数控实训教学管理方法探讨

鼋　试周刊２０１１年第５２期　数控实训教学管理方法探讨　卜　匀　刘海生　刘学江　（唐山学院，河北唐山０６３０００）　摘要：本文结合数控教学实践，叙述了数控实训教学　学生成绩。　中存在的问题．探讨了数控实训中的管理方法。　二、数控实训管理存在的问题　关键词：数控技术　实训　管理　１．教师教学管理存在问题　（１）分组制教学管理出现的问题　一、引言　数控实训中心包括车间和专用计算机教室两个场地，分　近年来．数控技术得到广泛应用，数控化成为制造业的发　组制教学管理方法如下例：一班学生（４０人）分两组，教师（３　展方向。各高校为适应社会的需求在加强和完善“数控技术”　人）指导一组学生（２Ｏ人）在车间学习操作数控机床，平均１名　课程理论教学的同时，更加突出“数控技术”实训教学环节，并　教师管理７名学生。教师（１人）指导另一组学生（２０人）在专用　不断对数控实训教学的管理方法提出新的要求。　计算机教室学习数控编程方法，数控仿真软件的应用。半天　数控实训教学一般采用分组制及“一人，一棒料，一项目”　制，两组同学交换实训场地和实训内容。在实训车间．教师讲　管理方法．实训结束时上交加工零件和实训报告，并据此评定　解并演示操作机床的方法，数控机床操作面板按键较多，并且　工实习等。理论知识的系统学习应分为两个部分来进行。　机床的具体工作部位，取代了用电子仪表进行测量的传统方　１．让学生熟练掌握ＰＭＣ各种基本逻辑指令。一般情况下，　法，是目前实际工作中普遍采用的方法之一。学生通过自己的　Ｘ代表输入继电器，Ｙ代表输出继电器，Ｍ代表辅助继电器，　相关查找，理解并掌握数控机床ＰＭＣ具体控制原理，一目了然。　ＳＰＭ代表专用辅助继电器。Ｔ代表定时器，Ｃ代表计数器，Ｓ代表　实训第二阶段在介绍了ＰＭＣ的使用原则后给出实验题目　状态继电器。Ｄ代表数据寄存器，ＭＯＶ代表传输等。基本指令　和实验目的的方法，学生自己来完成实验的设计和操作。　通晓后。才能基本编程。　下面以润滑系统电气控制线路图程序执行过程（以　２．让学生掌握基本的编程思路和技巧。此阶段的教学特　ＦＡＮＵＣ的ＳＰ３型ＰＭＣ的指令系统）为例，探讨该方法在教学实　点：引导学生抓住核心问题，突出重点内容，易于理解；不足的　践中的应用方法。说明：系统Ｉ／Ｏ信号中，ＱＦ７为润滑泵电动机　地方是受板书，不够直观，信息量小。内部的编程元件，也　短路器的常开点。实现电动机过载保护，通过系统ＰＭＣ控制接　就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继　触器ＫＭ６线圈，从而实现机床润滑自动控制。　电器、定时器、计数器等。在教学中应先让学生去理解梯形图　当机床第一次开机时，机床准备就绪信号Ｘ１０１６．７为“１”，　与电气原理图的关系，如梯形图的输出（ＯＵＴ）指令，对应于继　启动机床润滑泵电动机（ＹＩＯ００．５输出）同时启动定时器１５，机　电器的线圈，而输入指令（如ＬＤ，ＡＮＤ，ＯＲ）对应于接点，互锁　床润滑１５秒后，固定定时器１５的延时断开常闭点Ｒ５２６．６切断　指令（ＩＬ、ＩＬＣ）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻　自动润滑回路，机床停止润滑，从而完成机床首次开机的自动　辑．经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表　润滑操作。　程序。ＬＤ，ＬＤＩ／０ＵＴ三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元　现在数控技术都结合了ＮＣ和ＰＭＣ技术，ＰＭＣ编程是关键，　件以列表的形式加以说明。触点串联指令（ＡＮＤ／ＡＮＤＩ）、并联　ＰＭＣ控制了数控机床的辅助功能（Ｍ、Ｓ、Ｔ等），学生根据数控　指令（ＯＲ／ＯＲＩ）。ＡＮＤ、ＡＮＤＩ指令用于一个触点的串联，但串联　机床的技术要求，来编写ＰＭＣ程序，输入到仿真软件里，如果　触点的数量不限，这两个指令可连续使用。ＯＲ、ＯＲＩ是用于一　程序是正确的，那么辅助功能就能正常地运行，如果程序出错　个触点的并联连接指令。　了，仿真软件就会提示出错以及出错的原因。学生根据软件的　只有通过对ＰＭＣ基本结构、配置、基本指令系统和编程方　提示来修改ＰＭＣ程序，直到ＰＭＣ程序完全正确为止。系统不　法的深入学习．才能在后面的实验实训中有所斩获。ＰＭＣ的编　同，ＰＭＣ程序也不一样，通过仿真软件可以学习到不同的ＰＭＣ　程语言是面向用户的，对使用者不要求具备高深的知识、不需　程序以及控制系统与ＰＭＣ的逻辑关系　要长时间的专门训练。　五、结语　四、亲身实践是掌握ＰＭＣ的必由之路　实验内容采用由浅人深、循序渐进的方式——由ＰＭＣ基　在校学生不能真正掌握ＰＭＣ的重要原因在于缺乏实践。　本的指令功能验证到复杂的控制程序设计，再在ＰＭＣ实验平　一种是缺乏实践条件，一种是实习机会太少。ＰＭＣ是一门实践　台系统和专用设备上进行调试和检验．整个实训过程相当于　性很强的课程。需要有学以致用的效果才能启发学生的学习　工程现场完成一个小型的工程项目，培养了学生的实践能力。　热情，从而能自己主动地去找寻及学习相关知识点。实践教学　实践证明，按要求坚持做下来的学生的学习效果都较为理想。　是辅助课堂教学的重要环节，它需要相关的理论为基础，是对　理论的验证，是理论的延伸。实际操作对于加深理解ＰＬＣ的内　参考文献：　容和原理．熟练掌握可编程控制器的使用和操作方法，加快学　［１］发那科．ＦＡＮＵＣＰＭＣ编程说明书［Ｐ］．北京：北京发那科　习梯形图语言的速度，以及建立工业控制系统概念．积累现场　机电有限公司．２００６．　经验、培养动手能力等方面有较大的帮助；不能使学生充分思　［２］李大庆．基于ＰＬＣ的数控机床故障诊断［Ｊ］．煤矿机械．　考和发挥创造力。实训第一阶段重点是通过读懂梯形图来理　２００８，２００７，（１１）．　解所讲解的ＰＭＣ基本知识。　［３］仲兴国．利用ＰＬＣ进行数控机床故障维修的方法［Ｊ］．制　下面以最基本的指令为例，探讨该方法在教学实践中的　造技术与机床，２００８，（６）．　应用方法。动态梯形图学习法：目前ＦＡＮＵＣ系统都有动态梯形　［４］庄严．数控机床ＰＭＣ调试［Ｍ］．北京：机械工业出版社，　图显示画面．通过梯形图信号的明暗或颜色的变化来判断数控　２０】０．　１６３　机床开动之后有噪音，六七个同学都围在机床旁边，距离教师　较远的同学观察不便，听不清教师讲授内容，兴趣渐渐淡化，　最后干脆不看。教师演示之后，随机找学生模仿操作，并做指　导。半天时间的训练很快结束，有些学生根本就没有机会接触　机床，再次上岗时，学过的知识遗忘较多．教师需重新演示指　导，阱课的效果事倍功半。专用计算机教室的教师讲课同时要　解答学生编程过程中的疑问，并负责检查学生设计零件及编　写程序是否合理，负担较重　（２）在实训教学中，实训重点大多放在数控机床操作上，　而对数榨　Ｔ：艺路线选择、刀具选择、切削用量设置的掌握训练　不够　（３）在教学中，教师忽视零件加工“成本”概念的灌输　学　生编写加工程序时，认为程序编的越长越有水平，其实这样的　程序占用计算机内存较大，计算时间较长：另外加工零件时多　选用长棒料，既浪费材料，加长工时，又加快刀具磨损。　２．学生在实训过程中代做零件　“一人，一棒，一项目”指在实训初期每个学生发一段棒　料，自己设计零件、编程，在自己上岗时加工该零件。完成实训　项目需要完成一系列工作，一部分学生有畏难情绪，不想做：　而另一部分同学兴趣很高．动手能力较强．同学之间私下结　合，出现了同学代做零件的情况。　２＿３实训成绩不能真实反映学生的实际能力　实训成绩评定一般依据ｊ方面：一、出勤：二、加工零件质　量，设计是否新颖：三、编写实训报告质量　其中学生加工的很　多零件外形相似．实训报告内容相同，存在拷贝现象。依据此　二．点评定成绩，不能真实地反映学生的实际动手能力，所以很　多情况下，凭借指导教师对学生的个人印象，调整学生的实训　成绩，这种做法明显存在弊端。　三、数控实训采取的管理措施　针对数控实训教学管理过程中出现的这些问题，提出一　些具体改进措施。　１．教学管理采用讲练结合　教学管理采用讲练结合。实训初期学生分组，例如一个班　级４０人，４人一组，共１０组　每组抽调一个学生组成第一批（１０　人）到车间跟教师（３人）学习数控机床基本操作，平均每个教　师负责３—４名同学，避免了因拥挤造成的兴趣缺失。其余学生　随指导教师（１人）到专用计算机教室上课。在车间，教师首先　讲解并演示操作数控机床的过程：然后教师在旁边指导．由一　位同学进行实际操作，其他同学继续观摩学习：之后分成两人　一组操纵一台机床，前面已经过实际训练的同学作为教师来　指导另一位同学进行操作，教师指导其余一至两名学生。这　样，每一位同学都有一个从学到练的实训经历，达到一对一的　指导方式。指导教师可以随时注意、指导、纠正学生操作，达到　讲练结合的目的　车间的十个学生操作机床过关之后，有３名同学留下，继　续跟下一批同学听一轮课，达到巩固知识的目的；其余７名同　学回到计算机教室学习。每组再抽调１０人到车间学习操作机　床．依次类推采用重叠流水作业的方法，每一批操作机床的同　学中均有２—３名同学留下继续听课并协助教师指导其他同　学：训练过程中，教师记录动手能力相对较差的同学组成第五　组．加强培训　这段时间内，专用计算机教室中的同学已经基　本掌握编程方法，可以协助教师指导由车间返回的同学，教室　学生人数不减，但教师的负担明星减轻。初期的讲练结合为同　学在以后的工作中协调合作，取长补短打下基础。　实训中期讲练结合，教师通过讲解典型零件数控加工案　例引导学生学习数控机床多种多样的编程方法：针对实际加　１　零件，讨论数控工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等　１６４　解决方案，学生练习编写相应的加工程序，经检验后，在加工　现场针对同一加工零件应用不同程序实施加工：对零件不同　加工方法形成的不同效果，加工时间进行比较，发现较好的　编程方法，加强“成本”概念，有效地培养学生的数控技术应　用能力。　２．工作任务制　数控机床操作采用定岗制度。一组一班，一班三小时，轮　流上岗。为激发学生学习兴趣并且避免代做零件．在“一人，一　棒，一项目”的基础上强调任务量，强调组内每个同学的零件　外形要求不同，并且强调班级内部雷同件的比率不能大于　１０％，否则雷同件的设计者按最低成绩记载。以督促每个同学　完成自己的项目。新增“一组件，总合格比”的工作任务制管理　方式。“一组件”指在实训中期，以组为单位向学生适量发棒　料，并记载发放棒料总数。“总合格比”指实训终期，按一组同　学领取的棒料数，完成的总零件数、不同零件种类及总合格率　折合比例作为部分成绩，计入个人总成绩。　鼓励学生多设计加工新颖的零件。零件质量和实训成绩　挂钩，大大调动学生的积极性。　３．竞赛式激励评分方法　学生成绩分四档，竞赛式评分方法将每一档次成绩的评　出均辅以激励机制　（１）基本成绩６５分。由下列内容组成：在一人一料要求下，　加工零件质量；加工零件难易程度：实训报告质量，编排是否　新颖，格式是否规范。可以在一定程度上避免抄袭现象，并且　有竞争意识。　（２）除一人一料外，组内加工其他零件折合比例Ｋ，最高ｌ５　分。Ｋ．＝总零件数／领取棒料数；Ｋ　＝合格零件数，领取棒料数；　Ｋ　：不同外形零件数／领取棒料数；折合比例Ｋ＝Ｋ。ｘＫ：ｘＫ，×总零　件数，乘以总零件数是为了尽量避免做得多而得分少的情况。　同时与其他组作比较，搞竞赛，按照折合比例分值排定名次，　评出组成绩，将此成绩加入组内每个同学的个人成绩中。例如　表一。这样学生会珍惜棒料，创新设计，严格加工零件，做到提　高效率．降低消耗　表一新合比例例表　领取　总零　合格　不同外形　折合比例　名次　分值　棒料数　件数　零件数　零件数　一组　５　５　４　５　０．８×６＝４　１　１５　二组　４　４　３　４　ｏ．７５　Ｘ４＝３　３　１Ｏ　三组　６　６　４　５　Ｏ．５６×６＝３．３６　２　１２　四组　３　３　３　３　ｌ×３＝３　３　１Ｏ　（３）实训后期，先以组为单位，组织学生讨论，评议设计　零件的创新性，设计零件程序的优缺点，选出设计优胜奖，最　高分８分，之后将推荐上来的零件放在一起，由全班同学评　议，选出最优奖ｌ０分，将此成绩加入此零件设计同学的个人　成绩。　（４）在上述基础上，组推荐一名学生，或自荐参加竞赛，加　工最有创意的零件，最高１Ｏ分，加入参加竞赛学生的个人总成　绩，加工的零件作为展品陈列。学生积极性大大提高，实训效　果良好。　四、结语　“数控技术”课程实训教学对于培养学生应用能力有重　大意义。在合理安排实训内容，降低实训成本，全面促进实训　效率提高的同时，需要不断改革数控实训管理方法和管理手　段，开拓新思路，解决新问题，并结合自身建设情况不断探索　和总结