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数控机床实训总结精选(九篇)

数控机床实训总结

第1篇:数控机床实训总结范文

Abstract: Higher vocational education uses the way combining learning with working: training highly skilled personnel in the process of "learning by doing" and "doing by learning". The skills training courses in higher vocational colleges reflect the key characteristics of running school: combining learning with working, so it is particularly important to effectively enhance the effect of skills training and reform the idea of education and teaching.

关键词:技能实训;高职;数控技术

Key words: skills training;higher vocational colleges;NC technology

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)11-0031-02

0引言

高职院校的技能实训是学生实现将理论知识运用于生产实际的关键环节,是学生将来能够顺利走上工作岗位的有力保障,是对学生实施职业技能训练和职业素质培养的必备条件,也是体现高职教育工学相结合办学特色的有效手段。技能实训在整个高职教育体系中占有极为重要的地位。对于数控技术专业的学生来讲,实施技能实训也是提高就业竞争力的有效途径之一。经过多年深入数控技术专业机床电气技能实训的基础上,探索如何有效提升高职数控技术专业学生技能实训效果。

1教学思想设计

遵循“行在先,知在后,知行相资”的规律,以“职业活动为导向”,强调“以能力为目标、以学生为主题、以素质为基础、以任务为载体、以实训为手段、理论和实践一体化”等要素,采用任务驱动的教学方法,根据实训目的,以小组为单位完成机床电气技能实训中的“电气控制柜布局的设计、安装”;“电路图的设计、连接和调试”;根据电机的正反转、交通灯系统、高铁轨枕预应力张拉控制系统的等不同项目要求,实现“PLC系统控制的设计及程序编制任务”。最终提交一份技能实训总结报告,包含实训进度表、实训内容、小组总结和个人总结等内容,培养学生的综合工程实训能力。

学生在理论课堂上已经学习了与技能实训相关的各元器件的结构、功能、原理,但并未对其实施拆解,直观性不强,所以在实训前,先让学生进行各元器件的拆解,使学生先直观了解其结构、功能、原理及工作过程。再采用学生讨论与教师分析讲解相结合的方式,使学生更深入掌握其工作原理及工作过程。之后根据其实验目的让学生绘制电路图并实现其硬件连接。最后根据系统控制要求编制对的应控制程序并上传到PLC内,完成系统搭建与调试,实现系统自动化模拟控制,在完成要求功能基础上编写使用说明书与总结报告,最终完成技能实训。

2确定教学目标与重点难点

根据企业对职业技术人才的需求,以及对设备的安装、调试、使用和维护等岗位的职业技能要求,结合本次技能实训内容及特点,确定以下技能实训目标:

能力目标:能在实践中调查研究、观察问题、分析问题和解决生产实际问题的能力。

技能目标:能熟练使用斜口钳、剥皮钳、压线钳、电钻、钢锯、打号机等工具和正确使用可编程控制器,能够按行业标准,正确完成电气控制柜的设计、安装、调试。

知识目标:理解机床电气控制在机床中的作用,了解在技能实训过程中使用的各元器件及可编程控制器的结构、功能、原理及工作过程。

素质目标:加强学生在生产实际中的团结协作的能力、安全生产的意识,培养认真、严谨、细致的工作态度和吃苦耐劳的精神。

通过此次技能实训的实施,给学生提供了更多的实践动手、接触实际的机会,进而提升了学生的综合职业素质,使学生能够适应当今社会对毕业生实际动手能力高的要求。对此我们也确定了技能实训的重点内容为电气控制柜的设计、安装、调试及使用方法。难点为过程控制、PLC系统控制的设计和相关程序的编制。

3教学准备

依据机床电气技能实训的教学任务,做好以下教学准备工作:

教学情境:以加强学生的团队意识为目的,将学生分组,每组4-5人。同时选定一名组长,再由组长分别指派相应的设计员、接线员、材料管理员及秘书各一名,实现统一部署,协调工作。

教学设备:每组分发电气控制柜一个、欧姆龙CP1E可编程控制器一台、交流接触器2个、热继电器一个、时间继电器2个、空气开关3个、标准35mm线槽2根、35mm导轨一根、1平方导线红、黑、黄各一捆、线号管若干、万能表一个、工具箱一套及所需的各电器元件。如图1、图2所示。

教学环境:本次技能实训在多媒体机床电气实验室展开,实验室配有机床电气实验台5台,可同时围坐5-7人,展开相关讨论及操作,同时配有FANUC数控车床、铣床及相关实验台各3台,如图3所示。

教学资料:教研室针对本次技能实训编写了技能实训指导书作为教学过程的指导,以机床电气电路原理图(如图4所示)、机床的操作说明书、连接说明书、维修说明书、欧姆龙CP1E、欧姆龙CP1H指令参考手册、CPU操作手册、可编程控制器视频教学录像等内容作为教学过程的参考资料,以数控车床、数控铣床综合实验台为依托,结合现有机床电气控制系统深入学习,深刻体会机床电气控制在数控机床的作用。

4教学过程

教学是教师的教与学生的学的统一,这种统一的实质就是交往。《基础教育课程改革纲要(试行)》指出:“教师在教学过程中应与学生积极互动,共同发展,要处理好传授知识与培养能力的关系。”师生的交往互动,是教学过程的本质属性。没有师生的交往互动,就不存在真正意义的教学。因此本次教学过程以教师提出问题,学生讨论分析问题,解决问题为横向教学过程;以告知任务、引导任务、分析任务、完成任务、总结分析任务为纵向教学过程。具体流程如图5所示。

5教学过程分析

5.1 横向教学过程分析提出问题:提出问题的目的在于告知学生学习的目的,有目的学习往往能够有效提升学习效率,为此基于本次技能实训的综合实验任务提出以下几个问题:①机床电气控制在数控机床中的作用及怎样实现与机床系统之间信息传递?②机床电气控制的电路设计准则及注意事项有哪些?③可编程控制器的结构、原理、作用及使用方法有哪些?分析问题:讨论分析问题就是自我学习的过程,学生带着问题去学习能够很快进入角色,知道自己在学什么,应该怎去学习,能够显著提高教学效率。实训过程中,通过教师的引导使学生能够针对老师提出的问题积极讨论,最终每个人都能在理解的基础上得到一份自己的答案。这样一方面使学生对实训内容进行了预习、对教师提出的问题也深入的去理解了,另一方使教师在讲授过程中感到轻松。解决问题:解决问题就是一个归纳总结的过程。教师将学生在讨论阶段所涉及到的方方面面内容加以总结、提炼,最终实现问题的解决。教师在学生提交讨论结果后,经过归纳总结,告知学生在讨论过程中哪些知识点讨论的比较好,哪些知识点没有讨论到,哪些知识点讨论的结果是不科学的,同时帮助学生总结其原因,鼓励学生再接再厉,养成这种勇于探讨分析问题的精神。最终通过教师系统的讲解、分析、总结后将标准的答案公布于学生,使学生与之对比,完成教学任务。

5.2 纵向教学过程分析告知任务:说明本次技能实训的教学任务,提出教学目标。引导任务与分析任务:由数控机床在实际中的广泛应用,引入数控机床电气控制并说明其作用及重要性,完成任务引导工作。通过对此次技能实训各任务设计的目的、要点、步骤以及在技能实训过程中可能遇到的相关问题的分析,完成对任务的分析工作。实现对学生自我学习的引导作用。完成任务:教师提出任务后,说明在完成任务过程中应注意的事项,如操作过程的协调性、安全性、分工合理性,并提出机床电气控制电路的设计准则、绘图标准等要求,让学生按要求完成技能实训任务。在这个环节,学生通过实际动手操作,能够深入理解机床电气各元器件的结构、功能、原理、工作过程及相互之间的连接方式等,实现理论知识与实际操作相结合,有效提高了学习效率和动手能力,为以后工作积累了经验。总结分析任务:在这一过程中学生要能够结合完成好的电气控制柜实物和电路原理图,说出三大综合实验的原理、目的、意义以及在此过程中的心得体会,并独立完成一份包含团队构成及分工、实训进度计划表、实训内容、个人总结及小组总结的技能实训总结报告,要求内容详细、格式统一。同时采用小组内自评和组间互评的方式,结合教师对学生在技能实训过程中的综合表现等作为评价本次技能实训学生的综合成绩,实现完成分析总结任务。在这个过程中,教师根据在技能实训过程中遇到的问题进行讲解和剖析,实现理论指导实践,同时教师还可以将实训中的元器件、结构框图、电路原理图等有机结合,进行分析讲解,实现实践验证理论这一过程。这样通过理论指导实践、实践验证理论这一方法,积极发挥了学生的主观能动性,大大提升了学生的学习兴趣,进而提高教学质量,使学生切身感受到学以致用。

6教学成果

技能实训任务完成效果如图6、图7、图8所示。机床电气技能实训是实现将理论知识运用于生产实际;理论教学与实践教学相结合这一过程,使学生能够主动适应社会主义现代化建设需要,体现出高职教育最显著的的意义。

7结束语

教育部《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》提出:“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为专业人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。”因此本文以机床电气技能实训为依托,探讨了怎样上好高职院校的技能实训课程,强调要在技能实训过程中采取与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,以工学结合作为专业人才培养模式的重要切入点,引导课程设置、实现教学内容和教学方法的改革。这样有助于学生掌握基本职业技能、增强自身职业综合素质、巩固所学的知识,实现理论、技能、素质三位一体的教学模式,体现高职教育的办学特色。因此提升高职院校专业技能实训是符合社会对人才的需求,是实现学校把学生请得进来,送得出去的有效手段之一。

参考文献:

[1]段渝波.有效提升中职学校机电专业课程教学质量的实践.中国职业技术教育.2010.17.32-34.

[2]王振洪.高职院校工学结合与人模式存在的问题及其对策.中国职业技术教育.2010.18.75-77.

[3]乔孟涛,焦昆,陈靖.基于文化视角的职业伦理教育模式的构建.中国职业技术教育.2010.18.67-69.

第2篇:数控机床实训总结范文

【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(Computerized Numerical Control 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】

第3篇:数控机床实训总结范文

一、提高数控维修实训教学的基本思路

1.数控维修实训设计的指导思想

数控维修实训教学应该以“必须够用”为指导原则,采用一体化教学模式,将理论课与实训课有机融合在一起,着重于提高数控维修实践操作能力,体现技工院校实践应用性人才培养特色。

2.数控维修实训的总体方案设计

数控设备的型号繁多,数控机床结构和数控系统存在多样性。技工院校学生由于学校起点比较低、基础知识较为薄弱,学习数控维修技术存在不小的困难。想要有效提高数控维修实训教学质量,就要结合技工教育特点,着重于培养提高学生自主学习能力,使学生触类旁通,掌握数控维修基本原理与基本方法。为了达到这个目标,笔者认为数控维修实训教学总体方案可以设计为“三个层面训练”与“六个模块结构”。其中,三个层面训练指的是基本技能训练、专业技能训练和综合技能训练,六个模块结构包括电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块。

二、数控维修实训系统平台设计

笔者所在学院作为在江西省名列前茅的技工院校,数控专业是学院拳头专业,现拥有两个专业数控车间,基本能够满足学生实训教学的需要。为了实现上述三个层面训练以及六大模块教学活动的教学目标,学院设计开发出数控维修实训系统平台,平台采用模块化结构设计,每个模块之间留下端口,以便满足不同模块实训操作的需要。这套数控维修实训系统平台具有生产型机床功能,学生通过操作本套数控维修实训系统平台,能够完成数控机床的拆装、数控机床结构与性能分析、数控机床基本技能与专业技能操作训练、数控机床故障诊断与维修等功能。

三、提高数控维修实训教学质量的对策

1.以就业为导向制定实训教学课程标准

技工院校课程教学应该以就业为导向、社会需求为依据制定人才培养方案。理论教学和实训教学都应该围绕培养数控技术专业人员为教学目标,结合国家职业资格标准、行业标准和企业标准的要求制定数控维修实训教学课程标准和实训教学内容,以满足技工院校培养企业生产管理人才的需要。以就业为导向制定的数控维修实训课程标准应该贯彻实现“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的课程功能,使以就业为导向的原则贯彻执行于实训日常教学活动中。

2.建立以培养职业能力为主线的数控维修实训教学课程体系

技工院校面向社会培养生产管理一线技术人才。因此,实训课程教学目标与教学内容不仅要贴近生产管理一线,还要紧跟社会发展。在建立以培养职业能力为主线的教学课程体系中,必须根据技工教育规律对实训课程进行改革,以就业为导向、按工作过程的实际需要进行设计,打破传统将理论基础知识、专业知识与专业实训分隔式教学模式,建立以职业能力为主线的课程体系,将数控维修实训教学分成六大模块,即电工操作模块、电气故障诊断与维护模块、钳工操作模块、电力拖动控制模块、卧式铣床故障诊断与维修模块和数控维修高级工考核鉴定模块,将专业知识分解到各个模块实训教学中,着重于提高学生的职业能力,由简到繁、由浅入深安排模块教学活动。

3.建立校企合作实训教学新模式

第4篇:数控机床实训总结范文

关键词:数控铣床 实训教学 教学心得

随着计算机技术不断发展,数控机床的发展也日新月异。由于数控机床的大量使用,社会急需大批能熟练掌握现代数控机床操作的技术人员。我国近几年数控机床虽然发展较快,但与国际先进水平还存在一定的差距,数控人才的培养不论在数量上还是质量上都有待于大力提高。实训教学是我院教育的重要环节,关系到学生专业知识技能的掌握程度。实训教师的恰当指导,是学生学习少走弯路,更快更好地掌握技能的关键。笔者结合本院校数控实训教学就数控铣床实训教学谈几点心得。

一、精心准备第一次实训课内容

熟话说:兴趣是做好事情的前提。要最大程度上激发学生对数控实训的兴趣。兴趣是影响学生学习的一个重要因素,如何提高学生的学习兴趣对学好课程是至关重要的。往往是学生刚接触新的工种的时候,学生学习的兴趣很高,但是有时候不能坚持下,因此,作为数控实训老师,第一次课的好坏会直接影响学生今后的学习兴趣、工作态度以及理想志向的培养与树立。笔者通常用以下方法来引导和教育学生。我院参加数控实训的学生都是在大二、大三的学生,他们即将面临的问题是——就业。抓住他们这个心理,为了能让他们毕业后能找到满意的工作,给他们播放视频介绍数控机床出现的背景、发展历程、生产特点以及未来的发展趋势让学生知道数控加工技术是现代机械制造的新手段,它具有加工精度高、质量稳定、加工适应性强、生产率高、劳动强度小等特点。让学生知道现在所学习的、未来所从事的是一项有技术含量的专业,不但社会地位高、劳动强度低、工作环境舒适,而且工资待遇不菲。让他们对未来充满信心,从而激发他们的学习自觉性和主动性。

第一次上课快要结束的时候要特别强调安全操作,规范操作、文明生产的必要性,让他再看几个安全事故的视频,让他们从心底知道安全操作的重要性。让学生认识到安全文明生产是未来幸福生活的根本前提和保障。养成文明生产的良好习惯和严谨负责的工作作风,不断培养较好的职业素质。

二、采用边教边学的教学方法

我把理论课放在数控铣床的旁边上课,边上理论边讲解,学生有不懂的或不理解的内容,直接到铣床的边讲解,问题在现场解决,这样学生上课就能更好、更快的掌握数控铣床的操作。

三、积极推进数控加工仿真系统的教学

数控加工仿真系统具备对数控机床操作全过程和加工运行环境仿真的功能。教师可以通过数控编程的教学来完成各加工操作过程的教学,使原来需要在设备上才能完成的大部分教学功能在这个虚拟制造环境中实现。在学生掌握一定的工艺和编程的基础上,在机房运用数控仿真软件对实训项目进行模拟加工。在此过程中,教师可以使学生对机床的面板有进一步的了解,并能通过仿真结果检验刀具轨迹、程序编写是否正确。由于运用数控仿真软件大部分实训内容可先通过仿真软件实现,这样就可以为下一步学生实际机床操作打下良好的基础,使实训的效率和速度都得到大幅度提高。此外,出于现实的考虑,在学生中全面开展数控加工仿真系统的教学,将它作为上机实训前一项必备的预备功课,将会使学生在理论学习与上机床操作之间增加一个非常有益的缓冲阶段,从而大幅度降低学生由于对机床不熟悉而导致的错误操作,这对于学生的安全、机器的保护与材料的节约都是非常有益的。

四、教学中不忘加强安全教育

在实训教学中安全教育是非常重要性的,我院工程训练中心做到了“安全第一,提高技能”的宗旨。我院数控实训教学是完全按照企业一样的安全培训,上课之前要上安全教育课,在实际实训中,仅仅有安全知识是不够的,必须把学到的知识运用到实际中去,因而还要十分重视安全技能的教育和训练。安全技能是从实际生产过程中总结提炼出来的,一般情况下,都以学习、掌握“操作规程”等来完成,有的通过教育指导者的言传身教来实现。但无论用什么方法,受教育者都要经过自身的实践,反复纠正错误动作,逐渐领会和掌握正确的操作要领,才能不断提高安全技能的熟练程度。

结束语:

几年的数控机床实训教学让我知道了数控实训教学不仅仅是一门课程,还是学生为自己将来幸福美好的生活打下坚实基础的重要阶段。实训教师还应注意学生兴趣的启发与引导,注重学生文明生产和安全操作习惯的培养,精心设计安排实训内容,提高实训教学质量。

参考文献:

[1]张贻摇《数控技术技能训练》北京理工大学出版社.2011.3

[2]张南桥《数控技能实训教程》机械工业出版社.2009.2

[3]蒋建强《数控加工技术与实训》[M].北京.电子工业出版社.2004

第5篇:数控机床实训总结范文

关键词:数控;实训;思考

近年以来,国家为加快和巩固高技能人才的培养,提高中国制造业的核心竞争力,出台许多了政策措施,目的在提升先进制造技术在机械制造业中的含量。数控技术作为先进制造技术的核心,是实现自动化、网络化、揉性化和集成化的基础,具备超一流的数控应用技能,已经成为企业用人的重要标准。作为培养高技能人才的职业技术院校遇到了前所未有的机遇和挑战,各院校纷纷设立与数控技术有关的专业,并对传统制造类专业教学计划进行调整,增开数控技术课程,取得了可喜的成果,使我们感到数控技术后备人才的培养大有希望。

但是,受到历史原因和各种条件限制,许多院校在选择数控实训设备时,缺乏对市场的深入调研和数控技术未来发展前景的了解,盲目从事,人云亦云,特别是新建院校,更是无从下手,很容易产生各种误区,最终导致选择的数控设备不合理,不适用,缺乏瞻前性,给学校的发展设置了难于逾越的瓶颈。

就此,笔者从一个数控技术教学者的角度谈谈看法。

合理数控设备的比例

合理数控设备的比例,是要解决的首要问题。现在很多学校的数控加工实训都是以数控车床为主,铣床为辅,其比例大约是10比1~2左右,其原因主要有以下几点:(1)车床加工范围很大,各种类型零件的首道工序几乎都可以在车床上完成,现在车床几乎占整个金属切削机床的30%左右;(2)车床在价格上比铣床便宜得多,容易接受,特别是国产经济型数控车床价格优势更明显;(3)车床生产厂家多,历史悠久,技术相对成熟,供货范围广。

而今,随着先进制造方法的广泛应用,传统的加工方法受到挑战。首先,车削加工将不再是金属切削的主要方法,数控车床的价格优势已不很明显,特别是数控车床是二轴连动控制,生成程序简单,加工范围受到很大限。其次,从发展的眼光看,我们生活在三维空间里,数控铣床是三轴联动,能形象地描述零件几何体的形状,更有效地训练学生的思考方式和动手能力,越来越多的零件由原来的直接加工转变为由模具制造出来,而适合模具制造的数控铣床(加工中心)会越来越多。再次,CAD/CAM的发展使三维设计广泛应用于实际加工,特别是应用于模具制造中,数控铣床与CAD/CAM的无缝对接把模具制造推向前所未有的崭新时代。企业对数控铣床(加工中心)的需求量明显上升,熟练其操作、能编程、懂调试、会维修的复合型人才备受青睐。

鉴于以上原因,作为培养数控技术应用人才的职业技术院校,应逐步加大数控铣床在数控实训设备中的比例,将实训重点由原来的数控车床为主的两轴联动加工,逐步过渡到以数控铣床(加工中心)为主的三轴联动加工,这样培养出来的学生将更符合社会的需求。可以想象,一个只懂数控车床操作和简单二维G代码的毕业生与一个既会数控铣床操作、又懂三维编程的毕业生相比,就业的几率和待遇差距会很大。

优化数控系统的配置

数控系统是数控机床的核心,影响着数控机床的技术性能和功能范围。而专用CNC系统之间互不兼容的弊病,使数控机床不能在不同厂商的不同平台上运行,所以,开放式数控系统是未来数控机床发展的趋势。眼下国内市场上数控机床所配备的数控系统多为FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,各种版本的数控技术教科书也都是以上述两种系统为模板编写的,所以选择配有以上两种系统的数控实训设备是理所当然的,但是这两种系统相对价格比较便宜,功能相对比较弱,属于普通型数控系统,是日本FANUC公司和德国西门子公司配套给国外机床制造商的。日本FANUC公司和德国西门子公司现在已经不用上述系统配备数控机床了,而是用FANUC160i/180i/210i、SIEMENS840Di,因为这些数控系统都是开放式的,属高端系统,其功能齐全,价格昂贵。

所以,在选择数控机床的数控系统时,可以选择一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,同时也要考虑选择一定量的其他系统,特别是开放式数控系统,尽量做到合理配置,既有经济型、普通型,又有少量高档型。考虑到学校主要是用于培训和教学,对机床的精度要求不高,为了缓解资金压力,一般应尽量选择国产数控机床。

先进的机床结构配置

数控铣床在结构上大体经过了三个阶段。

初期数控铣床的主要结构特点是工作台升降式,与普通铣床工作台结构基本相同,工作台除在X和Y方向运动外,还要随升降台在Z方向上下运动,这种结构的最大缺点是Z轴伺服电机要承受包括工作台、工件重量及切削力等负载,运动控制困难,不利于加工速度和加工精度的提高,应作为回避的对象。

第二阶段即在我国最常见的床身式数控铣床,其特点是工件只随工作台在X和Y方运动,Z轴方向由滑座带主轴上下运动,受国外产品的影响,机床在主轴单元、数控刀架和转台、刀库和机械手、滚动丝杠副、滚动直线导轨等数控机床功能部件及刀具刀柄有了明显改进,机床的可靠性、速度和精度有了很大提高,现在工厂里多数铣床几乎都是这种结构,应作为重点选择的对象。

第三阶段即龙门式结构,这种结构的最大好处是机床的刚性好,因而精度容易提高,速度也快,在我国经济发达地区得到了非常迅速的推广和应用,是数控铣床结构的发展趋势,在资金允许的情况下可适量考虑选择,体现数控实训设备的不凡实力。

经济型数控车床的结构与普通卧式车床基本相同,其主要特点是水平床身,前置转塔刀架,价格低,应用范围广,现在工厂里多数数控车床几乎都是这种结构,应作为主要选择对象,在资金允许条件下,可选择适量倾斜床身后置刀架型结构,以扩展学生的知识面和对数控车床的全面认识。

另外,选择一定量的其他数控设备如数控高速雕刻机、数控电火花线切割机、数控电火花成型机、数控对刀仪等,从实用性、价格及加工功能范围来看都是很有必要的。

总而言之,数控技术教学设备配备要受到许多因素特别是资金和理念的影响,集有限资金,如何配置既能充分满足教学实训要求,又不陈旧落后,且体现数控技术发展水平的数控设备,是值得职业技术院校深思和考虑的问题。

参考文献:

[1]吴玉厚.数控机床电主轴单元技术[M].北京:机械工业出版社,2006.

第6篇:数控机床实训总结范文

【关键词】双主体;厂中校;校中厂;实训基地

数控设备在工业现场应用多年,数控设备应用与维护人才逐步成为紧缺人才,数控设备应用与维护专业已经成为各高职院校重点建设专业。2011年我院批准为国家骨干高职院校建设单位,数控设备应用与维护专业建设是项目之一。

项目建设总目标是针对天津及滨海新区对数控设备应用与维护专业领域人才需求,在与大连机床集团开展全方位、深层次的合作下,深化“双主体工学交替”的校企共同育人的人才培养模式和“企业主导,课证融通”的专业课程体系;建设集教学实训、企业培训、产品展示、技术服务为一体的厂中校,校中厂的校内外实训基地;通过实施教师企业实践、校企互聘,打造专兼结合的市级水平专业教学团队;依据机床行业标准和规范对人才培养过程、教学质量进行监控和考核,确保人才培养质量。培养“能够做、踏实做、做得好” 高端技能型专门人才。通过三年建设,与机床企业“共同投入,共同建设,共同管理,共同发展”,探索构建校企“双主体”育人的运行机制,将数控设备应用与维护专业建成在全国同类专业中起骨干、带动作用的国内一流专业。

建设方案中实训基地建设是重点之一,目前本专业拥有生产性的校内实训基地,本专业校内实训基地承担数控设备维修实训。现有高速高精密加工中心1台、数控车床9台、四轴加工中心1台、数控维修实验台6台。其中用专利项目产品充实实验室,为数控设备应用与维护专业发展起着重要作用。

学院拥有生产经营、实训教学、技术培训为一体的天津轻模工贸有限公司,该公司不仅承担着本专业的数控加工实训、数控机床故障诊断与维修实训、数控机床拆装、毕业实践等教学环节,同时进行数控机床操作工、特种加工、数控机床调整工的技能鉴定工作,还可面向企业进行在职员工的培训,承揽对外加工的生产任务,并把对外加工与学生实训相结合,满足教育教学需要。

本次建设项目要进行“双主体”实验实训基地建设,学院与大连机床集团有限责任公司合作,在学院内建设“大连机床集团天津服务示范中心”成为“校中厂”, 其功能集数控机床整机展示、装配、调试、维修、营销、人才培养、培训、技术攻关、课程开发、教材开发、售后服务于一体。

在大连机床集团有限责任公司的天津厂内,建设“大连机床天津研发制造基地培训中心”成为“厂中校”,实施企业人员培训、学院在校生的培训,使其成为服务于机床研发、制造、销售、维修人员上岗、继续教育、技能培训的“校企‘双主体’育人”的示范基地。

1.“校中厂”实训基地建设

学院与大连机床集团合作,在学院内共同建设“大连机床集团天津服务示范中心”成为“校中厂”, 实现工厂融于学院。包含数控机床产品展示中心、大连机床备品备件中心、数控机床售后服务中心、校内一体化实训中心、数控系统应用中心。其中在校内一体化实训中心里,新建1个、完善3个一体化实训室。校企共同制定并实施“天津服务示范中心”的校中厂运行管理制度,确定领导小组例会制度、校企人员互聘与考核管理规定、学生厂校实训管理办法、实训设备的配备与管理、企业用户培训管理规范、备件管理使用规定等等。形成专任教师主动为企业服务、兼职教师积极参与教学与教改,校企深度融合的“校中厂”的高效运行新机制。

(1)数控机床产品展示中心

本中心为学院与大连机床集团有限责任公司共同建设,由学院提供场地,展示校企合作育人模式和大连机床的数控机床整机产品。其主要社会功能是展示“双主体工学交替”的校企共同育人的人才培养模式;展示大连机床的数控产品、企业文化;及时展示数控机床新产品、新技术、新工艺及在工业生产中的发展趋势。本中心同时也是教学的一个主要环节,承担专业教育、认识实习、学习企业文化等教学任务。本中心既是展示职业教育改革成果的窗口,也是展示企业文化和新产品新技术的窗口。

(2)大连机床备品备件中心

本中心是大连机床集团有限责任公司华北地区备品备件中心,提供华北地区售后服务备件支持。本中心是大连机床华北区技术服务的不可或缺的环节,是企业运营的重要组成部分。本中心还是教学中认识数控机床零部件的主要实训场所,数控机床故障诊断与维修等专业课中认识、测量数控机床零部件良好性的教学内容在本中心进行。人才培养过程中对企业文化和企业运行模式的教育部分内容在本中心进行,对学生了解职业环境,直接就业有着重要意义。

(3)数控机床售后服务中心

本中心是大连机床集团有限责任公司华北地区售后服务中心,承担华北地区售后服务技术支持,是大连机床在天津地区重要部门。本专业教师在中心任主要技术职务,承担安装、调试工作;承担大连机床集团天津地区售后技术服务工作。同时收集数控机床故障诊断维修工作案例,作为教师进行教学和课程资源建设的素材;也为保障天津地区企业的设备利用率,提供高层次技术服务。学生在本中心完成现场调试验收部分教学,加快学生的职业化进程。

(4)数控系统应用中心

本中心是数控系统应用技术(系统连接,调试,维修及维护)的综合实习和实训平台,主要进行本专业学生的培养及教学新模式探索;本专业教学资源建设及研讨;本专业师资培训,以及数控技能鉴定培训;用户技术交流及论坛;企业员工培训,企业技术服务;行业调研,岗位需求分析,与本地区企业开展人才培养合作等。

(5)校内一体化实训中心

在原有三个实训室基础上,购置新设备加强校内生产性实训,强化与企业和市场更紧密地联系,使校内生产性实训与校外顶岗实习有机衔接与融通,使校内生产性实习实训占校内实践教学环节的比例超过70%,提高校内实训基地开放和使用效率。校内一体化实训中心建设见表1。

为保证本专业工学结合人才培养方案的顺利实施,促进学生专业技能的培养,加强对校内共享型生产性实训基地的建设与完善,充分考虑资源的合理利用与配置,促进数控设备应用与维护技术专业及专业群的协调发展,依托大连机床集团天津服务示范中心,融专业教学、培训、技能鉴定和技术服务为一体。直接为数控设备应用与维护专业的工学结合人才培养模式服务,实现学生对专业由陌生到熟悉、专业知识由单一到综合、专业能力由初级到高级的培养过程。

2.校外实训基地与内涵建设

在大连机床集团有限责任公司的天津组装厂内,建设“大连机床天津研发制造基地培训中心”成为“厂中校”,在“厂中校”内,完成数控设备装调岗前技能训练。学生在企业环境中,按照企业操作规范,自然地融入了企业文化、职业氛围,职业素养和职业技能大幅提升。

同时在“厂中校”中进行新产品的研发、制造、销售、维修人员上岗、继续教育、企业人员和学院在校生的技能培训,使“厂中校”成为“校企‘双主体’育人”的示范基地。

此外,数控设备应用与维护专业一直在努力建设校内外实践教学基地,实践教学条件已得到较大的改善,但数控设备应用与维护专业发展起点高、技术含量高、发展时间短。因此,为保证本专业工学结合人才培养方案的顺利建立与实施,必须大力发掘和利用社会资源,积极参加行业协会活动,为企业提供培训和技术服务,加强和机床企业的联系和技术合作,在原有4个基础上,再建天津中际装备制造有限公司等4个校外实习基地,以保证实现学生半年以上顶岗实习的顺利实施。校外主要实训基地见表2所示。

第7篇:数控机床实训总结范文

关键词:教学模式;项目教学;师资建设;实训室建设

目前,我国已成为制造大国。据统计,目前中国的工业增加值已居世界第四位。我国将2020年制造业的发展目标定为力争进入世界制造强国的行列并成为世界制造中心之一。机械制造业是整个制造业的基础与核心,作为中等职业教育,努力将机械类专业办好,为企业输送合格的高素质的机械制造一线技术工人,是我们教学中的重要使命。实践证明,在职业教育中传统的教学模式是不能培养出好的人才,只有通过教学模式的改革,才能克服传统教学模式中的缺陷,提高质量,培养出真正符合企业要求的人才。本文通过国内外职业教育中最常用的教学模式——项目教学在机械类专业中的教学实践,试图在教学组织、教学环境、师资结构等方面,从理论上和实践上找出最优化的配置,并研究存在的问题并提出解决的途径。

一、中等职业教育教学模式的选择

何谓教学模式?乔伊斯和韦尔提出:“教学模式是构成课程和作业、选择教材、提示教师活动的一种范示或计划。”也有教育家将教学模式定义为“在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序”。

普通教育就提出了“感知——记忆——理解——判断”程序结构教学模式,还有后来提出的“预备——提示——联合——总结——应用”五阶段模式。著名学者杜威提出了“做中学”教学模式。普通教育根据对人类受教育的规律提出的教学模式,有着强鲜明的教学理念,并提出教学活动的程序,但对于职业教育来说,由于职业教育教学的特点,普通教育教学模式适应性和操作性不强。对于职业教育,经过长期的实践与研究,创造出各种有别于普通教育和各种教学模式,不仅有课堂教学模式。而且有课堂内外结合的教学和培养培训模式。目前我国中等职业学校教学改革中,“项目教学”、“综合实训”、“情景教学”、 “案例教学”、“信息技术教学和实训应用”等教学模式应用较多。

根据机械类专业实践性强的特点,我们主要选择“项目教学”、“综合实训”、 “信息技术教学和实训应用”这三种教学模式进行教学。本文专就“项目教学”进行分析。

二、项目教学的运用

1.项目教学的定义和相关理论

美国教育百科全书中将项目教学法解释为:学生在几天或几周内解决一个问题的教学方式。因此,对于模具专业和数控专业我们将“设计和制造一套模具”为一个项目,“加工一个机械零件”为一个项目。

项目教学的关键是让学生通过项目在应用中学到技术(包括知识和操作技能),教学理念来自于建构主义理论。建构主义的教学观认为教学应从问题开始而不是从结论开始,让学生在解决问题的过程中进行学习。项目教学的设计也取自于杜威的实用主义教育理论,强调在实践中让学生自动进行获得知识和能力。

2.项目教学在机械类专业教学中的运用

运用1:模具设计与制造专业专业课程塑料模具设计与制造项目教学法应用

塑料模具设计与制造这门专业课综合性强,涉及整个专业的知识与技能,通过项目教学法,能使学生在整个工作任务的过程中,学习本专业的主要知识和基本技能。本课程安排在第四学期,也就是学生在顶岗实习前一个学期。时间为整门课的课时。项目教学活动的组织分为以下几个阶段:

(1)确定项目(任务) 以某一塑料制件(提供图纸),要求设计出生产此制件的模具并制作此模具。

(2)编写项目计划 主要内容有:分组(6人左右),各组制定实施计划、确定工作程序。

(3)项目实施 各小组按计划开展活动,教师监控并指导。

(4)检查评估 根据项目成绩评估表由小组自评和教师评价。

(5)项目展示与总结 各小组展示自已的设计和制作成果。教师将学生在整个项目完成过程中的关键问题特别是技术问题进行总结,对学生进行鼓励。

运用2:数控专业专业课程数控车床编程和操作项目教学法应用

数控车床编程和操作这门专业课的某一次课(2节课),也可通过项目教学法,能使学生在加工一个机械零件的工作任务过程中,学习本次课的知识和操作技能。项目教学活动的组织如表2。

三、机械类专业项目教学中存在的问题和解决途径

我们在模具和数控两个专业的专业课教学中,采用项目教学进行教学改革,经过多年的教学实践,我们发现存在着以下问题,影响到项目教学的有效开展:

1.我国中职生文化素质较差,主要表现在语言表达能力和文字表达能力较低,综合分析问题不强等方面。

2.教师跨学科能力不够,主要表现在专业课教师中大部分只对某一两门学科(课程)较为熟悉,对整个专业的核心课程不能联合起来进行教学。

3.实训室建设主要以单一工种建立,如车工实训室、数控车床实训室、数控铣床实训室、模具拆装实训室等。有较多的学校由于场地和资金的制约,没有建立专业综合实训室。表2

对于第1个问题,学生在解答和编写项目中有关项目计划、解决方案和总结中存在着较大的困难。因此我们不能完全照搬国外职业教育中项目教学的要求(国外职业学校的学生的文化素质基本与高校学生等同),提出问题要尽量具体,计划书和总结书尽量按表格形式填写。教师在项目执行中,当学生遇到困难时应多一些指导和帮助。

第2个问题是我们职业学校师资建设中要着力解决的问题,应努力多培养出一些通才。如本文中项目教学运用1中,设计和制作一套模具,需要我们的专业课教师对模具设计、Pro/E、电火花与线切割、数控铣床、磨削加工、模具装配与调试等多门技术掌握得好。这样才适应专业大项目的教学工作。

第3个问题涉及到实训室建设的问题。如果我们只有单一工种的实训室,就无法开展综合性强专业大项目的教学。因此,在保证建立足够的单一工种的基本操作技能实训室的基础,每一专业建立一两个专业综合实训室是完全有必要的,是保证学生在校内培养专业的综合能力的条件。如模具专业就应建立一个模具制造实训室,配备模具制造的各种设置和工具,包括铣床、数控铣床(加工中心)、平面磨床、工具磨床、车床、电加工机床、钳工工作台、抛光机、压力机、注塑机等;数控专业应建设一个机械加工车间,配备普通车床、数控车床、数控铣床、磨床、钻床、砂轮室、检验工作台等。

参考文献:

第8篇:数控机床实训总结范文

关键词:生产型;数控实训;教学模式

一、我国机床工具行业发展现状

1.中国已经连续4年在规模和产值上成为世界第三大机床生产国

2008年世界各地区机床总产值情况(如图1所示)。 2008年国内数控金属切削机床的年产量12.2万台,2008年国内市场机床总消费194.4亿美元。

二、目前职业院校在培养从事机床工具行业人才中存在的问题

据华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心《关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告》中指出职业教育中数控人才培养中存在的问题。

1.课程设置和教学内容不能满足企业需求

(1)我国机电类专业的课程设置近几年虽有所改进,但教学内容仍较陈旧。学生所学到的知识技能与企业的要求尚存在差距。例如,数控加工刀具和工艺的教学还较薄弱。由于部分学校因实训条件所限,仍以理论讲授为主,企业急需的数控机床的编程、操作、维护的培训效果较差。

(2)在实践技能培训方面,很多院校把实训重点放在数控机床简单操作上,而对数控加工工艺(如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等)、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程、数控机床机电设计与联调技术、数控机床的维护与维修等专业技术能力训练不够。

(3)现有数控技术教育专业教材形态单一、内容陈旧、实践性差。适合数控系统原理、数控机床机电控制技术、数控机床故障诊断与维护维修和数控实训等课程的教材非常有限,严重脱离生产实际。

2.职业院校数控专业师资数量不足,素质不高

3.数控实训设备条件差,数量严重不足,且不配套

三、高职生产型数控实训模式

基于上述问题,本文旨在研究一种适合职业技术教育特色的以工作过程为导向的生产型数控实践教学模式,进一步缩短学生适应工作岗位的时间,使学生能够应对该工作过程中尽可能多的工作任务,提高学生的职业能力,培养满足当前机床工具行业需要的技能人才。

1.高职生产型数控实训模式的思路

本文实施的实践教学过程改变传统的实训教学模式,要求整个课程体系以生产型工作项目为主线,把专业所需的知识、要实现的目标、应达到的能力、应具备的素质等培养目标融入项目教学过程中。其特点是:选择企业一线生产的典型工作项目,使整个课程的知识点、技能点以及职业规范能力的学习都围绕这个项目进行,并与这个核心融合在一起,形成一个整体。学生在完成项目考核标准严格依照本项目实际生产的工作过程中,既掌握了专项能力又与工作岗位零距离接触。

2.高职生产型数控实训模式内容

(1)校外工作情景模式:高职院校与企业合作,数控实训在企业内完成。例如,某企业生产如图3所示的产品凸轮套。高职学生可以以学徒的身份与企业的技术人员共同参与整个零件的生产过程,在此期间完全按照企业的要求进行工作,最终由技术人员按照企业的标准进行考核。

学生在完成工作任务的过程中按照企业的生产要求遵守企业生产规范,学习企业文化,在技术人员的带领下完成分析图纸、选择机床刀具、准备工装、下料、试件加工等工作过程。

在这种教学模式中学生“提前上岗”,既增长了知识,积累了经验,又为更好地适应职业岗位打下基础。

(2)校内工作情境模式:基于目前高职学生进企业学习主要以“参观为主”,即使参与实践操作也很难与专业培养目标相吻合的现状,高职数控专业可以通过校内工作情境模式培养数控人才。例如,图3所示零件凸轮套为企业一线所生产的产品,高职院校通过校企合作,以校内数控实训基地为基础开发与企业生产过程一致的实践课程,从实践项目的选择到实训过程的开展以及最终考核结果都由企业工程人员与高职教师共同参与,为学生创建了一个真实的职业岗位情境,有利于学习实践知识和积累工作经验。

四、高职生产型数控实训模式实施步骤及条件

1.精心培养一批具有生产型实训技能的师资队伍

师资队伍是培养学生的基础,又是教学改革成败的关键。一支理论功底与实践能力俱佳的“双师”素质教师队伍是生产型实训的前提与保障。加强教师校内外实践培养锻炼。

2.构建以工作过程为导向的生产型实训教学环节的实训环境

数控技术中心、CAD/CAM机房和数控设备的配置,使CAD/CAM实训和数控加工实训融为一体,结合校企合作,对外加工,使实现从软件到硬件、由简单到复杂、由理论型实训到生产型实训这一循序渐进的、多重交互的、可以以工作过程为导向的实训环境成为可能。

3.推行“助理辅导生”制度,点面协作,提高技能人才培养效率和质量

鉴于高职实践课程改革师资不足的问题,对学生采取分批培养的方式。首先培训一部分优秀的学生达到一定的实践能力然后辅助教师指导实践教学和对外技术服务。

所谓“助理辅导生”,在进入专业课程学习以前,提前在班内培养5~8名实践能力强的学生,使这些学生提前接触专业知识,达到准高级工水平,能够熟练操作设备,在后续专业课学习中,这些“助理辅导生”能够及时理解掌握专业知识,对同学们的问题能够及时进行答疑。这种模式可以解决实践教学师资不足的问题,教学上能够实现以点带面,以面促点,点面协作,共同进步的目的,提高培养效率和教学效果。

4.校企合作,工学结合

数控技术实训基地与多家企业实现长期合作,实行多种形式的工学结合,使学生直接接触企业中的实际零件加工。由理论型实训转换成生产型实训,增强学生学习的职业敏感性,提高学生的职业能力。

参考文献

[1]华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心.关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研报告[R].2003

[2]姜大源.职业教育学基本问题的思考(一)[J].职业技术教育,2006,1

第9篇:数控机床实训总结范文

【关键词】国家数控实训基地;数控机床改造;网络化;建设方案

黄石职业技术学院国家数控实训基地于2007年建成并投入使用,由于设计比较仓促,数控基地分别单独建立了数控仿真实验室、CAD/CAM实验室、数控加工车间、电火花线切割实训室、三坐标测量室等机构,并没有搭建一个协同的工作网络。

随着时间的推移,目前国家数控实训基地的运行模式已经不能适应现代化的需求:学生在数控仿真实验室模拟的程序输出后,并不能直接输送到数控机床,需要在机床重新录入或者借助U盘拷贝;技术人员在CAD/CAM实验室通过三维制造软件自动生成的程序代码,无法顺利到达机床系统,中间操作繁琐;三坐标测量机检测验证的数据,只有通过介质传输,不能快速反馈到实训室中。这些问题都是由于数控基地没有一个完整的网络化平台造成的。为了解决这个问题,我们为国家数控实训基地设计了网络拓扑,准备实施网络化改造。

一、原有的教学环境及需求

黄石职业技术学院国家数控实训基地下设的数控仿真实验室、CAD/CAM实验室,共拥有计算机82台,采用P4 3.06G CPU、512M内存、GeForce 128M显卡、160G硬盘、17寸显示器,并已组建成一个局域网,每台机器上装有宇龙数控加工仿真系统、CAXA制造工程师、Pro/E、Master CAM等专业软件,可以实现自动编程。三坐标测量室拥有海克斯康三坐标测量机一台,工作站一台。数控加工车间拥有广州数控CAK3275型数控车床9台,华中数控CK6140型数控车床3台,广州数控XK713型数控铣床7台,华中数控4600型加工中心1台,法拉克VMC650加工中心2台,法拉克HTC2050车削中心1台,华中数控教学型数控车床1台、华中数控教学型铣床3台。电火花线切割实训室拥有苏州新火花DK7740型数控线切割机床3台,数控电火花成形机床1台。

我们拟在数控基地内构建一个局域网网络平台,将数控加工车间内所有数控机床与测量室、实训室、CAD/CAM实验室等计算机进行网络化改造,建设模拟企业环境的网络化数控实训基地,使各项数据都可以通过网络传输,不再需繁琐的人工操作。这不仅顺应了“网络数控”发展的总体趋势,而且能满足学院教学、培训的需要,具有较高的实际应用价值。

二、网络化改造的设计

1.网络选型、连接方案

在所有网络类型中,小型局域网是比较接近非专业人上和最为实用的网络技术。因此,我们选择搭建一个使用方便、性能稳定、造价低廉的小型星型局域网。

目前基地大多数数控机床数据传输只支持通过RS232接口单机传输,其基本原理是计算机的串行(COM)口和数控机床本身的RS232接口遵循相同的数据通信协议,利用它们之间的数据传输性能可方便地实现计算机与数控机床的通信,从而完成计算机对机床的NC代码的传输。但是这样的接口我们无法直接接入以太网,经过讨论,我们解决的方案是:给每台数控机床旁配置一台PC机,使用数据线将COM口与数控机床RS232C接口连接,而此时,每台PC机又可以直接连接以太局域网。这种方案的特点是技术成熟操作简单,给操作者带来方便:在PC机上编程,在专用通讯软件或者DOS下进行程序传输。

2.网络拓扑结构

我们要先将数控加工车间、线切割实训室和三坐标测量室的32台数控机床控制计算机组成一个小局域网,再将该局域网与数控仿真实验室、CAD/CAM实验室的局域网连接起来,共同组成一个基地的网络平台,使设计信息、工艺信息、加工信息及后置处理数据能及时地传递到制造单元。学生在数控仿真实验室、CAD/CAM实验室进行数控编程和仿真的数据也可直接传送到机床上,这样就构成了网络制造集成环境,减少了中间环节,增加了可靠性,并提高了工作效率。

根据以上要求,我们决定组建一个星型结构的共享式以太网,服务器安装Windows 2003 Server,工作站操作系统采用Windows XP专业版。网络拓扑结构如图1所示。

3.组网步骤

(1)硬件物资准备

由于数控仿真实验室、CAD/CAM实验室已经组成局域网,在这次网络改造中不需要另外投入新的设备。而现有的数控机床全部配备了高性能计算机,具备入网条件,我们只需购买双绞线、水晶头和交换机等就可以轻松组网。

我们采用星型网络的布线连接,双绞线两端安装有水晶头。连接网卡与交换机的最大网线长度为100米,如果要加大网络的范围,在两段双绞线之间可安装中继器。由于数控基地所有设备都在一栋大楼内,距离较近,能满足要求。根据数控机床控制计算机的位置,我们选择了交换机的安装位置,并将每台控制用计算机用双绞线连接到了交换机上。

(2)服务器的安装和配置

因为这台服务器的身份是域控制器、网关及文件服务器,所以我们选用了Windows 2003服务器操作系统,并配置成为域控制器,方便管理域内工作站,还利用Windows 2003的Internet连接共享功能,为基地内部网络搭建了网关,通过网关将数控基地局域网与校园网连接起来。

同时,我们在服务器上安装了Serv-U FTP服务器软件,轻松构建了一个文件服务器,因此在基地局域网内部进行文件传输更容易。

(3)工作站的安装和设置

工作站全部采用Windows XP专业版,其安装过程比较容易。需要说明的是有关协议的安装问题,网络中每台计算机的协议配置应尽量保持一致。在通常情况下,TCP/IP协议是必不可少的,为了照顾数控机床控制系统中所用通讯功能能在DOS下使用,IPX/SPX协议也应该安装,至于微软的网络客户文件系统安装时就已经自动安装好了。然后,参照相关协议,为每个厂家的数控机床安装匹配的传输控制系统,并对机床控制系统软件及DNC通讯软件进行设置,实现通过网络对机床的有效控制。最后要启用Windows XP的远程桌面连接功能,方便远程操作工作站。

三、改造后的国家数控实训基地所能实现的增值功能及改造优点

1.网络化的数控基地提供的增值功能

(1)网络集中管理

在服务器上可以实现系统的配置管理、性能管理、故障诊断等几个方面的网管功能,并能集中管理和监视网络上的各种设备。为系统可靠运行提供保证。

(2)远程故障诊断

数控机床出现故障时,一般技术人员如不能准确分析判断故障的原因,就会影响生产。利用互联网进行网络对话,服务方可以在异地了解用户方数控机床出现故障时的表现症状,以及数控机床在执行由服务方发送的数控指令时的工作状态,进而对数控机床的故障进行判断井提出可行的解决方案。

(3)模拟企业制造环境,提高教学效果

用CAD/CAM实验室所连成的局域网模拟企业的设计部门,以数控加工车间室局域网模拟企业的制造与加工车间,教师通过互联网给学生布置实习任务,学生在CAD/CAM实验室完成产品的原型设计,并将结果通过网络返回给教师批阅,经检查无误后,可直接传送到数控机床上加工。

整个流程全部通过内部网络完成,节约了大量的时间,提高了设备的利用率。

现在利用联网的工作站,可以将所有的数控程序、数控系统参数以及PLC程序(ASCII代码文件)都备份到计算机中,从而保护了系统资源。

2.数控基地实现网络化改造后的优点

(1)缩短传输程序的时间,也就是节约了昂贵的数控机床机时费用。

(2)准确性高。零件程序重复使用时即使重新传输也可以保证绝对正确。

(3)操作者劳动强度减低。只需在机床面板输人简单指令就可完成程序传输。

(4)易于修改。首次使用的程序如果在现场进行了修改,那么上传后就可供下次调用。

(5)程序管理实现了统一化。

(6)责任清楚。一旦出现问题,很容易分析出是编程原因还是操作原因。

四、总结及展望