可以参照此法进行分析和排除。

例1：JD-6140型经济性数控机床Z轴联轴节脱落导致发生软限位超程报警。

我校学生实训加工过程中，JD-6140型经济性数控机床出现Z轴正向软限位超程报警报警，但是机床实际并不处在超程位置。

例2：由于编码器的内部有油污，没有及时清理更换，导致机床在冷开起得状态下，编码器的灵敏度不够，出现错误超程报警。

JD-6140型经济性数控机床每天早上开机后，FANUC0M系统的Y轴回零总是超程报警，修改软限位到9999999后再回零，机床恢复正常。再把软限位改回500，每天都是必须如此重复，方能正常开机工作。

1故障分析

对于数控机床出现软超程报警一般要从以下两种情况进行分析：1）机床已正常完成返回参考点动作，机床在加工或移动时坐标位置确实超出预先设定的极限值。这时需要向和超程反方向移动机床至限位值内即可解除报警；还有一些机床当发生该报警时切断伺服导致急停，就需要将超程坐标的软限位极限的设定值适当放大来解除报警后再反方向移动机床至正常位置。2）发生报警的坐标轴并未处于超程位置，这时有两种情况：机床未完成返回参考点动作或由于其他原因导致机床未正确完成返回参考点动作（这时虽然机床已经显示回零但位置并不正确）而导致发生超程报警。第一种情况下通常会伴随返回参考点失败报警提示。这时首先要通过参数将出现报警的坐标软限位值放大至无穷大（通常设定为999999999）后完成返回参考点动作使机床正确建立坐标原点后报警就可解除。而对于第二种情况就要检查零点检测挡块是否存在松动导致位置窜动或回零开关信号受到干扰发生误动作使得机床回零时发生错误，建立了不正确的坐标原点。或者是编码器的内部有油污，没有及时清理更换，导致机床在冷开起得状态下，编码器的灵敏度不够，出现错误超程报警。

2故障排除

该机床发生软限位超程报警时会切断整个伺服，所以首先要将软限位设定极限参数值放大至无穷大后反向移动机床来确保机床Z轴所处位置在正常加工范围内。当确认机床Z轴所处位置后恢复限位参数时发现机床仍旧报警。这种情况下应该考虑是由于机床在上次断电时错误建立了坐标原点，机床坐标记忆位置超出导致报警。重新放大参数后来完成机床返回床参考点动作，这时发现机床操作面板上显示数值发生变化而机床Z轴实际位置并未发生改变，无法完成回零动作。该机床系半闭环控制系统，采用电机同轴的脉冲编码器作为位置检测。出现这种情况而机床却未发生位置超差报警说明机床伺服及驱动电机正常，而机械传动部分没有动作，应当是电机与丝杠连接处脱开，判断联轴节存在问题。检查电机与丝杠的连接发现果然是联轴节损坏，更换联轴节后再次回零后恢复限位参数后机床交付。

需要注意的是对于早期的数控系统如FANUC7M，由于机床软限位参数只有6位，即使将其设定为999999仍旧不能超过机床发生超程时的记忆位置而导致不能解除报警。这时可在开机时按住CANCER和P键，首先解除超程报警后建立正确参考点。

还有一种解除软超程的常用方法，从数控系统基本功能菜单开始，按F3（参数）F3（输入权限）选“数控厂家”菜单项输入密码“×××”（为数控厂家给定用户的密码）F1（参数索引）轴*（*为软超程的轴序号，如“1”、“2”或“3”）*向软极限位置（*为软超程的正极限位置或负极限位置方向，如“+x”、或“-x”等）输入值×1000（输入值的绝对值比原来值要小）按两次F10，选“保存退出”菜单项Alt-X（退出数控系统）E，回车（从内存中退出）n，回车（重新启动数控系统），即可解除软超程。

软限位报警虽然是比较简单的一类报警，但在处理报警时要有的放矢，特别是采用FANUC数控系统的机床，排故时要清楚系统能采用何种回零方式，同时要放宽排故思路。

对数控机床的了解范文

关键词：数控机床操作实训机械制造专业技工院校教学改革

技工院校要在职业教育大潮生存与发展，迫切需要在专业和课程等各方面积极推动改革。笔者以数控机床操作实训课程为例，谈谈有关推动教学改革的实践经验。

一、数控机床操作实训课程改革的关键问题与特点

数控机床操作实训是机械制造专业的一门必修课程，是机械制造专业学生必须要掌握的技能。通过数控机床操作实训，让学生亲身体验到机械产品是如何从毛坯制作加工成零件，最后把零件加工成产品。同时，通过数控机床操作实训，更有助于理论知识具体化和形象化。

1.数控机床操作实训课程的特点

通过数控机床操作实训课程教学，有助于提高学生的创造能力，分析问题与解决问题的能力，从而全面提高学生素质。数控机床操作实训有助于提高学生动手能力，培养企业生产需要的技术人员，为此，数控机床操作实训课程教学要以企业需求为原则，着力提高学生核心职业技能。数控机床操作实训课程不仅要提高学生的职业技能，更应该着力培养学生的职业道德与职业理想，从而提高学生的综合素质，使学生能够更好地服务企业和社会。

2.数控机床操作实训课程改革的关键问题

提高数控机床操作实训课程教学质量的关键问题在于时间充足、内容实用、人员配置合理、考核方法科学有效、实训教学与生产过程紧密相连，这些也是数控机床操作实训课程改革要着重解决的问题。

3.传统数控机床操作实训课程教学方式与特点

传统数控机床操作实训课程教学的过程为：首先教师要讲解理论，然后让学生现场操作、教师在现场辅导，最后对数控机床操作实训进行考核与综合测评。传统数控机床操作实训教学更多体现为理论课程延续，其特点表现为操作内容过于简单，导致学生对实训兴趣性不高，实训效果不理想。正是基于这些因素，非常有必要推进数控机床操作实训课程改革。

二、数控机床操作实训课程改革思路与内容

1.数控机床操作实训课程改革思路

这种改革思路是在保留传统数控机床操作实训教学优点的基础上加大对实训内容的开发，加大对数控机床操作实训课程教学内容和教学方式改革，拓展数控机床操作实训课程的实训内容，使实训教学方式多样化，不断提高实训效果。数控机床操作实训课程改革最终要实现操作企业化、实训标准专业化、实训项目产品化、实训内容多样化。

2.数控机床操作实训课程改革内容

数控机床操作实训项目控制标准：工具、量具与设备维护参照企业标准，设备的安置要符合企业标准。操作环境及方式可以参照国家职业技能鉴定的训练内容和考核标准制定实训内容。为了使数控机床操作实训内容多样化，可以从增加项目加工工序的种类、增加设备工具的使用内容入手。

3.数控机床操作实训课程改革定位

数控机床操作实训课程改革定位为数控铣、加工中心机床使用，数控电加工机床应用，CAD/CAM应用。

4.数控机床操作实训课程改革教学内容选择

数控机床操作实训课程着重选择的学习领域包括数控铣床操作、凸模零件加工工艺分析与编程加工、凹模零件加工工艺分析与编程加工、模具零件孔加工、模具零件中非圆二次曲线加工、数控电火线切割机床操作加工、数控电火花脉冲机床操作加工等。

5.数控机床操作实训课程改革教学实施技术要求

课程改革教学实施技术要求包括设备使用、手工操作、具量使用以及技术测量等方面，设备使用要求规范、操作流程正确，手工操作方法要求规范、零件程序编写正确、零件公差尺寸控制合格，具量使用方法正确，技术测量数据准确、误差控制在合理范围。

6.实训课程改革教学效果

数控机床操作实训课程改革着重于教学内容和教学方式，能够有效提升技校生实训技能和实训兴趣，培养学生独立思考与解决问题的能力，使学生养成吃苦耐劳的精神，形成安全第一、质量第一和文明生产的良好习惯，为后续专业学习奠定良好的基础。

三、改革方向

拓展实训项目，使实训内容多样化，多利用现代化教学手段与教学模式，让学生了解现代机械加工发展方向，多让学生了解到现代机械加工方法与操作要领。

参考文献：

[1]郑颂波.中职数控车工操作实训教学改革的思考[J].中小企业管理与科技,2014(1).

[2]王伟中,楼建勇.数控机床编程与操作实训课程教学研究与实践[J].职业,2008(29).

对数控机床的了解范文1篇9

【关键词】数控;仿真系统;实践教学

1.前言

全球知识经济的发展,使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科,数控加工技术应运而生,这对传统意义上的金工实习教学提出了更高的新要求。要投入大量的经费来购置价格较贵的数控机床,显然存在一定的难度。我院也是如此,存在实习人数多、时间短等问题,这就使有限的数控机床无法满足学生的实习需求。但是由于我们在实习教学中大量采用了数控模拟加工仿真软件,即在计算机上学习工件的编程和模拟加工过程,在学生熟悉了模拟机床的基本操作方法和加工过程后再学习操作实际的数控机床,不仅大大降低了教学成本,也保证了实习中的数控设备的安全,并且取得了较好的实习效果。

2.数控加工仿真系统的选用

数控加工仿真系统的软件形式很多,有的是数控机床本身自带的仿真系统,但这种数控机床的仿真系统只限于单人操作,在教学中局限性较大,不适用于教师教学和学生训练;还有一些CAD/CAM软件也可以做到计算机模拟仿真功能,可以模拟刀具路线实现最终产品的生成,但是这些软件不适合于手工编程,不能对学生进行对刀训练和操作面板的应用训练。我们学院选用了由广州超软科技有限公司所开发的数控加工仿真系统的教学软件,该软件兼容于大多数国内机床面板,具有CNC控制器仿真、加工仿真、加工校验等多种功能,完全可以满足学生仿真实习需求。

3.数控加工仿真系统的应用

由于是实习教学,一般都是机械类专业低年级的学生,他们大多数没有接触过数控机床的实际操作,对机械加工概念理解比较模糊,所以我们在完成理论教学以后可以先进行仿真教学。

3.1数控系统面板的操作练习

仿真系统的面板接近于真实机床,并可以实现机床所有的功能,利用仿真系统教师可以对机床面板进行系统讲解并现场演示。由于计算机仿真系统的使用,学生可以做到人手一台机床,便于学生熟悉各按键、旋钮的功能与使用方法。

3.2手工编程练习

在熟悉机床面板以后可以进行程序输入,程序调用练习,在加载NC文件的同时,系统自动对程序进行语法检查,以避免错误的产生。

3.3加工工艺的练习

数控机床加工工艺规程与传统加工的工艺规程从总体上说是一致的,但又有其特点:数控加工的工艺内容比普通加工的内容复杂,在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,比如工序内的工步安排,对刀点、换刀点的设置,刀具半径及长度补偿的设置及走刀路线的确定问题,在数控加工工艺时需认真考虑。一般来说数控加工工艺包括:

(1)选料。利用选料系统可以选择不同的材料,不同形状的毛坯,以适应不同零件加工的需求。

(2)装夹。(夹具的选择)数控仿真提供了直接装夹、工艺扳装夹、平口钳装夹三种方法,学生可以根据加工需要自由选择,并可以比较不同夹具在装夹中的不同用途。

(3)刀具的选择。学生可以在刀具库中选择不同类型、不同大小的刀具并且可以自定义刀具的相关特性参数。通过对刀具图形的显示可以使学生对数控刀具的外形、使用方法有一个大致的了解。如图1。

(4)基准对刀。利用了寻边器进行工件对刀设置并建立工件坐标系。如图2。

(5)自动加工过程。最后进行机床回原点,程序自动加工。在加工过程中学生不仅可以最直观地感受到加工过程还可以对程序中的错误进行校验,而且通过程序的校验一修改一校验这一过程加深对指令的理解。

3.4加工检验

加工完毕后生成截面图,检验工件的坐标和各种尺寸,便于教师检查学生的练习与实训效果。

3.5宏程序的应用

现在很多仿真软件都带有宏程序/参数编程的功能,对于高校学生来说宏编程简单、实用、趣味性强,在编程中可以将数学公式、微分方程等有关知识结合到程序中,利用基本计算方法解决加工中的实际问题。宏编程干变万化,掌握它的关键就在于抓住图形轮廓规律,灵活地运用好变量,结合数学知识。学好宏程序可以开拓学生的思维空间,提高学生的数控编程技巧。

通过上述一系列练习,可以使学生基本掌握机床的使用方法、加工工艺流程,培养学生独立分析零件的机加工工艺并具有编制程序的初步技能和独立操作多种典型数控机床的能力。由于仿真系统的直观性、真实性可以使学生在学习的过程中产生乐趣,激发他们对实习的兴趣,同时学生也可以验证自己编写的程序。如果没有仿真软件而依靠老师检查,老师工作量大,而且学生很难理解自己出错的原因,下次还会出现同样的错误。更重要的是,由于有了仿真这一环节可以将实践加工过程中出错及事故发生串降低到最小程度。

4.仿真系统的局限性

数控加工仿真系统只是加工过程的模拟并非真实加工过程,它不考虑切削参数、切削力及其他物理因素,比如刀具振动、切削热、机床精度等对加工的影响,它无法代替学生在真实切削加工中的实际感受,尤其是切削用量的选择,无法进行控制,只能对切削深度过大时加以限制。因此,学生在应用数控加工仿真系统进行编程与操作训练时,往往容易忽视切削用量的选择、数控刀具的选用、零件的装夹方法,而这些程序一旦应用在实际中便可能出现打刀或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。仿真的长期使用,还可能使学生对安全性产生忽视心理。

5.仿真系统的扩展

我们现在所使用的仿真以几何仿真居多,随着计算机虚拟技术的发展,物理仿真的概念逐渐被提了出来。物理仿真可以在机床几何运动的同时,通过切削的动力学特征反映切削用量、切削温度、切削力等对加工过程的影响,最后可以通过视觉、听觉反映到刀具、工件上,如刀具磨损、工件粗糙度的变化、加工声音的异常等。这样的仿真系统使加工过程更加真实,便于学生对加工过程进行控制,从而掌握更多的加工细节。

6.结束语

在实习教学中使用仿真系统提高了学生对课程的学习兴趣,可以让学生充分感受到理论教学所没有的真实感,可以把在理论课堂上抽象的概念转化为机床具体的动作,也可以节省学生占用数控机床的时间,解决了人多机床少的问题。但是现在由于仿真还存在很多局限性,所以还是不能完全替代机床操作实践。我们期待随着计算机模拟技术的发展可以使仿真更多的应用到教学中来。

参考文献

对数控机床的了解范文篇10

在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(04专项)的推动下，我国高档数控机床近几年得到快速发展，航空航天、船舶等高端制造业作为用户企业，在促进我国高档数控机床发展中发挥的重要作用也得到业内专家的广泛认可，紧密结合用户企业的未来需求成为我国高档数控机床产业化及批量应用的重要保障。

制造业是推动经济发展的发动机，而数控机床作为现代制造业的关键核心装备，其发展一直受到国家和相关行业的高度关注。近些年随着我国经济社会的快速发展，我国机床行业有了长足的进步，产业规模、产品质量和系列规格都有了很大提升，而国民经济发展中急需的高档数控机床过度依赖进口的局面已有所改善[1]。

受累于低迷的世界经济形势，我国机床行业从2011年下半年进入下行状态[2，3]，在国产数控机床行业总产值及利润纷纷下滑的情况下，高档数控机床的需求却稳步上升[2，3]，成为我国机床行业当前发展的一大亮点，高档数控机床也成为我国机床行业推进产业结构调整、实现转型升级的重要着力点。在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(04专项)的推动下，我国高档数控机床近几年得到快速发展，航空航天、船舶等高端制造业作为用户企业，其在促进我国高档数控机床发展中发挥的重要作用也得到业内专家的广泛认可，紧密结合用户企业的未来需求成为我国高档数控机床产业化及批量应用的重要保障。

我国数控机床行业的发展现状

经过多年发展，我国数控机床行业的产业规模、产品类型及应用领域等都有了长足进步，而在04专项的支持下，通过数控机床制造企业及机床用户企业的共同努力，我国的高档数控机床也有了较大发展，已在我国航空航天、船舶、汽车、发电等高端制造业得到初步应用。

我国机床行业近年来产业规模大幅增加。“十一五”期间，金切机床行业工业总产值年平均增长率达23.6%，2010年达1306亿元人民币，并在2011年达到1542.9亿元人民币的历史最高点，其中数控机床的发展速度更快，数控机床产量占金切机床总产量的比重由2005年的13.2%提高到2010年的29.6%，国产数控机床产值市场占有率也在2010年达到56.7%[1]。

在高档数控机床方面，随着04专项的深入实施，一大批数控机床关键制造技术得到突破，多种构型的国产五轴联动及复合加工机床实现了在用户生产现场的小批量应用，广泛用于飞机结构件、大型水轮机叶片等多种复杂零件的加工，加工材料涵盖了铝合金、钛合金、不锈钢、复合材料等。以国产高档数控机床在中航工业成飞公司的应用为例，成飞公司现装备6台国产五轴联动数控机床，故障率比国外同型机床稍高，但已基本满足飞机结构件批量加工。

五坐标数控龙门机床方面，济南二机床集团有限公司的XKV27系列龙门移动式五轴联动镗铣床(图1)，配备大扭矩机械式A/C双摆角数控万能铣头，工作台面宽度可达5m，长度可达40m，已在鞍钢重型机械有限责任公司、上海航天设备制造总厂应用。中航工业北京航空制造工程研究所的G52560ABJ五坐标数控龙门铣床配备A/B摆角式机械主轴头，适用于钛合金、合金钢等复杂飞机结构件加工，目前已在中航工业成飞等多家飞机制造企业应用。

五坐标立式加工中心方面，以沈阳中捷的VMC25100U(图2)、中航工业北京航空制造工程研究所的V51030ABJ为代表的国产五坐标立式低速加工中心(A/B摆角)已在中航工业成飞用于飞机钛合金零件加工，除部分指标及整机可靠性略低外，这两款机床的零件加工能力与Rambaudi公司的1201机床接近，基本满足钛合金航空结构件的五轴加工需求。

五坐标桥式机床方面，中航工业北京航空制造工程研究所的B52580E桥式五坐标高速数控龙门铣床工作台尺寸为2.5m×8m，主轴转速达到24000r/min，已有多台在我国航空制造企业应用。济南二机床集团有限公司的XHSV25系列机床配备大功率、高转速双摆角数控万能铣头，工作台面最大宽度可达5m，长度最大可达30m，已在航天二院二八三厂应用。车铣复合机床方面，北一机床的XKA28105X300超重型数控龙门车铣复合机床已在哈尔滨汽轮机有限公司投入使用。

数控系统方面，中高档数控系统的开发和生产取得明显进展，部分国产数控系统已配套五轴联动数控机床。04专项通过设立国产数控系统成套装置研制课题，已初步解决了高档数控系统的多通道、多轴联动、绕刀具中心旋转、静态误差补偿等技术难题，开发了与数控系统配套的伺服驱动及电机等硬件，形成了系列化产品。典型如华中8型、广数GSK25i、沈阳高精GJ400数控系统等，上述数控系统已配套多台04专项支持的中高档数控机床，部分已投入实际现场应用。

数控机床功能部件方面，形成了一批具有自主知识产权的功能部件，部分性能指标已接近国际先进水平。在04专项支持下，国产功能部件已突破高速主轴、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、数控转台、刀库与机械手、A/C双摆角数控铣头等研制。尤其是作为五轴联动数控机床关键功能部件的双摆角铣头，如济南第二机床集团研发的A/C双摆角数控万能铣头(图3)，可配备机械主轴和电主轴，其中机械主轴扭矩达2200N·m，转速1600r/min，电主轴扭矩73.8N·m，转速24000r/min，这两类铣头已配备多种构型的数控机床。

国产高档数控机床发展需解决的主要问题

我国数控机床行业已基本解决高端产品的有无问题，但产业结构、产品结构与市场需求的矛盾尚未得到有效缓解，仍面临主机大而不强，高档数控系统和关键功能部件发展滞后，技术服务能力不足等问题。

国内机床行业近几年的快速发展以中低端产品的产能扩充为主，高档数控机床的研发投入不足，导致我国机床行业存在主机大而不强的问题，这也是近两年受全球金融危机影响，我国大部分机床企业产值、利润不断下滑的主要原因。推进高档数控机床的产业化，提高国产高档数控机床在国家重点行业的占有率，是我国机床行业摆脱当前困境，实现产业结构调整及转型升级的关键，为此，我国机床企业在发展高档数控机床的过程中需解决以下问题：

(1)国产高档数控机床可靠性和性能稳定性较差。目前已投入实际生产应用的国产高档数控机床一般采用国外进口的数控系统和关键功能部件，在加工性能方面与进口机床没有太大差距，但机床辅助部件故障率较高，直接推高了整机的故障率。此外，由于部件装配和调试技术水平不足，国产机床的精度、动态特性等比国外机床稍差，且上述性能在应用过程中的下降速度要高于国外机床。

(2)国产高档数控系统及关键功能部件等主机配套产品还有待加强。近年来，国内数控系统厂以西门子、法拉克等国外高档数控系统为对标，在多轴联动加工、绕刀具中心旋转(RTCP)、误差补偿等方面进行了大量的功能开发，但仍与国外高档数控系统存在差距，体现为机床的加工精度无法满足要求。功能部件方面，以高速主轴、A/C双摆角数控铣头为代表的关键功能部件已实现研发突破，但仍停留在小批生产阶段，还缺乏在生产现场的批量应用。

(3)针对用户加工工艺需求的技术服务能力不足。国外数控机床企业很早就针对用户的具体加工对象，提供包括机床、典型工艺方案及切削参数等在内的一揽子解决方案，由于用户采购高档数控机床一般针对实际零件加工需求，这种围绕产品加工需求的全套解决方案受到用户的普遍欢迎，这也是国外高档数控机床在国内热销的重要原因。目前，国内机床企业由于缺乏对用户产品加工工艺的了解，目前还无法提供全套解决方案，提供的技术服务也只针对机床本身，影响了国产机床在用户现场的应用效果。

航空制造业未来发展对国产高档数控机床的需求

高档数控机床的发展往往由被加工对象的加工工艺及用户生产需求拉动，飞机结构件作为飞机的主承力部件，具有形状复杂、加工精度要求高、材料利用率低等特点，需要五轴联动加工，一直是高档数控机床研制和应用的主要落地对象。随着现代飞机性能的不断提升，飞机零件正朝着整体化、大型化、复杂化、高精度、新材料大量应用等方向发展，同时，数字化制造技术在航空制造企业应用逐步深入，产品加工需求及用户企业的技术发展对数控机床提出了新需求：

(1)大型高精度数控机床及五轴联动卧式加工机床。当前，部分大型飞机结构件的长度已接近20m，零件表面精度达到Ra1.6，促使加工设备向着大型化、高精度方向发展。德国DST公司的FOGS系列高精度五坐标数控龙门铣床，基于西门子840Dsl系统开发了用于机床空间误差的自动检测及补偿的KMS(KinematicManagementSystem)系统，并对机床工作区域恒温控制，使机床在2.5m×9m×1.5m的工作空间内定位精度达到1.6μm/m3。此外，飞机结构件加工的材料去除率达95%以上，立式加工时，高速切削产生的大量切屑极易堆积在零件表面，造成零件的二次切削，影响零件加工质量，卧式机床以其排屑性好、具备FMC(柔性制造单元)功能等特点，在飞机结构件加工中的应用已越来越多，未来飞机结构件加工中卧式机床所占的比例将进一步提高。

(2)钛合金高效及复合材料加工机床。目前，钛合金和以碳纤维为代表的复合材料在现代飞机中所占的比例大幅提高，如A350、波音787的复合材料比例已经超过50%。在铝合金高速加工已基本解决的情况下，钛合金、复合材料加工将成为未来航空制造企业的主要任务。由于切削性能差，钛合金的切削效率一直很低，如何实现钛合金的高效加工是当前航空制造企业面临的一大难题，需要在高效加工设备、刀具、工艺方案等多方面入手，而高效加工设备是基础。复合材料加工主要需解决污染问题，与金属材料不同，复合材料(如碳纤维、蜂窝等)在高速切削时会产生大量粉尘，对人体及机床造成伤害，因此，航空制造企业适于复合材料加工、防护性能良好的数控加工设备有着迫切的需求。

(3)自动化生产系统以及满足数字化制造需求的设备新功能。为提高生产效率、降低零件加工质量风险，包含运输、加工、清洗、烘干及测量等功能的自动化生产系统已出现。目前国外航空制造企业已大量应用柔性生产线，国外部分航空制造企业在碳纤维蒙皮加工中已采用集成传输、加工、清洗、烘干及测量等功能于一体的自动化生产系统，大幅提高了零件加工效率，保证了零件加工质量。此外，数字化制造需要实时监控机床状态，从机床实时采集零件加工及机床状态数据，这要求机床具备刀具自动测量、状态自动监控、零件在线测量等功能，并可与用户企业网络互联互通。

上述目标的实现都离不开机床企业和用户企业的密切合作，需要继续坚持04专项提倡的“产学研用”研发模式，尤其是示范应用的方式(图4)。通过梳理专项前期重点成果，根据市场需求集中力量在重点用户建立“应用示范基地”，充分发挥用户的数控加工工艺技术优势以及设备应用经验，弥补我国机床企业在这些方面的不足，以在用户实际生产现场“应用”的方式验证并开发适应于用户需求的新功能，最终达到完善专项成果，推进国产高档数控机床在国家重点行业批量应用，提高国产高档数控机床市场占有率的目的。

对数控机床的了解范文1篇11

【关键词】数控；教改；仿真

0前言

数控技术也叫计算机数控技术（ComputerizedNumericalControl简称：CNC），它是用计算机按事先存贮的控制程序来实现对机械零件自动化。随着我国经济、科学技术的发展，以及《中国制造2025》和工业4.0标准的制定，我国机械制造业正逐步由加工组装基地向加工自动化蜕变。数控加工技术以及高效、可靠、高速、高精度以及自动化等特点，备受制造业企业的亲睐[1]。

《数控车床》是本科院校机械类专业的一门专业必修实训课程，它把理论知识与实践应用相结合，涉及到金属工艺学、机械制造、机械制图、AutoCAD等多学科专业知识，以培养学生动手能力为目标，致力于培养满足市场需求的数控应用型、技能型人才[2]。

本文结合机械类专业学生《数控车床》实训课程教学经验以及企业用人的实际情况，对《数控车床》实训教学经验进行分析和探讨，总结了《数控车床》实训课程的特点，提出了相应措施和解决方案，从而使学生能够扎实掌握数控车床操作技能，满足企业生产实际需求。

1数控加工课程的体系定位

当前，我国本科院校机械类专业的基本培养目标是面向科学技术发展及社会主义现代化建设需要，培养具备信息技术、自动化技术方面的基础理论、应用方法与专业技能，在设计制造行业的生产和研究一线从事机电产品设计制造、机电系统研究开发、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级工程研究型及工程应用型人才。这就要求机械类专业的毕业生不但具有有较高文化素养、创新意识以及职业道德，而且具有全面的专业知识、扎实的基本功与实践操作能力。《数控车床》实训教学大纲要求学生能熟练掌握数控加工编程与数控加工工艺，熟练操作设备。企业要求数控专业人才更应具备零件与图纸的辨识与设计能力，能书写复杂的各类复杂的数控加工文件。同时，应具有较强的实践操作能力，会合理利用新型刀、夹具、量具并结合CAD/CAM技术进行一般零件的制造，能独自操作机床，掌握数控机床的维修与养护。另外，作为现代化人才，应实时跟进数控加工技术发展，终身学习以适应职业发展的要求。

2数控仿真软件的概括

计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生“一人一机”的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥不可替代作用。当前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、上海宇龙等数控加工仿真软件。这些软件一般都具有数控加工过程的三维显示和模拟真实机床的仿真操作[3]。

3当前数控加工课程的现状

《数控车床》实训课程以数控车床为研究对象，内容包括数控技术的理论基础、实践操作等方面。《数控车床》集多学科技术于一身，包括机、电、液、控制、自动化等多个领域，在机械制造、自动控制、微电子技术以及计算机等方面应用非常广泛。

3.1课程实践性强

《数控车床》实训课程与生产实际紧密联系，以培养学生的动手操作能力为主要目标，学生首先要系统、全面地掌握相关理论知识，然后经过实际动手训练，才能具备一定的实践操作能力。在教学过程中，实训指导教师要不断对教学理论、教学方法进行研究，不断改进和优化教学中存在的问题，实训才能取理想的效果

3.2数控车床数量不足

随着国内经济的高速发展，学习先进制造设备的学生越来越多，本校现有数控车床4台，然而购买一台数控车床设备要花几万、十几万、甚至几十万，现有仪器设备无法同时保证《数控车床》实训课程的正常秩序。

3.3危险性大

《数控车床》实训课程对于没有受过专业技能培训的初学者来说，从理论学习到实际操作，学生要经历从心理到肢体的适应阶段，无形当中在学生的心理压力。另外，由于车床结构及操作的复杂性给学生熟练操作数控机床增加了难度，加之机床高速旋转零件多等因素，有很大的危险性。

4运用数控仿真软件的教学成果

4.1降低设备成本，实现“一人一机”教学模式。

数控仿真软件是一种以计算机为中心的模拟数控机床操作的软件。随着计算机的普及，价格也越来越便宜，一台数控车床价格可以购买多台计算机，有效的降低了设备成本。数控仿真软件是属于一次性投入的教学设备，没有类似于数控机床设备的后期维修、保养等费用，有效的减少了学校教育成本的后期投入。在传统的数控教学方式中由于数控设备有限，通常是一台数控机床由几名学生一起操作。这种教学方式不利于学生对知识的理解及掌握。采用数控仿真软件教学后，每一位学生操作一台计算机，有助于学生独立的思考问题、解决问题，提高了学生动手、动脑的能力。

4.2降低耗材损耗，有效“节能减排”

《数控车床》是一门实践操作性强的实训课，要求学生有较强的实践动手能力，因此学生在学习的过程中必然消耗大量的实验耗材。刚开始学习，由于学生对知识掌握不牢靠、经验不足等原因，增加了消耗实践耗材量，更有可能出现撞刀，对机床也造成了一定的损坏，并且相应的也增加了老师的工作量和学生的学习时间。采用数控仿真软件教学后，学生可以利用软件进行编程、对刀、模拟、仿真等操作。在实习操作前预先进行模拟操作，有效的减小错误、防止失误，减少实践耗材的消耗，同时也增加了学生学习的自信心。

5总结

数控仿真软件学习是依靠计算机普及发展而诞生的新思路，是理论与实践相结合的一种教学模式，是对传统教学模式的改革。教师在教学过程中，应当注意切勿脱离实际教学，学生在学习的过程中应当注重实践。将数控仿真软件融入到数控教学中，降低教学成本，提高了办学质量，适应了新时代的发展，增强学校的综合竞争力。

【参考文献】

[1]盛雪华，张玲，盛君.《数控加工编程》课程知识结构分析[J].职业教育研究，2012（7）：85-86.

对数控机床的了解范文篇12

关键词数控维修3W教学法教学研究

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/ki.kjdks.2015.08.052

ResearchontheThree-WayTeachingforNCMachineMaintenance

FANKaiguo

（SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093）

AbstractInordertoadaptthedevelopmentoftheNCtechnologyandtherequirementsofenterprisesforadvancedNCtalents，athree-Wayteachingmethod（3Wmethod）forNCmachinemaintenanceisproposedinthispaper.Theintensionandextensionaswellastheconcreteimplementationprocessof3Wteachingmethodareelaboratedinthispaper.The3Wteachingmethodchangesthetraditionalteachingmodedrastically;andthestudents'abilitiesofidentifying，analyzing，andsolvingproblemscanbefullytrained.

KeywordsNCMachineMaintenance;3WTeachingmethod;teachingresearch

随着我国国民经济迅速发展和国防建设的必要强化，国家装备制造业对数控机床这种基础性、战略性生产制造手段提出了急迫且大量的需求。2014年我国机床数控化率由2004年的27%提升至54.7%，在大型制造业密集地区，这一比率相对更高。但是，国内在数控设备的维护管理上基本沿用普通设备的管理模式，高水平维修人才更是长期匮乏，造成数控设备完好率低。

因此，数控设备的维护维修人员是目前企业急需的数控人才。高等学校作为输送数控人才的教育基地，肩负着培养高素质、高质量、高技术数控人才的重要使命。为满足企业对高技术数控人才的需求，提高数控教学质量，各院校大力推行数控实践教学，①②③以提高毕业生的实际动手能力;并且对课程结构进行优化设置，④以适应当前数控技术的不断发展。为培养高技术数控人才，本文提出数控维修技术的三向教学法（3W教学法：Three-WayTeachingMethods）。

1数控维修技术3W教学法内涵及外延

1.1数控维修技术3W教学法的内涵

数控维修技术3W教学法的内涵是指：组成数控维修教学的数控机床、教师、学生三者即为教学主体，同时又都为教学客体。数控机床作为教学主体的本质是机床故障的提出者，作为教学客体的本质是施教对象;教师作为教学主体的本质是知识的传授者与教学的组织者，作为教学客体的本质是现代数控技术的学习者;学生作为教学主体的本质是机床故障的排除者，作为教学客体的本质是施教对象。

在数控维修技术教学中，数控机床、教师、学生三者相辅相成，数控机床依靠自身信息传递故障的发生及解决途径;教师依靠丰富的理论知识及经验解密数控机床提出的问题，引导学生发现、分析并最终解决问题;学生依据所学知识及教师的指导确定问题的根源并具体实施。

1.2数控维修技术3W教学法的外延

数控维修技术3W教学法的外延是指：组成教学主体的数控机床、教师及学生三者可拓展至广义领域。在数控维修技术3W教学中，数控机床不仅包括机床本体，还包括数控系统、气液传动系统、电气系统、软硬件以及相关的电子元器件，甚至包括现代集成制造系统（CIMS）及整个生产线;教师不仅包括实际意义上的教育工作者，还包括远程协助、资深技术人员以及一切可传授相关知识的媒介;随着数控技术的不断发展及功能的不断强大，所有数控领域的工作人员均是现代数控技术的学习者，因此，学生还包括教师以及该领域的相关人员。

2数控维修技术3W教学法实施过程

数控维修技术3W教学法的核心是三向信息互动，充分体现教师的引导作用以及数控机床的信息交互作用，并将尽可能多的外部资源引入到信息互动中，充分调动学生的主观能动性。

数控维修技术3W教学法的实施过程如图1所示，主要包括机床故障信息的三向交互、机床故障溯源分析和机床故障排除三大过程。

2.1机床故障信息的三向交互

由于数控机床故障涉及机械、电气、软件、电子元器件等诸多方面，并且数控机床故障包括有报警故障和无报警故障，具有随机性和难预测性。因此，数控机床故障信息的发现与交互是数控维修的基础与前提。

对于有报警故障，可充分利用机床数控系统的报警信息锁定故障现象，该过程需要充分理解并掌握数控机床的报警信息，要理解数控机床报警所传递信息的本质及内涵，该类机床故障信息的获取与交互相对直观，教师、学生可在数控机床现场进行故障信息的提取与交互。

对于无报警故障，其信息又可分为两类：第一类是机床无报警停止运行;第二类是机床无报警正常运行，但有异响、异味以及在无操作不当情况下的工件超差等现象。对于第一类故障信息的获取是具有相当难度的工作，需要维修人员、操作人员以及数控机床三向信息交互，教师、学生可在机床现场通过对机床检查以及对操作人员问询获取机床故障信息。对于第二类故障需要正确分析并判断机床传递的信息，从众多信息中获取机床故障信息，将机床故障消灭在萌芽状态，这也是数控机床维修维护的最佳境界。

2.2机床故障溯源分析

由于机床数控系统种类繁多、设计方式多种多样、故障现象千差万别，因此，在掌握数控机床故障信息的同时，必须科学分析机床故障信息，最终通过故障信息逐渐缩小故障范围并最终锁定故障。

机床故障溯源分析是一个系统化的问题处理过程，包括确定和分析故障原因，找出故障解决办法，并制定故障排除措施。溯源分析实质是根据机床故障信息，综合运用数控原理知识、远程协助等途径，逐步找出故障的根源。

机床故障的溯源分析同时又是多方信息交互的过程，教师、学生相互讨论，相互学习，根据机床故障信息分析可能的机床故障原因，并绘制机床故障线路图。根据机床故障线路图依次由简到难排除机床故障，并最终锁定机床故障的根源。对于疑难问题可引入远程协助及远程服务，同时还可聘请资深技术人员参与问题的讨论与分析，最终达到锁定并排除机床故障的目的。

机床故障的溯源分析的关键是教师、学生、数控机床、远程终端以及相关技术人员的信息交互与挖据;教师、学生要善于通过机床故障信息挖掘与之相关的信息，并在众多信息中梳理出机床故障线路，最终确定机床故障信息的根源。

2.3机床故障排除

机床故障排除是指运用科学的方法对排除机床故障的方案进行研究和选择的过程。机床故障排除必须依靠科学的知识和方法进行，而不是经验的积累。科学的故障排除要经过一系列步骤，包括明确问题、制定备选方案、评价与选择方案，灵活运用数控原理知识及远程协助与远程服务，才能起到事半功倍的效果。

机床故障排除是数控维修技术的最终环节，也是决定维修质量的重要环节。在该环节中，教师和学生应充分运用数控原理知识，制定出合理、科学的解决方案。

以上三个过程是依次递进的过程，每一环节都是下一环节的基础，三个环节相辅相成，缺一不可。与传统双向实践教学的不同之处在于数控机床本身是施教主体，而并非传统的验证对象，只有让数控机床作为施教主体，才能真正培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，才能真正培养出理论与实践相结合、理论与实践都过硬的高水平数控技术人才。

3数控维修技术3W教学案例

以一台实习用快走丝线切割机床随机突发故障为例，介绍现场3W教学法的施教过程。该线切割机床的故障现象表现为：机床X轴进给时发出有规律的间歇性异响。

针对该线切割机床的这一故障信息，首先要确定异响的具置，通过现场实际观察，确定该异响来源于电机附近。而电机附近的异响一般与轴承和电机相关，由于轴承拆卸要求较高，所以从排除电机故障入手。

首先组织学生从步进电机及其驱动控制系统进行故障溯源分析，初步确定该电机存在失步现象，同时绘制图2所示故障线路图。

根据电机失步故障线路图，组织学生进行故障溯源分析。在故障溯源分析时，引导学生按三步排除故障，即：功率放大故障、环形分配故障和电机绕组故障三部分。

对于功率放大故障，首先确定功率驱动三极管的工作状态，由于功率驱动三极管的工作状态会在发光二极管上明确地显示出来，通过检查，驱动三极管完好;通过万用表检测功率电阻及驱动线路完好，从而排除功率放大故障。

对于环形分配故障，引导学生从检查环形分配电路中的电阻开始，通过万用表测试，环形分配电路中的一只电阻损坏，从而锁定故障根源。

锁定机床故障根源后要排除机床故障，由于该机床故障的根源就是电阻损坏，因此其故障排除方案首选更换电阻。更换电阻后通电运行，X轴进给异响故障排除。

4结束语

数控维修技术3W教学法能提供学生丰富的直接经验，有助于理解和掌握理论知识，有助于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。同时，3W教学法注重三向信息互动，在信息交互过程中相互启发、相互补充，从而达到共识、共享、共进，真正实现教学相长。

注释

①刘天祥，户春影，董晓威.高校数控实践教学质量提高路径[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2010（9）：64-65.

②徐娅萍，王润孝.数控机床课程教学的改革与实践[J].西北工业大学学报（社会科学版），2007.27（4）：78-80.